JP2002259923A

JP2002259923A - 非接触ｉｃカードおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002259923A
Application number: JP2001059796A
Authority: JP
Inventors: Koichi Saito; 孝一斉藤; Akihiro Iikuma; 明広飯隈
Original assignee: Tokyo Magnetic Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Infomedia Co Ltd
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【解決手段】外部機器との間で非接触で信号の送受信
を行うことのできる非接触ＩＣカードは、カード基体
と、カード基体に配設された、ＩＣチップを樹脂封止し
てなるＩＣモジュールと、カード基体に配設されたアン
テナコイルとを備え、ＩＣモジュールのアンテナ接続部
とアンテナコイルの接続端部との間は、導電性を有する
接着剤によって接合されている。【効果】安価且つ加工作業性が良く、接合信頼性の高
い非接触ＩＣカードを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部機器との間で
非接触で信号の送受信を行うことのできる非接触ＩＣカ
ードおよびその製造方法に関するもので、特に、カード
に内蔵されたＩＣとアンテナコイルとの接合に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リーダおよびライタ等の端末装置
としての外部機器との間で非接触で信号の送受信を行う
ことのできる非接触ＩＣカードの使用が普及してきてい
る。これら非接触ＩＣカードは、一般的には、外部機器
に内臓されたコイルと電波を媒体として電磁結合して情
報の送受信を行えるようにするアンテナコイルと、情報
の処理を行うＩＣ回路部とをカード基体に封入してなる
ものである。

【０００３】従来、このような非接触ＩＣカードにおい
ては、ＩＣ回路部として、ＩＣチップを樹脂封止してな
るＩＣモジュールを使用したものでは、銅線を巻回して
ワイヤアンテナコイルを形成し、このワイヤアンテナコ
イル両端の接合部をＩＣモジュール上に設けられた接合
電極部に半田付けにより接続するものが普通であった。

【０００４】図６は、このような従来技術による非接触
ＩＣカードの一例を示す平面図である。この図６に略示
されるように、この従来例の非接触ＩＣカード２１は、
カード基体２２にワイヤアンテナコイル２３およびＩＣ
モジュール２５を封入してなっている。カード基体２２
は、硬質塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）、モノマーの酸成分がテレフタレ
酸であり、ジオール成分がエチレングリコールおよびシ
クロヘキサンジメタノールである共重合体ポリエステル
系樹脂（ＰＥＴ−Ｇ）、アクリロニトリルブタジエンス
チレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエ
チレン（ＰＥ）等で形成される。ワイヤアンテナコイル
２３は、被覆銅線をインダクタンスに合わせたターン数
にて巻回して形成され、アンテナコイル両端にはリード
線が引き延ばされ、接合部２４ａ、２４ｂが形成されて
いる。そして、この接合部２４ａ、２４ｂと、ＩＣモジ
ュール２５上に設けられた電極２６ａ、２６ｂとは半田
２７を用いた接合により電気的に接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の非接触ＩＣカードの場合、アンテナコイ
ルとＩＣモジュールとを半田により接合する際の半田の
盛り量をコントロールするのが難しく、盛り量が多くな
ってしまうと接合部分が盛り上がってしまい、カードを
形成した際にこの影響でカード外観を損ねてしまい、盛
り量が少なくなってしまうと接合が不充分でカード化の
際に接続が外れてしまう問題があった。また、工程上に
おいても、アンテナコイルとＩＣモジュールとを接合し
た後にカード基体に、これらを接着剤等により固定させ
る必要があり、作業性・信頼性においても悪い状態にあ
った。更に、材料コストにおいてもワイヤ巻回加工費用
等で高価なものとなっていた。

【０００６】一方、最近では、特開平８−２８７２０８
号公報に開示されているように、ＩＣモジュールでな
く、樹脂封止を行っていないＩＣチップ単体をＩＣ回路
部として使用し、ＩＣチップにアンテナ接続バンプを形
成し、異方導電性フィルムを用いてフリップチップ工法
によりアンテナコイルの接続パッドとＩＣチップのアン
テナ接続バンプとを接続する方法が提案されている。

【０００７】しかし、この場合、ＩＣチップ単体ではカ
ード化に際にしての、圧力、曲げ等の外部応力に対する
強度が充分でないために、ＩＣチップ実装後にＩＣチッ
プ上に金属板等による補強の必要がある。また、近年で
は、ＩＣチップのサイズ自体が小型化しているため、ア
ンテナコイルも接続パッドの大きさを微細化し、且つ位
置精度を上げる必要が生じている。また、ＩＣチップの
実装に際しても高精度で位置決めさせる高価な機構が必
要となっている。更に、接続部でのリーク、ＩＣチップ
エッジ部でのショート等を防止するため、ファインピッ
チ用の異方性導電フィルムを使用する必要も生じ、また
異方性導電ペーストの場合には微量での吐出量のコント
ロールが必要となる。

【０００８】本発明の目的は、前述したような従来技術
の問題点を解消しうるような非接触ＩＣカードおよびそ
の製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、外部機器との間で非接触で信号の送受信を行うこ
とのできる非接触ＩＣカードにおいて、カード基体と、
該カード基体に配設された、ＩＣチップを樹脂封止して
なるＩＣモジュールと、前記カード基体に配設されたア
ンテナコイルとを備えており、前記ＩＣモジュールのア
ンテナ接続部と前記アンテナコイルの接続端部との間
は、導電性を有する接着剤によって接合されていること
を特徴とする非接触ＩＣカードが提供される。

【００１０】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
アンテナコイルは、銀フレーク、銀粉、カーボン等の導
電性フィラーを樹脂バインダー中に分散してなる導電性
インキを印刷、乾燥して形成されており、前記接続端部
は、接合パッドとされている。

【００１１】本発明の別の実施の形態によれば、前記ア
ンテナコイルは、銅箔、アルミ箔等の金属薄膜により形
成されており、前記接続端部は、接合パッドとされてい
る。

【００１２】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記導電性を有する接着剤は、エポキシ系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリアミド系樹脂等からなるバインダー中に
金、銀、銅、ニッケル等の導電性微粉末を微量分散して
なる、異方性導電接着フィルムまたは異方性導電ペース
トである。

【００１３】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記導電性を有する接着剤は、エポキシ系樹脂、アクリ
ル系樹脂、フェーノル系樹脂、フェノキシ系樹脂等から
なる、バインダー中に銀、銅、ニッケル等の金属粉フィ
ラーを分散してなるものである。

【００１４】本発明の別の観点によれば、外部機器との
間で非接触で信号の送受信を行うことのできる非接触Ｉ
Ｃカードの製造方法において、樹脂シート上に導電性イ
ンキによりアンテナコイルを印刷、乾燥して形成し、該
アンテナコイルの接続端部を接合パッドとして形成する
工程と、ＩＣチップを樹脂封止してなるＩＣモジュール
のアンテナ接続部と前記アンテナコイルの接合パッドと
を、導電性を有する接着剤によって接合するようにし
て、該ＩＣモジュールを前記樹脂シート上に載置する工
程と、前記アンテナコイルが形成されＩＣモジュールが
接合された樹脂シートに対して、中間樹脂シートおよび
カバー樹脂シートとを積層し、一体化する工程とを含む
ことを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法が提供さ
れる。

【００１５】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
樹脂シートには、前記ＩＣモジュールの樹脂封止部を受
け入れる穴の穴開け加工が予めなされる。

【００１６】本発明の別の実施の形態によれば、前記中
間樹脂シートには、前記ＩＣモジュールの樹脂封止部を
受け入れる穴の穴開け加工が予めなされる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面の図１から図５に
基づいて、本発明の実施の形態および実施例について本
発明をより詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の非接触ＩＣカードの一実
施例の構造を示すための平面図であり、図２は、その断
面構造を示す図であり、図３は、その非接触ＩＣカード
におけるアンテナコイルとＩＣモジュールとの接合状態
を詳細に示す部分拡大断面構造図である。

【００１９】これら図１、図２及び図３に示すように、
本発明のこの実施例の非接触ＩＣカード１０では、樹脂
シート（アンテナシート）１にアンテナコイル２が形成
されている。アンテナコイル２の接続端部の各々には、
接合パッド３ａおよび３ｂが（図３参照）が施されてい
る。図３によく示されるように、樹脂シート１のアンテ
ナコイル２の接合パッド３ａおよび３ｂの間に位置する
場所には、受入れ穴１１が穴開け加工により予め形成さ
れている。ＩＣチップを樹脂封止してなるＩＣモジュー
ル５は、その樹脂封止部９の部分を樹脂シート１の受入
れ穴１１に入れるようにして、樹脂シート１の上に載置
される。そして、この際において、ＩＣモジュール５上
のアンテナ接続部を構成する電極部６ａおよび６ｂと、
アンテナコイル２の各対応する接合パッド３ａおよび３
ｂとを、導電性を有する接着剤４にて接合するようにし
ている。それから、中間樹脂シート７及びカバー樹脂シ
ート８ａ、８ｂが順次積層されて、アンテナコイル２お
よびＩＣモジュール５が封入されたカード基体とするこ
とにより、最終的な非接触ＩＣカード１０とされてい
る。

【００２０】ここで、ＩＣモジュール５は、ＩＣチップ
単体でなく、例えば、少なくとも、基板となるリードフ
レーム、ＩＣチップおよびＩＣチップの周囲を封止する
樹脂封止とからなるものである。

【００２１】樹脂シート１は、例えば、ＰＶＣ、ＰＥ
Ｔ、ＰＥＴ−Ｇ、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＥ等を例示すること
ができるが、カード基材として使用される樹脂シートで
あればこの限りではない。これら樹脂シートの厚みとし
ては、１００から４００μｍ程度であり、カードの総厚
によって適した厚みが選定される。

【００２２】アンテナコイル２は、銀フレーク、銀粉、
カーボン等の導電性フィラーを、例えば、ポリエステル
系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、フェノキ
シ系樹脂、ポリアミド系樹脂等の樹脂バインダー中に分
散してなる導電性ペーストまたは導電インキを、樹脂シ
ート１上にスクリーン印刷法などにより印刷、乾燥させ
ることにより形成されている。

【００２３】ＩＣモジュール５とアンテナコイル２とを
接合する際の導電性を有する接着剤４としては、例え
ば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェーノル系樹
脂、フェノキシ系樹脂等からなるバインダー中に、銀、
銅、ニッケル等の金属粉フィラーを分散してなる導電性
接着剤、あるいはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポ
リアミド系樹脂等からなるバインダー中に、金、銀、
銅、ニッケル等の導電性微粉末を微量分散して成る異方
性導電フィルムまたは異方性導電ペーストなどを例示す
ることができるが、ＩＣモジュール５に設けられた電極
６ａ、６ｂとアンテナコイル２に設けられた接合パッド
３ａ、３ｂとを強固にに接合し、且つ導電性が確保され
るものであればこの限りではない。

【００２４】中間樹脂シート７は、ＩＣモジュール５と
アンテナコイル２とを載置した樹脂シート１と一体化さ
れるシートであって、ＰＶＣ、ＰＥＴ−Ｇ、ＡＢＳ、Ｐ
Ｃ等の樹脂シート単体で熱融着が可能な材料またはＰＥ
Ｔ基材上に、例えば、オレフィン系、ポリエステル系、
ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエチレン系等のホ
ットメルト樹脂または、エポキシ樹脂等を塗布したもの
等を例示できるが、樹脂シート１と同一材料で、且つ同
一厚みであることが望ましい。ただし、カード基材とし
て使用される樹脂シートであり樹脂シート（アンテナシ
ート）１とのラミネートが可能であるものであればこの
限りではない。

【００２５】カバー樹脂シート８ａ、８ｂは、重ね合わ
された樹脂シート１と中間樹脂シート２を保護するよう
にして、表裏両側に重ね合わさり一体化されるものであ
って、ＰＶＣ、ＰＥＴ−Ｇ、ＡＢＳ、ＰＣ等の樹脂シー
ト単体で熱融着が可能な材料またはＰＥＴ基材上に例え
ばオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポ
リアミド系、ポリエチレン系等のホットメルト樹脂また
は、エポキシ樹脂等を塗布したものが例示できる。ただ
し、カード基材として使用される樹脂シートでありラミ
ネートが可能であるものであればこの限りではない。

【００２６】次に、本発明のこの非接触ＩＣカード１０
の製造方法についてより詳細に説明する。先ず、樹脂シ
ート１上にアンテナコイル２を形成する工程としては、
銀フレーク、銀粉、銅粉等の導電性顔料とポリエステル
系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、フェノキ
シ系樹脂等からなる結着材、及び溶剤、分散剤とを混
合、分散してなる導電性ペーストインキをスクリーン印
刷法などによって印刷、乾燥することによりアンテナコ
イル２を形成する。

【００２７】次に、アンテナコイル２の一部を成す接合
パッド３ａ、３ｂとＩＣモジュール５に設けられた電極
６ａ、６ｂとの間に異方性導電フィルム等の導電性を有
する接着フィルムを挟み込むようにして、アンテナコイ
ル２の一部を成す接合パッド３ａ、３ｂ上に配置、仮貼
りした後、ＩＣモジュール５の上から軽く圧力を加える
と同時に熱を加えることにより、接合パッド３ａおよび
３ｂとＩＣモジュール５に設けられた電極６ａおよび６
ｂとを電気的に接合する。異方性導電フィルム等の導電
性を有する接着フィルムを、接合パッド３ａおよび３ｂ
とＩＣモジュール５に設けられた電極６ａおよび６ｂと
の間に挟み込むようにして配置させる方式としては、Ｉ
Ｃモジュール５に設けられた電極６ａ、６ｂを含めて、
ＩＣモジュール５上の全面にに貼り付ける方式でもよ
い。また、接合パッド３ａおよび３ｂとＩＣモジュール
５に設けられた電極６ａおよび６ｂとの接合方法として
は、アンテナコイル２の接合パッド３ａ、３ｂ上に、エ
ポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェーノル系樹脂、フ
ェノキシ系樹脂等からなるバインダー中に銀、銅、ニッ
ケル等の金属粉フィラーを分散してなる導電性接着剤、
またはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系
樹脂等からなるバインダー中に、金、銀、銅、ニッケル
等の導電性微粉末を微量分散してなる、異方性導電ペー
スト等をスクリューバルブ式のディスペンサー等により
滴下し、その上にＩＣモジュール５を積層し、ＩＣモジ
ュール５の上から軽く圧力を加えると同時に熱を加える
方式でもよい。

【００２８】アンテナコイル２が形成され、ＩＣモジュ
ール５が接合された樹脂シート１は、中間樹脂シート７
およびカバー樹脂シート８ａ、８ｂとを重ねて、熱ラミ
ネートプレス装置、真空熱ラミネート装置等により、加
熱、加圧されることにより一体化される。その後、規定
のカード寸法に打ち抜かれ非接触ＩＣカードが製造され
る。

【００２９】具体的実施例次に、本発明のより具体的な実施例について説明する。
先ず、厚さ２５０μｍのＰＥＴ−Ｇシートに、ポリエス
テル系樹脂バインダー中に、８０％の銀フレークの導電
性フィラーを分散してなる導電性インキを用いて、スク
リーン印刷法により（３５０版の使用）、アンテナパタ
ーンを形成した後、温度８０℃、時間９０秒でジェット
乾燥させ、膜厚２０μｍのアンテナコイルを形成した。

【００３０】次に、振動式パーツフィーダーを用いてＩ
Ｃモジュールの表裏、方向を一定に整合させ、異方導電
性フィルム（ＳＯＮＹケミカル製ＦＰ２３２２Ｄ）を、
貼り付け装置にてＩＣモジュールに設けられた電極の大
きさに合わせて、温度８０℃、荷重１kg／cm² を加え、
時間３秒にてＩＣモジュールに設けられた電極上に貼り
付けを行う。

【００３１】次に、前記異方導電性フィルムの貼り付け
が完了したＩＣモジュールを、貼り付け面を下にして圧
着ヘッドにより吸着し、アンテナコイルの接合パッド上
にＩＣモジュールの電極が合わさるようにして位置決め
をし、温度１２０℃、荷重２kg／cm² 、時間１０秒に
て、熱圧着ヘッドで押圧することにより、ＩＣモジュー
ルをアンテナコイルと接続し、且つ樹脂シートと一体化
した。尚、この際、樹脂シートのＩＣモジュールの樹脂
封止部に相当する部分には、あらかじめ樹脂封止の大き
さに合わせた穴開け加工が施されている。

【００３２】次に、アンテナコイルとＩＣモジュールと
の接合が完了した樹脂シートに、接合面を覆うようにし
て、厚さ２５０μｍのＰＥＴ−Ｇシートを重ね合わせ、
熱ラミネートプレス機により、温度１５０℃、圧力８kg
／cm² 、時間３０分にて熱融着させた。

【００３３】次に、前記熱融着された部材の表裏に絵柄
等のデザインや文字等の印刷を施した後、厚さ１５０μ
ｍのＰＶＣシートを重ね合わせ、熱ラミネートプレス機
により、温度１５０℃、圧力１２kg／cm² 、時間３０分
にて熱融着させた後、規定のカードサイズに打ち抜き、
非接触ＩＣカードを作製した。

【００３４】尚、上記の作製したＩＣカードを、ＩＳＯ
で規定された、動的曲げ強さ試験（規定ＩＳＯ１４４４
３−１［４．３．３］、試験方法ＩＳＯ１０３７３−１
［５．８］）を１０サイクル（計１万回の曲げ）、動的
捻れ強さ試験（規定ＩＳＯ１４４４３−１［４．３．
４］、試験方法ＩＳＯ１０３７３−１［５．９］）を４
０サイクル（計１万回の捻り）を繰り返して実施した
後、通信特性を測ったところ、試験前と同等の特性が保
たれていることが確認された。

【００３５】図４は、本発明の非接触ＩＣカードの別の
実施例を説明するための断面構造図である。図５はその
平面構造を示す図である。図４、図５に示すように、こ
の実施例においては、アンテナ樹脂シート１上に形成さ
れるアンテナ２は、例えば厚みが５〜８０μｍの銅箔、
アルミニウム箔等の導電性を有する金属薄膜であり、樹
脂シート上全面に形成された金属薄膜からエッチング法
により作製されている。その他のカードを構成する部材
は、前述した実施例と同様である。

【００３６】尚、本発明においてＩＣモジュール５の樹
脂封止９の方向は、図２に示すように樹脂シート１側に
なる場合、図４に示すように中間樹脂シート７側になる
場合のどちらでも可能であり、厚み、絵柄デザインの有
無等、カード仕様に応じてその方向が選択されるものと
する。

【００３７】

【発明の効果】本発明の非接触カードにおいては、樹脂
シート上に形成されたアンテナコイルとＩＣモジュール
との接合に導電性を有する接着剤を用いるため、接合部
分の盛り上がりが少なく、カードが形成された際の外観
を損ねる問題を防止することができ、機械的に容易な作
業で信頼性の高い接合を実現させることが可能となる。

【００３８】また、ＩＣモジュールを使用することによ
り、ＩＣチップ単体を用いた方式のように補強を必要と
せずに、圧力、曲げ等の外部応力に対して充分な強度を
得ることができる。

【００３９】更に、加工に際しても、精密な位置決め機
構は必要とせずに、安価な装置で充分な接合強度を実現
させることができる。

【００４０】更に、材料コストにおいても、ワイヤ巻回
加工などの費用を省くことができ、複雑なカード構成を
必要とせずに、単純なカード構成で安価に製造すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非接触ＩＣカードの一実施例を示すた
めの平面図である。

【図２】図１の非接触ＩＣカードの断面構造図である。

【図３】図１の非接触ＩＣカードにおけるアンテナコイ
ルとＩＣモジュールとの接合状態を詳細に示すための部
分拡大断面構造図である。

【図４】本発明の非接触ＩＣカードの別の実施例を示す
ための断面構造図である。

【図５】図４の非接触ＩＣカードの平面図である。

【図６】従来の非接触ＩＣカードの一例を示すための平
面図である。

【符号の説明】

１樹脂シート２アンテナコイル３ａ接合パッド３ｂ接合パッド４導電性を有する接着剤５ＩＣモジュール６ａＩＣモジュールの電極６ｂＩＣモジュールの電極７中間樹脂シート８ａカバー樹脂シート８ｂカバー樹脂シート９ＩＣモジュールの樹脂封止部１０ＩＣカード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部機器との間で非接触で信号の送受信
を行うことのできる非接触ＩＣカードにおいて、カード
基体と、該カード基体に配設された、ＩＣチップを樹脂
封止してなるＩＣモジュールと、前記カード基体に配設
されたアンテナコイルとを備えており、前記ＩＣモジュ
ールのアンテナ接続部と前記アンテナコイルの接続端部
との間は、導電性を有する接着剤によって接合されてい
ることを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】前記アンテナコイルは、銀フレーク、銀
粉、カーボン等の導電性フィラーを樹脂バインダー中に
分散してなる導電性インキを印刷、乾燥して形成されて
おり、前記接続端部は、接合パッドとされている請求項
１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項３】前記アンテナコイルは、銅箔、アルミ箔
等の金属薄膜により形成されており、前記接続端部は、
接合パッドとされている請求項１または２に記載の非接
触ＩＣカード。
【請求項４】前記導電性を有する接着剤は、エポキシ
系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂等からなる
バインダー中に金、銀、銅、ニッケル等の導電性微粉末
を微量分散してなる、異方性導電接着フィルムまたは異
方性導電ペーストである請求項１または２または３に記
載の非接触ＩＣカード。
【請求項５】前記導電性を有する接着剤は、エポキシ
系樹脂、アクリル系樹脂、フェーノル系樹脂、フェノキ
シ系樹脂等からなる、バインダー中に銀、銅、ニッケル
等の金属粉フィラーを分散してなるものである請求項１
または２または３に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項６】外部機器との間で非接触で信号の送受信
を行うことのできる非接触ＩＣカードの製造方法におい
て、樹脂シート上に導電性インキによりアンテナコイル
を印刷、乾燥して形成し、該アンテナコイルの接続端部
を接合パッドとして形成する工程と、ＩＣチップを樹脂
封止してなるＩＣモジュールのアンテナ接続部と前記ア
ンテナコイルの接合パッドとを、導電性を有する接着剤
によって接合するようにして、該ＩＣモジュールを前記
樹脂シート上に載置する工程と、前記アンテナコイルが
形成されＩＣモジュールが接合された樹脂シートに対し
て、中間樹脂シートおよびカバー樹脂シートとを積層
し、一体化する工程とを含むことを特徴とする非接触Ｉ
Ｃカードの製造方法。
【請求項７】前記樹脂シートには、前記ＩＣモジュー
ルの樹脂封止部を受け入れる穴の穴開け加工が予めなさ
れる請求項６に記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
【請求項８】前記中間樹脂シートには、前記ＩＣモジ
ュールの樹脂封止部を受け入れる穴の穴開け加工が予め
なされる請求項６に記載の非接触ＩＣカードの製造方
法。