説明

デュアルインターフェイス型ICカードの製造方法

【課題】レーザー加工によるカード基材内に埋め込まれているICチップ回路の端子やアンテナ回路の端子の露出加工において問題となっている、端子部最近傍の接着剤の除去や、レーザー照射時に発生する端子部での酸化膜の発生防止、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性の改善につながるレーザー加工方法を提供すること。
【解決手段】カード基材に、外部接続端子板、アンテナ回路、及びICチップを備えた、接触・非接触両用デュアルインターフェイス型ICカードにおいて、外部接続端子板とカード基材内に埋め込まれているICチップを接続するか、あるいは、外部接続端子板の付いたICチップとカード基材内に埋め込まれているアンテナ回路を接続するための、ICチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の露出加工に、COレーザーとYAGレーザーを順次用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ICカード用外部接続端子基板、接触式及び非接触式の2種類の通信インターフェイスを有するデュアルインターフェイス型ICカード(以下デュアルIFカード)の製造方法における、ICチップ、アンテナ回路、外部接続端子基板を接続させるためのカード基材内に埋め込まれた接続端子の露出加工に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、家電製品、コンピュータ・モバイル製品の分野等においては、軽薄短小の流れの中で各種装置の更なる高機能、高密度化が進められており、カード製造業界においても同様の要請が高まっている。特に近年は、ICカードによるクレジット、電子マネー等の多機能決済等の高機能、多機能化が注目されている。
【0003】
ICカードの高機能化、多機能化の流れの一つとして、インターフェイスの複数化が挙げられる。ICカードの通信方式には、大別して接触式と非接触式との2種類があるが、この両方の方式の通信が可能なハイブリッドカードやデュアルIFカードが知られている。
【0004】
このうち、デュアルIFカードは、コンビネーションカードとも称され、1個のICチップで接触式及び非接触式の両方の通信機能を満足するカードであり、接触式通信及び非接触式通信にそれぞれ専用のICチップを搭載したハイブリッドカードに比べてコスト面で有利である。また、接触用途、非接触用途でポイントサービス等の共通のサービス等を提供できるのはデュアルIFカードのみであり、この点においてもメリットを有する。
【0005】
従来、デュアルIFカードのアンテナ回路接続端子露出加工にはエンドミル等を用いたミリング加工が用いられてきたが、昨今、ミリング加工とレーザー加工を併用し、ICモジュール埋設用凹部加工、及びアンテナ接続端子の露出加工を行うことが提案されている(特許文献1)。
【0006】
しかしながら、レーザー加工を行うことは記載されているが、アンテナ接続端子部最近傍の透明接着剤層の除去や、レーザー照射時に発生する酸化膜の発生、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性改善に関して明確な解決方法が得られておらず、アンテナ接続端子部の露出加工に用いることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−11985号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来、デュアルIFカードのアンテナ回路接続端子露出加工にはエンドミル等を用いたミリング加工法が用いられてきたが、ICモジュールを埋設するための凹部加工、及びアンテナ接続端子露出加工は歩留りが悪く、安価に製造することができていない。
【0009】
そこで、レーザーを適宜照射することにより、接続端子を露出する等の加工の、歩留りを改善することが提案されているが、アンテナ接続端子部最近傍の透明接着剤層の除去や、レーザー照射時に発生する酸化膜の発生、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性改善に関して明確な解決方法が得られておらず、アンテナ接続端子部の露出加工には用いることは困難であった。
【0010】
そこで、本発明は、レーザー加工によるカード基材内に埋め込まれているICチップの接続端子や、アンテナ回路の接続端子の露出加工において問題となっている、端子部最近傍の透明接着剤層の除去や、レーザー照射時に発生する端子部での酸化膜の発生防止、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性の改善につながるレーザー加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、カード基材に、外部接続端子板、アンテナ回路、及びICチップを備えた、接触・非接触両用デュアルインターフェイス型ICカードにおいて、外部接続端子板とカード基材内に埋め込まれているICチップを接続するか、あるいは、外部接続端子板の付いたICチップとカード基材内に埋め込まれているアンテナ回路を接続するための、ICチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の露出加工に、COレーザーとYAGレーザーを順次用いることを特徴とするデュアルインターフェイス型ICカードの製造方法である。
【0012】
また、請求項2に記載の発明は、前記ICチップの接続端子、あるいは前記アンテナ回路の接続端子の露出加工において、カード基材の除去にCOレーザーを用い、ICチップ、あるいはアンテナ回路の接続端子の酸化膜及び接着剤の除去に、YAGレーザーを用いることを特徴とする請求項1に記載のデュアルインターフェイス型ICカードの製造方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明では、COレーザーの樹脂に対する良好な吸収率と、YAGレーザーのCu(銅)、Al(アルミニューム)等の金属に対する良好な吸収率の特徴を組み合わせることにより、問題となっているICチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の、最近傍の透接着剤の除去や、レーザー照射時に発生する酸化膜の発生防止や除去、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性の改善を行うことができ、カード基材内の接続端子の露出加工をレーザー加工のみで行い、エンドミルを用いる切削加工を行わないため、切削工具の磨耗による加工部の品質劣化を防ぎ、また、切削工具メンテナンス及び購入コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態のデュアルIFカードを示す斜視概念図である。
【図2】本発明の一実施形態のデュアルIFカードを分解して示す概念図である。
【図3】本発明のICカードの製造方法におけるカード基材内に埋め込まれた接続端子の露出加工説明する外部接続端子基板埋設用凹部を設ける前の接続端子を示す断面図Aと平面図Bである。
【図4】本発明のICカードの製造方法における外部接続端子基板埋設用の第一の凹部を形成している状態を示した断面図A及び平面図Bである。
【図5】本発明のICカードの製造方法におけるカード基材内に埋め込まれた接続端子の露出加工説明する第二の凹部を形成している状態を示した断面図A及び平面図Bである。
【図6】本発明のICカードの製造方法における接続端子表面を覆っている接着層及び酸化膜の除去加工を示した断面図A及び平面図Bである。
【図7】本発明のICカードの製造方法における接続端子の露出加工法において、COレーザーを用いカード基材を除去した状態を示した概念図である。
【図8】本発明のICカードの製造方法における接続端子の露出加工法において、2回のCOレーザーによる照射カード基材の除去、YAGレーザーを用いた接着層及び酸化膜の除去を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の第1実施形態のデュアルIFカード1におけるICチップ6、アンテナ回路7、外部接続端子基板3を接続させるために行われる、カード基材2内に埋め込まれている接続端子を露出加工する工程を、図1から図8を参照して説明する。図1は本実施形態のデュアルIFカード1を示す斜視概念図である。デュアルIFカード1のカード基材2の上面には、外部接続端子基板3が取り付けられており、接触式通信が可能となっている。
【0016】
図2は、デュアルIFカード1を分解して示す概念図である。図2に示すように、カード基材2は、上側の第1部材2Aと下側の第2部材2Bとからなり、各部材の間に接触式、及び非接触式通信を行うためのインレット5が挟み込まれるように埋設されている。インレット5はコイル状のアンテナ回路8と、外部接続端子基板3と接続されるための接続端子4と接続されたICチップ7を備えている。
【0017】
図2においては、ICチップ7はインレット5に設けられているが、外部接続端子基板3に設けることも可能であり、その場合はICチップの接続端子とアンテナ回路の接続端子を接続させる。
【0018】
カード基材2の材料としては、ポリ塩化ビニル(PVC)、非結晶性ポリエチレンテレフタレートコポリマー(PET−G)等を好適に採用することができる。またアンテナ回路8は厚み0.025〜0.10mmのPET、PEN等の絶縁性シート上に0.015〜0.05mmの銅箔を貼り付けた後、パターンエッチングにより形成されている。
【0019】
図2に示すように、カード基材2の第1部材2Aには、外部接続端子基板3を配置するための凹部9が設けられている。凹部の底面には、接続端子4と半田バンプとを電気的に接続するための第二の凹形状加工部10が複数設けられている。
【0020】
各々の第二の凹形状加工部10は、インレット5の各々の接続端子4に対応した位置に設けられており、インレット5がカード基材2に埋設されたときに、各々の接続端子4がそれぞれの第二の凹形状加工部10から露出するようになっている。
【0021】
外部接続端子基板3を埋設するために、第一の凹形状加工部9を加工するために、エンドミル6等を用いて形成する。このとき、切削にエンドミル6を用いず、COレーザー加工を用いて形成してもよい。続く第二の凹形状加工部10の加工は、カード基材2内にラミネートされ埋め込まれているICチップ7の接続端子4の露出加工であり、COレーザーとYAGレーザーの組み合わせることで優れた加工を行なうことができる。
【0022】
従来接続端子4を露出させるため、第二の凹形状加工部10の加工において、エンドミル6等を用いるミリング加工では、樹脂加工と金属加工を同時に行うため、刃先の損傷が激しく、ランニングコスト負担が多くなっていた。
【0023】
カード基材2に埋め込まれた接続端子4の表面には接着剤や酸化膜が存在する。この接着剤はCu(銅)、Al(アルミ)等からなるアンテナ回路8とカード基材2との積層工程で必要なものであり、導電性樹脂、あるいは半田での良好な接続を行うためには完全に除去することが必須である。
【0024】
この接着剤は、透明であるが故、直接レーザーを吸収することができず、除去が困難であったが、金属に対して選択性の良いYAGレーザーを用いることで、Cu(銅)、Al(アルミ)等からなる接続端子を励起することにより、そのエネルギーによってアンテナ
回路8の接続端子4に密着している透明な接着剤を除去することが可能となる。
【0025】
COレーザーの照射は、複数回に分けて照射される。連続して照射を行うとカード基材2としてPVC、PET、PET−G等の熱可塑性樹脂を使用しているため、照射部のカード基材裏面側に単に熱による変形(複数回を連続で照射すると熱が蓄積するため)、炭化が発生する。炭化は連続照射で発生する訳ではなく、1回で回路端子最近傍間で加工できるような強い条件で加工することで焼け焦げにより炭化が発生する。また、炭化は裏面側ではなく端子表面で発生する。その結果、炭化部分が脱落し接合部に悪影響を与え、カード基材が変形してしまう。
【0026】
エネルギーレベルを低く抑え、照射と照射の時間を十分に空けることが必要となる。例えば10秒程度の間隔を置いて熱によるカード基材の変形の無い条件にて照射を行うのが望まししいが、冷却機構を設けることにより冷却時間の短縮が図れ、前記熱による変形も防止できる。
【0027】
照射レーザーの波長、出力、描画速度、回数、照射順序をさらに細かく設定することにより、例えば出力15W、描画速度を200mm/sec、照射回数を3回のCOレーザー照射の後、出力5W、描画速度150mm/sec、照射回数1回YAGレーザーを照射することにより、接続端子部最近傍層である接着剤の除去や、接続端子表面の酸化膜を除去することができ、接続端子表面のぬれ性及び導電性が改善される。
【0028】
レーザー照射条件として一例を示したが、カード基材2、接続端子4の材質によっては、波長、出力、描画速度、回数等を適宜最適な条件に設定することにより、接続端子2の良好な露出加工を実現できる。
【実施例】
【0029】
カード基材の材質はPET−Gで、第一の凹部の深さは0.20〜0.25mmとしたときの加工条件を示す。外部接続端子基板埋設用の第一の凹部を形成した後、COレーザーにて接続端子上のカード基材プラスティック樹脂を波長10.6μm、出力30WのCOレーザーを100mm/secの描画速度で接続端子サイズを塗りつぶす軌跡で1回描画を行った。
【0030】
さらにCOレーザーを1回目と同じ箇所を1回目の50%程度の出力にて2回目の照射を行い。次に、照射波長1064nm出力10WのYAGレーザーを100mm/secの描画速度で1回照射することで接続端子表面を覆っている透明接着剤層11及び酸化膜を除去して、第一の凹部とのトータルで0.32〜0.37mmの第二の凹部を形成した。
【0031】
COレーザーによって露出されたカード基材中に埋め込まれていた接続端子は、YAGレーザーにより表面の接着層や酸化物層等が取り除かれ、接続端子清浄面12が得られ、導電性樹脂、または半田を介した外部接続端子基板との正常な接合により、促進テスト等の耐性試験において問題の発生は無かった。
【0032】
図7は接続端子4の露出加工法において、COレーザーを用い第二の凹形状加工部10を1回で除去した状態を示した概念図であるが、接続端子4の表面には炭化物13が残ってしまい、カード基材2の反対側には熱による変形部14ができてしまった。一方図8は実施例のようにレーザー照射を3回分け、照射エネルギー、照射波長を変えて露出加工を行ったときの状況を示した概念図であり、カードも変形が無く、清浄な接続端子4が得られる良好な露出加工ができことを示している。
【符号の説明】
【0033】
1・・・デュアルIFカード(デュアルインターフェイス型ICカード)
2・・・カード基材
2A・・・上側の第1部材
2B・・・下側に第2部材
3・・・外部接続端子基板
4・・・接続端子
5・・・インレット
6・・・エンドミル
7・・・ICチップ
8・・・アンテナ回路
9・・・第一の凹形状加工部(外部接続端子基板埋設用凹部)
10・・・第二の凹形状加工部
11・・・透明接着剤層
12・・・接続端子清浄面
13・・・炭化物
14・・・熱による変形部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カード基材に、外部接続端子板、アンテナ回路、及びICチップを備えた、接触・非接触両用デュアルインターフェイス型ICカードにおいて、外部接続端子板とカード基材内に埋め込まれているICチップを接続するか、あるいは外部接続端子板の付いたICチップとカード基材内に埋め込まれているアンテナ回路を接続するための、ICチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の露出加工に、COレーザーとYAGレーザーを順次用いることを特徴とするデュアルインターフェイス型ICカードの製造方法。
【請求項2】
前記ICチップの接続端子、あるいは前記アンテナ回路の接続端子の露出加工において、カード基材の除去にCOレーザーを用い、ICチップ、あるいはアンテナ回路の接続端子の酸化膜及び接着剤の除去に、YAGレーザーを用いることを特徴とする請求項1に記載のデュアルインターフェイス型ICカードの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−227669(P2011−227669A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−96207(P2010−96207)
【出願日】平成22年4月19日(2010.4.19)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】