接触・非接触共用型ＩＣカードと接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法
【課題】 カード基体内のアンテナ端部とＩＣモジュールのアンテナ接続用端子間をキレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続することにより、初期接続抵抗を低くし通信特性の優れたＩＣカードを提供する。
【解決手段】 本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードは、ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子７ａ，７ｂと、カード基体１０内のアンテナの開始端部２１と終端部２２とが、ＩＣモジュール装着用凹部３０内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部２１と終端部２２と、前記ＩＣモジュール５の２つのアンテナ接続用端子７ａ，７ｂとの間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする。
【解決手段】 本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードは、ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子７ａ，７ｂと、カード基体１０内のアンテナの開始端部２１と終端部２２とが、ＩＣモジュール装着用凹部３０内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部２１と終端部２２と、前記ＩＣモジュール５の２つのアンテナ接続用端子７ａ，７ｂとの間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触・非接触共用型ＩＣカード（「デュアルインターフェースＩＣカード」、「コンビ式」ともいう。）とその製造方法に関する。接触・非接触共用型ＩＣカードはＩＣモジュールを装着する際、アンテナの一部がＩＣモジュールを装着するために掘削した凹部内に現れ空気中に露出するため、その金属材質が酸化を受け易い問題がある。
そこで本発明は、接触・非接触共用型ＩＣカードのＩＣモジュールのアンテナ接続用端子とカード基体内のアンテナとの良好な接続を確保することと、接続部の経時的な抵抗増大による通信性能の低下を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、データの通信をカード表面の接続端子を介して行う接触型ＩＣカード、ＩＣチップおよび通信用のアンテナコイルがカード基体内に埋め込まれカード表面に端子がない非接触式、および両者の機能を兼ね備えた接触・非接触共用型の３種類がある。
このうち、接触・非接触共用型は、ＩＣモジュールの裏側（ＩＣモジュールの外部装置接続用端子板の背面）にアンテナ端部（通常２箇所）と接続するためのチップ所定のパッドと導通がとれているアンテナ接続用端子が設けられており、これがカードに掘削したＩＣモジュール埋設用凹部に露出するアンテナ端部と導電性接着剤を介して接続されることで、非接触カードとしての機能を備えることになる。
【０００３】
ところで、この接触・非接触共用型ＩＣカードの製造上の特徴として、あらかじめアンテナが形成されたアンテナシートを内蔵させたカード基体に所定のＩＣモジュール埋設とアンテナ両端部とＩＣモジュールのアンテナ接続用端子との電気的接続（導通）をはかるためのＩＣモジュール装着用凹部形成を行い、特に後者の目的のため、一旦、カードが基体に埋め込まれているアンテナの両端部（開始端部と終端部）を外部に露出させることが必要になる。
【０００４】
ところが、アンテナ構成部材が酸化され易い金属であると空気中に露出させた直後に、表面に酸化物皮膜が形成されるため、酸化物皮膜の形成により導電性の失われる時間が早いと、導電性が失われた状態で、その後の工程（導電ペーストの塗布工程、ＩＣモジュールの熱圧による機械的、電気的接合工程）を行ってもＩＣモジュールとアンテナとの十分な導通がとれないため、通常は、酸化物皮膜の影響が小さい銅をアンテナ部材として選択するのが通常である。
【０００５】
アンテナが表面に露出することのない非接触ＩＣカード（非接触単機能のＩＣカード）では、アンテナ部材として銅だけではなく、コスト的にも安価で、電気抵抗値も比較的低いアルミニウムを使用する例が多い。しかし、接触・非接触共用型ＩＣカード用としては上記理由によりアルミニウムを選定することが困難という問題があり、一般的には、銅箔のエッチングアンテナや被覆付き銅線が使用されている。
【０００６】
また、アルミニウム表面に酸化防止剤を塗布したり、表面に酸化しない金属めっき（例えば、金等）を施す方法もあるが、上記のように、切削加工でアンテナ端部を露出させる場合の切削深さ、つまりアンテナ端部の露出する厚み方向の深さ位置は一定ではなく、カード基材の各層の厚み誤差、アンテナ部材の厚み誤差、切削深さの誤差等によって変動が生じ易い。従って、アンテナ部材の表面のみに酸化防止対策を施しても、切削加工で露出した部分がアンテナ端部の最表面である確証はなく、最表面より深い部位が露出すれば、直ぐに酸化が進行し酸化物皮膜が形成されてしまう、という結果になる。つまりこの方法では効果が得られない。
【０００７】
導電性接着剤が電極間の接続剤として使用される場合、測定される抵抗は導電性接着剤そのものの抵抗と被着体（電極材）と導電性接着剤の接触界面で生じる接続抵抗（接触抵抗）という二つの合成抵抗になる。従って、導電性接着剤の体積抵抗率が低いばかりでなく、被着体との接続抵抗が低いことが重要となる。
また、一般に初期接続抵抗を小さくして接続しても経時的に接続抵抗が増大することが認められている。この場合は、銅を使用しても長期間の使用では経時劣化が生じることが考えられる。接続抵抗の経時的増加は、導電性接着剤中の金属粒子、あるいは端子板等の電極が高湿下の電気化学的反応により酸化膜を形成するか活性金属粒子数が減少する現象と考えられている。
【０００８】
非特許文献１に記載されるように、各種導電性接着剤と各種基板との接続抵抗（ｍΩ）は、表１のようになる。この表１によれば、銀ペーストを使用した場合、アルミニウム基板が６０００ｍΩであるのに対し、銅基板は０．３３ｍΩであるように、非常に高い接続抵抗値を示している。ただし、理由は明らかではないが、カーボンペーストでは数値が逆転している。従って、必ずしもアルミニウムが銅に比較して一律に接続抵抗が大きいと言えるものではない。経験的に見出される接続抵抗の意味である。
また、化学便覧基礎編（昭和５３年８月２０日発行、１１５５頁）によれば、アルミニウムの比抵抗は、２．７５×１０-6Ωｃｍ、銅が、１．７２×１０-6Ωｃｍ（いずれも２０°Ｃ）であるから、金属自体の比抵抗にはあまり大きな違いがない。これにより金属酸化物の皮膜により接続抵抗が高くなっていることが推認できる。
なお、表２は各種導電性接着剤の体積抵抗率値（ρ）であり、銀ペーストが、１．１×１０-4Ω・ｍと小さい体積抵抗率値を示している。表２も非特許文献１から引用したものである。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
一方、導電性接着剤において、導電性金属充填剤と共にその組成中にキレート剤、防食剤、または酸素捕捉剤を添加する場合は、初期接続抵抗を低減し、経時的な劣化をも防止することが知られている。特許文献４、特許文献５等には、そのような技術が開示されている。本願はこのような導電性ペーストを接触・非接触共用型ＩＣカードのアンテナ接続部に利用し、初期接続抵抗や経時的接続抵抗増大を小さくすることを目的とするものである。
【００１２】
非接触ＩＣカードや共用型ＩＣカードのアンテナやアンテナシートに関しては、特許文献１、特許文献２等の他に多数の先行文献があるが、アンテナの接続に上記接着剤を使用する例を見出すことができない。なお、特許文献２は非接触単機能ＩＣカードのアンテナシートである。特許文献３は、接触型非接触型共用ＩＣカードとその製造方法に関する先行特許文献に関する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００５− ４５１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７５５０２号公報
【特許文献３】特開２０００−１８２０１７号公報
【特許文献４】特開２００２−３４８４８６号公報
【特許文献５】特開２００６−２２５４２６号公報
【非特許文献１】スリーボンド社「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｎｅｗｓ」 平成１１年１月１日発行 ナンバー５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、ＩＣモジュールと接続するアンテナの両端部は、製造過程において空気との接触時間が長く酸化を受け易い。アンテナにアルミニウムを使用したのでは、酸化皮膜が表面に形成され易く初期接続抵抗が大きくなる。そのため、アンテナ受信効率が低下し、非接触通信処理ができなかったり、通信距離が短かくなるという問題があった。
一方、銅を使用すれば初期接続抵抗を比較的に小さくできるが、希少な資源の浪費に繋がることと製造コストを高くする問題がある。また、特に高温高湿度環境下では銅であっても、長期間には接続抵抗の上昇が同様に生じると考えられる。
そこで、本発明は、アンテナ開始端部と終端部とＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子との間の接続に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを使用することとする。それにより、第１に、初期接続抵抗を低くし、第２に、接続抵抗の経時的な上昇を防止することを目的とするものである。
また、アンテナの金属材料に、アルミニウムを主成分とする箔や被覆付き線材を使用して、銅資源の節減とコスト低減を図ることをも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する第１の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード、にある。
【００１６】
上記第１の発明において、キレート剤もしくは防食剤の含有率が１〜１０質量％である、ようにすることができ、その場合には初期接続抵抗と接続抵抗の経時変化を効果的に小さくできる。
【００１７】
上記課題を解決する第２の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、８−ヒドロキシキノリンをキレート剤として含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード、にある。
【００１８】
上記第２の発明において、前記導電性ペーストにおける８−ヒドロキシキノリンの含有率が１〜１０質量％である、ようにすることができ、その場合には初期接続抵抗と接続抵抗の経時変化を効果的に小さくできる。
上記第１、第２の発明において、前記アンテナにアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属箔または金属線を使用することができ、前記導電性ペーストが、銀（Ａｇ）粒子とエ熱硬化性ポキシ樹脂を含有している、ものとすることができる。
【００１９】
上記課題を解決する第３の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法、にある。
【００２０】
上記課題を解決する第４の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、前記アンテナ開始端部と終端部を表面の酸化膜部とともに貫通するように穴状もしくは線状の切削加工を前記導電性ペーストごしに施す工程と、前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法、にある。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明（請求項１）においては、アンテナとの接続に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを使用するので、アンテナの初期接続抵抗を小さくでき、経時的な接続抵抗増大を小さくすることができる。
第２の発明（請求項３）においては、８−ヒドロキシキノリンを含有する導電性ペーストを使用するので、同様にアンテナの初期接続抵抗を小さくでき、経時的な接続抵抗増大を小さくすることができる。
アンテナの全体に酸化抵抗値の変化の少ない材料を使用する場合、例えば、銅を使用する場合は希少資源の浪費に繋がる問題があるが、請求項５のように、アルミニウムを使用することでその問題を緩和できると共に製造コストの低減を図れる。また、アルミニウムは銅に比較して伸展性に優れるので、ＩＣカードに対する曲げ変形や衝撃に対して、アンテナを破断させてしまうことを少なくできるという効果がある。
【００２２】
第３の発明（請求項７）においては、露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布してＩＣモジュールを装着するので、アンテナの初期接続抵抗を小さくでき、経時的な接続抵抗増大を小さくすることができる。
第４の発明（請求項８）においては、アンテナ開始端部と終端部の表面の酸化膜部を貫通するように穴状もしくは線状の切削加工を前記導電性ペーストごしに施すので、上記第３の発明の効果の他に、アンテナ開始端部と終端部が空気酸化を受ける時間的要素を非常に少なくできるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のアンテナシートの例を説明する図、図２は、線材を使用したアンテナシートの例を説明する図、図３は、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードを説明する平面図、図４は、接触・非接触共用型ＩＣカードの部分断面図、図５は、接触・非接触共用型ＩＣモジュールの例を示す図、図６は、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程を説明する図、図７は、導電性ペーストの塗布後に、穴状の切削加工を施す製造方法の説明図、図８は、導電性ペーストの塗布後に、線状の切削加工を施す製造方法の説明図、図９は、非接触ＩＣカードの通信性能の経時変化を示す図、である。
【００２４】
図１は、アンテナシートの例を説明する図であって、金属箔を使用しエッチングでパターン形成した場合である。本来は、特許文献２の各図のように精細パターンからなるが、アンテナの構成要素を概念的に図示している。従って実際の形状を示すものではない。
図１において、実線はベースシート１１の表面側にあるパターンや配線を、斜線のハッチングを施した部分はベースシート１１の裏面側にあるコイル部２７等を示している。
アンテナシート２０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックフィルムからなるベースシート１１面に、アンテナ２が形成されている。
【００２５】
アンテナ２はアンテナ開始端部２１と終端部２２を有し、その両端部間にコイル部２７やコンデンサパターン２３，２４と表裏配線接続部２５，２６を有している。金属箔の利点は、エッチングにより配線幅や形状を自由にレイアウト可能であるとともに、アンテナ配線と同時にコンデンサパターン２３，２４を形成することが可能となり、通信特性を向上させられることである。被覆付き線材を使用してアンテナ形成する場合はコンデンサパターンの形成は困難と考えられる。アンテナ２の両端部２１，２２はいずれを開始端部２１、あるいは終端部２２と考えても良いものである。当該両端部２１，２２によりＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子に接続させることができる。
【００２６】
通常、コンデンサパターンは複数の小さいパターンの集合からなり、小パターンのコンデンサを順次切断することにより容量を調製できるようにされているが、図１の場合は表裏コンデンサパターン２３，２４で１つのコンデンサを表現している。表裏コンデンサパターン２３，２４は、実際は、ほぼ同一サイズであって、誘電体であるベースシート１１を介してコンデンサを形成している。切断して調製するのは、コンデンサ容量を変化させて共振周波数を調製する目的である。上記説明から明らかなように、アンテナ２とは、アンテナ開始端部２１や終端部２２、コンデンサパターン２３，２４、アンテナコイル部２７、表裏配線接続部２５，２６等を含むものである。
ただし、アンテナ開始端部２１と終端部２２を裏面側とし、アンテナコイル部２７を表面側としてもよいものである。
【００２７】
図１の場合、コイル部を含むアンテナ２の大部分がベースシート１１の背面側に形成され、表裏配線接続部２５，２６の間のコンデンサパターン２４とその接続回路のみが、ベースシート１１の表面側に形成されている。アンテナ２は、前記した理由により銅箔を使用するのが通常である。このようなアンテナシート２０は、ベースシート１１の両面に銅箔をラミネートし、この銅箔面に感光性樹脂材料を塗工した後、フォトマスクからなるアンテナパターンを露光し現像し、エッチングして製造する。
アンテナをパターン化する前は、ベースシート１１の両面に厚み３５μｍ程度の銅箔がラミネートされており、エッチングにより大半が溶解されることになる。全面に銅を使用するので貴重な資源を消費する問題がある。
【００２８】
図２は、線材を使用したアンテナシートの例を説明する図である。被覆線材を使用する場合は、ベースシート１１の表面側（あるいは背面側）にのみアンテナを形成し、表裏に形成することは少ない。図２のアンテナシート２０の場合も、アンテナ開始端部２１と終端部２２を有し、その両端部間にアンテナコイル部２７を有している。ＩＣモジュールはアンテナ開始端部２１と終端部２２の上に装着されることになる。被覆線材を使用するアンテナの形成は、超音波ウェルダーのキャピラリー中を線材を通しながら、加熱して被覆材料を溶融させながらベースシート１１に巻き回して仮留めする方法が採用される。線材には径（φ）が５０〜１００μｍ程度の銅線やアルミニウム線で、エナメル樹脂やウレタン樹脂が２〜５μｍ程度の厚みで被覆されているものを使用する。
【００２９】
線材の交差部２９も被覆材料が残存しており短絡することはない。前記のようにコンデンサパターンは形成されていない。アンテナ開始端部２１と終端部２２は、線材を折り畳んで密着させ一定の面積を有する状態にしておく。線材の利点は、エッチングのように材料を捨てる必要がないため、安価なアンテナを形成できることである。
なお、図１でも図２でも、単一のアンテナシート２０を図示しているが、製造工程では通常多面付けの状態で用いられる。
【００３０】
図３は、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカード１を説明する平面図、図４は、接触・非接触共用型ＩＣカードの部分断面図、である。
図３の平面図では接触・非接触共用型ＩＣカードであるため外部装置接続用端子板４をカード表面に有するが、端子板面パターン形状等は省略されている。カード周囲に表示する鎖線はカード基体１０内部にアンテナ２が存在することを意味している。
【００３１】
アンテナ開始端部２１と終端部２２はアンテナ２の両端とＩＣモジュール５のアンテナ接続用端子７ａ，７ｂ（図４参照）を接続するためＩＣモジュール装着部に臨むように形成されている。本発明の接触・非接触共用型ＩＣカード１ではアンテナ開始端部２１と終端部２２との導電性と接着強度を確保するため、通常の場合も同様であるが、アンテナ両端部は大面積に形成されていることが好ましい。十分な強度を確保するためには、ＩＣモジュール装着用凹部内におけるアンテナ開始端部２１と終端部２２の合計面積（Ａ）が３ｍｍ2 以上であることが好ましい。従って、当該アンテナに接続するＩＣモジュール側アンテナ接続用端子７ａ，７ｂも大面積に形成されていることが好ましく、アンテナ接続用端子７ａ，７ｂの合計面積（ａ）が３ｍｍ2 以上であることが好ましい。３ｍｍ2 以上とするのは、面積が３ｍｍ2 未満ではいずれの場合も十分な接着強度が得られない場合が生じるからである。
【００３２】
図４は、ＩＣモジュール５の装着部を示している。この実施形態では接触・非接触共用型ＩＣカード１のカード基体１０はアンテナベースシート１１と接着シート１２，１３、コアシート１４，１５、オーバーシート１６，１７の７層から構成されている。ただし、カード基体１０は７層構成に限らることはない。ＩＣモジュール装着用凹部３０は本実施形態では２段の深さに形成されていて、第１凹部３１はＩＣモジュール５の基板厚みに掘削されている。第１凹部３１の一部はアンテナ開始端部２１と終端部２２が露出する深さにさらに掘削される。第２凹部３２はＩＣモジュール５のモールド樹脂部８が埋設できる深さに形成されている。ただし、モジュール装着部の凹部形状は２段に限られることはなく、外周部に溝が具備されていても構わない。第１凹部３１の深さはまた、オーバーシート１６の厚みと実質的に同等程度の厚みとする場合もある。
【００３３】
図４のように、第１凹部３１の一部は表面にアンテナ開始端部２１、終端部２２が露出するようにさらに切削する。この切削はＮＣ加工等により予め計算された基材厚みをカード表面から切り取りするようにする。また、好適には、アンテナ部を金属センサにより検知して切削量を制御しても構わない。第２凹部３２は、ＩＣモジュール５のモールド樹脂部８が埋設できる深さに切削する。次に、アンテナ開始端部２１、終端部２２に導電性ペースト９を塗布してからＩＣモジュール５を装着して加熱加圧する。
これにより、ＩＣモジュール５側のアンテナ接続用端子７ａ，７ｂとカード基体側のアンテナ両端部（アンテナ開始端部２１、終端部２２）とが導電性ペースト９を介して電気的に接続され、かつＩＣモジュール５をカード基体１０に固定することができる。
【００３４】
この場合、導電性ペーストや異方性導電性接着シートのみを用いてＩＣモジュール５をＩＣモジュール装着用凹部３０の第１凹部３１に固定してもよく、導電性ペーストと絶縁性接着剤（あるいは接着シート）を併用してＩＣモジュール５を固定してもよい。
本発明では、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする。この接着剤については後述する。
【００３５】
図５は、接触・非接触共用型ＩＣモジュールの例を示す図であって、図５（Ａ）は外部装置接続用端子板４の表面側を示し、図５（Ｂ）はモールド樹脂部８の背面側を示している。横断面は、図４から類推できると考えられる。ＩＣモジュール５の表面には通常のように、Ｃ１〜Ｃ８の８個の端子板を有している。接触・非接触共用型ＩＣチップ３は、背面側に非接触インターフェース用のＣ９，Ｃ１０パッドを有する特徴がある。
Ｃ９，Ｃ１０パッドは２つのアンテナ接続用端子７ａ，７ｂにボンディングワイヤ１９により接続している。他の機能のパッドも勿論有するが図示していない。ＩＣチップ３やワイヤ部は樹脂封止され、モールド樹脂部８を形成している。
【００３６】
次に、金属箔を用いる場合のアンテナシートの製造方法について説明する。なお、アンテナはベースシートの片面にのみ形成する場合もあるが、両面の場合を説明する。
まず、アンテナベースシートの両面に金属箔をラミネートする。通常はベースシートのほぼ全面にラミネートするが、帯状に部分的にラミネートしてもよい。接触・非接触共用型ＩＣカードの場合、金属箔としては銅（Ｃｕ）箔またはアルミニウム（Ａｌ）箔を用いることができる。金属箔材料（厚み１５μｍ〜５０μｍ程度）を１μｍから２０μｍ厚程度の接着剤によりラミネートする。
なお、アンテナベースシート１１には、ポリイミドやＰＥＴ、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）の他、各種の材料を採用できる。例えば、塩化ビニル樹脂、ＰＥＴ−Ｇ、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
【００３７】
次に、片面の金属箔面に、アンテナ開始端部２１と終端部２２とアンテナコイル部２７の一部とコンデンサパターン２３を含むアンテナ２のレジスト膜を形成する。また、前記他の面の金属箔面に、アンテナコイル部２７の残りの部分とコンデンサパターン２４を含むアンテナ２のレジスト膜を形成する。この工程は、フォトレジストを用いても良く、レジストパターンを印刷するものであっても良い。レジスト膜を耐蝕膜として両面の金属箔をエッチングする。
【００３８】
表裏エッチングの後、レジストを剥離し洗浄してから、表裏アンテナを接続する。これには少なくとも２箇所の接続が必要である。両面の金属箔とアンテナベースシート１１を貫通するように、小径の開口（径０．２ｍｍ程度）を形成した後、表裏の金属箔間をめっき、もしくは導電性ペーストにより接続、もしくは抵抗溶接、超音波接続、開口を形成しないでクリンピング加工、のいずれかの方法により接続する。めっきの場合は、銅等による無電界めっきを行った後、ニッケル（Ｎｉ）の下地めっき、金（Ａｕ）めっきを行う。抵抗溶接は、接合する箇所に電流を流し、その電流による抵抗発熱で接合部の温度を上昇させ、加圧下で接合させる方法である。
【００３９】
次に、接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法について説明する。
図６は、接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程を説明する図である。図６のアンテナシート２０は、図１とは異なり表面側（コアシート１４側）にアンテナコイル部２７があり、裏面側にアンテナ開始端子２１と終端部２２があるように図示されている。前記のように、いずれの側にアンテナ開始端部２１と終端部２２があっても加工は可能であり、掘削深さが変わるだけで性能的にも特に差異は生じない。
まず、図６（Ａ）のように、アンテナ２のアンテナ開始端部２１や終端部２２、アンテナコイル部２７、コンデンサパターン２３，２４がフォトエッチング等により製造されたＰＥＴ、塩化ビニール等のアンテナシート２０を前記のように準備する。
【００４０】
図６は、アンテナシート２０のベースシート１１として２軸延伸ＰＥＴシートを使用した場合であり、この場合は、アンテナシート２０とスペーサシート１４，１５との間に接着シートを使用して積層する。ただし、図６では接着シートの図示を省略している。
次に、これにコアシート１４，１５とオーバーシート１６，１７を仮積み積層してから、熱圧プレスして一体のカード基体を作製する（図６（Ｂ））。コアシート１４，１５とオーバーシート１６，１７の双方にＰＥＴ−Ｇを使用する場合、両者間は熱融着するので、この間には接着シートを使用しなくてよい。この工程までは多面付けの状態で行う。
なお、カード基体１０には、塩化ビニール樹脂やＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇの他、各種の材料を採用でき、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
【００４１】
その後、個々のカードに切断した後、ＩＣモジュール５を装着する第１凹部３１を切削加工、ＮＣ加工等により切削して、カード基体１０内のアンテナ開始端部２１と終端部２２の表面を露出させる。アンテナの両端部はできるだけ切削しないようにして表面を露出させることが好ましい。さらにＩＣモジュール５のモールド樹脂部８を埋設できる深さと大きさの第２凹部３２を第１凹部３１のほぼ中央に切削する（図６（Ｃ））。
【００４２】
次に、ＩＣモジュール５に具備されたチップ側アンテナ接続用端子７ａ，７ｂと、カード基体１０側のアンテナ開始端部２１、終端部２２間を導電性ペースト９で接続する。これには、アンテナ開始端部２１、終端部２２上に接続剤として、銀ペースト等の導電性ペースト９の塗布を行う（図６（Ｄ））。この塗布領域は短絡を生じないように少なくとも２つの領域に分割して行う。また、ＩＣモジュール５のアンテナ接続用端子上の導電性ペースト塗布領域以外の部分に絶縁性接着シートを貼着しても良い。
なお、ＩＣモジュールには、ＣＯＴ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｔａｐｅ）やＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎ Ｂｏａｒｄ）を使用する。
【００４３】
導電性ペースト９の塗布後、ＩＣモジュール５を装着し熱圧（例えば、２００°Ｃ、１秒）を印加することによりＩＣモジュール５とカード基体１０との接着およびアンテナ２との電気的接続を行う。常温硬化型接着剤の場合、加熱しないで室温近くで比較的長い時間放置して硬化させることもできる。これにより、本発明の接触・非接触型共用ＩＣカード１が完成する（図６（Ｅ））。
【００４４】
また、好適には、導電性ペースト９の塗布後、針状の切削治具でアンテナ開始端部２１および終端部２２の表面から酸化膜を貫通させるように、穴状もしくは線状の切削加工を施した上、ＩＣモジュール５装着し熱圧を印加することにより、ＩＣモジュール５とカード基体１０との接着およびアンテナ２との電気的接続を行うことがより好ましい。この切削加工はアンテナ開始端部２１および終端部２２自体を必ずしも完全に貫通させる必要はなく、酸化膜下面の金属層が露出すればよい。
導電性ペースト９の塗布後にアンテナ開始端部および終端部の表面の酸化膜を貫通させることにより絶縁体である酸化膜を除去して導電性ペーストとの接続が可能になるとともに、アンテナ端部の表面は導電性ペーストにより空気中の酸素に触れることが無いため、酸化が生じ難くなり、接続抵抗の増加を防止することが可能になる。
【００４５】
図７、図８は、導電性ペースト９の塗布後に、穴状もしくは線状の切削加工を施す製造方法の説明図である。図７は、穴状の切削加工、図８は線状の切削加工の場合である。
図７、図８では、接着シートＳ１，Ｓ２を図示しているが、カード基体１０自体の構成は、図６と同様である。図７（Ａ）のように、ＩＣモジュール装着用凹部３０を切削すると共に、カード基体１０内のアンテナ開始端部２１と終端部２２の表面を露出させる。
次に、アンテナ開始端部２１と終端部２２の表面に導電性ペースト９を塗布する（図７（Ｂ））。導電性ペースト９ごしに、細めのエンドミル切削刃４０を用いてアンテナ開始端部２１と終端部２２を貫通するように数個の穴を切削加工する。これにより、表面の酸化膜部を貫通し開始端部２１と終端部２２が空気に接触することなく、切削加工の間、導電性ペースト９で覆われていることになる（図７（Ｃ１））。その後、ＩＣモジュール５を装着し熱圧（例えば、２００°Ｃ、１秒）を印加することによりＩＣモジュール５とカード基体１０との接着およびアンテナ２との電気的接続を行う（図７（Ｄ１））。
図７（Ｅ１）は、穴状の切削加工を行った後の、アンテナ開始端部２１と終端部２２の表面状態を示すものである。この場合は、各４個の穴２８ｈが切削されている。
【００４６】
図８は線状の切削加工の場合も同様であり、図８（Ｂ）までは図７と同様に加工する。線状の切削加工の場合も、細目のエンドミル切削刃４０を用いるが、アンテナ開始端部２１と終端部２２を完全に貫通しないように、ただし、表面の酸化膜部を除去するように切削刃４０を操作する。切削を導電性ペースト９ごしに行うので、開始端部２１と終端部２２が空気に接触することなく、切削加工の間、導電性ペースト９で覆われていることになる（図８（Ｃ２））。その後、図７と同様にして、ＩＣモジュール５を装着する。
図８（Ｅ２）は、線状の切削加工を行った後の、アンテナ開始端部２１と終端部２２の表面状態を示すものである。この場合は、各３本の線２８ｌが切削されている。
【００４７】
導電性ペースト９には、銀ペーストや銅ペーストを使用することができる。これらの接着剤の塗布はカード基体１０側のアンテナ接続端子上であっても、ＩＣモジュール側アンテナ接続用端子７ａ，７ｂ上であっても良い。
【００４８】
導電性ペーストは、一般に導電粒子とバインダーである高分子樹脂と適量の溶剤と添加剤とからなるが、本発明ではこれに、キレート剤もしくは防食剤を含有するものを使用する。キレート剤は、金属粒子または電極との間にキレートを作るかまたは反応して防食作用を行うことができる。溶解した金属イオンをキレート剤でトラップして防食する考えは古くから知られている。これらの効果を生じさせるキレート剤としては、８−ヒドロキシキノリン、６−ヒドロキシキノリン、および２−ヒドロキシキノリンなどのキノリン誘導体がある。最も好ましくは、８−ヒドロキシキノリンである。これらのキノリン誘導体と電気的接点を増加させる低融点金属充填剤とを含む導電性ペーストが、電気化学反応を低減させ、抵抗率の顕著な増加を防止するという効果を発揮する。
【００４９】
防食剤の例としては、1, 10 −フェナチオジン、フェノチアジン、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、3 −イソプロピルアミノ−1 −ブチン、臭化プロパルギルキノリニウム、3 −ベンジルアミノ−1 −ブチン、ジプロパルギルエーテル、ジプロパルギルチオエーテル、カプロン酸プロパルギル、ジアミノヘプタン、フェナントロリン、アミン、ジアミン、トリアミン、ヘキサメチレンイミド、デカメチレンイミド、安息香酸ヘキサメチレンイミン、3, 5−ジニトロ安息香酸ヘキサメチレンイミン、ヘキサメチレンテトラミン、d −オキシミノ−b −ビニルキヌクリジン、アニリン、6 −N −エチルプリン、1 −エチルアミノ−2 −オクタデシルイミダゾリン、モルホリン、エタノールアミン、アミノフェノール、8 −ヒドロキシキノリン、６−ヒドロキシキノリン、および２−ヒドロキシキノリンなどのキノリン誘導体、ピリジンとその誘導体、アクリジン、イミダゾールとその誘導体、トルイジン、メルカプタン、チオフェノールとその誘導体、スルフィド、スルホキシド、チオリン酸エステルおよびチオ尿素などがある。
【００５０】
導電性充填剤としては、一般的には銀、銅、ニッケル、パラジムウ、金、銀−錫合金、カーボンブラック、黒鉛、アルミニウム、酸化インジウム錫、銀で被覆した銅、銀で被覆したアルミニウム、等の粉体が使用されるが、本発明では通信性能を高めるため、比較的体積抵抗率の低い銀を使用するのが推奨される。
【００５１】
好ましい低融点金属および合金には、インジウム、インジウム／銀、およびインジウム／錫などのインジウム合金、ビスマス／錫、ビスマス／鉛／錫、および錫／鉛などの錫合金がある。
【００５２】
高分子樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれをも使用できる。熱可塑性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができ、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーンエポキシ樹脂、シリコーンポリエステル樹脂などを挙げることができる。本発明では、熱硬化性のエポキシ樹脂を推奨できる。自己硬化性のエポキシ樹脂であってもよく、アミン類、イミダゾール類、酸無水物のような硬化剤や硬化促進剤を配合してもよい。
【実施例１】
【００５３】
以下、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードの実施例について説明する。
カード基体１０のアンテナベースシート１１として、厚み３８μｍの２軸延伸ＰＥＴシートを使用し、その表裏面に厚み３５μｍのアルミニウム箔を接着剤を介してラミネートした。このベースシート１１に対して、フォトエッチング技術を用いてアンテナ２を形成した。アンテナシート２０は、図１のように、ベースシート１１の表面側（コアシート１４側）にアンテナ開始端部２１と終端部２２、およびコンデンサパターン２３を有し、裏面側（コアシート１５側）には、アンテナコイル部２７、コンデンサパターン２４を有するものとした。ベースシート１１の表裏の配線間は２箇所の表裏配線接続部２５，２６を介して超音波接続したものである。
【００５４】
このアンテナシート２０に対して、その表裏に厚み５０μｍのポリエステル系ホットメルト接着シート１２，１３を介して厚み２８０μｍのＰＥＴ−Ｇ製樹脂シートからなるコアシート１４，１５を積層し、さらにその外側に、厚み５０μｍのＰＥＴ−Ｇシートをオーバーシート１６，１７として使用した。これらのシートを仮積みした後、プレス機の熱板上に載置してプレスラミネートした。プレス工程の条件は、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成形（加熱）時間２０分とした。カード基体１０の総厚は、８００μｍとなった。
【００５５】
個々のカードサイズに裁断後、アンテナシート埋め込み済カード基体１０にＩＣモジュール装着用凹部３０を、ＮＣ加工によりアンテナ開始端部２１、終端部２２が現れる深さに第１凹部３１を切削した。続いて、さらに双方のアンテナ端子間に第２凹部３２をＩＣモジュール５のモールド樹脂部が十分に埋設できる深さに掘削した。
【００５６】
一方、別にガラスエポキシ基板の両面に銅箔を貼り付け、フォトエッチング処理を行って表面に外部装置接続用端子板４を形成し、裏面にアンテナ接続用端子７ａ，７ｂをその一つが２．０ｍｍ×３．０ｍｍの大きさになるように２箇所形成した。端子部分にニッケル、金めっきを施した。モジュール基板６に接触・非接触共用型ＩＣチップ３を実装した後、ワイヤボンディング、スルーホールを介して外部装置接続用端子板４とアンテナ接続用端子７ａ，７ｂとの接続を金ワイヤーにより行い、さらに、ＩＣチップ周辺部をエポキシ樹脂により封止した。これにより、ＩＣモジュール５を完成した。
【００５７】
このカード基体１０のアンテナ開始端部２１、終端部２２に導電性ペーストを１の端部に約１ｍｇ塗布し、導電性ペースト塗布域以外の第１凹部３１部分には絶縁性接着シートの貼り込みを行った。上記で準備したＩＣモジュール（ＩＣチップ実装基板）５を装填した後、熱圧（例えば、１８０°Ｃ、２０秒）を印加して、ＩＣモジュールとカード基体との接着及び電気的接続を行った。これにより、接触・非接触共用型ＩＣカード１を完成した。なお、上記導電性ペーストは、銀粒子を含んだ熱硬化性エポキシ系樹脂からなり、キレート剤として８−ヒドロキノリンを１０質量％、５質量％、１質量％、含有するものの３種を試作した。
【実施例２】
【００５８】
実施例１の厚み３５μｍのアルミニウム箔に替えて、厚み３５μｍの銅箔を使用した以外のその他の材料は実施例１と同一にし、同一条件で加工して実施例２の接触・非接触共用型ＩＣカード１を完成した。なお、導電性ペーストも、熱硬化性エポキシ系樹脂からなり、キレート剤として８−ヒドロキノリンを１０質量％、５質量％、１質量％、含有するものの３種を試作した。
【００５９】
［比較例］
実施例１と同一の材料を使用し、同一の条件で加工して比較例の接触・非接触共用型ＩＣカード１を完成した。ただし、導電性ペーストは、熱硬化性エポキシ系樹脂からなり銀粒子を含むが、キレート剤を含有しないものを使用した。
【００６０】
実施例１と比較例の接触・非接触共用型ＩＣカード１を、６０°Ｃ、相対湿度（ＲＨ）が９０％の恒温恒湿槽中に長時間保管した後の通信距離の変化を、非接触リーダライタを用いた通信距離の測定により経時変化を調べた。図９は、その結果を示す図である。
図９のように、比較例の接触・非接触共用型ＩＣカード（図９中、■印マークの線）は、初期通信距離は２０ｍｍ弱であるが、１００時間では１５ｍｍ程度となり、２００時間を経過すると１４ｍｍ以下となるのが認められた。一方、８−ヒドロキノリンを１０質量％（図９中、×印マークの線）含有と５質量％（図９中、▲印マークの線）含有する導電性ペーストを使用した場合は、２３ｍｍ〜２４ｍｍの通信距離を３４０時間経過するまで持続するのが認められた。８−ヒドロキノリンを１質量％（図９中、●印マークの線）含有のものは、１００時間までは２２ｍｍ程度の通信距離であるが、２４４時間では、１７ｍｍ程度になった。ただし、比較例のものよりは良好な結果を示している。
【００６１】
実施例２の銅箔を使用したものについても同一条件で測定したが、初期（完成直後）から３４０時間までは、いずれも２４ｍｍの通信距離が得られた。ただし、より長期間の試験では通信距離が短縮することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のアンテナシートの例を説明する図である。
【図２】線材を使用したアンテナシートの例を説明する図である。
【図３】本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードを説明する平面図である。
【図４】接触・非接触共用型ＩＣカードの部分断面図である。
【図５】接触・非接触共用型ＩＣモジュールの例を示す図である。
【図６】本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程を説明する図である。
【図７】導電性ペーストの塗布後に、穴状の切削加工を施す製造方法の説明図である。
【図８】導電性ペーストの塗布後に、線状の切削加工を施す製造方法の説明図である。
【図９】非接触ＩＣカードの通信性能の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 接触・非接触共用型ＩＣカード
２ アンテナ
３ 接触・非接触共用型ＩＣチップ
４ 外部装置接続用端子板
５ ＩＣモジュール
６ モジュール基板
７ａ，７ｂ アンテナ接続用端子
８ モールド樹脂部
９ 導電性ペースト
１０ カード基体
１１ ベースシート
１２，１３ 接着シート
１４，１５ コアシート
１６，１７ オーバーシート
２０ アンテナシート
２１ アンテナ開始端部
２２ アンテナ終端部
２３，２４ コンデンサパターン
２５，２６ 表裏配線接続部
２７ アンテナコイル部
２８ｈ 穴状の切削
２８ｌ 線状の切削
２９ 交差部
３０ ＩＣモジュール装着用凹部
３１ 第１凹部
３２ 第２凹部
４０ 切削刃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触・非接触共用型ＩＣカード（「デュアルインターフェースＩＣカード」、「コンビ式」ともいう。）とその製造方法に関する。接触・非接触共用型ＩＣカードはＩＣモジュールを装着する際、アンテナの一部がＩＣモジュールを装着するために掘削した凹部内に現れ空気中に露出するため、その金属材質が酸化を受け易い問題がある。
そこで本発明は、接触・非接触共用型ＩＣカードのＩＣモジュールのアンテナ接続用端子とカード基体内のアンテナとの良好な接続を確保することと、接続部の経時的な抵抗増大による通信性能の低下を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、データの通信をカード表面の接続端子を介して行う接触型ＩＣカード、ＩＣチップおよび通信用のアンテナコイルがカード基体内に埋め込まれカード表面に端子がない非接触式、および両者の機能を兼ね備えた接触・非接触共用型の３種類がある。
このうち、接触・非接触共用型は、ＩＣモジュールの裏側（ＩＣモジュールの外部装置接続用端子板の背面）にアンテナ端部（通常２箇所）と接続するためのチップ所定のパッドと導通がとれているアンテナ接続用端子が設けられており、これがカードに掘削したＩＣモジュール埋設用凹部に露出するアンテナ端部と導電性接着剤を介して接続されることで、非接触カードとしての機能を備えることになる。
【０００３】
ところで、この接触・非接触共用型ＩＣカードの製造上の特徴として、あらかじめアンテナが形成されたアンテナシートを内蔵させたカード基体に所定のＩＣモジュール埋設とアンテナ両端部とＩＣモジュールのアンテナ接続用端子との電気的接続（導通）をはかるためのＩＣモジュール装着用凹部形成を行い、特に後者の目的のため、一旦、カードが基体に埋め込まれているアンテナの両端部（開始端部と終端部）を外部に露出させることが必要になる。
【０００４】
ところが、アンテナ構成部材が酸化され易い金属であると空気中に露出させた直後に、表面に酸化物皮膜が形成されるため、酸化物皮膜の形成により導電性の失われる時間が早いと、導電性が失われた状態で、その後の工程（導電ペーストの塗布工程、ＩＣモジュールの熱圧による機械的、電気的接合工程）を行ってもＩＣモジュールとアンテナとの十分な導通がとれないため、通常は、酸化物皮膜の影響が小さい銅をアンテナ部材として選択するのが通常である。
【０００５】
アンテナが表面に露出することのない非接触ＩＣカード（非接触単機能のＩＣカード）では、アンテナ部材として銅だけではなく、コスト的にも安価で、電気抵抗値も比較的低いアルミニウムを使用する例が多い。しかし、接触・非接触共用型ＩＣカード用としては上記理由によりアルミニウムを選定することが困難という問題があり、一般的には、銅箔のエッチングアンテナや被覆付き銅線が使用されている。
【０００６】
また、アルミニウム表面に酸化防止剤を塗布したり、表面に酸化しない金属めっき（例えば、金等）を施す方法もあるが、上記のように、切削加工でアンテナ端部を露出させる場合の切削深さ、つまりアンテナ端部の露出する厚み方向の深さ位置は一定ではなく、カード基材の各層の厚み誤差、アンテナ部材の厚み誤差、切削深さの誤差等によって変動が生じ易い。従って、アンテナ部材の表面のみに酸化防止対策を施しても、切削加工で露出した部分がアンテナ端部の最表面である確証はなく、最表面より深い部位が露出すれば、直ぐに酸化が進行し酸化物皮膜が形成されてしまう、という結果になる。つまりこの方法では効果が得られない。
【０００７】
導電性接着剤が電極間の接続剤として使用される場合、測定される抵抗は導電性接着剤そのものの抵抗と被着体（電極材）と導電性接着剤の接触界面で生じる接続抵抗（接触抵抗）という二つの合成抵抗になる。従って、導電性接着剤の体積抵抗率が低いばかりでなく、被着体との接続抵抗が低いことが重要となる。
また、一般に初期接続抵抗を小さくして接続しても経時的に接続抵抗が増大することが認められている。この場合は、銅を使用しても長期間の使用では経時劣化が生じることが考えられる。接続抵抗の経時的増加は、導電性接着剤中の金属粒子、あるいは端子板等の電極が高湿下の電気化学的反応により酸化膜を形成するか活性金属粒子数が減少する現象と考えられている。
【０００８】
非特許文献１に記載されるように、各種導電性接着剤と各種基板との接続抵抗（ｍΩ）は、表１のようになる。この表１によれば、銀ペーストを使用した場合、アルミニウム基板が６０００ｍΩであるのに対し、銅基板は０．３３ｍΩであるように、非常に高い接続抵抗値を示している。ただし、理由は明らかではないが、カーボンペーストでは数値が逆転している。従って、必ずしもアルミニウムが銅に比較して一律に接続抵抗が大きいと言えるものではない。経験的に見出される接続抵抗の意味である。
また、化学便覧基礎編（昭和５３年８月２０日発行、１１５５頁）によれば、アルミニウムの比抵抗は、２．７５×１０-6Ωｃｍ、銅が、１．７２×１０-6Ωｃｍ（いずれも２０°Ｃ）であるから、金属自体の比抵抗にはあまり大きな違いがない。これにより金属酸化物の皮膜により接続抵抗が高くなっていることが推認できる。
なお、表２は各種導電性接着剤の体積抵抗率値（ρ）であり、銀ペーストが、１．１×１０-4Ω・ｍと小さい体積抵抗率値を示している。表２も非特許文献１から引用したものである。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
一方、導電性接着剤において、導電性金属充填剤と共にその組成中にキレート剤、防食剤、または酸素捕捉剤を添加する場合は、初期接続抵抗を低減し、経時的な劣化をも防止することが知られている。特許文献４、特許文献５等には、そのような技術が開示されている。本願はこのような導電性ペーストを接触・非接触共用型ＩＣカードのアンテナ接続部に利用し、初期接続抵抗や経時的接続抵抗増大を小さくすることを目的とするものである。
【００１２】
非接触ＩＣカードや共用型ＩＣカードのアンテナやアンテナシートに関しては、特許文献１、特許文献２等の他に多数の先行文献があるが、アンテナの接続に上記接着剤を使用する例を見出すことができない。なお、特許文献２は非接触単機能ＩＣカードのアンテナシートである。特許文献３は、接触型非接触型共用ＩＣカードとその製造方法に関する先行特許文献に関する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００５− ４５１６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７５５０２号公報
【特許文献３】特開２０００−１８２０１７号公報
【特許文献４】特開２００２−３４８４８６号公報
【特許文献５】特開２００６−２２５４２６号公報
【非特許文献１】スリーボンド社「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｎｅｗｓ」 平成１１年１月１日発行 ナンバー５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、ＩＣモジュールと接続するアンテナの両端部は、製造過程において空気との接触時間が長く酸化を受け易い。アンテナにアルミニウムを使用したのでは、酸化皮膜が表面に形成され易く初期接続抵抗が大きくなる。そのため、アンテナ受信効率が低下し、非接触通信処理ができなかったり、通信距離が短かくなるという問題があった。
一方、銅を使用すれば初期接続抵抗を比較的に小さくできるが、希少な資源の浪費に繋がることと製造コストを高くする問題がある。また、特に高温高湿度環境下では銅であっても、長期間には接続抵抗の上昇が同様に生じると考えられる。
そこで、本発明は、アンテナ開始端部と終端部とＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子との間の接続に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを使用することとする。それにより、第１に、初期接続抵抗を低くし、第２に、接続抵抗の経時的な上昇を防止することを目的とするものである。
また、アンテナの金属材料に、アルミニウムを主成分とする箔や被覆付き線材を使用して、銅資源の節減とコスト低減を図ることをも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する第１の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード、にある。
【００１６】
上記第１の発明において、キレート剤もしくは防食剤の含有率が１〜１０質量％である、ようにすることができ、その場合には初期接続抵抗と接続抵抗の経時変化を効果的に小さくできる。
【００１７】
上記課題を解決する第２の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、８−ヒドロキシキノリンをキレート剤として含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード、にある。
【００１８】
上記第２の発明において、前記導電性ペーストにおける８−ヒドロキシキノリンの含有率が１〜１０質量％である、ようにすることができ、その場合には初期接続抵抗と接続抵抗の経時変化を効果的に小さくできる。
上記第１、第２の発明において、前記アンテナにアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属箔または金属線を使用することができ、前記導電性ペーストが、銀（Ａｇ）粒子とエ熱硬化性ポキシ樹脂を含有している、ものとすることができる。
【００１９】
上記課題を解決する第３の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法、にある。
【００２０】
上記課題を解決する第４の発明は、外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、前記アンテナ開始端部と終端部を表面の酸化膜部とともに貫通するように穴状もしくは線状の切削加工を前記導電性ペーストごしに施す工程と、前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法、にある。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明（請求項１）においては、アンテナとの接続に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを使用するので、アンテナの初期接続抵抗を小さくでき、経時的な接続抵抗増大を小さくすることができる。
第２の発明（請求項３）においては、８−ヒドロキシキノリンを含有する導電性ペーストを使用するので、同様にアンテナの初期接続抵抗を小さくでき、経時的な接続抵抗増大を小さくすることができる。
アンテナの全体に酸化抵抗値の変化の少ない材料を使用する場合、例えば、銅を使用する場合は希少資源の浪費に繋がる問題があるが、請求項５のように、アルミニウムを使用することでその問題を緩和できると共に製造コストの低減を図れる。また、アルミニウムは銅に比較して伸展性に優れるので、ＩＣカードに対する曲げ変形や衝撃に対して、アンテナを破断させてしまうことを少なくできるという効果がある。
【００２２】
第３の発明（請求項７）においては、露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布してＩＣモジュールを装着するので、アンテナの初期接続抵抗を小さくでき、経時的な接続抵抗増大を小さくすることができる。
第４の発明（請求項８）においては、アンテナ開始端部と終端部の表面の酸化膜部を貫通するように穴状もしくは線状の切削加工を前記導電性ペーストごしに施すので、上記第３の発明の効果の他に、アンテナ開始端部と終端部が空気酸化を受ける時間的要素を非常に少なくできるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のアンテナシートの例を説明する図、図２は、線材を使用したアンテナシートの例を説明する図、図３は、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードを説明する平面図、図４は、接触・非接触共用型ＩＣカードの部分断面図、図５は、接触・非接触共用型ＩＣモジュールの例を示す図、図６は、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程を説明する図、図７は、導電性ペーストの塗布後に、穴状の切削加工を施す製造方法の説明図、図８は、導電性ペーストの塗布後に、線状の切削加工を施す製造方法の説明図、図９は、非接触ＩＣカードの通信性能の経時変化を示す図、である。
【００２４】
図１は、アンテナシートの例を説明する図であって、金属箔を使用しエッチングでパターン形成した場合である。本来は、特許文献２の各図のように精細パターンからなるが、アンテナの構成要素を概念的に図示している。従って実際の形状を示すものではない。
図１において、実線はベースシート１１の表面側にあるパターンや配線を、斜線のハッチングを施した部分はベースシート１１の裏面側にあるコイル部２７等を示している。
アンテナシート２０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックフィルムからなるベースシート１１面に、アンテナ２が形成されている。
【００２５】
アンテナ２はアンテナ開始端部２１と終端部２２を有し、その両端部間にコイル部２７やコンデンサパターン２３，２４と表裏配線接続部２５，２６を有している。金属箔の利点は、エッチングにより配線幅や形状を自由にレイアウト可能であるとともに、アンテナ配線と同時にコンデンサパターン２３，２４を形成することが可能となり、通信特性を向上させられることである。被覆付き線材を使用してアンテナ形成する場合はコンデンサパターンの形成は困難と考えられる。アンテナ２の両端部２１，２２はいずれを開始端部２１、あるいは終端部２２と考えても良いものである。当該両端部２１，２２によりＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子に接続させることができる。
【００２６】
通常、コンデンサパターンは複数の小さいパターンの集合からなり、小パターンのコンデンサを順次切断することにより容量を調製できるようにされているが、図１の場合は表裏コンデンサパターン２３，２４で１つのコンデンサを表現している。表裏コンデンサパターン２３，２４は、実際は、ほぼ同一サイズであって、誘電体であるベースシート１１を介してコンデンサを形成している。切断して調製するのは、コンデンサ容量を変化させて共振周波数を調製する目的である。上記説明から明らかなように、アンテナ２とは、アンテナ開始端部２１や終端部２２、コンデンサパターン２３，２４、アンテナコイル部２７、表裏配線接続部２５，２６等を含むものである。
ただし、アンテナ開始端部２１と終端部２２を裏面側とし、アンテナコイル部２７を表面側としてもよいものである。
【００２７】
図１の場合、コイル部を含むアンテナ２の大部分がベースシート１１の背面側に形成され、表裏配線接続部２５，２６の間のコンデンサパターン２４とその接続回路のみが、ベースシート１１の表面側に形成されている。アンテナ２は、前記した理由により銅箔を使用するのが通常である。このようなアンテナシート２０は、ベースシート１１の両面に銅箔をラミネートし、この銅箔面に感光性樹脂材料を塗工した後、フォトマスクからなるアンテナパターンを露光し現像し、エッチングして製造する。
アンテナをパターン化する前は、ベースシート１１の両面に厚み３５μｍ程度の銅箔がラミネートされており、エッチングにより大半が溶解されることになる。全面に銅を使用するので貴重な資源を消費する問題がある。
【００２８】
図２は、線材を使用したアンテナシートの例を説明する図である。被覆線材を使用する場合は、ベースシート１１の表面側（あるいは背面側）にのみアンテナを形成し、表裏に形成することは少ない。図２のアンテナシート２０の場合も、アンテナ開始端部２１と終端部２２を有し、その両端部間にアンテナコイル部２７を有している。ＩＣモジュールはアンテナ開始端部２１と終端部２２の上に装着されることになる。被覆線材を使用するアンテナの形成は、超音波ウェルダーのキャピラリー中を線材を通しながら、加熱して被覆材料を溶融させながらベースシート１１に巻き回して仮留めする方法が採用される。線材には径（φ）が５０〜１００μｍ程度の銅線やアルミニウム線で、エナメル樹脂やウレタン樹脂が２〜５μｍ程度の厚みで被覆されているものを使用する。
【００２９】
線材の交差部２９も被覆材料が残存しており短絡することはない。前記のようにコンデンサパターンは形成されていない。アンテナ開始端部２１と終端部２２は、線材を折り畳んで密着させ一定の面積を有する状態にしておく。線材の利点は、エッチングのように材料を捨てる必要がないため、安価なアンテナを形成できることである。
なお、図１でも図２でも、単一のアンテナシート２０を図示しているが、製造工程では通常多面付けの状態で用いられる。
【００３０】
図３は、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカード１を説明する平面図、図４は、接触・非接触共用型ＩＣカードの部分断面図、である。
図３の平面図では接触・非接触共用型ＩＣカードであるため外部装置接続用端子板４をカード表面に有するが、端子板面パターン形状等は省略されている。カード周囲に表示する鎖線はカード基体１０内部にアンテナ２が存在することを意味している。
【００３１】
アンテナ開始端部２１と終端部２２はアンテナ２の両端とＩＣモジュール５のアンテナ接続用端子７ａ，７ｂ（図４参照）を接続するためＩＣモジュール装着部に臨むように形成されている。本発明の接触・非接触共用型ＩＣカード１ではアンテナ開始端部２１と終端部２２との導電性と接着強度を確保するため、通常の場合も同様であるが、アンテナ両端部は大面積に形成されていることが好ましい。十分な強度を確保するためには、ＩＣモジュール装着用凹部内におけるアンテナ開始端部２１と終端部２２の合計面積（Ａ）が３ｍｍ2 以上であることが好ましい。従って、当該アンテナに接続するＩＣモジュール側アンテナ接続用端子７ａ，７ｂも大面積に形成されていることが好ましく、アンテナ接続用端子７ａ，７ｂの合計面積（ａ）が３ｍｍ2 以上であることが好ましい。３ｍｍ2 以上とするのは、面積が３ｍｍ2 未満ではいずれの場合も十分な接着強度が得られない場合が生じるからである。
【００３２】
図４は、ＩＣモジュール５の装着部を示している。この実施形態では接触・非接触共用型ＩＣカード１のカード基体１０はアンテナベースシート１１と接着シート１２，１３、コアシート１４，１５、オーバーシート１６，１７の７層から構成されている。ただし、カード基体１０は７層構成に限らることはない。ＩＣモジュール装着用凹部３０は本実施形態では２段の深さに形成されていて、第１凹部３１はＩＣモジュール５の基板厚みに掘削されている。第１凹部３１の一部はアンテナ開始端部２１と終端部２２が露出する深さにさらに掘削される。第２凹部３２はＩＣモジュール５のモールド樹脂部８が埋設できる深さに形成されている。ただし、モジュール装着部の凹部形状は２段に限られることはなく、外周部に溝が具備されていても構わない。第１凹部３１の深さはまた、オーバーシート１６の厚みと実質的に同等程度の厚みとする場合もある。
【００３３】
図４のように、第１凹部３１の一部は表面にアンテナ開始端部２１、終端部２２が露出するようにさらに切削する。この切削はＮＣ加工等により予め計算された基材厚みをカード表面から切り取りするようにする。また、好適には、アンテナ部を金属センサにより検知して切削量を制御しても構わない。第２凹部３２は、ＩＣモジュール５のモールド樹脂部８が埋設できる深さに切削する。次に、アンテナ開始端部２１、終端部２２に導電性ペースト９を塗布してからＩＣモジュール５を装着して加熱加圧する。
これにより、ＩＣモジュール５側のアンテナ接続用端子７ａ，７ｂとカード基体側のアンテナ両端部（アンテナ開始端部２１、終端部２２）とが導電性ペースト９を介して電気的に接続され、かつＩＣモジュール５をカード基体１０に固定することができる。
【００３４】
この場合、導電性ペーストや異方性導電性接着シートのみを用いてＩＣモジュール５をＩＣモジュール装着用凹部３０の第１凹部３１に固定してもよく、導電性ペーストと絶縁性接着剤（あるいは接着シート）を併用してＩＣモジュール５を固定してもよい。
本発明では、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする。この接着剤については後述する。
【００３５】
図５は、接触・非接触共用型ＩＣモジュールの例を示す図であって、図５（Ａ）は外部装置接続用端子板４の表面側を示し、図５（Ｂ）はモールド樹脂部８の背面側を示している。横断面は、図４から類推できると考えられる。ＩＣモジュール５の表面には通常のように、Ｃ１〜Ｃ８の８個の端子板を有している。接触・非接触共用型ＩＣチップ３は、背面側に非接触インターフェース用のＣ９，Ｃ１０パッドを有する特徴がある。
Ｃ９，Ｃ１０パッドは２つのアンテナ接続用端子７ａ，７ｂにボンディングワイヤ１９により接続している。他の機能のパッドも勿論有するが図示していない。ＩＣチップ３やワイヤ部は樹脂封止され、モールド樹脂部８を形成している。
【００３６】
次に、金属箔を用いる場合のアンテナシートの製造方法について説明する。なお、アンテナはベースシートの片面にのみ形成する場合もあるが、両面の場合を説明する。
まず、アンテナベースシートの両面に金属箔をラミネートする。通常はベースシートのほぼ全面にラミネートするが、帯状に部分的にラミネートしてもよい。接触・非接触共用型ＩＣカードの場合、金属箔としては銅（Ｃｕ）箔またはアルミニウム（Ａｌ）箔を用いることができる。金属箔材料（厚み１５μｍ〜５０μｍ程度）を１μｍから２０μｍ厚程度の接着剤によりラミネートする。
なお、アンテナベースシート１１には、ポリイミドやＰＥＴ、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）の他、各種の材料を採用できる。例えば、塩化ビニル樹脂、ＰＥＴ−Ｇ、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
【００３７】
次に、片面の金属箔面に、アンテナ開始端部２１と終端部２２とアンテナコイル部２７の一部とコンデンサパターン２３を含むアンテナ２のレジスト膜を形成する。また、前記他の面の金属箔面に、アンテナコイル部２７の残りの部分とコンデンサパターン２４を含むアンテナ２のレジスト膜を形成する。この工程は、フォトレジストを用いても良く、レジストパターンを印刷するものであっても良い。レジスト膜を耐蝕膜として両面の金属箔をエッチングする。
【００３８】
表裏エッチングの後、レジストを剥離し洗浄してから、表裏アンテナを接続する。これには少なくとも２箇所の接続が必要である。両面の金属箔とアンテナベースシート１１を貫通するように、小径の開口（径０．２ｍｍ程度）を形成した後、表裏の金属箔間をめっき、もしくは導電性ペーストにより接続、もしくは抵抗溶接、超音波接続、開口を形成しないでクリンピング加工、のいずれかの方法により接続する。めっきの場合は、銅等による無電界めっきを行った後、ニッケル（Ｎｉ）の下地めっき、金（Ａｕ）めっきを行う。抵抗溶接は、接合する箇所に電流を流し、その電流による抵抗発熱で接合部の温度を上昇させ、加圧下で接合させる方法である。
【００３９】
次に、接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法について説明する。
図６は、接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程を説明する図である。図６のアンテナシート２０は、図１とは異なり表面側（コアシート１４側）にアンテナコイル部２７があり、裏面側にアンテナ開始端子２１と終端部２２があるように図示されている。前記のように、いずれの側にアンテナ開始端部２１と終端部２２があっても加工は可能であり、掘削深さが変わるだけで性能的にも特に差異は生じない。
まず、図６（Ａ）のように、アンテナ２のアンテナ開始端部２１や終端部２２、アンテナコイル部２７、コンデンサパターン２３，２４がフォトエッチング等により製造されたＰＥＴ、塩化ビニール等のアンテナシート２０を前記のように準備する。
【００４０】
図６は、アンテナシート２０のベースシート１１として２軸延伸ＰＥＴシートを使用した場合であり、この場合は、アンテナシート２０とスペーサシート１４，１５との間に接着シートを使用して積層する。ただし、図６では接着シートの図示を省略している。
次に、これにコアシート１４，１５とオーバーシート１６，１７を仮積み積層してから、熱圧プレスして一体のカード基体を作製する（図６（Ｂ））。コアシート１４，１５とオーバーシート１６，１７の双方にＰＥＴ−Ｇを使用する場合、両者間は熱融着するので、この間には接着シートを使用しなくてよい。この工程までは多面付けの状態で行う。
なお、カード基体１０には、塩化ビニール樹脂やＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇの他、各種の材料を採用でき、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。
【００４１】
その後、個々のカードに切断した後、ＩＣモジュール５を装着する第１凹部３１を切削加工、ＮＣ加工等により切削して、カード基体１０内のアンテナ開始端部２１と終端部２２の表面を露出させる。アンテナの両端部はできるだけ切削しないようにして表面を露出させることが好ましい。さらにＩＣモジュール５のモールド樹脂部８を埋設できる深さと大きさの第２凹部３２を第１凹部３１のほぼ中央に切削する（図６（Ｃ））。
【００４２】
次に、ＩＣモジュール５に具備されたチップ側アンテナ接続用端子７ａ，７ｂと、カード基体１０側のアンテナ開始端部２１、終端部２２間を導電性ペースト９で接続する。これには、アンテナ開始端部２１、終端部２２上に接続剤として、銀ペースト等の導電性ペースト９の塗布を行う（図６（Ｄ））。この塗布領域は短絡を生じないように少なくとも２つの領域に分割して行う。また、ＩＣモジュール５のアンテナ接続用端子上の導電性ペースト塗布領域以外の部分に絶縁性接着シートを貼着しても良い。
なお、ＩＣモジュールには、ＣＯＴ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｔａｐｅ）やＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎ Ｂｏａｒｄ）を使用する。
【００４３】
導電性ペースト９の塗布後、ＩＣモジュール５を装着し熱圧（例えば、２００°Ｃ、１秒）を印加することによりＩＣモジュール５とカード基体１０との接着およびアンテナ２との電気的接続を行う。常温硬化型接着剤の場合、加熱しないで室温近くで比較的長い時間放置して硬化させることもできる。これにより、本発明の接触・非接触型共用ＩＣカード１が完成する（図６（Ｅ））。
【００４４】
また、好適には、導電性ペースト９の塗布後、針状の切削治具でアンテナ開始端部２１および終端部２２の表面から酸化膜を貫通させるように、穴状もしくは線状の切削加工を施した上、ＩＣモジュール５装着し熱圧を印加することにより、ＩＣモジュール５とカード基体１０との接着およびアンテナ２との電気的接続を行うことがより好ましい。この切削加工はアンテナ開始端部２１および終端部２２自体を必ずしも完全に貫通させる必要はなく、酸化膜下面の金属層が露出すればよい。
導電性ペースト９の塗布後にアンテナ開始端部および終端部の表面の酸化膜を貫通させることにより絶縁体である酸化膜を除去して導電性ペーストとの接続が可能になるとともに、アンテナ端部の表面は導電性ペーストにより空気中の酸素に触れることが無いため、酸化が生じ難くなり、接続抵抗の増加を防止することが可能になる。
【００４５】
図７、図８は、導電性ペースト９の塗布後に、穴状もしくは線状の切削加工を施す製造方法の説明図である。図７は、穴状の切削加工、図８は線状の切削加工の場合である。
図７、図８では、接着シートＳ１，Ｓ２を図示しているが、カード基体１０自体の構成は、図６と同様である。図７（Ａ）のように、ＩＣモジュール装着用凹部３０を切削すると共に、カード基体１０内のアンテナ開始端部２１と終端部２２の表面を露出させる。
次に、アンテナ開始端部２１と終端部２２の表面に導電性ペースト９を塗布する（図７（Ｂ））。導電性ペースト９ごしに、細めのエンドミル切削刃４０を用いてアンテナ開始端部２１と終端部２２を貫通するように数個の穴を切削加工する。これにより、表面の酸化膜部を貫通し開始端部２１と終端部２２が空気に接触することなく、切削加工の間、導電性ペースト９で覆われていることになる（図７（Ｃ１））。その後、ＩＣモジュール５を装着し熱圧（例えば、２００°Ｃ、１秒）を印加することによりＩＣモジュール５とカード基体１０との接着およびアンテナ２との電気的接続を行う（図７（Ｄ１））。
図７（Ｅ１）は、穴状の切削加工を行った後の、アンテナ開始端部２１と終端部２２の表面状態を示すものである。この場合は、各４個の穴２８ｈが切削されている。
【００４６】
図８は線状の切削加工の場合も同様であり、図８（Ｂ）までは図７と同様に加工する。線状の切削加工の場合も、細目のエンドミル切削刃４０を用いるが、アンテナ開始端部２１と終端部２２を完全に貫通しないように、ただし、表面の酸化膜部を除去するように切削刃４０を操作する。切削を導電性ペースト９ごしに行うので、開始端部２１と終端部２２が空気に接触することなく、切削加工の間、導電性ペースト９で覆われていることになる（図８（Ｃ２））。その後、図７と同様にして、ＩＣモジュール５を装着する。
図８（Ｅ２）は、線状の切削加工を行った後の、アンテナ開始端部２１と終端部２２の表面状態を示すものである。この場合は、各３本の線２８ｌが切削されている。
【００４７】
導電性ペースト９には、銀ペーストや銅ペーストを使用することができる。これらの接着剤の塗布はカード基体１０側のアンテナ接続端子上であっても、ＩＣモジュール側アンテナ接続用端子７ａ，７ｂ上であっても良い。
【００４８】
導電性ペーストは、一般に導電粒子とバインダーである高分子樹脂と適量の溶剤と添加剤とからなるが、本発明ではこれに、キレート剤もしくは防食剤を含有するものを使用する。キレート剤は、金属粒子または電極との間にキレートを作るかまたは反応して防食作用を行うことができる。溶解した金属イオンをキレート剤でトラップして防食する考えは古くから知られている。これらの効果を生じさせるキレート剤としては、８−ヒドロキシキノリン、６−ヒドロキシキノリン、および２−ヒドロキシキノリンなどのキノリン誘導体がある。最も好ましくは、８−ヒドロキシキノリンである。これらのキノリン誘導体と電気的接点を増加させる低融点金属充填剤とを含む導電性ペーストが、電気化学反応を低減させ、抵抗率の顕著な増加を防止するという効果を発揮する。
【００４９】
防食剤の例としては、1, 10 −フェナチオジン、フェノチアジン、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、3 −イソプロピルアミノ−1 −ブチン、臭化プロパルギルキノリニウム、3 −ベンジルアミノ−1 −ブチン、ジプロパルギルエーテル、ジプロパルギルチオエーテル、カプロン酸プロパルギル、ジアミノヘプタン、フェナントロリン、アミン、ジアミン、トリアミン、ヘキサメチレンイミド、デカメチレンイミド、安息香酸ヘキサメチレンイミン、3, 5−ジニトロ安息香酸ヘキサメチレンイミン、ヘキサメチレンテトラミン、d −オキシミノ−b −ビニルキヌクリジン、アニリン、6 −N −エチルプリン、1 −エチルアミノ−2 −オクタデシルイミダゾリン、モルホリン、エタノールアミン、アミノフェノール、8 −ヒドロキシキノリン、６−ヒドロキシキノリン、および２−ヒドロキシキノリンなどのキノリン誘導体、ピリジンとその誘導体、アクリジン、イミダゾールとその誘導体、トルイジン、メルカプタン、チオフェノールとその誘導体、スルフィド、スルホキシド、チオリン酸エステルおよびチオ尿素などがある。
【００５０】
導電性充填剤としては、一般的には銀、銅、ニッケル、パラジムウ、金、銀−錫合金、カーボンブラック、黒鉛、アルミニウム、酸化インジウム錫、銀で被覆した銅、銀で被覆したアルミニウム、等の粉体が使用されるが、本発明では通信性能を高めるため、比較的体積抵抗率の低い銀を使用するのが推奨される。
【００５１】
好ましい低融点金属および合金には、インジウム、インジウム／銀、およびインジウム／錫などのインジウム合金、ビスマス／錫、ビスマス／鉛／錫、および錫／鉛などの錫合金がある。
【００５２】
高分子樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれをも使用できる。熱可塑性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができ、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーンエポキシ樹脂、シリコーンポリエステル樹脂などを挙げることができる。本発明では、熱硬化性のエポキシ樹脂を推奨できる。自己硬化性のエポキシ樹脂であってもよく、アミン類、イミダゾール類、酸無水物のような硬化剤や硬化促進剤を配合してもよい。
【実施例１】
【００５３】
以下、本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードの実施例について説明する。
カード基体１０のアンテナベースシート１１として、厚み３８μｍの２軸延伸ＰＥＴシートを使用し、その表裏面に厚み３５μｍのアルミニウム箔を接着剤を介してラミネートした。このベースシート１１に対して、フォトエッチング技術を用いてアンテナ２を形成した。アンテナシート２０は、図１のように、ベースシート１１の表面側（コアシート１４側）にアンテナ開始端部２１と終端部２２、およびコンデンサパターン２３を有し、裏面側（コアシート１５側）には、アンテナコイル部２７、コンデンサパターン２４を有するものとした。ベースシート１１の表裏の配線間は２箇所の表裏配線接続部２５，２６を介して超音波接続したものである。
【００５４】
このアンテナシート２０に対して、その表裏に厚み５０μｍのポリエステル系ホットメルト接着シート１２，１３を介して厚み２８０μｍのＰＥＴ−Ｇ製樹脂シートからなるコアシート１４，１５を積層し、さらにその外側に、厚み５０μｍのＰＥＴ−Ｇシートをオーバーシート１６，１７として使用した。これらのシートを仮積みした後、プレス機の熱板上に載置してプレスラミネートした。プレス工程の条件は、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成形（加熱）時間２０分とした。カード基体１０の総厚は、８００μｍとなった。
【００５５】
個々のカードサイズに裁断後、アンテナシート埋め込み済カード基体１０にＩＣモジュール装着用凹部３０を、ＮＣ加工によりアンテナ開始端部２１、終端部２２が現れる深さに第１凹部３１を切削した。続いて、さらに双方のアンテナ端子間に第２凹部３２をＩＣモジュール５のモールド樹脂部が十分に埋設できる深さに掘削した。
【００５６】
一方、別にガラスエポキシ基板の両面に銅箔を貼り付け、フォトエッチング処理を行って表面に外部装置接続用端子板４を形成し、裏面にアンテナ接続用端子７ａ，７ｂをその一つが２．０ｍｍ×３．０ｍｍの大きさになるように２箇所形成した。端子部分にニッケル、金めっきを施した。モジュール基板６に接触・非接触共用型ＩＣチップ３を実装した後、ワイヤボンディング、スルーホールを介して外部装置接続用端子板４とアンテナ接続用端子７ａ，７ｂとの接続を金ワイヤーにより行い、さらに、ＩＣチップ周辺部をエポキシ樹脂により封止した。これにより、ＩＣモジュール５を完成した。
【００５７】
このカード基体１０のアンテナ開始端部２１、終端部２２に導電性ペーストを１の端部に約１ｍｇ塗布し、導電性ペースト塗布域以外の第１凹部３１部分には絶縁性接着シートの貼り込みを行った。上記で準備したＩＣモジュール（ＩＣチップ実装基板）５を装填した後、熱圧（例えば、１８０°Ｃ、２０秒）を印加して、ＩＣモジュールとカード基体との接着及び電気的接続を行った。これにより、接触・非接触共用型ＩＣカード１を完成した。なお、上記導電性ペーストは、銀粒子を含んだ熱硬化性エポキシ系樹脂からなり、キレート剤として８−ヒドロキノリンを１０質量％、５質量％、１質量％、含有するものの３種を試作した。
【実施例２】
【００５８】
実施例１の厚み３５μｍのアルミニウム箔に替えて、厚み３５μｍの銅箔を使用した以外のその他の材料は実施例１と同一にし、同一条件で加工して実施例２の接触・非接触共用型ＩＣカード１を完成した。なお、導電性ペーストも、熱硬化性エポキシ系樹脂からなり、キレート剤として８−ヒドロキノリンを１０質量％、５質量％、１質量％、含有するものの３種を試作した。
【００５９】
［比較例］
実施例１と同一の材料を使用し、同一の条件で加工して比較例の接触・非接触共用型ＩＣカード１を完成した。ただし、導電性ペーストは、熱硬化性エポキシ系樹脂からなり銀粒子を含むが、キレート剤を含有しないものを使用した。
【００６０】
実施例１と比較例の接触・非接触共用型ＩＣカード１を、６０°Ｃ、相対湿度（ＲＨ）が９０％の恒温恒湿槽中に長時間保管した後の通信距離の変化を、非接触リーダライタを用いた通信距離の測定により経時変化を調べた。図９は、その結果を示す図である。
図９のように、比較例の接触・非接触共用型ＩＣカード（図９中、■印マークの線）は、初期通信距離は２０ｍｍ弱であるが、１００時間では１５ｍｍ程度となり、２００時間を経過すると１４ｍｍ以下となるのが認められた。一方、８−ヒドロキノリンを１０質量％（図９中、×印マークの線）含有と５質量％（図９中、▲印マークの線）含有する導電性ペーストを使用した場合は、２３ｍｍ〜２４ｍｍの通信距離を３４０時間経過するまで持続するのが認められた。８−ヒドロキノリンを１質量％（図９中、●印マークの線）含有のものは、１００時間までは２２ｍｍ程度の通信距離であるが、２４４時間では、１７ｍｍ程度になった。ただし、比較例のものよりは良好な結果を示している。
【００６１】
実施例２の銅箔を使用したものについても同一条件で測定したが、初期（完成直後）から３４０時間までは、いずれも２４ｍｍの通信距離が得られた。ただし、より長期間の試験では通信距離が短縮することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のアンテナシートの例を説明する図である。
【図２】線材を使用したアンテナシートの例を説明する図である。
【図３】本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードを説明する平面図である。
【図４】接触・非接触共用型ＩＣカードの部分断面図である。
【図５】接触・非接触共用型ＩＣモジュールの例を示す図である。
【図６】本発明の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程を説明する図である。
【図７】導電性ペーストの塗布後に、穴状の切削加工を施す製造方法の説明図である。
【図８】導電性ペーストの塗布後に、線状の切削加工を施す製造方法の説明図である。
【図９】非接触ＩＣカードの通信性能の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 接触・非接触共用型ＩＣカード
２ アンテナ
３ 接触・非接触共用型ＩＣチップ
４ 外部装置接続用端子板
５ ＩＣモジュール
６ モジュール基板
７ａ，７ｂ アンテナ接続用端子
８ モールド樹脂部
９ 導電性ペースト
１０ カード基体
１１ ベースシート
１２，１３ 接着シート
１４，１５ コアシート
１６，１７ オーバーシート
２０ アンテナシート
２１ アンテナ開始端部
２２ アンテナ終端部
２３，２４ コンデンサパターン
２５，２６ 表裏配線接続部
２７ アンテナコイル部
２８ｈ 穴状の切削
２８ｌ 線状の切削
２９ 交差部
３０ ＩＣモジュール装着用凹部
３１ 第１凹部
３２ 第２凹部
４０ 切削刃
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項２】
キレート剤もしくは防食剤の含有率が１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項３】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、８−ヒドロキシキノリンをキレート剤として含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項４】
前記導電性ペーストにおける８−ヒドロキシキノリンの含有率が１〜１０質量％であることを特徴とする請求項３記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項５】
前記アンテナにアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属箔または金属線を使用したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項６】
前記導電性ペーストが、銀（Ａｇ）粒子と熱硬化性エポキシ樹脂を含有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項７】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、
アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、
当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、
露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、
前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、
を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【請求項８】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、
アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、
当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、
露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、
前記アンテナ開始端部と終端部の表面の酸化膜部を貫通するように穴状もしくは線状の切削加工を前記導電性ペーストごしに施す工程と、
前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、
を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【請求項１】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項２】
キレート剤もしくは防食剤の含有率が１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項３】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードにおいて、前記アンテナを金属箔または金属線を使用して形成すると共に、アンテナの開始端部と終端部と、前記ＩＣモジュールの２つのアンテナ接続用端子との間が、８−ヒドロキシキノリンをキレート剤として含有する導電性ペーストにより接続されていることを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項４】
前記導電性ペーストにおける８−ヒドロキシキノリンの含有率が１〜１０質量％であることを特徴とする請求項３記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項５】
前記アンテナにアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属箔または金属線を使用したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項６】
前記導電性ペーストが、銀（Ａｇ）粒子と熱硬化性エポキシ樹脂を含有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項７】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、
アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、
当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、
露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、
前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、
を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【請求項８】
外面に外部装置接続用端子板を有し、内面に２つのアンテナ接続用端子を有する基板に、接触・非接触共用ＩＣチップが搭載されたＩＣモジュールの前記２つのアンテナ接続用端子と、カード基体内のアンテナの開始端部と終端部とが、ＩＣモジュール装着用凹部内で導電性ペーストを介して接続する構造の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法において、アンテナを銅箔または金属線を使用して形成する工程と、
アンテナ形成シート、コアシート、オーバーシートとを積層して一体のカード基体を作製する工程と、
当該カード基体のＩＣモジュール装着部に前記アンテナ開始端部と終端部とが露出するようにＩＣモジュール装着用凹部を切削する工程と、
露出されたアンテナの開始端部と終端部に、キレート剤もしくは防食剤を含有する導電性ペーストを塗布する工程と、
前記アンテナ開始端部と終端部の表面の酸化膜部を貫通するように穴状もしくは線状の切削加工を前記導電性ペーストごしに施す工程と、
前記ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュールを装着する工程と、
を有することを特徴とする接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−３１９５６（Ｐ２００９−３１９５６Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９４０３４（Ｐ２００７−１９４０３４）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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