非接触式ＩＣカード
【課題】 ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードを提供する。
【解決手段】 本発明の非接触式ＩＣカードは、アンテナ９を備えた面と反対側の絶縁シート３の面に第３の樹脂シート４ｃを積層し、アンテナ９を備えた絶縁シート３の面に第２の樹脂シート４ｂを積層し、絶縁シート３にフリップチップ実装したＩＣチップ１及び補強板２、並びにＩＣチップ接合用接着剤６及び補強板接合用接着剤７を内包し、補強板２と第１の伝熱部１６を接触させ、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を第２の樹脂シート４ｂに埋設し、第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを積層し、一体化して作製する。
【解決手段】 本発明の非接触式ＩＣカードは、アンテナ９を備えた面と反対側の絶縁シート３の面に第３の樹脂シート４ｃを積層し、アンテナ９を備えた絶縁シート３の面に第２の樹脂シート４ｂを積層し、絶縁シート３にフリップチップ実装したＩＣチップ１及び補強板２、並びにＩＣチップ接合用接着剤６及び補強板接合用接着剤７を内包し、補強板２と第１の伝熱部１６を接触させ、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を第２の樹脂シート４ｂに埋設し、第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを積層し、一体化して作製する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式ＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式ＩＣカードは、一般に、樹脂シートを積層して構成するカード基材内部に、非接触方式の通信機能を備えたＩＣチップとアンテナを埋設して構成されており、ＩＣカードの取り扱いにおいて、ＩＣカードの曲げ、外部からの衝撃や圧力等でＩＣチップが破損してしまう場合がある。特に、ＩＣチップをトランスファーモールド等の樹脂封止をせず、アンテナを設けた絶縁シート（いわゆるインレットシート）に、ＩＣチップを直接接合するフリップチップ実装で作製した非接触式ＩＣカードでは、ＩＣチップは、カード基材を構成する樹脂シートで覆われているだけであり、ＩＣカードに対する曲げ等の外力からＩＣチップを保護する保護手段が必要となる。
【０００３】
ＩＣカードに対する曲げ等の外力からＩＣチップを保護する保護手段を備えた非接触式ＩＣカードとしては、金属板及び樹脂板をＩＣチップの面に設けて補強した非接触式ＩＣカードが特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５６２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、非接触式ＩＣカードの処理速度の高速化に伴い、処理する情報量も飛躍的に増大した。これらの処理を行うＩＣチップは、その動作時にＩＣチップの回路内を流れる電流によってＩＣチップ自体が発熱する場合があった。しかし、非接触式ＩＣカードは、ＩＣチップ及びＩＣチップと電気的に接続するアンテナがカード表面に露出せず、熱伝導率が低い樹脂シートで覆われており、ＩＣチップで発生した熱を放熱することが困難な為に、ＩＣチップが高温になる可能性があり、ＩＣチップの誤動作や、樹脂シートで構成されるカード基材の変形が発生する場合があるという問題があった。
【０００６】
しかしながら、従来の非接触式ＩＣカードでは、この問題に対する十分な対策が講じられていなかった。例えば、特許文献１等のような従来の非接触式ＩＣカードでは、ＩＣチップの補強を目的として金属板を設けているだけであり、ＩＣチップの放熱が考慮されていなかった。
【０００７】
更に、上記の金属板は、ＩＣチップに貼り付けてカード基材に埋設される構成である為に、金属板の厚みを薄くする必要があった。また、金属板は、ＩＣカードに対する曲げ等の外力からＩＣチップを保護する目的で設けられており、高い剛性を備える必要があった。つまり、この金属板は、厚みが薄くとも、高い剛性を備えていなければならなかった。
【０００８】
高い剛性を備えた金属板は、金属板の面積が大きいほど強い剛性を示す為、ＩＣカードに曲げの外力が加わった際に、金属板の端部を覆うカード基材の表面にクラック等の損傷が発生する可能性があり、放熱に適した任意の大きさとすることができず、十分なＩＣチップの放熱効果を得られない場合があった。
【０００９】
上述のように、従来の非接触式ＩＣカード、特に、フリップチップ実装で作製した従来の非接触式ＩＣカードでは、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、これら問題点を鑑みなされたものであって、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ＩＣチップのフリップチップ実装面と反対側の面に、ＩＣチップの面を覆い、高い剛性を有する材料で構成された補強板を設け、更に、ＩＣチップと補強板の周囲に熱伝導率の高い材料で構成された放熱板を設け、更に、熱伝導率の高い材料で構成され、補強板と放熱板を繋ぎ、補強板から放熱板への熱を伝える伝熱部を設けることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップに発生した熱を補強板から伝熱部を介して放熱板へ伝えることにより、ＩＣチップに発生した熱を、補強板、伝熱部、放熱板に拡散させ、放熱することができ、ＩＣチップを冷却できる。
【００１２】
更に、本発明では、伝熱部及び放熱板に、２００〜４００Ｗ／ｍ・Ｋ（０℃）と、高い熱伝導率を有する金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成される金属板を用いることで、ＩＣチップに発生した熱の放熱を確実にすることができる。
【００１３】
更に、本発明では、補強板のＩＣチップ非接合面、伝熱部の補強板非接触面、及び放熱板の片面あるいは両面に対し、面内に複数の凸部または凹部を設けることにより、表面積を増加させ、ＩＣチップに発生した熱をより拡散させ、より放熱することができる。
【００１４】
更に、本発明では、補強板に、ヤング率が１９０〜２１０ＧＰａと、高い剛性を有するステンレス板を用いることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力に対するＩＣチップの補強を確実にできる。
【００１５】
本発明によれば、非接触方式の通信機能を備えたＩＣチップ及びアンテナを備え、絶縁シートに前記アンテナを設けてなるインレットシートに前記ＩＣチップを実装し、前記ＩＣチップと前記アンテナを電気的に接続し、前記インレットシートを樹脂シートで挟み、積層一体化して構成される非接触式ＩＣカードであって、前記ＩＣチップの実装面と反対側の面に補強板を設け、前記ＩＣチップ及び前記補強板の周囲に放熱板を設け、前記補強板と前記放熱板との間に前記補強板から前記放熱板に熱を伝える伝熱部を設けたことを特徴とする非接触式ＩＣカードが得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記伝熱部及び前記放熱板は、金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成したことを特徴とする上記の非接触式ＩＣカードが得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記補強板、前記伝熱部及び前記放熱板は、少なくとも一方の面に複数の凸部または凹部を備えたことを特徴とする上記の非接触式ＩＣカードが得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記補強板は、ステンレス板で構成されることを特徴とする上記の非接触式ＩＣカードが得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＩＣチップのフリップチップ実装面と反対側の面に剛性を有する材料で構成された補強板を設けることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、更に、ＩＣチップ及び補強板の周囲に熱伝導率の高い材料で構成された放熱板及び伝熱部を設けることで、ＩＣチップに発生する熱を放熱し、ＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【００２０】
更に、伝熱部及び放熱板を金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成することで、放熱効果をより高め、補強板、伝熱部及び放熱板の少なくとも一方の面に複数の凸部を設けることで、放熱効果をより高め、補強板をステンレス板とすることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷防止を確実にすることができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の非接触式ＩＣカードの構成を説明する断面図。
【図２】本発明の非接触式ＩＣカードの製造工程を説明する図。
【図３】本発明の非接触式ＩＣカードに係る放熱板を説明する斜視図。
【図４】本発明の非接触式ＩＣカードに係る伝熱部及び放熱板を説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を参照し、本発明の非接触式ＩＣカードについて説明する。
【００２３】
まず、本発明の非接触式ＩＣカードの構成について説明する。図１は、本発明の非接触式ＩＣカードの構成を説明する断面図である。
【００２４】
本発明の非接触式ＩＣカードは、ＩＣチップとの接続部であるアンテナ端部８を有するアンテナ９、及びアンテナ９を備えた絶縁シート３で構成するインレットシートと、アンテナ端部８と電気的に接合するバンプ５を備えたＩＣチップ１と、絶縁シート３とＩＣチップ１を接着するＩＣチップ接合用接着剤６と、バンプ５を備えた面と反対側のＩＣチップ１の面に設ける補強板２と、ＩＣチップ１と補強板２を接着する補強板接合用接着剤７と、補強板２を挿入する凹部（図示せず）を有し、補強板２と接触してＩＣチップ１の熱を伝える第１の伝熱部１６と、ＩＣチップ１の熱を放熱する放熱板１０と、第１の伝熱部１６及び放熱板１０と接合し、ＩＣチップ１の熱を第１の伝熱部１６から放熱板１０に伝える第２の伝熱部１７と、非接触式ＩＣカードのカード基体を構成する第１の樹脂シート４ａ、第２の樹脂シート４ｂ及び第３の樹脂シート４ｃで構成される。
【００２５】
本発明の非接触式ＩＣカードは、アンテナ９を備えた面と反対側の絶縁シート３の面に第３の樹脂シート４ｃを積層し、アンテナ９を備えた絶縁シート３の面に第２の樹脂シート４ｂを積層し、絶縁シート３にフリップチップ実装したＩＣチップ１及び補強板２等を第２の樹脂シート４ｂに内包し、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を第１の樹脂シート４ａに埋設し、補強板２と第１の伝熱部１６を接触させるようにして第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを重ね、加圧し、加熱し、積層一体化して作製する。
【００２６】
ＩＣチップ１は、非接触式の通信機能を有するものであれば良く、何れの周波数を用いたものでも良く、適宜選択するのが良い。小型化等を考慮すれば、例えば、１３．５６ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等の周波数を用いた非接触式の通信機能を有するＩＣチップを用いることができる。
【００２７】
バンプ５は、半田バンプや鍍金による金バンプ、あるいは金ワイヤーを使用したボールバンプが使用でき、適宜選択するのが良い。
【００２８】
アンテナ９は、銅箔やアルミ箔などの金属箔をエッチング加工して作製したエッチングアンテナが良く、ＩＣチップ１の通信周波数及び通信特性に合わせて、適宜選択するのが良い。
【００２９】
絶縁シート３は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート、共重合ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等を使用できる。特に、自己融着性を有するＰＶＣシート及びＰＥＴＧシートは、積層の際に接着シートを必要とせず、製造コストの観点で優れている。更に、環境保護の観点からハロゲンを用いない素材を選択するのであれば、ＰＥＴＧシートが適している。
【００３０】
ＩＣチップ接合用接着剤６は、ＩＣチップ１と絶縁シート３の接着に適した接着剤であれば良く、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、非導電性ペースト（ＮＣＰ）が使用でき、適宜選択するのが良い。
【００３１】
補強板２は、ＩＣチップ１の主面を覆い、ＩＣチップ１の主面と同等の面積を有し、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぐ事のできる、高い剛性を有する板材であれば良く、ＩＣカードの薄型化を考慮すれば、例えば、３０μｍ程度の厚みで、ヤング率が１９０〜２１０ＧＰａ程度の高い剛性を有する板材が好ましく、ステンレス板等を用いることができる。
【００３２】
補強板接合用接着剤７は、高い熱伝導性を有し、ＩＣチップ１と補強板２の接着に適した接着剤であれば良く、例えば、高熱伝導性放熱シリコーン接着剤や、高熱伝導性エポキシ接着剤等が使用できる。
【００３３】
第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、共に、高い熱伝導性を有する板材であれば良く、例えば、熱伝導率が２００〜４００Ｗ／ｍ・Ｋ（０℃）程度の高い熱伝導性を有する板材が好ましく、金、銀、銅、アルミニウムの何れかの材質からなる板材、あるいはそれらの材質を組み合わせた板材が使用できる。尚、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、それぞれに異なる材質の板材を用い、第１の伝熱部１６と第２の伝熱部１７、第２の伝熱部１７と放熱板１０を溶接し、接合して作製しても良いが、製造コストを考慮すれば、一種類の板材を用い、予め設計した、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を接合して構成される形状に、打ち抜いて作製するのが好ましい。
【００３４】
第１の伝熱部１６は、補強板２の主面以上の面積を有した板材に、補強板２の主面と接する底面を有する凹部を切削して作製する。第１の伝熱部１６は、面内に設ける凹部を貫通孔とし、補強板２の厚み方向の４つの面と、第１の伝熱部１６の貫通孔の内壁の４面が接触するように構成しても良い。第１の伝熱部１６の大きさは、ＩＣカードの曲げ等の外力で発生する可能性がある、第１の伝熱部１６と第１の伝熱部１６を内包するカード基材との間の剥離を考慮し、適宜選択するのが良い。例えば、第１の伝熱部１６の大きさは、補強板２の主面外形寸法より１〜２ｍｍ程度大きくした寸法とすることができる。尚、第１の伝熱部１６の形状は、四角形、円形、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。
【００３５】
放熱板１０は、ＩＣカードの曲げ等の外力で、放熱板１０と放熱板１０を内包するカード基材との間に剥離が発生する可能性を考慮し、放熱板１０の大きさを適宜選択するのが良い。更に、放熱効率を考慮して複数個設けることが望ましい。例えば、放熱板１０は、縦寸法が３ｍｍであり、横寸法が３ｍｍである板材を第１の伝熱部１６の周りに４つ設けることができる。尚、放熱板１０の形状は、四角形、円形、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。
【００３６】
第２の伝熱部１７は、ＩＣカードの曲げ等の外力で、第２の伝熱部１７と第２の伝熱部１７を内包するカード基材との間に剥離が発生する可能性を考慮し、第２の伝熱部１７の大きさを適宜選択するのが良い。第１の伝熱部１６から放熱板１０への伝熱効率を考慮すれば、第１の伝熱部１６の一辺と放熱板１０の一辺をつなぐ第２の伝熱部１７を複数の小片で構成しても良い。尚、第２の伝熱部１７の形状は、四角形、円形、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。
【００３７】
第１の樹脂シート４ａ、第２の樹脂シート４ｂ及び第３の樹脂シート４ｃは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート、共重合ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等が使用できる。特に、自己融着性を有するＰＶＣシート及びＰＥＴＧシートは、積層の為の接着シートを必要とせず、製造コスト削減の観点で優れている。更に、環境保護の観点からハロゲンを用いない素材を選択するのであれば、ＰＥＴＧシートが適している。
【００３８】
第１の樹脂シート４ａは、予め、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を挿入する凹部をシート面内に設けるのが好ましい。尚、予め、熱プレス機等で加圧し、加熱して、凹部を設けていない第１の樹脂シート４ａに、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を埋め込んでも良い。
【００３９】
第２の樹脂シート４ｂは、予め、ＩＣチップ１及び補強板２等を挿入する貫通孔をシート面内に設けるのが好ましい。尚、予め、熱プレス機等で加圧し、加熱して、貫通孔を設けていない第２の樹脂シート４ｂに、ＩＣチップ１及び補強板２等を埋め込んでも良い。
【００４０】
次に、本発明の非接触式ＩＣカードの製造工程について説明する。図２は、本発明の非接触式ＩＣカードの製造工程を説明する図であり、本発明の非接触式ＩＣカードの分解断面図である。
【００４１】
本発明の非接触式ＩＣカードは、次のように作製される。図２のように、絶縁シート３にアンテナ９及びアンテナ端部８を設けてインレットシートを作製し、絶縁シート３のアンテナ端部８近傍にＩＣチップ接合用接着剤６を設け、既存のフリップチップ実装の技術を用い、ＩＣチップ１に設けたバンプ５をアンテナ端部８に接合するとともに、ＩＣチップ接合用接着剤６を介してＩＣチップ１を絶縁シート３に接着し、バンプ５を備えた面と反対側のＩＣチップ１の面に補強板接合用接着剤７を設け、補強板接合用接着剤７を介して補強板２をＩＣチップ１に接着する。
【００４２】
次に、アンテナ９を備えた面と反対側の絶縁シート３の面に第３の樹脂シート４ｃを重ね、第２の樹脂シート４ｂにＩＣチップ１及び補強板２等を挿入する貫通孔１９を設け、絶縁シート３にフリップチップ実装したＩＣチップ１及び補強板２等を貫通孔１９に挿入するようにして、絶縁シート３に第２の樹脂シート４ｂを重ねる。
【００４３】
次に、第１の伝熱部１６の面内に補強板２を挿入する凹部１８を設け、第１の伝熱部１６の厚み方向の面に第２の伝熱部１７を設け、第２の伝熱部１７の厚み方向の面に放熱板１０を設ける。
【００４４】
次に、第１の樹脂シート４ａの面内に、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を挿入する凹部２０を設け、凹部２０に第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を挿入し、第１の伝熱部１６の凹部１８に補強板２を挿入するようにして、第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを重ね、加圧し、加熱し、積層一体化して作製する。
【００４５】
上述のような構成により、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、ＩＣチップに発生する熱を放熱し、ＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【００４６】
次に、本発明の非接触式ＩＣカードに係る補強板、伝熱部、放熱板に施す放熱効果を高める方法について、放熱板を基に説明する。図３は、本発明の非接触式ＩＣカードに係る放熱板を説明する斜視図である。
【００４７】
本発明の非接触式ＩＣカードに係る放熱板１０は、エッチング加工、切削加工、レーザー加工、プレス加工等の加工手段を用い、放熱板１０の一方の面に複数の縦溝と複数の横溝を作製して格子状の溝を設け、面内に四角柱状の凸部１５を複数個作製する。凸部１５の形状は、三角柱、円柱、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。また、放熱板１０の両面に凸部１５を設けても良い。尚、凸部１５を凹部としてもよい。
【００４８】
放熱板１０を上述のような構成とすることにより、放熱板１０の表面積を増加させ、ＩＣチップに発生した熱をより拡散させ、より放熱することができる非接触式ＩＣカードが得られる。尚、図１に示す、補強板２のＩＣチップ非接合面、第１の伝熱部１６の補強板非接触面、及び第２の伝熱部１７の片面あるいは両面に対しても、上述のように、面内に凸部１５（凹部でもよい）を設ける構成とすることにより、表面積を増加させ、ＩＣチップに発生した熱をより拡散させ、より放熱することができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５０】
（実施例１）
図２に示すように、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２ｍｍであり、幅寸法が２ｍｍであり、無線通信の周波数が１３．５６ＭＨｚの非接触式ＩＣカード用のＩＣチップをＩＣチップ１とし、ＩＣチップ１の回路側の面にワイヤボンディング装置で直径２０μｍのボールバンプを作製し、バンプ５とした。
【００５１】
次に、厚みが１００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートを絶縁シート３とし、絶縁シート３の片面に銅箔を貼り付けた後、エッチング加工をし、厚みが２５μｍで、１３．５６ＭＨｚの無線通信の周波数に対応したアンテナ９、及びアンテナ端部８を作製し、非接触式ＩＣカード用のインレットシートを得た。
【００５２】
次に、絶縁シート３に設けたアンテナ端部８を含むＩＣチップ１実装領域に、非導電性ペースト（ＮＣＰ）からなるＩＣチップ接合用接着剤６を厚さ３５μｍで塗布し、ＩＣチップ１のバンプ５を設けた面を絶縁シート３に向けてＩＣチップ１実装領域に押し当て、バンプ５とアンテナ端部８を接合するとともに、ＩＣチップ接合用接着剤６を介して絶縁シート３にＩＣチップ１を接着し、絶縁シート３上に実装高さが２３５μｍの樹脂ポッティングによるフリップチップ実装を行った。
【００５３】
次に、厚みが３０μｍであり、長さ寸法が２ｍｍであり、幅寸法が２ｍｍであり、ヤング率が２００ＧＰａのステンレス板を補強板２とし、絶縁シート３上にフリップチップ実装されたＩＣチップ１の非実装面に、高熱伝導性エポキシ接着剤からなる補強板接合用接着剤７を厚さ２０μｍで塗布し、補強板２を塗布した補強板接合用接着剤７に重ねて接着し、補強板を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートを得た。
【００５４】
次に、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、図４に示すようにして作製した。図４は、本発明の非接触式ＩＣカードに係る伝熱部及び放熱板を説明する平面図である。
【００５５】
図４に示すように、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、厚みが５０μｍであり、熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ（０℃）の銅板を打ち抜き加工し、長さ寸法が３ｍｍであり、幅寸法が３ｍｍの第１の伝熱部１６と、第１の伝熱部１６の４辺からそれぞれ延伸してなり、長さ寸法が１ｍｍであり、幅寸法が０．５ｍｍの第２の伝熱部１７と、４つの第２の伝熱部１７のそれぞれに繋がり、長さ寸法が１．５ｍｍであり、幅寸法が１．５ｍｍの放熱板１０を得た。更に、第１の伝熱部１６の片面中央に、深さが５μｍであり、長さ寸法が２ｍｍであり、幅寸法が２ｍｍの凹部１８を切削して設けた。
【００５６】
次に、図２に示すように、作製した補強板を設けた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの非実装面に、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートからなる第３の樹脂シート４ｃを重ね、作製した補強板を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの実装面に、厚みが２８０μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートであり、長さ寸法が２．０５ｍｍであり、幅寸法が２．０５ｍｍの開口部を有する貫通孔１９に面内に設けた第２の樹脂シート４ｂを、貫通孔１９にＩＣチップ１及び補強板２等を収納するようにして重ねた。
【００５７】
次に、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートからなる第１の樹脂シート４ａの片面を切削し、厚みが５０μｍであり、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０の形状に沿った凹部２０を設け、図４に示す第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を凹部２０に挿入し、第１の伝熱部１６に設けた凹部１８に補強板２を挿入するようにして、第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを重ね、０．５ＭＰａで加圧し、１２０℃まで加熱した後、加圧したまま室温まで冷却し、積層一体化して、厚みが７８０μｍのカード基材を作製した。
【００５８】
次に、カード打ち抜き機を用いて、作製したカード基材を、長さ方向の寸法が８５．６０ｍｍで、幅方向の寸法が５４．００ｍｍのカード状に打ち抜き、非接触式ＩＣカードを作製した。ＩＣカードの寸法は、ＪＩＳ規格によれば、長さ方向の寸法は８５．４７ｍｍ以上８５．７２ｍｍ以下であり、幅方向の寸法は５３．９２ｍｍ以上５４．０３ｍｍ以下であり、厚さは６８０μｍ以上８４０μｍ以下である。
【００５９】
（実施例２）
実施例２では、実施例１の非接触式ＩＣカードにおいて、図３に示すように、放熱板１０の面に、レーザー加工機を用いて、深さが１０μｍであり、幅寸法が１０μｍの直線状の溝を２０μｍ間隔で、放熱板１０の長さ方向、及び幅方向にそれぞれ複数併設し、高さが１０μｍであり、長さ寸法が２０μｍであり、幅寸法がμｍの底面を有する四角柱からなる凸部１５を複数個設け、第１の伝熱部１６及び第２の伝熱部１７の面にも、放熱板１０と同様にレーザー加工を行い、凸部１５を複数個設けた以外は、実施例１と同様にして非接触式ＩＣカードを作製した。
【００６０】
（比較例１）
比較例１では、実施例１で、第１の伝熱部、第２の伝熱部及び放熱板を用いない非接触式ＩＣカードを作製した。実施例１の非接触式ＩＣカードと同様にして、補強板（厚さ＝３０μｍ、長さ寸法＝２ｍｍ、幅寸法＝２ｍｍ）を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートを作製した後、作製した補強板を設けた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの非実装面に、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートからなる第３の樹脂シートを重ね、作製した補強板を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの実装面に、厚みが２８０μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートであり、長さ寸法が２．０５ｍｍであり、幅寸法が２．０５ｍｍの開口部を有する貫通孔に面内に設けた第２の樹脂シートを、貫通孔にＩＣチップ及び補強板等を収納するようにして重ねた。
【００６１】
次に、実施例１の第１の伝熱部、第２の伝熱部及び放熱板を使用せず、第１の樹脂シートを、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートに変更し、第２の樹脂シートに第１の樹脂シートを重ね、０．５ＭＰａで加圧し、１２０℃まで加熱した後、加圧したまま室温まで冷却し、積層一体化して、厚みが７８０μｍのカード基材を作製した。
【００６２】
次に、カード打ち抜き機を用いて、作製したカード基材を、長さ方向の寸法が８５．６０ｍｍで、幅方向の寸法が５４．００ｍｍのカード状に打ち抜き、非接触式ＩＣカードを作製した。
【００６３】
（比較例２）
比較例２では、放熱効果を目的とし、比較例１の非接触式ＩＣカードに用いた補強板の寸法を、長さ寸法が３ｍｍ、幅寸法が３ｍｍに変更し、比較例１の非接触式ＩＣカードに用いた第２の樹脂シートに設けた貫通孔の開口部の寸法を長さ寸法が３ｍｍであり、幅寸法が３ｍｍに変更した以外は、比較例１と同様にして非接触式ＩＣカードを作製した。
【００６４】
（連続動作試験評価）
作製した非接触式ＩＣカードに対して、リーダーライタから全メモリ領域の書き換えを連続して実施し、１分後、１時間後、２４時間後、４８時間後において、ＩＣチップを埋設した部分の非接触式ＩＣカードのカード表面温度を測定し、その結果を表１に記載した。更に、ＩＣチップをフリップチップ実装し、ＩＣチップが露出した状態の非接触式ＩＣカード用のインレットシートを、作製した非接触式ＩＣカードの放熱効果を比較評価する為の基準サンプルとし、非接触式ＩＣカードと同様に、リーダーライタから全メモリ領域の書き換えを連続して実施し、１分後、１時間後、２４時間後、４８時間後におけるＩＣチップの表面温度を測定し、その結果も表１に記載した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
評価の結果、表１に示すように、基準サンプルは、１時間後に４０℃となり、２４時間後に４８℃となり、４８時間後に５５℃となるのに対して、実施例１は、１時間後の温度測定で３８℃と、基準サンプルの温度とほぼ等しい温度になっており、放熱が効率よく行われた。更に、実施例１は、４８時間後の温度が４７℃と、基準サンプルの温度より７℃低く、放熱効果によりＩＣチップを冷却することができた。
【００６７】
実施例２は、１時間後の温度測定で３８℃となっており、基準サンプルの温度とほぼ等しい温度になっており、放熱が効率よく行われた。更に、実施例２は、４８時間後の温度が４５℃と、基準サンプルの温度より１０℃低く、実施例１よりも優れた放熱効果を示し、ＩＣチップをより冷却することができた。
【００６８】
比較例１及び比較例２は、１時間後の温度測定が約３０℃となっており、ＩＣチップの放熱が不十分である。更に、比較例１及び比較例２は、４８時間後の温度が約６０℃と、基準サンプルの温度より５℃高く、ＩＣチップで発生する熱がカード基材に蓄熱され、ＩＣチップがより高い温度に晒された。
【００６９】
（強度試験評価）
作製した非接触式ＩＣカードに対して、ＪＩＳＸ６３０５に基づいた、２０００回連続のＩＣカードの曲げ試験をカード１０枚の試料毎に実施し、カード基材の外観異常（カード表面のクラック、変形、剥離）、及び通信不能（ＩＣチップの損傷）の発生を確認して評価し、その結果を表２に記載した。
【００７０】
【表２】
【００７１】
評価の結果、表２に示すように、実施例１及び実施例２では、曲げ試験によるカード基材の外観異常及び通信不能の発生がなく、実施例１及び実施例２は、ＩＣカードに対する曲げの外力からＩＣチップを保護することができた。
【００７２】
比較例１では、曲げ試験によるカード基材の外観異常及び通信不能の発生がなく、比較例１は、ＩＣカードに対する曲げの外力からＩＣチップを保護することができた。しかし、比較例２では、カード基材の損傷が３枚発生し、通信不能が２枚発生しており、ＩＣカードに対する曲げの外力からＩＣチップを保護することができなかった。
【００７３】
上記の比較より、従来の技術による比較例１は、曲げの外力からＩＣチップを保護することができたが、ＩＣチップの発生する熱を放熱することができず、放熱効果を目的として比較例１の補強板を大きくした比較例２は、曲げの外力からＩＣチップを保護することができず、十分な放熱効果も得られなかったが、本発明に係る実施例１及び実施例２によれば、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、ＩＣチップに発生する熱を放熱し、ＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができた。
【００７４】
以上、図面を用いて本発明の実施例を説明したが、本発明は、この実施例に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で部材や構成の変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当事者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００７５】
１ ＩＣチップ
２ 補強板
３ 絶縁シート
４ａ 第１の樹脂シート
４ｂ 第２の樹脂シート
４ｃ 第３の樹脂シート
５ バンプ
６ ＩＣチップ接合用接着剤
７ 補強板接合用接着剤
８ アンテナ端部
９ アンテナ
１０ 放熱板
１５ 凸部
１６ 第１の伝熱部
１７ 第２の伝熱部
１８ 凹部
１９ 貫通孔
２０ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式ＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式ＩＣカードは、一般に、樹脂シートを積層して構成するカード基材内部に、非接触方式の通信機能を備えたＩＣチップとアンテナを埋設して構成されており、ＩＣカードの取り扱いにおいて、ＩＣカードの曲げ、外部からの衝撃や圧力等でＩＣチップが破損してしまう場合がある。特に、ＩＣチップをトランスファーモールド等の樹脂封止をせず、アンテナを設けた絶縁シート（いわゆるインレットシート）に、ＩＣチップを直接接合するフリップチップ実装で作製した非接触式ＩＣカードでは、ＩＣチップは、カード基材を構成する樹脂シートで覆われているだけであり、ＩＣカードに対する曲げ等の外力からＩＣチップを保護する保護手段が必要となる。
【０００３】
ＩＣカードに対する曲げ等の外力からＩＣチップを保護する保護手段を備えた非接触式ＩＣカードとしては、金属板及び樹脂板をＩＣチップの面に設けて補強した非接触式ＩＣカードが特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５６２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、非接触式ＩＣカードの処理速度の高速化に伴い、処理する情報量も飛躍的に増大した。これらの処理を行うＩＣチップは、その動作時にＩＣチップの回路内を流れる電流によってＩＣチップ自体が発熱する場合があった。しかし、非接触式ＩＣカードは、ＩＣチップ及びＩＣチップと電気的に接続するアンテナがカード表面に露出せず、熱伝導率が低い樹脂シートで覆われており、ＩＣチップで発生した熱を放熱することが困難な為に、ＩＣチップが高温になる可能性があり、ＩＣチップの誤動作や、樹脂シートで構成されるカード基材の変形が発生する場合があるという問題があった。
【０００６】
しかしながら、従来の非接触式ＩＣカードでは、この問題に対する十分な対策が講じられていなかった。例えば、特許文献１等のような従来の非接触式ＩＣカードでは、ＩＣチップの補強を目的として金属板を設けているだけであり、ＩＣチップの放熱が考慮されていなかった。
【０００７】
更に、上記の金属板は、ＩＣチップに貼り付けてカード基材に埋設される構成である為に、金属板の厚みを薄くする必要があった。また、金属板は、ＩＣカードに対する曲げ等の外力からＩＣチップを保護する目的で設けられており、高い剛性を備える必要があった。つまり、この金属板は、厚みが薄くとも、高い剛性を備えていなければならなかった。
【０００８】
高い剛性を備えた金属板は、金属板の面積が大きいほど強い剛性を示す為、ＩＣカードに曲げの外力が加わった際に、金属板の端部を覆うカード基材の表面にクラック等の損傷が発生する可能性があり、放熱に適した任意の大きさとすることができず、十分なＩＣチップの放熱効果を得られない場合があった。
【０００９】
上述のように、従来の非接触式ＩＣカード、特に、フリップチップ実装で作製した従来の非接触式ＩＣカードでは、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、これら問題点を鑑みなされたものであって、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ＩＣチップのフリップチップ実装面と反対側の面に、ＩＣチップの面を覆い、高い剛性を有する材料で構成された補強板を設け、更に、ＩＣチップと補強板の周囲に熱伝導率の高い材料で構成された放熱板を設け、更に、熱伝導率の高い材料で構成され、補強板と放熱板を繋ぎ、補強板から放熱板への熱を伝える伝熱部を設けることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、且つＩＣチップに発生した熱を補強板から伝熱部を介して放熱板へ伝えることにより、ＩＣチップに発生した熱を、補強板、伝熱部、放熱板に拡散させ、放熱することができ、ＩＣチップを冷却できる。
【００１２】
更に、本発明では、伝熱部及び放熱板に、２００〜４００Ｗ／ｍ・Ｋ（０℃）と、高い熱伝導率を有する金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成される金属板を用いることで、ＩＣチップに発生した熱の放熱を確実にすることができる。
【００１３】
更に、本発明では、補強板のＩＣチップ非接合面、伝熱部の補強板非接触面、及び放熱板の片面あるいは両面に対し、面内に複数の凸部または凹部を設けることにより、表面積を増加させ、ＩＣチップに発生した熱をより拡散させ、より放熱することができる。
【００１４】
更に、本発明では、補強板に、ヤング率が１９０〜２１０ＧＰａと、高い剛性を有するステンレス板を用いることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力に対するＩＣチップの補強を確実にできる。
【００１５】
本発明によれば、非接触方式の通信機能を備えたＩＣチップ及びアンテナを備え、絶縁シートに前記アンテナを設けてなるインレットシートに前記ＩＣチップを実装し、前記ＩＣチップと前記アンテナを電気的に接続し、前記インレットシートを樹脂シートで挟み、積層一体化して構成される非接触式ＩＣカードであって、前記ＩＣチップの実装面と反対側の面に補強板を設け、前記ＩＣチップ及び前記補強板の周囲に放熱板を設け、前記補強板と前記放熱板との間に前記補強板から前記放熱板に熱を伝える伝熱部を設けたことを特徴とする非接触式ＩＣカードが得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記伝熱部及び前記放熱板は、金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成したことを特徴とする上記の非接触式ＩＣカードが得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記補強板、前記伝熱部及び前記放熱板は、少なくとも一方の面に複数の凸部または凹部を備えたことを特徴とする上記の非接触式ＩＣカードが得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記補強板は、ステンレス板で構成されることを特徴とする上記の非接触式ＩＣカードが得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＩＣチップのフリップチップ実装面と反対側の面に剛性を有する材料で構成された補強板を設けることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、更に、ＩＣチップ及び補強板の周囲に熱伝導率の高い材料で構成された放熱板及び伝熱部を設けることで、ＩＣチップに発生する熱を放熱し、ＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【００２０】
更に、伝熱部及び放熱板を金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成することで、放熱効果をより高め、補強板、伝熱部及び放熱板の少なくとも一方の面に複数の凸部を設けることで、放熱効果をより高め、補強板をステンレス板とすることで、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷防止を確実にすることができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の非接触式ＩＣカードの構成を説明する断面図。
【図２】本発明の非接触式ＩＣカードの製造工程を説明する図。
【図３】本発明の非接触式ＩＣカードに係る放熱板を説明する斜視図。
【図４】本発明の非接触式ＩＣカードに係る伝熱部及び放熱板を説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を参照し、本発明の非接触式ＩＣカードについて説明する。
【００２３】
まず、本発明の非接触式ＩＣカードの構成について説明する。図１は、本発明の非接触式ＩＣカードの構成を説明する断面図である。
【００２４】
本発明の非接触式ＩＣカードは、ＩＣチップとの接続部であるアンテナ端部８を有するアンテナ９、及びアンテナ９を備えた絶縁シート３で構成するインレットシートと、アンテナ端部８と電気的に接合するバンプ５を備えたＩＣチップ１と、絶縁シート３とＩＣチップ１を接着するＩＣチップ接合用接着剤６と、バンプ５を備えた面と反対側のＩＣチップ１の面に設ける補強板２と、ＩＣチップ１と補強板２を接着する補強板接合用接着剤７と、補強板２を挿入する凹部（図示せず）を有し、補強板２と接触してＩＣチップ１の熱を伝える第１の伝熱部１６と、ＩＣチップ１の熱を放熱する放熱板１０と、第１の伝熱部１６及び放熱板１０と接合し、ＩＣチップ１の熱を第１の伝熱部１６から放熱板１０に伝える第２の伝熱部１７と、非接触式ＩＣカードのカード基体を構成する第１の樹脂シート４ａ、第２の樹脂シート４ｂ及び第３の樹脂シート４ｃで構成される。
【００２５】
本発明の非接触式ＩＣカードは、アンテナ９を備えた面と反対側の絶縁シート３の面に第３の樹脂シート４ｃを積層し、アンテナ９を備えた絶縁シート３の面に第２の樹脂シート４ｂを積層し、絶縁シート３にフリップチップ実装したＩＣチップ１及び補強板２等を第２の樹脂シート４ｂに内包し、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を第１の樹脂シート４ａに埋設し、補強板２と第１の伝熱部１６を接触させるようにして第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを重ね、加圧し、加熱し、積層一体化して作製する。
【００２６】
ＩＣチップ１は、非接触式の通信機能を有するものであれば良く、何れの周波数を用いたものでも良く、適宜選択するのが良い。小型化等を考慮すれば、例えば、１３．５６ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等の周波数を用いた非接触式の通信機能を有するＩＣチップを用いることができる。
【００２７】
バンプ５は、半田バンプや鍍金による金バンプ、あるいは金ワイヤーを使用したボールバンプが使用でき、適宜選択するのが良い。
【００２８】
アンテナ９は、銅箔やアルミ箔などの金属箔をエッチング加工して作製したエッチングアンテナが良く、ＩＣチップ１の通信周波数及び通信特性に合わせて、適宜選択するのが良い。
【００２９】
絶縁シート３は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート、共重合ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等を使用できる。特に、自己融着性を有するＰＶＣシート及びＰＥＴＧシートは、積層の際に接着シートを必要とせず、製造コストの観点で優れている。更に、環境保護の観点からハロゲンを用いない素材を選択するのであれば、ＰＥＴＧシートが適している。
【００３０】
ＩＣチップ接合用接着剤６は、ＩＣチップ１と絶縁シート３の接着に適した接着剤であれば良く、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、非導電性ペースト（ＮＣＰ）が使用でき、適宜選択するのが良い。
【００３１】
補強板２は、ＩＣチップ１の主面を覆い、ＩＣチップ１の主面と同等の面積を有し、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぐ事のできる、高い剛性を有する板材であれば良く、ＩＣカードの薄型化を考慮すれば、例えば、３０μｍ程度の厚みで、ヤング率が１９０〜２１０ＧＰａ程度の高い剛性を有する板材が好ましく、ステンレス板等を用いることができる。
【００３２】
補強板接合用接着剤７は、高い熱伝導性を有し、ＩＣチップ１と補強板２の接着に適した接着剤であれば良く、例えば、高熱伝導性放熱シリコーン接着剤や、高熱伝導性エポキシ接着剤等が使用できる。
【００３３】
第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、共に、高い熱伝導性を有する板材であれば良く、例えば、熱伝導率が２００〜４００Ｗ／ｍ・Ｋ（０℃）程度の高い熱伝導性を有する板材が好ましく、金、銀、銅、アルミニウムの何れかの材質からなる板材、あるいはそれらの材質を組み合わせた板材が使用できる。尚、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、それぞれに異なる材質の板材を用い、第１の伝熱部１６と第２の伝熱部１７、第２の伝熱部１７と放熱板１０を溶接し、接合して作製しても良いが、製造コストを考慮すれば、一種類の板材を用い、予め設計した、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を接合して構成される形状に、打ち抜いて作製するのが好ましい。
【００３４】
第１の伝熱部１６は、補強板２の主面以上の面積を有した板材に、補強板２の主面と接する底面を有する凹部を切削して作製する。第１の伝熱部１６は、面内に設ける凹部を貫通孔とし、補強板２の厚み方向の４つの面と、第１の伝熱部１６の貫通孔の内壁の４面が接触するように構成しても良い。第１の伝熱部１６の大きさは、ＩＣカードの曲げ等の外力で発生する可能性がある、第１の伝熱部１６と第１の伝熱部１６を内包するカード基材との間の剥離を考慮し、適宜選択するのが良い。例えば、第１の伝熱部１６の大きさは、補強板２の主面外形寸法より１〜２ｍｍ程度大きくした寸法とすることができる。尚、第１の伝熱部１６の形状は、四角形、円形、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。
【００３５】
放熱板１０は、ＩＣカードの曲げ等の外力で、放熱板１０と放熱板１０を内包するカード基材との間に剥離が発生する可能性を考慮し、放熱板１０の大きさを適宜選択するのが良い。更に、放熱効率を考慮して複数個設けることが望ましい。例えば、放熱板１０は、縦寸法が３ｍｍであり、横寸法が３ｍｍである板材を第１の伝熱部１６の周りに４つ設けることができる。尚、放熱板１０の形状は、四角形、円形、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。
【００３６】
第２の伝熱部１７は、ＩＣカードの曲げ等の外力で、第２の伝熱部１７と第２の伝熱部１７を内包するカード基材との間に剥離が発生する可能性を考慮し、第２の伝熱部１７の大きさを適宜選択するのが良い。第１の伝熱部１６から放熱板１０への伝熱効率を考慮すれば、第１の伝熱部１６の一辺と放熱板１０の一辺をつなぐ第２の伝熱部１７を複数の小片で構成しても良い。尚、第２の伝熱部１７の形状は、四角形、円形、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。
【００３７】
第１の樹脂シート４ａ、第２の樹脂シート４ｂ及び第３の樹脂シート４ｃは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート、共重合ポリエステル（ＰＥＴＧ）シート、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等が使用できる。特に、自己融着性を有するＰＶＣシート及びＰＥＴＧシートは、積層の為の接着シートを必要とせず、製造コスト削減の観点で優れている。更に、環境保護の観点からハロゲンを用いない素材を選択するのであれば、ＰＥＴＧシートが適している。
【００３８】
第１の樹脂シート４ａは、予め、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を挿入する凹部をシート面内に設けるのが好ましい。尚、予め、熱プレス機等で加圧し、加熱して、凹部を設けていない第１の樹脂シート４ａに、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を埋め込んでも良い。
【００３９】
第２の樹脂シート４ｂは、予め、ＩＣチップ１及び補強板２等を挿入する貫通孔をシート面内に設けるのが好ましい。尚、予め、熱プレス機等で加圧し、加熱して、貫通孔を設けていない第２の樹脂シート４ｂに、ＩＣチップ１及び補強板２等を埋め込んでも良い。
【００４０】
次に、本発明の非接触式ＩＣカードの製造工程について説明する。図２は、本発明の非接触式ＩＣカードの製造工程を説明する図であり、本発明の非接触式ＩＣカードの分解断面図である。
【００４１】
本発明の非接触式ＩＣカードは、次のように作製される。図２のように、絶縁シート３にアンテナ９及びアンテナ端部８を設けてインレットシートを作製し、絶縁シート３のアンテナ端部８近傍にＩＣチップ接合用接着剤６を設け、既存のフリップチップ実装の技術を用い、ＩＣチップ１に設けたバンプ５をアンテナ端部８に接合するとともに、ＩＣチップ接合用接着剤６を介してＩＣチップ１を絶縁シート３に接着し、バンプ５を備えた面と反対側のＩＣチップ１の面に補強板接合用接着剤７を設け、補強板接合用接着剤７を介して補強板２をＩＣチップ１に接着する。
【００４２】
次に、アンテナ９を備えた面と反対側の絶縁シート３の面に第３の樹脂シート４ｃを重ね、第２の樹脂シート４ｂにＩＣチップ１及び補強板２等を挿入する貫通孔１９を設け、絶縁シート３にフリップチップ実装したＩＣチップ１及び補強板２等を貫通孔１９に挿入するようにして、絶縁シート３に第２の樹脂シート４ｂを重ねる。
【００４３】
次に、第１の伝熱部１６の面内に補強板２を挿入する凹部１８を設け、第１の伝熱部１６の厚み方向の面に第２の伝熱部１７を設け、第２の伝熱部１７の厚み方向の面に放熱板１０を設ける。
【００４４】
次に、第１の樹脂シート４ａの面内に、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を挿入する凹部２０を設け、凹部２０に第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を挿入し、第１の伝熱部１６の凹部１８に補強板２を挿入するようにして、第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを重ね、加圧し、加熱し、積層一体化して作製する。
【００４５】
上述のような構成により、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、ＩＣチップに発生する熱を放熱し、ＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【００４６】
次に、本発明の非接触式ＩＣカードに係る補強板、伝熱部、放熱板に施す放熱効果を高める方法について、放熱板を基に説明する。図３は、本発明の非接触式ＩＣカードに係る放熱板を説明する斜視図である。
【００４７】
本発明の非接触式ＩＣカードに係る放熱板１０は、エッチング加工、切削加工、レーザー加工、プレス加工等の加工手段を用い、放熱板１０の一方の面に複数の縦溝と複数の横溝を作製して格子状の溝を設け、面内に四角柱状の凸部１５を複数個作製する。凸部１５の形状は、三角柱、円柱、その他の形状であっても良く、何れの形状でも同様の効果が得られる。また、放熱板１０の両面に凸部１５を設けても良い。尚、凸部１５を凹部としてもよい。
【００４８】
放熱板１０を上述のような構成とすることにより、放熱板１０の表面積を増加させ、ＩＣチップに発生した熱をより拡散させ、より放熱することができる非接触式ＩＣカードが得られる。尚、図１に示す、補強板２のＩＣチップ非接合面、第１の伝熱部１６の補強板非接触面、及び第２の伝熱部１７の片面あるいは両面に対しても、上述のように、面内に凸部１５（凹部でもよい）を設ける構成とすることにより、表面積を増加させ、ＩＣチップに発生した熱をより拡散させ、より放熱することができる非接触式ＩＣカードが得られる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５０】
（実施例１）
図２に示すように、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２ｍｍであり、幅寸法が２ｍｍであり、無線通信の周波数が１３．５６ＭＨｚの非接触式ＩＣカード用のＩＣチップをＩＣチップ１とし、ＩＣチップ１の回路側の面にワイヤボンディング装置で直径２０μｍのボールバンプを作製し、バンプ５とした。
【００５１】
次に、厚みが１００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートを絶縁シート３とし、絶縁シート３の片面に銅箔を貼り付けた後、エッチング加工をし、厚みが２５μｍで、１３．５６ＭＨｚの無線通信の周波数に対応したアンテナ９、及びアンテナ端部８を作製し、非接触式ＩＣカード用のインレットシートを得た。
【００５２】
次に、絶縁シート３に設けたアンテナ端部８を含むＩＣチップ１実装領域に、非導電性ペースト（ＮＣＰ）からなるＩＣチップ接合用接着剤６を厚さ３５μｍで塗布し、ＩＣチップ１のバンプ５を設けた面を絶縁シート３に向けてＩＣチップ１実装領域に押し当て、バンプ５とアンテナ端部８を接合するとともに、ＩＣチップ接合用接着剤６を介して絶縁シート３にＩＣチップ１を接着し、絶縁シート３上に実装高さが２３５μｍの樹脂ポッティングによるフリップチップ実装を行った。
【００５３】
次に、厚みが３０μｍであり、長さ寸法が２ｍｍであり、幅寸法が２ｍｍであり、ヤング率が２００ＧＰａのステンレス板を補強板２とし、絶縁シート３上にフリップチップ実装されたＩＣチップ１の非実装面に、高熱伝導性エポキシ接着剤からなる補強板接合用接着剤７を厚さ２０μｍで塗布し、補強板２を塗布した補強板接合用接着剤７に重ねて接着し、補強板を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートを得た。
【００５４】
次に、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、図４に示すようにして作製した。図４は、本発明の非接触式ＩＣカードに係る伝熱部及び放熱板を説明する平面図である。
【００５５】
図４に示すように、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０は、厚みが５０μｍであり、熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ（０℃）の銅板を打ち抜き加工し、長さ寸法が３ｍｍであり、幅寸法が３ｍｍの第１の伝熱部１６と、第１の伝熱部１６の４辺からそれぞれ延伸してなり、長さ寸法が１ｍｍであり、幅寸法が０．５ｍｍの第２の伝熱部１７と、４つの第２の伝熱部１７のそれぞれに繋がり、長さ寸法が１．５ｍｍであり、幅寸法が１．５ｍｍの放熱板１０を得た。更に、第１の伝熱部１６の片面中央に、深さが５μｍであり、長さ寸法が２ｍｍであり、幅寸法が２ｍｍの凹部１８を切削して設けた。
【００５６】
次に、図２に示すように、作製した補強板を設けた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの非実装面に、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートからなる第３の樹脂シート４ｃを重ね、作製した補強板を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの実装面に、厚みが２８０μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートであり、長さ寸法が２．０５ｍｍであり、幅寸法が２．０５ｍｍの開口部を有する貫通孔１９に面内に設けた第２の樹脂シート４ｂを、貫通孔１９にＩＣチップ１及び補強板２等を収納するようにして重ねた。
【００５７】
次に、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートからなる第１の樹脂シート４ａの片面を切削し、厚みが５０μｍであり、第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０の形状に沿った凹部２０を設け、図４に示す第１の伝熱部１６、第２の伝熱部１７及び放熱板１０を凹部２０に挿入し、第１の伝熱部１６に設けた凹部１８に補強板２を挿入するようにして、第２の樹脂シート４ｂに第１の樹脂シート４ａを重ね、０．５ＭＰａで加圧し、１２０℃まで加熱した後、加圧したまま室温まで冷却し、積層一体化して、厚みが７８０μｍのカード基材を作製した。
【００５８】
次に、カード打ち抜き機を用いて、作製したカード基材を、長さ方向の寸法が８５．６０ｍｍで、幅方向の寸法が５４．００ｍｍのカード状に打ち抜き、非接触式ＩＣカードを作製した。ＩＣカードの寸法は、ＪＩＳ規格によれば、長さ方向の寸法は８５．４７ｍｍ以上８５．７２ｍｍ以下であり、幅方向の寸法は５３．９２ｍｍ以上５４．０３ｍｍ以下であり、厚さは６８０μｍ以上８４０μｍ以下である。
【００５９】
（実施例２）
実施例２では、実施例１の非接触式ＩＣカードにおいて、図３に示すように、放熱板１０の面に、レーザー加工機を用いて、深さが１０μｍであり、幅寸法が１０μｍの直線状の溝を２０μｍ間隔で、放熱板１０の長さ方向、及び幅方向にそれぞれ複数併設し、高さが１０μｍであり、長さ寸法が２０μｍであり、幅寸法がμｍの底面を有する四角柱からなる凸部１５を複数個設け、第１の伝熱部１６及び第２の伝熱部１７の面にも、放熱板１０と同様にレーザー加工を行い、凸部１５を複数個設けた以外は、実施例１と同様にして非接触式ＩＣカードを作製した。
【００６０】
（比較例１）
比較例１では、実施例１で、第１の伝熱部、第２の伝熱部及び放熱板を用いない非接触式ＩＣカードを作製した。実施例１の非接触式ＩＣカードと同様にして、補強板（厚さ＝３０μｍ、長さ寸法＝２ｍｍ、幅寸法＝２ｍｍ）を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートを作製した後、作製した補強板を設けた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの非実装面に、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートからなる第３の樹脂シートを重ね、作製した補強板を設けたＩＣチップを備えた非接触式ＩＣカード用のインレットシートの実装面に、厚みが２８０μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートであり、長さ寸法が２．０５ｍｍであり、幅寸法が２．０５ｍｍの開口部を有する貫通孔に面内に設けた第２の樹脂シートを、貫通孔にＩＣチップ及び補強板等を収納するようにして重ねた。
【００６１】
次に、実施例１の第１の伝熱部、第２の伝熱部及び放熱板を使用せず、第１の樹脂シートを、厚みが２００μｍであり、長さ寸法が２００ｍｍであり、幅寸法が１００ｍｍのＰＥＴＧシートに変更し、第２の樹脂シートに第１の樹脂シートを重ね、０．５ＭＰａで加圧し、１２０℃まで加熱した後、加圧したまま室温まで冷却し、積層一体化して、厚みが７８０μｍのカード基材を作製した。
【００６２】
次に、カード打ち抜き機を用いて、作製したカード基材を、長さ方向の寸法が８５．６０ｍｍで、幅方向の寸法が５４．００ｍｍのカード状に打ち抜き、非接触式ＩＣカードを作製した。
【００６３】
（比較例２）
比較例２では、放熱効果を目的とし、比較例１の非接触式ＩＣカードに用いた補強板の寸法を、長さ寸法が３ｍｍ、幅寸法が３ｍｍに変更し、比較例１の非接触式ＩＣカードに用いた第２の樹脂シートに設けた貫通孔の開口部の寸法を長さ寸法が３ｍｍであり、幅寸法が３ｍｍに変更した以外は、比較例１と同様にして非接触式ＩＣカードを作製した。
【００６４】
（連続動作試験評価）
作製した非接触式ＩＣカードに対して、リーダーライタから全メモリ領域の書き換えを連続して実施し、１分後、１時間後、２４時間後、４８時間後において、ＩＣチップを埋設した部分の非接触式ＩＣカードのカード表面温度を測定し、その結果を表１に記載した。更に、ＩＣチップをフリップチップ実装し、ＩＣチップが露出した状態の非接触式ＩＣカード用のインレットシートを、作製した非接触式ＩＣカードの放熱効果を比較評価する為の基準サンプルとし、非接触式ＩＣカードと同様に、リーダーライタから全メモリ領域の書き換えを連続して実施し、１分後、１時間後、２４時間後、４８時間後におけるＩＣチップの表面温度を測定し、その結果も表１に記載した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
評価の結果、表１に示すように、基準サンプルは、１時間後に４０℃となり、２４時間後に４８℃となり、４８時間後に５５℃となるのに対して、実施例１は、１時間後の温度測定で３８℃と、基準サンプルの温度とほぼ等しい温度になっており、放熱が効率よく行われた。更に、実施例１は、４８時間後の温度が４７℃と、基準サンプルの温度より７℃低く、放熱効果によりＩＣチップを冷却することができた。
【００６７】
実施例２は、１時間後の温度測定で３８℃となっており、基準サンプルの温度とほぼ等しい温度になっており、放熱が効率よく行われた。更に、実施例２は、４８時間後の温度が４５℃と、基準サンプルの温度より１０℃低く、実施例１よりも優れた放熱効果を示し、ＩＣチップをより冷却することができた。
【００６８】
比較例１及び比較例２は、１時間後の温度測定が約３０℃となっており、ＩＣチップの放熱が不十分である。更に、比較例１及び比較例２は、４８時間後の温度が約６０℃と、基準サンプルの温度より５℃高く、ＩＣチップで発生する熱がカード基材に蓄熱され、ＩＣチップがより高い温度に晒された。
【００６９】
（強度試験評価）
作製した非接触式ＩＣカードに対して、ＪＩＳＸ６３０５に基づいた、２０００回連続のＩＣカードの曲げ試験をカード１０枚の試料毎に実施し、カード基材の外観異常（カード表面のクラック、変形、剥離）、及び通信不能（ＩＣチップの損傷）の発生を確認して評価し、その結果を表２に記載した。
【００７０】
【表２】
【００７１】
評価の結果、表２に示すように、実施例１及び実施例２では、曲げ試験によるカード基材の外観異常及び通信不能の発生がなく、実施例１及び実施例２は、ＩＣカードに対する曲げの外力からＩＣチップを保護することができた。
【００７２】
比較例１では、曲げ試験によるカード基材の外観異常及び通信不能の発生がなく、比較例１は、ＩＣカードに対する曲げの外力からＩＣチップを保護することができた。しかし、比較例２では、カード基材の損傷が３枚発生し、通信不能が２枚発生しており、ＩＣカードに対する曲げの外力からＩＣチップを保護することができなかった。
【００７３】
上記の比較より、従来の技術による比較例１は、曲げの外力からＩＣチップを保護することができたが、ＩＣチップの発生する熱を放熱することができず、放熱効果を目的として比較例１の補強板を大きくした比較例２は、曲げの外力からＩＣチップを保護することができず、十分な放熱効果も得られなかったが、本発明に係る実施例１及び実施例２によれば、ＩＣカードに対する曲げ等の外力によるＩＣチップの損傷を防ぎ、ＩＣチップに発生する熱を放熱し、ＩＣチップの発熱による誤動作、及びカード基材の変形を防ぐことができた。
【００７４】
以上、図面を用いて本発明の実施例を説明したが、本発明は、この実施例に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で部材や構成の変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当事者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００７５】
１ ＩＣチップ
２ 補強板
３ 絶縁シート
４ａ 第１の樹脂シート
４ｂ 第２の樹脂シート
４ｃ 第３の樹脂シート
５ バンプ
６ ＩＣチップ接合用接着剤
７ 補強板接合用接着剤
８ アンテナ端部
９ アンテナ
１０ 放熱板
１５ 凸部
１６ 第１の伝熱部
１７ 第２の伝熱部
１８ 凹部
１９ 貫通孔
２０ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触方式の通信機能を備えたＩＣチップ及びアンテナを備え、絶縁シートに前記アンテナを設けてなるインレットシートに前記ＩＣチップを実装し、前記ＩＣチップと前記アンテナを電気的に接続し、前記インレットシートを樹脂シートで挟み、積層一体化して構成される非接触式ＩＣカードであって、前記ＩＣチップの実装面と反対側の面に補強板を設け、前記ＩＣチップ及び前記補強板の周囲に放熱板を設け、前記補強板と前記放熱板との間に前記補強板から前記放熱板に熱を伝える伝熱部を設けたことを特徴とする非接触式ＩＣカード。
【請求項２】
前記伝熱部及び前記放熱板は、金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成したことを特徴とする請求項１に記載の非接触式ＩＣカード。
【請求項３】
前記補強板、前記伝熱部及び前記放熱板は、少なくとも一方の面に複数の凸部または凹部を備えたことを特徴とする請求項１乃至２に記載の非接触式ＩＣカード。
【請求項４】
前記補強板は、ステンレス板で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の非接触式ＩＣカード。
【請求項１】
非接触方式の通信機能を備えたＩＣチップ及びアンテナを備え、絶縁シートに前記アンテナを設けてなるインレットシートに前記ＩＣチップを実装し、前記ＩＣチップと前記アンテナを電気的に接続し、前記インレットシートを樹脂シートで挟み、積層一体化して構成される非接触式ＩＣカードであって、前記ＩＣチップの実装面と反対側の面に補強板を設け、前記ＩＣチップ及び前記補強板の周囲に放熱板を設け、前記補強板と前記放熱板との間に前記補強板から前記放熱板に熱を伝える伝熱部を設けたことを特徴とする非接触式ＩＣカード。
【請求項２】
前記伝熱部及び前記放熱板は、金、銀、銅、アルミニウムの少なくとも１つで構成したことを特徴とする請求項１に記載の非接触式ＩＣカード。
【請求項３】
前記補強板、前記伝熱部及び前記放熱板は、少なくとも一方の面に複数の凸部または凹部を備えたことを特徴とする請求項１乃至２に記載の非接触式ＩＣカード。
【請求項４】
前記補強板は、ステンレス板で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の非接触式ＩＣカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１０８０５４（Ｐ２０１１−１０８０５４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６３４３２（Ｐ２００９−２６３４３２）
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
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