ＩＣカード

【課題】耐衝撃応力の高いＩＣカードの提供を可能にする。
【解決手段】上記課題を解決するため、本発明によるＩＣカードは、第一の基板と前記
第一の基板上に設けられたＩＣチップと前記ＩＣチップに対向して設けられた補強板と、
を備え前記補強板は湾曲形状であり、かつ前記補強板の湾曲形状の凹形状側がＩＣチップ
側に向けられていることを特徴とする。また前記補強板の凹形状側表面は絶縁体からなる
ことを特徴とする。また前記補強板は剛性板及び絶縁体からなる板の貼り合わせによって
構成され、かつ前記補強板の湾曲形状の凹形状面側が絶縁体からなる板であることを特徴
とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードはカード内部に通信に必要なアンテナとＩＣチップとを内蔵し、リーダー／
ライターとの通信を非接触で行うことができ、近年鉄道の定期券・個人認証カード等に利
用されている。
【０００３】
しかしながらＩＣカードは外部からの点圧、衝撃、曲げ等機械的ストレスを受けると、
カード内部のＩＣチップの破損のおそれがあり、ＩＣカードの機械的ストレスへの耐性が
課題となっている。従来、衝撃荷重等機械的ストレスに対する改善策としてＩＣチップに
ステンレスのような高剛性の補強板を設ける技術が開示されている。（例えば、特許文献
１参照。）
補強板は一般にステンレス等の剛性の高い金属を用いており、かつ通常ＩＣチップと金
属補強板は接着強度の高い接着剤で一体化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８２０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記技術では、ＪＩＳ規格のカードであればカード総厚が７６０μｍに
限定されるため、ＩＣチップ、補強板に許容される厚さも限定され、一定以上の耐衝撃応
力を得ることが出来ないという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、耐衝撃応力の高いＩＣカード
の提供を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によるＩＣカードは、基板と前記基板上に設けられたＩ
Ｃチップと、前記ＩＣチップ上に前記基板と対向して設けられた補強板と、を備え前記補
強板はＸ軸及びＸ軸に垂直なＹ軸に対して湾曲し、かつ前記補強板の湾曲形状の凹形状側
が前記ＩＣチップ側に向けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐衝撃応力の高いＩＣカードの提供を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の携帯可能電子装置の一実施形態に係る非接触式の無線ＩＣカードの一例の実装側示す正面図。
【図２】従来のＩＣチップ補強方法によるＩＣカードを示す断面図。
【図３】平面形状の補強板および湾曲補強板の上面図及び断面図を示す。
【図４】同一の厚さの板を用いた場合の平面状の補強板および湾曲補強板の高さｈを比較するための補強板及び湾曲補強板の断面
【図５】実施例１のＩＣチップ補強方法による湾曲補強板及びＩＣチップの断面図。
【図６】実施例２のＩＣチップ補強方法による湾曲補強板及びＩＣチップの断面図。
【図７】実施例３のＩＣチップ補強方法による湾曲補強板及びＩＣチップの断面図。
【図８】実施例４のＩＣチップ補強方法による湾曲補強板及びＩＣチップの断面図。
【図９】実施例５のＩＣチップ補強方法による湾曲補強板及びＩＣチップの断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の携帯可能電子装置の一実施形態に係る非接触式の無線ＩＣカード（以
下、カード１）の一例のＩＣチップの実装側を示す正面図を示す。
【００１１】
図１に示す通り、カード１は、例えば矩形状のアンテナ基材２と、アンテナ基材２上に
形成されたコイル状のアンテナ３と、アンテナ基材２上に実装されアンテナ３に電気的に
接続されたＩＣチップ４とを備える。
【００１２】
図２は、図１のＡ−Ｂ断面を拡大した図を示す。
【００１３】
ＩＣチップ４は、回路面と、この回路面の実装側面としての非回路面（研磨面）とを有
している。そして、ＩＣチップ４は、上記回路面と、アンテナ基材２が対向するように、
アンテナ基材２の所定の位置に配置されている。詳細に説明すると、ＩＣチップ４は、回
路面に金・ニッケル等の金属からなるバンプ部４Ａ，４Ｂを備え、このバンプ部４Ａ，４
Ｂのそれぞれに対して、例えばニッケル等の金属粒子又は金属メッキを施した樹脂粒子を
含む異方導電性接着剤によりアンテナ基材２上のアンテナ３と電気的に接続されている。
ＩＣチップ４の非回路面側には、ＩＣチップ側補強板（以下、補強板）６が接着剤５によ
り接着されている。
【００１４】
アンテナ３は、アンテナ基材２の周縁部に沿って形成され、アンテナ基材２上に接着剤
等により固着されており、材質は銅、アルミニウム、銀等の箔、ワイヤ等が用いられる。
本実施の形態において、アンテナ３は、厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム箔をエッチン
グすることによりパタンが形成されている。
【００１５】
アンテナ基材２のＩＣチップ４が配置されている側と反対側には、ＩＣチップ４と対向
する位置に、アンテナ基材側補強板７（以下、補助補強板７）が、例えば接着剤を介して
固着されている。すなわち、アンテナ基材２のアンテナが形成されている第１の面２Ａ側
に、補強板６はアンテナ基材２とＩＣチップ４を挟む状態で固定されている。またアンテ
ナ基材２の第１の面２Ａの逆の側面である第２の面２Ｂ上のＩＣチップ４と対応する位置
にアンテナ基材側補強板７が固定されている。
【００１６】
さらに、アンテナ基材２の第１の面２Ａ側には、ＩＣチップ４と補強板６を覆うように
第１コア材料８、第１表面基材９が、アンテナ基材２の第２の面２Ｂ側には、補助補強板
７を覆うように第２コア材料１０および第２表面基材１１が配置されている。
【００１７】
第１コア材料８は、アンテナ基材２と第１表面基材９との間に配置され、ＩＣチップ４
を取り囲んでいる。
【００１８】
第１表面基材９又は第２表面基材１１の外面には、筆記具、インクジェットプリンタ等
によって情報を書き込み可能な筆記層が形成されている。
【００１９】
第２コア材料１０は、アンテナ基材２と第２表面基材１１との間に配置され、補助補強
板６を取り囲んでいる。
【００２０】
第１表面基材９又は第２表面基材１１の外面には、例えば、使用者の顔画像、個人情報
等が印刷され、その表面には、透明な保護膜が重ねて形成されている。
【００２１】
本実施の形態において、第１コア材料８および第２コア材料１０は、樹脂材料が用いら
れる。
【００２２】
次に補強板６について詳細に述べる。
【００２３】
本実施例ではこの補強板６は球面状に湾曲している。以降、平面状の補強板６と区別す
る為、湾曲補強板１６と呼ぶ。
【００２４】
図３に湾曲補強板１６の上面図及び断面図を示す。
【００２５】
図３（ａ）は湾曲補強板１６の上面図を凸側から見た図である。この湾曲板は少なくと
もＸ軸及びＹ軸に対して湾曲している。湾曲の方向は、Ｘ軸に対する湾曲もＹ軸に対する
湾曲も同一方向である事が好ましい。また湾曲補強板１６のエッジ部分が同一平面状にあ
るのが望ましい。さらに好ましくは湾曲補強板が椀形状である事が望ましい。
【００２６】
図３（ｂ）に示すようにＷは補強板６の対角線長さ、Ｒは湾曲補強板１６の曲率半径、θ
は角度、Ｄは曲げによる厚さ方向のふくらみ、ｈは補強板６の厚みを指す。湾曲補強板１
６の曲率半径Ｒは以下の式に基づいて求められる。
【００２７】
Ｒ＝Ｗ／θ
また曲げによる厚さ方向のふくらみＤは以下の式に基づいて求められる。
【００２８】
Ｄ＝Ｒ×（１―ＣＯＳ（θ／２））
よって、曲げによる厚さ方向のふくらみＤは補強板６の対角線長さＷと設定する角度θ
によって決定される。
【００２９】
補強板６の対角線長さＷはＩＣチップ４の対角線長さと少なくとも同じか、またはＩＣ
チップ４の対角線長さより長い方が望ましい。この湾曲板はＩＣチップ４を覆う大きさで
あることが望ましい。
【００３０】
湾曲補強板１６の湾曲の程度はカードの総厚を考慮し、Ｄ＋ｈが０．８ｍｍを超えない
事が望ましい。更に限定するならばＤ＋ｈが０．４ｍｍを超えないように補強板６の対角
線長さＷを考慮１して角度θを決定することが望ましい。
【００３１】
この湾曲補強板１６には剛性が高い、つまりヤング率の高い部材を用いる。一般的には
ステンレス、鉄、ニッケル、アルミニウム等の金属が用いられる。特にステンレス材料と
してはＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ３２９Ｊ、ＳＵＳ４３０等が
用いられる。
【００３２】
球面状に湾曲させる方法としては塑性加工（絞り加工）により行う方法と、熱膨張率の
異なる異種材料を高温（１００℃以上）で接着硬化した後常温へ冷却することにより、そ
の熱膨張率の差によりに球面状湾曲形状を形成させる方法がある。熱膨張率の異なる異種
材料を高温（１００℃以上）で接着硬化した後常温へ冷却する方法を用いる場合には、ス
テンレス、鉄、ニッケル等と熱膨張係数の小さい金属とアルミニウム等熱膨張係数の大き
い金属の組み合わせを用いる。
【００３３】
以下湾曲補強板１６を用いた場合の効果を説明する。
【００３４】
平面形状での同一の厚さの板よりも、平面形状での同一の厚さの板を湾曲させた湾曲補
強板を用いることにより剛性が高くなる。以下、理由を説明する。
【００３５】
板の曲がりにくさは曲げ剛性で判断される。
【００３６】
曲げ剛性を求める式は以下の通りである。
【００３７】
ＥＩ …（式１）
Ｅ：ヤング率
Ｉ：断面二次モーメント
ヤング率は物質によって変動する為、同一の物質に関しては曲げ剛性は断面二次モーメ
ントに依存する。断面二次モーメントを求める基本式は以下の通りである。
【００３８】
Ｉ＝∫_ａｌ^２ｄｓ …（式２）
ｌ：高さ
よって断面二次モーメントは高さｌに依存し、高さｌが上がれば断面二次モーメントは
大きくなり、結果として曲げ剛性が高くなる事が示される。
【００３９】
図４は同一の厚さの板を用いた場合の平面状の補強板および湾曲補強板の高さｌを比較
したものである。
【００４０】
図４（ａ）は湾曲補強板１６を用いたＩＣカード断面図、図４（ｂ）は平面形状の補強
板６を用いたＩＣカード断面図を示す。図４に示される通り、同一の厚さの板を用いた場
合、湾曲補強板１６の高さＣは、平面形状の補強板６の高さＤよりも高くなる。よって図
４（ａ）のＩＣカードの方が曲げ形状にしたことにより、平面形状での同一の厚さの板よ
りも剛性が高くなる。
【００４１】
湾曲補強板のエッジの位置はカード上に固定されたＩＣチップの非回路面より上側であ
っても下側であってもよい。補強板の上端からＩＣチップ下端までの高さを同一としたと
き、湾曲補強板のエッジの位置を下側に位置させることにより高さｌを大きな値にするこ
とができ、断面二次モーメントが上がる為、結果として曲げ剛性は高くなる。なお、補強
板真上からの衝撃に対してはＸ軸、Ｙ軸とも断面二次モーメントを大きくすることが望ま
しく、湾曲補強板は図３に示すように、Ｘ軸及びＹ軸両方向に湾曲しているのが望ましく
、さらに湾曲も同一方向であることが望ましい。さらに好ましくは湾曲補強板が椀形状で
あることが望ましい。
【００４２】
また、湾曲補強板を用いることによりカードの表面上に現れるＩＣチップ上の凹凸が目
立ちにくくなる。以下、目立ちにくくなる為の理由を説明する。
【００４３】
厚さ方向にＩＣチップ４と補強板がある部分（実装部）とない部分（非実装部）を比較
すると厚さ方向に存在する構成材は以下のとなる。
【００４４】
実装部：ＰＥＴ等フィルム＋接着剤等＋金属＋ＩＣチップ
非実装部：ＰＥＴ等フィルム＋接着剤等
カード製造時、各構成部材は積層状態では８０℃〜１５０℃の高温下でラミネートされ
、カードの表面は表裏とも一旦平坦になる。しかし、その後冷却されると収縮を起こし、
金属・ＩＣチップ等はプラスチックフィルム・接着剤に比べ熱膨張係数が小さく収縮も少
ないため、結果として実装部の収縮が非実装部より盛り上がることになる。この盛り上が
りは、金属・補強板の表面から距離が遠い程（表面のプラスチック部が厚いほど）冷却時
の厚さの差は緩和され表面では目立ちにくくなる。補強板を湾曲させることにより、ラミ
ネート時、接着剤等の熱可塑性樹脂が流動し一旦表面が平坦化するため、実装部端部の表
面側の樹脂厚は実装部中央部より厚くなり、冷却後の段差が緩和される。結果として、湾
曲補強板を用いることによりカードの表面上に現れるＩＣチップ上の凹凸が目立ちにくく
なる。この凹凸がより目立たなくする為にはエッジの部分全ての表面からの距離が中央部
より離れていることが望ましい。よって湾曲補強板は図３に示すように、Ｘ軸及びＹ軸両
方向に湾曲しているのが望ましく、さらに湾曲も同一方向であることが望ましい。
【００４５】
以下、湾曲補強板１６を用いた実施例１〜５を示す。
【００４６】
図５に本発明の実施例１を示す。この実施例では１５０μｍ厚のステンレス板（ＳＵＳ
３０１）を、絞り加工によりＲ３００ｍｍに加工した後に、５ｍｍ角に切断するという方
法で製造された湾曲補強板５６をＩＣチップ５４が全て覆われる位置に接着材５５を用い
て固定している。この実施例では湾曲補強板を使用することにより、１５０μｍ厚、ＳＵ
Ｓ３０１を用いた平面板を用いた場合より高い剛性が得られる。結果として耐衝撃応力の
高いカード１の製造が可能となる。
【００４７】
図６に本発明の実施例２を示す。この実施例では１５０μｍ厚のステンレス板（ＳＵＳ
３０１）を、絞り加工によりＲ３００ｍｍに加工した後に、５ｍｍ角に切断するという方
法で製造された湾曲補強板６６にＩＣチップ６４を押し付ける形で接着剤６５で接着させ
、補強板の形状に合わせ、ＩＣチップを変形させた。この実施例でも湾曲補強板を使用す
ることにより、１５０μｍ厚、ＳＵＳ３０１を用いた平面板を用いた場合より高い剛性が
得られる。結果として耐衝撃応力の高いカード１の製造が可能となる。
【００４８】
図７に本発明の実施例３を示す。この実施例では補強板として、１５０μｍ厚のステン
レス板（ＳＵＳ３０１）を、絞り加工によりＲ３００ｍｍに加工した後に、５ｍｍ角に切
断し、製造された湾曲補強板６６を９００℃〜１３００℃の高温下での大気酸化法により
補強板の周囲を電気絶縁化処理したものを用いた。なお、ステンレスの酸化による表裏及
び周囲の絶縁化処理方法としては大気酸化法以外にも硫化酸化法、酸性酸化法、アルカリ
酸化法等の湿式酸化法、さらに酸素プラズマによる処理も用いることが可能である。表裏
及び周囲を絶縁化処理した補強板７６ａはカード製造時に湾曲補強板６６とアンテナ基材
２が接触した場合の通電を防止する効果がある。
【００４９】
図８に本発明の実施例４を示す。この実施例では補強板として５０μｍ厚のアルミニウ
ム板と厚さ１００μｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１）を予め高温硬化型接着剤で接着し
、１００℃〜２００℃の温度で１０分間〜２時間硬化させた後常温に冷却する。冷却後は
アルミニウム板とステンレス板はアルミニウム側が凹形状になるように球面状に湾曲状態
となる。この湾曲した状態の板を湾曲補強板８６として使用する。湾曲補強板８６をＩＣ
チップが全て覆われる位置に接着材を用いて固定している。この実施例では湾曲補強板８
６を使用することにより、５０μｍ厚のアルミニウム板と厚さ１００μｍのステンレス板
（ＳＵＳ３０１）を常温で接着させた平面板を用いた場合より高い剛性が得られる。結果
として耐衝撃応力の高いカード１の製造が可能となる。
【００５０】
図９に本発明の実施例５を示す。この実施例では５０μｍ厚のアルミニウムを陽極酸化
により表裏及び周囲を酸化処理した板（以降、酸化したアルミニウム板）９６ｃと厚さ１
００μｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１）を予め高温硬化型接着剤９６ｂで接着し１００
℃〜２００℃の温度で１０分間〜２時間硬化させた後常温に冷却する。冷却後はアルミニ
ウム板とステンレス板はアルミニウム側が凹形状になるように球面状に湾曲状態となる。
この湾曲した状態の湾曲補強板９６を使用する。アルミニウムはステンレスより、表裏及
び周囲を酸化することが容易であるという特徴を持つ。酸化したアルミニウムは非通電性
である為、湾曲補強板の下側に貼り付けられている事によって、ステンレス板９６ａとア
ンテナ基材２との通電を防止する効果がある。
【００５１】
このように補強板を湾曲させることにより同一の厚さを持つ補強板より高い剛性を得る
ことが出来、結果として耐衝撃応力の高いカード１の製造が可能となる。
【００５２】
また、湾曲補強板の凹面に非通電処理を行う、若しくは凹面に非通電部材を用いることに
より、湾曲補強板とアンテナ基材の接触による通電を防ぐ事が出来る。
【００５３】
また全ての実施例を通して補強板の形状がカード表面に反映されにくくなる。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＩＣカード、４…ＩＣチップ、５…接着材、６…補強板、１６・５６・６６・７６・
８６・９６…湾曲補強板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と
前記基板上に設けられたＩＣチップと、
前記ＩＣチップ上に前記基板と対向して設けられた補強板と、を備え
前記補強板はＸ軸及びＸ軸に垂直なＹ軸に対して湾曲し、かつ前記補強板の湾曲形状の
凹形状側が前記ＩＣチップ側に向けられていることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記補強板の凹形状側表面は絶縁体からなることを特徴とする請求項１記載のＩＣカー
ド。
【請求項３】
前記補強板は剛性板及び絶縁体からなる板の貼り合わせによって構成され、かつ前記補
強板の湾曲形状の凹形状面側が絶縁体からなる板であることを特徴とする請求項１記載の
ＩＣカード。
【請求項４】
前記補強板に前記ＩＣチップを押し付け接着させることにより前記ＩＣチップを前記補
強板の湾曲形状と略同一形状に湾曲させたことを特徴とする請求項１記載のＩＣカード。

【図１】