ＩＣカード
【課題】本発明では、外部接触端子を有するＩＣカードにおいて、外観を損ねることなく、実装時に用いる接着剤のはみ出しを低減することを課題とする。
【解決手段】カード基材と、カード基材に形成された、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、第一の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールを備えたＩＣカードにおいて、該ＩＣモジュールが、外部端子を有するモジュール基板と、モジュール基板上に実装され外部端子と電気的に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップを封止する樹脂封止部を有し、第１の凹部の底部と側壁のなす角度が９０°より大きく、底部が側壁側から中心に向かって深くなる傾斜形状であることを特徴とする。
【解決手段】カード基材と、カード基材に形成された、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、第一の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールを備えたＩＣカードにおいて、該ＩＣモジュールが、外部端子を有するモジュール基板と、モジュール基板上に実装され外部端子と電気的に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップを封止する樹脂封止部を有し、第１の凹部の底部と側壁のなす角度が９０°より大きく、底部が側壁側から中心に向かって深くなる傾斜形状であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部接触端子を有するＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部接触端子を有する接触式のＩＣカードや接触式と非接触式の通信が可能ないわゆるデュアルＩＣカードでは、外部端子として機能する導電部材を有する基板にＩＣチップを実装し、ＩＣチップと導電部材をワイヤーボンディング等により接続し、ＩＣチップ及びワイヤーボンディングを樹脂等により封止した構造の外部接触端子付きＩＣモジュールが用いられる。
このようなＩＣモジュールをカードに実装する場合、カード基材にＩＣモジュールを埋設するための凹部を形成し、この凹部に外部接触端子付きＩＣモジュールを埋設配置する。
このＩＣモジュールは基板の幅と樹脂封止部の幅が異なるため、通常凸型形状からなるため、カード基材へ形成する凹部も、ＩＣモジュールの幅と樹脂封止部の幅に合わせた２段形状のものを用いる。カード基材に形成する凹部はミリング加工等により行われる。
【０００３】
そしてカード基材に形成した凹部の１段目の底部に接着剤または接着シートを設け、ＩＣモジュールをピックアップ装置等を用いて、凹部に配置し熱圧プレスにより基材とＩＣモジュールを接着固定する。
通常ＩＣモジュールをカード基材の凹部に実装する実装装置には、位置精度のばらつきがある。そのため、凹部はＩＣモジュールのサイズと同じではなく少し隙間ができるように形成されている。
１段目の凹部はＩＣモジュールを実装した時に外観を損ねない程度の隙間ができるように形成する。この隙間は通常０．０５〜０．１ｍｍの大きさになるように形成されているが、隙間が小さいため、ＩＣモジュールを実装する時に用いる接着剤が表面にはみ出す不良が発生することがある。
【０００４】
また、ＩＣモジュールのモジュール基板は外側に沿っている場合がありこのようなＩＣモジュールを用いてＩＣカードを作成すると、ＩＣモジュール実装時の熱圧では矯正することができず、図８に示すように外部接触端子がカード表面から盛り上がり平滑性に欠けることがある。平滑性に欠ける場合、表面印刷・印字の際に印刷・印字不良を起こしたり、また平積みにより保管する場合、カード同士が接することによる傷の原因となりまた、多数枚平積みできないという問題もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０１１１２７
【特許文献２】特開２００９−０８６９１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、外部接触端子を有するＩＣカードにおいて、外観を損ねることなく、実装時に用いる接着剤のはみ出しを低減することを課題とする。
さらに、モジュール基板の反りがあるＩＣモジュールを用いても表面平滑性に優れたＩＣカードとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、カード基材と、カード基材に形成された、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、第一の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールを備えたＩＣカードにおいて、該ＩＣモジュールが、外部端子を有するモジュール基板と、モジュール基板上に実装され外部端子と電気的に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップを封止する樹脂封止部を有し、第１の凹部の底部と側壁のなす角度が９０°より大きく、底部が側壁側から中心に向かって深くなる傾斜形状であることを特徴とするＩＣカードとする。
また、前記第一の凹部の底部が階段状の傾斜を有することを特徴とするとする。
また、前記カード基材と第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールの第１の凹部の開口部における隙間が０．１ｍｍ以下以下であることを特徴とする。
また、前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が９０°より大きいことを特徴とする。
また、前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が１００〜１２０°の範囲内であることを特徴とする。
また、前記ＩＣモジュールの樹脂封止部がモジュール基板面と表面と側壁を有し、前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が、該樹脂封止部の表面と側壁のなす角度より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、外部接触端子を有するＩＣカードにおいて、外観を損ねることなく、実装時に用いる接着剤のはみ出しを低減することができる。
また、不良の発生をすることなく、従来よりカード基材に設けた凹部とＩＣモジュールの隙間を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のカードの一例を示す断面図である。
【図２】本発明のカードの一例を示す断面図である。
【図３】本発明のＩＣモジュールの一例を示す断面説明図である。
【図４】本発明のＩＣモジュールの実装の一例を示す断面説明図である。
【図５】本発明のＩＣモジュールの実装の一例を示す概略説明図である。
【図６】本発明のＩＣモジュールの実装の一例を示す概略説明図である。
【図７】本発明の凹部の切削加工（ミリング加工）の方法の一例を示す説明図である。
【図８】従来のＩＣモジュールの実装の一例を示す断面説明図である。
【図９】従来のＩＣモジュールの実装の一例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
図１、図３は本発明のＩＣカードの断面の一例を示す断面図である。
本発明で用いるカード基材１としてはカードの基材として機能するものであれば特に限定するものではない。カード基材は単層の基材を用いてもよいし、複数の基材を積層したものを用いてもよい。複数の基材を積層する場合、例えば図２に示すように１層または２層程度のコア基材１ａの両面に外装基材１ｂを積層したものを用いることができる。
【００１１】
カード基材としては、塩化ビニルや塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、テレフタル酸と、シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、またはその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂、紙、含浸紙等が挙げられる。
中でも、コア基材及び外装基材として、塩素を含まない非結晶性ポリエステル系樹脂を用いる構成が、環境配慮の点から好ましい。
【００１２】
これらのカード基材は白色または透明なものを用いることができる。
カード基材の厚みは特に限定するものではないが、総厚で０．７６±０．０８ｍｍ以下であればＪＩＳＸ６３０１を満たし、クレジットカード、キャッシュカード、ＩＤカードなどに適用できるため好ましい。
【００１３】
本発明では、カード基材の表面に外部接触端子を有する接触式のＩＣモジュール２を埋設する。
外部接触端子を有する接触式のＩＣモジュールとしては、図３に示すように外部の読取装置と接触通信するための導電部材からなる外部端子６を有するモジュール基板５にＩＣチップ７を実装し、ＩＣチップ７と外部端子６をワイヤーボンディング等の接続部材８により接続し、ＩＣチップ７及びワイヤーボンディングを樹脂等により封止した樹脂封止部９を有する構造の外部接触端子付きＩＣモジュールを用いる。
【００１４】
ＩＣモジュールとしては、例えば、以下の工程で製造されるものを用いることができる。
モジュール基板５は、ガラス−エポキシやポリイミドなどを用いることができる。
モジュール基板の厚みは１００〜１７０μｍ程度で、縦横の大きさは１１．８×１３ｍｍ程度である。
モジュール基板５はパンチング等により外部端子６へ導通するための穴が形成されている。外部端子６は、銅ラミネーション、エッチングを経てパターンが形成され、ニッケル、金、銀によってメッキされる。メッキ材料は特に限定するものではなく、パラジウム等の蒸着をされていてもよい。
またＩＣモジュールの形態によって、接触用とする場合（接触用ＩＣモジュールとする場合）は、片面に外部端子６として導電部材を有するモジュール基板としてもよいし、接触と非接触の兼用とする場合（デュアルＩＣモジュールとする場合）は、片面に外部端子６となる導電部材を設け、反対の面にアンテナコイルと接続をするための導電部材を形成することができる。
【００１５】
ＩＣチップ７は、Ｓｉウェハーに回路を形成し、このＳｉウェハーを研磨することによりウェハーの厚みを規定の厚みとし、ダイシング装置により１つのＩＣチップとして切り離され製造されるたものを用いることができる。
ＩＣチップ７の実装は、前述のモジュール基板５にＩＣチップ７を実装するための接着剤を用いて実装される。そしてＩＣチップ７を実装後、外部端子６と電気的に接続する。具体的にはＩＣチップの各端子を外部端子６へ導通させるためにワイヤーボンディングを行う。このワイヤーは通常金ワイヤーを用いられているが、銅、アルミニウムなど他のワイヤー材料であっても構わない。
【００１６】
ワイヤーボンディング工程後、ＩＣチップ保護のための樹脂による封止を行う。封止方法としてはトランスファーモールド方法、ポッティング方法、印刷方法等あるが方法は問わない。また封止材料は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等である。封止樹脂をそれぞれの方法において硬化させることによりＩＣモジュールが製造される。この時、モールド樹脂にテーパー角が付くような形状とすることが望ましい。
【００１７】
また、ＩＣモジュール２の形状は、断面においてモジュール基板５の面積よりＩＣチップを保護する樹脂封止部９の面積が小さいため、外形は凸型形状となる。
樹脂封止部９は、通常は、断面において、モジュール基板側面９ａの縦横の大きさに対し樹脂封止部表面９ｂの縦横の大きさが小さくなるように形成され、すなわち、モジュール基板側から樹脂封止部表面側に向かって窄まるように傾斜がついた形状となっている。このＩＣモジュールの樹脂封止部表面９ｂと側壁９ｃのなす角度１１は１００〜１１０°程度である。なお、樹脂封止部９は傾斜のついていない形状のものを用いてもかまわない。
【００１８】
また、モジュール基板５は、製品によっては外側に反っているものがある。この反りは概ね０．０５〜０．１程度である。
【００１９】
図４に示すように、ＩＣモジュール２の埋設には、まずカード基材にミリング加工、切削加工などによりＩＣモジュールを収用するための凹部を形成する。
前述のようにＩＣモジュール２は、凸型形状であるため、モジュール基板５の大きさに対応した第１の凹部３と、第１の凹部３の底部３ｂに樹脂封止部９の大きさに対応した第２の凹部４を形成し、２段の凹部を形成する。
【００２０】
本発明では、図４、図６、図７等に示すように、第１の凹部３の底部３ｂが内側に向かって深くなるように傾斜若しくは段差がついていることを特徴としている。即ち第１の凹部３の底部３ｂ（段差をつける場合は近似直線、図７の点線部分参照）と側壁３ｃのなす角度が９０°より大きいことを特徴とする。このようにすることで、カード基材とＩＣモジュールの隙間は小さくできるため外観上好ましく、またモジュール基板と底部の間に一定の隙間ができるため、ＩＣモジュール実装時に広がる接着剤を収容することで表面にはみ出ることを防ぐことができる。さらにモジュール基板に反りがある場合でもモジュール実装時に矯正することができ、表面を平滑にすることができる。
第１の凹部３は、開口部３ａにおいてＩＣモジュール２を実装したときにモジュール基板５との隙間１４が０．１ｍｍ以下になる大きさで形成する。この範囲であれば外観上好ましいものとなる。
第１の凹部３の深さは外部端子６とモジュール基板５の厚み等を考慮して設定する。なお、モジュールを実装する時に用いる接着剤１０については、モジュール実装時に上部からの熱や圧力により圧縮されて広がるため、その時の厚みを考慮するか、もしくは厚みは考慮しなくてよい。
【００２１】
第２の凹部４は、傾斜のついた形状であってもよいし、傾斜のない従来と同様の形状でもよい。
好ましくは第２の凹部４にも傾斜がついた形状、すなわち第２の凹部４の底面と側壁４ｃのなす角度が９０°より大きいことが好ましい。第２の凹部４に傾斜がついていると、ＩＣモジュールを実装する際、ＩＣモジュールの樹脂封止部表面９ａより第２の凹部の開口部４ａが大きいため、多少位置がずれてもＩＣモジュールの一部が凹部内に入り、その後傾斜がガイドとなり、ＩＣモジュールの樹脂封止部表面が第２の凹部の底部４ｂに到達した時に、ＩＣモジュールの樹脂封止部表面９ａの大きさと第２の凹部の底部の大きさが略同等であるため、ＩＣモジュールを自動的に固定配置することができる。特にＩＣモジュールの樹脂封止部自体に傾斜が設けられている場合、第２の凹部には、樹脂封止部の傾斜と同等の傾斜、または少し大きい傾斜を設けておくことでスムーズにＩＣモジュールを固定できる。
【００２２】
具体的には、断面において、第２の凹部４の開口部４ａの縦横の大きさは、樹脂封止部９のモジュール基板５側の縦横の大きさと同等若しくは少し大きくなる形状とする。具体的には第２の凹部４と樹脂封止部９の隙間１５が０．３ｍｍ以下になるように形成する。
第２の凹部４の底部４ｂの縦横の大きさは、樹脂封止部９表面の縦横の大きさと同等又は多少の隙間できる程度とする。なお底部においては隙間がより小さい方がＩＣモジュールを固定できるのでより好ましい。具体的には底部における第２の凹部４と樹脂封止部９の隙間１６が０．２ｍｍ以下になるように形成する。
また、第２の凹部４の底面と側壁４ｃのなす角度１３は１００〜１２０°程度である。
また、第２の凹部４の底面と側壁４ｃのなす角度１３は、樹脂封止部表面９ｂと側壁９ｃのなす角度１１以上であることが好ましく、特に、角度１１より大きいことが好ましい。このようにすることでモジュールの実装固定が容易にできる。
【００２３】
第１の凹部は、底部が内側に向かって深くなるように傾斜または段差を有する形状とすることを特徴とする。このような形状の切削加工（ミリング加工）は、例えば、図７に示すような切削工具を用い加工することができる。また、最初に水平な底部を有する凹部を形成し、径の小さいエンドミルを用いて段階的に内側に向かって深くなるような切削加工を施すことで加工することができる。
第２の凹部は、適宜エンドミルを選択して図７に示す加工装置等を用いて、側壁を垂直又は傾斜のついたテーパー形状に加工形成できる。
【００２４】
カード基材に設けた凹部へのＩＣモジュールの実装は、第１の凹部３の底部に接着シートを配置又は接着剤を塗布し、ピックアップ装置などによりＩＣモジュールを凹部内配置し、上部から熱圧プレスすることにより固定配置することができる。また、予めＩＣモジュールに接着シートを仮張りしておき、ピックアップ装置などによりＩＣモジュールを凹部内に配置し、上部から熱圧プレスすることにより固定配置することもできる。
【００２５】
また、ＩＣモジュールとして、接触と非接触の兼用のいわゆるデュアルＩＣモジュールを用いる場合、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基材シートにアンテナコイルを形成したアンテナシートの両面をそれぞれ単層または複層の基材を積層したものをカード基材を用い、カード基材に凹部を形成して、前述と同様にＩＣモジュールを設けることができる。なお、カード基材に凹部を形成するとき、アンテナコイルの接続部又はアンテナコイルとＩＣモジュールを接続する接続部材の接続部が露出するようにし、ＩＣモジュールを実装する時にアンテナコイルの接続部または接続部材の接続部と接続させることができる。また、ＩＣモジュールに結合用コイルを設けておき、アンテナコイルにも電気的につながっている結合コイルを設けておき、結合コイル同士を介して電磁結合により接続することもできる。
【００２６】
また、カード基材には保護層や絵柄層、磁気記録層を形成してもよい。保護層や絵柄層、磁気記録層は公知の方法で設けることができる。
【００２７】
本発明のカードでは、後加工として文字・数字・図形などのエンボス加工や、ホログラム箔等箔押し加工などの成形加工を施す。これらの加工は、公知の手法で形成することができる。なお、エンボスの領域・形状は、ＪＩＳ Ｘ ６３０２−１で定められたものとする。箔押し条件は、温度が１２０〜１８０℃、圧力が１．０〜１０ＭＰａ、時間が０．５〜３．０ｓｅｃが適している。
【００２８】
また、本発明では、多面付けのシート状のカード基材を用い、ＩＣモジュールを実装した後カード小片に打ち抜くことによりカード化してもよい。
カード小片への切り出しは、一般的にプレス機に取り付けた雄雌金型や中空の刃物による打ち抜きが用いられる。
【実施例】
【００２９】
＜実施例１＞
厚み０．６ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる２層のコア基材と、コア基材の両面にそれぞれ厚み０．１ｍｍの非晶質ポリエステルからなる外装基材を熱ラミネートにより貼り合わせカード基材を作成した。
【００３０】
次に、カード基材に、ミリング加工により、開口部が縦１２ｍｍ×横１３．２ｍｍの角部を丸めた四角形状で、深さが０．２３ｍｍで、側壁と底部のなす角度を９１．３°とし中央に向かって傾斜する形状で、かつ、開口部の形状が角部を丸めた四角形状である第１の凹部を形成した。次にミリング加工により開口部が縦８．５ｍｍ×横８．２ｍｍ、底部が縦８．０４ｍｍ×横７．７４ｍｍ、深さが０．６３ｍｍで、角度が１１０°からなる第２の凹部を形成した。
【００３１】
この凹部にピックアップ装置を用いてＩＣモジュールを配置し、熱圧プレスにより実装し接触式ＩＣカードを得た。なおＩＣモジュールには予め接着剤としてホットメルトシートを仮貼りしたものを用い、熱圧プレスの条件は２５０℃、５０Ｎ、２．５秒で行った。
なお、用いたＩＣモジュールは、外部端子のサイズが縦１１．８ｍｍ×横１３ｍｍの角部を丸めた四角形状で外部端子付きモジュール基板の厚みが０．１６ｍｍ、樹脂封止部の基板側の断面形状が縦８ｍｍ×横７．７ｍｍ、表面側形状が縦７．６８ｍｍ×横７．３８ｍｍ、深さが０．４４ｍｍで、角度が１１０°からなるものを用いた。
この接触式ＩＣカードを５個作成し、実施例１のサンプルとした。
【００３２】
＜実施例２＞
実施例１の第１の凹部を以下の形状に変更した以外は実施例１と同様に行い接触式のカードを得た。
（第１の凹部）
開口部が縦１２ｍｍ×横１３．２ｍｍの角部を丸めた四角形状で、深さが０．２３ｍｍで、底部は中央に向かって段差を有する形状とした。
なお、底部の段差は、カード長辺方向及び短辺方向と平行方向において、端部から中心部に向かい、端部から等間隔に３段階で０．０１ｍｍずつ深くなるように段差を設け、段差の高低差の合計は０．０３ｍｍとした。
【００３３】
＜比較例１＞
実施例１の第２の凹部を以下の形状に変更した以外は実施例１と同様に行い接触式のカードを得た。この接触式ＩＣカードを１０個作成し、比較例１のサンプルとした。
（第１の凹部）
開口部、底部が縦１２ｍｍ×横１３．２ｍｍで、深さが０．２３ｍｍである、傾斜がないを形成した。
（第２の凹部）
開口部、底部が縦９．０ｍｍ×横８．７ｍｍで、深さが０．６３ｍｍである、傾斜がないを形成した。
【００３４】
＜評価＞
実施例、比較例のサンプルのカード基材とＩＣモジュールの間の隙間を各辺について測り、接着剤のはみ出しの有無を確認した。また、それぞれ用いたＩＣモジュールの反り幅（モジュール基板の外部接続端子面の水平面からの最大盛上がり量）と実装後のカード表面からのＩＣモジュールの外部接続端子の最大高さを測定した。
結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
実施例１、２のサンプルは各辺のいずれにもいても隙間が同じでＩＣモジュールが中央に配置されており、また接着剤のはみ出しもなかった。
それに対し比較例は５個中５個のサンプルで接着剤のはみ出しが生じた。
さらに実施例１のＩＣカードはモジュールの平均高さが−０．００７であり、実施例２のＩＣカードは平均高さが−０．００９ｍｍであったのに対し、比較例１のＩＣカードは平均高さが０．０３５ｍｍとなり、少しカード表面からＩＣモジュールが飛び出した形状となった。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・・カード基材
２・・・・ＩＣモジュール
３・・・・第１の凹部
３ａ・・・第１の凹部の開口部
３ｂ・・・第１の凹部の底部
４・・・・第２の凹部
４ａ・・・第２の凹部の開口部
４ｂ・・・第２の凹部の底部
４ｃ・・・第２の凹部の側壁部
１０・・・接着剤または接着シート
１１・・・ＩＣモジュールの樹脂封止部表面と樹脂封止部側面のなす角度
１２・・・第１の凹部３の底面と側面のなす角度
１３・・・第２の凹部４の底面と側面のなす角度
１４・・・第１の凹部とモジュール基板の間の隙間
１５・・・第２の凹部の開口部とモジュール側樹脂封止部の間の隙間
１６・・・第２の凹部の底部と表面側樹脂封止部の間の隙間
１７・・・はみ出した接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部接触端子を有するＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部接触端子を有する接触式のＩＣカードや接触式と非接触式の通信が可能ないわゆるデュアルＩＣカードでは、外部端子として機能する導電部材を有する基板にＩＣチップを実装し、ＩＣチップと導電部材をワイヤーボンディング等により接続し、ＩＣチップ及びワイヤーボンディングを樹脂等により封止した構造の外部接触端子付きＩＣモジュールが用いられる。
このようなＩＣモジュールをカードに実装する場合、カード基材にＩＣモジュールを埋設するための凹部を形成し、この凹部に外部接触端子付きＩＣモジュールを埋設配置する。
このＩＣモジュールは基板の幅と樹脂封止部の幅が異なるため、通常凸型形状からなるため、カード基材へ形成する凹部も、ＩＣモジュールの幅と樹脂封止部の幅に合わせた２段形状のものを用いる。カード基材に形成する凹部はミリング加工等により行われる。
【０００３】
そしてカード基材に形成した凹部の１段目の底部に接着剤または接着シートを設け、ＩＣモジュールをピックアップ装置等を用いて、凹部に配置し熱圧プレスにより基材とＩＣモジュールを接着固定する。
通常ＩＣモジュールをカード基材の凹部に実装する実装装置には、位置精度のばらつきがある。そのため、凹部はＩＣモジュールのサイズと同じではなく少し隙間ができるように形成されている。
１段目の凹部はＩＣモジュールを実装した時に外観を損ねない程度の隙間ができるように形成する。この隙間は通常０．０５〜０．１ｍｍの大きさになるように形成されているが、隙間が小さいため、ＩＣモジュールを実装する時に用いる接着剤が表面にはみ出す不良が発生することがある。
【０００４】
また、ＩＣモジュールのモジュール基板は外側に沿っている場合がありこのようなＩＣモジュールを用いてＩＣカードを作成すると、ＩＣモジュール実装時の熱圧では矯正することができず、図８に示すように外部接触端子がカード表面から盛り上がり平滑性に欠けることがある。平滑性に欠ける場合、表面印刷・印字の際に印刷・印字不良を起こしたり、また平積みにより保管する場合、カード同士が接することによる傷の原因となりまた、多数枚平積みできないという問題もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０１１１２７
【特許文献２】特開２００９−０８６９１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、外部接触端子を有するＩＣカードにおいて、外観を損ねることなく、実装時に用いる接着剤のはみ出しを低減することを課題とする。
さらに、モジュール基板の反りがあるＩＣモジュールを用いても表面平滑性に優れたＩＣカードとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、カード基材と、カード基材に形成された、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、第一の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールを備えたＩＣカードにおいて、該ＩＣモジュールが、外部端子を有するモジュール基板と、モジュール基板上に実装され外部端子と電気的に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップを封止する樹脂封止部を有し、第１の凹部の底部と側壁のなす角度が９０°より大きく、底部が側壁側から中心に向かって深くなる傾斜形状であることを特徴とするＩＣカードとする。
また、前記第一の凹部の底部が階段状の傾斜を有することを特徴とするとする。
また、前記カード基材と第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールの第１の凹部の開口部における隙間が０．１ｍｍ以下以下であることを特徴とする。
また、前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が９０°より大きいことを特徴とする。
また、前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が１００〜１２０°の範囲内であることを特徴とする。
また、前記ＩＣモジュールの樹脂封止部がモジュール基板面と表面と側壁を有し、前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が、該樹脂封止部の表面と側壁のなす角度より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、外部接触端子を有するＩＣカードにおいて、外観を損ねることなく、実装時に用いる接着剤のはみ出しを低減することができる。
また、不良の発生をすることなく、従来よりカード基材に設けた凹部とＩＣモジュールの隙間を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のカードの一例を示す断面図である。
【図２】本発明のカードの一例を示す断面図である。
【図３】本発明のＩＣモジュールの一例を示す断面説明図である。
【図４】本発明のＩＣモジュールの実装の一例を示す断面説明図である。
【図５】本発明のＩＣモジュールの実装の一例を示す概略説明図である。
【図６】本発明のＩＣモジュールの実装の一例を示す概略説明図である。
【図７】本発明の凹部の切削加工（ミリング加工）の方法の一例を示す説明図である。
【図８】従来のＩＣモジュールの実装の一例を示す断面説明図である。
【図９】従来のＩＣモジュールの実装の一例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
図１、図３は本発明のＩＣカードの断面の一例を示す断面図である。
本発明で用いるカード基材１としてはカードの基材として機能するものであれば特に限定するものではない。カード基材は単層の基材を用いてもよいし、複数の基材を積層したものを用いてもよい。複数の基材を積層する場合、例えば図２に示すように１層または２層程度のコア基材１ａの両面に外装基材１ｂを積層したものを用いることができる。
【００１１】
カード基材としては、塩化ビニルや塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、テレフタル酸と、シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、またはその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂、紙、含浸紙等が挙げられる。
中でも、コア基材及び外装基材として、塩素を含まない非結晶性ポリエステル系樹脂を用いる構成が、環境配慮の点から好ましい。
【００１２】
これらのカード基材は白色または透明なものを用いることができる。
カード基材の厚みは特に限定するものではないが、総厚で０．７６±０．０８ｍｍ以下であればＪＩＳＸ６３０１を満たし、クレジットカード、キャッシュカード、ＩＤカードなどに適用できるため好ましい。
【００１３】
本発明では、カード基材の表面に外部接触端子を有する接触式のＩＣモジュール２を埋設する。
外部接触端子を有する接触式のＩＣモジュールとしては、図３に示すように外部の読取装置と接触通信するための導電部材からなる外部端子６を有するモジュール基板５にＩＣチップ７を実装し、ＩＣチップ７と外部端子６をワイヤーボンディング等の接続部材８により接続し、ＩＣチップ７及びワイヤーボンディングを樹脂等により封止した樹脂封止部９を有する構造の外部接触端子付きＩＣモジュールを用いる。
【００１４】
ＩＣモジュールとしては、例えば、以下の工程で製造されるものを用いることができる。
モジュール基板５は、ガラス−エポキシやポリイミドなどを用いることができる。
モジュール基板の厚みは１００〜１７０μｍ程度で、縦横の大きさは１１．８×１３ｍｍ程度である。
モジュール基板５はパンチング等により外部端子６へ導通するための穴が形成されている。外部端子６は、銅ラミネーション、エッチングを経てパターンが形成され、ニッケル、金、銀によってメッキされる。メッキ材料は特に限定するものではなく、パラジウム等の蒸着をされていてもよい。
またＩＣモジュールの形態によって、接触用とする場合（接触用ＩＣモジュールとする場合）は、片面に外部端子６として導電部材を有するモジュール基板としてもよいし、接触と非接触の兼用とする場合（デュアルＩＣモジュールとする場合）は、片面に外部端子６となる導電部材を設け、反対の面にアンテナコイルと接続をするための導電部材を形成することができる。
【００１５】
ＩＣチップ７は、Ｓｉウェハーに回路を形成し、このＳｉウェハーを研磨することによりウェハーの厚みを規定の厚みとし、ダイシング装置により１つのＩＣチップとして切り離され製造されるたものを用いることができる。
ＩＣチップ７の実装は、前述のモジュール基板５にＩＣチップ７を実装するための接着剤を用いて実装される。そしてＩＣチップ７を実装後、外部端子６と電気的に接続する。具体的にはＩＣチップの各端子を外部端子６へ導通させるためにワイヤーボンディングを行う。このワイヤーは通常金ワイヤーを用いられているが、銅、アルミニウムなど他のワイヤー材料であっても構わない。
【００１６】
ワイヤーボンディング工程後、ＩＣチップ保護のための樹脂による封止を行う。封止方法としてはトランスファーモールド方法、ポッティング方法、印刷方法等あるが方法は問わない。また封止材料は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等である。封止樹脂をそれぞれの方法において硬化させることによりＩＣモジュールが製造される。この時、モールド樹脂にテーパー角が付くような形状とすることが望ましい。
【００１７】
また、ＩＣモジュール２の形状は、断面においてモジュール基板５の面積よりＩＣチップを保護する樹脂封止部９の面積が小さいため、外形は凸型形状となる。
樹脂封止部９は、通常は、断面において、モジュール基板側面９ａの縦横の大きさに対し樹脂封止部表面９ｂの縦横の大きさが小さくなるように形成され、すなわち、モジュール基板側から樹脂封止部表面側に向かって窄まるように傾斜がついた形状となっている。このＩＣモジュールの樹脂封止部表面９ｂと側壁９ｃのなす角度１１は１００〜１１０°程度である。なお、樹脂封止部９は傾斜のついていない形状のものを用いてもかまわない。
【００１８】
また、モジュール基板５は、製品によっては外側に反っているものがある。この反りは概ね０．０５〜０．１程度である。
【００１９】
図４に示すように、ＩＣモジュール２の埋設には、まずカード基材にミリング加工、切削加工などによりＩＣモジュールを収用するための凹部を形成する。
前述のようにＩＣモジュール２は、凸型形状であるため、モジュール基板５の大きさに対応した第１の凹部３と、第１の凹部３の底部３ｂに樹脂封止部９の大きさに対応した第２の凹部４を形成し、２段の凹部を形成する。
【００２０】
本発明では、図４、図６、図７等に示すように、第１の凹部３の底部３ｂが内側に向かって深くなるように傾斜若しくは段差がついていることを特徴としている。即ち第１の凹部３の底部３ｂ（段差をつける場合は近似直線、図７の点線部分参照）と側壁３ｃのなす角度が９０°より大きいことを特徴とする。このようにすることで、カード基材とＩＣモジュールの隙間は小さくできるため外観上好ましく、またモジュール基板と底部の間に一定の隙間ができるため、ＩＣモジュール実装時に広がる接着剤を収容することで表面にはみ出ることを防ぐことができる。さらにモジュール基板に反りがある場合でもモジュール実装時に矯正することができ、表面を平滑にすることができる。
第１の凹部３は、開口部３ａにおいてＩＣモジュール２を実装したときにモジュール基板５との隙間１４が０．１ｍｍ以下になる大きさで形成する。この範囲であれば外観上好ましいものとなる。
第１の凹部３の深さは外部端子６とモジュール基板５の厚み等を考慮して設定する。なお、モジュールを実装する時に用いる接着剤１０については、モジュール実装時に上部からの熱や圧力により圧縮されて広がるため、その時の厚みを考慮するか、もしくは厚みは考慮しなくてよい。
【００２１】
第２の凹部４は、傾斜のついた形状であってもよいし、傾斜のない従来と同様の形状でもよい。
好ましくは第２の凹部４にも傾斜がついた形状、すなわち第２の凹部４の底面と側壁４ｃのなす角度が９０°より大きいことが好ましい。第２の凹部４に傾斜がついていると、ＩＣモジュールを実装する際、ＩＣモジュールの樹脂封止部表面９ａより第２の凹部の開口部４ａが大きいため、多少位置がずれてもＩＣモジュールの一部が凹部内に入り、その後傾斜がガイドとなり、ＩＣモジュールの樹脂封止部表面が第２の凹部の底部４ｂに到達した時に、ＩＣモジュールの樹脂封止部表面９ａの大きさと第２の凹部の底部の大きさが略同等であるため、ＩＣモジュールを自動的に固定配置することができる。特にＩＣモジュールの樹脂封止部自体に傾斜が設けられている場合、第２の凹部には、樹脂封止部の傾斜と同等の傾斜、または少し大きい傾斜を設けておくことでスムーズにＩＣモジュールを固定できる。
【００２２】
具体的には、断面において、第２の凹部４の開口部４ａの縦横の大きさは、樹脂封止部９のモジュール基板５側の縦横の大きさと同等若しくは少し大きくなる形状とする。具体的には第２の凹部４と樹脂封止部９の隙間１５が０．３ｍｍ以下になるように形成する。
第２の凹部４の底部４ｂの縦横の大きさは、樹脂封止部９表面の縦横の大きさと同等又は多少の隙間できる程度とする。なお底部においては隙間がより小さい方がＩＣモジュールを固定できるのでより好ましい。具体的には底部における第２の凹部４と樹脂封止部９の隙間１６が０．２ｍｍ以下になるように形成する。
また、第２の凹部４の底面と側壁４ｃのなす角度１３は１００〜１２０°程度である。
また、第２の凹部４の底面と側壁４ｃのなす角度１３は、樹脂封止部表面９ｂと側壁９ｃのなす角度１１以上であることが好ましく、特に、角度１１より大きいことが好ましい。このようにすることでモジュールの実装固定が容易にできる。
【００２３】
第１の凹部は、底部が内側に向かって深くなるように傾斜または段差を有する形状とすることを特徴とする。このような形状の切削加工（ミリング加工）は、例えば、図７に示すような切削工具を用い加工することができる。また、最初に水平な底部を有する凹部を形成し、径の小さいエンドミルを用いて段階的に内側に向かって深くなるような切削加工を施すことで加工することができる。
第２の凹部は、適宜エンドミルを選択して図７に示す加工装置等を用いて、側壁を垂直又は傾斜のついたテーパー形状に加工形成できる。
【００２４】
カード基材に設けた凹部へのＩＣモジュールの実装は、第１の凹部３の底部に接着シートを配置又は接着剤を塗布し、ピックアップ装置などによりＩＣモジュールを凹部内配置し、上部から熱圧プレスすることにより固定配置することができる。また、予めＩＣモジュールに接着シートを仮張りしておき、ピックアップ装置などによりＩＣモジュールを凹部内に配置し、上部から熱圧プレスすることにより固定配置することもできる。
【００２５】
また、ＩＣモジュールとして、接触と非接触の兼用のいわゆるデュアルＩＣモジュールを用いる場合、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基材シートにアンテナコイルを形成したアンテナシートの両面をそれぞれ単層または複層の基材を積層したものをカード基材を用い、カード基材に凹部を形成して、前述と同様にＩＣモジュールを設けることができる。なお、カード基材に凹部を形成するとき、アンテナコイルの接続部又はアンテナコイルとＩＣモジュールを接続する接続部材の接続部が露出するようにし、ＩＣモジュールを実装する時にアンテナコイルの接続部または接続部材の接続部と接続させることができる。また、ＩＣモジュールに結合用コイルを設けておき、アンテナコイルにも電気的につながっている結合コイルを設けておき、結合コイル同士を介して電磁結合により接続することもできる。
【００２６】
また、カード基材には保護層や絵柄層、磁気記録層を形成してもよい。保護層や絵柄層、磁気記録層は公知の方法で設けることができる。
【００２７】
本発明のカードでは、後加工として文字・数字・図形などのエンボス加工や、ホログラム箔等箔押し加工などの成形加工を施す。これらの加工は、公知の手法で形成することができる。なお、エンボスの領域・形状は、ＪＩＳ Ｘ ６３０２−１で定められたものとする。箔押し条件は、温度が１２０〜１８０℃、圧力が１．０〜１０ＭＰａ、時間が０．５〜３．０ｓｅｃが適している。
【００２８】
また、本発明では、多面付けのシート状のカード基材を用い、ＩＣモジュールを実装した後カード小片に打ち抜くことによりカード化してもよい。
カード小片への切り出しは、一般的にプレス機に取り付けた雄雌金型や中空の刃物による打ち抜きが用いられる。
【実施例】
【００２９】
＜実施例１＞
厚み０．６ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる２層のコア基材と、コア基材の両面にそれぞれ厚み０．１ｍｍの非晶質ポリエステルからなる外装基材を熱ラミネートにより貼り合わせカード基材を作成した。
【００３０】
次に、カード基材に、ミリング加工により、開口部が縦１２ｍｍ×横１３．２ｍｍの角部を丸めた四角形状で、深さが０．２３ｍｍで、側壁と底部のなす角度を９１．３°とし中央に向かって傾斜する形状で、かつ、開口部の形状が角部を丸めた四角形状である第１の凹部を形成した。次にミリング加工により開口部が縦８．５ｍｍ×横８．２ｍｍ、底部が縦８．０４ｍｍ×横７．７４ｍｍ、深さが０．６３ｍｍで、角度が１１０°からなる第２の凹部を形成した。
【００３１】
この凹部にピックアップ装置を用いてＩＣモジュールを配置し、熱圧プレスにより実装し接触式ＩＣカードを得た。なおＩＣモジュールには予め接着剤としてホットメルトシートを仮貼りしたものを用い、熱圧プレスの条件は２５０℃、５０Ｎ、２．５秒で行った。
なお、用いたＩＣモジュールは、外部端子のサイズが縦１１．８ｍｍ×横１３ｍｍの角部を丸めた四角形状で外部端子付きモジュール基板の厚みが０．１６ｍｍ、樹脂封止部の基板側の断面形状が縦８ｍｍ×横７．７ｍｍ、表面側形状が縦７．６８ｍｍ×横７．３８ｍｍ、深さが０．４４ｍｍで、角度が１１０°からなるものを用いた。
この接触式ＩＣカードを５個作成し、実施例１のサンプルとした。
【００３２】
＜実施例２＞
実施例１の第１の凹部を以下の形状に変更した以外は実施例１と同様に行い接触式のカードを得た。
（第１の凹部）
開口部が縦１２ｍｍ×横１３．２ｍｍの角部を丸めた四角形状で、深さが０．２３ｍｍで、底部は中央に向かって段差を有する形状とした。
なお、底部の段差は、カード長辺方向及び短辺方向と平行方向において、端部から中心部に向かい、端部から等間隔に３段階で０．０１ｍｍずつ深くなるように段差を設け、段差の高低差の合計は０．０３ｍｍとした。
【００３３】
＜比較例１＞
実施例１の第２の凹部を以下の形状に変更した以外は実施例１と同様に行い接触式のカードを得た。この接触式ＩＣカードを１０個作成し、比較例１のサンプルとした。
（第１の凹部）
開口部、底部が縦１２ｍｍ×横１３．２ｍｍで、深さが０．２３ｍｍである、傾斜がないを形成した。
（第２の凹部）
開口部、底部が縦９．０ｍｍ×横８．７ｍｍで、深さが０．６３ｍｍである、傾斜がないを形成した。
【００３４】
＜評価＞
実施例、比較例のサンプルのカード基材とＩＣモジュールの間の隙間を各辺について測り、接着剤のはみ出しの有無を確認した。また、それぞれ用いたＩＣモジュールの反り幅（モジュール基板の外部接続端子面の水平面からの最大盛上がり量）と実装後のカード表面からのＩＣモジュールの外部接続端子の最大高さを測定した。
結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
実施例１、２のサンプルは各辺のいずれにもいても隙間が同じでＩＣモジュールが中央に配置されており、また接着剤のはみ出しもなかった。
それに対し比較例は５個中５個のサンプルで接着剤のはみ出しが生じた。
さらに実施例１のＩＣカードはモジュールの平均高さが−０．００７であり、実施例２のＩＣカードは平均高さが−０．００９ｍｍであったのに対し、比較例１のＩＣカードは平均高さが０．０３５ｍｍとなり、少しカード表面からＩＣモジュールが飛び出した形状となった。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・・カード基材
２・・・・ＩＣモジュール
３・・・・第１の凹部
３ａ・・・第１の凹部の開口部
３ｂ・・・第１の凹部の底部
４・・・・第２の凹部
４ａ・・・第２の凹部の開口部
４ｂ・・・第２の凹部の底部
４ｃ・・・第２の凹部の側壁部
１０・・・接着剤または接着シート
１１・・・ＩＣモジュールの樹脂封止部表面と樹脂封止部側面のなす角度
１２・・・第１の凹部３の底面と側面のなす角度
１３・・・第２の凹部４の底面と側面のなす角度
１４・・・第１の凹部とモジュール基板の間の隙間
１５・・・第２の凹部の開口部とモジュール側樹脂封止部の間の隙間
１６・・・第２の凹部の底部と表面側樹脂封止部の間の隙間
１７・・・はみ出した接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カード基材と、
カード基材に形成された、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、
第一の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、
第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールを備えたＩＣカードにおいて、
該ＩＣモジュールが、外部端子を有するモジュール基板と、モジュール基板上に実装され外部端子と電気的に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップを封止する樹脂封止部を有し、
第１の凹部の底部と側壁のなす角度が９０°より大きく、底部が側壁側から中心に向かって深くなる傾斜形状であることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記第一の凹部の底部が階段状の傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記カード基材と第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールの第１の凹部の開口部における隙間が０．１ｍｍ以下以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が９０°より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が１００〜１２０°の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記ＩＣモジュールの樹脂封止部がモジュール基板面と表面と側壁を有し、
前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が、該樹脂封止部の表面と側壁のなす角度より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項１】
カード基材と、
カード基材に形成された、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、
第一の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、
第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールを備えたＩＣカードにおいて、
該ＩＣモジュールが、外部端子を有するモジュール基板と、モジュール基板上に実装され外部端子と電気的に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップを封止する樹脂封止部を有し、
第１の凹部の底部と側壁のなす角度が９０°より大きく、底部が側壁側から中心に向かって深くなる傾斜形状であることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記第一の凹部の底部が階段状の傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記カード基材と第１の凹部及び第一の凹部内に固定配置された外部端子付きＩＣモジュールの第１の凹部の開口部における隙間が０．１ｍｍ以下以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が９０°より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が１００〜１２０°の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記ＩＣモジュールの樹脂封止部がモジュール基板面と表面と側壁を有し、
前記第２の凹部の底部と側壁なす角度が、該樹脂封止部の表面と側壁のなす角度より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＩＣカード。
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０９４８７（Ｐ２０１３−１０９４８７Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２８３５（Ｐ２０１１−２５２８３５）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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