(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ＩＣチップ回路を破損することなくＩＣチップ内蔵シートを効率的かつ大量に生産することができる製造方法を提供することである。【解決手段】複数ビットのメモリを内蔵し、かつ、アンテナ配線を備えたＩＣチップを有するスレッドを、紙に抄き込むＩＣチップ内蔵シートの製造方法において、切断手段を用いて、隣接するＩＣチップの間でスレッドを切断することを特徴とするＩＣチップ内蔵シートの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ビットのメモリを内蔵し、かつ、アンテナ配線を備えたＩＣチップを有するスレッドを、紙に抄き込むＩＣチップ内蔵シートの製造方法において、切断手段を用いて、隣接するＩＣチップの間でスレッドを切断することを特徴とするＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
【請求項２】
前記切断手段が、スレッドを紙に抄き込む抄き込み工程の前段又は後段に配置されてなる前記請求項１に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
【請求項３】
前記切断手段が、切断位置を検出する切断位置検出手段を有する前記請求項１又は２に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
【請求項４】
前記切断手段が、ロールカッターである前記請求項１乃至３に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
【請求項５】
前記切断が、スレッドの幅方向の全部又は一部である前記請求項１に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣチップを内蔵したシートの製造方法に関する。さらに詳しくは、ＩＣチップの破損を生じることのないＩＣチップ内蔵シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙幣や商品券等には、変造又は偽造を防止するため、透かし、着色、蛍光発色繊維若しくは紙片若しくは粒子状物の抄き込み又はケミカルリアクション等の偽造防止対策が施されている。偽造防止対策の考え方の一つは、容易に製造できないように高度な製造技術を用いて用紙を製造することである。その一例として、プラスチックフィルムや薄葉紙等をマイクロスリッターで数ｍｍ程度の細巾にスリットしたスレッドを紙層内に抄き込んだ「スレッド入り紙」と呼ばれる偽造防止用紙があり、各国の紙幣等で多く使用されている（特許文献１乃至４）。
【０００３】
一方、電波を用いてデータの読み出しや書き込みを行い、非接触で対象物を自認する技術（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が実用化され、微細なＩＣチップを紙またはフィルム状の媒体中に挿入することが提案されている。このようなＩＣチップとして、例えば、複数ビットのメモリを内蔵しかつアンテナ配線を備えた一辺０．５ｍｍ以下のＩＣチップが使用されている。
【０００４】
ＩＣチップ回路を載置又は内部保持したスレッドを紙層間に抄き込む技術が知られている（特許文献５乃至７）。この技術を用いれば、ＩＣチップに記録された情報に基づいて個別認証が行われるので、さらなる偽造防止効果が期待できる。
【０００５】
しかし、ＩＣチップ、例えば、外部アンテナ接続型チップにおいては、チップと外部アンテナとの接続部分の強度は大きくない。また、一般的に、外部アンテナは、金属等の薄膜で形成されているので、外部アンテナ自体の強度も大きくない。したがって、ＩＣチップ内蔵シートを製造工程において、ＩＣチップ内蔵シートが応力を受けると、前記接続部分や外部アンテナ自体が破損し、所望の機能を発揮し得ない場合がある。
また、スレッドと紙とには、伸縮率の差があるため、製造時の応力の負荷により、接続部分や外部アンテナ自体が破損するという問題が生じているのが、現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開昭４８−７５８０８号公報
【特許文献２】特開昭５０−８８３７７号公報
【特許文献３】特開昭５１−１３０３０８号公報
【特許文献４】特開平１０−２９２２９７号公報
【特許文献５】特開２００２−３１９００６号公報
【特許文献６】特開２００４−１３９４０５号公報
【特許文献７】特開２００５−３５０８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、従来技術の問題を解決すべく、ＩＣチップ回路を破損することなくＩＣチップ内蔵シートを効率的かつ大量に生産することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するべく、本発明のＩＣチップ内蔵シートの製造方法は、以下の構成を採用する。
（１）複数ビットのメモリを内蔵し、かつ、アンテナ配線を備えたＩＣチップを有するスレッドを、紙に抄き込むＩＣチップ内蔵シートの製造方法において、切断手段を用いて、隣接するＩＣチップの間でスレッドを切断することを特徴とするＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
（２）前記切断手段が、スレッドを紙に抄き込む抄き込み工程の前段又は後段に配置されてなる前記（１）に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
（３）前記切断手段が、切断位置を検出する切断位置検出手段を有する前記（１）又は（２）に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
（４）前記切断手段が、ロールカッターである前記（１）乃至（３）に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
（５）前記切断が、スレッドの幅方向の全部又は一部である前記（１）に記載のＩＣチップ内蔵シートの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、紙に抄込まれているスレッドは、切断された状態であるので、製造工程で応力が負荷しても、スレッドおよびＩＣチップ回路への影響がなく、ＩＣチップ回路の破損のないＩＣチップ内蔵シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ＩＣチップ内蔵シートの製造方法は、複数ビットのメモリを内蔵し、かつ、アンテナ配線を備えたＩＣチップを有するスレッドを、切断手段を用いて、隣接するＩＣチップの間で切断することを特徴とする。
【００１１】
前記ＩＣチップとしては、アンテナ内蔵型チップ又は外部アンテナ接続型チップを挙げることができ、前記外部アンテナ接続型チップとしては、（１）複数ビットのメモリを内蔵した一辺０．５ｍｍ以下のチップに、外部アンテナを接合したもの、又は（２）複数ビットのメモリを内蔵し、かつ、アンテナ配線を備えた一辺０．５ｍｍ以下のチップに、さらに外部アンテナを接合したものを挙げることができる。この様な外部アンテナ付きチップは、バッテリレス非接触認識方式によりメモリ内に記憶させた情報をアンテナ配線を介して読みとることができるものである。
【００１２】
本発明の製造方法によれば、紙に抄き込まれたスレッドは、その幅方向の全部又は一部が切断された状態であるので、加熱等によって紙が延伸しても、チップの破損を回避することができる。すなわち、加熱等によって紙が延伸すると、切断部分の紙基材は延伸するが、スレッドが配置された部分は延伸しなくなるので、チップの破損、特に、チップと外部アンテナとの接続部分や外部アンテナ自体の破損を回避することができる。したがって、本発明の製造方法は、特に外部アンテナ接続型チップを内蔵したシートを製造するのに適している。
【００１３】
前記ＩＣチップの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法を使用することができる。例えば、鏡面で純度が高いシリコン単結晶ウエハを準備する。このウエハ表面に、各種酸化膜や窒化膜などの絶縁膜により絶縁する工程を経て、ホトレジスト工程によって、回路設計された各種の素子パターンが形成されたガラスマスクを通して、レジストパターンを形成する。このレジストパターンを通して、前記の絶縁膜をエッチングしたり、不純物をインプラしたりして、電気的デバイス層を形成し、最終的には各種トランジスタ、ダイオード、抵抗、容量素子となる拡散層を形成する。さらに、その上に配線パターン層を形成して、前記拡散層の素子間接続を終了して回路機能を発揮する形態とする。本発明では、さらにコイル素子およびコンデンサ素子による共振回路を形成して、マイクロ波エネルギーと信号を得るための外部アンテナを形成する。その代表的な方法について以下に述べる。
【００１４】
第１の方法は、再公表特許ＷＯ２０００−３６５５５号に開示されている方法、即ち前記回路が形成された側の面に外部アンテナを接続するためのバンプを形成した後に、ダイヤモンドブレードを用いて一辺が０．５ｍｍ以下のサイズのＩＣチップに分離し、バンプと外部アンテナとを異方導電性接着剤を使用して接続する方法である。
【００１５】
第２の方法は、前記ウエハを、例えばダイヤモンドブレードを用いて一辺が０．５ｍｍ以下のサイズのＩＣチップに分離することにより、ＩＣチップを製造し、さらにこのＩＣチップに、配線パターン層を利用して、コイル素子およびコンデンサ素子による共振回路を形成して、オンチップにてマイクロ波エネルギと信号を得る内部アンテナを形成する。この内部アンテナはマイクロ波であるために、時定数が小さく、たとえば、コイルのインダクタンスは２ナノヘンリー、コンデンサは２ピコファラッドとすることなどによって、小さな部品回路によって共振回路を実現することが可能である。これによって、一辺が０．５ｍｍ以下の平面寸法のＩＣチップ上に内部アンテナを配置することが可能となる。内部アンテナを形成するコイル素子とコンデンサ素子は並列または直列に接続されて、ＩＣチップの中に実現される高周波受信回路に接続される。
【００１６】
アンテナ内蔵型のＩＣチップは電波の到達距離が数ｍｍであるので、電波の到達距離を大きくするためにさらに外部アンテナを接合する。具体的には、内部アンテナの先端に外部アンテナを接合するためのバンプを形成し、このバンプと外部アンテナとを異方導電性接着剤を使用して接続する方法が代表的な方法である。
【００１７】
前記スレッドは、ＩＣチップをスレッド基材上又はスレッド基材内部に配置して成る。
前記スレッドを構成するスレッド基材は、単層構造であっても、多層構造であっても良い。スレッド基材を構成する層には、電気絶縁性等の電気的特性及び硬さ又は引張り強さ等の機械的強度等に優れた材料を用いるのが好ましい。この様な材料としては、例えば、紙又はプラスチック等を挙げることができる。
【００１８】
前記紙としては、上質紙、中質紙、板紙、カード用紙又はカートン用紙等を挙げることができ、該紙は、天然繊維や合成繊維から成る原料パルプを、公知の抄紙機、例えば、長網抄紙機、円網抄紙機又は傾斜網抄紙機等を用いて製造される。
【００１９】
前記プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート又はポリイミド等を挙げることができる。また、スレッド基材の材料がプラスチックである場合、スレッド基材の形成方法としては、公知の方法、例えば、キャスティング法、Ｔダイ法若しくはインフレーション法等のエキストルージョン法または二軸延伸法等を用いることができる。
【００２０】
ＩＣチップをスレッド基材上又はスレッド基材内部に配置する方法としては、例えば、接着剤でＩＣチップをスレッド基材上に接着する方法やスレッド基材上に溝を形成し、該溝にＩＣチップを埋没するように接着剤を用いて実装する方法等を用いることができる。
【００２１】
前記接着剤としては、特に制限はなく、アクリル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、ポリスチレン樹脂系接着剤又はポリビニルアルコール系接着剤等を用いることができる。
【００２２】
ＩＣチップを備えたスレッドは、好ましくは１〜１０ｍｍ幅、特に好ましくは３〜６ｍｍ幅にスリットされ、適当な長さの巻取りとしてシートへの内蔵工程に供給される。
【００２３】
シートへの内蔵工程に供給された巻取りのスレッドは、紙に抄き込む前段又は後断において、切断手段を用いて、隣接するＩＣチップの間で切断される。なお、本発明においては、切断されるスレッド上のＩＣチップの数は、所望に応じて選択でき、１個であってもよく、２個以上であってもよい。
切断手段としては、公知の断裁機を用いることができるが、ロールカッターが好ましい。スレッド基材がプラスチックフィルムであるときは、切断手段として、ロールカッターの他にも、金鋸、帯鋸若しくは丸鋸等又は熱等を用いることができる。切断手段が熱であるときは、たとえば、電流を印加して発熱させたニクロム線をプラスチックフィルムに押し当てることにより切断することができる。
【００２４】
本発明においては、前記スレッドの幅方向の全部又は一部が切断される。スレッドの幅方向の一部が切断された場合、ＩＣチップ内蔵シートの製造工程において、スレッドは応力を受け、完全に切断される。
【００２５】
また、本発明においては、前記切断手段に、切断位置を検出する切断位置検出手段を設けることができる。この様に切断位置検出手段を設けることにより、チップ部を誤って切断することなく、隣接するＩＣチップの外部アンテナ部分の間で切断することができる。
切断位置を検出する方法としては、例えば、（１）スレッド上に一定間隔で、蛍光発色染料等で着色し、この着色部分に光を照射し、反射光を受光素子で検知することにより切断位置を検出する方法、（２）スレッド基材に、抄き入れ等によりマークを付し、周囲よりも紙の薄いマーク部分に光を照射し、透過光を受光素子で検知することにより切断位置を検出する方法等を挙げることができる。
【００２６】
本発明のＩＣチップ内蔵シートは、ＩＣチップを備えたスレッドを単層又は多層構造から成る紙に抄き込むことにより形成される。
【００２７】
前記紙の製造方法としては、特に制限はないが、木本若しくは草本等の植物繊維及び／又は合成繊維を適当な方法により分離して、水中に分散させて得られる原料パルプを抄紙機で抄紙する方法を用いることができる。抄紙機の形式も特に限定するものではなく、一般的な長網式、丸網式、傾斜網式などのフォーマーに、プレス脱水装置や、乾燥装置を備えた抄紙機を用いることができる。抄紙機により製造されたシートは、スリッターやカッターにより目的用途に応じた寸法に加工される。
【００２８】
ＩＣチップを備えたスレッドを紙に抄き込む方法としては、フィルム製スレッドを紙に挿入する際に用いられる公知の方法を用いることができる。例えば、特許文献７に記載されている方法、すなわち、ＩＣチップを備えたスレッドを水又は希釈紙料をキャリアとしてスレッド導入管を通じてワイヤー上の湿紙中に抄き込む方法を用いることができる。なお、ＩＣチップを備えたスレッドの厚さを考慮して、中層の坪量を決めるのが好ましい。
【００２９】
ＩＣチップを備えたスレッドを紙の内部に抄き込むその他の方法としては、例えば、一方の紙の表面に、ＩＣチップを備えたスレッドの幅と同じか又はそれよりも大きい溝を形成し、該溝に接着剤を介して前記スレッドを実装し、次いで、スレッドを覆蓋するように、他方の紙を接着剤を介して一方の紙に接着する方法を用いることができる。
【００３０】
本発明においては、ＩＣチップを備えたスレッドが、紙又はプラスチックフィルムの幅方向に複数本配置されていてもよい。
【００３１】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの図面によって何ら制限されることはない。
従来法により得られる図１（ｃ）に示されるＩＣチップ内蔵シート１は、スレッド４が連続して一体形成されている。このため、応力の負荷によりＩＣチップ内蔵シート１全体が延伸するため、紙２とスレッド４との間でズレが生じ、その結果、ＩＣチップ３が破損してしまう。
【００３２】
本発明の製造方法により得られる図１（ａ）に示されるＩＣチップ内蔵シート１は、スレッド４が幅方向に完全に切断されている。このため、応力の負荷によりＩＣチップ内蔵シート１全体が延伸しても、切断箇所の紙２は延伸するが、スレッド４が配置された箇所は延伸することはなくなる。その結果、スレッド４への応力の負荷を回避できるため、ＩＣチップ３の破損を防止することができる。
また、本発明においては、図１（ｂ）に示すようにスレッド４を部分的に幅方向に切断しても良い。この様に切断すると、その後の抄紙機上の処理、すなわちプレス、乾燥処理において、ＩＣチップ内蔵シート１に応力がかかったとき、未切断部ａが破断して応力を解放し、結果として、ＩＣチップ３の破損を防ぐことができる。スレッド４の未切断部ａの大きさや位置は、応力がかかった際に確実に破断するように選択する必要がある。
【００３３】
本発明においては、図２に示すように、抄紙機として円網式フォーマーを用いることができる。図２に示される構成を有する円網式フォーマーにより、スレッド４を複数の紙２に挟み込んだＩＣチップ内蔵シート１を得ることができる。円網式フォーマーは、上段に、紙料８を貯留した第一シリンダバット５と第一円網６とを備え、中段に、スレッド４を所定間隔で切断するロールカッター１０を備え、下段に、紙料８を貯留した第二シリンダバット１１と第二円網１２とを備える。上段では、紙料８を貯留した第一シリンダバット５に第一円網６を浸して回転させ、第一円網６表面に第一湿紙２'を形成し、毛布９に第一湿紙２'を移し取る。中段では、毛布９に移し取られた第一湿紙２'の表面に、所定間隔に切断されたスレッド４を移し取る。下段では、紙料８を貯留した第二シリンダバット１１に第二円網１２を浸して回転させ、第二円網１２表面に第二湿紙（図示せず）を形成し、スレッド４表面に移し取る。これにより、第一湿紙２'、スレッド４及び第二湿紙（図示せず）が一体化され、その後の乾燥工程を経て、ＩＣチップ内蔵シート１が得られる。
【００３４】
本発明において、スレッド４を切断する装置としては、例えば、図３に示される装置を挙げることができる。図３に示される装置は、ロールカッター１０、ロールカッター１０と相対する位置に設置された転写ロール１５、小径ロール１６及びセンサー１７から構成される。
スレッド４が小径ロール１６を経てセンサー１７に達すると、スレッド４上に付されたマーク部分をセンサー１７が検知し、検出信号をロールカッター制御部（図示せず）に送信する。検出信号を受信したロールカッター制御部は、スレッド４上のマーク部分に刃１４が当るように、ロールカッター１０の駆動を制御する。このようにして、センサー１７によりスレッド４の特定位置に入れられた印を検出し、ロールカッター１０の位置を変更することで切断個所を調節することができる。
スレッド４を所定の位置で切断するための他の方法としては、ロールカッター１０を転写ロール１５から一時的に離すことでロールカッター１０と転写ロール１５の位相をずらし、切断位置を調節する方法がある。
切断されたスレッド４'は、湿紙２'に転写するまでの間、転写ロール１５の表面に固定しておく必要がある。スレッド４'を転写ロール１５表面に固定する方法としては、特に制限は無いが、固定と離脱を確実に行う方法としてロール内部から空気を吸引する方法（サクションロール法）がある。内部が空洞になった転写ロール１５の内部には、固定されたサクションシュー１８が設けられ、転写ロール１５の胴に開けられた吸引孔を通してサクションシュー１８に空気を吸引することで、スレッド４'を転写ロール１５表面に吸い付けることができる。サクションシュー１８は転写ロール１５の胴とは独立して軸受に固定されていて、転写ロール１５が回転してもサクションシュー１８は動くことはない。サクションシュー１８は、転写ロール１５の胴の内側と極く小さいギャップを介して接触していないか、あるいは摺動材料をはさんで接触していて空気の吸引が効率よく行われるようになっている。
この場合、湿紙とスレッドとの接着性を向上させる目的で、スレッドの表面に、例えば、親水性又は疎水性を向上させる処理をするのが好ましい。親水性を向上させる処理としては、界面活性剤若しくは水溶性高分子等の塗布、放電又はプラズマ放射等を挙げることができる。また、疎水性を向上させる処理としては、シリコーン樹脂又はフッ素系樹脂等の表面エネルギーの小さい塗工材料の塗布を挙げることができる。
【００３５】
図４にセパレーターを伴ったスレッドを用いた例を示す。適当な粘着力を持った粘着剤によりセパレーター１９と一体化されたスレッド４は、ロールカッター１０により適切な位置で切断される。このとき、切断は、スレッド４のみに対して行われ、セパレーター１９は切断されずに残される。切断されたスレッド４'は、小径ロール１６でセパレーター１９が大きく方向を変える際に、セパレータ−１９から離脱し紙２に移しとられる。スレッド４'が湿紙２'に接する面は、セパレーター１９と接していた面またはセパレーター１９と反対側の面のいずれでも差し支えなく、装置の配置や表面間の親和性によって選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のＩＣチップ内蔵シートは、ＩＣチップの存在を隠匿しつつ、ＩＣチップに隠匿情報又は偽造防止情報を保持させることが可能なため、偽造防止を要する製品、例えばチケット、商品券又は小切手等の紙製品に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は、本発明の製造方法で製造されたＩＣチップ内蔵シートであって、切断されたスレッドが紙上に配置されて成るＩＣチップ内蔵シートを示す図であり、（ｂ）は、本発明の製造方法で製造されたＩＣチップ内蔵シートであって、部分的に切断されたスレッドが紙上に配置されて成るＩＣチップ内蔵シートを示す図であり、（ｃ）は、従来の製造方法で製造されたＩＣチップ内蔵シートであって、切断されてないスレッドが紙上に配置されて成るＩＣチップ内蔵シートを示す図である。
【図２】本発明の製造方法に使用される装置の一部を示す図であって、抄紙機に丸網式フォーマーを用いた図である。
【図３】本発明の製造方法で用いられる切断ロールの一例を表す図である。
【図４】本発明の製造方法に使用される装置の一例を示す図であって、セパレーターを用いた図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・ＩＣチップ内蔵シート  ２・・・紙  ２'・・・湿紙  ３・・・ＩＣチップ
４、４'・・・スレッド  ５・・・第一シリンダバット  ６・・・第一円網
７・・・第一クーチロール  ８・・・紙料  ９・・・毛布  １０・・・ロールカッター
１１・・・第二シリンダバット  １２・・・第二円網  １３・・・第二クーチロール
１４・・・刃  １５・・・転写ロール  １６・・・小径ロール  １７・・・センサー
１８・・・サクションシュー  １９・・・セパレーター
【図１】
2008027320.tif 000003
【図２】
2008027320.tif 000004
【図３】
2008027320.tif 000005
【図４】
2008027320.tif 000006