(57)【要約】【課題】接着材料層中にアンテナモジュールを埋め込んだ非接触ＩＣカードにおいて、生産性およびカード外観品質の向上を図ることができる非接触ＩＣカードおよびその製造方法を提供すること【解決手段】アンテナモジュール１１が埋め込まれる接着材料層１２の硬化率を９２％以上９８％以下とする。硬化率が９２％未満の場合は、打抜き断面に相当するカード側面の外観品質が悪化し不良率が上がる。また、硬化率が９２％を超えると、打抜き時に発生する粉落ちがひどく、カード表面の清浄化処理を繰り返し行う必要性が生じて生産性が悪化する。接着材料層１２は、２液性のエポキシ系接着剤で構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシート材と第２のシート材とが、接着剤を硬化させてなる接着材料層を介して貼り合わされ、前記接着材料層に、アンテナ用配線が形成された回路基板とこれに搭載される半導体チップとからなるアンテナモジュールが内蔵された非接触ＩＣカードであって、
前記接着材料層の硬化率が９２％以上９８％以下である
ことを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】
前記接着剤が、２液性のエポキシ系接着剤でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項３】
第１のシート材の一表面に接着剤を塗布し、その上にアンテナモジュールを配置する工程と、
第２のシート材の一表面に接着剤を塗布し、前記アンテナモジュールを介して前記第１，第２のシート材を貼り合わせる工程と、
前記接着剤の硬化率を９２％以上９８％以下に調整する工程とを有する
ことを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法。
【請求項４】
前記接着剤の硬化率を調整する工程が、前記第１，第２のシート材を貼り合わせてなる積層シートを定寸に裁断した状態で行われる
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触ＩＣカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着材料層にアンテナモジュールを埋め込んだ非接触ＩＣカードおよびその製造方法に関し、更に詳しくは、接着材料層の外観品質の向上とカード製造の効率化を図った非接触ＩＣカードおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触ＩＣカードは、カードをカードリーダ上に置くか、かざすだけで情報のやりとりを行える利便性から、鉄道の出改札や高速道路の自動料金徴収システムなどの交通系用途を中心に、公衆電話用のプリペイドカード、電子決済、セキュリティシステム、工場における製品管理システムなど多様な分野で応用されている。
【０００３】
非接触ＩＣカードは、通信用アンテナおよび半導体チップ（ＩＣチップ）を搭載したアンテナモジュールをカード構成シートで挟み込んで構成される。アンテナモジュールの構成例としては、絶縁性フィルム材上に貼り付けた金属箔を所定形状にパターニングして導体パターンを形成し、これに半導体チップを実装したものが公知である。
【０００４】
このような非接触ＩＣカードとして、カードの表層を構成する一対の外装シート材を接着材料を介して貼り合わせ、この接着材料層中に上記アンテナモジュールを埋め込んだものがある（例えば特許文献１参照）。非接触ＩＣカードは、接着材料層を硬化させて得られたシート積層体から、所定のカード一枚サイズに打ち抜くことによって製品とされる。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１０９２６４号公報（第３−５頁、図１−２）
【特許文献２】
特開２００２−１２８３４号公報（第２−４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、この種のＩＣカードにおいては、製作したシート積層体をカード一枚サイズに打ち抜く工程において、カードの打抜き断面部から切粉が多量に発生（以下、これを「粉落ち」と称する。）し、これが原因でカード表面が汚染される。そのため、打抜き後にカードをカードクリーナで清浄化する工程が必要とされるが、粉落ちがひどい時はカード表面から切粉を完全に除去するために、何度も清浄化処理を繰り返さなければならない。この場合、工程数増によるカード製造コストの上昇および生産性の低下が避けられず、カード製造の効率化が図れないという問題がある。また、カード表面に残留した切粉により、カード使用時において例えば画像認識の際に誤認識を引き起こすおそれもある。
【０００７】
さらに、シート積層体をカード一枚サイズに打ち抜く工程において、カード打抜き断面部における接着材料層の部分的な欠損（ムシレ）が発生し、これがカード外観品質を損ねるという問題がある。この接着材料層の欠損は、また、外装シート材の接着強度の低下をも引き起こす。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、接着材料層中にアンテナモジュールを埋め込んだ非接触ＩＣカードにおいて、生産性およびカード外観品質の向上を図ることができる非接触ＩＣカードおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明者らは、接着材料層の硬化率の大小によってカード打抜き時に発生する粉落ちの程度および接着材料層の欠損の発生具合が変動することを突き止め、接着材料層の硬化率が９２％以上９８％以下の範囲が品質上および製造上最良の条件であるとの結論に至った。好適には、接着材料層は、２液性のエポキシ系接着剤で構成される。
【００１０】
接着材料層の硬化率が９２％未満だと、打抜き時の粉落ちの発生量を低く抑えられるものの、カード打抜き断面部における接着材料層の部分的な欠損が多発する傾向にあり、これがカード外観不良につながると同時にシート材の接着強度の低下を引き起こし、好ましくない。
【００１１】
また、接着材料層の硬化率が９８％を超えると、カード打抜き断面部における接着材料層の部分的な欠損は抑えられるものの、打抜き時の粉落ちが悪化し、カード表面の清浄化処理に時間を要するため、好ましくない。
【００１２】
接着材料層の硬化率の調整は、シート材を貼り合わせた後に行われる。接着材料層を構成する接着剤が熱硬化性樹脂を主成分とするものであれば、硬化炉内の温度、装填時間等で接着材料層の硬化率を調整することができる。また、接着剤の加熱硬化工程の後に別途エージング工程を設けた場合には、このエージング条件で接着材料層の硬化率の調整を行うことができる。
【００１３】
接着材料層の硬化率の調整工程では、好ましくは、製作されたシート材の積層体を定寸に裁断して得られる形態で行う。これにより、接着材料層全体の均質な硬化率調整を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態による非接触ＩＣカード（以下「ＩＣカード」という。）の断面図である。本実施の形態のＩＣカード１０は、通信用のアンテナモジュール１１を接着材料層１２を介して一対の外装シート材１３Ａ，１３Ｂで挟み込んだ構成となっている。
【００１６】
接着材料層１２は、接着剤を硬化させてなるもので、アンテナモジュール１１を封止すると同時に、表裏の外装シート材１３Ａ，１３Ｂ間を接着している。接着剤としては、公知の熱反応硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂等が用いられる。本実施の形態では熱反応硬化型樹脂が用いられ、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル系反応樹脂、ポリエステル樹脂とポリイソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの混合物、ウレタンとポリイソシアネートとの混合物などが挙げられる。
【００１７】
接着材料層１２は、本実施の形態では２液性のエポキシ系接着剤を硬化させて形成される。２液性のエポキシ系接着剤は、一般的に、エポキシ基を含有する化合物（主剤）と、アミン類や酸無水物を含有する硬化剤を混ぜ合わせ、硬化反応によって接着する接着剤をいう。
【００１８】
エポキシ基を含有する化合物には、ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ノボラック型、ビスフェノールＦ型、ブロム化エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン系樹脂、グリシジルエステル系樹脂などがある。
【００１９】
一方、アミン類や酸無水物を含有する硬化剤には、脂肪族第１・第２アミン（トリエチレンテトラミン、ジプロピルトリアミン等）、脂肪族第３アミン（トリエタノールアミン、脂肪族第１・第２アミンとエポキシの反応生成物等）、脂肪族ポリアミン（ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン等）、芳香族アミン（メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン等）、アミンアダクト（ポリアミンとエポキシ基との反応生成物等）、芳香族酸無水物（無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等）、ジシアンジアミド及びその誘導体、イミダゾール類等が挙げられる。
【００２０】
本実施の形態では、後述するように、接着材料層１２を構成する接着剤の硬化率が、９２％以上９８％以内の範囲に調整されている。
【００２１】
図２は、アンテナモジュール１１の一構成例を示す平面図である。アンテナモジュール１１は、絶縁層としての絶縁性フィルム材１５の表面および裏面にアルミニウムまたは銅等の金属からなる導体パターン１６，１７がそれぞれ形成された両面回路基板に対し、半導体チップ１８が実装されることによって構成されている。絶縁性フィルム材１５は、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂フィルムで構成されている。
【００２２】
絶縁性フィルム材１５の表面に形成された導体パターン１６は、渦巻き状のアンテナパターン１６Ａと、同調用コンデンサの一方側の電極を構成する櫛歯状の電極パターン１６Ｂとから構成されている。他方、絶縁性フィルム材１５裏面に形成された導体パターン１７は、アンテナパターン１６Ａの外周側端部を内周側へ引き回すためのブリッジパターン１７Ａと、同調用コンデンサの他方側の電極を構成する電極パターン１７Ｂとから構成されている。
【００２３】
アンテナパターン１６Ａの内周側端部および電極パターン１６Ｂは、半導体チップ１８の一方の端子に接続され、アンテナパターン１６Ａの外周側端部は、層間接続部２１ａを介してブリッジパターン１７Ａに接続されている。ブリッジパターン１７Ａおよび電極パターン１７Ｂは、層間接続部２１ｂを介して半導体チップ１８の他方の端子に接続されている。半導体チップ１８は、例えば、ステンレス等の金属材料製の一対の補強板１９Ａ，１９Ｂによって挟持され、外力に対する耐久性が高められている。
【００２４】
外装シート材１３Ａ，１３Ｂは、ＩＣカード１０の表面および裏面を構成するもので、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチルテレフタレート）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、配向ＰＥＴ、ＰＣ−ＰＢＴ（ポリカーボネートとポリブチルテレフタレート）などの有機系フィルムで構成されている。
【００２５】
次に、以上のように構成されるＩＣカード１０の製造方法について説明する。図３は以上のように構成されるＩＣカード１０の製造工程の概要を示している。
【００２６】
図示するカード製造装置３１は、カード表面側の外装シート材１３Ａを供給する供給ユニット３２Ａと、カード裏面側の外装シート材１３Ｂを供給する供給ユニット３２Ｂとを備えている。供給ユニット３２Ａ，３２Ｂは、例えばモータのオンオフ制御によって、ロール状に巻かれた外装シート材１３Ａ，１３Ｂを同時かつ連続的に供給する。
【００２７】
供給ユニット３２Ａ，３２Ｂの後段には、接着材料層１２（図１）を構成する接着剤を外装シート材１３Ａ，１３Ｂの面に供給するための接着剤供給ノズル３３Ａ，３３Ｂがそれぞれ設けられている。接着剤供給ノズル３３Ａ，３３Ｂの後段には、ドクターブレード３４Ａ，３４Ｂと、これに対設されているバックロール３５Ａ，３５Ｂがそれぞれ設けられている。外装シート材１３Ａ，１３Ｂは、これらドクターブレード３４Ａ，３４Ｂとバックロール３５Ａ，３５Ｂとの間を通過することによって、供給された接着剤の厚さが均一化される。
【００２８】
アンテナモジュール１１は、接着剤が供給された外装シート材１３Ｂの面に、所定の間隔をあけて単列で貼り付けられる。アンテナモジュール１１が貼り付けられた外装シート材１３Ｂは、接着剤が塗布された外装シート材１３Ａと貼り合わされ、これによりアンテナモジュール１１は外装シート材１３Ａ，１３Ｂ間に挟み込まれる。この後、図示せずとも複数組の圧延ローラ等によって、両シート材１３Ａ，１３Ｂの積層体の厚さが調整される。
【００２９】
外装シート材１３Ａ，１３Ｂが接着剤を介して貼り合わされた後、硬化炉３６で接着剤の加熱硬化処理が行われる。硬化炉３６には、熱ドライヤやヒータ等の加熱源と、搬送用ローラが設置されている。外装シート材１３Ａ，１３Ｂの積層体は搬送用ローラによる下流側への搬送途上で加熱作用を受け、接着剤が硬化し接着材料層１２が形成される。接着剤の硬化率は、加熱温度と加熱時間等で調整される。
【００３０】
硬化炉３６の出口近傍には、搬出された外装シート材１３Ａ，１３Ｂの積層体を定寸に裁断する裁断ユニット３７が設けられている。裁断ユニット３７は、外装シート材１３Ａ，１３Ｂの積層体を、所定枚数のアンテナモジュール１１が包含されるシート長に裁断する。裁断された積層シート４１は、シートストッカ３８に収容される。
【００３１】
続いて、所定の長さに加工された短冊状の積層シート４１は、接着剤の硬化率を調整するエージング用容器３９に移され、硬化率の調整が行われる。このエージング工程では、雰囲気温度と処理時間を調整して接着剤の時効作用による接着材料層１２の最終的な硬化率を決定する。
【００３２】
エージング処理がなされた積層シート４１は、打抜き装置４３によって、アンテナモジュール１１の外形を含む個々のＩＣカード１０に打ち抜かれる。打抜き装置４３は、積層シート４１を支持する支持具４２と、支持具４２に支持された積層シート４１をカード１枚サイズに打ち抜くための抜き金型４０とを備えている。
【００３３】
さて、積層シート４１から打ち抜かれて形成されるＩＣカード１０は、その打抜き断面部がカード側面部１０ｓ（図１）を構成することになる。カード側面部１０ｓにおいてカード全厚に占める接着材料層１２の層厚の割合は概略半分以上であり、打抜き後の断面形態はそのままカード外観品質に反映される。また、打抜き時における接着材料層１２からの粉落ちによるカード表面汚染の程度によって、その後の後処理工程（カード清浄化工程）に負担が異なってくる。
【００３４】
本発明者らは、接着材料層１２の硬化率によって、打抜き断面部の外観不良率と打抜き時の粉落ち量とが変動することを確認した。ここでは、打抜き断面部の外観品質を打抜き時における接着材料層の部分的な欠損（ムシレ）の数に起因する外観不良率（以下「カードエッジ欠損不良率」という。）で評価し、また、粉落ちの程度を打抜き時に付着する切粉の量に起因する不良率（以下「付着物不良率」という。）で評価した。
【００３５】
図４は、接着材料層１２の硬化率に対するカードエッジ欠損不良率（一点鎖線）と付着物不良率（実線）との関係を示す実験結果である。図において左側の縦軸はカードエッジ欠損不良率を、右側の縦軸は付着物不良率をそれぞれ示している。カードエッジの欠損の確認は目視で行い、長さ１ｍｍ以上のものをカウント対象とした。また、実験に用いた接着剤は、ビスフェノールＡを主剤、脂肪族アミンを硬化剤として混合した２液性エポキシ系接着剤である。
【００３６】
図４から明らかなように、硬化率が高くなるに従い、カードエッジ欠損不良率は低下する一方、付着物不良率は高くなることがわかる。これは、接着材料層の硬化率が低いものほど打抜き時に接着材料層の断面部が毟られ易くなり、反対に、硬化率が高いものほど打抜き時に接着材料層の断面部から切粉が発生し易くなるからである。
【００３７】
また、カードエッジ欠損不良率を検討すると、硬化率が９２％未満では不良率が１％を超えていたのに対し、硬化率が９２％以上になると不良率が１％以下となることが確認された。一方、付着物不良率を検討すると、硬化率が９８％以下では不良率が０．１％以下であったのに対し、硬化率が９８％を超えると不良率が０．１％を超えることが確認された。
【００３８】
カードエッジ欠損不良率は、カード製作後に実施される外観品質検査において打抜き断面部に発生した接着材料層の欠損の数や大きさ等を基に評価したときの不良率である。カードの生産性を確保する上で、外観検査での不良率はできるだけ低いことが要求され、例えば、生産性を確保するための不良率は１％以下であることが望ましい。
【００３９】
一方、付着物不良率は、カード打抜き後に実施されるカードクリーナによるカードの清浄化処理の処理回数に密接に関連している。生産性および工程管理の容易化を図る上では、一度のクリーニング処理でカード表面を清浄化できるのが好ましいところ、一度のクリーニング処理でカード表面を清浄化できるのは、付着物不良率が０．１％以下のものであった。
【００４０】
以上から、カードエッジ欠損不良率が１％以下で、付着物不良率が０．１％以下となる接着材料層の硬化率の範囲は、９２％以上９８％以下である。これにより、カード外観品質の向上とカード製造の効率化による生産性の向上を同時に図ることができる。
【００４１】
ここで、硬化率とは、硬化度ともいい、熱硬化性樹脂などを加熱および常温で硬化させた場合の硬化反応の進行度である。また、硬化率の測定は、示差走査熱量計（ＤＳＣ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）で行うことができる。示差走査熱量測定は、試料および基準物質を同じ条件で加熱または冷却し、両者の温度差をゼロに保つのに必要なエネルギの差を時間または温度に対して記録する方法（プラスチック大辞典  工業調査会）である。この方法を用いると、試料を加熱したときに発生する反応熱量を分子に置き、完全硬化反応時の理論熱量を分母において計算すると未硬化分の硬化率が求められる。そして、１００％からこの未硬化分の硬化率を引くことによって、接着材料層の硬化率が得られる。
【００４２】
接着材料層１２の硬化率を上記の範囲内に調整する工程としては、例えば本実施の形態では、硬化炉３６における処理条件を８０℃×３０分、裁断ユニット３７によるシート裁断後のエージング条件を常温×１２時間とした。本実施の形態では外装シート材１３Ａ，１３Ｂの積層体を定寸に裁断した積層シート４１の形態でエージングを行っているので、接着剤を均質に硬化させることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４４】
例えば以上の実施の形態では、アンテナモジュールを内蔵した非接触ＩＣカードの構成および製造に本発明を適用した例を説明したが、これに限らず、アンテナモジュールを内蔵していない他のカード、例えば磁気カードの構成および製造にも本発明は適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の非接触ＩＣカードによれば、接着材料層中にアンテナモジュールを埋め込んだ非接触ＩＣカードにおいて、接着材料層の硬化率を９２％以上９８％以下で構成しているので、カード外観品質の向上を図ることができるとともに、シート材の接着強度低下を防止することができる。
【００４６】
また、本発明の非接触ＩＣカードの製造方法によれば、カード打抜き時の粉落ちを低減してカード表面の清浄化処理を簡易化し、これにより生産効率の向上を図ることができるとともに、カード外観不良率の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による非接触ＩＣカード１０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】非接触ＩＣカード１０を構成するアンテナモジュールの一構成例を示す平面図である。
【図３】非接触ＩＣカード１０の製造工程を示す概略図である。
【図４】非接触ＩＣカード１０の接着材料層１２を構成する接着剤の硬化率と、カードエッジ外観不良率および付着物不良率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…非接触ＩＣカード、１０ｓ…カード側面部（打抜き断面部）、１１…アンテナモジュール、１２…接着材料層、１３Ａ，１３Ｂ…外装シート材、１８…半導体チップ、３１…カード製造装置、３６…硬化炉、４３…打抜き装置。
【図１】
2004164345.tif 000003
【図２】
2004164345.tif 000004
【図３】
2004164345.tif 000005
【図４】
2004164345.tif 000006