(57)【要約】【課題】接触・非接触兼用のＩＣカードにおいて、製造工程と使用時の扱いの双方に起因するアンテナコイルの断線を防止できるＩＣカードを提供する。【解決手段】本発明のＩＣカード１は、接触端子板を有し、接触・非接触両用の機能を有するＩＣモジュール１０が埋設凹部に装着され、ＩＣモジュールの非接触通信機能部がカード基体内のアンテナコイルに接続するＩＣカードにおいて、アンテナコイル２４が捲線である場合に、アンテナコイルがジグザグ状に折り畳まれて接続端部２４１，２４２を形成すると共に、アンテナコイル接続端部終端側を延長した部分が埋設凹部の切削位置を避ける環状回路２４３、２４４を形成しながらアンテナコイル接続端部始端側に接続していることを特徴とする。このようなＩＣカードは、アンテナコイルが、エッチング形成され、またはプリント配線される場合にも適用できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触端子板を有し、接触・非接触両用の機能を有するＩＣモジュールが埋設凹部に装着され、ＩＣモジュールの非接触通信機能部がカード基体内のアンテナコイルに接続するＩＣカードにおいて、捲線からなるアンテナコイルがジグザグ状に折り畳まれてアンテナコイル接続端部を形成すると共に、アンテナコイル接続端部終端側を延長した部分が埋設凹部の切削位置を避ける環状回路を形成しながらアンテナコイル接続端部始端側に接続していることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
接触端子板を有し、接触・非接触両用の機能を有するＩＣモジュールが埋設凹部に装着され、ＩＣモジュールの非接触通信機能部がカード基体内のアンテナコイルに接続するＩＣカードにおいて、アンテナコイル接続端部終端側を延長した部分が埋設凹部の切削位置を避ける環状回路を形成しながらアンテナコイル接続端部始端側に接続していることを特徴とするＩＣカード。
【請求項３】
アンテナコイルとアンテナコイル接続端部が、金属箔をエッチングして形成したものであることを特徴とする請求項２記載のＩＣカード。
【請求項４】
アンテナコイルとアンテナコイル接続端部が、プリント配線により形成したものであることを特徴とする請求項２記載のＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非接触ＩＣカード、特に接触と非接触兼用のＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールとカード基体内のアンテナコイルとの接続の信頼性を高めることを目的とする発明に関する。
従って、本発明の利用分野は非接触ＩＣカードの製造や利用分野に関する。
【０００２】
【従来技術】
非接触ＩＣカードは、電磁誘導の原理により外部から電力と信号を非接触で得るため、カード内部にコイルを形成したアンテナシートを内包する。
受送信する信号を処理し記憶するＩＣチップは、コイルアンテナに接続してアンテナシートに一体にして使用する場合と、基板付きのＩＣモジュールにしてカード表面に装着し、ＩＣモジュールとカード基体内のアンテナシートとを接続する場合とがある。
接触と非接触兼用のＩＣカードの場合は、接触端子板がカード表面になければならないので必然的に後者の形態になる。
【０００３】
図４は、接触・非接触兼用ＩＣカードの例を示す平面図、図５は、ＩＣモジュール埋設凹部を示す図、図６は、図４のＩＣモジュール部の拡大断面図、図７は、接触・非接触兼用ＩＣモジュールの背面を示す図、図８は、従来のアンテナパターンでの断線発生例を示す図、である。
なお、本明細書において各断面図の縦方向の縮尺は理解の容易のために横方向縮尺よりも拡大して図示している。
【０００４】
図４のように、接触・非接触兼用ＩＣカード１は、ＩＣカード基体２１に、接触・非接触兼用ＩＣモジュール１０を装着して有している。
ＩＣモジュール１０のカード表面側は接触端子板になっていて、ＩＳＯで規定する端子板配置となっている。
ＩＣモジュール１０の下面には、ＩＣカード基体２１内に設けたアンテナコイル２４の捲線をジグザグ状に折り畳んだ構造が形成されていて、アンテナコイルの接続端部となっている。折り畳み構造とするのは、後述するように導電性ペーストとの接合面積を大きくするためである。
本発明は、アンテナコイルが捲線であることに限られないが、捲線の場合には断線が多くなると考えられるので、図示の各図（図２を除く）では、アンテナコイル２４を捲線で設けた場合を示している。捲線の場合は、接続部を露出するための掘削を容易にするため、径が０．１ｍｍ程度の比較的厚みのある線材が使用される。
【０００５】
図５は、ＩＣモジュール埋設凹部を示す図であるが、図４において、ＩＣモジュール１０を剥離した状態と考えれば良い。
ＩＣモジュール埋設凹部は、ＩＣモジュール１０の端子基板を嵌め込みできる大きさと深さの第１埋設凹部２２１と、その中央部分であって、ＩＣモジュール１０のモールド部を嵌め込みできる深さの第２埋設凹部２２２とからなっている。第１埋設凹部２２１の下面であって、第２埋設凹部２２２の左右側部分には、アンテナコイル接続端部２４１，２４２が位置するようにされている。
アンテナコイル接続端部２４１，２４２は前記のように捲線である線材をジグザグ状に折り畳んだ構造からなっている。
【０００６】
このアンテナコイル接続端部２４１，２４２とＩＣモジュール１０のアンテナ接続端子を接続する場合は、第１埋設凹部の切削面から半楕円形または半円形の開孔１５１，１５２をさらに掘削して、捲線の金属面が露出するようにする。
開孔１５１，１５２内の実線で示した部分は、アンテナコイル２４の金属が露出している部分、破線部分は捲線がカード基体内にあることを示している。捲線の端部２４１ｅ，２４２ｅは、やや長く伸びているが、どこにも接続しない状態になっている。
掘削によって捲線が露出した後は、開孔１５１，１５２内に熱硬化性導電性ペーストを充填し、その上にＩＣモジュール１０を被せて固定する。
【０００７】
ＩＣカード基体２１は、図６の断面図のように、例えば乳白色コアシート２１１と、乳白色コアシート２１２、および裏面側透明オーバーシート２１３、表面側透明オーバーシート２１４、とが積層された構成にされている。
アンテナコイル２４は、乳白色コアシート２１１面上に、捲線を平面的に数回周回させて形成するか、コアシートにラミネートされた金属箔をエッチングして、あるいはプリント配線して形成されていて、その両端のアンテナコイル接続端部２４１，２４２がＩＣモジュール装着部の第１埋設凹部２２１下に臨むようにされている。
アンテナコイル接続端部２４１，２４２に３個の楕円形状があるのは、捲線の先端を３〜４回ジグザグ状に折り畳んで板状にしてあることを意味している。
【０００８】
ＩＣモジュール１０を埋設凹部２２に装着する際は、ＩＣモジュールの第１埋設凹部に懸架する部分にホットメルト型接着剤シートを貼着し、開孔１５１，１５２には熱硬化性導電性接着剤（ペースト状）を充填してから、ＩＣモジュール１０を埋設凹部２２の上に載置し、軽く加熱圧着するようにする。
これにより、ＩＣモジュール１０は埋設凹部２２に固定されると共に、導電性接着剤によりＩＣモジュールの非接触インターフェース部とアンテナコイル２４間の導通が確保される。
【０００９】
図７の接触・非接触兼用ＩＣモジュールの背面図に示すように、接触・非接触兼用ＩＣチップ２が樹脂封止されているモールド部１１からは、ＩＣチップ２に接続するアンテナ接続端子１２，１３がパターン形成されていて、当該アンテナ接続端子１２，１３が開孔１５１，１５２に充填した導電性接着剤に接触して、前記のようにカード基体内のアンテナ接続端子に導通するようにされる。
【００１０】
上記のように製造される接触・非接触兼用ＩＣカードであるが、ＩＣカードの製造工程、特に上記の開口１５１，１５２の掘削に際して断線が生じる。
線材は比較的厚みがあるといっても、０．１ｍｍの径に過ぎないから、生産効率を保ちながらアンテナコイルを確実に露出するまで堀り進むことは、かなり難しいことである。従って、エンドミルにより、アンテナコイルを断線させてしまうことがたびたび生じる。
例えば、図８において、アンテナコイル接続端部２４１または２４２の「×」の箇所が断線した場合には、非接触通信が機能しないことになってしまう。
カード基体を熱圧プレスした後に生じる断線は致命的であって補修ができず、カードの作り直しを生じ、歩留り低下と共に多大な損失となる。
【００１１】
また、従来の接触・非接触兼用ＩＣカードは、曲げ等の応力がＩＣカード基体に繰り返しかかるので、ＩＣモジュールとアンテナコイル間の接続不良が発生することが生じ得る。
特に、ＩＣモジュールは、一般的にはガラスエポキシやＢＴレジン（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）等の基材からなるプリント基板に、ＩＣチップを搭載し、さらに物理的な強度の確保および腐食などを防ぐためにＩＣチップを強固な封止樹脂で固めている。一方で、カード基体は、塩化ビニールまたはＰＥＴ−Ｇなどのプラスチックで作られており、ＩＣモジュールに比較して柔軟な素材であるため、その剛性の違いからＩＣモジュールとカード基材の境界線部分から曲げられた場合、当該部分に応力が集中しやすい。
このため、繰り返し応力が加わると、当該境界線部分から亀裂が入りやすく、亀裂部分にアンテナ線がある場合は、断線が生じて非接触通信が不能になる。
【００１２】
ＩＣモジュールとカード基体内のアンテナコイルの断線を防止して接続の確実性を高めるべく、従来から各種の提案がされている。
例えば、特許文献１では、アンテナ接続端子とＩＣモジュール間に、カード基体を構成するシートによる樹脂層が介在するようにして、ＩＣモジュールを装着することが記載されている。また、特許文献２では、ざぐり孔の周囲に応力吸収孔を設けることが記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−３５３４３９号公報
【特許文献２】特開２０００−２０７５１８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記各特許文献の技術によって、ある程度の補強効果が得られるが、カードの使用フィールドにおけるＩＣカードの取り扱いでは、必ずしも十分な程度の強度を有するとは言えない。
また、いずれの先行技術も、接触・非接触兼用型ＩＣカードの製造工程におけるアンテナコイル断線の効果的防止方法については提案していない。
そこで、本願発明者は、接触・非接触兼用型ＩＣカードの製造工程において、アンテナコイル断線を効果的に防止すると共に、ＩＣカードの使用時においても耐久性の高いカードを達成すべく研究して本発明の完成に至ったものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の要旨の第１は、接触端子板を有し、接触・非接触両用の機能を有するＩＣモジュールが埋設凹部に装着され、ＩＣモジュールの非接触通信機能部がカード基体内のアンテナコイルに接続するＩＣカードにおいて、捲線からなるアンテナコイルがジグザグ状に折り畳まれてアンテナコイル接続端部を形成すると共に、アンテナコイル接続端部終端側を延長した部分が埋設凹部の切削位置を避ける環状回路を形成しながらアンテナコイル接続端部始端側に接続していることを特徴とするＩＣカード、にある。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の要旨の第２は、接触端子板を有し、接触・非接触両用の機能を有するＩＣモジュールが埋設凹部に装着され、ＩＣモジュールの非接触通信機能部がカード基体内のアンテナコイルに接続するＩＣカードにおいて、アンテナコイル接続端部終端側を延長した部分が埋設凹部の切削位置を避ける環状回路を形成しながらアンテナコイル接続端部始端側に接続していることを特徴とするＩＣカード、にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のＩＣカードは、アンテナコイルが捲線で形成されている場合と、エッチングまたはプリント配線で形成されている場合とで異なるので、以下、場合を分け、図面を参照して説明することとする。
図１は、本発明のＩＣカードの第１実施形態を示し、アンテナコイルが捲線である場合、図２は、第２実施形態を示し、アンテナコイルがエッチングまたはプリント配線である場合を示している。図３は、ＩＣカードの層構成と埋設凹部の関係を示している。
【００１８】
図１は、アンテナコイルが捲線の場合であるが、図１（Ａ）は、本発明の接触・非接触兼用ＩＣカードの例を示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩＣカードのＩＣモジュール埋設凹部を示している。
図１（Ａ）のように、本発明の接触・非接触兼用ＩＣカードでは、図４の従来例と異なり、アンテナコイル接続端部２４１，２４２の終端側の最先端部が埋設凹部の切削位置を迂回する環状回路２４３，２４４を有している特徴がある。
環状回路２４３，２４４は、やはり埋設凹部の外側にあって切削の影響を受けない部分でアンテナコイル２４に接続するように形成する。
【００１９】
切削位置である開孔１５１，１５２や第１埋設凹部２２１の周囲を迂回する環状回路２４３，２４４は、図１（Ｂ）のように、コイル接続端部の始端側であるＰ点、Ｑ点でアンテナコイル２４に接続している。
捲線である場合の接続は、高温をかけて捲線金属を融解するか、捲線の被覆を磨いて剥がしておいて導通させるか、あるいは被覆の無い捲線を使用して配線し、逆に図１（Ａ）の交差部Ａには絶縁物をかませる、等の方法を採用できる。
【００２０】
このような回路構成であれば、折り畳まれて形成されているアンテナコイル接続端部２４１が、製造中に図中Ｒで示す矢印先端部分で断線したとしても、環状回路２４３側からＩＣモジュールのアンテナ接続端子に接続するので機能が失われることがない。接続端部２４２が図中Ｓで示す矢印先端部分で断線した場合も同様であって、環状回路２４４側からＩＣモジュールに接続するので機能が失われることがない。
【００２１】
図２は、第２の実施形態であるがアンテナコイルがエッチングまたはプリント配線である場合を示している。図２（Ａ）は、本発明の接触・非接触兼用ＩＣカードの例を示す平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＣモジュール埋設凹部を示している。
図２（Ａ）のように、本発明の接触・非接触兼用ＩＣカードでは、アンテナコイル接続端部２４５，２４６は平板状に形成されている。捲線ではなく敢えて折り畳んで形成する必要が無いからである。
この場合も、アンテナコイル接続端部２４５，２４６から延長して設ける終端側の最先端部が埋設凹部の切削位置を迂回する環状回路２４７，２４８を有している特徴がある。
【００２２】
切削位置である開孔１５１，１５２や第１埋設凹部２２１を迂回する環状回路２４７，２４８は、図２（Ｂ）のように、コイルの始端側のＰ点、Ｑ点でアンテナコイル２４に接続している。
エッチングまたはプリント配線の場合のＰ点、Ｑ点の接続は容易であるが、逆に図２（Ａ）のＡ点においては、絶縁層を介するようにして短絡しないようにすることが必要になる。
【００２３】
このような回路構成であれば、アンテナコイル接続端部２４５に接続する部分が、製造中に図中Ｒで示す矢印先端部分で断線したとしても、環状回路２４７側からＩＣモジュールのアンテナ接続端子に接続するので機能が失われることがない。接続端部２４６に接続する部分が図中Ｓで示す矢印先端部分で断線した場合も同様であって、環状回路２４８側からＩＣモジュールに接続するので機能が失われることがない。
【００２４】
これらの効果は、ＩＣカードの製造工程における場合の効果だけではなく、ＩＣカードの使用フィールドにおけるＩＣカードの取り扱いでも顕著な効果を発揮するものである。
例えば、図１（Ｂ）のＩＣカードにおいて、使用中にＸ点またはＹ点で断線したとしても、Ｍ点またはＮ点側で接続しているので、ＩＣモジュール１０との接続が確保されていて、非接触通信機能が失われることはない。
図２（Ｂ）の場合も同様であり、Ｍ点またはＮ点側で断線した場合も同様であることは容易に類推できる。
【００２５】
上記および以下の実施例では、アンテナコイル接続端子２４１，２４２とＩＣモジュールのアンテナ接続端子１２，１３との導通を半楕円形または円形の開孔１５１，１５２に導電性ペーストを充填して行なう例を記載しているが、この間の導通方法には各種の方法があり、この例に限定されるものではない。
特に、図２のような平板状のアンテナコイル接続端子の場合は、開孔を大きく設ける必要がなく、より小さな小孔を掘削して導通を図る場合が多い。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）
図１、図３を参照して実施例１を説明する。
＜アンテナシートの準備＞
アンテナシートは、３６０μｍ厚の乳白色塩化ビニルコアシート２１１面上に、線径１００μｍ程度のエナメル被覆銅線を、カード基体の周囲を数回周回するようにして形成した。銅線材のコアシートへの固定は、線材のエナメル被覆を溶融してコアシートに固着させる方法によった。
アンテナの接続端部２４１，２４２は、上記銅線材をジグザグ状に３回折り曲げて固め、２ｍｍ角程度の平面になるように形成した。アンテナの接続端部２４１，２４２の延長上の先端部を、図１のように埋設凹部の切削位置を避けて迂回する環状回路２４３，２４４を形成するようにし、それぞれ接続端部始端側のＰ点、Ｑ点でアンテナコイル２４に接続するようにした。接続は銅線に対して瞬間的に高温をかけて融解するようにした。
【００２７】
＜カード基体の準備＞
カード基体２１は、図３のように、上記アンテナ２４を形成した３６０μｍ厚の乳白色塩化ビニルコアシート２１１と、３６０μｍ厚の乳白色塩化ビニルコアシート２１２とを抱き合わせし、さらにその２層のコアシートの裏面側に、５０μｍ厚の透明塩化ビニルオーバーシート２１３と、表面側に、５０μｍ厚の透明塩化ビニルオーバーシート２１４を、組み合わせするものである。
カード基材の積み重ね体を、プレス機に導入して熱圧プレス（条件；１．５×１０６  Ｐａ、１５０度Ｃ、時間５分）し冷却し、一体の状態にしてから取り出し、個々のカードサイズに切断した。
【００２８】
＜ＩＣモジュールの装着＞
その後、ＩＣモジュールの装着のための埋設凹部２２をざぐり機で掘削した。第１埋設凹部２２１の深さＤ１を１９０μｍ、大きさを１１．９×１３．１ｍｍとした。第２埋設凹部２２２の深さＤ２は、カード表面から６００μｍとし、大きさはＩＣモジュールのモールド部が嵌め込みできる大きさ（８．０×８．０ｍｍ）にした。
次いで、第１埋設凹部の表面から、アンテナ接続用の半楕円形の開孔１５１，１５２をエンドミルを使用して掘削した。開孔１５１，１５２の深さＤ３は、カード表面から３６０μｍとすることで、アンテナコイル接続端部２４１，２４２の捲線のほぼ中心に達する深さになった。
【００２９】
接触・非接触兼用のＩＣモジュール１０には、接触端子板サイズが、１１．８×１３．０ｍｍ、厚み１８０μｍのものを使用した。ＩＣモジュールの背面に、厚み５０μｍのホットメルト型接着剤シートを貼着し、開孔１５１，１５２内には導電性ペーストを充填してから、ＩＣモジュール１０を埋設凹部２２内に嵌合させ、ＩＣモジュール上から軽く熱圧をかけることにより、ＩＣモジュールの実装を完了した。
【００３０】
（実施例２）
図２、図３を参照して実施例２を説明する。
＜アンテナシートの準備＞
アンテナシートには、３６０μｍ厚の乳白色塩化ビニルコアシート２１１に、厚み３５μｍの銅箔をラミネートした材料を使用した。この銅箔面をフォトエッチング法によりエッチングして、アンテナコイル２４とアンテナコイル接続端部２４５，２４６を形成した。
アンテナコイル２４は、カード基体を数回周回するようにして形成し、アンテナの接続端部は、２ｍｍ角の平板形状になるように形成した。このアンテナコイル接続端部２４５，２４６に延長する先端部を設け、その先端部を図２のように埋設凹部の切削位置を避けて迂回する環状回路２４７，２４８を形成するようにし、それぞれ接続端部始端側のＰ点、Ｑ点でアンテナコイル２４に接続するように、パターン形成した。
【００３１】
その後のカード基体の準備、ＩＣモジュールの装着は、実施例１と同様にし、開孔１５１，１５２の掘削深さＤ３も同様に、カード表面から３６０μｍになるようにした。
【００３２】
実施例１、実施例２のＩＣカードの製造方法では、製造工程における、アンテナコイルの断線が生じず、歩留り向上効果が顕著に認められた。
また、完成したいずれのＩＣカードも使用時における取り扱いにおいて、断線が生じることが少なく、非接触通信機能が不能になることも顕著に減少した。
【００３３】
【発明の効果】
上述のように、本発明のＩＣカードでは、アンテナコイルの接続端部に埋設凹部の切削位置を避ける環状回路が形成されているので、製造工程においてコイルを断線して不良品となることが少ない。
また、ＩＣモジュールに接続するアンテナコイルの経路が、複数になるので、ＩＣカードの使用過程における断線により、非接触通信不能となる事故が減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＩＣカードの第１実施形態を示し、アンテナコイルが捲線である場合を示す図である。
【図２】本発明のＩＣカードの第２実施形態を示し、アンテナコイルがエッチングまたはプリント配線である場合を示す図である。
【図３】ＩＣカードの層構成と埋設凹部の関係を示す図である。
【図４】接触・非接触兼用ＩＣカードの例を示す平面図である。
【図５】図４のＩＣカードのＩＣモジュール埋設凹部を示す図である。
【図６】図４のＩＣモジュール部の拡大断面図である。
【図７】接触・非接触兼用ＩＣモジュールの背面を示す図である。
【図８】従来のアンテナパターンでの断線発生例を示す図である。
【符号の説明】
１    接触・非接触兼用ＩＣカード
２    接触・非接触兼用ＩＣチップ
１０    接触・非接触兼用ＩＣモジュール
１１    モールド部
１２，１３    アンテナ接続端子
２１    ＩＣカード基体
２２    埋設凹部
２４    アンテナコイル
１５１，１５２    開孔
２１１，２１２    コアシート
２１３，２１４    オーバーシート
２２１  第１埋設凹部
２２２  第２埋設凹部
２４１，２４２，２４５，２４６    アンテナコイル接続端部
２４３，２４４，２４７，２４８    環状回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004171087.tif 000007
【図６】
2004171087.tif 000008
【図７】
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【図８】
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