(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び該第１主面に対向する第２主面を有する第１のカード基材と、
前記第１主面に積層され、前記第１のカード基材よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材と、
前記第１のカード基材の前記第１主面と接するように前記第１主面に沿って前記第２のカード基材中に埋め込まれたアンテナコイルと、
前記アンテナコイルと電気的に接続されたＩＣモジュールと
を備え、
前記ＩＣモジュールが、前記第１のカード基材の前記第１主面及び前記第２主面を貫通する収納穴に配置され、前記収納穴の前記第１のカード基材の前記第１主面及び前記第２主面を貫通する部分から露出した前記アンテナコイルと電気的に接続された接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項２】
前記第１のカード基材と前記第２のカード基材の前記軟化点温度の差が１５〜８０℃である請求項１に記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項３】
前記第１のカード基材の軟化点温度が９０〜１４５℃であり、前記第２のカード基材の軟化点温度が６０〜１００℃である請求項１又は２に記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項４】
前記第１のカード基材と同一材料で形成された第３のカード基材を更に備え、前記第３のカード基材と前記第１のカード基材との間に、前記アンテナコイルが埋め込まれた第２のカード基材が挟持されていることを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項５】
前記第２のカード基材の厚さが、前記アンテナコイルの厚さと同一である請求項４に記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項６】
前記アンテナコイルの埋設深さのバラツキが６０μｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の接触・非接触共用型ＩＣカード。
【請求項７】
第１主面及び該第１主面に対向する第２主面を有する第１のカード基材と、前記第１のカード基材よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材とを用意し、前記第２のカード基材上にアンテナコイルを敷設するアンテナコイル敷設工程と、
前記第２のカード基材上に敷設された前記アンテナコイル上に、前記第１のカード基材の第１主面を対向させて積層し、加熱により前記第２のカード基材を軟化させた状態で前記第１のカード基材と前記第２のカード基材とを熱圧着することにより、前記アンテナコイルを、前記第２のカード基材中に、前記第１のカード基材の前記第１主面に接するように前記第１主面に沿って埋め込ませるとともに、前記第１のカード基材と前記第２のカード基材とを接合する接合工程と、
前記接合工程後に、前記第２のカード基材中に埋め込まれた前記アンテナコイルを露出させる収納穴を形成する穴形成工程と、
前記収納穴にＩＣモジュールを収納し、前記収納穴から露出した前記アンテナコイルと前記ＩＣモジュールとを電気的に接続する導通工程と
を含む接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【請求項８】
前記接合工程が、
前記第２のカード基材の軟化点温度よりも高い第１の温度に前記第１のカード基材及び前記第２のカード基材を加圧しながら加熱することにより前記第２のカード基材を軟化させる第１熱圧着工程と、
前記第１のカード基材及び前記第２のカード基材を前記第１のカード基材の軟化点温度よりも高い第２の温度に加圧しながら加熱する第２熱圧着工程と、
前記第１のカード基材と前記第２のカード基材とを加圧しながら冷却する冷却工程と
を含む請求項７に記載の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【請求項９】
前記接合工程が、前記第１のカード基材及び前記第２のカード基材上にそれぞれ印刷シート及びカバーシートを配置して接合させる工程を含む請求項７又は８に記載の接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【請求項１０】
第１主面及び該第１主面に対向する第２主面を有する第１のカード基材と、前記第１のカード基材よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材と、前記第１のカード基材と同一材料で形成された第３のカード基材とを用意し、前記第２のカード基材上にアンテナコイルを敷設するアンテナコイル敷設工程と、
前記第２のカード基材上に敷設された前記アンテナコイル上に、前記第１のカード基材の第１主面を対向させて積層し、前記第２のカード基材の前記アンテナコイルが敷設された面とは反対面上に第３のカード基材を積層し、加熱により前記第２のカード基材を軟化させた状態で第２のカード基材を前記第１のカード基材と前記第３のカード基材とで挟み込んで熱圧着することにより、前記アンテナコイルを、前記第２のカード基材中に、前記第１のカード基材の前記第１主面に接するように前記第１主面に沿って埋め込ませるとともに、前記第１のカード基材、前記第２のカード基材及び第３のカード基材を接合する接合工程と、
前記接合工程後に、前記第２のカード基材中に埋め込まれた前記アンテナコイルを露出させる収納穴を形成する穴形成工程と、
前記収納穴にＩＣモジュールを収納し、前記収納穴から露出した前記アンテナコイルと前記ＩＣモジュールとを電気的に接続する導通工程と
を含む接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触・非接触共用型ＩＣカード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触・非接触共用型ＩＣカードは、接触型と非接触型の両方の機能を合わせ持つＩＣカードであり、１枚のカードで、高セキュリティ処理から、利便性を重視した非接触で高速な処理まで可能となり、様々な分野での利用が期待されている。接触型ＩＣカードの機能としては、クレジットカード、銀行のＡＴＭカード等があり、非接触ＩＣカードの機能としては、交通系カード、少額決済カード、ＩＤカード等があり、これらの組み合わせにより、様々な応用が可能なＩＣカードを提供することができる。接触・非接触共用型ＩＣカードは、今後、様々な分野で普及し、更に流通が増えると考えられる。
【０００３】
接触・非接触共用型ＩＣカードは、接触通信用の外部電極端子と非接触通信用のアンテナコイルに接続する接続端子を設けたＩＣモジュールが搭載されている。ＩＣモジュール内に収納されているＩＣチップは、１つのチップで接触・非接触の双方の処理を行うことができる。このような接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法は、非接触通信用アンテナを封入したカード基材に、切削加工で凹部を形成し、封入したアンテナコイルの端子を切削加工で露出させる作業と、凹部にＩＣモジュールを収納し、アンテナコイルの端子とＩＣモジュールの端子の電気的接続を行う作業とが行われる。
【０００４】
例えば、特許文献１及び２では、カード基材、アンテナコイル、カード基材を順に積層したカード本体を形成し、このカード本体にＩＣモジュール部を格納する凹部をざぐりによって形成することが記載されている。
【０００５】
特許文献３では、基材上に積層された樹脂層上に超音波振動によって線材を埋め込み、その上に薄板を貼り付けた後、薄板の一部に開口を形成する発明が記載されている。
【０００６】
特許文献４では、熱融着性樹脂基材に金属線アンテナコイルを転写してアンテナシートとし、アンテナコイルを挟むようにアンテナシート上にもう１枚の熱融着性樹脂基材のコアシートを積層し、更に最表面にオーバーシートを積層してカード基材を構成した後、ＩＣモジュール装着用凹部と導通用凹孔を切削し、ＩＣモジュールを装着する発明が記載されている。
【０００７】
特許文献５では、第１のカード基材と第２のカード基材との間にアンテナ基材を挟み込み、第１のカード基材側から掘削された穴部内にアンテナパターンの一部を露出させ、アンテナパターンが露出された接続領域におけるアンテナパターンの一部に導電性接着剤を配置してＩＣチップを穴部内に埋設する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１５３５５号公報
【特許文献２】特開平１１−２５０２１３号公報
【特許文献３】特開２００２−３４２７２９号公報
【特許文献４】特開２００９−１６９５６３号公報
【特許文献５】特開２０１４−２６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜５に記載されるような接触・非接触共用型ＩＣカードの製造においては、特にアンテナコイル端子部分の露出が重要な工程である。この工程が上手くいかないと、ＩＣモジュールとアンテナコイルの接続信頼性が悪くなり、結果として初期故障や使用途中での故障が多発する場合がある。
【００１０】
アンテナコイル端子部分の露出を良好に行う要因の１つに、金属線の埋設深さの安定性がある。例えば、埋込巻線工法によりアンテナコイルを熱融着基材上へ形成する際に、使用する超音波ヘッドのエネルギー、埋込速度、超音波ヘッドの押し圧、コイルパターン形状等によって、金属線が熱融着基材へ埋まる量が変化してしまう。その結果、基材を熱ラミネートしたときに、金属線の封入深さにバラツキが生じてしまう。そのバラツキは、金属線の封入設計値に対して±１００μｍ以上となることもある。
【００１１】
そのため特許文献１及び２に記載されるような金属線上に１０〜２０μｍ程度の軟導電性基材を配置して凹部を切削する方法では、金属線の埋設深さのバラツキが非常に大きい場合には、切削深さを予め設定して一定深さの凹部を切削する場合に、金属線上に配置された導電性接着剤を突き抜けて金属線を傷つける場合や、一部の金属線に凹部の底が到達せずに良好な導通が行えない場合等がある。同様に、特許文献３及び４に記載された発明も、金属線の埋設深さの安定性については何ら意識されておらず、同様な不具合が起こり得る。
【００１２】
一方、特許文献５に記載されるような共振周波数の変化を検知するミーリング刃や金属検知センサー等を使用することによって、金属線の埋設深さのバラツキに対応させた深さの開口部を形成する方法もある。しかしながら、金属線の埋設深さに応じて切削深さを変更する方法は切削作業に慎重性を要し、生産性が低下し得る。また、金属線の埋設深さのバラツキによって適正な露出深さが場所によって変わるため、導電性接着剤を受け入れる空間の体積が場所によって変化する。その結果、同じ量の導電性接着剤の滴下だと、滴下量が不十分となり電気的接続が不安定になったり、逆に導電性接着剤が多すぎてカード表面にはみ出したり、或いは、お互いの端子間が導通してしまう恐れもある。
【００１３】
上記課題を鑑み、本発明は、カード内のアンテナコイルの埋設深さを安定させることが可能な接触・非接触共用型ＩＣカード及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討の結果、軟化点温度の異なる少なくとも２枚の基材を用意し、２枚の基材の間に金属線を挟み込んで接合する際に、その軟化点温度の差を利用することで、金属線の埋設深さをほぼ同じ深さに安定させることが可能となることを見いだした。
【００１５】
従って、本発明は一側面において、第１主面及び第１主面に対向する第２主面を有する第１のカード基材と、第１主面に積層され、第１のカード基材よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材と、第１のカード基材の第１主面と接するように第１主面に沿って第２のカード基材中に埋め込まれたアンテナコイルと、アンテナコイルと電気的に接続されたＩＣモジュールとを備える接触・非接触共用型ＩＣカードが提供される。
【００１６】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードは一実施態様において、ＩＣモジュールが、第１のカード基材の第１主面及び第２主面を貫通する収納穴に配置され、収納穴から露出したアンテナコイルと電気的に接続される。
【００１７】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードは別の一実施態様において、第１のカード基材と第２のカード基材の軟化点温度の差が１５〜８０℃である。
【００１８】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードは更に別の実施態様において、第１のカード基材の軟化点温度が９０〜１４５℃であり、第２のカード基材の軟化点温度が６０〜１００℃である。
【００１９】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードは更に別の実施態様において、第１のカード基材と同一材料で形成された第３のカード基材を更に備え、第３のカード基材と第１のカード基材との間にアンテナコイルが埋め込まれた第２のカード基材が挟持されている。
【００２０】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードは更に別の実施態様において、第２のカード基材の厚さが、アンテナコイルの厚さと同一である。
【００２１】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードは更に別の実施態様において、アンテナコイルの埋設深さのバラツキが６０μｍ以下である。
【００２２】
本発明は別の一側面において、第１主面及び第１主面に対向する第２主面を有する第１のカード基材と、第１のカード基材よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材とを用意し、第２のカード基材上にアンテナコイルを敷設するアンテナコイル敷設工程と、第２のカード基材上に敷設されたアンテナコイル上に、第１のカード基材の第１主面を対向させて積層し、加熱により第２のカード基材を軟化させた状態で第１のカード基材と第２のカード基材とを熱圧着することにより、アンテナコイルを、第２のカード基材中に、第１のカード基材の第１主面に接するように第１主面に沿って埋め込ませるとともに、第１のカード基材と第２のカード基材とを接合する接合工程と、接合工程後に、第２のカード基材中に埋め込まれたアンテナコイルを露出させる収納穴を形成する穴形成工程と、収納穴にＩＣモジュールを収納し、収納穴から露出したアンテナコイルとＩＣモジュールとを電気的に接続する導通工程とを含む接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法が提供される。
【００２３】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法は一実施態様において、接合工程が、第２のカード基材の軟化点温度よりも高い第１の温度に第１のカード基材及び第２のカード基材を加圧しながら加熱することにより第２のカード基材を軟化させる第１熱圧着工程と、第１のカード基材及び第２のカード基材を第１のカード基材の軟化点温度よりも高い第２の温度に加圧しながら加熱する第２熱圧着工程と、第１のカード基材と第２のカード基材とを加圧しながら冷却する冷却工程とを含む。
【００２４】
本発明に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法は別の一実施態様において、接合工程が、第１のカード基材及び第２のカード基材上にそれぞれ印刷シート及びカバーシートを配置して接合させる工程を含む。
【００２５】
本発明は更に別の一側面において、第１主面及び該第１主面に対向する第２主面を有する第１のカード基材と、第１のカード基材よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材と、第１のカード基材と同一材料で形成された第３のカード基材とを用意し、第２のカード基材上にアンテナコイルを敷設するアンテナコイル敷設工程と、第２のカード基材上に敷設されたアンテナコイル上に、第１のカード基材の第１主面を対向させて積層し、第２のカード基材のアンテナコイルが敷設された面とは反対面上に第３のカード基材を積層し、加熱により第２のカード基材を軟化させた状態で第２のカード基材を第１のカード基材と第３のカード基材とで挟み込んで熱圧着することにより、アンテナコイルを、第２のカード基材中に、第１のカード基材の第１主面に接するように第１主面に沿って埋め込ませるとともに、第１のカード基材、第２のカード基材及び第３のカード基材を接合する接合工程と、接合工程後に、第２のカード基材中に埋め込まれたアンテナコイルを露出させる収納穴を形成する穴形成工程と、収納穴にＩＣモジュールを収納し、収納穴から露出したアンテナコイルとＩＣモジュールとを電気的に接続する導通工程とを含む接触・非接触共用型ＩＣカードの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、カード内のアンテナコイルの埋設深さを安定させることが可能な接触・非接触共用型ＩＣカード及びその製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの一例を表す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その１）を表す断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その２）を表す断面図である。
【図４】図３に示すアンテナシートの平面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その３）を表す断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その４）を表す断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その５）を表す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの一例を表す断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その１）を表す断面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカードの製造工程（その２）を表す断面図である。
【図１１】接触・非接触共用型ＩＣカードの反りの評価方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａは、第１主面１ａ及び第１主面１ａに対向する第２主面１ｂを有する第１のカード基材１１と、第１主面１ａに積層され、第１のカード基材１１よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材１２と、第２のカード基材１２中に埋め込まれたアンテナコイル１３と、アンテナコイル１３と電気的に接続されたＩＣモジュール５０とを備える。
【００３０】
第１のカード基材１１と第２のカード基材１２としては、熱融着性を有する熱可塑性樹脂材料を用いることが望ましく、それぞれ軟化点温度の異なる材料が組み合わせて用いられる。熱融着性を有する熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ＰＥＴＧ（非結晶性ＰＥＴコポリマー）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、発泡ＰＥＴ、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）等の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
【００３１】
以下に示す第１及び第２の実施形態では、アンテナコイル１３を介して互いに重ね合わせる２枚の基材の軟化状態の差（軟化点温度の差）を利用して製造される。具体的には、アンテナコイル１３が、軟化点温度の低い基材側に選択的に埋め込まれるように制御される。このとき、軟化点温度の高い方の基材がほとんど軟化しないように制御することで、アンテナコイル１３が軟化点温度の高い方の基材には埋め込まれず、軟化点温度の高い方の基材表面に整列する。
【００３２】
そのため、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２の材料選択に関しては、アンテナコイルが軟化点温度の低い基材側に選択的に埋め込まれるような効果が得られる組み合わせであれば、任意の基材の組み合わせが可能である。例えば、ＰＥＴＧ基材の一般グレードとポリカーボネート基材の一般グレードの組み合わせなどの他種基材の組み合わせであってもよい。例えば、ＰＥＴＧ基材の一般グレードと耐熱グレードの組み合わせなどのように、同一基材の一般グレード品と耐熱グレード品を組み合わせて使用しても良い。勿論、他種基材で一般グレードと耐熱グレードを使用しても良い。
【００３３】
第１のカード基材１１と第２のカード基材１２の軟化点温度の差を利用して、アンテナコイル１３が軟化点の低い基材側に優先的に埋め込まれるようにするためには、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２の軟化点温度の差が１５〜８０℃となるように、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２の材料をそれぞれ選択することがより好ましい。軟化点温度の差を上記範囲とすることにより、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２との間に金属線からなるアンテナコイル１３を埋設する際に、その埋設深さが、ＩＣカード全面においてほぼ同一の埋設深さとなり、アンテナコイル１３の埋設深さのバラツキをより小さくすることができる。
【００３４】
更に、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２とのアンテナコイル１３を介した接合の強度、或いは接合に利用される熱ラミネート装置の作業性や生産性向上の面を考慮すると、第１のカード基材１１は軟化点温度が９０〜１４５℃、より好ましくは１１０〜１４０℃の材料が使用されることが好ましい。第２のカード基材１２は、軟化点温度が６０〜１１０℃、より好ましくは６０〜９０℃の材料が使用されることが好ましい。なお、本発明において「軟化点温度」とは、ビカット軟化点を意味し、ＪＩＳ規格（Ｋ７２０６：１９９９）規定のＡ５０法に準拠した測定により測定した値を意味する。
【００３５】
第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２の厚み（基材厚）は、以下に制限されるものではないが、典型的には５０〜２５０μｍであり、より典型的には１００〜２００μｍである。基材それぞれの厚みは同一であってもよいし、異なる厚みを有していても構わない。
【００３６】
第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２との間には、第２のカード基材１２中に埋設されるように金属線からなるアンテナコイル１３が配置されている。アンテナコイル１３は少なくとも導電線を含んで構成され、好ましくは導電線が自己融着性の絶縁層により被覆されている。導電線は、例えば、銅線、鉄線、金線等の金属線であるが、導電性を有する他の材料を活用しても良い。導電線を被覆する絶縁層は、絶縁性の樹脂層で形成される。アンテナコイル１３として市販のエナメル線を活用しても良い。
【００３７】
図４に示すように、アンテナコイル１３は、第２のカード基材１２の周縁部に沿って配置されたアンテナ部１３ａと第２のカード基材１２のＩＣモジュール搭載領域にメアンダ状に金属線が複数回折り曲げて形成された接続端子部１３ｂを有する。
【００３８】
このようなアンテナコイル１３としては、エッチングで金属線を形成したエッチングアンテナ、金属線をループ状に巻回した巻線アンテナ、印刷技術で金属線を形成した印刷アンテナ等が一般的に利用されるが、本発明では、埋込巻線工法を用いた巻線アンテナが好適に用いられる。
【００３９】
巻線アンテナは、通常、使用する金属線の線径が８０〜１５０μｍであり、エッチングアンテナや印刷アンテナの端子厚みが１０〜５０μｍであるのと比較すると大幅に厚みが厚いため、端子露出のための切削加工が容易になるという利点がある。１０〜５０μｍの端子厚みだと、金属センサーでアンテナコイルを検知しながら作業を行う必要があるが、金属線の線径が８０〜１５０μｍの厚みを有している巻線アンテナの場合は、金属センサー検知無しで切削作業を行い、接続端子を露出することが可能となるため、作業が容易で、生産性が向上する。
【００４０】
図１に示すように、アンテナコイル１３は、第１のカード基材１１と接触した位置で、第１のカード基材１１の第１主面１ａと接するように、第１主面１ａに沿って第２のカード基材１２中に埋め込まれており、接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａの表層面１００ａからの埋設深さＤが接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａの全面においてほぼ均一である。本実施形態によれば、アンテナコイル１３の埋設深さのバラツキは６０μｍ以下であり、より好適な実施形態では４０μｍ以下、更に好適な実施形態では２０μｍ以下である。なお、「アンテナコイル１３の埋設深さのバラツキ」とは、接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａの最表面１００ａの任意の領域からアンテナコイル１３（コイル径の中心まで）の埋設深さＤを複数箇所計測した場合の埋設深さＤの最大値と最小値の差を意味する。
【００４１】
アンテナコイル１３の埋設深さが安定していると、アンテナコイル１３の接続端子部１３ｂを切削加工にて露出させる際に、金属センサーなどを用いる必要が無いため、容易で且つ確実に作業できる。良好な接続端子部１３ｂの露出は、ＩＣモジュール５０との電気的接続においても、容易で且つ確実に作業できることとなるため、信頼性の高い接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａが提供可能となる。
【００４２】
図１に示すように、第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２には、それぞれ所望のデザインを印刷した印刷シート２１、２２と、印刷シート２１、２２を覆うカバーシート３１、３２が順に積層されている。カバーシート３１、印刷シート２１、第１のカード基材１１の第１主面１ａ及び第２主面１ｂを貫通する収納穴１５が切削加工によって設けられており、この収納穴１５にＩＣモジュール５０が収納され、導電性樹脂１６を介してＩＣモジュール５０がアンテナコイル１３に電気的に接続されることによって、接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａが得られる。
【００４３】
次に、図２〜図８を用いて、第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａの製造方法を説明する。まず、図２に示すように、第１のカード基材１１と、第１のカード基材１１よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材１２と、印刷シート２１、２２、カバーシート３１、３２を用意する。
【００４４】
図３及び図４に示すように、第２のカード基材１２上に金属線を用いてアンテナ部１３ａ及び接続端子部１３ｂを有するアンテナコイル１３を敷設したアンテナシート１２Ａを形成する（アンテナコイル敷設工程）。アンテナコイル１３の敷設方法としては、エッチング工法、埋込巻線工法、銀ペースト印刷工法などが一般的に利用可能である。特に、本実施形態では、埋込巻線工法を用いることが好ましい。
【００４５】
埋込巻線工法は超音波融着の原理を活用して、例えば、線径が８０〜１５０μｍの金属線を第２のカード基材１２の上面に埋め込む態様にてアンテナコイル１３を描線する工法である。超音波融着により、第２のカード基材１２の上面が溶融し、アンテナコイル１３が第２のカード基材１２の上面に埋め込まれる。超音波融着に際しては、アンテナコイル１３を構成する金属線を繰り出しながら、金属線を第２のカード基材１２の上面に埋め込むことが可能な配線装置を用いると良い。このような配線装置に組み込まれ得る超音波ヘッドは、金属線を第２のカード基材１２の上面上へ繰り出しつつ、振動と加圧により第２のカード基材１２の上面に埋め込んで、アンテナコイル１３を形成する。
【００４６】
次に、図５に示すように、第２のカード基材１２上に敷設されたアンテナコイル１３上に、第１のカード基材１１の第１主面１ａを対向させて積層する。更に、第１のカード基材１１の第２主面１ｂには印刷シート２１、カバーシート３１を積層する。第２のカード基材のアンテナコイル１３が形成された面（アンテナコイル形成面）と反対側の面には印刷シート２２、カバーシート３２を積層する。そして、加熱により第２のカード基材１２を軟化させ、第２のカード基材１２を軟化させた状態で第１のカード基材１１と第２のカード基材１２とを熱圧着する。これにより、アンテナコイル１３を、第２のカード基材１２中に、第１のカード基材１１の第１主面１ａに接するように第１主面１ａに沿って埋め込ませるとともに、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２とを接合し、更に印刷シート２１、２２及びカバーシート３１、３２も接合する（接合工程）。
【００４７】
接合工程においては、例えば熱ラミネート加工が好適に用いられる。熱ラミネート加工は、図５に示すように、接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａを構成する全ての層を積層した後に、１回の熱ラミネートですべての層間の接着を行う１回ラミネート工法と、アンテナコイルが形成された第２のカード基材１２と第１のカード基材１１の接着のみを先に行うプレラミネートの後に、そのプレラミネート済みのシートにデザイン印刷シート２１、２２とカバーシート３１、３２をそれぞれ配置し最終の熱ラミネートを行う２回ラミネート工法が利用可能である。
【００４８】
接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａの表面全体にデザインが形成される場合は、１回ラミネート工法で接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａを仕上げようとすると、封入したアンテナコイル１３の影響を受けて、デザインが歪んでしまうことがある。デザインの歪みを確実に無くし、安定して生産を行うには、２回ラミネート工法がより好ましい。
【００４９】
なお、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２の接合においては、第１のカード基材１１と第２のカード基材１２との軟化点温度の差を利用するために、第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２の温度が少なくとも２つの温度で保持されることが好ましい。
【００５０】
即ち、接合工程では、まず、第２のカード基材１２の軟化点温度よりも高い第１の温度に第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２を加圧しながら加熱することにより、第２のカード基材１２を選択的に軟化させる第１熱圧着工程と、第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２を第１のカード基材１１の軟化点温度よりも高い第２の温度に加圧しながら加熱する第２熱圧着工程と、第１のカード基材と第２のカード基材とを加圧しながら冷却する冷却工程とを含むことができる。
【００５１】
例えば、プレラミネートを実施する場合、まず、第１のカード基材１１及びアンテナコイル１３が形成された第２のカード基材１２をラミネート装置内に搬送し、例えば加圧加温機構等の上に配置して加圧しながら（例えば６０Ｎ／ｃｍ2）第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２を第１の温度（例えば１００℃）に加温して５〜１５分程度保持する。これにより、アンテナコイル１３が形成された第２のカード基材１２が軟化する。次に、第１のカード基材１１及びアンテナコイル１３が形成された第２のカード基材１２を、ラミネート装置の設定温度（ラミネート温度）である第２の温度（例えば１３０℃）にまで加圧及び加熱しながら３〜１０分程度保持する。その後、第１のカード基材と第２のカード基材とを加圧冷却機構等の上に配置し、加圧しながら室温まで冷却する。冷却は、例えば、圧力６０Ｎ／ｃｍ2、温度２０℃に設定した冷却プレス等で行う。
【００５２】
これにより、アンテナコイル１３を軟化した第２のカード基材１２側へ第１のカード基材１１の第１主面１ａにより押し込んで、アンテナコイル１３の埋設及び第１のカード基材１１及び第２のカード基材１２の接合を完了させることができる。なお、第２の加熱温度は、第１のカード基材１１の材料にもよるが、熱圧着性向上の点を鑑みると、第１のカード基材の５〜４０℃程度、より好ましくは１０〜３０℃程度、高い温度に設定されることが好ましい。プレラミネートの後に、デザイン印刷シート２１、２２とカバーシート３１、３２をそれぞれ配置して、最終の熱ラミネートを行うことで、図６に示す積層体１０ａが得られる。
【００５３】
図７に示すように、積層体１０ａの第１のカード基材１１が配置された側の表層面１００ａから、カバーシート３１、印刷シート２１、第１のカード基材１１の第１主面１ａ及び第２主面１ｂを貫通し、第２のカード基材１２中に埋め込まれたアンテナコイル１３の一部を露出させる収納穴１５が、切削加工によって設けられる（穴形成工程）。切削加工のための切削手段としては、例えば、刃やレーザー装置が用いられ、具体的にはビク刃、切削刃、レーザーカッター又はミーリング装置等を活用すると良い。特に、収納穴１５の形成とアンテナコイル１３の接続端子部１３ｂの露出とを同時に行うには、ミーリング装置を利用するのが適当である。
【００５４】
本発明では、アンテナコイル１３は、第１のカード基材１１と接触した位置で、第１のカード基材１１の第１主面１ａと接するように、第１主面１ａに沿って第２のカード基材１２中に埋め込まれており、接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａの全面において埋設深さＤはほぼ均一である。このため、積層体１０ａの第２のカード基材１２が配置された側（図１のカバーシート３２の表面側）から、第２のカード基材１２中に埋設されたアンテナコイル１３を露出させるための収納穴１５を切削加工によって設けても、同様の効果が得られる。
【００５５】
次に、収納穴１５にＩＣモジュール５０を収納し、収納穴１５から露出したアンテナコイル１３とＩＣモジュール５０とを電気的に接続する（導通工程）。ＩＣモジュール５０の接続端子とアンテナコイル１３との間の電気的接続を確保する具体的な方法は、ハンダ付け等の任意手法を採用することが可能であるが、図１に示すように、熱硬化型の導電性樹脂（導電性ペースト）１６を介して、ＩＣモジュール５０とアンテナコイル１３との間の電気的な接続を行う方法が大量生産に適している。
【００５６】
このように、第１の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａによれば、アンテナコイル１３が第１のカード基材１１の第１主面１ａと接触した位置で埋設されるため、表層面１００ａからの埋設深さが均一となり、アンテナコイル１３の埋設深さのバラツキが低減されるという効果が得られる。アンテナコイル１３の埋設深さが安定していると、アンテナコイル１３の一部を接続端子部１３ｂとして切削加工にて露出させる際に、容易で且つ確実に作業できる。同時に、良好な接続端子部１３ｂの露出は、ＩＣモジュール５０との電気的接続においても、容易で且つ確実に作業できるため、信頼性の高い接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａが提供可能となる。
【００５７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ｂは、図８に示すように、第３のカード基材１４を更に備え、第３のカード基材１４と第１のカード基材１１との間に、アンテナコイル１３が埋め込まれた第２のカード基材１２が挟持されている点が、図１に示す接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａと異なる。他の構成は、図１に示す接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ａと実質的に同様である。
【００５８】
第３のカード基材１４は、第３主面１ｃ及び第３主面１ｃに対向する第４主面１ｄを有し、第３主面１ｃが第２のカード基材１２に接合されている。第３のカード基材１４は、第２のカード基材１２よりも軟化点温度が高く、第１のカード基材１１と同一材料で形成されている。同一材料からなる２枚のカード基材（第１のカード基材１１及び第３のカード基材１４）で第２のカード基材を挟み込むことにより、軟化点温度の差に起因する接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ｂの反りをより小さくすることができる。
【００５９】
第３のカード基材１４の厚み（基材厚）は、以下に制限されるものではないが、典型的には５０〜２５０μｍであり、より典型的には１００〜２００μｍである。第１のカード基材１１と第３のカード基材１４のそれぞれの厚みは同一であってもよいし、異なる厚みを有していても構わない。熱圧着工程に起因する熱膨張による接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ｂの反りの問題を考慮すれば、第３のカード基材１４の厚みは、第１のカード基材１１の厚みと揃えることが好適である。
【００６０】
図８に示す接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ｂにおいては、第２のカード基材１２の厚さが、アンテナコイル１３の厚さ（基材積層方向の最大径（線径））と同一であることが好ましい。これにより、アンテナコイル１３が第１のカード基材１１の第１主面１ａと第３のカード基材１４の第３主面１ｃとの間で、第１主面１ａ及び第３主面１ｃと接するように第１主面１ａ及び第３主面１ｃに沿って並んで配置されるため、カードの反りを低減しつつ、且つアンテナコイルの埋設深さのバラツキをより小さくすることができる。
【００６１】
第２の実施の形態に係る接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ｂの製造する場合は、図９に示すように、第１のカード基材１１と、第１のカード基材１１よりも軟化点温度が低い材料で形成された第２のカード基材１２と、第１のカード基材１１と同一材料で形成された第３のカード基材１４と、印刷シート２１、２２、カバーシート３１、３２を用意し、これらを、第１の実施の形態で示した製造方法と同様な手法で熱ラミネートすることで、積層体を作製する。積層体に収納穴１５を作製し、収納穴１５から露出したアンテナコイル１３とＩＣモジュール５０との電気的接続を行うことによって、接触・非接触共用型ＩＣカード１０Ｂが完成する。なお、図８においては、収納穴１５が、第１のカード基材１１（カバーシート３１）を貫通し、第２のカバーシート１２内のアンテナシート１３の一部を露出させるように形成されている例を示しているが、第３のカード基材１４（カバーシート３２）側から第３のカード基材１４の第３主面１ｃ及び第４主面１ｄを貫通してアンテナシート１３の一部を露出させるように収納穴を形成しても良いことは勿論である。
【実施例】
【００６２】
以下に本発明の実施例を示すが、これらの実施例は本発明及び本発明の利点をより理解するために提供されるものであり、作製順序や作製材料等を含めて、本発明が以下の記載に限定されることを意図するものではない。
【００６３】
（実施例１）
第２のカード基材として熱融着性基材（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＨＩ−ＦＧ、厚み０．１５ｍｍ、軟化点温度７８℃）を準備し、金属線（エレクトリゾーラ社製、自己融着皮膜銅線ＡＢ１５φ０．１０ｍｍ）を超音波ヘッドにて基材表面へ埋め込みながらアンテナコイルを形成した。その後、第１のカード基材として熱融着性基材（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＥＴ、耐熱グレード、厚み０．１５ｍｍ、軟化点温度１２５℃）を第２のカード基材のアンテナコイル形成面に積層し、仮止めして、プレラミネート温度１３０℃として、プレラミネートを実施した。プレラミネートでは、６０Ｎ／ｃｍ2で加圧しながら第１及び第２のカード基材をまず１００℃に昇温して１０分程度保持した後、プレラミネート温度である１３０℃に昇温して５分間保持し、その後加圧しながら室温まで冷却した。更に、プレラミネートしたコアシートの表裏にデザイン印刷シート（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）ＰＧ−ＷＨＩ−ＦＧ、厚み０．２０ｍｍ）を配置し、その外層にカバーシート（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＣＨＩ−ＦＧ、厚み０．０５ｍｍ）を配置してラミネート温度１３０℃、６０Ｎ／ｃｍ2で最終ラミネートして積層体を形成した。得られた積層体をカード形状に個片化し、複数のカード形状媒体を得た。このカード形状媒体の表面を切削加工により切削して収納穴を形成するとともに、アンテナコイルの接続端子部の露出を行った。アンテナコイルの接続端子部の露出は、切削深さを０．４５ｍｍに設定して加工した。ＩＣモジュールを収納穴へ配置して電気的接続を行うことにより、接触・非接触共用型ＩＣカードを作製した。
【００６４】
（実施例２）
第２のカード基材として熱融着性基材（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＨＩ−ＦＧ、厚み０．１０ｍｍ、軟化点温度７８℃）を準備し、金属線（エレクトリゾーラ社製、自己融着皮膜銅線ＡＢ１５φ０．１０ｍｍ）を超音波ヘッドにて基材表面へ埋め込みながらアンテナコイルを形成した。その後、第１及び第３のカード基材として熱融着性基材（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＥＴ、耐熱グレード、厚み０．１５ｍｍ、軟化点温度１２５℃）を第２のカード基材の両面に積層して、１３０℃の温度で実施例１と同様のプレラミネートを実施した。プレラミネートしたコアシートの表裏にデザイン印刷シート（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＨＩ−ＦＧ、厚み０．１５ｍｍ）を配置し、その外層にカバーシート（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＣＨＩ−ＦＧ、厚み０．０５ｍｍ）を配置して１３０℃で最終ラミネートして積層体を形成した。得られた積層体をカード形状に個片化し、複数のカード形状媒体を得た。このカード形状媒体の表面を切削加工により切削して収納穴を形成するともに、アンテナコイルの接続端子部の露出を行った。アンテナコイル端子の露出は、切削深さを０．４０ｍｍに設定して加工した。ＩＣモジュールを収納穴へ配置して電気的接続を行うことにより、接触・非接触共用型ＩＣカードを作製した。
【００６５】
（比較例）
第１のカード基材を第２のカード基材と同様の材料（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＨＩ−ＦＧ、厚み０．１５ｍｍ）とした以外は、実施例１と同様の工程で接触・非接触共用型ＩＣカードを作製した。
【００６６】
＜切削加工によるアンテナコイル接続端子部露出工程への影響＞
実施例１、２及び比較例で作製された接触・非接触共用型ＩＣカード１００枚に対し、収納穴から露出したアンテナコイルの接続端子の露出状況をそれぞれ１０倍ルーペによる目視検査で確認した。結果を表１に示す。表１中、「良品」とは露出不良及び過剰切削のいずれも確認されなかった物を示し、「不良品」中の「露出不良」とは、アンテナコイルの接続端子部の上部に基材樹脂が残っていた場合を表す。「過剰切削」とは、切削が深すぎて、端子部分の金属線を切断していた場合を示す。表１に示すように、実施例１及び２のいずれも切削加工によりすべて良品が得られていることが分かる。
【００６７】
【表１】
0006405158.tif 000002
【００６８】
＜ＩＣモジュールとアンテナコイルとの電気的接続への影響＞
実施例１、２及び比較例で作製された接触・非接触共用型ＩＣカード１００枚に対し、ＩＣモジュールとアンテナコイルとの導通状態を確認した。ＩＣモジュールを搭載した接触・非接触共用型ＩＣカードは、アドバンテスト社製、ネットワーク・アナライザＲ３７５３ＢＨを使用して共振波形を測定し、共振周波数と出力値とを検出することにより導通状態を確認した。導通状態に異常がある場合は、共振周波数が変化したり、出力値が低下したりした。ここでは、設計共振周波数値に対して±０．３ＭＨｚ以内であるか、又は出力値が設計出力値に対して８０％以上を示すものを「良品」として評価し、それ以外のものを「不良品（共振不良／出力不良）」として評価した。結果を表２に示す。比較例では、不良品が発生した。
【００６９】
【表２】
0006405158.tif 000003
【００７０】
＜実施例１と実施例２の接触・非接触共用型ＩＣカードの反り特性について＞
実施例１及び実施例２の接触・非接触共用型ＩＣカードの反り特性を評価した。温度２０±３℃、湿度６５±１０％の雰囲気条件下で、図１１に示すように、基準板３上に接触・非接触共用型ＩＣカード１０を配置し、基準板３から接触・非接触共用型ＩＣカード１０の頂点までの距離を測定した。１０枚の接触・非接触共用型ＩＣカード反り特性の評価結果の最大値、平均値及び最小値を表３に示す（単位はいずれも「ｍｍ」である）。実施例２の接触・非接触共用型ＩＣカードの反りの方が小さくなった。
【００７１】
【表３】
0006405158.tif 000004
【００７２】
＜カード基材の材料に対するアンテナコイルの埋設深さバラツキの影響＞
第１のカード基材及び第２のカード基材として、軟化点温度がそれぞれ異なる材料を種々に組み合わせた場合のアンテナコイルの埋設深さバラツキへの影響を評価した。サンプルＡ〜Ｆとして軟化点温度７８〜１４０℃の材料を第１のカード基材又は第２のカード基材として使用した。サンプルＡ〜Ｆの製造は実施例１と同様の手順で行った。ここでは、軟化点温度７８℃の材料として、ＰＥＴＧ材料（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＨＩ−ＦＧ）を使用した。軟化点温度１２５℃の材料として、ＰＥＴＧ材料（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＥＴ）を使用した。軟化点温度１１０℃の材料としてＰＥＴＧ材料（三菱樹脂製ディアフィクス（登録商標）、ＰＧ−ＷＨ）を使用した。軟化点温度６２℃の材料としてＰＶＣ材料を使用した。軟化点温度１４０℃の材料としてポリカーボネート材料を使用した。第１のカード基材及び第２のカード基材の軟化点温度の組み合わせを表４に示す。
【００７３】
【表４】
0006405158.tif 000005
【００７４】
アンテナコイルの埋設深さバラツキの評価は、接触・非接触共用型ＩＣカードのＩＣモジュールが配置された側の最表面内の任意の測定点について、最表面から計測したアンテナコイルの埋設深さを測定した。結果を表５に示す。表５中「ラミネート温度」とはラミネート装置内で第１のカード基材と第２のカード基材とが熱圧着される際の温度を表す。なお、サンプルＡ〜Ｆともに、ラミネート装置内で６０Ｎ／ｃｍ2の圧力で第２のカード基材の軟化点温度以上に１０分程度保持した後に、ラミネート温度まで昇温して５分保持し熱プレスした後に室温まで冷却した結果を表す。
【００７５】
表５中「埋設深さの安定性」の評価については、バラツキが０〜０．００５ｍｍのものを「○」、０．０５ｍｍを越えて０．０９ｍｍ以下のものを「△」、０．０９ｍｍを越えるものを「×」として評価した。
【００７６】
【表５】
0006405158.tif 000006
【００７７】
表５の結果から、第１のカード基材と第２のカード基材の軟化点温度の差が大きくなるにつれて埋設深さのバラツキが小さくなっており、温度差が１５℃以上でバラツキ低減効果がみられ、更に３０℃以上であるとより効果的であることが分かる。なお、軟化点温度差が８０℃を越えた場合には、軟化点温度の低い第２のカード基材が軟化しすぎて熱ラミネートの際に流れ出してしまい、流れ出しによる厚みムラが生じ、埋設深さのバラツキを小さく抑えることができなかった。
【符号の説明】
【００７８】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…接触・非接触共用型ＩＣカード
１１…第１のカード基材
１２…第２のカード基材
１３…アンテナコイル
１４…第３のカード基材
１５…収納穴
１６…導電性樹脂
２１、２２…印刷シート
３１、３２…カバーシート
５０…ＩＣモジュール
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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