(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装されたＩＣモジュールの背面のカード基体内に、前記ＩＣモジュールの外部端子の面と平行になるように金属の薄板状の補強部材が形成されたＩＣカードにおいて、前記補強部材は、前記ＩＣモジュールの外部端子面積より大きく、前記ＩＣカードと近似の形状を成し、前記補強部材には、補強部材の左右外側に向かって面積が次第に大きくなる複数の穴が開けられていることを特徴とする補強部材搭載ＩＣカード。
【請求項２】
実装されたＩＣモジュールの背面のカード基体内に、前記ＩＣモジュールの外部端子の面と平行になるように金属の薄板状の補強部材が形成されたＩＣカードにおいて、前記補強部材は、前記ＩＣモジュールの外部端子の面積より大きく、前記ＩＣカードの長辺方向に長い菱形形状を成し、前記菱形形状の４つの先端が丸くなっていることを特徴とする補強部材搭載ＩＣカード。
【請求項３】
実装されたＩＣモジュールの背面のカード基体内に、前記ＩＣモジュールの外部端子の面と平行になるように金属の薄板状の補強部材が形成されたＩＣカードにおいて、前記補強部材は、前記ＩＣモジュールの外部端子の面積より大きく、前記ＩＣカードの長辺方向に長い菱形形状を成し、前記菱形形状の４つの先端が尖っていることを特徴とする補強部材搭載ＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ＩＣカードの耐湾曲性向上のための手段に関し、詳しくは、ＩＣモジュールの中のＩＣチップの保護と、ＩＣカードのモジュール周辺部の補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、磁気カードに比べ記録容量が大きいことと、記録された情報の機密性（セキュリティ）が高いという特徴を有し、更にリーダ・ライタが安価であるという大きな特徴を有する。
このような特徴を有するＩＣカードであるがチップの記憶容量を高め、セキュリティを高めようとするとチップの面積が大きくなってしまう。
電話カードのように書き換えを必要としないタイプのチップを使用した場合は、使い捨てメモリと簡単なロジック回路のみで済むために、チップの面積はさほど大きくする必要がなかった。
ところが、金融機関で使用したり、インターネット上で使用したり、電子マネーの記憶媒体として使用するようになると、データの書き換え機能や通信の際の暗号解読機能を搭載するようになり、自ずとＯＳ（オペレーティングシステム）の占める容量、すなわち、面積が大きくなり、その結果、チップサイズが大きくなってしまう。
一方、ＩＣカードの価格を低く押さえるために、まずＩＣモジュールの価格を低く押さえることが必要で、モジュールに使用される基板も多層基板から1層基板に切り替えられてきている。
【０００３】
このような背景がある一方で、顧客からは磁気カードと同レベルの曲げに対して強いカードが要求されている。
曲げに対する補強策に関しては、布製のメッシュや、矩形状の金属の薄板をモジュールの背面、すなわち、ＩＣモジュールの外部端子の裏側に設けられたＩＣチップの樹脂封止部を収納するために、カード基体に形成された凹部の下に埋設したりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
メッシュの場合は、カード基体の凹部付近の亀裂を防止することはできるが基体材料の薄い部分が、曲げによって伸びてしまい元に戻したときに皺として残ってしまうという欠点がある。
また、単なる矩形状金属の薄板を凹部の下にあてがった場合、金属が薄い場合は曲がったまま元の状態に戻らなくなり、金属が厚い場合は、金属のエッジ部分のカード基体に亀裂が生じる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の補強部材搭載ＩＣカードは、実装されたＩＣモジュールの背面のカード基体内に、前記ＩＣモジュールの外部端子の面と平行になるように金属の薄板状の補強部材が形成されたＩＣカードにおいて、前記補強部材は、前記ＩＣモジュールの外部端子面積より大きく、前記ＩＣカードと近似の形状を成し、前記補強部材には、補強部材の左右外側に向かって面積が次第に大きくなる複数の穴が開けられていることを特徴とするものである。また、前記補強部材は、前記ＩＣモジュールの外部端子面積より大きく、前記ＩＣカードの長辺方向に長い菱形形状を成し、前記菱形形状の４つの先端が丸や、尖った形状を成していることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の補強部材搭載ＩＣカードの一実施形態について説明する。
【０００７】
図１は、本発明の補強部材搭載ＩＣカードの表面平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、補強部材の一実施例について説明するための図、図４は、補強部材の第２の実施例について説明するための図、図５は、補強部材の第３の実施例について説明するための図、図６は、ＩＣカードを表側を内側に湾曲させたときに補強材がない場合に凹部のエッジ周辺から亀裂が生じる様子を説明するための図、図７は本発明の補強材をあてがったときの湾曲状態を説明するための図、図８は、ＩＣカードの一製造方法である積層方式を説明するための図、である。
【０００８】
図１、図２を参照して本発明の補強部材搭載ＩＣカードについて説明する。
ＩＣカード１は、その中央左側にＩＣモジュール４がカード基体３に嵌め込まれ、外部端子がカード表面に露出している。
補強部材２は、ＩＣモジュールの接点すなわち外部端子基板より、若干大きめになっている。図１では破線で囲まれ、網がかけられた部分が補強部材である。
図１では、補強部材は矩形の実施例を示しているが、本発明では、後述するように特に矩形に限定はしていない。
図１ではカードの表面に印刷が施されていないが、実際は、カードの表裏に印刷が施されていることがほとんどで、カード表面に印刷層が露出している場合や、透明シート（オーバーシート、または、オーバーレイともいう。）で印刷面を保護している場合がある。
【０００９】
図２は、積層カードにＩＣモジュールを嵌め込んだ状態のＩＣモジュールの断面を示しているが、この積層カードは６枚のシートを積層した積層カードで、各層の境界１０を点線で表示している。
使用される材料は、ポリ塩化ビニルや、ポリ塩化ビニルとポリ酢酸ビニルの共重合体、非晶質のポリエステルが一般的である。
この材料が多く使用されている理由は、単価が安く、しかも加工性に富んでいるためであるが、条件次第で他の材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等を選択し使用することができる。
積層カードの積層枚数は、さまざまであるが、接着剤を使用して積層することが多く、したがって積層枚数は少ないほうがコスト的に有利である。
ところが本発明では、補強部材２を、カード基材３に形成した凹部５の下に埋め込む必要があり、前記のように６層構成としている。
図示していないが、図２の実施例では、６枚のシートの厚さはそれぞれ、表裏の透明シートがそれぞれ０．０５ｍｍ、表裏の乳白の印刷シートがそれぞれ０．１０ｍｍ、２枚のコアシートがそれぞれ０．２３ｍｍで、合計０．７６ｍｍになっている。コアシートは１枚のシートでも良く、その場合は、０．４６ｍｍとなる。
各シートの積層は熱ｔ圧力で行うが、接着剤を使用する場合は、熱可塑性の接着剤をそれぞれの接着面にコーティングし、１００〜１２０℃で加圧・加熱する。
加熱時間は凡そ１０〜３０分、圧力は２〜３ＭＰａである。
加圧・過熱により積層されたカード基体は、加熱時間とほぼ同じ時間冷却され、室温になったら加圧装置から取り出して、抜き型によって１枚のカードに仕上げられる。
仕上がったカードは、印刷の検査、シグネチュアパネル貼付、ホログラム貼付などを行って次のＩＣカード工程に送られる。
【００１０】
次にＩＣカード化のための最初の工程である、凹部５の加工について説明する。
カードを、切削機にセットし特殊なバイトでカードの所定部分に凹部を形成する。
まず、モジュールの基板を接着固定するための第１の凹部を切削によって加工する。この凹部の深さは、基板４１（外部端子がを構成するポリイミド、ガラスエポキシ等のフィルム、端子面の金属、例えば、銅、ニッケル、金、および、これら金属を接着している接着剤）に、更に、前述の基板を接着する接着剤６の厚さを合計した厚さになる。
第２の凹部は、ＩＣチップ４２や、ボンディングワイヤ４４を、割れや、断線から守るために行っている樹脂封止部４３を埋設するためのものである。樹脂封止の部分は、チップの厚さが薄くなっても、リーダライタと接続する外部端子と、チップの端子を接続するワイヤが、チップの端子からワイヤを立ち上げるときに図のように盛り上がるために、この部分で封止樹脂の厚さが厚くなり凹部をその分深く設定してやらねばならない。
第１の凹部と、第２の凹部を合計した凹部５の深さは、０．４〜０．５ｍｍとなって、カード全体の厚さ０．７６ｍｍ±０．０８ｍｍから計算すると、凹部の下側にはカード基体が０．３〜０．４ｍｍしか残らない。そのために凹部の底の部分周辺に亀裂が入りやすくなるのである。
【００１１】
次に、ＩＣモジュール４について説明する。
前述した基板４５には、まずＩＣチップ４１の各端子と、外部端子４１の裏側に結線する金属ワイヤ４４を通すための、５〜８個／モジュールの小さな穴を所定の位置に開ける。
その上から銅の薄板を接着剤で張り合わせ、外部端子のパターンにエッチングした後、ニッケルめっき、金めっき等をを施す。
基板の裏側は、チップを接着する部分にやはり金属の薄板を形成し、その上にＩＣチップ４２を接着する。ＩＣチップの外側の面には集積回路が形成されていて、チップ面の各接続端子と、前述の外部端子（裏側）がアルミニウム、または、金製のワイヤー４４でボンディングされる。
ワイヤーボンディングが済んだら、ＩＣチップ、および、ワイヤーを外部からの破壊から保護するためにその周辺を樹脂で封止する。そのために、型にセットして粉末または液状の樹脂を流し込み、固化する。他の方法として、チップ、および、ワイヤーの周囲にダムを形成して、ワイヤーを埋没するまで樹脂を盛り込んで固化し封止部４３を形成する。
このようにして作製したＩＣモジュール４をＩＣカード用カード基体３に実装する。
実装には、第1凹部の平らな部分に、液状の、または、フィルム状の接着剤６を塗布、または、セットしてＩＣモジュール４と、カード基体を接着する。
【００１２】
補強部材２は、各シートを積層する前に、カード基体の裏面側の２枚目のシートの上に固定しておく。
固定する方法は、接着剤や、粘着剤によって、後述、図３、図４、図５に示すような形状の補強部材２を、正確な位置に配置して行く。
【００１３】
図３、図４、図５に示す補強材の形状例は、いずれもＩＣモジュールの外部端子の大きさ（４）より大きめになっている。図３の補強部材２も天地方向の大きさをもっと広げて左右方向と同じ長さにしても良いのであるが、カードの厚さが０．８ｍｍ近くあるので、カードの短辺方向は、簡単には湾曲せず、補強部材の役割としては実質的には、外部からの衝撃からＩＣチップを保護することが主な目的となっている。
【００１４】
図３の例においては、一枚の矩形状の厚さ１５〜３０μｍの薄い金属の板を型、または、エッチングによって穴開けし、図中、楕円形の長辺、および、短辺の長さが、穴２１＞穴２２＞穴２３、のように矩形の中央に行くにしたがって穴の面積が小さくなるように形成する。金属の面積が大きいほど、曲がりに対する抵抗が大きくなるのでカード基体が湾曲したときに中心部ほど曲がりにくい構造になっている。
【００１５】
図４、図５の例は、補強部材の形状を単純化し、安価で、なおかつ、カードの湾曲による曲げに対しては、ＩＣモジュールの中心から外側に向かって直線的に応力を減衰させる効果がある。
【００１６】
図３〜図５に示す補強部材は、カード基材への実装のために、補強部材の裏側に、熱可塑性で、かつ、カード基材に使用される材料に接着する接着剤を事前に塗布しておいても良いし、印刷シート、または、コアシートに接着剤を塗布して、所定の位置に固定する方法でも良い。
図５の形状の場合は、鋭い先端を最初から一定方向に曲げていおて、コアシートに対して、釘のように打ち込んで、物理的に固定しても良い。
ここで紹介している実施例以外にも、補強部材の中心部から外側に向けて、曲がりやすい構造の形状をしているものであれば、図３、図４、図５の形状に拘るものではない。
【００１７】
図６に示す従来のＩＣカードは、カードの長辺、または、短辺に湾曲が生じたときに、凹部５の、主に、凹部エッジの周辺部３１に応力が集中して、最初は前記３１の部分のカード基材３に伸びが発生する。湾曲から元の平らな状態になると、伸びた部分が元に戻らなくなり、小さな皺が発生する。
皺の部分が繰り返し伸ばされたり、戻されたりするうちに小さな亀裂が入り、一度発生した亀裂部分は、伸びることがないために、図６の３１で示すように矢印の方向に（亀裂が）拡大して行く。
【００１８】
図７は、本発明の補強部材２が、凹部５の背面に埋設された状態を示しているが、図６と比較すると、図６の３１に相当する部分が、モジュール４の背面から外に向かって分散しており、図６の亀裂が生じる部分、すなわち、凹部５の角の部分に伸び生じないのである。
しかも、モジュールの背面の中央部から外側に向かって次第に曲がりやすくなっているために、外部から加わった応力が１箇所に集中することがないために、補強部材２の先端部分では、ほとんど基材３の材料が保有している基材固有の曲げ強度に移行している。
【００１９】
図８を参照して、積層方式のＩＣカードの作製方法について説明する。
Ｉカードは、多くの場合、多面付けで印刷され、図８に示すように、各シートが重ねられ、熱と圧力で積層された後、1枚づつに型抜きされ、更に座繰り機によって凹部加工等、追加加工を施されてＩＣモジュール実装ライン（図示せず）に回される。
【００２０】
まず、図８の表裏印刷用乳白シート１０２に表、および、裏のデザインを印刷する。
デザインにより印刷の方式を使い分けるが、多くはオフセット印刷により、ＵＶ（紫外線）硬化型インキ、希には酸化重合型インキ等を使用して細かい線や写真物を印刷する。
ＵＶインキは紫外線を照射して瞬間乾燥し、酸化重合型インキは印刷面を空気中に曝して一定時間放置して乾燥させる。
また、重厚で深みのあるデザインの場合は、スクリーン印刷（シルクスクリーン印刷ともいう。）によって印刷する。
スクリーン印刷の場合、印刷方式がシンプルであるためインキの選択の自由度が高く、カードの印刷で多く利用される。
すなわち、使用されるカード基材の材料に合わせて、接着性の良い樹脂、および、溶剤を選択することができ、応用範囲が広くなる。
スクリーン印刷が終わった印刷シートは、ラックに載せられて１色毎に乾燥炉の中を通過させ乾燥させる。
印刷に際しては、多くの場合１５〜３０面付けで行われる。
【００２１】
印刷インキが乾燥したら図８に示すように、表裏の乳白シート１０２の間にコアになる乳白シート１０３を挟み、表裏の印刷インキ面に透明シート１０１を重ねて積層する。
本発明の補強部材２は、この前段階で印刷シートの裏側に、多面付けのピッチに合わせて接着しておく。
図３〜図５で一部説明したように、正確には、印刷が終わり、接着剤塗布加工を行った後で補強部材を裏面印刷シートの裏側に接着するか、コアシートの印刷シートの接着剤側に、印刷の多面付けピッチに合わせて接着する。
前述のようにして、補強部材が搭載されたシートを、順番に重ねて積層する。
表面、または、裏面の透明シートには予め磁気ストライプが複数列転写されている場合もある。
積層は、通常、熱と圧力によって行われ、接着剤を使用する場合は印刷シート１０２の両面、および、コアシート１０３の両面、および、透明シートの接着面に熱再活性タイプ（熱可塑性）の接着剤をコーティングする。
積層のための熱は、前の項でも説明したが、材料が塩化ビニールの場合、摂氏１１０度〜１５０度、圧力は２〜３ＭＰａ、加圧加熱時間は２０〜３０分、冷却時間はやはり２０〜３０分の条件で積層する。
【００２２】
積層工程を終えた多面積層体１００は型抜きの工程に回され、１枚のＩＣカード基体になる。
追加加工として、図２で説明したＩＣモジュール４を実装するために、座繰り機によって、ＩＣカード基体に第１、第２の凹部（斜線部）を形成し、第１の凹部に接着剤を塗布して、ＩＣモジュールの外部端子面から加圧、または、加圧加熱してカード基体にＩＣモジュールを搭載する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、安い費用でＩＣカードのモジュール周辺の補強が行え、カードや、チップの破壊について気を使うことなくＩＣカードが使えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補強部材搭載ＩＣカードの表面平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】補強部材の一実施例について説明するための図
【図４】補強部材の第２の実施例について説明するための図
【図５】補強部材の第３の実施例について説明するための図
【図６】ＩＣカードを表側を内側に湾曲させたときに補強材がない場合に凹部のエッジ周辺から亀裂が生じる様子を説明するための図
【図７】本発明の補強部材を埋設したときの湾曲状態を説明するための図
【図８】ＩＣカードの一製造方法である積層方式を説明するための図、である。
【符号の説明】
１      ＩＣカード
２      補強部材
３      カード基体
４      ＩＣモジュール
５      凹部
６      接着剤
１０    積層の境界
２１、２２、２３  強度調整穴
３１    亀裂、または、亀裂の発生位置
４１    外部端子
４２    ＩＣチップ
４３    封止樹脂
４４    ワイヤ
４５    基板
１００  積層体
１０１  透明シート
１０２  印刷用乳白シート
１０３  コア用乳白シート
【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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