(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルを実装したＩＣカードにおいて、
前記アンテナコイルが、粒子状銀化合物を含む導電性組成物で形成された導電性被膜からなり、前記導電性被膜内で還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の塗膜もしくは塊となっていることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記粒子状銀化合物が、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体から選ばれる１種類以上であることを特徴とする請求項１記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記導電性組成物がさらに還元剤を含むことを特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記導電性組成物がさらにバインダを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記導電性組成物が粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀を含むものであることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記アンテナコイルが実装された基材は樹脂からなる絶縁性基材もしくは樹脂を主成分とした絶縁性基材であることを特徴とする請求項１記載のＩＣカード。
【請求項７】
基材上に粒子状銀化合物を含む導電性組成物をコイル状に塗布し、導電性被膜内の還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の塗膜もしくは塊となるように加熱して導電性被膜をコイル状に形成してアンテナコイルとし、該アンテナコイルにＩＣチップを電気的に接続してＩＣカードを製造することを特徴とする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、ＩＣカードおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大量の情報を記録させたり、情報の更新が可能であり、また、情報の偽造が困難であることから、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数認識）と称されるシステムが実用されている。
【０００３】
このシステムでは、大量の情報を記憶可能なＩＣチップと、このＩＣチップに電気的に接続され、情報の送受信を行なう平面状の導電性被膜からなるアンテナを、プラスチック製の基材などに実装したＩＣカードなどが用いられている。
このＩＣカードを読取器に対して所定距離近付けると、読取器の発する所定周波数の電波をアンテナで受信し、この電波に応じて、ＩＣチップの記憶情報がアンテナを介して読取器へ送信される。また、読取器からの更新情報もアンテナを介してＩＣチップへ送信され、ＩＣチップの記憶情報の更新がされるようになっている。
【０００４】
ＩＣカードのアンテナは、メッキ、エッチングなどの方法や、細線を基材上に這わせて固定する方法、導電性ペーストを基材に塗布した後、加熱などにより硬化する方法などによって形成される。
特に、フレーク状または微粒子状の金属微粒子に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などからなるバインダ、有機溶剤、硬化剤、触媒などを添加し、混合して得られる導電性ペーストを用いる場合、これをスクリーン印刷などの方法により基材に塗布し、常温で乾燥するか、あるいは加熱することにより、導電性被膜からなるアンテナを形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の導電性ペーストを用いて形成された導電性被膜からなるアンテナは、体積抵抗率が高いという問題があった。アンテナの体積抵抗率が高いと、このアンテナに接続されるＩＣカードや電極などとの間において、電力の損失が生じ、ＩＣカードに要求される所定の無線通信距離が得られないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、導電性被膜からなるアンテナの体積抵抗率が低い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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、ＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルを実装したＩＣカードにおいて、前記アンテナコイルが、粒子状銀化合物を含む導電性組成物で形成された導電性被膜からなり、前記導電性被膜内で還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の塗膜もしくは塊となっているＩＣカードによって解決できる。
前記粒子状銀化合物が、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体から選ばれる１種類以上であることが好ましい。
前記導電性組成物がさらに還元剤を含むことが好ましい。
前記導電性組成物がさらにバインダを含むことが好ましい。
前記導電性組成物が粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀を含むものであることが好ましい。
前記アンテナコイルが実装された基材は樹脂からなる絶縁性基材もしくは樹脂を主成分とした絶縁性基材であることが好ましい。
前記課題は、基材上に粒子状銀化合物を含む導電性組成物をコイル状に塗布し、導電性被膜内の還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の塗膜もしくは塊となるように加熱して導電性被膜をコイル状に形成してアンテナコイルとし、該アンテナコイルにＩＣチップを電気的に接続してＩＣカードを製造するＩＣカードの製造方法によって解決できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明のＩＣカードの一例を示す概略平面図である。
この例のＩＣカードは、樹脂からなる基材１の表面に、ＩＣチップ２と、このＩＣチップ２に電気的に接続されたアンテナコイル３が設けられたものであり、このアンテナコイル３が粒子状銀化合物を含む導電性組成物で形成された導電性被膜からなるものである。
アンテナコイル３は、その一方の端部がＩＣチップ２の一部に接続され、その接続部を始端部として、基材１の表面にコイル状に形成されている。そして、アンテナコイル３の他方の端部は、絶縁膜４上に形成され絶縁されてアンテナコイル３を横切り、ＩＣチップ２の一部に接続されている。
なお、本発明のＩＣカードにあっては、図示略の粘着剤層を介して、基材１、ＩＣチップ２およびアンテナコイル３の上に、図示略の表面基材が積層されていてもよい。
【０００９】
以下、本発明で用いられる導電性組成物について説明する。この導電性組成物は、本発明者が先に特願２００１−３９８４２５、特願２００１−３３５６７５、特願２００２−１０８１７８として特許出願したもので、粒子状銀化合物を必須成分とし、これにさらに還元剤および／またはバインダを必要に応じて含むもの、あるいは粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含有するものである。
【００１０】
この導電性組成物に用いられる粒子状銀化合物とは、単なる加熱あるいは還元剤の存在下における加熱によって還元されて、金属銀となる性質を有する固体粒子状の銀化合物である。
【００１１】
この粒子状銀化合物の具体的なものとしては、酸化第１銀、酸化第２銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体などが挙げられる。これらは２種以上を混合して使用することもできる。この粒子状銀化合物は、工業生産されたものを用いることができるほか、後述する水溶液からの反応によって得られたものを用いてもよい。
【００１２】
この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍの範囲とされ、還元反応条件；加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力などに応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が０．５μｍ以下の粒子状銀化合物を用いると還元反応の速度が速くなり好ましい。また、平均粒径が０．５μｍ以下のものは銀化合物と他の化合物との反応によって生成したもの、例えば硝酸銀水溶液に、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を、撹拌しながら滴下して反応させて酸化銀を得る方法によって製造することができる。この場合、溶液中に分散安定剤を添加して、析出した粒子状銀化合物の凝集を防止することが望ましい。
【００１３】
また、還元剤は、上述の粒子状銀化合物を還元するもので、還元反応後の副生成物が気体や揮発性の高い液体となり、生成された導電性被膜内に残らないものが好ましい。このような還元剤の具体的なものとしては、エチレングリコール、ホルマリン、ヒドラジン、アスコルビン酸、各種アルコールなどが挙げられる。
この還元剤の使用量は、粒子状銀化合物１モルに対して０〜２０モル程度とすることが望ましい。反応効率や加熱による揮発を考慮とすると、等モルより多めに添加することが望ましいが、最大２０モルを越えて添加してもその分は無駄になる。
【００１４】
また、粒子状銀化合物あるいは粒子状銀化合物と還元剤とを分散あるいは溶解し、液状の導電性組成物を得るために分散媒が使用される。この分散媒には、水、エタノール、メタノール、プロパノールなどのアルコール類、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどの有機溶剤が使用される。
【００１５】
また、上記還元剤が液状で粒子状銀化合物を分散するものであれば、還元剤が分散媒を兼ねることができ、このようなものにはエチレングリコールなどがある。この分散媒の種類の選択とその使用量は、粒子状銀化合物や製膜条件などにより適宜調整される。
【００１６】
また、分散剤を添加して平均粒径が１μｍ以下の粒子状銀化合物を良好に分散させて、粒子状銀化合物の二次凝集を防止することが好ましい。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが用いられ、その使用量は粒子状銀化合物１００重量部に対して０〜３００重量部とされる。
【００１７】
導電性組成物の第１の例は、上述の粒子状銀化合物を分散媒に分散したものである。また、必要に応じて分散剤が添加されていてもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物は、その平均粒径が１μ以下の粒径の小さいものが還元反応速度が速くなって好ましい。
【００１８】
また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、３０〜３００ポイズ程度が好ましい。
また、この例の導電性組成物の使用方法は、基材１に適宜の手段で塗布した後、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１８０〜２００℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００１９】
導電性組成物の第２の例は、粒子状銀化合物と還元剤を分散媒に分散、溶解したものである。この例でも必要に応じて分散剤を添加してもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物の平均粒径は、小さいものに限られることはなく、０．０１〜１０μｍの範囲であれば特に支障はなく、還元剤の存在により、１μｍ以上の粒子でも、還元反応がスムーズに進行する。
また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、３０〜３００ポイズ程度が好ましい。
【００２０】
この例の導電性組成物の使用方法も、基材１に適宜の手段で塗布した後、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は還元剤の存在により、第１の例のものよりも低くてよく１４０〜１６０℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２１】
導電性組成物の第３の例は、上述の第１の例または第２の例の組成物にさらにバインダを添加したものである。
このバインダは、得られる導電性被膜を保護し、柔軟性を付与するもので、従来の導電性ペーストに配合されるものとはその機能が異なるものである。
このバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂の１種または２種以上の混合物が用いられる。
【００２２】
また、バインダとしては、これら樹脂、化合物の中でもそれ自体還元作用を有するもの、換言すれば酸化重合性を有し、加熱時に粒子状銀化合物を還元するとともにそれ自体が重合するものが好ましく、このようなバインダを選択することにより、還元剤の添加量を減量することができ、あるいは還元剤を不要とすることもできる。このような還元作用を有するバインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
【００２３】
熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化樹脂とこれを硬化させる硬化剤、触媒などを用いる。
バインダの配合量は、粒子状銀化合物１００重量部に対して、１〜２０重量部、好ましくは１〜５重量部とされる。１重量部未満では、配合効果が得られず、２０重量部を超えると硬化物の体積抵抗率が大きくなり、またＩＣカードとしたときの熱衝撃、機械的ストレスが劣ることになる。
【００２４】
この例の導電性組成物の使用方法も、基材１に適宜の手段で塗布した後、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は、還元剤が含まれていないものでは１８０〜２００℃とされ、還元剤が含まれたものでは１４０〜１６０℃とされ、加熱時間はいずれも１０秒〜１２０分程度とされる。
【００２５】
導電性組成物の第４の例は、粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩を含むものである。この粒子状酸化銀の粒径は５００ｎｍ以下が好ましく、これよりも大きい粒径の酸化銀を用いる場合には、導電性組成物の製造過程（混練工程）でこれを粉砕してその粒径を５００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００２６】
三級脂肪酸銀塩とは、総炭素数が５〜３０、好ましくは１０〜３０の三級脂肪酸の銀塩である。この三級脂肪酸銀塩は、滑剤的な役割を果たし、酸化銀と三級脂肪酸銀塩とを混練してペースト状にする際に、酸化銀を粉砕して微粒子化を促進するととともに、酸化銀粒子の周囲に存在して酸化銀粒子の再凝集を抑制し、分散性を向上させる。このため、バインダを添加しなくともペースト状にすることができる。
【００２７】
また、この三級脂肪酸銀塩は、加熱時に銀を析出し、酸化銀から還元して生成する銀粒子同士を融着させる。このような三級脂肪酸銀塩の具体例としては、ピバリン酸銀、ネオヘプタン酸銀、ネオノナン酸銀、ネオデカン酸銀などが挙げられる。三級脂肪酸銀塩の製造は、例えば三級脂肪酸を水中でアルカリ化合物で中和し、これに硝酸銀を反応させることで行われる。
【００２８】
この例の導電性組成物における粒子状酸化銀と三級脂肪酸銀塩との配合割合は、酸化銀の重量をＡとし、三級脂肪酸銀塩の重量をＢとしたときに、重量比率（Ａ／Ｂ）が１／４〜３／１であることが好ましい。
また、この例の導電性組成物では酸化銀と三級脂肪酸銀塩以外に溶媒が含まれる。この溶媒には、酸化銀および三級脂肪酸銀塩と反応を起こさず、これらを良好に分散するものであれば特に限定されるものではない。
【００２９】
この例の導電性組成物の製造は、例えば酸化銀粒子と三級脂肪酸銀塩と溶媒を混合した後、ロールミルなどで混練してペースト状にする方法などで行われる。
この例の導電性組成物の使用方法も、基材１に適宜の手段で塗布した後、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１５０〜２５０℃、加熱時間は１０秒〜１２０分程度とされる。
【００３０】
このような導電性組成物を基材１に塗布し、加熱して得られたアンテナコイル３では、粒子状銀化合物が還元され、還元された金属銀粒子が互いに融着して、連続した金属銀の塗膜もしくは塊となる。
このため、このアンテナコイル３の体積抵抗率は、３〜８×１０-6Ω・ｃｍに至る低い値を示し、金属銀の体積抵抗率と同オーダーになる。このため、回路抵抗が低く、大電流を流すような用途にも適用できる。
さらに、アンテナコイル３を形成する際の加熱温度は、１４０〜２５０℃で十分であるので、樹脂からなる基材１を熱劣化させることがない。
【００３１】
また、加熱硬化後のアンテナコイル３には、バインダ、硬化剤、触媒などの添加剤がほとんど含まれず、含まれていても極めて少量なので、アンテナコイル３は、その大部分が銀粒子からなり、かつこの銀粒子が直接融着し、結合した状態の高純度の銀の塊となる。このため、このアンテナコイル３は、熱衝撃や機械的ストレスに対して安定なものとなって、ＩＣカードとしての信頼性が向上する。
【００３２】
基材１としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂からなる絶縁性基材、あるいは、これらの樹脂を主成分とし、無機および／または有機顔料、充填剤、添加剤などが配合されたものからなる絶縁性基材が挙げられる。
ＩＣチップ２としては、特に制限がなく、通常、縦横の長さが０．５〜１０ｍｍで、厚さが５０〜３００μｍ程度のものが使用される。
【００３３】
以下、図１を用いて具体的な実施例を示し、本発明の効果を明かにする。
（実施例）
厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる基材１上に、粒子状銀化合物を含む導電性組成物をスクリーン印刷して、１５０℃で１時間加熱して、膜厚約６μｍの導電性被膜からなるアンテナコイル３を形成した。このアンテナコイル３に、１３．５６ＭＨｚ帯で使用されるＩＣチップ２を導電性接着剤で接続して、ＩＣカードを得た。
アンテナコイル３の体積抵抗率を測定したところ、体積抵抗率は４×１０-6Ω・ｃｍであった。
また、リーダ・ライタを用いて、このＩＣカードの通信距離を測定したところ、通信距離は６ｃｍであった。
【００３４】
（比較例）
基材１に、銀微粒子をポリエステル樹脂からなるバインダに混合した銀ペーストをスクリーン印刷して、膜厚約３２μｍのアンテナコイル３を形成した以外は実施例と同様にして、ＩＣカードを得た。
アンテナコイル３の体積抵抗率を測定したところ、体積抵抗率は３．２×１０-5Ω・ｃｍであった。
また、リーダ・ライタを用いて、このＩＣカードの通信距離を測定したところ、通信距離は４ｃｍであった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＩＣカードは、ＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルを実装したＩＣカードにおいて、前記アンテナコイルが、粒子状銀化合物を含む導電性組成物で形成された導電性被膜からなるから、導電性被膜内で銀粒子同士が相互に融着して、連続した金属銀の塗膜もしくは塊を形成しているから、この導電性被膜の体積抵抗率が低く、他の電極などとの接続信頼性に優れている。また、低温での加熱により導電性被膜からなるアンテナコイルを形成することができるから、ポリエチレンテレフタレートなどの安価で、可撓性のある樹脂製の基材を熱劣化させることなく、ＩＣカードを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＩＣカードの一例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１・・・基材、２・・・ＩＣチップ、３・・・アンテナコイル、４・・・絶縁膜
【図１】
0003961334.tif 000002