(57)【要約】 【課題】  厚みムラや印刷ムラを低減し、品質を高めることができる非接触型ＩＣカードの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  非接触式ＩＣカードは、巻線アンテナ４とＩＣチップ５を組として複数配列した積層体シート８を、２つの成型板６ａ、６ｂの間に、かつ縁辺部６ｃにスペーサ部材７を挿配した状態で挟み込んで熱プレス成型するよう構成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１組のＩＣチップとアンテナコイルの組を、２枚の基材シートで挟んでなる積層体シートを熱プレス成型後、前記ＩＣチップとアンテナコイルの組を各々有するカードに分断する、非接触型ＩＣカードの製造方法であって、前記積層体シートの上面と下面を、前記積層体シートよりも大きい面積を有する２枚の成型板で挟持し、前記２枚の成型板の間にはスペーサ部材を配して熱プレス成型することを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法。
【請求項２】
前記スペーサ部材は、前記積層体シートの縁辺部に、前記積層体シートに接触しないように配置することを特徴とする請求項１記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
【請求項３】
前記スペーサ部材は、金属材料または樹脂材料の何れか一方であることを特徴とする請求項１または２記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャッシュカードやＩＤカードなどに用いられる非接触型ＩＣカードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触型ＩＣカード（以下、「ＩＣカード」と呼ぶ）は熱可塑性プラスチック基材からなる薄いカード基材中にアンテナコイルと、様々な接合方法により実装されたＩＣチップとが埋設、成型されており、成型には熱プレス成型装置を使用することが知られている。
【０００３】
また、生産効率の観点から、１つの基材シートに複数組のＩＣチップとアンテナコイルを配置した状態の積層体シートを熱プレス成型した後、分断してＩＣカードを得ている。また、必要に応じて前記積層体シートと成型板とを交互に数段重ねた後、一度に熱プレス成型を行う場合もある。なお、熱プレス成型後の前記積層体シートを、以下「成型物」と呼んで区別する。成型物は、ＩＣチップとアンテナコイルの組を含む規定のカードサイズ（約８５ｍｍ×５４ｍｍ）に金型で打抜き、裁断等を行いＩＣカードが完成する。このようなＩＣカードの製造方法は、例えば特許文献１、特許文献２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３３９０１号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今では、ＩＤカードとして電子データの照合の他にカード上に映写された顔写真などの可視情報を照合することも多い。前記可視情報は昇華型印刷方式によって形成するのが一般的である。昇華型印刷方式を採用する場合は、印刷対象物であるカードに厚みムラがあると印刷ムラが発生し易くなる。
【０００６】
通常、熱プレス成型装置においては、ＳＵＳ材と呼ばれる厚さ１．０ｍｍ程度のステンレス合金薄板を用いた成型板を、積層体シートの上面と下面から挟み加圧する。
【０００７】
熱プレス成型時においては、積層体シートを複数段積層して一度に熱プレスを行うことが多いため、生産効率の面から、各積層体シートの上面と下面を挟み込む２つの成型板は薄くせざるを得ない。そのため成型板の剛性が低下して歪みや反りで成型物全体の厚みが均一にならず、特に成型物の外周部付近の厚みが薄くなる、いわゆる厚みムラが生じ、例えば昇華型印刷方式を採用する際に印刷ムラが生じるという問題があった。
【０００８】
一方、成型板を厚くして剛性を高め、成型板の歪みや反りを抑える方法も考えられるが、成型板のコストアップや、積層体シートの重ね段数が少なくなることによる生産効率の低下に繋がるという問題があった。
【０００９】
従って、本発明は上述の課題を解決し、成型物の厚みムラや印刷ムラを低減し、品質を高めることができる非接触型ＩＣカードの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はこれらの課題を解決するため、ＩＣカードの製造工程において、積層体シートをそれより大きい表面積を有する２つの成型板で挟みこみ、更に積層体シートの縁辺部にスペーサ部材を配置した状態で熱プレス成型処理を行うことで、前記スペーサ部材が弾性吸収体として作用し、成型板の歪みや反りが抑制され、その結果成型物全体の厚みを均一に保つことができるよう構成する。
【００１１】
本発明によれば、少なくとも１組のＩＣチップとアンテナコイルの組を、２枚の基材シートで挟んでなる積層体シートを熱プレス成型後、前記ＩＣチップとアンテナコイルの組を各々有するカードに分断する、非接触型ＩＣカードの製造方法であって、前記積層体シートの上面と下面を、前記積層体シートよりも大きい面積を有する２枚の成型板で挟持し、前記２枚の成型板の間にはスペーサ部材を配して熱プレス成型することを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法が得られる。
【００１２】
本発明によれば、前記スペーサ部材は、前記積層体シートの縁辺部に、前記積層体シートに接触しないように配置することを特徴とする請求項１記載の非接触型ＩＣカードの製造方法が得られる。
【００１３】
本発明によれば、前記スペーサ部材は、金属材料または樹脂材料の何れか一方であることを特徴とする請求項１または２記載の非接触型ＩＣカードの製造方法が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように本発明により、成型板の間にスペーサ部材を挿入して熱プレス成型処理を行うことで、挿配されたスペーサ部材が弾性吸収体として作用するので、成型板の歪みや反りが抑制され、成型物全体の厚みを均一に保ち、厚みムラや印刷ムラを低減できると共に、生産歩留まりと品質の向上、低コスト化も可能となる非接触型ＩＣカードを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、ＩＣカードの構造を説明する断面図である。
【００１７】
基材シート１ｂ上に、ＩＣチップ５と巻線アンテナ４を載置し、各々を半田接合し、その上に、ＩＣチップ５を収納する貫通穴を設けた基材シート１ａを積層し、続いてＩＣチップ５と前記貫通穴に、エポキシ系の封止剤３を流し込み固着する。更に、前記基材シート１ａ、１ｂと同一材料のオーバーシート２ａ、２ｂで基材シート１ａ、１ｂの両面を挟み込んで、積層体シートを構成している。その後、この積層体シートの上面と下面を２つの成型板を用いて挟み込み、熱プレス成型して、上記の各構成部材を溶融固着し、最後にカードサイズに分断し、ＩＣカードが完成する。
【００１８】
基材シート１ａ、１ｂは、材質がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）などの熱可塑性樹脂シートが好ましく、コスト性を考慮し、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適である。また、基材シート１ａまたは１ｂには例えばＩＣチップ５を収納する穴を設け、ＩＣチップの厚みとその他の基材の厚みとの総厚がＩＣカードの規定厚０．７６ｍｍとなるよう適宜調整するのが好ましい。
【００１９】
オーバーシート２ａ、２ｂは、必要に応じて用いるのが好ましく、材質がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）などの熱可塑性樹脂シートが好ましく、コスト性を考慮した場合は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適である。また、その厚みは１００〜２００μｍが好ましい。なお、必要に応じて、オーバーシート２ａの外側面には昇華印刷のインキ受容層が塗布され乾燥、固化されていてもよく、オーバーシート２ｂの外側面にはカードの説明注意書きが印刷されていてもよい。
【００２０】
なお、上記の基材シート１ａ、１ｂ、及びオーバーシート２ａ、２ｂの積層する際は、各々のシート間には、図示しないホットメルト等の接着剤を塗布してもよい。
【００２１】
封止剤３は、汎用的なエポキシ系、ウレタン系の封止用樹脂材が好ましいが、ＩＣチップを覆い、外部応力に対する機械的強度を確保するため、高耐熱性、高耐湿性、高剛性を有するエポキシ系の樹脂がより好適である。
【００２２】
巻線アンテナ４は、基材シート１ｂ上に、銅箔、アルミニウム箔などの金属シートや導電性ペーストを印刷法によりパターン形成したコイルでも、銅線、アルミニウム線などの導電線を巻線した空芯コイルの何れでもよいが、加工性から前者の印刷法によるコイルが好ましい。また、コイルの螺旋形状は円形、角形等どんな形状でもよい。
【００２３】
ＩＣチップ５は、チップ表面及びダイシングカット面にマイクロクラックを生じさせるような外部ストレスを最小限に抑えるために、エッチング処理を施した物を使用するのが好適である。
【００２４】
図２は、上記の構成からなる、積層体シートの上面図である。
【００２５】
積層体シート８には、２４組のＩＣチップ５と巻線アンテナ４の組が碁盤目状に配列されている。ここでは、ＩＣチップ５と巻線アンテナ４を透過的に描写しているが、実際の積層体シートの表面には可視情報などが印刷されていて、内部のＩＣチップ５と巻線アンテナ４は見えない場合もある。なお、点線に沿って打ち抜き加工を行い、ＩＣカードを得る。
【００２６】
図３は本発明による積層体シート、成型板、スペーサ部材を配置した状態を示す上面図であり、図４は本発明による積層体シート、成型板、スペーサ部材を配置する状態を示す斜視図である。
【００２７】
成型板６ａ、６ｂは、材質が銅、アルミニウム、ステンレス等の単金属板や合金板が好ましい。また、板厚は、折り曲げや歪み、反りが生じないよう適度な剛性を有し、前記成型物の大きさや板材コスト、生産効率も考慮した厚みを選定するのが好ましく、１〜１０ｍｍ厚程度が好適である。また、熱プレス時に成型物のすべりやズレを防止するため、表面を粗面処理するのがより好ましい。
【００２８】
縁辺部６ｃは、積層体シート８を、積層体シート８よりも面積の大きい成型板６ａに載置した際に形成される、成型板６ａ上の周辺露出部であり、スペーサ部材７が縁辺部６ｃの全周に亘って配置できるよう構成するのが好ましい。また、縁辺部６ｃの幅は全周に亘り、ほぼ同一で、２０〜５０ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００２９】
スペーサ部材７は、熱プレス時の成型物全体の厚みを均一に保つために配するもので、材質は金属でも、弾性を有する樹脂でもよく硬度は３０〜８０Ｈｖ値が好ましく、厚みは熱プレス後の最終製品としてのＩＣカードの総厚（０．７６ｍｍ）に対して１００〜１２０％程度にするのが好ましい。
【００３０】
スペーサ部材７の配置場所は、成型板６ａ、６ｂの何れか一方の縁辺部６ｃとし、配置状態は、成型板が全面に亘り均等に加圧できる状態、例えば、上下、左右対象的に配置するのが好ましい。また、積層体シート８に接触することなく、かつ積層体シート８の全周を隙間無く覆った状態で周回しても、隙間が点在した状態で周回してもよい。更に、スペーサ部材７が積層体シート８に接触したり、成型板からはみ出したりしないよう、縁辺部のほぼ中央部に配置するのがより好ましい。図３は、積層体シート８の全周を隙間無く覆った状態で、成型板６ａ側の縁辺部６ｃのほぼ中央部にスペーサ部材７を配置した状態を示している。
【００３１】
また、スペーサ部材７は、材質によって位置ずれを生じる可能性がある場合は、接着剤等で固着してもよい。このスペーサ部材７が熱プレス成型時に積層体シート８の外周部にかかる応力を吸収し、弾性収縮して成型物の厚みで保持される。その結果、積層体シート８の外周部への局部応力が緩和され、成型物全面が一定厚みに保たれて、厚みムラの形成を抑制する。
【００３２】
図５は、本発明による熱プレス成型の断面模式図である。
【００３３】
熱プレス用の熱板９の内側に緩衝材１１を挿設し、更に油圧シリンダ１３側の熱板９の内側にはキャリアプレート１２を挿設して、前述の成型板６ａ、６ｂの外側から加圧する。積層体シート８は、スペーサ部材収縮部１０で弾性収縮して、成型物の厚みで保持される。熱プレスは、油圧シリンダ１３により加圧力を３〜１０ＭＰａ程度、成型物温度を１５０〜１７０℃程度、加圧時間１０〜２０分程度に設定して行うのが好ましい。その後、熱板９から成型板ごと成型物を取り出し約３０℃程度まで強制冷却させた後、上下の成型板６ａ、６ｂを剥がして成型物を得る。
【００３４】
緩衝材１１は、高耐熱性と適度の弾力性とを有する樹脂繊維や金属繊維からなる、約１〜３ｍｍ厚程度の不織布が好ましく、市販の高耐熱性を有するプレス成型用フェルトを用いてもよい。
【００３５】
キャリアプレート１２は、成型板６ａ、６ｂと同様に、材質が銅、アルミニウム、ステンレス等の単金属板や合金板が好ましい。また、板厚は、折り曲げや歪み、反りが生じないよう適度な剛性を有する、１〜１０ｍｍ厚程度が好適である。また、この上面に載置する緩衝材１１のすべり、位置ズレを抑制するため、適度な面粗さとなるよう粗面処理を施すのがより好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例を用いて詳述する。
基材シート１ａ、１ｂは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）材で、各々大きさ４００ｍｍ×４００ｍｍ角、３００μｍ厚のシートを用い、先ず、基材シート１ｂ上に巻線アンテナ４として印刷法により形成したパターン状のコイルと、ＩＣチップ５の組を、図２に示したように２４組載置して、各々を半田で電気的に接合した。
【００３７】
次に、ＩＣチップ５の実装面の外周よりやや大きくＩＣチップ５が貫通する、大きさ５ｍｍ×５ｍｍ角の穴部を形成した基材シート１ａを、ＩＣチップ５が前記穴部に挿入する様に、上記基材シート１ｂの上に積層した。
【００３８】
続いて、封止剤３を、前記基材シート１ｂの開口部よって形成された空隙、すなわちＩＣチップ収納部の開口部を覆う様に、エポキシ系の封止用樹脂材（住友ベークライト社製）を充填し固着した。
【００３９】
その後、最外層となるオーバーシート２ａ、２ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材で、各々大きさ４００ｍｍ×４００ｍｍ角、１００μｍ厚のシートに文字、絵柄等の可視情報を印刷したものを用いて、基材シート１ａの上面と基材シート１ｂの下面を挟み込んだ状態で積層し、図１に示した断面構造で、図２に示した平面状態の積層体シートを作製した。
【００４０】
その後、図３、図４に示したように、成型板６ａ、６ｂは、ステンレスＳＵＳ３０４材で、各々大きさ４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角、厚さ１．０ｍｍで、表面粗さＲａ＝０．１μｍの表面処理を施したものを用意した。成型板６ａには上記積層体シート８と、スペーサ部材７を配置し、その上に成型板６ｂを載置し、挟み込んだ。
【００４１】
スペーサ部材７は、弾性を有するシリコーンゴム製で、硬度が５０Ｈｖ値、厚さがＩＣカードの総厚値０．７６ｍｍの１０５％である０．８０ｍｍ、幅が１０ｍｍの直方体のものを用い、上記成型板６ａの中央部に載置した積層体シート８の全周を隙間なく囲むように縁辺部６ｃのほぼ中央部に配置した。
【００４２】
更に、図５に示したように、熱プレス成型装置の熱板９は、鉄鋼製で大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ５０ｍｍとし、緩衝材１１は、高耐熱性プレス成型用フェルト（不織布）で、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ３ｍｍのものを使用した。また、キャリアプレート１２は、ステンレスＳＵＳ３０４材で、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ２ｍｍのものを用い、上記成型板６ａ、６ｂを２つの緩衝材１１の間に挟み込み、油圧シリンダー１３で加圧しながら熱プレス成型した。なお、熱プレス条件は、加圧力５ＭＰａ、成型物温度１５０〜１６０℃、加圧時間１５分とした。
【００４３】
その後、熱板から成型板ごと取り出し、約３０℃程度まで強制冷却させた後、上下の成型板を剥がして成型物を得た。続いて、前記成型物を金型を用いてカードサイズに打ち抜きした。
【００４４】
上記の要領で作製し、図１に示した構造の本発明による非接触型ＩＣカードを得た。また、同一部材を用い、スペーサ部材を用いない従来の製法で非接触型ＩＣカードを作製し、比較例とした。本発明による非接触型ＩＣカードと比較例による非接触型ＩＣカードの厚みの測定結果と印刷ムラの発生状況を表１に示す。なお、厚み測定箇所は、ＩＣカードの中心部と４つの角部の計５箇所とした。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１に示す通り、本発明による非接触型ＩＣカードでは比較例のものと比べて、厚みは標準偏差が非常に小さくなり、安定していると共に、印刷ムラの発生は２４枚中ゼロとなり大幅に改善していることがわかった。
【００４７】
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の非接触型ＩＣカードにより、厚みムラを抑え、可視情報などの印刷ムラを低減できる、高品質のＩＣカードの提供が可能となり、ＩＤカード、会員証、プリペイドカード、キャッシュカード、定期券などを用いたセキュリティ向上に寄与できるＩＣカードシステムの構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ＩＣカードの構造を説明する断面図。
【図２】積層体シートの上面図。
【図３】本発明による積層体シート、成型板、スペーサ部材を配置した状態を示す上面図。
【図４】本発明による積層体シート、成型板、スペーサ部材を配置した状態を示す斜視図。
【図５】本発明による熱プレス成型の断面模式図。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ、１ｂ    基材シート
２ａ、２ｂ    オーバーシート
３    封止剤
４    巻線アンテナ
５    ＩＣチップ
６ａ    成型板
６ｂ    成型板
６ｃ    縁辺部
７    スペーサ部材
８    積層体シート
９    熱板
１０    スペーサ部材収縮部
１１    緩衝材
１２    キャリアプレート
１３    油圧シリンダ
【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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