(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号授受用のアンテナに電気的に接続して半導体素子を搭載し、支持材により前記アンテナを保持し、前記アンテナ及び半導体素子の両面にカードの外面となるフィルムをラミネートして前記アンテナ及び半導体素子を内蔵したＩＣカードにおいて、
前記アンテナが、鉄系材料からなり、
該アンテナが、顆粒状の生分解性樹脂とともに挟圧され、該生分解性樹脂が溶融されて薄いシート状に形成された生分解性樹脂を支持材として保持され、
前記カードの外面となるフィルムが、生分解性樹脂から成ることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記アンテナが、アンテナの内側領域を含む全面にわたって前記支持材により保持されていることを特徴とする請求項１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】
本発明は非接触方式によって信号を授受するＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは平面的なコイル状に形成した信号授受用のアンテナに半導体素子を電気的に接続して搭載し、カードの外面となるフィルムをアンテナ及び半導体素子の両面からラミネートして形成したものである。なお、ＩＣカードと類似した商品に荷物の識別等に利用されるタグ製品がある。このタグ製品もアンテナに半導体素子を搭載し、アンテナ及び半導体素子の両面にフィルムをラミネートして薄いシート状に形成したものである。タグ製品もＩＣカードと同様に非接触によって情報が授受でき、荷物の識別等が効率的に行えるといった利点がある。なお、本明細書でＩＣカードという場合は、これらのタグ製品等のようにアンテナと半導体素子とを備え、非接触方式によって信号の授受を行う製品を含める意味で用いるものとする。
【０００３】
ＩＣカードの製造にあたっては、金属薄板をプレス加工あるいはエッチング加工して所定のコイル状にアンテナを形成し、アンテナに半導体素子を電気的に接続して搭載した後、アンテナと半導体素子の両面にフィルムをラミネートして製品とする。図１６は、金属薄板をプレス抜き加工してアンテナ１０を形成し、アンテナ１０に半導体素子１２を搭載した状態であるが、アンテナ１０を搬送したりフィルムをラミネートしたりする際にアンテナ１０が変形等しないようにアンテナ１０に支持材としてテープ１４を貼って保持した状態を示す。アンテナ１０の外周部はフレーム１６に吊持されて支持されている。
図１７は、アンテナ１０を形成した後、アンテナ１０と半導体素子１２の両面から保護フィルム１８によって挟み込んで保持した例である。保護フィルム１８はＩＣカード用の外面フィルムをラミネートする際に事前に剥離して取り除いてもよいし、外面フィルム間に挟み込んで製品に残してもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＩＣカードはきわめて大量に使用されることと、使い捨ての形態によって使用される場合が多いと考えられることから、これらＩＣカード製品の廃棄方法が、その使用の増大とともに問題となる。上述したように、従来のＩＣカードの製造方法では、アンテナ１０の位置ずれ防止等の目的でテープ１４や保護フィルム１８を使用しているし、アンテナ１０の外面にフィルムをラミネートして製品としている。これらのテープ１４、保護フィルム１８及びカードの外面となるフィルムに使用されている材料は、ＰＶＣ、ＰＥＴ等の合成樹脂フィルムであり、これら従来のＩＣカードに使用されている材料は自然には容易に分解せず、焼却等によって廃棄する場合も有毒物が生じるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、このようにきわめて大量に消費されると考えられるＩＣカードについて、自然環境に悪影響を及ぼすことなく容易に廃棄処理することができ、廃棄コストの点についても問題なく、また製造コストがかからないことから量産が容易で、多用途に有効に使用できる製品として提供できるＩＣカードを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、信号授受用のアンテナに電気的に接続して半導体素子を搭載し、支持材により前記アンテナを保持し、前記アンテナ及び半導体素子の両面にカードの外面となるフィルムをラミネートして前記アンテナ及び半導体素子を内蔵したＩＣカードにおいて、前記アンテナが、鉄系材料からなり、アンテナが、顆粒状の生分解性樹脂とともに挟圧され、該生分解性樹脂が溶融されて薄いシート状に形成された生分解性樹脂を支持材として保持され、前記カードの外面となるフィルムが、生分解性樹脂から成ることを特徴とする。
また、前記アンテナが、アンテナの内側領域を含む全面にわたって前記支持材により保持されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１〜１４は、本発明に係るＩＣカードの製造方法を示している。図１は、金属薄板をプレス加工またはエッチング加工してアンテナ１０を形成したＩＣカード用アンテナフレームを示す。本実施形態ではＩＣカードの廃棄処理が容易にできるよう金属薄板には鉄等の酸化しやすい材料を使用する。プレス加工によれば、金属薄板から平面コイル状に微細なパターンのアンテナ１０を形成することは容易であり、長尺状の金属薄板からアンテナ１０を量産することも容易である。
【００１１】
図１では、フレーム１６に２つのアンテナ１０が連設された状態を示すが、複数個のアンテナ１０が長手方向に連設されたフレームとして提供することも可能である。図１では、フレーム１６にアンテナ１０の外周部を吊持するとともに、内側フレーム２０にアンテナ１０の内周部を吊持している。
２２ａ、２２ｂはアンテナ１０と半導体素子１２の電極端子とを電気的に接続する接続端子である。接続端子２２ａはアンテナ１０の内周部の端部に形成され、接続端子２２ｂはアンテナ１０の外周部の端部に形成されている。図２に接続端子２２ａ、２２ｂを拡大して示す。接続端子２２ａ、２２ｂは平面コイル状に巻回するアンテナの導線を挟んで対向する位置に配置されている。一方の接続端子２２ａには半導体素子１２を収容する収容孔２３が形成されている。
【００１２】
次に、内側フレーム２０をアンテナ１０の内周部との接続部から切断してアンテナ１０から除去する。図３に内側フレーム２０を除去した状態を示す。
次に、半導体素子１２をアンテナ１０に搭載する。図４は、アンテナ１０に半導体素子１２を搭載した状態を示す。本実施形態では、半導体素子１２の電極端子と接続端子２２ａ、２２ｂとは、配線パターンフィルムを用いて電気的に接続している。
図５〜７は、半導体素子１２と接続端子２２ａ、２２ｂとを電気的に接続する方法を示す。図５(a)は接続端子２２ａに形成された収容孔２３に半導体素子１２を配置した状態である。１２ａ、１２ｂが半導体素子１２の電極端子であり、各々接続端子２２ａ、２２ｂと電気的に接続される。図５(b)は接続端子２２ａと接続端子２２ｂとの間にアンテナの導線を横切るようにして配線パターンフィルム３０を接着し、接続端子２２ａ、２２ｂと半導体素子１２とを電気的に接続した状態である。
【００１３】
図６(a)及び(b)に配線パターンフィルム３０の平面図及び断面図を示す。配線パターンフィルム３０は電気的絶縁性を有する接着層３４の表面に銅等の導電性材料を用いて配線パターン３２ａ、３２ｂを形成したものである。配線パターン３２ａ、３２ｂは、図６(a)に示すように、フィルムを幅方向に二分して形成され、半導体素子１２の電極端子１２ａ、１２ｂの配置位置に合わせて透孔３６ａ、３６ｂが形成され、接続端子２２ａ、２２ｂとの接続位置に合わせて透孔３８ａ、３８ｂが形成されている。
【００１４】
図７(a)、(b)は、接続端子２２ａ、２２ｂに配線パターンフィルム３０を接着して接続端子２２ａ、２２ｂと半導体素子１２とを電気的に接続する方法を示す断面図である。図７(a)は、接着層３４を介して配線パターンフィルム３０を接続端子２２ａ、２２ｂに接着した状態である。半導体素子１２の電極端子１２ｂに形成したバンプが透孔３６ｂ内に挿入され、接続端子２２ｂに位置合わせして透孔３８ｂが配置されている。
【００１５】
図７(b)は、配線パターンフィルム３０に形成されている各々の透孔３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂに導電性ペースト４０を充填した状態を示す。透孔３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂに導電性ペースト４０を充填することにより、配線パターン３２ａ、３２ｂを介して、接続端子２２ａ、２２ｂと半導体素子１２の電極端子１２ａ、１２ｂとが各々電気的に接続され、アンテナ１０に電気的に接続して半導体素子１２が搭載される。
【００１６】
図８は配線パターンフィルム３０を使用してアンテナ１０に半導体素子１２を搭載する他の方法を示す。すなわち、上述した方法では、接続端子２２ａの収容孔２３に半導体素子１２を配置した後に、接続端子２２ａ、２２ｂに配線パターンフィルム３０を接着したが、本方法では、接続端子２２ａ、２２ｂに配線パターンフィルム３０を接着した後、透孔３６ａ、３６ｂに電極端子１２ａ、１２ｂを位置合わせして半導体素子１２を接着し、透孔３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂに導電性ペースト４０を充填する。導電性ペースト４０は半導体素子１２の電極端子１２ａ、１２ｂと配線パターン３２ａ、３２ｂとを電気的に接続するためのものであり、導電性ペースト４０以外の導電材を適宜使用することができる。
【００１７】
本実施形態に示すように、配線パターンフィルムを用いて半導体素子１２と接続端子２２ａ、２２ｂとを接続する方法は、半導体素子１２を枠状に形成した一方の接続端子２２ａに収容することによって配線パターンフィルムと容易に位置合わせできる等により、組み立て作業が容易にできるという利点がある。また、配線パターンフィルムを使用することで半導体素子１２と接続端子２２ａ、２２ｂとの接続部が薄く形成できるという利点がある。また、透孔３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂに導電性ペースト４０を充填する操作も容易である。
なお、上記実施形態ではアンテナ１０の内周部に半導体素子１２を収容する収容孔２３を設けた接続端子２２ａを形成したが、アンテナ１０の外周部に半導体素子１２を収容する収容孔２３を設けた接続端子を形成してもよい。
【００１８】
上記のようにしてアンテナ１０に半導体素子１２を搭載した後、アンテナ１０が位置ずれ等しないよう保持するため、生分解性樹脂５０を支持材としてアンテナ１０と半導体素子１２を両面からラミネートする。なお、生分解性樹脂５０を支持材としてアンテナ１０をラミネートする場合、アンテナ１０と半導体素子１２の片面のみをラミネートして支持することも可能である。図９に生分解性樹脂５０を用いてアンテナ１０をラミネートした状態を示す。本実施形態ではアンテナ１０の内側領域を含む全領域を生分解性樹脂５０によってラミネートしているが、アンテナ１０を部分的にラミネートして保持することも可能である。図１０は、アンテナ１０の全領域を生分解性樹脂５０によってラミネートした後、アンテナ１０の内側の領域を打ち抜いてアンテナ１０を枠状に支持した例である。
生分解性樹脂５０によってアンテナ１０を保持する領域が狭いほど、ＩＣカードを形成した際にＩＣカードを薄く形成できる。
【００１９】
生分解性樹脂５０によってアンテナ１０をラミネートした後、アンテナ１０の外周部とフレーム１６との連結部１６ａ（吊持部）及びアンテナコイルを支持するため隣接するアンテナコイル間を連結する連結部１０ａを切り離し、アンテナ１０の外周縁に沿って生分解性樹脂５０を切断して、フレーム１６からアンテナ１０を個片に分離する。図１１にフレーム１６から個片に分離したアンテナ１０を示す。アンテナ１０とフレーム１６との連結部１６ａ、隣接するアンテナコイル間を連結する連結部１０ａを打ち抜くようにするから、支持材の生分解性樹脂５０には切欠５０ａや抜き孔が形成される。アンテナ１０に搭載された半導体素子１２も生分解性樹脂５０によって保持されている。
図１２は、生分解性樹脂５０によってラミネートした状態のアンテナ１０の接続端子２２ａ、２２ｂと半導体素子１２の接続部分を拡大して示す断面図である。接続端子２２ａ、２２ｂと半導体素子１２とが配線パターン３２ａ、３２ｂを介して電気的に接続され、生分解性樹脂５０によってこれらの接続部の外面が被覆されている。
【００２０】
アンテナ１０を個片に分離した後は、ＩＣカードの外面となるフィルム６０によってさらにラミネートし、所定のＩＣカードの形状に成形してＩＣカードを得る。
図１３は、ＩＣカードの外面となるフィルム６０をラミネートしている状態を示す。ＩＣカードの外面となるフィルム６０には、ＰＥＴ等の合成樹脂フィルムの他に生分解性樹脂や紙等の生分解性の材料が好適に使用できる。アンテナ１０が生分解性樹脂５０によって保持されており、生分解性樹脂５０が接着剤として作用することから、ＩＣカードの外面を形成するフィルム６０をラミネートする際に接着剤を不要とすることも可能である。
【００２１】
図１４は、最終的に得られたＩＣカード７０である。生分解性樹脂５０によって保持されたアンテナ１０と半導体素子１２がＩＣカード７０の外面となるフィルム６０によって挟まれて内蔵され、所定のカード形状に形成されている。
本実施形態のＩＣカードの構成上でもっとも特徴とする点は、アンテナ１０を保持してアンテナ１０の位置ずれ等を防止するために生分解性樹脂５０を使用した点にある。生分解性樹脂５０とは微生物の働きによって分解するフィルムであり、生分解性樹脂５０を使用してアンテナ１０を保持することにより、自然環境にできるだけ悪影響を及ぼさないようにしてＩＣカードを廃棄処理することが可能となる。
【００２２】
アンテナ１０を保持する材料に生分解性樹脂５０を使用し、アンテナ１０自体に鉄等の分解されやすい材料を使用し、さらにＩＣカードの外面フィルムに紙等の生分解しやすい材料を使用すれば、焼却その他の特別の処理を行わなくても、ＩＣカード７０を単に廃棄するのみで、生分解性樹脂５０、アンテナ１０、カード外面のフィルムが自然に分解され自然環境に大きな悪影響を及ぼすことなく処分することができる。なお、場合によってはカードの外面となるフィルムを生分解性樹脂５０によって形成することも可能である。
アンテナ１０を分解されやすい鉄系材料で形成した場合も、アンテナ１０は通常の使用状態では生分解性樹脂５０あるいは外面フィルムによって密封されているからアンテナ１０が錆びたりすることはなく、製品の外観等に悪影響を及ぼすことはない。一方、土中に廃棄したような場合には、微生物によって数週間以内に生分解性樹脂５０が分解され、内部のアンテナが分解される。
【００２３】
なお、ＩＣカードの組み立てに使用する生分解性樹脂５０は、一定の保形性が必要であり、ＩＣカードの量産に好適に使用できる必要がある。
ＩＣカードの組み立てに使用する生分解性樹脂には、ポリエステル系合成樹脂、セルロース誘導体、澱粉誘導体等の種々の製品が使用可能であり、本実施形態で使用した生分解性樹脂５０はコーンを原料として作製された生分解性樹脂である。以下に、本実施形態で使用した生分解性樹脂の物性（フィルムＡ、フィルムＢ）について示す。
【００２４】
【表１】
0003809056.tif 000002
表１で引っ張り弾性率は厚さ４００μｍでの値であり、単位はkgf/cm2、溶融粘度の単位はpoiseである。また、生分解性樹脂はおよそ６０日程度で分解するものである。
【００２５】
実施形態で使用した生分解性樹脂５０は低温で熱溶着可能であり、アンテナ１０を挟んで熱圧着することによって容易にアンテナ１０にラミネートすることができる。
図１５は、シート状に形成された生分解性樹脂５０の長尺体を使用し、ローラにより熱圧着してアンテナ１０にラミネートする装置の概略構成を示す。５０ａ、５０ｂが生分解性樹脂５０によってシート状に形成した長尺体をロール体としたもの、８０ａ、８０ｂが熱圧着用のローラである。生分解性樹脂５０は低温で溶融するからローラ８０ａ、８０ｂを用いた熱圧着方法によって簡単にアンテナ１０にラミネートすることができる。
【００２６】
図１５に示すように、シート状に形成した生分解性樹脂５０を用いてアンテナ１０をラミネートする方法は、装置構成が簡易となり、ライン化が容易に可能で、アンテナ１０を連続的にラミネートすることができ、効率的な製造ラインを構成することができるという利点がある。また、アンテナ１０をリール状としてライン化することも可能である。また、生分解性樹脂５０をシート状に形成することによって膜厚のばらつきを抑えることができ、生分解性樹脂５０のシート厚を変えることによってアンテナ１０の固定強度を変えることが容易に可能となる。
【００２７】
なお、生分解性樹脂５０は必ずしもシート状として使用する場合に限るものではなく、たとえば、顆粒状に形成した生分解性樹脂５０を使用してアンテナ１０を保持することもできる。顆粒状に形成した生分解性樹脂５０を使用する場合は、熱圧着プレス機を用いて顆粒状の生分解性樹脂５０を溶融させ、溶融した生分解性樹脂５０を介してアンテナ１０を挟圧することにより、生分解性樹脂５０を薄いシート状にしてアンテナ１０を保持することができる。このように顆粒状の生分解性樹脂５０を使用してアンテナ１０を保形する方法は、シート状の生分解性樹脂５０によってラミネートする方法にくらべてアンテナ１０間に確実に生分解性樹脂５０を充填できるという利点がある。また、顆粒状の生分解性樹脂５０はシート状の生分解性樹脂５０にくらべて安価であるという利点がある。
【００２８】
また、生分解性樹脂５０を利用する他の方法として、生分解性樹脂５０を有機溶媒で溶解してペースト状とし、ディスペンサによりペースト状の生分解性樹脂５０をアンテナ１０に塗布してアンテナ１０を保持するようにすることもできる。ペースト状の生分解性樹脂５０を使用する場合は、乾燥時間をとるといった必要があるが、ディスペンサのプログラムを変えることによってカードサイズが異なる製品や、ＩＣカード以外のタグ製品等についても容易に対応でき、塗布パターンも適宜選択できるという利点がある。また、ペースト状の生分解性樹脂５０はアンテナ間に入り込みやすくアンテナ１０の保持が確実にできるという利点がある。
【００２９】
表１に示した生分解性樹脂についての有機溶媒に対する溶解性は以下のとおりである。
【表２】
0003809056.tif 000003
表２中で、○印は完溶、△印は難溶〜部分溶、×印は膨潤のみ〜不溶であることを示す。
【００３０】
以上説明したように、ＩＣカードの製造工程において、生分解性樹脂を使用してアンテナを保持するようにすることによって、プレス加工あるいはエッチング加工により所定のパターンにアンテナを形成した後、アンテナを搬送等する際にアンテナが変形したりすることを好適に防止することができ、また、生分解性樹脂を使用してアンテナを保持する構成としたことによって、自然環境にできるだけ悪影響を及ぼさないＩＣカードとして提供することが可能になる。なお、生分解性樹脂を使用してアンテナを保持する方法は、カード形式で使用されるＩＣカードはもちろん、荷物の識別等に利用されるタグ製品についても同様に利用することができる。とくにコーン等を原料として作製される生分解性樹脂は安価に量産できることから、大量消費されるＩＣカードの製造に利用してきわめて有効である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係るＩＣカードによれば、上述したように、ＩＣカードを製造する際にアンテナを支持してアンテナの変形や位置ずれ等を防止するための支持材として顆粒状の生分解性樹脂を使用することによって、ＩＣカードを廃棄する際に、安全にかつ廃棄コストをかけずに廃棄処理することが可能になる。また、ＩＣカードの外面となるフィルムについても容易に分解できる生分解性樹脂を使用することによって、ＩＣカード全体として、より安全性が高く廃棄処分が容易な製品として提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フレームにアンテナを支持した状態の平面図である。
【図２】アンテナに形成した接続端子を拡大して示す説明図である。
【図３】内側フレームを除去した状態の平面図である。
【図４】アンテナに半導体素子を搭載した状態の平面図である。
【図５】アンテナに半導体素子を搭載する方法を示す説明図である。
【図６】配線パターンフィルムの平面図と断面図である。
【図７】配線パターンフィルムにより半導体素子と接続端子とを電気的に接続する方法を示す説明図である。
【図８】配線パターンフィルムにより半導体素子と接続端子とを電気的に接続する他の方法を示す説明図である。
【図９】アンテナに生分解性樹脂をラミネートした状態の平面図である。
【図１０】生分解性樹脂によりアンテナを枠状に保持した状態の説明図である。
【図１１】アンテナを個片に分離した状態の平面図である。
【図１２】半導体素子を搭載した近傍部分が生分解性樹脂によりラミネートされた状態を示す断面図である。
【図１３】アンテナをＩＣカードの外面となるフィルムによりラミネートしている状態を示す平面図である。
【図１４】ＩＣカードの平面図である。
【図１５】シート状に形成された生分解性樹脂によりアンテナをラミネートする装置の概略構成を示す説明図である。
【図１６】アンテナをテープにより部分的に保持した状態を示す平面図である。
【図１７】アンテナの両面に保護フィルムをラミネートしてアンテナを保持した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  アンテナ
１２  半導体素子
１２ａ、１２ｂ  電極端子
１４  テープ
１６  フレーム
１８  保護フィルム
２０  内側フレーム
２２ａ、２２ｂ  接続端子
３０  配線パターンフィルム
３２ａ、３２ｂ  配線パターン
３４  接着層
３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ  透孔
４０  導電性ペースト
５０  生分解性樹脂
６０  フィルム
７０  ＩＣカード
８０ａ、８０ｂ  ローラ
【図１】
0003809056.tif 000004
【図２】
0003809056.tif 000005
【図３】
0003809056.tif 000006
【図４】
0003809056.tif 000007
【図５】
0003809056.tif 000008
【図６】
0003809056.tif 000009
【図７】
0003809056.tif 000010
【図８】
0003809056.tif 000011
【図９】
0003809056.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
0003809056.tif 000014
【図１２】
0003809056.tif 000015
【図１３】
0003809056.tif 000016
【図１４】
0003809056.tif 000017
【図１５】
0003809056.tif 000018
【図１６】
0003809056.tif 000019
【図１７】
0003809056.tif 000020