JP2000348155A

JP2000348155A - Ｉｃカード製造装置

Info

Publication number: JP2000348155A
Application number: JP15492299A
Authority: JP
Inventors: Onobu Kubota; 穂伸窪田
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP3388392B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造中の過大圧力の印加による電子部品の破損
等を防止し、生産時における歩留まり率を大幅に高める
とともに、品質向上及び信頼性向上に寄与する。【解決手段】プレス面３ｕ，３ｄに、熱可塑性樹脂シー
トＬａ，Ｌｂが可塑化しない状態では積層基材Ｍの加圧
時に熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂの変形に応じて弾性
変形し、かつ熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂが可塑化し
た状態では積層基材Ｍの加圧時に弾性復帰する所定の厚
さを有する弾性板４ｕ，４ｄを取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型の非接触ＩＣ
カードを製造する際に用いて好適なＩＣカード製造装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣチップ等の電子部品を内蔵
したＩＣカードは知られている。ＩＣカードは、カード
の内部に電子部品を収容するため、カード表面は電子部
品による凹凸が生じないように製造する必要があり、そ
のための製造方法及び装置も各種提案されている（例え
ば、特公平２−１６２３４号公報，特開平６−１７６２
１４号公報，特開平９−２７７７６６号公報，特開平１
１−４８６６０号公報等参照）。

【０００３】ところで、近時、厚さが数百ミクロンメー
トル程度のフレキシブルな薄型の非接触ＩＣカードも実
用化されている。図９に、このような薄型の非接触ＩＣ
カードを製造するための従来の代表的なＩＣカード製造
装置５０を示す。このＩＣカード製造装置５０は、下プ
レス盤５１と上プレス盤５２を備え、下プレス盤５１は
断熱板５３を介して基体部５４に取付けるとともに、上
プレス盤５２は断熱板５５を介して昇降体部５６に取付
ける。これにより、下プレス盤５１は固定側となり、上
プレス盤５２は可動側となる。また、下プレス盤５１の
内部には加熱用ヒータ５７…と冷却用水路５８…を設け
るとともに、上プレス盤５２の内部には加熱用ヒータ５
９…と冷却用水路６０…を設ける。さらに、基体部５４
には下プレス盤５１の周りを覆う筒型の下チャンバ部６
１を設けるとともに、昇降体部５６には上プレス盤５２
の周りを覆う上チャンバ部６２を設ける。この下チャン
バ部６１と上チャンバ部６２は、上プレス盤５２を下降
させた際に相嵌合し、内部が密封されるチャンバ６３を
構成する。一方、６４は、上チャンバ部６２に設けた脱
気口であり、この脱気口６４に不図示の脱気装置（真空
ポンプ等）を接続することにより、チャンバ６３の内部
を脱気することができる。なお、６５は、上チャンバ部
６２に設けたシール材である。

【０００４】このようなＩＣカード製造装置５０によれ
ば、ＩＣカードを製造する際に用いる積層基材Ｍは下プ
レス盤５１上にセットされる。この場合、積層部材Ｍ
は、図１及び図４に示すように構成されている。ＰはＩ
ＣチップＰｉとアンテナＰａからなる電子部品であり、
この電子部品Ｐは上下一対のシート生地材Ｓａ，Ｓｂに
より挟まれる。この場合、各シート生地材Ｓａ，Ｓｂ
は、熱可塑性樹脂シート（ポリエチレンテレフタレート
等）Ｌａ，Ｌｂと、この裏側に接着した不織布Ｔａ，Ｔ
ｂからなる。また、積層基材Ｍは、通常、図３に示すよ
うに、ＩＣカード複数枚分（一般にｎ×ｍ枚）を連続さ
せて一枚に綴り、この積層基材ＭをＩＣカード製造装置
により熱圧着した後、カッティングして目的のＩＣカー
ドを製造する。一方、積層基材Ｍを熱圧着する際には、
昇降体部５６を下降させた後、チャンバ６３内を脱気す
るとともに、加熱用ヒータ５７…及び５９…を通電して
加熱した下プレス盤５１と上プレス盤５２により積層基
材Ｍを加圧すれば、積層基材Ｍは内部に含む気泡が除去
された状態で熱圧着される。この後、加熱用ヒータ５７
…と５９…の通電を停止し、冷却用水路５８…及び６０
…に冷却用水を流せば、積層基材Ｍは冷却される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のＩＣカード製造装置５０では、積層基材Ｍを熱圧着す
る加圧初期に、積層基材Ｍ自身が十分加熱されていない
状態で加圧されるため、十分に可塑化していない熱可塑
性樹脂シートＬａ，Ｌｂを介して電子部品Ｐに過大な圧
力が付加されることになり、従来のＩＣカード製造装置
５０により製造した場合には、電子部品Ｐが破損するな
どの製造不良を生じやすく、生産時における歩留まり率
の低下を招く問題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題を解決したものであり、製造中の過大圧力の印加
による電子部品の破損等を防止し、生産時の歩留まり率
を大幅に高めることができるとともに、品質向上及び信
頼性向上に寄与できるＩＣカード製造装置の提供を目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明
は、熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂを含む一対のシート
生地材Ｓａ，ＳｂによりＩＣチップ等の電子部品Ｐを挟
んでなる積層基材Ｍを、一対のプレス面３ｕ，３ｄによ
り両面側から挟んで熱圧着する熱圧着プレス部２を備え
るＩＣカード製造装置１を構成するに際して、プレス面
３ｕ，３ｄに、熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂが可塑化
しない状態では積層基材Ｍの加圧時に熱可塑性樹脂シー
トＬａ，Ｌｂの変形に応じて弾性変形し、かつ熱可塑性
樹脂シートＬａ，Ｌｂが可塑化した状態では積層基材Ｍ
の加圧時に弾性復帰する所定の厚さを有する弾性板４
ｕ，４ｄを取付けてなることを特徴とする。

【０００８】この場合、好適な実施の形態により、弾性
板４ｕ，４ｄには、弾性金属板又は弾性合成樹脂板を用
いることができる。また、弾性板４ｕ，４ｄは、所定の
厚さを有する柔軟性板５ｕ，５ｄを介してプレス面３
ｕ，３ｄに取付けることが望ましく、この柔軟性板５
ｕ，５ｄには、ゴム板を用いることができる。

【０００９】これにより、積層基材Ｍを熱圧着する際に
おいて、熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂが可塑化してい
ない状態では、弾性板４ｕ，４ｄは熱可塑性樹脂シート
Ｌａ，Ｌｂの変形に応じて弾性変形するため、電子部品
Ｐによる熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂの変形は当該弾
性板４ｕ，４ｄにより吸収される。したがって、製造中
における過大圧力の印加による電子部品Ｐの破損等は回
避される。一方、熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂが可塑
化した状態では、弾性板４ｕ，４ｄは本来の形状に弾性
復帰するため、積層基材Ｍは弾性板４ｕ，４ｄの有する
本来の平坦形状により熱圧着される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１１】まず、本実施例に係るＩＣカード製造装置
１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。

【００１２】ＩＣカード製造装置１は、図２及び図３に
示す積層基材挟持部１０を備える。積層基材挟持部１０
は、上挟持部１１と下挟持部１２からなり、上挟持部１
１が下挟持部１２の上に重なることにより、内部が密封
される積層基材挟持部１０となる。

【００１３】上挟持部１１は、矩形枠状に構成した上フ
レーム部１３を有し、この上フレーム部１３の外側面に
は溝部１３ｓを設ける。また、積層基材Ｍの上面に重な
る当該上面よりも大きい挟持面部１４ｐ及びこの挟持面
部１４ｐの外辺に沿って上方へ膨出させた溝状の吸収面
部１４ａを設けた上プレート部１４を有し、この上プレ
ート部１４の外縁部１４ｖをネジ等の止具１５…により
上フレーム部１３の下面に取付けて構成する。この上プ
レート部１４は一定の厚さを有するステンレス材を用い
ることができ、厚さは３〔ｍｍ〕以内、望ましくは１
〔ｍｍ〕程度が好適である。なお、上フレーム部１３の
下面下方に位置する外縁部１４ｖにはシール材１６を固
着する。

【００１４】一方、下挟持部１２も基本的には上挟持部
１１と同様に構成する。即ち、矩形枠状に構成した下フ
レーム部１７を有するとともに、積層基材Ｍの下面に重
なる当該下面よりも大きい挟持面部１８ｐ及びこの挟持
面部１８ｐの外辺に沿って下方へ膨出させた溝状の吸収
面部１８ａを設けた下プレート部１８を有し、この下プ
レート部１８の外縁部１８ｖをネジ等の止具１９…によ
り下フレーム部１７の上面に取付けて構成する。この下
プレート部１８も上プレート部１４と同じ一定の厚さを
有するステンレス材等を用いることができる。なお、下
フレーム部１７の上面上方に位置する外縁部１８ｖには
シール材２０を固着する。

【００１５】また、挟持面部１４ｐの下面はプレス面３
ｕとなり、このプレス面３ｕには柔軟性板５ｕを固着す
るとともに、この柔軟性板５ｕの下面には弾性板４ｕを
固着する。この場合、弾性板４ｕは、熱可塑性樹脂シー
トＬａが可塑化しない状態では積層基材Ｍの加圧時に熱
可塑性樹脂シートＬａの変形に応じて弾性変形し、かつ
熱可塑性樹脂シートＬａが可塑化した状態では積層基材
Ｍの加圧時に弾性復帰する一定の厚さを有する弾性金属
板、望ましくは、厚さ０．１〜０．５〔ｍｍ〕程度のス
テンレス板を用いる。一方、柔軟性板５ｕは一定の厚さ
を有するゴム板、望ましくは、厚さ０．５〜３．０〔ｍ
ｍ〕程度のシリコンゴム板を用いる。なお、弾性板４ｕ
としては、弾性鋼板或いは耐熱性を有する非鉄材、具体
的には、ポリイミド等を用いた弾性合成樹脂板も良好な
結果を得た。また、柔軟性板５ｕとしては、厚さ１〔ｍ
ｍ〕程度の厚紙も良好な結果を得た。

【００１６】さらに、挟持面部１８ｐの上面はプレス面
３ｄとなり、このプレス面３ｄには柔軟性板５ｄを固着
するとともに、この柔軟性板５ｄの上面には弾性板４ｄ
を固着する。この場合、弾性板４ｄ及び柔軟性板５ｄ
は、それぞれ弾性板４ｕ及び柔軟性板５ｕと同一のもの
を用いることができる。

【００１７】他方、吸収面部１８ａには脱気口２１を設
け、この脱気口２１は通気管２２を介して不図示の脱気
装置（真空ポンプ等）に接続する。これにより、積層基
材挟持部１０の内部を脱気することができるとともに、
通気管２２に接続した切換バルブを切換制御することに
より、積層基材挟持部１０の内部に給気することができ
る。さらに、上挟持部１１と下挟持部１２の複数位置に
は、上挟持部１１を下挟持部１２に重ねた際に、両者を
位置決めする位置決め部２３…を配設する。一つの位置
決め部２３（他も同じ）は、下フレーム部１７から上方
に突出した位置決めピン２４と上フレーム部１３に設け
た位置決め孔２５からなる。

【００１８】このように構成される積層基材挟持部１０
は、下挟持部１２の下プレート部１８上に積層基材Ｍを
セットし、この上に上挟持部１１を重ねれば、位置決め
孔２５に位置決めピン２４が挿入して上挟持部１１と下
挟持部１２の正確な位置決めとズレ防止が図られるとと
もに、上フレーム部１３と下フレーム部１７は、シール
材１６，２０を介して密着する。このため、挟持面部１
４ｐと１８ｐの位置及び間隔は、この状態で弾性板４
ｕ，４ｄが積層基材Ｍの両面に対してそれぞれ適切に圧
接するように設定されている。

【００１９】また、製造装置本体を備え、この製造装置
本体には、三台のプレス部、即ち、予熱プレス部（不図
示），熱圧着プレス部２及び冷却プレス部（不図示）を
備える。図１は、熱圧着プレス部２における上側に配し
た可動プレス盤部３０ｕと下側に配した固定プレス盤部
３０ｄのみを示し、可動プレス盤部３０ｕは不図示の昇
降部により昇降する。固定プレス盤部３０ｄと可動プレ
ス盤部３０ｕには、それぞれ加熱用ヒータを内蔵する。
この熱圧着プレス部２は、予熱プレス部から送られた積
層基材挟持部１０を正規の加熱温度を付与して加圧し、
積層基材Ｍを熱圧着する機能を有する。なお、予熱プレ
ス部は、積層基材Ｍを収容して脱気した積層基材挟持部
１０を、正規の加熱温度よりも低い予熱温度を付与し、
積層基材Ｍを加圧しつつ予熱温度で昇温する機能を有す
るとともに、冷却プレス部は、熱圧着プレス部２から送
られた積層基材挟持部１０を加圧しつつ積層基材Ｍを冷
却する機能を有する。

【００２０】次に、本実施例に係るＩＣカード製造装置
１の動作（機能）について、図２〜図６を参照して説明
する。

【００２１】まず、積層基材Ｍは積層基材挟持部１０に
収容する。即ち、下挟持部１２における挟持面部１８ｐ
の上面に積層基材Ｍを載置し、上から上挟持部１１を重
ねることにより、積層基材Ｍを上挟持部１１と下挟持部
１２により挟む。この後、脱気装置を作動させ、積層基
材挟持部１０の内部を脱気する。これにより、積層基材
Ｍは上下の挟持面部１４ｐと１８ｐにより押圧されると
ともに、積層基材Ｍの内部に含む気泡が完全に除去され
る。特に、積層基材挟持部１０には、溝状の吸収面部１
４ａ，１８ａが挟持面部１４ｐ，１８ｐの全周に沿って
設けられているため、積層基材Ｍは均一に脱気される。
この状態を図２及び図４に示す。

【００２２】そして、積層基材Ｍを収容した積層基材挟
持部１０は、最初に、不図示の予熱プレス部により予熱
処理される。即ち、積層基材挟持部１０は一対のプレス
盤により加圧され、熱圧着する際における正規の加熱温
度よりも低い予熱温度、具体的には、シート生地材Ｓ
ａ，Ｓｂの塑性変形又は溶着が始まる直前の温度（例え
ば、７０℃前後）に加熱される。これにより、積層基材
Ｍは加圧されつつ予熱温度により徐々に昇温せしめられ
る。

【００２３】次いで、予熱処理された積層基材挟持部１
０は、熱圧着プレス部２に供給される。この場合、図２
に示すように、可動プレス盤部３０ｕは上昇しているた
め、積層基材挟持部１０を固定プレス盤部３０ｄに載置
した後、可動プレス盤部３０ｕを下降させ、積層基材挟
持部１０を可動プレス盤部３０ｕと固定プレス盤部３０
ｄにより上下から加熱及び加圧し、積層基材Ｍを熱圧着
する。この際、固定プレス盤部３０ｄと可動プレス盤部
３０ｕはそれぞれ加熱用ヒータにより正規の加熱温度Ｔ
ｓ（例えば、１２０℃前後）に加熱されている。なお、
積層基材Ｍは、その両面側が上挟持部１１と下挟持部１
２により挟まれ、かつ密封状態の積層基材挟持部１０の
内部に収容されるとともに、この積層基材挟持部１０の
内部は脱気装置により脱気されているため、積層基材Ｍ
が予熱プレス部から熱圧着プレス部２に移動しても、加
熱状態及び加圧状態の連続性が確保、即ち、積層基材Ｍ
に対する保温性と保圧性が確保される。

【００２４】ところで、積層基材Ｍの熱圧着時には、加
圧初期に積層基材Ｍ自身が十分加熱されない状態で加圧
されるため、十分に可塑化していない熱可塑性樹脂シー
トＬａ，Ｌｂを介して電子部品Ｐに圧力が付加されるこ
とになる。しかし、弾性板４ｕ，４ｄは図５に示すよう
に、電子部品Ｐによる熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂの
変形に応じて弾性変形するため、当該熱可塑性樹脂シー
トＬａ，Ｌｂの変形は弾性板４ｕ，４ｄにより吸収さ
れ、製造中の過大圧力の印加による電子部品Ｐの破損等
は回避される。一方、ある程度時間が経過し、熱可塑性
樹脂シートＬａ，Ｌｂが十分に可塑化すれば、弾性板４
ｕ，４ｄは本来の形状に弾性復帰し、積層基材Ｍは図６
に示すように、弾性板４ｕ，４ｄの有する本来の平坦形
状により熱圧着される。

【００２５】そして、設定時間（例えば、２０秒前後）
が経過したなら、可動プレス盤部３０ｕを上昇させ、熱
圧着された積層基材Ｍ、即ち、製造されたＩＣカードＭ
ｉを冷却プレス部に移して冷却処理する。冷却処理で
は、ＩＣカードＭｉが加圧されつつ冷却せしめられる。
この際、熱圧着処理時と同様に挟持面部１４ｐ，１８ｐ
の収縮及び塑性変形は吸収面部１４ａ，１８ａにより吸
収される。

【００２６】一方、冷却処理後、積層基材挟持部１０か
らＩＣカードＭｉを取出すには、不図示の切換バルブを
切換制御することにより脱気装置を給気機能に切換え、
積層基材挟持部１０の内部に空気を供給する。これによ
り、積層基材挟持部１０の脱気状態が解除され、かつ積
層基材Ｍは積層基材挟持部１０から剥離する。よって、
上挟持部１１を上昇させ、図１に示すように、製造され
たＩＣカードＭｉを取出すことができる。

【００２７】このように、本実施例に係るＩＣカード製
造装置１を用いれば、プレス面３ｕ，３ｄに、熱可塑性
樹脂シートＬａ，Ｌｂが可塑化しない状態では積層基材
Ｍの加圧時に熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂの変形に応
じて弾性変形し、かつ熱可塑性樹脂シートＬａ，Ｌｂが
可塑化した状態では積層基材Ｍの加圧時に弾性復帰する
一定の厚さを有するステンレス板を用いた弾性板４ｕ，
４ｄを取付けたため、製造中における過大圧力の印加に
よる電子部品の破損等が回避され、生産時の歩留まり率
が大幅に高められる。また、弾性板４ｕ，４ｄは当該弾
性板４ｕ，４ｄよりも弾性の小さい一定の厚さを有する
シリコンゴム板を用いた柔軟性板５ｕ，５ｄを介してプ
レス面３ｕ，３ｄに取付けたため、弾性板４ｕ，４ｄは
安定に支持され、積層基材Ｍは安定かつ確実に熱圧着さ
れる。さらに、積層基材Ｍは密封状態かつ脱気状態の積
層基材挟持部１０の内部に収容されるため、加熱状態及
び加圧状態の連続性が確保、即ち、積層基材に対する保
温性と保圧性が確保され、品質及び均質性の向上により
商品性は格段に高められる。

【００２８】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，数量，素材，数値等において、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除す
ることができる。

【００２９】例えば、図７に示すように、弾性板４ｕを
上プレート部１４に、弾性板４ｄを下プレート部１８に
それぞれ兼用させるとともに、柔軟性板５ｕを可動プレ
ス盤部３０ｕの下面に、柔軟性板５ｄを固定プレス盤部
３０ｄの上面にそれぞれ直接取付けてもよい。この場
合、可動プレス盤部３０ｕの下面がプレス面３ｕとな
り、固定プレス盤部３０ｄの上面がプレス面３ｄとな
る。さらに、図８に示すように、積層基材挟持部１０を
使用することなく、プレス面３ｕとなる可動プレス盤部
３０ｕの下面に柔軟性板５ｕを介して弾性板４ｕを直接
取付けるとともに、プレス面３ｄとなる固定プレス盤部
３０ｄの上面に柔軟性板５ｄを介して弾性板４ｄを直接
取付けてもよい。他方、積層基材Ｍ（ＩＣカード）の構
成や素材は例示に限らず、任意のタイプに適用できる。

【００３０】

【発明の効果】このように、本発明に係るＩＣカード製
造装置は、プレス面に、熱可塑性樹脂シートが可塑化し
ない状態では積層基材の加圧時に熱可塑性樹脂シートの
変形に応じて弾性変形し、かつ熱可塑性樹脂シートが可
塑化した状態では積層基材の加圧時に弾性復帰する所定
の厚さを有する弾性板を取付けてなるため、次のような
顕著な効果を奏する。

【００３１】製造中の過大圧力の印加による電子部
品の破損等を防止し、生産時における歩留まり率を大幅
に高めることができるとともに、品質向上及び信頼性向
上に寄与できる。

【００３２】好適な実施の形態により、弾性板を所
定の厚さを有する柔軟性板を介してプレス面に取付けれ
ば、弾性板を安定に支持でき、もって、積層基材を安定
かつ確実に熱圧着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係るＩＣカード製造装
置の要部及び製造されたＩＣカードを示す縦断面図、

【図２】同ＩＣカード製造装置における積層基材挟持部
の縦断面図、

【図３】同ＩＣカード製造装置における積層基材挟持部
の平面図、

【図４】同ＩＣカード製造装置の動作を説明するための
要部の縦断面図、

【図５】同ＩＣカード製造装置の動作を説明するための
要部の縦断面図、

【図６】同ＩＣカード製造装置の動作を説明するための
要部の縦断面図、

【図７】本発明の変更実施例に係るＩＣカード製造装置
の要部を示す縦断面図、

【図８】本発明の他の変更実施例に係るＩＣカード製造
装置の要部を示す縦断面図、

【図９】従来の技術に係るＩＣカード製造装置の縦断面
図、

【符号の説明】

１ＩＣカード製造装置２熱圧着プレス部３ｕ… プレス面４ｕ… 弾性板５ｕ… 柔軟性板Ｌａ… 熱可塑性樹脂シートＳａ… シート生地材Ｐ電子部品Ｍ積層基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂シートを含む一対のシート
生地材によりＩＣチップ等の電子部品を挟んでなる積層
基材を、一対のプレス面により両面側から挟んで熱圧着
する熱圧着プレス部を備えるＩＣカード製造装置におい
て、前記プレス面に、前記熱可塑性樹脂シートが可塑化
しない状態では前記積層基材の加圧時に前記熱可塑性樹
脂シートの変形に応じて弾性変形し、かつ前記熱可塑性
樹脂シートが可塑化した状態では前記積層基材の加圧時
に弾性復帰する所定の厚さを有する弾性板を取付けてな
ることを特徴とするＩＣカード製造装置。
【請求項２】前記弾性板は、弾性金属板又は弾性合成
樹脂板を用いることを特徴とする請求項１記載のＩＣカ
ード製造装置。
【請求項３】前記弾性板は、所定の厚さを有する柔軟
性板を介して前記プレス面に取付けてなることを特徴と
する請求項１記載のＩＣカード製造装置。
【請求項４】前記柔軟性板は、ゴム板を用いることを
特徴とする請求項３記載のＩＣカード製造装置。