專利名稱：Ic卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID(射頻識(shí)別)等非接觸型IC卡。
通過詢問機(jī)(讀出/寫入)發(fā)出的電磁波，非接觸地使應(yīng)答器(非接觸型IC卡)的天線)產(chǎn)生誘發(fā)電壓來進(jìn)行收發(fā)信號(hào)的數(shù)據(jù)攜帶系統(tǒng)正在普及。
由于該非接觸型IC卡的基本電路組件由天線線圈和電容器所構(gòu)成的共振電路以及IC芯片構(gòu)成，如

圖16所示，其具體結(jié)構(gòu)為在基板上配置天線線圈、電容器和IC芯片。
作為該天線線圈，原來把金屬細(xì)線在同一平面上卷成環(huán)狀來使用，但是，近年來，由于要提高天線特性及機(jī)械強(qiáng)度、降低組裝步驟數(shù)，把在絕緣基板的一個(gè)表面上層疊的銅箔等的導(dǎo)電層蝕刻成環(huán)狀來使用。作為電容器，把通過蝕刻形成天線線圈的該絕緣基板用作介電體來使用。即，對(duì)于天線線圈和電容器，通過在絕緣基板的表面和里面上蝕刻形成導(dǎo)電層的層疊板的該導(dǎo)電層來形成和使用。
此時(shí)，作為絕緣基板，使用聚合物膜。作為導(dǎo)電層，使用由粘結(jié)劑貼合的銅箔或?yàn)R射等形成的銅層。
但是，由于聚合物吸水率大、其介電率由于吸水而改變，把聚合物膜作為介電體的電容器由于吸水而改變靜電電容，產(chǎn)生IC卡的共振頻率偏離的問題。
尤其，與通過濺射在聚合物膜上形成銅層的情況相比，通過粘結(jié)劑貼合聚合物膜和銅箔的層疊板有低成本的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于除聚合物膜之外粘結(jié)劑也構(gòu)成介電率變動(dòng)的原因，IC卡的共振頻率變得不穩(wěn)定。
本發(fā)明為了解決以上已有技術(shù)的問題而作出，其目的是提供一種可廉價(jià)制造的共振頻率穩(wěn)定、天線特性提高的IC卡。
發(fā)明者們使用以云母膜作為介電體的云母電容器作為電容器時(shí)，由于云母膜吸水率明顯降低，IC卡的共振頻率穩(wěn)定，而且通過通孔等把云母膜的兩面的電極端子集成在一個(gè)面上，使用各向異性的導(dǎo)電粘結(jié)劑可把云母電容器低成本且高可靠性地安裝在基板上，這樣完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供一種IC卡，其是這樣一種IC卡在基板上具有由云母膜和在云母膜的兩面上形成的電極所構(gòu)成的云母電容器、天線線圈和IC芯片，其特征在于云母電容器的一個(gè)面的電極的端子形成在云母電容器的另一個(gè)面上，把該端子和另一個(gè)面的電極的電子通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑分別連接在基板上。
圖1是本發(fā)明的IC卡的平面圖(圖(a))和X-X剖面圖(圖(b))；圖2是云母電容器的俯視圖(圖(a))和仰視圖(圖(b))；圖3是本發(fā)明的IC卡的制造步驟中天線圈形成(圖(a))、IC芯片的安裝(圖(b))、云母電容器的安裝(圖(c))的各個(gè)階段的平面圖；圖4說明本發(fā)明的IC卡的制造步驟中層疊剝離紙和外層膜的步驟；圖5是IC卡的制造步驟圖；圖6是本發(fā)明的IC卡的平面圖(圖(a))和X-X剖面圖(圖(b))以及Y-Y剖面圖(圖(c))；圖7是本發(fā)明的IC卡的制造步驟中天線圈形成階段的平面圖；圖8是云母電容器的俯視圖(圖(a))和仰視圖(圖(b))；圖9是本發(fā)明的IC卡的平面圖(圖(a))和X-X剖面圖(圖(b))以及Y-Y剖面圖(圖(c))；圖10是本發(fā)明的IC卡的制造步驟中天線線圈形成階段的平面圖；圖11是云母電容器的俯視圖(圖(a))和仰視圖(圖(b))；圖12是本發(fā)明的IC卡的剖面圖；圖13是本發(fā)明的IC卡的剖面圖(圖(a))和把該IC卡、已有的IC卡粘貼在物體上后剝離的狀態(tài)圖(圖(b)、(c))；圖14是本發(fā)明的IC卡的剖面圖；圖15是在對(duì)實(shí)施例的IC卡進(jìn)行60度、90％濕度的持久實(shí)驗(yàn)時(shí)表示時(shí)間和共振頻率的變化的曲線；圖16表示IC卡的基本電路組件的說明圖。
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。各圖中相同符號(hào)表示相同或等價(jià)的構(gòu)成組件。
圖1是通過粘貼在視頻膜和其它各種物品上作為具有ID功能的標(biāo)簽使用的本發(fā)明的IC卡10A的平面圖(圖(a))和X-X剖面圖(圖(b))。圖1(a)中，虛線包圍的部分是云母電容器5的端子附近的放大圖，布滿點(diǎn)的部分是通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4進(jìn)行連接的部分。圖2是該IC卡10A使用的云母電容器5的俯視圖(圖(a))和仰視圖(圖(b))。
該IC卡10A把天線線圈2、IC芯片3和云母電容器5安裝在PET、聚合物等的絕緣膜構(gòu)成的絕緣基板上，把它們用環(huán)氧樹脂等的熱固性樹脂或聚酯等的熱塑性樹脂等構(gòu)成的封裝樹脂封裝，在該絕緣基板1一側(cè)的表面上經(jīng)丙烯基樹脂等的粘結(jié)劑12層疊聚酯膜等的外層膜13，在其相對(duì)側(cè)的表面上經(jīng)粘結(jié)劑14層疊剝離紙15。該剝離紙15在把IC卡10A用作標(biāo)簽時(shí)被剝離，IC卡10A用粘結(jié)劑14貼合在預(yù)定物品上。
對(duì)于該IC卡10A，通過蝕刻絕緣基板1和銅箔構(gòu)成的層疊板的該銅箔形成天線線圈2。IC芯片3通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4以面朝下方式安裝在基板1上。
云母電容器5由云母膜6和在其兩面上形成的電極7a、7b構(gòu)成。圖中，云母膜6的上面一側(cè)的電極7b的端子5b經(jīng)通孔9在云母膜6的下面一側(cè)上形成，與云母膜6的下面一側(cè)的電極7a的端子5a一起集成在同一表面上。因此，云母電容器5的端子5a、5b通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4可分別連接于天線線圈2的內(nèi)側(cè)端子2a、外側(cè)端子2b。
該云母電容器5例如如下制造。首先，準(zhǔn)備云母膜6，在其上開出通孔9用的孔。接著，在云母膜6的一個(gè)面上通過印刷銀粘合劑形成電極7a(或電極7b)。之后，也通過印刷銀粘合劑形成由另一面的電極7a(或電極7b)與電極7b的端子5b構(gòu)成的圖案。這樣，用銀粘合劑填充通孔9用的孔，通過通孔9把電極7b及其端子5b導(dǎo)通。接著，除端子5a、5b之外，在云母膜6的表面上形成玻璃涂料等的絕緣外膜8。
使用該云母電容器5的IC卡10A根據(jù)如圖5所示的步驟制造。
首先，準(zhǔn)備PET、聚合物等的絕緣膜構(gòu)成的絕緣基板1的一個(gè)面上形成銅箔等的導(dǎo)電層的層疊板(單面覆銅)，用常規(guī)方法在該導(dǎo)電層上涂覆抗蝕劑，曝光顯影成預(yù)定圖案，通過蝕刻形成天線2和在天線2上添加的電路，如圖3(a)所示。接著如圖3(b)所示，使用各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4以面朝下方式安裝IC芯片3。云母電容器5也用各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4安裝。之后，IC芯片3和云母電容器5同時(shí)焊接。這樣，如圖3(c)所示，在絕緣基板1上形成天線線圈2，得到安裝IC芯片3和云母電容器5的安裝基板。這里使用的各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4可使用公知的，其形態(tài)可以是膜狀、粘合劑狀等任何一個(gè)。
接著，如圖4所示，安裝基板的絕緣基板1側(cè)上以粘結(jié)劑(圖中未示出)粘貼外層膜(標(biāo)簽)13，在相對(duì)的一側(cè)上涂覆封裝樹脂11，在封裝樹脂11上使用輥16使添加粘結(jié)劑的剝離紙15成層，同時(shí)加熱加壓。此時(shí)，把外層膜13和剝離紙15之間的間隔調(diào)整為規(guī)定間隙寬度d。之后，經(jīng)沖壓步驟可得到圖1所示的IC卡10A的產(chǎn)品。
得到的IC卡10A由于把云母膜6作為電容器的介電體，沒有吸水帶來的共振頻率偏離，提高了天線的特性。云母電容器5由于通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4安裝，抑制了電容器的安裝成本，還提高了連接的可靠性。
圖6是本發(fā)明的IC卡10B的平面圖(圖(a))和X-X剖面圖(圖(b))以及Y-Y剖面圖(圖(c))。圖7表示該IC卡10B在安裝IC芯片3和云母電容器5之前的狀態(tài)中在絕緣基板1上形成天線線圈2的平面圖。圖8是該IC卡10B使用的云母電容器5的俯視圖(圖(a))和仰視圖(圖(b))。
但是，與上述IC卡10A大致成矩形地形成天線線圈2相反，該IC卡10B中大致成圓形地形成天線線圈2，這一點(diǎn)二者不同。這樣，本發(fā)明的天線線圈2的形狀不特別進(jìn)行限制。
該IC卡10B中，同樣云母電容器5的兩面的電極端子通過通孔9在云母膜6的一面上集成，由此可使用各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4在絕緣基板1上安裝云母電容器5，但是，該IC卡10B中，除此之外，還可形成云母電容器5的端子5a’(參考圖8)。即，作為與天線線圈2的外側(cè)端子2b連接的云母電容器5的端子，在云母膜6的下面一側(cè)的電極7a上形成端子5a，但是該電極7a在天線線圈2的內(nèi)側(cè)也具有端子5a’。在絕緣基板1上形成與該端子5a’連接的端子2b’，該端子2b’通過配線圖案與連接IC芯片3的端子3b的端子2b’連接(參考圖7)。該云母電容器5除端子部分外在其表面上形成絕緣外膜(圖中未示出)。
另一方面，天線線圈2的內(nèi)側(cè)端子2a通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4與云母膜6的上面?zhèn)鹊碾姌O7b的端子5b連接，但是在天線線圈2上還形成與IC芯片3的端子3a連接用的內(nèi)側(cè)端子2a’。
因此，該IC卡10B中，把天線線圈2的外側(cè)端子2b和內(nèi)側(cè)端子2a分別連接于IC芯片3的端子3b、3a，不必要在IC芯片3的2個(gè)端子3b、3a之間收納天線2的整卷寬度。因此，根據(jù)該IC卡10B中，可提高天線線圈2的設(shè)計(jì)自由度。
圖9是另外不同的本發(fā)明的IC卡10C的平面圖(圖(a))和X-X剖面圖(圖(b))以及Y-Y剖面圖(圖(c))。圖10是該IC卡10C在安裝IC芯片3和云母電容器5之前在絕緣基板1上形成天線線圈2的平面圖。圖11是該IC卡10C使用的云母電容器5的俯視圖(圖(a))和仰視圖(圖(b))。
該IC卡10C與上述IC卡10B大致相同，具有圓形天線線圈2。該IC卡10C中，云母電容器5的兩面的電極端子在云母膜6的一面上集成，使用各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4分別連接在絕緣基板1上。
該IC卡10C中，作為與天線線圈2的外側(cè)端子2b連接的云母電容器5的端子，在云母膜6的上面一側(cè)的電極7b上經(jīng)通孔9形成連接天線線圈的端子2b的端子5b，但是該電極7b在天線線圈2的內(nèi)側(cè)也具有端子5b’(參考圖不1)。在絕緣基板1上與上述IC卡10B同樣地形成與該端子5b’連接的端子2b’，該端子2b’通過配線圖案與連接IC芯片3的端子3b的端子2b”連接(參考圖10)。
另一方面，天線線圈2的內(nèi)側(cè)端子2a通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4與經(jīng)通孔9和云母膜6的下面一側(cè)的電極7a連接的端子5a連接。在天線線圈2上還形成與IC芯片3的端子3a連接用的內(nèi)側(cè)端子2a’。
因此，該IC卡10C中，不必要在IC芯片3的2個(gè)端子3b、3a之間收納天線2的整卷寬度，可提高天線線圈2的設(shè)計(jì)自由度。
另外，該IC卡10C中，云母膜6的下面一側(cè)的電極7a形成在與天線線圈2不重疊的位置上。即，云母電容器5與天線線圈2重疊的區(qū)域是由云母膜6和僅該云母膜6的上面一側(cè)的電極7b構(gòu)成的單面電極區(qū)。該單面電極區(qū)把云母膜6作在天線線圈2一側(cè)上，與天線線圈2交錯(cuò)。根據(jù)該IC卡10C，即使天線線圈2上直接重疊云母膜6，也確保天線線圈2與云母電容器5的電極之間的絕緣。因此，安裝云母電容器5的安裝基板的厚度可作薄。
圖12也是本發(fā)明的不同形式的IC卡10D的剖面圖。該IC卡10D在絕緣基板1上形成天線線圈2，安裝IC芯片3和云母電容器5的安裝基板自身與用于圖6所示的IC卡10B的相同，但是，替代圖6的IC卡10B的封裝樹脂11和粘結(jié)劑12、14，而使用兼用作填充材料的粘結(jié)材料17，在該材料的表面上設(shè)置剝離置15。因此，該IC卡10D與圖6所示的IC卡10b相比，其厚度可降低一半。
但是，把IC卡粘貼于預(yù)定物品后，為防止該IC卡剝離下來、錯(cuò)誤地把其再使用于和本來應(yīng)粘貼的物品不同的物品上，一旦把IC卡粘貼到預(yù)定物品上后，錯(cuò)誤地剝離該IC卡后，最后IC卡自身也破壞掉。
如圖12的IC卡10D那樣，卡厚度變薄時(shí)，如圖3(a)所示把IC卡10D粘貼于預(yù)定物品S后，如該圖的圖(b)所示將其剝離時(shí)，其剝離角θ1與IC卡的厚度厚時(shí)的剝離角θ2相比(該圖的圖(c))變大。因此，根據(jù)該IC卡10D,從物品剝離時(shí)IC卡內(nèi)部的安裝基板上有大負(fù)荷，安裝基板容易破壞掉。因此，防止錯(cuò)誤地在使用。
從IC卡的錯(cuò)誤地再使用這一點(diǎn)，最好選擇粘結(jié)材料17，以使得該IC卡對(duì)于物品S具有比對(duì)于云母電容器5更高的粘結(jié)力。作為這種粘結(jié)材料17，例如在貼合IC卡10D的物品S是ABS樹脂時(shí)，可給出紫外線固化型樹脂粘結(jié)劑(索尼株式會(huì)社G9000)、丙烯基粘結(jié)劑(索尼株式會(huì)社T4000、NP203)。
這樣，經(jīng)粘結(jié)材料17用外部材料覆蓋絕緣基板1上的云母電容器5、天線線圈2和IC芯片3時(shí)，至少在云母電容器5上不經(jīng)封裝樹脂而直接設(shè)置粘結(jié)材料17,IC卡10D的厚度變薄，而且提高了粘結(jié)材料17對(duì)物品S的粘結(jié)力，一旦把粘貼在物品S上的IC卡10D從該物品S上剝離時(shí)，如圖12的箭頭A1、A2所示，云母電容器5的破壞很容易從云母電容器5的電極7a或7b與云母膜6之間的界面開始擴(kuò)展開來，如箭頭B所示，很容易從與云母電容器5的各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑4形成的絕緣基板1的連接部位開始引起云母電容器5的破壞或共振電路的破壞。
圖14的IC卡10E設(shè)計(jì)有外裝膜18，其作為替代圖12的IC卡10D的外層膜13和剝離紙15的外裝部件。該IC卡10E與上述的IC卡10A、10B、10C、10D剝離掉剝離紙15粘貼在物品上使用的狀態(tài)相反，是不粘貼在物體上而以卡單獨(dú)使用的狀態(tài)。這樣，在作為卡單獨(dú)使用的IC卡10E中，為防止IC卡上記錄的信息的錯(cuò)誤使用和更改等，最后至少在云母電容器5上不經(jīng)過封裝樹脂而設(shè)置粘結(jié)材料17。
本發(fā)明的IC卡并不限于上述的IC卡10A、10B、10C、10D、10E的例子，可有各種形式。因此，作為外裝部件，外層膜13、添加粘結(jié)劑的剝離紙15等未必是必要的。云母電容器5的電極、其端子的形狀及形成位置可進(jìn)行適當(dāng)?shù)卮_定。
實(shí)施例下面根據(jù)實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
圖1所示的IC卡如下制造。
絕緣基板PET膜(厚度為50微米)天線圈的形成材料膜厚為35微米的銅天線線圈的電感0.92微亨天線線圈的電路電阻0.6歐姆天線線圈的長度418mm天線線圈的匝數(shù)4圈云母電容器的介電率ε=7.1云母電容器的靜電電容150pFIC芯片非接觸用IC(13.56MHz)外層膜聚丙烯膜評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)實(shí)施例1的IC卡的可靠性，在IC卡上進(jìn)行60度、90％濕度的持久實(shí)驗(yàn)，調(diào)整共振頻率的偏離。結(jié)果如圖15所示。
該實(shí)施例1的共振頻率的偏離與使用聚合物膜作為絕緣基板的已有IC卡相比約抑制到其1/3。
根據(jù)本發(fā)明的IC卡，由于使用云母電容器，可穩(wěn)定共振頻率。在云母電容器的一個(gè)面上集成電極端子，通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑可實(shí)現(xiàn)云母電容器的安裝，因此可降低制造成本，提高連接可靠性。
權(quán)利要求
1．一種IC卡，在基板上具有由云母膜和在云母膜的兩面上形成的電極所構(gòu)成的云母電容器、天線線圈和IC芯片，其特征在于云母電容器的一個(gè)面的電極端子形成在云母電容器的另一個(gè)面上，把該端子和另一個(gè)面的電極電子通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑分別連接在基板上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的IC卡，其特征在于云母電容器的一個(gè)面的電極的端子通過通孔形成在云母電容器的另一個(gè)面上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的IC卡，其特征在于云母電容器的一個(gè)面的電極的端子在連接天線線圈的外側(cè)端子時(shí)，該電極在天線線圈的內(nèi)側(cè)上也有端子。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2和3的任何一項(xiàng)的IC卡，其特征在于在云母電容器的一部分上形成由一面的電極與云母膜構(gòu)成的單面電極區(qū)域，該單面電極區(qū)域在天線線圈一側(cè)上作成云母膜，與天線線圈交錯(cuò)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)的IC卡，其特征在于經(jīng)粘結(jié)材料用外裝部件覆蓋基板上的云母電容器、天線線圈和IC芯片，并且至少在云母電容器上不經(jīng)過封裝樹脂而設(shè)置粘結(jié)劑。
全文摘要
在絕緣基板1上具有由云母膜6和云母膜的兩面上形成的電極7a、7b構(gòu)成的云母電容器5、天線線圈2和IC芯片3的IC卡10A中,在另一面上形成云母電容器5的單面電極7b的端子,該端子和另一面的電極7a的端子通過各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑分別連接在絕緣基板1上。這樣,穩(wěn)定了共振頻率,可廉價(jià)制造天線特性提高的IC卡。
文檔編號(hào)G06K19/07GK1316081SQ00801249
公開日2001年10月3日 申請日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月29日
發(fā)明者黑田信一, 鈴木和明 申請人:索尼化學(xué)株式會(huì)社