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摘要
申请专利号:

CN00801249.0

申请日:

2000.06.21

公开号:

CN1316081A

公开日:

2001.10.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G06K19/077

主分类号:

G06K19/077

申请人:

索尼化学株式会社;

发明人:

黑田信一; 铃木和明

地址:

日本东京都

优先权:

1999.06.29 JP 184477/1999; 2000.01.14 JP 10237/2000

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

王忠忠

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内容摘要

在绝缘基板1上具有由云母膜6和云母膜的两面上形成的电极7a、7b构成的云母电容器5、天线线圈2和IC芯片3的IC卡10A中,在另一面上形成云母电容器5的单面电极7b的端子,该端子和另一面的电极7a的端子通过各向异性导电粘结剂分别连接在绝缘基板1上。这样,稳定了共振频率,可廉价制造天线特性提高的IC卡。

权利要求书

1.一种IC卡,在基板上具有由云母膜和在云母膜的两面上形成的电极所
构成的云母电容器、天线线圈和IC芯片,其特征在于云母电容器的一个面的
电极端子形成在云母电容器的另一个面上,把该端子和另一个面的电极电子通
过各向异性导电粘结剂分别连接在基板上。
2.根据权利要求1的IC卡,其特征在于云母电容器的一个面的电极的端
子通过通孔形成在云母电容器的另一个面上。
3.根据权利要求1或2的IC卡,其特征在于云母电容器的一个面的电极
的端子在连接天线线圈的外侧端子时,该电极在天线线圈的内侧上也有端子。
4.根据权利要求1、2和3的任何一项的IC卡,其特征在于在云母电容
器的一部分上形成由一面的电极与云母膜构成的单面电极区域,该单面电极区
域在天线线圈一侧上作成云母膜,与天线线圈交错。
5.根据权利要求1-4的任何一项的IC卡,其特征在于经粘结材料用外
装部件覆盖基板上的云母电容器、天线线圈和IC芯片,并且至少在云母电容
器上不经过封装树脂而设置粘结剂。

说明书

IC卡

本发明涉及RFID(射频识别)等非接触型IC卡。

通过询问机(读出/写入)发出的电磁波,非接触地使应答器(非接触型IC
卡)的天线)产生诱发电压来进行收发信号的数据携带系统正在普及。

由于该非接触型IC卡的基本电路组件由天线线圈和电容器所构成的共振
电路以及IC芯片构成,如图16所示,其具体结构为在基板上配置天线线圈、
电容器和IC芯片。

作为该天线线圈,原来把金属细线在同一平面上卷成环状来使用,但是,
近年来,由于要提高天线特性及机械强度、降低组装步骤数,把在绝缘基板的
一个表面上层叠的铜箔等的导电层蚀刻成环状来使用。作为电容器,把通过蚀
刻形成天线线圈的该绝缘基板用作介电体来使用。即,对于天线线圈和电容器,
通过在绝缘基板的表面和里面上蚀刻形成导电层的层叠板的该导电层来形成和
使用。

此时,作为绝缘基板,使用聚合物膜。作为导电层,使用由粘结剂贴合的
铜箔或溅射等形成的铜层。

但是,由于聚合物吸水率大、其介电率由于吸水而改变,把聚合物膜作为
介电体的电容器由于吸水而改变静电电容,产生IC卡的共振频率偏离的问题。

尤其,与通过溅射在聚合物膜上形成铜层的情况相比,通过粘结剂贴合聚
合物膜和铜箔的层叠板有低成本的优点,但是,由于除聚合物膜之外粘结剂也
构成介电率变动的原因,IC卡的共振频率变得不稳定。

本发明为了解决以上已有技术的问题而作出,其目的是提供一种可廉价制
造的共振频率稳定、天线特性提高的IC卡。

发明者们使用以云母膜作为介电体的云母电容器作为电容器时,由于云母
膜吸水率明显降低,IC卡的共振频率稳定,而且通过通孔等把云母膜的两面的
电极端子集成在一个面上,使用各向异性的导电粘结剂可把云母电容器低成本
且高可靠性地安装在基板上,这样完成了本发明。

即,本发明提供一种IC卡,其是这样一种IC卡:在基板上具有由云母膜
和在云母膜的两面上形成的电极所构成的云母电容器、天线线圈和IC芯片,
其特征在于云母电容器的一个面的电极的端子形成在云母电容器的另一个面
上,把该端子和另一个面的电极的电子通过各向异性导电粘结剂分别连接在基
板上。

图1是本发明的IC卡的平面图(图(a))和X-X剖面图(图(b));

图2是云母电容器的俯视图(图(a))和仰视图(图(b));

图3是本发明的IC卡的制造步骤中天线圈形成(图(a))、IC芯片的安
装(图(b))、云母电容器的安装(图(c))的各个阶段的平面图;

图4说明本发明的IC卡的制造步骤中层叠剥离纸和外层膜的步骤;

图5是IC卡的制造步骤图;

图6是本发明的IC卡的平面图(图(a))和X-X剖面图(图(b))以及
Y-Y剖面图(图(c));

图7是本发明的IC卡的制造步骤中天线圈形成阶段的平面图;

图8是云母电容器的俯视图(图(a))和仰视图(图(b));

图9是本发明的IC卡的平面图(图(a))和X-X剖面图(图(b))以及
Y-Y剖面图(图(c));

图10是本发明的IC卡的制造步骤中天线线圈形成阶段的平面图;

图11是云母电容器的俯视图(图(a))和仰视图(图(b));

图12是本发明的IC卡的剖面图;

图13是本发明的IC卡的剖面图(图(a))和把该IC卡、已有的IC卡粘
贴在物体上后剥离的状态图(图(b)、(c));

图14是本发明的IC卡的剖面图;

图15是在对实施例的IC卡进行60度、90%湿度的持久实验时表示时间
和共振频率的变化的曲线;

图16表示IC卡的基本电路组件的说明图。

下面根据附图详细说明本发明。各图中相同符号表示相同或等价的构成组
件。

图1是通过粘贴在视频膜和其它各种物品上作为具有ID功能的标签使用
的本发明的IC卡10A的平面图(图(a))和X-X剖面图(图(b))。图1(a)
中,虚线包围的部分是云母电容器5的端子附近的放大图,布满点的部分是通
过各向异性导电粘结剂4进行连接的部分。图2是该IC卡10A使用的云母电
容器5的俯视图(图(a))和仰视图(图(b))。

该IC卡10A把天线线圈2、IC芯片3和云母电容器5安装在PET、聚合
物等的绝缘膜构成的绝缘基板上,把它们用环氧树脂等的热固性树脂或聚酯等
的热塑性树脂等构成的封装树脂封装,在该绝缘基板1一侧的表面上经丙烯基
树脂等的粘结剂12层叠聚酯膜等的外层膜13,在其相对侧的表面上经粘结剂
14层叠剥离纸15。该剥离纸15在把IC卡10A用作标签时被剥离,IC卡10A
用粘结剂14贴合在预定物品上。

对于该IC卡10A,通过蚀刻绝缘基板1和铜箔构成的层叠板的该铜箔形
成天线线圈2。IC芯片3通过各向异性导电粘结剂4以面朝下方式安装在基板
1上。

云母电容器5由云母膜6和在其两面上形成的电极7a、7b构成。图中,
云母膜6的上面一侧的电极7b的端子5b经通孔9在云母膜6的下面一侧上形
成,与云母膜6的下面一侧的电极7a的端子5a一起集成在同一表面上。因此,
云母电容器5的端子5a、5b通过各向异性导电粘结剂4可分别连接于天线线
圈2的内侧端子2a、外侧端子2b。

该云母电容器5例如如下制造。首先,准备云母膜6,在其上开出通孔9
用的孔。接着,在云母膜6的一个面上通过印刷银粘合剂形成电极7a(或电极
7b)。之后,也通过印刷银粘合剂形成由另一面的电极7a(或电极7b)与电极
7b的端子5b构成的图案。这样,用银粘合剂填充通孔9用的孔,通过通孔9
把电极7b及其端子5b导通。接着,除端子5a、5b之外,在云母膜6的表面
上形成玻璃涂料等的绝缘外膜8。

使用该云母电容器5的IC卡10A根据如图5所示的步骤制造。

首先,准备PET、聚合物等的绝缘膜构成的绝缘基板1的一个面上形成铜
箔等的导电层的层叠板(单面覆铜),用常规方法在该导电层上涂覆抗蚀剂,
曝光显影成预定图案,通过蚀刻形成天线2和在天线2上添加的电路,如图3
(a)所示。接着如图3(b)所示,使用各向异性导电粘结剂4以面朝下方式
安装IC芯片3。云母电容器5也用各向异性导电粘结剂4安装。之后,IC芯
片3和云母电容器5同时焊接。这样,如图3(c)所示,在绝缘基板1上形成
天线线圈2,得到安装IC芯片3和云母电容器5的安装基板。这里使用的各向
异性导电粘结剂4可使用公知的,其形态可以是膜状、粘合剂状等任何一个。

接着,如图4所示,安装基板的绝缘基板1侧上以粘结剂(图中未示出)
粘贴外层膜(标签)13,在相对的一侧上涂覆封装树脂11,在封装树脂11上
使用辊16使添加粘结剂的剥离纸15成层,同时加热加压。此时,把外层膜13
和剥离纸15之间的间隔调整为规定间隙宽度d。之后,经冲压步骤可得到图1
所示的IC卡10A的产品。

得到的IC卡10A由于把云母膜6作为电容器的介电体,没有吸水带来的
共振频率偏离,提高了天线的特性。云母电容器5由于通过各向异性导电粘结
剂4安装,抑制了电容器的安装成本,还提高了连接的可靠性。

图6是本发明的IC卡10B的平面图(图(a))和X-X剖面图(图(b))
以及Y-Y剖面图(图(c))。图7表示该IC卡10B在安装IC芯片3和云母电
容器5之前的状态中在绝缘基板1上形成天线线圈2的平面图。图8是该IC
卡10B使用的云母电容器5的俯视图(图(a))和仰视图(图(b))。

但是,与上述IC卡10A大致成矩形地形成天线线圈2相反,该IC卡10B
中大致成圆形地形成天线线圈2,这一点二者不同。这样,本发明的天线线圈
2的形状不特别进行限制。

该IC卡10B中,同样云母电容器5的两面的电极端子通过通孔9在云母
膜6的一面上集成,由此可使用各向异性导电粘结剂4在绝缘基板1上安装云
母电容器5,但是,该IC卡10B中,除此之外,还可形成云母电容器5的端
子5a’(参考图8)。即,作为与天线线圈2的外侧端子2b连接的云母电容器5
的端子,在云母膜6的下面一侧的电极7a上形成端子5a,但是该电极7a在天
线线圈2的内侧也具有端子5a’。在绝缘基板1上形成与该端子5a’连接的端
子2b’,该端子2b’通过配线图案与连接IC芯片3的端子3b的端子2b’连接(参
考图7)。该云母电容器5除端子部分外在其表面上形成绝缘外膜(图中未示
出)。

另一方面,天线线圈2的内侧端子2a通过各向异性导电粘结剂4与云母
膜6的上面侧的电极7b的端子5b连接,但是在天线线圈2上还形成与IC
芯片3的端子3a连接用的内侧端子2a’。

因此,该IC卡10B中,把天线线圈2的外侧端子2b和内侧端子2a分别
连接于IC芯片3的端子3b、3a,不必要在IC芯片3的2个端子3b、3a之间
收纳天线2的整卷宽度。因此,根据该IC卡10B中,可提高天线线圈2的设
计自由度。

图9是另外不同的本发明的IC卡10C的平面图(图(a))和X-X剖面图
(图(b))以及Y-Y剖面图(图(c))。图10是该IC卡10C在安装IC芯片3
和云母电容器5之前在绝缘基板1上形成天线线圈2的平面图。图11是该IC
卡10C使用的云母电容器5的俯视图(图(a))和仰视图(图(b))。

该IC卡10C与上述IC卡10B大致相同,具有圆形天线线圈2。该IC卡
10C中,云母电容器5的两面的电极端子在云母膜6的一面上集成,使用各向
异性导电粘结剂4分别连接在绝缘基板1上。

该IC卡10C中,作为与天线线圈2的外侧端子2b连接的云母电容器5的
端子,在云母膜6的上面一侧的电极7b上经通孔9形成连接天线线圈的端子2b
的端子5b,但是该电极7b在天线线圈2的内侧也具有端子5b’(参考图不1)。
在绝缘基板1上与上述IC卡10B同样地形成与该端子5b’连接的端子2b’,该
端子2b’通过配线图案与连接IC芯片3的端子3b的端子2b”连接(参考图10)。

另一方面,天线线圈2的内侧端子2a通过各向异性导电粘结剂4与经通
孔9和云母膜6的下面一侧的电极7a连接的端子5a连接。在天线线圈2上还
形成与IC芯片3的端子3a连接用的内侧端子2a’。

因此,该IC卡10C中,不必要在IC芯片3的2个端子3b、3a之间收纳
天线2的整卷宽度,可提高天线线圈2的设计自由度。

另外,该IC卡10C中,云母膜6的下面一侧的电极7a形成在与天线线圈
2不重叠的位置上。即,云母电容器5与天线线圈2重叠的区域是由云母膜6
和仅该云母膜6的上面一侧的电极7b构成的单面电极区。该单面电极区把云
母膜6作在天线线圈2一侧上,与天线线圈2交错。根据该IC卡10C,即使
天线线圈2上直接重叠云母膜6,也确保天线线圈2与云母电容器5的电极之
间的绝缘。因此,安装云母电容器5的安装基板的厚度可作薄。

图12也是本发明的不同形式的IC卡10D的剖面图。该IC卡10D在绝缘
基板1上形成天线线圈2,安装IC芯片3和云母电容器5的安装基板自身与用
于图6所示的IC卡10B的相同,但是,替代图6的IC卡10B的封装树脂11
和粘结剂12、14,而使用兼用作填充材料的粘结材料17,在该材料的表面上
设置剥离置15。因此,该IC卡10D与图6所示的IC卡10b相比,其厚度可
降低一半。

但是,把IC卡粘贴于预定物品后,为防止该IC卡剥离下来、错误地把其
再使用于和本来应粘贴的物品不同的物品上,一旦把IC卡粘贴到预定物品上
后,错误地剥离该IC卡后,最后IC卡自身也破坏掉。

如图12的IC卡10D那样,卡厚度变薄时,如图3(a)所示把IC卡10D
粘贴于预定物品S后,如该图的图(b)所示将其剥离时,其剥离角θ1与IC
卡的厚度厚时的剥离角θ2相比(该图的图(c))变大。因此,根据该IC卡10D,
从物品剥离时IC卡内部的安装基板上有大负荷,安装基板容易破坏掉。因此,
防止错误地在使用。

从IC卡的错误地再使用这一点,最好选择粘结材料17,以使得该IC卡
对于物品S具有比对于云母电容器5更高的粘结力。作为这种粘结材料17,例
如在贴合IC卡10D的物品S是ABS树脂时,可给出紫外线固化型树脂粘结剂
(索尼株式会社G9000)、丙烯基粘结剂(索尼株式会社T4000、NP203)。

这样,经粘结材料17用外部材料覆盖绝缘基板1上的云母电容器5、天
线线圈2和IC芯片3时,至少在云母电容器5上不经封装树脂而直接设置粘
结材料17,IC卡10D的厚度变薄,而且提高了粘结材料17对物品S的粘结力,
一旦把粘贴在物品S上的IC卡10D从该物品S上剥离时,如图12的箭头A1、
A2所示,云母电容器5的破坏很容易从云母电容器5的电极7a或7b与云母
膜6之间的界面开始扩展开来,如箭头B所示,很容易从与云母电容器5的各
向异性导电粘结剂4形成的绝缘基板1的连接部位开始引起云母电容器5的破
坏或共振电路的破坏。

图14的IC卡10E设计有外装膜18,其作为替代图12的IC卡10D的外
层膜13和剥离纸15的外装部件。该IC卡10E与上述的IC卡10A、10B、10C、
10D剥离掉剥离纸15粘贴在物品上使用的状态相反,是不粘贴在物体上而以
卡单独使用的状态。这样,在作为卡单独使用的IC卡10E中,为防止IC卡上
记录的信息的错误使用和更改等,最后至少在云母电容器5上不经过封装树脂
而设置粘结材料17。

本发明的IC卡并不限于上述的IC卡10A、10B、10C、10D、10E的例子,
可有各种形式。因此,作为外装部件,外层膜13、添加粘结剂的剥离纸15等
未必是必要的。云母电容器5的电极、其端子的形状及形成位置可进行适当地
确定。

实施例

下面根据实施例具体说明本发明。

图1所示的IC卡如下制造。

绝缘基板:PET膜(厚度为50微米)

天线圈的形成材料:膜厚为35微米的铜

天线线圈的电感:0.92微亨

天线线圈的电路电阻:0.6欧姆

天线线圈的长度:418mm

天线线圈的匝数:4圈

云母电容器的介电率:ε=7.1

云母电容器的静电电容:150pF

IC芯片:非接触用IC(13.56MHz)

外层膜:聚丙烯膜

评价:

为评价实施例1的IC卡的可靠性,在IC卡上进行60度、90%湿度的持
久实验,调整共振频率的偏离。结果如图15所示。

该实施例1的共振频率的偏离与使用聚合物膜作为绝缘基板的已有IC卡
相比约抑制到其1/3。

根据本发明的IC卡,由于使用云母电容器,可稳定共振频率。在云母电
容器的一个面上集成电极端子,通过各向异性导电粘结剂可实现云母电容器的
安装,因此可降低制造成本,提高连接可靠性。

IC卡.pdf_第1页
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IC卡.pdf_第3页
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在绝缘基板1上具有由云母膜6和云母膜的两面上形成的电极7a、7b构成的云母电容器5、天线线圈2和IC芯片3的IC卡10A中,在另一面上形成云母电容器5的单面电极7b的端子,该端子和另一面的电极7a的端子通过各向异性导电粘结剂分别连接在绝缘基板1上。这样,稳定了共振频率,可廉价制造天线特性提高的IC卡。。

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