JP4675153B2

JP4675153B2 - Ｉｃカードの製造方法

Info

Publication number: JP4675153B2
Application number: JP2005147614A
Authority: JP
Inventors: 俊文木村; 貴章岡田
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: JP2006323716A

Description

本発明は、ＩＣカードを作製する際に、ＩＣチップに破損防止の補強板を設けるＩＣカード製造方法に関する。

近年、例えばＲＦ−ＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と称される非接触型ＩＣカードに関する技術が急速に進歩してきており、使用されるＩＣチップも小型化、薄型化している。このようなＩＣチップが用いられるＩＣカードは、製造の際や、使用の際に当該ＩＣチップが破損しやすいことから何かしらの補強が必要となる。そのため、ＩＣチップに補強を施す場合には実装の際のアンテナ部等の他の部材に悪影響を与えないことが望まれる。

上記ＩＣカード等に使用されるＩＣチップに補強部材を設けるものの一例が下記の特許文献１に提案されている。当該特許文献１には、ＩＣチップ実装部の補強構造における補強効果を弱める原因となる残留空気を極力なくすことを目的として、補強部材に溝部を設けることで加圧によって補強用樹脂内に発生する空隙を外部と連通させることが開示されている。

ところで、ＩＣカードで実装されるＩＣチップは補強部材を含めて薄型化が要求される。そこで、ＩＣチップ等の実装において接着剤の薄型化を図る一般的なものの一例が下記の特許文献２に提案されている。当該特許文献２には、チップ部品を回路基板の熱硬化型接着剤に圧接すると共に、チップ部品乃至回路基板の一方または双方を短時間微振動させることが開示されている。

特開２０００−１９４８１５号公報特開平６−６９６３９号公報

しかしながら、ＩＣカードで実装されるＩＣチップは補強部材を含めて薄型化を図るために、特に、ＩＣチップに実装用のバンプが形成され、当該ＩＣチップを用紙やフィルム等の可撓性部材に導電性薄膜部材（導電性インキ、導電性トナー、蒸着金属薄膜、エッチング金属薄膜）で形成されたパターン上に補強させて実装させる場合、特許文献１に記載されている補強部材を、特許文献２に記載されている圧接振動によって接着させることは、ＩＣチップのバンプによってパターンが削られて非導通状態となる場合もあって、品質低下、歩留りの低下を招くという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、実装に際して導通を確保し、品質低下、歩留りの低下を防ぐＩＣチップ製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、実装のためのバンプを有するＩＣチップを、基材に導電性薄膜部材で形成されたパターン上に実装させるＩＣカードの製造方法であって、前記ＩＣチップの前記バンプ形成面と反対面に接着させるための所定大の補強板であり、当該補強板の接着面に所定量の接着剤を供給するステップと、前記補強板の前記接着剤が供給された面に対し、前記ＩＣチップ接着面を表出させて保持する保持手段で当該ＩＣチップ接着面を当接させるステップと、前記保持手段が前記補強板の接着面に対してＩＣチップを５．１７ｇ／ｍｍ ² 〜１５．５０ｇ／ｍｍ ² の圧力で押圧させながら揺すり合わせて接着させるステップと、前記補強板が接着されたＩＣチップを、当該ＩＣチップのバンプを前記基材に形成されたパターン上に電気的接続させて実装させるステップと、を含む構成とする。

本発明によれば、補強板の接着面に所定量の接着剤が供給され、当該補強板の接着面に対し、ＩＣチップ接着面を表出させて保持する保持手段で当該ＩＣチップ接着面を当接させ、保持手段が補強板の接着面に対してＩＣチップを５．１７ｇ／ｍｍ ² 〜１５．５０ｇ／ｍｍ ² の圧力で押圧させながら揺すり合わせて接着させ、補強板が接着されたＩＣチップを、当該ＩＣチップのバンプを基材に形成されたパターン上に電気的接続させて実装させることにより、補強板の接着を実装前に行うことから実装時にバンプを実装パターンに必要以上の圧力をかける必要がなく、導通を確保でき、これによって品質低下、歩留りの低下を防ぐことができるものである。

以下、本発明の最良の実施形態を図により説明する。
図１に、本発明に係るＩＣカード製造方法を実現する製造装置の構成図を示す。図１（Ａ）はＩＣカード製造装置におけるＩＣチップに補強板を接続させる第１工程製造装置の概念図、図１（Ｂ）は補強板付ＩＣチップを実装させる第２製造装置の概念図である。図１（Ａ）においてＩＣカード製造装置１１の第１工程製造装置１１ＡはＩＣチップに補強板を接着させる装置であり、後述の補強板が連設された連続補強板を例えばトラクタ搬送（駆動源は図示しない）する搬送装置１２は配設され、搬送方向の最初の所定位置の情報に接着剤供給手段の一部を構成する接着剤供給ノズル１３が配置される。

上記搬送装置１２の搬送方向における接着剤供給ノズル１３の配置位置の後段の上方には保持手段の一部を構成するコレット１４が配置される。この保持手段は、図示しないエアコンプレッサ等の吸引手段とコレット１４内部に形成される吸引孔（図３（Ｂ）参照）とが連通され、当該コレット１４を上下移動、二次元水平移動させる図示しない公知の機構が設けられる。なお、当該機構に当該コレット１４を揺動（二次元水平３６０度の範囲内での往復回転動）させる機能が適宜含まれる（図６に適用）。

上記コレット１４の近傍にはチップトレイ１６が配置され、当該チップトレイ１６にバンプを上向きとしたＩＣチップ１７Ａが収納される。すなわち、上記コレット１４は、先端内側に略四角錐形状の空間および当該空間と連通する上記吸引孔が形成されており、チップトレイ１６に収納されているＩＣチップ１７Ａを、上記空間内でバンプ形成面と反対面の接着面を表出させて吸引保持するものである（図３（Ｂ）参照）。

上記搬送装置１２の搬送方向におけるコレット１４の配置位置の後段の上方には断裁手段の一部を構成する二つの断裁刃１５Ａ（１５Ｂ）が図示しない従前の機構により上下動自在に配置される。当該断裁刃１５Ａ（１５Ｂ）は、ＩＣチップ１７Ａが接着された後に上記連続補強板から個片化するものである（後述する）。

そして、上記コレット１４の移動範囲の下方であって、搬送装置１２で搬送される連続補強板の下方に接着補助台１９が配置される。また、上記断裁刃１５Ａ（１５Ｂ）の下方であって、搬送装置１２で搬送される連続補強板の下方に断裁補助台２０が配置されるものである。

一方、図１（Ｂ）において、ＩＣカード製造装置１１の第２工程製造装置１１Ｂは補強板付ＩＣチップを実装させる装置であり、補強板付ＩＣチップを実装する実装アタッチメントが所定数設けられた実装アタッチメント群２１が配置され、その下方に吸引固定ステージ２２が配置され、当該実装アタッチメント群２１の直下に適宜保護部材の例えばフッ素系樹脂シート２３が配置される。この実装アタッチメント群２１は、上記吸引固定ステージ２２上に搬送されてきたインレットシート（破線部分、図５（Ｂ）参照）に形成されたアンテナ部に上記補強板付ＩＣチップを加圧、加熱して実装させるものである。

そこで、図２に図１の製造装置に使用される本発明に係るＩＣカード製造方法の製造フローチャートを示すと共に、図３〜図５に図２の製造フローチャートに係る工程説明図を示す。図２において、まず、上記搬送装置１２で連設された連続補強板が搬送され、一の補強板が接着剤供給ノズル１２の下方に位置したときに、当該補強板上に接着剤が所定量供給される（ステップ（Ｓ１））。

すなわち、連続補強板３１は、図３（Ａ）に示すように、補強板３２が連続的に配置され、保持連絡部３３Ａ，３３Ｂを介して搬送孔が形成されたマージナル部３４Ａ，３４Ｂと一体的に形成されている。この連続補強板３１は、例えば厚さ５０μｍ〜１５０μｍのステンレス鋼が使用され、例えば金型プレス抜き等により図のように形成される。

また、各補強板３２は、その大きさが少なくともＩＣチップ１７Ａの接着面の大きさ、または適宜それ以上で形成される。例えばＩＣチップ１７Ａの接着面の大きさが４ｍｍ×４ｍｍ以上（因みに厚さ５０μｍ〜２００μｍ）の大きなＩＣチップとした場合に、この大きさ以上として形成される。当該補強板３２がＩＣチップ１７Ａの接着面の大きさより小の場合には、製造時やＩＣカード所持時で何かしら衝撃があった場合に当該補強板３２が設けられる以外の部分で欠けを生じる場合があることを考慮したものである。

そして、各補強板３２上に接着剤４１が所定量供給される。接着剤４１としては、例えばシリコン系またはエポキシ系の熱硬化型が採用される。また、所定量とは、ＩＣチップ１７Ａを接着したときに周囲よりはみ出さない程度の量で適宜設定される。

続いて、図２において、保持手段のコレット１４が接着対象のＩＣチップ１７Ａをチップトレイ１６より吸引して保持し、当該ＩＣチップ１７Ａの接着面を接着剤４１が供給されている補強板３２上に移動させる（Ｓ２）。すなわち、ＩＣチップ１７Ａは、図３（Ｂ）に示すように、チップトレイ１６にそれぞれ個別に形成された凹部１６Ａに嵌合状態で保持されるもので、保持は当該ＩＣチップ１７Ａの有するバンプ１８Ａ，１８Ｂが上向きとされる。これによって、ＩＣチップ１７Ａは、図３（Ｂ）に示すように、コレット１４の先端内側の空間１４Ａ内で接着面を表出された形態で当該コレット１４内に形成された吸引孔１４Ｂからの吸引力で保持されるものである。

上記のように、コレット１４で保持されたＩＣチップ１７Ａが対応の補強板３２上に移動されたときに、図示しない保持手段で当該ＩＣチップ１７Ａを当該補強板３２上に押圧（圧力Ｐ）しながら揺すり合わせして接着する（Ｓ３）。上記揺すり合わせの方向としては、図４（Ａ）に示すように、二次元水平方向の一方向（Ｘ軸方向）、他方向（Ｙ軸方向）の何れかまたは両方で揺するものである。この場合の揺すりとは、揺動を含む概念であり、例えば規則的、不規則的を問わず３回〜５回程度に往復移動（後述の図６で示す回動を含む）させることをいう。本発明の場合、必ずしも周期的に振動させる必要性はない。

上記押圧力Ｐは、上記ＩＣチップ１７Ａ（一例として４．４ｍｍ×４．４ｍｍ）に対して１００ｇ（５．１７ｇ／ｍｍ²）〜３００ｇ（１５．５０ｇ／ｍｍ²）が最適であるが、３００ｇを超える押圧力に対して単にＩＣチップ１７Ａへの加重によるストレスの悪影響を考慮したものであるが、排斥するものでなく、現実的に設定すればよい。上記押圧力Ｐの範囲で、ＩＣチップ１７Ａと補強板３２との間に位置される接着剤４１の厚さを平均１３μｍとすることができる。因みに、２００ｇの押圧力Ｐで揺すり合わせした場合に当該接着剤４１の厚さを１０μ以下とすることができた。

続いて、図２において、連続補強板３１の対応の補強板３２上にＩＣチップ１７Ａが接着された補強板付ＩＣチップは、搬送されて断裁刃１５Ａ（１５Ｂ）の下方に位置したときに当該断裁刃１５Ａ（１５Ｂ）が下降して保持連絡部３３Ａ，３３Ｂを断裁することによってマージナル部３４Ａ，３４Ｂより分離されて個片化される（Ｓ４）。すなわち、図４（Ｂ）に示すように、マージナル部３４Ａ，３４Ｂに保持連絡部３３Ａ，３３Ｂで連結された補強板３２がＩＣチップ１７Ａを接着した後に断裁刃１５Ａ（１５Ｂ）によって断裁されることで個片化されるものである。個片化された補強板付ＩＣチップ１７は、例えば図３（Ｂ）に示すようなチップトレイ１６に保持されて、後述の実装装置１１Ｂに供される。

そして、図２に戻り、個片化された補強板付ＩＣチップ１７が実装装置１１ＢにおいてＩＣカード製造のための基材シート（後述のインレットシート）であって、当該シート状に形成されたパターン（アンテナ部）上に実装されるものである（Ｓ５）。すなわち、図５（Ａ）に示すように、上記補強板付ＩＣチップ１７が実装されるインレットシート５１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートで形成される可撓性の基材５２上に、行列的にアンテナ部５３が通信設計に応じた巻回数で導電性薄膜部材としての導電性インキにより例えばスクリーン印刷等の印刷工程により形成されている。なお、パターンを形成する導電性薄膜部材として、他に導電性トナー、蒸着金属薄膜、エッチング金属薄膜等がある。

そこで、図５（Ｂ）に示すように、インレットシート５１が、図示しないが所定の搬送方法により吸引固定ステージ２２の上方に搬送されるが、吸引固定ステージ２２に搬送される前段階で該当のアンテナ部５３に接着剤が供給されて上記補強板付ＩＣチップ１７が搭載され、当該吸引固定ステージ２２上に搬送されてきたときに図示しない吸引手段で吸引固定される。そして、保護部材２３を介在させて実装アタッチメント群２１の個々の実装アタッチメントが吸引ステージ２２上の各補強板付ＩＣチップ１７に対して加熱、押圧することで実装が行われるというものである。

このように、補強板３２の接着を実装前に行うことから実装時にバンプ１８Ａ，１８Ｂをインレットシート５１の対応のアンテナ部５３のパターンに必要以上の圧力をかけることなく、導通を確保でき、これによって品質低下、歩留りの低下を防ぐことができるものである。

次に、図６に、図４（Ａ）における揺すり合わせ接着の他の揺すり合わせ接着の説明図を示す。上述の図４（Ａ）ではＩＣチップ１７Ａを補強板３２に対して二次元水平方向の一方向（Ｘ軸方向）、他方向（Ｙ軸方向）で揺すり合わせする場合として示したが、図６において、当該ＩＣチップ１７Ａを補強板３２に対して揺動（二次元水平３６０度の範囲内での往復回転動）させることによっても、接着剤４１を薄くＩＣチップ１７Ａに補強板３２を接着させることができるものである。すなわち、上記同様に、この補強板３２の接着工程を実装前に行わせるもので、上記同様に必要以上の圧力をかけることなく、導通を確保でき、これによって品質低下、歩留りの低下を防ぐことができるものである。

本発明のＩＣカード製造方法は、導電性インキ材で形成されたパターン上に実装するＩＣチップに補強板を設けてＩＣカードを製造する場合に適する。

本発明に係るＩＣカード製造方法を実現する製造装置の構成図である。図１の製造装置に使用される本発明に係るＩＣカード製造方法の製造フローチャートである。図２の製造フローチャートに係る工程説明図（１）である。図２の製造フローチャートに係る工程説明図（２）である。図２の製造フローチャートに係る工程説明図（３）である。図４（Ａ）における揺すり合わせ接着の他の揺すり合わせ接着の説明図である。

符号の説明

１１ＩＣカード製造装置
１２搬送装置
１３接着剤供給ノズル
１４コレット
１５断裁刃
１６チップトレイ
１７ＡＩＣチップ
１７補強板付ＩＣチップ
１８バンプ
３１連続補強板
３２補強板
３３保持連絡部
３４マージナル部
４１接着剤

Claims

実装のためのバンプを有するＩＣチップを、基材に導電性薄膜部材で形成されたパターン上に実装させるＩＣカードの製造方法であって、
前記ＩＣチップの前記バンプ形成面と反対面に接着させるための所定大の補強板であり、当該補強板の接着面に所定量の接着剤を供給するステップと、
前記補強板の前記接着剤が供給された面に対し、前記ＩＣチップ接着面を表出させて保持する保持手段で当該ＩＣチップ接着面を当接させるステップと、
前記保持手段が前記補強板の接着面に対してＩＣチップを５．１７ｇ／ｍｍ ² 〜１５．５０ｇ／ｍｍ ² の圧力で押圧させながら揺すり合わせて接着させるステップと、
前記補強板が接着されたＩＣチップを、当該ＩＣチップのバンプを前記基材に形成されたパターン上に電気的接続させて実装させるステップと、
を含むことを特徴とするＩＣカード製造方法。