JP2006013131A - Icチップ実装体の製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ICチップ実装体を高速で製造することができるICチップ実装体の製造装置を提供すること。
【解決手段】 フィルム基板を搬送する搬送部と、前記フィルム基板上にICチップ4を搭載するICチップ搭載部とを備え、前記ICチップ搭載部が、周面にチップ保持溝41a及び吸着孔41bが形成されてICチップ4を保持して回転することによりICチップ4をフィルム基板上に搭載するローラ41と、複数のICチップ4を順次供給する供給通路を有するICチップ供給部と、前記供給通路の供給端をチップ保持溝41a及び吸着孔41bに臨ませた状態で該供給端からICチップ4をチップ保持溝41aに送り出すリニアフィーダ32とを備える。
【選択図】 図8

Description

本発明は、例えばIDタグのようなICチップ実装体の製造装置に関する。
最近、RFID(Radio Frequency Identification:電波方式認識)カードと称されるICチップ実装体が登場している。これは、内部にメモリと小型のアンテナとを有しており、リーダアンテナと非接触で情報の伝達を行うことによって、メモリに必要な情報を記録し、必要に応じてリーダライタなどの通信機器で情報の記録、書き換え、読み出しを短時間で行えるものである。
このRFIDカードのようなICチップ実装体の製造装置として、例えば、一面に粘着性を有するベースシートをコンベアによって搬送し、この粘着面にアンテナ回路及びICチップが形成された回路シートを貼り合わせ、さらに一面に粘着性を有するカバーシートを貼り合わせることによってICチップ実装体を製造するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、一面に接着剤が塗布されたベースシートをコンベアによって搬送し、この粘着面に上述と同様の回路シートを貼り合わせ、さらに接着剤を介してカバーシートを貼り合わせることによってICチップ実装体を製造するものや、一面にアンテナ回路が形成されたフィルム基板をコンベアによって搬送し、このアンテナ回路と接続するようにICチップを搭載することによってICチップ実装体を製造するものなども提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。
特開2003−6596号公報(図1) 特開2003−58848号公報(図1) 特開2003−168099号公報(図1)
しかしながら、上記従来のICチップ実装体の製造装置では、以下の問題が残されている。すなわち、従来のICチップ実装体の製造装置では、フィルム基板上にICチップを搭載する際に、ベースシートまたはフィルム基板を一時的に止めてから回路シートまたはICチップを貼り合わせている。したがって、ICチップ実装体の製造速度を上げるのが困難である。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ICチップ実装体を高速で製造すると共に、ICチップの実装位置を安定することができるICチップ実装体の製造装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のICチップ実装体の製造装置は、フィルム基板を搬送する搬送部と、前記フィルム基板上にICチップを搭載するICチップ搭載部とを備え、前記ICチップ搭載部が、周面にICチップ保持部が形成されて前記ICチップを保持して回転することにより該ICチップを前記フィルム基板上に搭載するローラと、複数の前記ICチップを順次供給する供給通路を有するICチップ供給部と、前記供給通路の供給端を前記チップ保持部に臨ませた状態で該供給端から前記ICチップを前記チップ保持部に送り出すチップ送出手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、ICチップ搭載部がフィルム基板上にICチップを搭載するときに、ローラがフィルム基板の搬送速度に合わせてICチップを移動させつつ搭載する。これにより、フィルム基板を一時的に停止させることなくICチップを搭載することができるので、ICチップ実装体の製造効率が向上する。ここで、供給通路の供給端から供給通路上にあるICチップをチップ送出手段によってローラのICチップ保持部に送り出すので、ICチップ供給部とローラとの間にICチップを移載するための他の機構を設ける必要がない。これにより、ICチップ搭載部の構造が単純となり、装置の信頼性が向上する。
また、単位時間当たりに製造することができるICチップ実装体の数が増加し、ICチップ実装体のコストダウンを図ることができる。
また、本発明にかかるICチップ実装体の製造装置は、前記ローラが、前記供給端に対して接近離間可能に構成され、該ローラを接近離間させる駆動機構が設けられていることが好ましい。
この発明によれば、駆動機構によってローラを供給通路の供給端に対して接近させることで、供給通路からICチップをICチップ保持部に送り出す。
また、本発明にかかるICチップ実装体の製造装置は、前記供給通路の供給端に、前記ICチップを一時的に保持してその移動を停止させるチップ保持手段が設けられていることが好ましい。
この発明によれば、供給通路からのICチップの送り出しが調整されることでICチップの送出が安定する。
また、本発明にかかるICチップ実装体の製造装置は、前記チップ保持手段が、前記ICチップを真空吸着する吸着機構を備えることが好ましい。
この発明によれば、真空吸着によってICチップを吸着することで、ICチップのローラへの送出を調整する。
本発明のICチップ実装体の製造装置によれば、フィルム基板上にICチップを搭載するときに、フィルム基板を一時的に停止することなくICチップを搭載するので、ICチップ実装体の製造効率が向上する。また、ICチップ供給部とローラとの間にICチップを移載するための他の機構を設ける必要がないので、ICチップ搭載部の構造が単純となり、装置の信頼性が向上する。
以下、本発明にかかるICチップ実装体の製造装置の第1の実施形態を、図1から図9を参照しながら説明する。
本実施形態によるICチップ実装体の製造装置1は、ICチップ実装体として例えばIDタグ2を製造する製造装置である。
このIDタグ2は、図1に示すように、所定位置にアンテナ回路3aが形成されたフィルム基板3と、このアンテナ回路3a上の所定位置に搭載されるICチップ4と、カバーシート5とによって構成されている。
アンテナ回路3aは、フィルム基板3上に予め印刷技術やエッチングによって形成されており、図2に示すように、フィルム基板3上に等間隔で連続的に形成されている。
ICチップ4は、裏面4aにアンテナ回路3aに接続するための例えば銅または金で形成されたバンプ4bが設けられており、例えば異方導電性ペーストで形成された接着剤6を介してアンテナ回路3aと接続される。
カバーシート5は、一面が接着性を有しており、フィルム基板3及びICチップ4を覆うように配されている。
このICチップ実装体の製造装置1は、図3に示すように、フィルム基板3を収容するフィルム基板収容部(搬送部)11と、フィルム基板3にICチップ4を搭載する位置に接着剤6を塗布する接着剤印刷部12と、フィルム基板3の所定位置にICチップ4を搭載するICチップ搭載部13と、接着剤6を乾燥させるヒータ14と、ICチップ4が搭載されたフィルム基板3の表面に貼り合わせるカバーシート貼り合わせ部15と、カバーシート5が貼り合わされたフィルム基板3を巻き取る製品巻取り部(搬送部)16と、これらを制御する制御部17とで構成されている。
フィルム基板収容部11は、図2に示すフィルム基板3のロール21を収容すると共にフィルム基板3が一定速度かつ一定張力になるように制御部17により制御されている。また、このフィルム基板収容部11から送り出されたフィルム基板3が、接着剤印刷部12に向かって連続搬送されるように構成されている。
接着剤印刷部12は、CCDカメラ22と、接着剤6をフィルム基板3の所定位置に塗布する印刷部23とを備えている。接着剤6を塗布する位置は、CCDカメラ22によって確認され、制御部17によりコントロールされている。また、この接着剤印刷部12から送り出されたフィルム基板3が、ICチップ搭載部13に向かって水平方向に連続搬送されるように構成されている。
ICチップ搭載部13は、ICチップ4を搬送されたフィルム基板3に搭載する4組の搭載装置25を備えている。
この搭載装置25は、図4から図8に示すように、ICチップ供給部26と、同期ローラ部27とによって構成されている。
ICチップ供給部26は、図4に示すように、ICチップ4を収容するボウル31と、ICチップ4を一定速度で一定方向に搬送するリニアフィーダ(チップ送出手段)32と、ICチップ4をリニアフィーダ32からボウル31に搬送するリターンフィーダ(図示略)と、ボウル31、リニアフィーダ32及びリターンフィーダに振動を与える振動ドライブ(図示略)と、ICチップ4を撮像するCCDカメラ34とによって構成されている。なお、振動を与える方法としては、例えば電磁振動が用いられる。
ボウル31は、その内周壁にスパイラル状の搬送路36が形成されており、収容されたICチップ4が搬送路36上を振動により一定速度でリニアフィーダ32の搬送路37まで搬送するように構成されている。
リニアフィーダ32は、ボウル31によって搬送されたICチップ4を同様に振動によって搬送路(供給通路)36の先端まで搬送するように構成されている。
そして、搬送路36の先端部には、図5示すように、搬送路37上を搬送されるICチップ4を吸着する吸着孔(チップ保持手段)32a及びICチップ4を挟持するストッパ(チップ保持手段)32bが設けられている。ストッパ32bは、図5に示す矢印A1の方向で上下することによってICチップ4を挟持するように構成されている。
これら吸着孔32aによるICチップ4の吸着と、ストッパ32bによるICチップ4の挟持とは、制御部17に接続されている。そして、搬送路37上を搬送されるICチップ4を堰き止めることで、リニアフィーダ32から後述する同期ローラ41へのICチップ4の移載が調整されるように構成されている。
CCDカメラ34は、リニアフィーダ32の搬送路37のほぼ中央と先端とにそれぞれ配置されており、撮像した画像信号をそれぞれ制御部17に伝送するように構成されている。
エアブローは、搬送路37上に配置されており、制御部17がCCDカメラ34で撮像したICチップ4が表(バンプ4bが下向き)であると判別した場合、このICチップ4をリターンフィーダに排出するように構成されている。
リターンフィーダは、エアブローによって排出されたICチップ4をボウル31に排出するように構成されている。
同期ローラ部27は、図6から図8に示すように、同期ローラ(ローラ)41と、同期ローラ41を動作させる駆動モータ42と、同期ローラ41をフィルム基板3に対して前後左右に移動させるステージ(駆動機構)43と、同期ローラ41上のICチップ4を撮像するCCDカメラ44とを備えている。
同期ローラ41は、ほぼ円柱形状を有しており、その周方向の5箇所に等間隔でチップ保持溝(ICチップ保持部)41aが形成されている。
チップ保持溝41aは、同期ローラ41の周面のリニアフィーダ32と対向する側に、その深さがICチップ4の厚さよりもやや薄くなるように形成されており、内部に吸着孔(ICチップ保持部)41bが形成されている。このチップ保持溝41aにリニアフィーダ32から搬送されたICチップ4を載置すると共に吸着孔41bでICチップ4を吸着することによってICチップ4を安定して位置決めするように構成されている。
駆動モータ42は、制御部17により同期ローラ41が72°ずつ同期ローラ41の中心軸を回転中心としてインデックス動作を行うような構成となっている。このインデックス動作によって、同期ローラ41のチップ保持溝41a及び吸着孔41bは、図7に示すように、側面視において位置Scと重なる位置Saと、位置Sb〜Seとで一時的に停止する様に構成されている。
ステージ43は、X軸モータ45及びY軸モータ46を有している。このステージ43によって、同期ローラ41が図8に示す矢印A2の方向でリニアフィーダ32に向かって接近離間可能となっている。このステージ43は、図8に示すように、駆動モータ42によるインデックス動作によって同期ローラ41が一時的に停止しているときに、同期ローラ41をリニアフィーダ32に向かって近接させて位置Saに位置するチップ保持溝41aにICチップ4を載置させ、同期ローラ41をリニアフィーダ32から離間させるように構成されている。なお、図8において、駆動モータ42の図示を省略している。
また、このステージ43は、CCDカメラ22によるフィルム基板3上のアンテナ回路3aの位置情報とCCDカメラ44によるICチップ4の位置情報とを基に制御部17が算出した補正量によってX軸モータ45及びY軸モータ46が適宜駆動して補正するように構成されている。
なお、4組の搭載装置25のうち、フィルム基板収容部11から最も離間した位置に配されている1組は、他の3組のICチップ搭載部13によってICチップ4が搭載されなかったアンテナ回路3a上にICチップ4を搭載するためのバックアップ専用である。すなわち、ICチップ4が裏面であったためにリターンフィーダに排出されたり、不良であったために同期ローラ41の吸着孔41bに設置されずに、アンテナ回路3a上に搭載できなかったときに、バックアップ用の1組からICチップ4を供給してアンテナ回路3a上に搭載するように構成されている。
ヒータ14は、ICチップ4が搭載されたフィルム基板3の接着剤6を乾燥、温熱処理を行う。
貼り合わせ部15は、ICチップ4が搭載されたフィルム基板3とカバーフィルム5とを貼り合わせるボンディングローラ51と、カバーフィルム5のローラ52を収容するカバーフィルム収容部53とを備えている。
ボンディングローラ51は、製品巻取り部16と共にフィルム基板収容部11からフィルム基板3を搬送する搬送部となっており、カバーフィルム収容部53からカバーフィルムを引き出して、フィルム基板3とカバーフィルム5とを貼り合わせるような構成となっている。
製品巻取り部16は、カバーフィルム5を貼り合わせることによって製造されたIDタグ2を巻き取ってロール55として収容するように構成されている。
制御部17は、図9に示すように、フィルム基板収容部11、ボンディングローラ51及び製品巻取り部54の駆動を制御する駆動制御部61と、接着剤印刷部12の駆動を制御する印刷制御部62と、ヒータ14の駆動を制御するヒータ制御部63と、ICチップ供給部26の振動を制御する振動制御部64と、吸着孔32aによるICチップ4の吸着及びストッパ32bによるICチップ4の挟持を制御する供給制御部65と、同期ローラ部27のインデックス動作及びステージ43によるリニアフィーダ32への接近離間を制御する動作制御部66と、CCDカメラ22、36、44によって撮像されたそれぞれの画像の画像処理を行う画像処理部67、68、69と、画像処理部67、69によって処理された画像から補正量を同期ローラ部27のステージ43に送信する補正制御部72と、画像処理部68によって処理された画像からICチップ4の表裏を判定してICチップ供給部26を制御する表裏判定部73とを備えている。
次に、IDタグの製造方法について図10を用いて説明する。
まず、ボンディングローラ51及び製品巻取り部16は、フィルム基板3をフィルム基板収容部11から一定の速度で接着剤印刷部12に搬送する(ステップST1)。
そして、接着剤印刷部12のCCDカメラ22がフィルム基板3のアンテナ回路3aを撮像し、画像処理部67が撮像した画像を基にフィルム基板3に形成されたアンテナ回路3aの位置を確認する。そして、印刷部26は、この位置情報を基にフィルム基板3のICチップ4が搭載される位置にフィルム基板3を止めることなく例えば輪転機といった塗布装置で接着剤6を塗布する(ステップST2)。
次に、チップ搭載部13が、アンテナ回路3aの所定位置にICチップ4を搭載する(ステップST3)。
そして、ヒータ14が、ICチップ4が搭載されたフィルム基板3を加熱し、接着剤6を硬化させることでICチップ4をフィルム基板3に固定する(ステップST4)。
その後、貼り合わせ部15が、アンテナ回路3a及びICチップ4を覆うようにカバーフィルムを貼り合わせる(ステップST5)。
最後に、製品巻取り部16が、カバーフィルム5が貼り合わされたフィルム基板3を巻き取る(ステップST6)。
次に、チップ搭載部13によるICチップ4の搭載方法について図11を用いて詳細に説明する。
まず、振動制御部64が振動ドライブを駆動させることで、ICチップ供給部26は、ボウル31にあるICチップ4を振動により等速、等間隔で連続的に搬送路37上を搬送する。このとき、CCDカメラ34が、リニアフィーダ32の搬送路37上を搬送されるICチップ4の撮像を上面側から行い、制御部17の画像処理部68がCCDカメラ34の撮影画像から撮像したICチップ4の表裏判定を行う(ステップST11)。ここではバンプ4bが設けられている面を裏面とする。
ステップST11において、画像処理部68がICチップ4を表であると判定したとき、表裏判定部73は、このICチップ4をリターンフィーダに排出する。排出されたICチップ4は、リターンフィーダによってボウル31に搬送される(ステップST12)。
また、ステップST11において、表裏判定部73がICチップ4を裏であると判定したとき、リニアフィーダ32は、ICチップ4を搬送路37の先端に向かってさらに搬送する。そして、吸着孔32a及びストッパ32bが、搬送されるICチップ4を吸着したり挟持することによって堰き止める(ステップST13)。
同期ローラ41は、駆動モータ42によって72°回転するインデックス動作を行う。そして、インデックス動作によって同期ローラ41が一時的に停止している間に、ステージ43は、図8に示すように、同期ローラ41をリニアフィーダ32に接近させる。そして、供給制御部65はICチップ4の吸着及び挟持を解除し、リニアフィーダ32が図7に示す位置Saにあるチップ保持溝41aにICチップ4を移載する。ステージ43は、ICチップ4がチップ保持溝41aに載置されると、図8に示すように、同期ローラ41をリニアフィーダ32から離間させる。(ステップST14)。
そして、同期ローラ41は、さらにインデックス動作を行ってリニアフィーダ32から移載されたICチップ4を、図7に示す位置Sbに移動する。ここで、CCDカメラ44は、同期ローラ41上のICチップ4を撮像する(ステップST15)。そして、補正制御部72は、画像処理部67によるアンテナ回路3aの位置情報及び画像処理部69によるICチップ4の位置情報から同期ローラ41の位置の補正量を算出する。なお、ステージ43は、このインデックス動作によって同期ローラ41が一時的に停止している間に、同期ローラ41をリニアフィーダ32に接近させてICチップ4の移載を行う。
さらに、同期ローラ41がインデックス動作を行うと共に、ステージ43は、補正制御部72によって同期ローラ41の位置を補正する(ステップST16)。
その後、同期ローラ41が、さらにインデックス動作を行うと共に、同期ローラ41を下方向へ動かすことにより、図7に示す位置Scと位置Sdとの間でフィルム基板3とICチップ4とを当接させて、吸着孔41bからICチップ4をリリースしてフィルム基板3上にICチップ4を搭載する(ステップST17)。なお、同期ローラ41において、フィルム基板3との接触位置は、ロータリーヘッド部27から同期ローラ41にICチップ4がリリースされる位置と対向する位置にある。したがって、ICチップ4は、フィルム基板3との接触位置において、インデックス動作によって止まらずにフィルム基板3上に配置される。
なお、ICチップ4が裏面であったためにリターンフィーダに排出されたり、ICチップ4が不良であったために排出されたりしたため、3組の搭載装置25のうち、いずれかの同期ローラ41の吸着孔41bにICチップ4が吸着されない場合がある。このようにアンテナ回路3a上にICチップ4が搭載されなかった場合には、バックアップ専用の搭載装置25がICチップ4を搭載する。
このように構成されたICチップ実装体の製造装置によれば、フィルム基板3を一時的に停止させることなくICチップ4を搭載するので、IDタグ2の製造効率が向上する。
ここで、同期ローラ41がリニアフィーダ32に接近することによってICチップ4を供給されるので、ICチップ供給部26と同期ローラ部27との間にICチップ4を移載するための他の機構を設ける必要がない。これにより、ICチップ搭載部13の構造を単純化することができ、装置の信頼性が向上する。
また、吸着孔32a及びストッパ32bが設けられていることでリニアフィーダ32によるICチップ4の移載が調整され、ICチップ4の移載が安定する。
また、3台の搭載装置25を用いてICチップ4を搭載するので、単位時間当たりに製造することができるICチップ実装体の数が増加する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態においてはIDタグの製造装置であったが、ICチップを実装したカードであってもよい。
また、ICチップ搭載部が搭載装置を4組備えていたが、1組であっても、また、他の複数組であってもよい。
また、バックアップ用の搭載装置は1台であったが、複数であってもよいし、なくてもよい。
また、フィルム基板には予めアンテナ回路が形成されていたが、アンテナ回路を製作する装置を接着剤印刷装置の前に配置することで、アンテナ回路が形成されていないフィルム基板を供給するような装置であってもよい。
また、カバーフィルムがアンテナ回路及びICチップを挟むように覆うような構造にしてもよい。
また、フィルム基板のローラ21は、回転自在にしてもよい。
また、駆動モータ41は、筐体に内蔵されたものでもよい。
本発明にかかる一実施形態におけるIDタグを示すもので、(a)は平面図、(b)は断面図である。 図1のフィルム基板を示す平面図である。 本発明にかかる一実施形態におけるICチップ実装体の製造装置を示す概略側面図である。 図3のICチップ供給部を示す斜視図である。 図4のリニアフィーダの先端部を示す概略断面図である。 図3の同期ローラ部を示す斜視図である。 図6の同期ローラ部のインデックス動作による吸着孔の停止位置を示す概略断面図である。 図3の同期ローラ部を示す上面図である。 図3の制御部を示すブロック図である。 本発明にかかる一実施形態におけるIDタグの製造手順を示すフローチャートである。 図10のICチップの搭載手順を示すフローチャートである。
符号の説明
1 ICチップ実装体の製造装置
2 IDタグ(ICチップ実装体)
3 フィルム基板
4 ICチップ
5 カバーフィルム
11 フィルム基板収容部(搬送部)
13 ICチップ搭載部
15 カバーフィルム貼り合わせ部
16 製品巻取り部(搬送部)
26 ICチップ供給部
32 リニアフィーダ(チップ送出手段)
32a 吸着孔(チップ保持手段)
32b ストッパ(チップ保持手段)
36 搬送路(供給通路)
41 同期ローラ(ローラ)
41a チップ保持溝(ICチップ保持部)
41b 吸着孔(ICチップ保持部)
43 ステージ(駆動機構)
51 ボンディングローラ(搬送部)

Claims (4)

  1. フィルム基板を搬送する搬送部と、
    前記フィルム基板上にICチップを搭載するICチップ搭載部とを備え、
    前記ICチップ搭載部が、周面にICチップ保持部が形成されて前記ICチップを保持して回転することにより該ICチップを前記フィルム基板上に搭載するローラと、
    複数の前記ICチップを順次供給する供給通路を有するICチップ供給部と、
    前記供給通路の供給端を前記チップ保持部に臨ませた状態で該供給端から前記ICチップを前記チップ保持部に送り出すチップ送出手段とを備えることを特徴とするICチップ実装体の製造装置。
  2. 前記ローラが、前記供給端に対して接近離間可能に構成され、
    該ローラを接近離間させる駆動機構が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のICチップ実装体の製造装置。
  3. 前記供給通路の供給端に、前記ICチップを一時的に保持してその移動を停止させるチップ保持手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のICチップ実装体の製造装置。
  4. 前記チップ保持手段が、前記ICチップを真空吸着する吸着機構を備えることを特徴とする請求項3に記載のICチップ実装体の製造装置。
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