JP2009176874A - インレットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インレット用基材が軟質材からなる場合においても、ＩＣチップのバンプをインレット用基材上に設けられたアンテナ上に超音波接合し、接合品質を向上させることができるインレットの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によるインレット１０の製造方法において、まず、予め一方の面にアンテナ１２が設けられたインレット用基材１１を準備する。次に、アンテナ１２が設けられたインレット用基材１１が、アンテナ１２側の面を上方に向けて受台２１上に配置される。次に、インレット用基材１１の対向する一対の端縁１１ａを、両方向へ引っ張りながらアンテナ１２上にＩＣチップ１３のバンプ１３ａが超音波接合される。
【選択図】図３

Description

本発明は、矩形状のインレット用基材と、インレット用基材の一方の面に設けられたアンテナと、アンテナ上に接合され、バンプを含むＩＣチップとを有するインレットの製造方法に係り、とりわけインレット用基材が軟質材からなる場合においても、ＩＣチップをアンテナに確実かつ効率良く超音波接合することができるインレットの製造方法に関する。

近年、リーダ・ライタ等の外部装置と通信するＩＣカードおよびＩＣタグが普及しつつある。このようなＩＣカードおよびＩＣタグの需要は、今後、急速な勢いで拡大していくものと予想されており、これにともなって、高品質のＩＣカードおよびＩＣタグを低コストで製造することが強く望まれている。

このようなＩＣカード及びＩＣタグに含まれるインレットは、インレット用基材と、インレット用基材の一方の面に設けられたアンテナと、アンテナ上に接合され、バンプを含むＩＣチップとを有している。このうち、アンテナは、ＩＣチップのバンプが接合される接続端子を含んでいる。

このようなインレットを製造する製造方法において、インレット用基材に設けられたアンテナの接続端子にＩＣチップのバンプを超音波接合する場合、超音波接合装置の受台に設けられた基材吸引手段により、インレット用基材が受台に吸引されて固定される。この状態で、超音波コレットが超音波振動し、超音波コレットの超音波振動がＩＣチップに伝達されてＩＣチップが超音波振動する。この間、インレット用基材は、基材吸引手段により受台に密着されて固定されているため、アンテナにＩＣチップの超音波振動が伝達されることがなく、ＩＣチップのバンプがアンテナの接続端子に超音波接合されて、金属間接合される（例えば、特許文献１参照）。
特許第３８６８４５３号公報

しかしながら、インレット用基材が軟質材からなっている場合、インレット用基材が基材吸引手段により吸引されている間、インレット用基材は変形する場合がある。すなわち、図５に示すように、インレット用基材１１のうち、基材吸引手段３５が有する複数の吸引孔３５ａ付近の部分が、基材吸引手段３５の吸引孔３５ａに吸い込まれるように変形するとともに、各吸引孔３５ａ間におけるインレット用基材１１の中央部分が、上方に湾曲するように変形する。この場合、この上方に湾曲したインレット用基材１１の中央部分と、受台３１との間に隙間が生じるようになる。このことにより、超音波コレット３３の超音波振動がＩＣチップ１３を介してアンテナ１２に伝達され、アンテナ１２がＩＣチップ１３と同調して振動する。このため、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａがアンテナ１２の接続端子１２ａに超音波接合されることが困難になる。この結果、超音波コレット３３の超音波振動のエネルギを効率良く使うことが難しくなる。

また、ＩＣチップを、超音波接合することなく、異方性導電接着剤（ＡＣＰ）を介してＩＣチップのバンプをアンテナの接続端子に接合させる方法も考えられる。しかしながら、この場合、超音波接合をした場合に得られるＩＣチップのバンプとアンテナの接続端子との間の金属間接合に比べて、接合強度および接続抵抗値などの接合品質が一般に劣ることが多い。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、インレット用基材が軟質材からなる場合においても、ＩＣチップのバンプをインレット用基材上に設けられたアンテナ上に超音波接合し、接合品質を向上させることができるインレットの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、矩形状のインレット用基材と、インレット用基材の一方の面に設けられたアンテナと、アンテナ上に接合され、バンプを含むＩＣチップとを有するインレットの製造方法において、予め一方の面にアンテナが設けられたインレット用基材を準備する工程と、アンテナが設けられたインレット用基材を、アンテナ側の面を上方に向けて受台上に配置する工程と、インレット用基材の対向する一対の端縁を、両方向へ引っ張りながらアンテナ上にＩＣチップのバンプを超音波接合する工程と、を備えたことを特徴とするインレットの製造方法である。

本発明は、超音波接合する工程において、インレット用基材はその対向する一対の端縁が両方向へ引っ張られるとともに、受台に設けられた吸引装置により吸引されることを特徴とするインレットの製造方法である。

本発明は、超音波接合する工程において、インレット用基材を引っ張る方向は、超音波接合する際にＩＣチップのバンプとアンテナとの接合面に伝達される振動の方向と同一であることを特徴とするインレットの製造方法である。

本発明は、インレット用基材は、プラスチックフィルム、または紙からなり、アンテナは、アルミニウム、または銅からなることを特徴とするインレットの製造方法である。

本発明によれば、インレットのインレット用基材の一方の面に設けられたアンテナ上に、ＩＣチップのバンプを超音波接合する場合、インレット用基材の一対の端縁を両方向へ引っ張ることにより、インレット用基材が受台に対して密着されて確実に固定される。このことにより、インレット用基材上に設けられたアンテナに、ＩＣチップの超音波振動が伝達されることがなく、ＩＣチップのバンプをアンテナ上に確実に超音波接合させることができる。このため、ＩＣチップのバンプがアンテナ上に確実に金属間接合され、ＩＣチップとアンテナとの間の接合品質を向上させることができる。

第１の実施の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１乃至図３は、本発明によるインレットの製造方法の第１の実施の形態を示す図である。このうち、図１は、ＩＣカードの全体構成の一例を示す図であり、図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における製造方法によって製造されるインレットの一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面を示す図であり、図３は、本発明の第１の実施の形態におけるインレットの製造方法と超音波接合装置を示す概略図である。

図１及び図２（ａ）、（ｂ）により、本発明における製造方法によって製造されるインレット１０について説明する。ここで、インレット１０は、リーダ・ライタ等の外部装置と通信することができるＩＣカード１またはＩＣタグを構成するものである。

まず、図１により、ＩＣカード１の全体構成の一例について説明する。一般にＩＣカード１は、第１基材３と、第１基材３の一方の面に設けられた第１接着剤層４とを含む表面側基材２と、第２基材６と、第２基材６の一方の面に設けられた第２接着剤層７とを含む裏面側基材５と、表面側基材２と裏面側基材５間に挟持されたインレット１０とを有している。

このうちインレット１０は、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、矩形状であって対向する一対の端縁１１ａを含むインレット用基材１１と、インレット用基材１１の一方の面に設けられたアンテナ１２と、アンテナ１２上に接合され、バンプ１３ａを含むＩＣチップ１３とを有している。このうち、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ１２は、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａが接合される接続端子１２ａを含んでいる。

このうちまず、ＩＣチップ１３について、詳細に説明する。図２（ａ）に示すように、ＩＣチップ１３は複数のバンプ１３ａを有するとともに、直方体状に形成され、ＩＣチップ１３の厚さは、例えば１５０μｍから３００μｍとなっている。また、ＩＣチップ１３は、情報を記録するためのメモリを含み、外部装置（リーダ・ライタ等）により、アンテナ１２を介してＩＣチップ１３に記録された情報を読み出したり、アンテナ１２を介して新たな情報を書き込んだりすることができるようになっている。そして、このような機能を発現するための回路配線がＩＣチップ１３内に内蔵されている。

次に、アンテナ１２について、詳細に説明する。図２（ａ）に示すように、アンテナ１２は、インレット用基材１１上に略コイル状に形成され、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａと電気的に接続されている。なお、本実施の形態においては、アンテナ１２が略コイル状に形成された例を示したが、これに限定されるものではない。

アンテナ１２は、例えば、スクリーン印刷機を用いて導電性インキをインレット用基材１１上に塗布することにより、あるいはインレット用基材１１上にアルミニウムや銅等からなる導電性箔を打ち抜き転写することにより、あるいはインレット用基材１１上に積層されたアルミニウムや銅等からなる導電性箔にエッチングを施して所望の形状にパターニングすること等により、インレット用基材１１上に形成することができる。

また、インレット用基材１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド等のプラスチックフィルムからなっている。なお、インレット用基材１１は、プラスチックフィルムに限らず、印刷用紙または包装用紙等の紙からなっていてもよい。

次に、図３により、超音波接合装置２０について説明する。超音波接合装置２０は、インレット用基材１１が配置される受台２１と、受台２１の側方に設けられ、受台２１に配置されたインレット用基材１１を引っ張ることによりインレット用基材１１を受台２１に固定する引張手段２２と、受台２１上方に設けられ、ＩＣチップ１３を受台２１に押圧してＩＣチップ１３に超音波振動を与える超音波コレット２３とを有している。このうち、超音波コレット２３は、ＩＣチップ１３を吸引して保持するＩＣチップ吸引手段２４を含んでいる。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわちインレット１０の製造方法について説明する。

まず、図３に示すように、予め一方の面にアンテナ１２が設けられたインレット用基材１１を準備する。この場合、まず、枚葉状のインレット１０を作製することができる大きさのインレット用基材１１を準備する。次に、インレット用基材１１上にアンテナ１２が形成される。インレット用基材１１上にアンテナ１２を形成する装置としては、導電性インキをインレット用基材１１上に塗布するスクリーン印刷機、あるいはインレット用基材１１上にアルミニウムや銅等からなる導電性箔を転写する転写装置、あるいはインレット用基材１１上に積層されたアルミニウムや銅等からなる導電性箔にエッチングを施して所望の形状にパターニングするエッチング装置等を用いることができる。これらのアンテナ１２を形成する装置を用いることにより、コイル状のアンテナ１２を有するインレット１０だけでなく、種々の形状からなるアンテナ１２を有するインレット１０を得ることができる。なお、多列で多段に平面上配置された多数のインレット１０を作製することができる大きさのインレット用基材１１を準備して、インレット用基材１１上に多列で多段に平面上多数のアンテナ１２を設け、更に各々のアンテナ１２上に後述するＩＣチップ１３を設けてもよい。

次に、アンテナ１２が設けられたインレット用基材１１が、アンテナ１２側の面を上方に向けて、超音波接合装置２０の受台２１上に配置される。

次に、インレット用基材１１の対向する一対の端縁１１ａを、両方向へ引っ張りながらアンテナ１２の接続端子１２ａにＩＣチップ１３のバンプ１３ａが超音波接合される。この場合、まず、超音波接合装置２０の引張手段２２を用いて、インレット用基材１１の対向する一対の端縁１１ａを、後述するＩＣチップ１３のバンプ１３ａとアンテナ１２の接続端子１２ａとの接合面に伝達される超音波振動の方向と同一となる両方向へ引っ張る。このことにより、インレット用基材１１が軟質材からなる場合においても、インレット用基材１１を湾曲させるような変形をさせることがない。さらに、インレット用基材１１を超音波振動の方向と同一となる両方向へ引っ張ることにより、インレット用基材１１が、超音波振動するＩＣチップ１３と同調して振動することがない。このため、アンテナ１２を、受台２１に対して密着させて確実に固定させることができる。

次に、超音波コレット２３のＩＣチップ吸引手段２４を用いて、超音波コレット２３にＩＣチップ１３が吸引されて保持される。次に、超音波コレット２３に保持されたＩＣチップ１３のバンプ１３ａが、インレット用基材１１上に設けられたアンテナ１２の接続端子１２ａに当接されて押圧される。その後、超音波コレット２３が超音波振動する。この間、ＩＣチップ１３が超音波コレット２３に保持されているため、ＩＣチップ１３に超音波コレット２３の超音波振動が伝達され、ＩＣチップ１３が超音波振動する。一方、インレット用基材１１は受台２１に密着されて固定されているため、インレット用基材１１上に設けられたアンテナ１２も受台２１に対して固定されている。このため、アンテナ１２にＩＣチップ１３の超音波振動が伝達されることがなく、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａがアンテナ１２の接続端子１２ａに確実に超音波接合される。

このように本実施の形態によれば、インレット１０のインレット用基材１１の一方の面に設けられたアンテナ１２の接続端子１２ａに、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａを超音波接合する際、インレット用基材１１が軟質材からなる場合においても、インレット用基材１１の対向する一対の端縁１１ａが超音波振動する方向と同一となる両方向へ引っ張られることにより、インレット用基材１１が受台２１に対して確実に固定される。このことにより、インレット用基材１１上に設けられたアンテナ１２にＩＣチップ１３の超音波振動が伝達されることがなく、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａをアンテナ１２の接続端子１２ａに確実に超音波接合させることができる。このため、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａがアンテナ１２の接続端子１２ａに確実に金属間接合され、ＩＣチップ１３とアンテナ１２との間の接合品質を向上させることができる。

第２の実施の形態
次に、図４により、本発明によるインレットの製造方法の第２の実施の形態について説明する。ここで、図４は、本発明の第２の実施の形態におけるインレットの製造方法と超音波接合装置を示す概略図である。

図４に示す第２の実施の形態におけるインレット１０の製造方法は、超音波接合する工程において、インレット用基材１１は両方向へ引っ張られるとともに、受台２１に設けられた吸引装置２５により吸引される点が異なるのみであり、他の構成は図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態によれば、アンテナ１２の接続端子１２ａにＩＣチップ１３のバンプ１３ａを超音波接合する場合、図４に示すように、超音波接合装置２０の引張手段２２を用いて、インレット用基材１１の対向する一対の端縁１１ａを、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａとアンテナ１２の接続端子１２ａとの接合面に伝達される超音波振動の方向と同一となる両方向へ引っ張るとともに、受台２１に設けられた基材吸引手段２５により、インレット用基材１１が受台２１に吸引される。このことにより、インレット用基材１１が軟質材からなる場合においても、インレット用基材１１を基材吸引手段２５の吸引孔２５ａとの間で湾曲させるような変形をさせることがない。さらに、インレット用基材１１を超音波振動の方向と同一となる両方向へ引っ張ることにより、インレット用基材１１が、超音波振動するＩＣチップ１３と同調して振動することない。このため、アンテナ１２を、受台２１に対して確実に密着させて確実に固定させることができる。このため、アンテナ１２にＩＣチップ１３の超音波振動が伝達されることがなく、ＩＣチップ１３のバンプ１３ａをアンテナ１２の接続端子１２ａに確実に超音波接合することができる。

図１は、ＩＣカードの全体構成の一例を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態における製造方法によって製造されるインレットの一例を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態におけるインレットの製造方法と超音波接合装置を示す概略図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態におけるインレットの製造方法超音波接合装置を示す概略図である。 図５は、従来のインレットの製造方法と超音波接合装置を示す概略図である。

符号の説明

１ ＩＣカード
２ 表面側基材
３ 第１基材
４ 第１接着材層
５ 裏面側基材
６ 第２基材
７ 第２接着材層
１０ インレット
１１ インレット用基材
１１ａ 端縁
１２ アンテナ
１２ａ 接続端子
１３ ＩＣチップ
１３ａ バンプ
２０ 超音波接合装置
２１ 受台
２２ 引張手段
２３ 超音波コレット
２４ ＩＣチップ吸引手段
２５ 基材吸引手段
２５ａ 吸引孔
３０ 超音波接合装置
３１ 受台
３３ 超音波コレット
３５ 基材吸引手段
３５ａ 吸引孔

Claims (4)

1. 矩形状のインレット用基材と、インレット用基材の一方の面に設けられたアンテナと、アンテナ上に接合され、バンプを含むＩＣチップとを有するインレットの製造方法において、
   予め一方の面にアンテナが設けられたインレット用基材を準備する工程と、
   アンテナが設けられたインレット用基材を、アンテナ側の面を上方に向けて受台上に配置する工程と、
   インレット用基材の対向する一対の端縁を、両方向へ引っ張りながらアンテナ上にＩＣチップのバンプを超音波接合する工程と、を備えたことを特徴とするインレットの製造方法。
2. 超音波接合する工程において、インレット用基材はその対向する一対の端縁が両方向へ引っ張られるとともに、受台に設けられた吸引装置により吸引されることを特徴とする請求項１に記載のインレットの製造方法。
3. 超音波接合する工程において、インレット用基材を引っ張る方向は、超音波接合する際にＩＣチップのバンプとアンテナとの接合面に伝達される振動の方向と同一であることを特徴とする請求項１または２に記載のインレットの製造方法。
4. インレット用基材は、プラスチックフィルム、または紙からなり、アンテナは、アルミニウム、または銅からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインレットの製造方法。

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