JP2011248818A - Non-contact type communication medium and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for properly performing by laser welding, electric connection between an IC module and an antenna pattern, which constitute an inlet included in a non-contact type communication medium.SOLUTION: A method for manufacturing a non-contact type communication medium including an inlet where an IC module is connected to an antenna pattern is performed as follows. When the inlet 2 is formed, where the IC module 6 including a connection terminal 91 wired to an IC chip 8 and exposed and the IC chip is connected to the antenna pattern 4 on a thermoplastic insulation substrate 3, a prescribed surface of the antenna pattern is positioned by contact at a corresponding position of the exposed connection terminal, and then, welded by laser irradiation at a plurality of points by each corresponding set in the connection terminal and the antenna pattern from the side of the thermoplastic insulation substrate.

Description

本発明は、非接触型通信媒体として用いられ、ICモジュールとアンテナパターンとで構成されるインレットとその製造方法に関する。   The present invention relates to an inlet that is used as a non-contact communication medium and includes an IC module and an antenna pattern, and a method for manufacturing the same.

ICタグ、ICカード、電子パスポート等の各種非接触型通信媒体は、豊富な情報量を保持できるICモジュールをアンテナパターンと接続させたインレットをその主構成要素として用い、安定な品質で多量に供給されることが益々重要になっている。   Various non-contact communication media such as IC tags, IC cards, electronic passports, etc. are supplied in large quantities with stable quality using an inlet with an IC pattern connected to an antenna pattern as the main component. It is becoming more and more important to be done.

前記非接触型通信媒体に含まれるインレットは、一般に、ワイヤボンディング等でパッドから電気的に接続しエポキシ等の封止樹脂で実装したICチップと、パッドからの電気的接続を外部につなげるための露出した接続端子とからなるICモジュールが、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の熱可塑性絶縁基材上のアンテナパターンと所定の接続をすることによって、形成されている。   An inlet included in the non-contact communication medium is generally used to connect an IC chip electrically connected from a pad by wire bonding or the like and mounted with a sealing resin such as epoxy and the electrical connection from the pad to the outside. An IC module comprising exposed connection terminals is formed by making a predetermined connection with an antenna pattern on a thermoplastic insulating substrate such as PET (polyethylene terephthalate).

図2は、インレット2を含む非接触型通信媒体1の一例を説明するための模式平面図である。絶縁基材3上に、例えばフォトリソグラフィ法とエッチング法により、コイル状にアンテナパターン4を形成し、アンテナパターンの端部と前記ICモジュール6の接続端子との接続部7を有するインレット2を構成する。アンテナパターン4には、必要に応じて回路構成のためのブリッジパターン5を追加して形成する。接続部7で、ICモジュールの接続端子と絶縁基材上のアンテナパターンの端部とを電気的に接続する方法について、特許文献1では、アンテナパターンの製造工程で使用するレジスト膜を保護膜として残して、保護膜の一部を熱的および/または機械的に破壊して電気的に接続させる方法を提案している。また、熱的および/または機械的に破壊して電気的に接続させる方法の具体例として特に抵抗溶接による実施例を挙げている。   FIG. 2 is a schematic plan view for explaining an example of the non-contact communication medium 1 including the inlet 2. On the insulating base 3, the antenna pattern 4 is formed in a coil shape by, for example, photolithography and etching, and the inlet 2 having the connection portion 7 between the end of the antenna pattern and the connection terminal of the IC module 6 is configured. To do. The antenna pattern 4 is formed by adding a bridge pattern 5 for circuit configuration as necessary. Regarding the method of electrically connecting the connection terminal of the IC module and the end of the antenna pattern on the insulating base material at the connection portion 7, in Patent Document 1, a resist film used in the antenna pattern manufacturing process is used as a protective film. In addition, a method has been proposed in which a part of the protective film is thermally and / or mechanically broken and electrically connected. In addition, as a specific example of the method of electrically and thermally destroying and / or mechanically destroying, an example by resistance welding is given.

前記特許文献1には、レーザ溶接も可能であることを述べているが、具体的な実現手段には触れていない。また、特許文献2には、フレキシブルプリントサーキットへの構成部品の実装方法として、回路基板フィルムの裏面側からレーザ照射する方法を述べているが、インレットを含む非接触型通信媒体におけるICモジュールとアンテナパターンとの電気的接続とは、目的も断面構成も異なる。   Patent Document 1 describes that laser welding is also possible, but does not mention specific means for realizing it. Patent Document 2 describes a method of irradiating a laser from the back side of a circuit board film as a method for mounting components on a flexible printed circuit. However, an IC module and an antenna in a non-contact communication medium including an inlet are described. The purpose and the cross-sectional configuration are different from the electrical connection with the pattern.

特開2002−109502号公報JP 2002-109502 A 特開2009−094349号公報JP 2009-094349 A

ICモジュールとアンテナパターンとの電気的接続を、高い信頼性を保持して行うためには、接続部における金属の溶け込み状態が均一で、適正であり、また、機械的な強度も大きくする必要がある。しかし、ICモジュールの接続端子側から抵抗溶接を行う特許文献1にある方法では、溶接ヘッドを接合部に接触させて行うので、電極の表面状態により溶接性が変化して接合強度が不安定になったり、アンテナパターンに使用する銅やアルミニウムのように導電性も熱伝導性も高い材料においては、溶接に大電流を必要とし、不適正に溶断してしまうこともある。また、レーザ溶接は、対象物の保持と溶接のためのエネルギー付与とを独立に制御しやすい優れた手法ではあるが、インレットを構成するICモ
ジュールとアンテナパターンとの電気的接続を適正に行うための方法が知られていない。
In order to maintain the electrical connection between the IC module and the antenna pattern with high reliability, it is necessary that the state of metal melting in the connecting portion is uniform and appropriate, and that the mechanical strength is increased. is there. However, in the method in Patent Document 1 in which resistance welding is performed from the connection terminal side of the IC module, since the welding head is brought into contact with the joint portion, the weldability changes depending on the surface state of the electrode, and the joint strength becomes unstable. In a material having high conductivity and heat conductivity such as copper or aluminum used for the antenna pattern, a large current is required for welding, and the material may be blown improperly. Laser welding is an excellent technique that makes it easy to independently control the holding of the object and the application of energy for welding, but in order to properly connect the IC module and the antenna pattern constituting the inlet. The method of is not known.

本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、インレットを構成するICモジュールとアンテナパターンとの電気的接続を、レーザ溶接により適正に行うための方法を提案することである。また、適正に行われた前記電気的接続の状態を確認できるインレットを含む非接触型通信媒体を提供することである。   The present invention is proposed in view of the above-mentioned problems, and the problem to be solved by the present invention is to appropriately perform electrical connection between the IC module constituting the inlet and the antenna pattern by laser welding. It is to propose a method. Another object of the present invention is to provide a non-contact communication medium including an inlet that can confirm the state of the electrical connection that has been properly performed.

上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、ICモジュールとアンテナパターンとを接続したインレットを含む非接触型通信媒体の製造方法であって、ICチップに配線し露出した接続端子とICチップとを含むICモジュールが、熱可塑性絶縁基材上のアンテナパターンと接続したインレットを形成するに際して、前記露出した接続端子の対応する位置にアンテナパターンの所定の面を位置決め接触させた後、前記熱可塑性絶縁基材側から、前記接続端子とアンテナパターンの対応する一組につき複数点で、レーザ照射して溶接することを特徴とする非接触型通信媒体の製造方法である。   As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a method of manufacturing a contactless communication medium including an inlet in which an IC module and an antenna pattern are connected, and is wired and exposed to an IC chip. When the IC module including the connection terminal and the IC chip forms the inlet connected to the antenna pattern on the thermoplastic insulating substrate, the predetermined surface of the antenna pattern is positioned and contacted to the corresponding position of the exposed connection terminal. Then, from the thermoplastic insulating base material side, welding is performed by laser irradiation at a plurality of points per corresponding pair of the connection terminal and the antenna pattern. .

また、請求項2に記載の発明は、前記熱可塑性絶縁基材が、厚さ15〜200μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)またはPEN(ポリエチレンナフタレート)であることを特徴とする請求項1記載の非接触型通信媒体の製造方法である。   The invention described in claim 2 is characterized in that the thermoplastic insulating base material is PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate) having a thickness of 15 to 200 μm. It is a manufacturing method of a contact-type communication medium.

また、請求項3に記載の発明は、前記アンテナパターンが、厚さ10〜50μmのアルミニウム箔または銅箔であることを特徴とする請求項1または2記載の非接触型通信媒体の製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a non-contact communication medium according to the first or second aspect, the antenna pattern is an aluminum foil or a copper foil having a thickness of 10 to 50 μm. is there.

また、請求項4に記載の発明は、前記接続端子が、厚さ50〜200μmの銅系の素材を用いたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の非接触型通信媒体の製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the non-contact communication medium according to any one of the first to third aspects, wherein the connection terminal uses a copper-based material having a thickness of 50 to 200 μm. It is a manufacturing method.

また、請求項5に記載の発明は、ICチップと接続端子とを含むICモジュールと、熱可塑性絶縁基材上にアンテナパターンを設けたアンテナシートとを接続したインレットを含み、前記接続端子とアンテナパターンの所定の面とが接触、溶接された溶融部と溶け込み部とをインレットの接続部に設けることにより、前記インレットを構成するICモジュール接続端子とアンテナパターンとの接続部に溶融痕を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の非接触型通信媒体の製造方法によって形成された非接触型通信媒体である。   The invention according to claim 5 includes an inlet in which an IC module including an IC chip and a connection terminal and an antenna sheet provided with an antenna pattern on a thermoplastic insulating substrate are connected, and the connection terminal and the antenna By providing a melted part and a melted part that are in contact with and welded to a predetermined surface of the pattern at the connection part of the inlet, the connection part between the IC module connection terminal constituting the inlet and the antenna pattern has a melting mark. A non-contact communication medium formed by the method for manufacturing a non-contact communication medium according to claim 1.

本発明は、インレットを構成するICモジュールとアンテナパターンとの電気的接続を、レーザ溶接により適正に行うための方法を提案することにより、絶縁材料を介さずに溶融接合した電気的接続部を得られるので、信頼性の高いインレットを含む非接触型通信媒体を容易に提供できる。すなわち、レーザ溶接は、抵抗溶接やかしめ接合や超音波溶接とは異なり、非接触加工を行えるので、加工対象に接触する面を持たず、レーザ光源の汚れや変質が少ないため、ヘッド交換を殆ど必要としない。従って、生産効率の高い製造が可能となる。しかも、アンテナシートの絶縁基材側から薄いアンテナパターンにレーザ照射を行うので、ICモジュールの厚い接続端子側からのレーザ照射に較べて、溶け込み量を減らすことができ、溶け込み量のばらつきも少なくなるので、溶接不良がなく、安定した接合品質を確保できる。   The present invention proposes a method for properly performing electrical connection between an IC module constituting an inlet and an antenna pattern by laser welding, thereby obtaining an electrical connection portion that is melt-bonded without using an insulating material. Therefore, a contactless communication medium including a highly reliable inlet can be easily provided. In other words, unlike resistance welding, caulking joining, and ultrasonic welding, laser welding can be performed without contact, so there is no surface that contacts the workpiece, and there is little contamination and alteration of the laser light source. do not need. Therefore, production with high production efficiency is possible. Moreover, since the thin antenna pattern is irradiated with laser from the insulating base material side of the antenna sheet, the amount of penetration can be reduced and the variation in the amount of penetration is reduced compared to the laser irradiation from the thick connection terminal side of the IC module. Therefore, there is no welding defect and stable joint quality can be secured.

さらに、接合点を一接続あたり複数点とすることにより、電気的には導体抵抗が小さくなるように改善され、物理的には接合強度が改善されるため、信頼性の高いインレットと
することができる。また、前記電気的接続の状態を、インレット形成後に、接続部の溶融痕により確認することができるので、インレットを含む非接触型通信媒体の品質保証の面でも有利である。
Furthermore, by using multiple joint points per connection, the electrical resistance is improved so that the conductor resistance is reduced, and the joint strength is improved physically, so that the inlet can be made highly reliable. it can. In addition, since the state of the electrical connection can be confirmed by melting marks at the connection portion after the inlet is formed, it is advantageous in terms of quality assurance of the non-contact communication medium including the inlet.

本発明の非接触型通信媒体の製造方法の一例を説明するための部分模式断面図である。It is a partial schematic cross section for demonstrating an example of the manufacturing method of the non-contact-type communication medium of this invention. インレットを含む非接触型通信媒体の構成の一例を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating an example of a structure of the non-contact type communication medium containing an inlet. 本発明の溶接箇所の一例を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating an example of the welding location of this invention. 本発明の非接触型通信媒体の構成例をICカードの例で説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the structural example of the non-contact type communication medium of this invention in the example of an IC card.

以下、本発明の実施形態を図面に従って述べる。
図1は、本発明の非接触型通信媒体の製造方法の一例を説明するための部分模式断面図である。(a)は、レーザ光を照射して溶接する形態を示し、(b)は、溶接後の形態を模式的に示す。ICモジュール6は、ICチップ8をリードフレーム9にダイボンドするとともに、金線等の接続ワイヤ10でICチップのパッドとリードフレーム間をワイヤボンディング方式で配線接続される。その後、接続端子91となるリードフレーム9の一部を露出状態としたまま、ICチップ8を含めた他の領域をエポキシ等の封止樹脂11により樹脂封止することにより、ICモジュール6が準備できる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial schematic cross-sectional view for explaining an example of the method for producing a non-contact communication medium of the present invention. (A) shows the form which welds by irradiating a laser beam, (b) shows the form after welding typically. In the IC module 6, the IC chip 8 is die-bonded to the lead frame 9, and the pads of the IC chip and the lead frame are connected by wire bonding using connection wires 10 such as gold wires. Thereafter, the other part including the IC chip 8 is resin-sealed with a sealing resin 11 such as epoxy while a part of the lead frame 9 to be the connection terminal 91 is exposed, whereby the IC module 6 is prepared. it can.

一方、熱可塑性絶縁基材3上に金属層からなるアンテナパターン4を形成する。一般に金属層は、各種の金属箔を熱可塑性絶縁基材3上に接着して形成され、フォトリソグラフィ法とエッチング法により、コイル状にアンテナパターン4を形成することができる。熱可塑性絶縁基材3上にアンテナパターン4が形成されたシートをアンテナシートと総称する。   On the other hand, an antenna pattern 4 made of a metal layer is formed on the thermoplastic insulating substrate 3. In general, the metal layer is formed by adhering various metal foils onto the thermoplastic insulating substrate 3, and the antenna pattern 4 can be formed in a coil shape by a photolithography method and an etching method. A sheet in which the antenna pattern 4 is formed on the thermoplastic insulating substrate 3 is collectively referred to as an antenna sheet.

次に、ICモジュール6とアンテナパターン4とを接続して、非接触型通信媒体1に含まれる主要素であるインレット2を形成する。ICチップ8に配線し露出した接続端子91とICチップ8とを含むICモジュール6が、図2に示す構成と同様に、熱可塑性絶縁基材3上のアンテナパターン4と接続したインレット2を形成するに際して、前記露出した接続端子91の対応する位置にアンテナパターン4の所定の面を位置決め接触させるように、アンテナシートを配置して、破線の長円で概略の領域を示す接続部7を位置設定した後、前記熱可塑性絶縁基材3の側から、前記接続端子とアンテナパターンの対応する一組につき複数点で、レーザ照射して溶接する。   Next, the IC module 6 and the antenna pattern 4 are connected to form an inlet 2 that is a main element included in the non-contact communication medium 1. The IC module 6 including the connection terminal 91 and the IC chip 8 wired and exposed to the IC chip 8 forms the inlet 2 connected to the antenna pattern 4 on the thermoplastic insulating substrate 3 in the same manner as the configuration shown in FIG. When positioning, the antenna sheet is disposed so that the predetermined surface of the antenna pattern 4 is positioned and brought into contact with the corresponding position of the exposed connection terminal 91, and the connection portion 7 indicating the approximate area is indicated by the ellipse of the broken line. After the setting, welding is performed by laser irradiation at a plurality of points corresponding to the connection terminal and the antenna pattern from the thermoplastic insulating base material 3 side.

レーザ溶接の工程に関してさらに述べれば、予め用意したYAGレーザ等のレーザ光源15から、特定の波長で、強度、時間および/またはショット数を適宜制御できるレーザ光16を照射することができる。比較的薄いアンテナシートの絶縁基材側から適度に調節された光量のレーザ照射を行うので、溶け込み金属量のばらつきを抑えられ、溶接不良を回避できる。レーザ光16の照射スポットの接続部7に対する相対位置は、レーザ光源15の位置または照射角度調節機構により、または、接続部7の移動機構により、設定できる(図示せず)。   To further describe the laser welding process, a laser beam 16 capable of appropriately controlling the intensity, time, and / or the number of shots can be irradiated at a specific wavelength from a laser light source 15 such as a YAG laser prepared in advance. Since the laser irradiation is performed with the light amount appropriately adjusted from the insulating base material side of the relatively thin antenna sheet, the variation in the amount of the melted metal can be suppressed and the welding failure can be avoided. The relative position of the irradiation spot of the laser beam 16 with respect to the connecting portion 7 can be set by the position of the laser light source 15 or the irradiation angle adjusting mechanism, or by the moving mechanism of the connecting portion 7 (not shown).

図1(b)に示すように、レーザ溶接後、接続部7には、アンテナシートの溶融部71と接続端子91への溶け込み部72が形成される。レーザ光16が熱可塑性絶縁基材3を通してアンテナパターン4の金属を溶融することにより、熱可塑性絶縁基材3が溶融金属の熱で破壊されて基材を貫通するとともにアンテナパターンの溶融した金属対応部にスポ
ット径に応じた凹部を形成して、基材の貫通孔とともに溶融痕をつくる。溶融した金属は、接続端子91の金属中に拡散または溶け込み、固溶体、共晶、金属間化合物等、素材金属の性質と処理温度等の条件に応じて種々の形態で合金化する。合金化の過程で、接続部7における接続端子とアンテナパターンとの電気的接続は、溶け込み部72として平面を超えた領域を有する広がりを有し、物理的にも強固な接続が得られる。
As shown in FIG. 1B, after the laser welding, the connection portion 7 is formed with a melting portion 71 of the antenna sheet and a penetration portion 72 into the connection terminal 91. When the laser beam 16 melts the metal of the antenna pattern 4 through the thermoplastic insulating base material 3, the thermoplastic insulating base material 3 is broken by the heat of the molten metal and penetrates the base material, and the antenna pattern corresponds to the molten metal. A recess corresponding to the spot diameter is formed in the part, and a melt mark is made together with the through hole of the base material. The molten metal diffuses or dissolves in the metal of the connection terminal 91 and is alloyed in various forms depending on conditions such as the properties of the raw metal such as solid solution, eutectic, and intermetallic compound, and the processing temperature. In the process of alloying, the electrical connection between the connection terminal and the antenna pattern in the connection portion 7 has a spread having a region beyond the plane as the melted portion 72, and a physically strong connection is obtained.

図3は、本発明の溶接箇所の一例を説明するための模式平面図である。ICモジュール6の露出した接続端子91は、熱可塑性絶縁基材3とアンテナパターン4とが積層されたアンテナシート30の所定の位置のアンテナパターンと接続するが、接続端子とアンテナパターンとの対応する一組につき4点の溶接点73で、レーザ照射して溶接した状況を示す。電気的接続と物理的強度を高めるには、溶接点は広い接続面積を持つことが好ましいが、実用的なレーザ光のビームスポットの制約があるため、複数点で溶接することが適当である。少なくとも2点の溶接点を有することによって、電気的接続と物理的強度を確保することができる。   FIG. 3 is a schematic plan view for explaining an example of the welded portion of the present invention. The exposed connection terminal 91 of the IC module 6 is connected to the antenna pattern at a predetermined position of the antenna sheet 30 in which the thermoplastic insulating base material 3 and the antenna pattern 4 are laminated, and the connection terminal corresponds to the antenna pattern. A situation where welding is performed by laser irradiation at four welding points 73 per set is shown. In order to increase the electrical connection and the physical strength, it is preferable that the welding point has a wide connection area, but it is appropriate to perform welding at a plurality of points because there are restrictions on the beam spot of a practical laser beam. By having at least two welding points, electrical connection and physical strength can be ensured.

アンテナシート30の熱可塑性絶縁基材3としては、レーザ照射による溶接工程でレーザ光の透過性が良く、アンテナパターンの金属溶融による基材破壊がスムーズに可能であれば、種々の材料が可能であるが、特にアンテナパターンを形成する金属箔を接着してフォトリソグラフィ法とエッチング法による各種の処理を比較的低コストで実施でき、均一なフィルム形状での入手が容易な材料として、PET(ポリエチレンテレフタレート)またはPEN(ポリエチレンナフタレート)が適している。   As the thermoplastic insulating base material 3 of the antenna sheet 30, various materials are possible as long as the laser beam has good transparency in the welding process by laser irradiation and the base material can be smoothly broken by melting the antenna pattern metal. However, PET (polyethylene) can be used as a material that can be easily obtained in a uniform film shape because various treatments by photolithography and etching methods can be performed at a relatively low cost by bonding a metal foil that forms an antenna pattern. Terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate) are suitable.

また、熱可塑性絶縁基材の厚さとしては、薄過ぎては、シート基材としての処理の安定性に不利であり、厚過ぎては、ロール処理の不便さだけでなく、レーザ溶接工程でも条件的な制約が多くなるため不利である。従って、厚さ15〜200μmの範囲が妥当であることを見出した。   Also, if the thickness of the thermoplastic insulating substrate is too thin, it is disadvantageous for the stability of the processing as a sheet substrate, and if it is too thick, not only inconvenience of the roll processing but also in the laser welding process. This is disadvantageous because there are many conditional constraints. Therefore, it was found that the thickness range of 15 to 200 μm is appropriate.

アンテナパターン4に使用する金属箔としては、アルミニウム箔または銅箔が、製造と入手の容易さで適しており、その厚さは、必要充分な溶け込み量を得る上で、10〜50μmが好ましい。これより薄過ぎると、レーザ溶接により接続端子の接続部へ溶け込んで合金化する金属量として不足なため接続強度が弱くなり、また、厚過ぎると、導体抵抗を下げる効果も過剰な機能となって素材の経済的なロスを招き、アンテナパターンの製作上の困難やレーザ溶接に要するエネルギーが過大となって生産効率が低下するばかりでなく、微小領域での過剰な溶融金属が接続部の品質低下を引き起こす。   As the metal foil used for the antenna pattern 4, an aluminum foil or a copper foil is suitable for ease of manufacture and availability, and the thickness is preferably 10 to 50 μm in order to obtain a necessary and sufficient amount of penetration. If it is too thin, the welding strength will be weak because it is insufficient as the amount of metal to be melted into the connection part of the connection terminal by laser welding and alloyed, and if it is too thick, the effect of lowering the conductor resistance will also be an excessive function. Not only does it cause economic loss of the material, but the antenna pattern fabrication difficulty and the energy required for laser welding become excessive, which reduces production efficiency, and excessive molten metal in the microscopic area degrades the quality of the connection. cause.

接続端子91は、リードフレーム9の一部として、各種金属材料が利用可能であるが、その厚さは50〜200μmとすることが好ましく、アンテナシートに一体化するインレットの使用形態により適宜選択することができる。一般的に使用する金属材料としては、電気抵抗や熱伝導等の特性や加工上の適性を考慮して、銅系の材料が多く使用される。また、特に本発明のレーザ溶接を行う対象としては、レーザ溶接によりアンテナパターンのアルミニウム箔または銅箔の金属が溶融して、銅系のリードフレームの接続端子の接続部へ溶け込み合金化する材料が望ましいが、これに限定されない。   Various metal materials can be used as the connection terminal 91 as a part of the lead frame 9, but the thickness is preferably 50 to 200 μm, and is appropriately selected depending on the use form of the inlet integrated with the antenna sheet. be able to. As a metal material generally used, a copper-based material is often used in consideration of characteristics such as electric resistance and heat conduction and suitability for processing. In particular, the object of laser welding according to the present invention is a material that melts the aluminum foil or copper foil of the antenna pattern by laser welding and melts into the connection portion of the connection terminal of the copper-based lead frame to form an alloy. Although desirable, it is not limited to this.

接続端子の材料として、銅系の素材のリードフレーム材料の接続端子表面に、ニッケルめっきと銀めっきとをこの順に積層処理したものが一般に用いられるが、前記レーザ溶接に本構成は適合する。一般に実装物の電気的な安定品質を得る上で、接続端子の表面層としてワイヤボンディングや半田付けに適した銀の層を用いることが多く、中間層としてニッケル層を組み合わせることは公知である。本発明において、アルミニウムまたは銅のアンテナパターンの溶融材料との合金化を進める上で、銅系の素材のリードフレーム材料の接続端子表面に、ニッケルめっきと銀めっきとをこの順に積層処理したものは、問題の無い材料構成である。   As a material for the connection terminal, a material obtained by laminating nickel plating and silver plating in this order on the connection terminal surface of a lead frame material made of a copper-based material is generally used, but this configuration is suitable for the laser welding. In general, a silver layer suitable for wire bonding or soldering is often used as the surface layer of the connection terminal in order to obtain an electrically stable quality of the package, and it is known to combine a nickel layer as the intermediate layer. In the present invention, in proceeding with alloying with the molten material of the aluminum or copper antenna pattern, the nickel plating and the silver plating are laminated in this order on the connection terminal surface of the lead frame material of the copper base material. It is a material structure without any problems.

レーザ溶接の工程で用いるレーザ光源15としては、YAGレーザが多く用いられ、その発振波長として532nmや1064nmの例がある。金属箔の材料の表面反射率をできるだけ小さくする光を使う方が、光の吸収率を高める上で望ましい。また、熱伝導率の大きい金属に対しては熱効率を考慮して、熱伝導率の小さい金属に対するより過剰のエネルギーを与えることが適当である。従って、600nm以下の波長の光に対して分光反射率が大きく低下し、融点も熱伝導率もアルミニウム箔より高い銅箔を使用する場合は、表面反射率が低くかつエネルギーの大きい532nmの波長のレーザ光を用いることが妥当である。これに対して、表面反射率の波長依存性が銅箔ほど顕著でなく、融点も熱伝導率も銅箔より低いアルミニウム箔においては、1064nmの低エネルギーの発振波長のレーザ光を使用することができる。   As the laser light source 15 used in the laser welding process, a YAG laser is often used, and examples of the oscillation wavelength include 532 nm and 1064 nm. In order to increase the light absorption rate, it is desirable to use light that minimizes the surface reflectance of the metal foil material. In addition, in consideration of thermal efficiency, it is appropriate to give more excess energy to metal with low thermal conductivity than metal with low thermal conductivity. Therefore, when using a copper foil whose spectral reflectance is greatly reduced for light having a wavelength of 600 nm or less and whose melting point and thermal conductivity are higher than that of an aluminum foil, the surface reflectance is low and the energy is 532 nm. It is appropriate to use laser light. On the other hand, the wavelength dependence of the surface reflectance is not as remarkable as the copper foil, and in the aluminum foil whose melting point and thermal conductivity are lower than that of the copper foil, it is possible to use laser light having a low energy oscillation wavelength of 1064 nm. it can.

図4は、本発明の非接触型通信媒体の構成例をICカードの例で説明するための模式断面図である。(a)に、層別に分離した分解図を示し、(b)に、合体してICカードとした状態の合体図を示す。本発明で、インレット2を製造する方法を述べてきたが、インレットを組み込む非接触型通信媒体としてのICカードは、インレットを作製する方法に起因する特徴を有する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration example of the non-contact type communication medium of the present invention as an example of an IC card. (A) shows an exploded view separated by layer, and (b) shows a combined view in a state of being combined into an IC card. In the present invention, the method for manufacturing the inlet 2 has been described. However, the IC card as a non-contact type communication medium incorporating the inlet has a feature resulting from the method of manufacturing the inlet.

すなわち、図4(a)の分解図の部分拡大図としての図1(b)で示すように、ICチップ8と接続端子91とを含むICモジュール6と、熱可塑性絶縁基材3上にアンテナパターン4を設けたアンテナシートとを接続したインレット2を含み、前記接続端子91とアンテナパターン4の所定の面とが接触、溶接された溶融部71と溶け込み部72とをインレット2の接続部7に設けることにより、前記インレットを構成するICモジュール接続端子とアンテナパターンとの接続状態の良否を確認できる溶融痕を有するものである。   That is, as shown in FIG. 1B as a partially enlarged view of the exploded view of FIG. 4A, the IC module 6 including the IC chip 8 and the connection terminal 91, and the antenna on the thermoplastic insulating substrate 3 are provided. The inlet 2 including the antenna sheet provided with the pattern 4 is connected, and the connecting portion 91 and the predetermined portion of the antenna pattern 4 are contacted and welded to each other to connect the melted portion 71 and the melted portion 72 to the connecting portion 7 of the inlet 2. By providing in, it has a fusion mark which can confirm the quality of the connection state of the IC module connection terminal which comprises the said inlet, and an antenna pattern.

図3に示す溶接点73の状態を前記溶融痕が示しているので、各溶接点毎の状態が正常に溶接されているかどうかを目視判定することができ、インレットを構成するICモジュール接続端子とアンテナパターンとの接続状態の良否を総合的に判定できる。   Since the melting marks indicate the state of the welding point 73 shown in FIG. 3, it is possible to visually determine whether or not the state of each welding point is normally welded, and the IC module connection terminal constituting the inlet; The quality of the connection state with the antenna pattern can be comprehensively determined.

図4(a)の分解図に示すインレット2以外の部分は、非接触型通信媒体がICタグ、ICカード、電子パスポート等種々の使用形態によって変化する部分であるが、インレット2に示した前述の特徴をいずれもそのまま有することができる。非接触ICカードにおいては、インレット2の接続状態の良好なものを次工程に送り、カード基材21となるポリ塩化ビニル等の穴あきコアシートに埋め込み、さらに、カードの表裏面となる両側に熱可塑性絶縁基材の外装基材、及び外装基材上に設けた印刷層および保護層となる層22を適宜形成することができる。前記各層は接着または熱ラミネートによる積層処理を行うことにより、図4(b)の合体図(断面図)に示すICカード20を構成することができる。   The part other than the inlet 2 shown in the exploded view of FIG. 4A is a part where the non-contact type communication medium changes depending on various usage forms such as an IC tag, an IC card, and an electronic passport. Any of the above characteristics can be maintained as it is. In a non-contact IC card, the one with a good connection state of the inlet 2 is sent to the next process, embedded in a perforated core sheet of polyvinyl chloride or the like that will become the card substrate 21, and further, on both sides that will be the front and back sides of the card The exterior base material of the thermoplastic insulating base material, and the layer 22 serving as a printing layer and a protective layer provided on the exterior base material can be appropriately formed. Each of the layers can be laminated by bonding or heat laminating to constitute the IC card 20 shown in the combined view (cross-sectional view) of FIG.

1・・・非接触型通信媒体
2・・・インレット
3・・・絶縁基材
4・・・アンテナパターン
5・・・ブリッジパターン
6・・・ICモジュール
7・・・接続部
8・・・ICチップ
9・・・リードフレーム
10・・・接続ワイヤ
11・・・封止樹脂
15・・・レーザ光源
16・・・レーザ光
20・・・ICカード
21・・・カード基材
22・・・印刷層および保護層
30・・・アンテナシート
71・・・溶融部
72・・・溶け込み部
73・・・溶接点(溶融痕)
91・・・接続端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-contact type communication medium 2 ... Inlet 3 ... Insulating base material 4 ... Antenna pattern 5 ... Bridge pattern 6 ... IC module 7 ... Connection part 8 ... IC Chip 9 ... Lead frame 10 ... Connection wire 11 ... Sealing resin 15 ... Laser light source 16 ... Laser light 20 ... IC card 21 ... Card base material 22 ... Printing Layer and protective layer 30 ... antenna sheet 71 ... melting part 72 ... melting part 73 ... welding point (melting mark)
91 ... Connection terminal

Claims (5)

ICモジュールとアンテナパターンとを接続したインレットを含む非接触型通信媒体の製造方法であって、ICチップに配線し露出した接続端子とICチップとを含むICモジュールが、熱可塑性絶縁基材上のアンテナパターンと接続したインレットを形成するに際して、前記露出した接続端子の対応する位置にアンテナパターンの所定の面を位置決め接触させた後、前記熱可塑性絶縁基材側から、前記接続端子とアンテナパターンの対応する一組につき複数点で、レーザ照射して溶接することを特徴とする非接触型通信媒体の製造方法。   A method of manufacturing a non-contact type communication medium including an inlet connecting an IC module and an antenna pattern, wherein the IC module including a connection terminal and an IC chip wired and exposed on the IC chip is provided on a thermoplastic insulating substrate. When forming the inlet connected to the antenna pattern, after positioning and contacting a predetermined surface of the antenna pattern to the corresponding position of the exposed connection terminal, from the thermoplastic insulating substrate side, the connection terminal and the antenna pattern A method of manufacturing a non-contact type communication medium, characterized by welding by laser irradiation at a plurality of points per corresponding set. 前記熱可塑性絶縁基材が、厚さ15〜200μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)またはPEN(ポリエチレンナフタレート)であることを特徴とする請求項1記載の非接触型通信媒体の製造方法。   2. The method for producing a non-contact communication medium according to claim 1, wherein the thermoplastic insulating substrate is PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate) having a thickness of 15 to 200 [mu] m. 前記アンテナパターンが、厚さ10〜50μmのアルミニウム箔または銅箔であることを特徴とする請求項1または2記載の非接触型通信媒体の製造方法。   3. The method of manufacturing a non-contact communication medium according to claim 1, wherein the antenna pattern is an aluminum foil or a copper foil having a thickness of 10 to 50 [mu] m. 前記接続端子が、厚さ50〜200μmの銅系の素材を用いたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の非接触型通信媒体の製造方法。   The method for manufacturing a non-contact communication medium according to any one of claims 1 to 3, wherein the connection terminal is made of a copper-based material having a thickness of 50 to 200 µm. ICチップと接続端子とを含むICモジュールと、熱可塑性絶縁基材上にアンテナパターンを設けたアンテナシートとを接続したインレットを含み、前記接続端子とアンテナパターンの所定の面とが接触、溶接された溶融部と溶け込み部とをインレットの接続部に設けることにより、前記インレットを構成するICモジュール接続端子とアンテナパターンとの接続部に溶融痕を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の非接触型通信媒体の製造方法によって形成された非接触型通信媒体。   An IC module including an IC chip and a connection terminal and an inlet in which an antenna sheet provided with an antenna pattern on a thermoplastic insulating substrate is connected. The connection terminal and a predetermined surface of the antenna pattern are contacted and welded. The melted portion and the melted portion are provided in the connection portion of the inlet, so that the connection portion between the IC module connection terminal and the antenna pattern constituting the inlet has a melt mark. A non-contact communication medium formed by the method for manufacturing a non-contact communication medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102522346A (en) * 2011-12-23 2012-06-27 江苏安智博电子科技有限公司 Direct welding processing method of electronic label
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