JP2016215652A - 電子装置の製造において電子アセンブリをボトムオーバーレイに取り付ける方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子装置の製造において電子アセンブリをボトムカバーシートに接着する方法を提示する。【解決手段】上面および下面を有するボトムオーバーレイを提供する工程； 独自の改変UV硬化性接着剤を、ボトムオーバーレイの上部に直接塗布する工程； 塗布された独自の改変UV硬化性接着剤を有するボトムオーバーレイを、独自の改変UV硬化性接着剤を活性化するための紫外光システムによって加工する工程；ならびに電子アセンブリを、活性化された独自の改変UV硬化性接着剤の上部に直接貼り付ける工程を含む、電子装置の製造において電子アセンブリをボトムオーバーレイに取り付ける方法、および該取り付け方法を含む、電子装置を製造する方法。【選択図】図３

Description

背景
本発明は概して、電子アセンブリを含む装置の分野に関する。

これらの装置は概して、クレジットカード、銀行カード、IDカード、テレホンカード、セキュリティカード、スマートカード、ライフスタイルカード、タグ、または同様の装置として使用されうる。これらの装置は概して、いくつかのプラスチックシート層をサンドイッチアレイに組み立てることにより構築される。さらに、これらの装置は、装置が多数の機能を実行することを可能にする電子アセンブリを含みうる。

欧州特許第0350179号（特許文献１）は、電子回路がプラスチック材料の層に封入され、その層がカードの二つの表面層の間に導入されているスマートカードを開示している。開示された方法はさらに、高引張り強度保持部材を金型の側面に当接させ、スマートカードの電子コンポーネントをその側面に対して位置決めしたのち、反応成形性ポリマー材料を金型の中に射出して、その材料が電子コンポーネントを封入するようにする工程を含む。

欧州特許出願第95400365.3号（特許文献２）は、無接点スマートカードを製造する方法を教示している。方法は、高剛性フレームを使用して、上部熱可塑性シートと下部熱可塑性シートとの間の空間中に電子モジュールを配置し、かつ固定する。フレームを下部熱可塑性シートに機械的に貼り付けたのち、空間を重合性樹脂材料で埋める。

米国特許第5,399,847号（特許文献３）は、三つの層、すなわち、第一の外層、第二の外層および中間層で構成されたクレジットカードを教示している。中間層は、スマートカードの電子素子（たとえばICチップおよびアンテナ）を中間層材料中に包み込む熱可塑性結合材の射出によって成形される。結合材料は、好ましくは、コポリアミドのブレンドまたは空気に触れると硬化する二つまたはそれ以上の化学反応性成分を有する接着剤でできている。このスマートカードの外層は、様々なポリマー材料、たとえばポリ塩化ビニルまたはポリウレタンでできていることができる。

米国特許第5,417,905号（特許文献４）は、プラスチッククレジットカードを製造する方法であって、二つのシェルで構成された金型ツールを閉じて、そのようなカードを製造するためのキャビティを画定する方法を教示している。ラベルまたはイメージ支持体を各金型シェルに入れる。そして、金型シェルどうしを合わせ、熱可塑性材料を金型の中に射出してカードを成形する。流れ込むプラスチックがラベルまたはイメージ支持体を各金型面に押し当てる。

米国特許第5,510,074号（特許文献５）は、実質的に平行な主側面を有するカードボディ、少なくとも片側にグラフィック要素を有する支持部材およびチップに固着される接触アレイを含む電子モジュールを有するスマートカードを製造する方法を教示している。製造方法は概して、（1）カードの体積および形状を画定する金型に支持部材を入れる工程、（2）支持部材を金型の第一の主壁に当てて保持する工程、（3）中空空間によって画定される容積の中に熱可塑性材料を射出して、その容積のうち、支持部材によって占有されない部分を埋める工程、および（4）射出された材料が完全に固化する機会を得る前に電子モジュールを熱可塑性材料中の適切な位置に挿入する工程を含む。

米国特許第4,339,407号（特許文献６）は、特定のオリフィスと組み合わさったランド部、溝およびボスの特定の配置を有する壁を有するキャリヤの形態にある電子回路封入装置を開示している。金型の壁部分が回路アセンブリを所与の整列状態に保持する。キャリヤの壁は、スマートカード電子回路の挿入を容易にするために、わずかに可撓性の材料でできている。キャリヤは、外側の金型の中に挿入することができる。これが、熱可塑性材料の射出中にコンポーネントを確実に整列状態に保持するために、キャリヤ壁を互いに向けて動かす。キャリヤの壁の外側は、キャリヤを金型内に位置決めし、固定するために金型の壁上の戻り止めと嵌合するように働く突起を有する。金型はまた、閉じ込められたガスを逃がすための穴を有する。

米国特許第5,350,533号（特許文献７）は、射出成形機中でプラスチックカード上に装飾パターンを施し、プラスチックカード中に電子回路を配置する方法を教示している。方法は、（a）射出成形機中、開放された金型キャビティの上にフィルム（たとえば装飾パターンを有するフィルム）を導入し、かつ配置する工程、（b）金型キャビティを閉じて、フィルムがその中で定位置に固定され、かつ締め付けられるようにする工程、（c）金型の開口を通して電子回路チップを金型キャビティ中に挿入し、チップをキャビティ中に配置する工程、（d）熱可塑性支持体組成物を金型キャビティの中に射出して一体化カードを成形する工程、（e）任意の余分な材料を除去する工程、（f）金型キャビティを開放する工程、および（g）カードを取り出す工程を含む。

米国特許第4,961,893号（特許文献８）は、その主な特徴が、集積回路チップを支持する支持要素であるスマートカードを教示している。支持要素は、チップを金型キャビティの内側に配置するために使用される。カードボディは、プラスチック材料をキャビティの中に射出して、チップ全体がプラスチック材料に埋め込まれるようにすることによって成形される。いくつかの態様においては、支持体の縁領域が各金型の荷重担持面の間で締め付けられる。支持要素は、完成したカードから剥離されるフィルムであってもよいし、またはカードの一体部分として残るシートであってもよい。支持要素が剥離フィルムであるならば、その中に含まれるグラフィックス要素はカードに転写され、かつカード上に見えるままである。支持要素がカードの一体部分として残るならば、そのようなグラフィックス要素はその一面に形成され、したがって、カードユーザに見えるようになる。

米国特許第5,498,388号（特許文献９）は、貫通孔を有するカードボードを含むスマートカード装置を教示している。半導体モジュールがこの開口に取り付けられる。樹脂が開口の中に射出されて、前記半導体モジュールの外部接続のための電極端子面だけが露出するような条件下、樹脂成形物が成形される。カードは、貫通孔を有するカードボードを二つの対向する成形用金型の下部金型に取り付け、半導体モジュールを前記カードボードの開口に取り付け、下部金型に通じるゲートを有する上部金型を締め付け、そしてゲートを介して樹脂を開口の中に射出することによって完成される。

米国特許第5,423,705号（特許文献１０）は、熱可塑性射出成形材料でできたディスクボディと、ディスクボディに一体的に接合されているラミネート層とを有するディスクを教示している。ラミネート層は、外側の透明な薄層および内側の白色で不透明な薄層を含む。これらの薄層の間にイメージング材料が挟まれている。

米国特許第6,025,054号（特許文献１１）は、スマートカードのコア層になる熱硬化性材料中に電子装置を浸漬する間、電子装置を定位置に保持するために低収縮率接着剤を使用する、スマートカードを構築する方法を開示している。

概して、上記方法はすべて、プリントされたオーバーレイの一つに電子アセンブリを接着するための、専用のプロセス、台座、固定具、または他の装置の使用を伴う。

欧州特許第0350179号 欧州特許出願第95400365.3号 米国特許第5,399,847号 米国特許第5,417,905号 米国特許第5,510,074号 米国特許第4,339,407号 米国特許第5,350,533号 米国特許第4,961,893号 米国特許第5,498,388号 米国特許第5,423,705号 米国特許第6,025,054号

概要
一つの態様にしたがって、独自の改変UV硬化性接着剤を用いて、ボトムオーバーレイの上面を、電子アセンブリを有する回路基板に貼り付ける工程、ボトムオーバーレイに接着された電子アセンブリを射出成形装置の中に装填する工程、電子アセンブリの上面の上に位置するトップオーバーレイを射出成形装置の中に装填する工程、成形装置を閉じる工程、および、熱硬化性ポリマー材料をトップオーバーレイとボトムオーバーレイとの間に射出する工程を含む方法が、開示される。

前記概説および以下の詳細な説明は、例示的かつ説明的であるだけで、特許請求される本発明を限定するものではないことが、理解されるべきである。

本発明のこれらおよび他の特徴、局面、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および下記で簡単に説明される図面に示される付随の例示的態様から明らかになるであろう。

独自の改変UV硬化性接着剤でスクリーンプリントされた回路アウトラインを有しているオーバーレイの上側の概略図を示す。 スクリーンプリントされた独自の改変UV硬化性接着剤の上部に配置された回路を有するオーバーレイの上側の概略図を示す。 ボトムオーバーレイ、ボトムオーバーレイの上側にスクリーンプリントされた独自の改変UV硬化性接着剤の層、プリントされた独自の改変UV硬化性接着剤の上側に取り付けられた電子アセンブリ、および、トップオーバーレイの下側と電子アセンブリの上側との間に射出された熱硬化性材料の層からなる、電子装置の断面図を示す。 電子装置を成形するためのプロセスを示すフローチャートである。

詳細な説明
図1は、電子装置60についてのボトムオーバーレイ10の上側の概略図を示す。図1、ならびに図4の工程100および110に示すように、独自の改変UV硬化性接着剤20を、電子アセンブリの外周測定値よりほんのわずかに大きい面積を呈するボトムオーバーレイ10の上側に貼り付ける。UV硬化性接着剤20は、制御された量で表面に塗布されるように構成されている。UV硬化性接着剤20は、スクリーンプリント、スプレー、または接着剤20を表面に塗布するための任意の他の公知の適用法により貼り付けることができる。

次に、工程120において、塗布された独自の改変UV硬化性接着剤20を有するボトムオーバーレイ10を、独自の改変UV硬化性接着剤20を活性化するための紫外光システムによって加工する。UV光の適用時に、UV硬化性接着剤20は、粘着性（tacky）または粘着性(sticky)になる。

図2に示すように、工程130において、電子アセンブリ30を、スクリーンプリントされた独自の改変UV硬化性接着剤20の上側に配置する。電子アセンブリ30は、プリントされた回路基板、ボタン、スイッチ、バッテリ、LCD、または、電子装置60において必要とされうるかもしくは有用でありうる他の電子コンポーネントを含むがそれらに限定されない、一つまたは複数の回路コンポーネントを含んでもよい。UV硬化性接着剤20がUV光に曝露されており、粘着性(sticky)または粘着性（tacky）であるため、電子アセンブリ30をUV硬化性接着剤20に容易に貼り付けることができる。UV硬化性接着剤20を、その後、永久的な結合を生じるための期間、硬化させる。好ましくは、UV硬化性接着剤20が硬化するためにおよそ24時間を要する。UV光への曝露時に直ちには硬化しないという事実により、UV硬化性接着剤20は、極めて可撓性、かつ電子装置製造プロセスにとって理想的になる。

その後、工程140において、取り付けられた電子アセンブリ30を有するボトムオーバーレイ10を、上部に位置する電子アセンブリ30と共に金型の中に装填する。工程150において、上面および下面を有するトップオーバーレイ50を、ボトムオーバーレイ10の上面に貼り付けられた電子アセンブリ30の上に装填する。次に、工程160において、金型を閉じて、熱硬化性ポリマー材料40を、トップオーバーレイ50とボトムオーバーレイ10との間に射出する。工程170において、金型を開けて、電子アセンブリ30を含む射出されたトップオーバーレイ50およびボトムオーバーレイ10を、金型から取り出す。最後に、電子装置60を、サイズ規格などに基づいて切り取る。図3は、ボトムオーバーレイ10、ボトムオーバーレイ10の上側に貼り付けられた独自の改変UV硬化性接着剤20、スクリーンプリントされた独自の改変UV硬化性接着剤20の上側に接着された電子アセンブリ30、および、電子アセンブリ30の上とトップオーバーレイ50の下側との間に位置する熱硬化性材料40の層を有する、完成した電子装置60を示す。

本発明の開示を与えられると、当業者は、本発明の範囲および真意の範囲内で他の態様および変形が可能であることを理解するであろう。したがって、本開示から当業者によって達成されうる本発明の範囲および真意の範囲内すべての変形が本発明のさらなる態様として含まれる。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲に記載されるように画定される。

[本発明1001]
上面および下面を有するボトムオーバーレイを提供する工程；
独自の改変UV硬化性接着剤を、ボトムオーバーレイの上部に直接塗布する工程；
塗布された独自の改変UV硬化性接着剤を有するボトムオーバーレイを、独自の改変UV硬化性接着剤を活性化するための紫外光システムによって加工する工程；ならびに
電子アセンブリを、活性化された独自の改変UV硬化性接着剤の上部に直接貼り付ける工程
を含む、電子装置の製造において電子アセンブリをボトムオーバーレイに取り付ける方法。
[本発明1002]
上面および下面を有するボトムオーバーレイを提供する工程；
独自の改変UV硬化性接着剤を、ボトムオーバーレイの上部に直接塗布する工程；
塗布された独自の改変UV硬化性接着剤を有するボトムオーバーレイを、独自の改変UV硬化性接着剤を活性化するための紫外光システムによって加工する工程；
電子アセンブリを、活性化された独自の改変UV硬化性接着剤の上部に直接貼り付ける工程；
取り付けられた電子アセンブリを有するボトムオーバーレイを、上部に位置する電子アセンブリと共に金型の中に装填する工程；
ボトムオーバーレイの上面に貼り付けられた電子アセンブリの上に、上面および下面を有するトップオーバーレイを装填する工程；
金型を閉じて、熱硬化性ポリマー材料をトップオーバーレイとボトムオーバーレイとの間に射出する工程；
金型を開けて、電子アセンブリを含む射出されたトップオーバーレイおよびボトムオーバーレイを、金型から取り出す工程；ならびに
電子装置を切り取る工程
を含む、電子装置を製造する方法。
前記概説および以下の詳細な説明は、例示的かつ説明的であるだけで、特許請求される本発明を限定するものではないことが、理解されるべきである。

Claims (2)

1. 上面および下面を有するボトムオーバーレイを提供する工程；
   独自の改変UV硬化性接着剤を、ボトムオーバーレイの上部に直接塗布する工程；
   塗布された独自の改変UV硬化性接着剤を有するボトムオーバーレイを、独自の改変UV硬化性接着剤を活性化するための紫外光システムによって加工する工程；ならびに
   電子アセンブリを、活性化された独自の改変UV硬化性接着剤の上部に直接貼り付ける工程
   を含む、電子装置の製造において電子アセンブリをボトムオーバーレイに取り付ける方法。
2. 上面および下面を有するボトムオーバーレイを提供する工程；
   独自の改変UV硬化性接着剤を、ボトムオーバーレイの上部に直接塗布する工程；
   塗布された独自の改変UV硬化性接着剤を有するボトムオーバーレイを、独自の改変UV硬化性接着剤を活性化するための紫外光システムによって加工する工程；
   電子アセンブリを、活性化された独自の改変UV硬化性接着剤の上部に直接貼り付ける工程；
   取り付けられた電子アセンブリを有するボトムオーバーレイを、上部に位置する電子アセンブリと共に金型の中に装填する工程；
   ボトムオーバーレイの上面に貼り付けられた電子アセンブリの上に、上面および下面を有するトップオーバーレイを装填する工程；
   金型を閉じて、熱硬化性ポリマー材料をトップオーバーレイとボトムオーバーレイとの間に射出する工程；
   金型を開けて、電子アセンブリを含む射出されたトップオーバーレイおよびボトムオーバーレイを、金型から取り出す工程；ならびに
   電子装置を切り取る工程
   を含む、電子装置を製造する方法。

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