JP2017004396A - Icカードモジュール、その搭載テープおよびその製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】COF(Chip on Film)実装方式で生産されるICカードモジュールにおいて、コストアップを抑制しつつ、巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクを低減させる。
【解決手段】絶縁フィルム6からなる基材と、基材上に搭載された半導体チップ1と、基材上に搭載され、半導体チップ1と電気的に接続された金属配線パターン4と、半導体チップ1上に、接着剤7を介在して搭載された補強板8とを備える。ここで、接着剤7は半導体チップ1および補強板8の周縁部にはみ出すように形成されており、補強板8の側方にはみ出した接着剤7の上面は凹凸形状に形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】絶縁フィルム6からなる基材と、基材上に搭載された半導体チップ1と、基材上に搭載され、半導体チップ1と電気的に接続された金属配線パターン4と、半導体チップ1上に、接着剤7を介在して搭載された補強板8とを備える。ここで、接着剤7は半導体チップ1および補強板8の周縁部にはみ出すように形成されており、補強板8の側方にはみ出した接着剤7の上面は凹凸形状に形成されている。
【選択図】図1
Description
本開示は、ICカードモジュール、その搭載テープおよびその製造装置、特にメモリ、CPU等の機能を有するICカードとその搭載テープおよびICタグなどの非接触式情報記憶媒体およびそれらを製造する際に使用する製造装置に関する。
近年、携帯電話、携帯情報端末、ICカードを初めとして、電子機器関係の分野において小型化、薄型化の需要が多くなりつつある。これに伴い、それらの機器に搭載される電子部品の高密度化、低背実装が進んできている。
例えば、ICカードを駆動するための半導体素子の多くは、絶縁フィルム上に金属配線パターンを形成したロール状態のフィルムに、半導体素子をフェースダウン方式でボンディング実装することで、薄型、低背実装を実現している。これらの実装方式は、COF(Chip On Film)実装方式と呼ばれている。
以下、COF実装方式を用いて作製された従来のICカードモジュールについて、図9を参照しながら説明する。
図9において、絶縁フィルム201上の所定位置に実装モジュール品202が戴置され、実装モジュール品202の裏面側には絶縁フィルム201上に延伸した接着剤203を介在して補強版204が配置されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、ICカードモジュール200自体の物理的な強度を確保する目的で、接着剤203にはゴム系の弾性剤からなる軟質接着剤が使用されることが多い。また、ICカードモジュール200のカード化工程時の表層ラミネートとの密着性を確保する目的で、絶縁フィルム201の裏面には易接着処理と言われる表面処理が施されている材料が選定されることが多い。
ICカードモジュール200の生産は、生産性向上のためリール生産方式が主流である。
この生産方式においては、リールにICカードモジュール200を保管した後にICカードモジュール200をリールから取り外す場合にリールの巻き出し不良の発生やICカードモジュール200が剥ぎ取られる際の剥離帯電によりICカードモジュール200が静電気破壊を起こすことがある。
この静電気破壊の対策をとった場合、当該対策がICカードモジュール200の生産コストのアップの要因になってしまっていた。
そこで、上記の課題に鑑み、本開示は、コストアップを抑制しつつ、巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクを低減させることを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示の第1のICカードモジュールは、絶縁フィルムからなる基材と、基材上に搭載された半導体チップと、基材上に搭載され、半導体チップと電気的に接続された金属配線パターンと、半導体チップ上に、接着剤を介在して搭載された補強板とを備え、接着剤は前記半導体チップおよび補強板の周辺部にはみ出すように形成されており、補強板の側方にはみ出した接着剤の上面は凹凸形状に形成されている。
また、本開示の第1のICカードモジュールにおいて、基材の上面を基準として、接着剤の上面の凹凸形状の底部の高さは補強板の上面の高さよりも低いことが好ましい。
また、本開示の第1のICカードモジュールにおいて、接着剤の上面の凹凸形状の高低差は30μm以上であることが好ましい。
また、本開示の第1のICカードモジュールにおいて、金属配線パターンは、コイル状の導体回路を形成していることが好ましい。
また、本開示の第1のICカードモジュール搭載テープは、本開示の第1のICカードモジュールが一方向に延伸する基材上に複数個連続して搭載されてテープが形成され、テープがリールに巻き取られて2つの第1のICカードモジュールが上下に重なった際に、下側の第1のICカードモジュールの凹凸形状の底部は、上側の第1のICカードモジュールの基材の底面と接触しない。
また、本開示の第1のICカードモジュールの製造装置は、本開示の第1のICカードモジュールを作製する製造装置であって、ボンディングヘッドと、ボンディングヘッドと勘合する位置に配置されたボンディングステージと、ボンディングヘッドとボンディングステージとの間に介在するように配置されたテフロン(登録商標)テープとを備え、テフロン(登録商標)テープは、延伸方向において断面が凹凸形状に形成されている。
本開示の第2のICカードモジュールは、絶縁フィルムからなる基材と、基材上に搭載された半導体チップと、基材上に搭載され、半導体チップと電気的に接続された金属配線パターンと、半導体チップ上に、接着剤を介在して搭載された補強板とを備え、接着剤は半導体チップおよび補強板の周辺部にはみ出すように形成されている。そして基材の上面を基準として、補強板の側方にはみ出した接着剤の上面の高さは補強板の上面の高さよりも低く形成されている。
また、本開示の第2のICカードモジュールにおいて、補強板の側方にはみ出した接着剤の上面の高さと補強板の上面の高さとの高低差は30μm以上であることが好ましい。
また、本開示の第2のICカードモジュールにおいて、金属配線パターンは、コイル状の導体回路を形成していることが好ましい。
また、本開示の第2のICカードモジュール搭載テープは、本開示の第2のICカードモジュールが一方向に延伸する基材上に複数個連続して搭載されてテープが形成されている。そしてテープがリールに巻き取られて2つの前記第2のICカードモジュールが上下に重なった際に、下側の第2のICカードモジュールにおける補強板の側方にはみ出した接着剤の上面は、上側の第2のICカードモジュールの基材の底面と接触しない。
また、本開示の第2のICカードモジュールの製造装置は、本開示の第2のICカードモジュールを作製する製造装置であって、ボンディングヘッドと、ボンディングヘッドと勘合する位置に配置されたボンディングステージと、ボンディングヘッドとボンディングステージとの間に介在するように配置されたテフロン(登録商標)テープとを備えている。そしてボンディングヘッドの側端部の底面形状が、凸形段差付きのテーパー形状に形成されている。
本開示によれば、リール生産方式で生産されるICカードモジュールにおいて、コストアップを抑制しつつ、巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクを低減させることができる。
(本開示の基礎となった知見)
ICカードモジュール200の生産について、図10、図11を用いて説明する。図10は、ICカードモジュールを生産するリール生産方式を示す説明図である。また、図11は、ICカードモジュールを生産するリール生産方式における要部工程説明図である。
ICカードモジュール200の生産について、図10、図11を用いて説明する。図10は、ICカードモジュールを生産するリール生産方式を示す説明図である。また、図11は、ICカードモジュールを生産するリール生産方式における要部工程説明図である。
図10に示すように、一方向に延伸する基材上に複数個連続して搭載されたICカードモジュール200はテープ状になってアルミ製もしくは樹脂製のリール205に巻き付けられて保管される。
ここで、図11に示すように、リール205に巻き付けられたICカードモジュール200(詳細は図示せず)において、上下に重なり合うICカードモジュール200では、下側のICカードモジュール200の接着剤206の表面と、上側のICカードモジュール200の絶縁フィルム201の裏面が接触した状態で保持されることになる。製品の在庫状況によっては数ヶ月間この状態で保管されることもある。
この場合、軟質接着剤を構成するゴム系弾性剤にはタック性といわれる他のフィルムに貼り付き易い特性があり、易接着処理された絶縁フィルム201の裏面との接着の相性も良い。
そのため、下側のICカードモジュール200の接着剤206の表面と、上側のICカードモジュール200の絶縁フィルム201の裏面が重なって接触した状態で保持されると、両者が貼り付いた状態になる。
リール205の放置状態によってその貼り付き程度は変動するが、リール205上で生産する形態をとる場合、その貼り付き具合によっては巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクがある。
また、上下に重なるICカードモジュール200の間に紙等を挟み込む対策方法もあるが、コストアップの要因になってしまう。
本開示は、コストアップを抑制しつつ、巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクを低減させることを目的とする。
(第1の実施形態)
以下、本開示の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、本開示の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本開示にかかる第1の実施形態に係るICカードモジュール100の一例を示す断面図である。
図1に示すように、複数の半導体素子が形成された主面が下方に向いた半導体チップ1の主面上に電極端子2が形成され、電極端子2上には金バンプ3が設けられている。金バンプ3は金属配線パターン4と接続している。電極端子2上、金バンプ3上および金属配線パターン4上を含み、半導体チップ1上を覆うようにチップ接合用接着剤5が形成され、基材となる絶縁フィルム6がチップ接合用接着剤5を介して半導体チップ1と接着されている。
半導体チップ1の主面と反対側の上方に向いた半導体チップの裏面上には、接着剤7を介して、半導体チップ1を保護する補強板8が形成されおり、接着剤7における補強板8の周辺部にはみ出した周辺領域の表面は凹凸形状に形成されている。
ここで、絶縁フィルム6は、樹脂製シート、例えばPET(ポリエステルテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PI(ポリイミド)製のシートから構成されている。
また、絶縁フィルム6上には金属配線パターン4が片面もしくは両面に配置されており、その材質はアルミニウムもしくは銅等の金属シートであり、導体回路としてのコイル状に形成されている。この金属配線パターン4は、外部機器との間で信号を送受する、例えば電波信号を送受信するアンテナとして機能するという目的のほかに、半導体チップ1の実装用の電極パット用途および半導体チップ1に回路構成されたCPU等の動作のための電力をこの金属配線パターン4を経由して外部機器から受けるという目的も有している。
また、絶縁フィルム6は、ICカードに加工した際に表層シートとの密着性を確保する目的で、その表面に接着剤との密着性を高めるための表面処理を施している。
さらに、コイル状の金属配線パターン4は、絶縁フィルム6にアルミニウム、銅等の金属シートを貼り合せた後、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、写真印刷等の公知の印刷方法でレジスト印刷を施した後、エッチング処理によって形成されるか、もしくは導電性ペーストをスクリーン印刷によって形成する。あるいはその組合せで形成する場合もある。
半導体チップ1との接合に使用しているチップ接合用接着剤5は、ペースト状態でのディスペンサ塗布か印刷法による塗布もしくはシート状態での貼付けにより、金バンプ3を介してフリップチップ工法により半導体チップ1を実装している。
次に、図2〜図6を用い、本開示にかかる第1の実施形態に係るICカードモジュール100を製造するための製造装置と、それを用いてCOF実装方式に従いICカードモジュール100を製造する際の要部工程について説明する。
図2は、第1の実施形態に係る実装モジュール品を作製する製造工程を示す要部工程断面図である。また、図3は第1の実施形態に係る実装モジュール品を示す要部断面図である。図4は第1の実施形態に係るICカードモジュールを作製する製造工程を示す要部工程断面図である。図5は、第1の実施形態に係るICカードモジュールを作製する製造工程を示す要部工程断面図である。図6は、第1の実施形態に係るテフロン(登録商標)テープを作製する製造工程を示す要部工程断面図である。
図2に示すように、まず、ポリイミド樹脂、PETフィルム等のプラスチック製の絶縁材料を主材料とした絶縁フィルム6上に、エッチング等の既存の加工技術によりアルミニウムもしくは銅により構成された金属配線パターン4を形成する。
また、主面上に複数の半導体素子(図示せず)と、外部との電気的接続に使用される電極端子2を形成し、さらに、電極端子2上に厚さ10〜30μm程度の金バンプ3を形成した半導体チップ1を準備する。
次に、半導体チップ1を、チップ接合用接着剤5を介在させて絶縁フィルム6の所定の位置に位置合わせする。このとき、チップ接合用接着剤5は、ディスペンサ等を使って所定量を所定位置に塗布し、その後、半導体チップ1の位置合わせを行う。
次に、ボンディングツール(ボンディングヘッド)9、テフロン(登録商標)テープ10、ボンディングステージ11を用いて、チップ接合用接着剤5が半導体チップ1、金属配線パターン4および絶縁フィルム6の間に埋め込まれるように、熱圧着法により圧着接合する。このとき、金バンプ3と金属配線パターン4とが接合する。このような工程を経て、図3に示すICカードモジュール100の実装モジュール品202が形成される。
ここで、テフロン(登録商標)テープ10は熱圧着時に半導体チップ1の側方にはみ出したチップ接合用接着剤5がボンディングツール9に付着することを防止する役割を果たしている。
図3に示すように、絶縁フィルム6の所定領域上に、金属配線パターン4と、この金属配線パターンと金バンプ3および電極端子2を介して主面上の半導体素子(図示せず)とが電気的に接続された半導体チップ1が圧着接合された実装モジュール品202が完成する。
次に、図4に示すように、図3で完成されたICカードモジュール100の実装モジュール品202上の所定位置に、ディスペンサ等を使って接着剤7を所定量塗布し、その後、補強板8を搭載して、実装モジュール品202の位置合わせを行う。
次に、ボンディングツール(ボンディングヘッド)12、テフロン(登録商標)テープ13、ボンディングステージ14を用いてこれらを熱圧着法により圧着し、実装モジュール品202と補強板8とを圧着接合する。このような工程を経て、図5に示すICカードモジュール100が形成される。
ここで、本開示にかかる第1の実施形態では従来の製造方法と異なり、テフロン(登録商標)テープ13における補強板8と接する面に隣接する周辺領域が、予め凹凸形状に波打つように形成されている。
これは、図6に示すように、あらかじめ上下に凹凸形状が施された金型15にテフロン(登録商標)テープ13を挟み込んで型押し加工を施しておくことで、テフロン(登録商標)テープ13の表面を凹凸形状に作製することで達成される。
ここで、例えば、テフロン(登録商標)テープの厚みは30μm〜100μmとし、凹凸形状の高低差は30μm以上に設定すればよい。また、補強板8は主にステンレス、銅、鋼板と言った金属系の材料で厚みが50μm〜200μmのものを使用すればよい。
このような凹凸形状を有するテフロン(登録商標)テープ13を使用すれば、補強板8の接着加工時にボンディングツール12と補強板8との間に凹凸形状付きのテフロン(登録商標)テープ13が介在するため、接着剤7における補強板8の周辺部にはみ出した周辺領域の表面にテフロン(登録商標)テープ13の凹凸形状が転写され、結果的に接着剤7における補強板8の周辺部にはみ出した周辺領域の表面が凹凸形状となる。
なお、図4において、テフロン(登録商標)テープ13における補強板8とボンディングツール12とに挟まれた部分は、熱圧着時に平坦形状に戻る。
接着剤7における補強板8の周辺部にはみ出した周辺領域の表面が凹凸形状となると、基材である絶縁フィルム6の上面を基準として、接着剤7の上面の凹凸形状の底部の高さは補強板8の上面の高さよりも低くなる。
その結果、複数のICカードモジュール100が直列上にリール205に巻き取られた際に、上下に積層されたICカードモジュール100どうしにおいて、下層のICカードモジュール100の接着剤7のはみ出し周辺領域の表面と、上層のICカードモジュール100の絶縁フィルム6の裏面の易接着面とは、接着剤7の上面の凹凸形状の底部において接着しない。そのため、両者の接触面積は小さくなり、両者の密着性が緩和されて貼り付きの少ないICカードモジュール100を実現することができる。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施形態において、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付与し、繰り返しの説明は省略する。
具体的に、実装モジュール品202を含むICカードモジュール100を構成する部材は第1の実施形態と同一であり、接着剤7における補強板8の周辺部にはみ出した周辺領域の形状のみが異なっている。
図7は、第2の実施形態に係るICカードモジュールを示す要部断面図である。
本実施形態においては、図7に示すように、接着剤7における補強板8の周辺部にはみ出した周辺領域の形状が、段差を付けたテーパー形状となっており、この周辺領域の絶縁フィルム6の上面からの高さは、補強板8の上面の絶縁フィルム6の上面からの高さよりも低い。一例として、接着剤7の周辺領域の上面と補強板8の上面との高低差は30μm以上あればよい。
本実施形態の構造は、図8に示す製造方法によって作製される。図8は第2の実施形態に係るICカードモジュールを作製する製造工程を示す要部工程断面図である。
具体的には、図3で完成されたICカードモジュール100の実装モジュール品202上の所定位置に、ディスペンサ等を使って接着剤7を所定量塗布し、その後、補強板8を搭載して、実装モジュール品202の位置合わせを行う。
次に、ボンディングツール12、テフロン(登録商標)テープ13、ボンディングステージ14を用いてこれらを熱圧着法により圧着し、実装モジュール品202と補強板8とを圧着接合する。
ここで、図8に示すように、ボンディングツール12にはあらかじめ段差が付いたテーパー形状が施されている。この形状のボンディングツール12を使用すれば、テフロン(登録商標)テープ13を介してボンディングツール12の形状に合致した形状の接着剤7が形成される。
このため、接着剤7における補強板8周辺部にはみ出した周辺領域の高さが、補強板8の上面部より低くなる。
その結果、複数のICカードモジュール100が直列上にリール205に巻き取られた際に、上下に積層されたICカードモジュール100どうしにおいて、下層のICカードモジュール100の接着剤7のはみ出し周辺領域の表面と、上層のICカードモジュール100の絶縁フィルム6の裏面の易接着面とは、接着剤7の上面の段差が低い領域において接着しない。そのため、両者の接触面積は小さくなり、両者の密着性が緩和されて貼り付きの少ないICカードモジュール100を実現することができる。
以上に説明したように、本発明の第1および第2の実施形態によれば、リール生産方式で生産されるICカードモジュールにおいて、コストアップを抑制しつつ、巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクを低減させることができる。
以上のように、本発明のICカードモジュールおよびその製造装置は、コストアップを抑制しつつ、巻き出し不良の発生や製品が剥ぎ取られる際の剥離帯電により製品が静電気破壊を起こすリスクを低減させることができるものであり、特に、リール生産方式で生産されるICカードモジュールにおいて有用である。
1 半導体チップ
2 電極端子
3 金バンプ
4 金属配線パターン
5 チップ接合用接着剤
6、201 絶縁フィルム
7、203、206 接着剤
8 補強板
9、12 ボンディングツール
10、13 テフロン(登録商標)テープ
11、14 ボンディングステージ
15 金型
100、200 ICカードモジュール
202 実装モジュール品
2 電極端子
3 金バンプ
4 金属配線パターン
5 チップ接合用接着剤
6、201 絶縁フィルム
7、203、206 接着剤
8 補強板
9、12 ボンディングツール
10、13 テフロン(登録商標)テープ
11、14 ボンディングステージ
15 金型
100、200 ICカードモジュール
202 実装モジュール品
Claims (11)
- 絶縁フィルムからなる基材と、
前記基材上に搭載された半導体チップと、
前記基材上に搭載され、前記半導体チップと電気的に接続された金属配線パターンと、
前記半導体チップ上に、接着剤を介在して搭載された補強板とを備え、
前記接着剤は前記半導体チップおよび前記補強板の周辺部にはみ出すように形成されており、
前記補強板の側方にはみ出した前記接着剤の上面は凹凸形状に形成されているICカードモジュール。 - 請求項1に記載のICカードモジュールにおいて、
前記基材の上面を基準として、前記接着剤の上面の凹凸形状の底部の高さは前記補強板の上面の高さよりも低いICカードモジュール。 - 請求項1又は2に記載のICカードモジュールにおいて、
前記接着剤の上面の凹凸形状の高低差は30μm以上であるICカードモジュール。 - 請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のICカードモジュールにおいて、
前記金属配線パターンは、コイル状の導体回路を形成しているICカードモジュール。 - 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載のICカードモジュールが一方向に延伸する前記基材上に複数個連続して搭載されてテープが形成され、
前記テープがリールに巻き取られて2つの前記ICカードモジュールが上下に重なった際に、
下側の前記ICカードモジュールの前記凹凸形状の底部は、上側の前記ICカードモジュールの前記基材の底面と接触しないICカードモジュール搭載テープ。 - 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載のICカードモジュールを作製する製造装置であって、
ボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドと勘合する位置に配置されたボンディングステージと、
前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとの間に介在するように配置されたテフロン(登録商標)テープとを備え、
前記テフロン(登録商標)テープは、延伸方向において断面が凹凸形状に形成されているICカードモジュールの製造装置。 - 絶縁フィルムからなる基材と、
前記基材上に搭載された半導体チップと、
前記基材上に搭載され、前記半導体チップと電気的に接続された金属配線パターンと、
前記半導体チップ上に、接着剤を介在して搭載された補強板とを備え、
前記接着剤は前記半導体チップおよび前記補強板の周辺部にはみ出すように形成されており、
前記基材の上面を基準として、前記補強板の側方にはみ出した前記接着剤の上面の高さは前記補強板の上面の高さよりも低く形成されているICカードモジュール。 - 請求項7に記載のICカードモジュールにおいて、
前記補強板の側方にはみ出した前記接着剤の上面の高さと前記補強板の上面の高さとの高低差は30μm以上であるICカードモジュール。 - 請求項7又は8に記載のICカードモジュールにおいて、
前記金属配線パターンは、コイル状の導体回路を形成しているICカードモジュール。 - 請求項7〜9のうちのいずれか1項に記載のICカードモジュールが一方向に延伸する前記基材上に複数個連続して搭載されてテープが形成され、
前記テープがリールに巻き取られて2つの前記ICカードモジュールが上下に重なった際に、
下側の前記ICカードモジュールにおける前記補強板の側方にはみ出した前記接着剤の上面は、上側の前記ICカードモジュールの前記基材の底面と接触しないICカードモジュール搭載テープ。 - 請求項7〜10のうちのいずれか1項に記載のICカードモジュールを作製する製造装置であって、
ボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドと勘合する位置に配置されたボンディングステージと、
前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとの間に介在するように配置されたテフロン(登録商標)テープとを備え、
前記ボンディングヘッドの側端部の底面形状が、凸形段差付きのテーパー形状に形成されているICカードモジュールの製造装置。
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