JP2021192216A - Method for manufacturing smart card, smart card, and conductive particle-containing hot-melt adhesive sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、導電粒子含有ホットメルト接着シートを用いたスマートカードの製造方法及びスマートカードに関する。 The present technology relates to a method for manufacturing a smart card using a hot melt adhesive sheet containing conductive particles and a smart card.
近年、ＩＣチップを搭載したスマートカードが普及している。スマートカードにＩＣチップを搭載する方法の一例として、結晶性樹脂を含むバインダーに導電粒子を配合した異方性導電フィルムを用いることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に挙げられているように、ＩＣチップを搭載したスマートカードには異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）などの接続材料が用いられることもある（例えば、特許文献２参照）。 In recent years, smart cards equipped with IC chips have become widespread. As an example of a method for mounting an IC chip on a smart card, it is known to use an anisotropic conductive film in which conductive particles are mixed in a binder containing a crystalline resin (see, for example, Patent Document 1). As mentioned in Patent Document 1, a connecting material such as an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP) may be used for a smart card equipped with an IC chip (for example,). See Patent Document 2).
しかしながら、これらの技術は、導電粒子の接触により導通を得ているため、スマートカードを高温高湿などの信頼性試験に投入した際、樹脂の膨張により導通がとれなくなることがあった。 However, since these technologies obtain conduction by contacting conductive particles, when a smart card is put into a reliability test such as high temperature and high humidity, the conduction may not be obtained due to the expansion of the resin.
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができるスマートカードの製造方法、スマートカード、及び導電粒子含有ホットメルト接着シートを提供する。 This technology has been proposed in view of such conventional circumstances, and is a method for manufacturing a smart card capable of obtaining excellent connection reliability and bending resistance, a smart card, and a hot melt adhesive containing conductive particles. Provide a sheet.
本技術に係るスマートカードの製造方法は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シートを、カード部材とＩＣチップとの間に介在させ、熱圧着させる。 In the method for manufacturing a smart card according to the present technology, a conductive particle-containing hot melt adhesive sheet containing solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group is used between a card member and an IC chip. It is intervened between them and thermocompression bonded.
本技術に係るスマートカードは、カード部材と、ＩＣチップと、前記カード部材と前記ＩＣチップと接着する接着層とを備え、接着層が、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する。 The smart card according to the present technology includes a card member, an IC chip, and an adhesive layer for adhering the card member and the IC chip, and the adhesive layer is non-covalent in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group. Contains solder particles that are crystalline alloys.
本技術に係る導電粒子含有ホットメルト接着シートは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する。 The conductive particle-containing hot melt adhesive sheet according to the present technology contains solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group.
本技術によれば、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドにより、非共晶合金のはんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができる。 According to this technique, the crystalline polyamide having a carboxyl group can improve the solder wettability of the non-eutectic alloy, and can obtain excellent connection reliability and bending resistance.
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．スマートカード
２．スマートカードの製造方法
３．導電粒子含有ホットメルト接着シート
４．第１の実施例
５．第２の実施例
Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
1. 1. Smart card 2. How to make a smart card 3. Hot melt adhesive sheet containing conductive particles 4. First Example 5. Second Example
＜１．スマートカード＞
本実施の形態に係るスマートカードは、カード部材と、ＩＣチップと、カード部材とＩＣチップと接着する接着層とを備え、接着層が、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有するものである。接着層が、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有することにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができる。
<1. Smart card ＞
The smart card according to the present embodiment includes a card member, an IC chip, and an adhesive layer for adhering the card member and the IC chip, and the adhesive layer is non-eutectic in a binder containing crystalline polyamide having a carboxyl group. It contains solder particles that are crystalline alloys. By containing the solder particles which are non-eutectic alloys in the binder containing the crystalline polyamide having a carboxyl group, the adhesive layer can improve the solder wettability and obtain excellent connection reliability and bending resistance. can.
本明細書において、スマートカード（Smart card）は、情報（データ）の記録や演算をするために集積回路（ＩＣ：Integrated circuit）を組み込んだカードであり、「ＩＣカード（Integrated circuit card）」、「チップカード（Chip card）」とも呼ばれる。また、スマートカードは、１つのＩＣチップで、接触型、非接触型の２つのインターフェースを持つデュアルインターフェイスカードであってもよく、接触型ＩＣチップと非接触型ＩＣチップとが搭載されたハイブリッドカードであってもよい。他にも指紋認証素子を搭載した指紋認証カードや、バッテリー素子やディスプレイ素子を組み込んだワンタイムパスワード機能などを持ったカードであっても良い。これらのＩＣチップや素子は、パッドを備え、カード部材側の電極になる部分と電気的に接合される。 In the present specification, a smart card is a card incorporating an integrated circuit (IC) for recording and calculating information (data), and is an "IC card (Integrated circuit card)". Also called a "Chip card". Further, the smart card may be a dual interface card having two interfaces, a contact type and a non-contact type, with one IC chip, and is a hybrid card on which a contact type IC chip and a non-contact type IC chip are mounted. It may be. In addition, a fingerprint authentication card equipped with a fingerprint authentication element or a card having a one-time password function incorporating a battery element or a display element may be used. These IC chips and elements are provided with pads and are electrically bonded to a portion that becomes an electrode on the card member side.
図１は、スマートカードの一例を示す概略斜視図であり、図２は、カード部材のＩＣチップ領域の一例を示す上面図である。スマートカードは、カード部材１０と、ＩＣチップ２０とを備える。カード部材１０は、第１の基材と、アンテナを備える第２基材と、第３の基材とがこの順番に積層された積層体である。ＩＣチップ２０は、表面に複数の接触端子２１を有し、裏面に例えば全面に電極を有する。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a smart card, and FIG. 2 is a top view showing an example of an IC chip region of a card member. The smart card includes a
第１の基材、第２の基材、及び第３の基材は、例えば、樹脂からなる複数の層が積層されて構成される。各層を構成する樹脂としては、例えば、リサイクル品を含むＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＣ（ポリカーボネート）、環境に配慮された生分解性プラスチック（一例としてＰＬＡ（ポリ乳酸））、Ocean plasticと呼ばれる海に流入する前に回収されたプラスチック廃棄物で作られた基材などが挙げられる。基材を、複数の層から構成することにより、１つの層から構成する場合に比べて、剛性が必要以上に高くなるのを防ぐことができる。 The first base material, the second base material, and the third base material are composed of, for example, a plurality of layers made of resin laminated. Examples of the resin constituting each layer include PVC (polyvinyl chloride) including recycled products, PET (polyethylene terephthalate), PET-G, PC (polycarbonate), and environmentally friendly biodegradable plastics (PLA (as an example)). Polylactic acid))), a base material made of plastic waste collected before flowing into the sea called Ocean plastic, etc. can be mentioned. By composing the base material from a plurality of layers, it is possible to prevent the rigidity from becoming higher than necessary as compared with the case where the base material is composed of one layer.
第１の基材は、ＩＣチップ２０の形状に対応する開口１１を有し、開口１１は、第２の基材を露出させ、ＩＣチップ領域を形成する。第２の基材は、第１の基材と第３の基材との間に配され、例えば樹脂からなる層の内部に、外周部を複数周回するアンテナパターン１２を有する。また、第２の基材は、開口１１に面するＩＣチップ領域において、例えば埋設されたアンテナパターンの一部が露出するようにＩＣチップ２０の裏面に対応して削られ、凹部を形成する。すなわち、第２の基材の凹部は、開口１１の形状に対応しており、ＩＣチップ領域には、アンテナパターン１２の第１の露出部１２ａ及び第２の露出部１２ｂが形成されている。アンテナパターン１２の金属ワイヤーとしては、例えば銅線などが挙げられる。
The first substrate has an
また、第２の基材は、ＩＣチップの領域に非貫通孔である溝や複数の孔を有することが好ましい。これにより、接着層の樹脂が溝や孔に流入し、接着層との密着力を向上させることができる。また、溝や孔の開口部の最短長さは、はんだ粒子の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。具体的な溝や孔の開口部の最短長さの下限は、はんだ粒子の平均粒子径の２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、４０％以上であることが特に好ましい。また、具体的な孔の開口部の最短長さの上限は、はんだ粒子の平均粒子径の８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましく、６０％以下であることが特に好ましい。これにより、溝や孔にはんだ粒子が嵌まりやすくなり、はんだ粒子の捕捉性が向上し、ＩＣチップとの優れた電気的接続を得ることができる。 Further, it is preferable that the second base material has a groove that is a non-through hole or a plurality of holes in the region of the IC chip. As a result, the resin of the adhesive layer flows into the grooves and holes, and the adhesive force with the adhesive layer can be improved. Further, it is preferable that the shortest length of the groove or the opening of the hole is smaller than the average particle diameter of the solder particles. The lower limit of the shortest length of the specific groove or hole opening is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, and more preferably 40% or more of the average particle diameter of the solder particles. Especially preferable. Further, the upper limit of the shortest length of the specific hole opening is preferably 80% or less, more preferably 70% or less, and more preferably 60% or less of the average particle diameter of the solder particles. Especially preferable. This makes it easier for the solder particles to fit into the grooves and holes, improves the catchability of the solder particles, and makes it possible to obtain an excellent electrical connection with the IC chip.
接着層は、開口１１のＩＣチップ領域とＩＣチップ２０との間に介在し、ＩＣチップ２０とアンテナパターン１２の第１の露出部１２ａ及び第２の露出部１２ｂとを電気的に接続する。
The adhesive layer is interposed between the IC chip region of the opening 11 and the
本実施の形態に係るスマートカードは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する接着層を備えるため、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができる。また、非共晶合金のはんだ粒子は、共晶合金のはんだ粒子に比べ、熱圧着時の半溶融状態の時間が長いため、樹脂を十分に排除することができ、優れた接続信頼性を得ることができる。また、本実施の形態に係るスマートカードは、ＩＣチップの回路（導通部）とアンテナパターンの回路（導通部）とが、はんだ粒子の溶融により金属結合しているため、湿熱試験におけるバインダーの吸湿による膨潤伸びを抑えることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。なお、本技術は、一般的な異方性接合体に適用することもできる。また、本技術の適用範囲は、接合体の製造方法についても、略同様である。 Since the smart card according to the present embodiment includes an adhesive layer containing solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group, the solder wettability is improved and excellent connection reliability is achieved. You can get sex. This is considered to be a flux effect due to the carboxyl group present in the crystalline polyamide, and as a result, it is possible to prevent a decrease in the elastic modulus of the adhesive layer due to the addition of the flux compound and obtain excellent bending resistance. Further, since the solder particles of the non-eutectic alloy have a longer time in the semi-molten state during thermocompression bonding than the solder particles of the eutectic alloy, the resin can be sufficiently eliminated and excellent connection reliability is obtained. be able to. Further, in the smart card according to the present embodiment, since the IC chip circuit (conduction portion) and the antenna pattern circuit (conduction portion) are metal-bonded by melting the solder particles, the binder absorbs moisture in the moist heat test. It is possible to suppress the swelling and elongation due to the above, and it is possible to obtain excellent connection reliability. The present technology can also be applied to a general anisotropic bonded body. Further, the scope of application of this technique is substantially the same for the method for manufacturing a bonded body.
＜２．スマートカードの製造方法＞
本実施の形態に係るスマートカードの製造方法は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シートを、カード部材とＩＣチップとの間に介在させ、熱圧着するものである。これにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができる。
<2. Smart card manufacturing method>
In the method for manufacturing a smart card according to the present embodiment, a hot melt adhesive sheet containing conductive particles containing solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing crystalline polyamide having a carboxyl group is used as a card member and an IC chip. It is interposed between and and thermocompression bonding. As a result, the solder wettability can be improved, and excellent connection reliability and bending resistance can be obtained.
以下、図１及び図２を参照して、ＩＣチップの接続面に導電粒子含有ホットメルト接着シートを貼り付ける貼付工程（Ａ）、カード部材のＩＣチップ領域にＩＣチップを載置する載置工程（Ｂ）、及び、ＩＣチップとカード部材とを熱圧着する圧着工程（Ｃ）について説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, a sticking step (A) of sticking a conductive particle-containing hot melt adhesive sheet to the connection surface of the IC chip, and a mounting step of placing the IC chip in the IC chip region of the card member. (B) and the crimping step (C) in which the IC chip and the card member are thermocompression-bonded will be described.
［貼付工程（Ａ）］
貼付工程（Ａ）では、ＩＣチップ２０の接続面（裏面）に、導電粒子含有ホットメルト接着シートを貼り付ける。貼付工程（Ａ）は、導電粒子含有ホットメルト接着シートをＩＣチップ２０の接続面にラミネートするラミネート工程であってもよく、ＩＣチップ２０の接続面に導電粒子含有ホットメルト接着シートを低温で貼着する仮貼り工程であってもよい。
[Attachment process (A)]
In the sticking step (A), the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is stuck on the connection surface (back surface) of the
貼付工程（Ａ）がラミネート工程である場合、加圧式ラミネータを用いても、真空加圧式ラミネータを用いてもよい。貼付工程（Ａ）がラミネート工程であることにより、仮貼り工程に比べ、比較的広い面積を一括で搭載できる。また、貼付工程（Ａ）が仮貼り工程である場合、従前の装置からツールの設置や変更といった最低限の変更だけですむため、経済的なメリットを得ることができる。 When the pasting step (A) is a laminating step, a pressurized laminator or a vacuum pressurized laminator may be used. Since the pasting step (A) is a laminating step, a relatively large area can be collectively mounted as compared with the temporary pasting step. Further, when the pasting process (A) is a temporary pasting process, only a minimum change such as installation or change of a tool from the conventional device is required, so that an economical merit can be obtained.
貼付工程（Ａ）において、導電粒子含有ホットメルト接着シートに到達する温度は、バインダーが流動する温度以上、はんだが溶融する温度未満であることが好ましい。ここで、バインダーが流動する温度は、導電粒子含有ホットメルト接着シートの溶融粘度が１００〜１００００００Ｐａ・ｓとなる温度であってもよく、好ましくは１０００〜１０００００Ｐａ・ｓとなる温度である。これにより、はんだ粒子の形状を維持した状態で導電粒子含有ホットメルト接着シートをＩＣチップ２０の接続面に貼付することができる。なお、導電粒子含有ホットメルト接着シートの溶融粘度は、例えば、回転式レオメーター（ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）を用い、測定圧力５ｇ、温度範囲３０〜２００℃、昇温速度１０℃／分、測定周波数１０Ｈｚ、測定プレート直径８ｍｍ、測定プレートに対する荷重変動５ｇの条件で測定することができる。
In the sticking step (A), the temperature at which the hot melt adhesive sheet containing conductive particles is reached is preferably at least the temperature at which the binder flows and below the temperature at which the solder melts. Here, the temperature at which the binder flows may be a temperature at which the melt viscosity of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is 100 to 1000000 Pa · s, preferably 1000 to 100,000 Pa · s. As a result, the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet can be attached to the connection surface of the
［載置工程（Ｂ）］
載置工程（Ｂ）では、例えば吸着機構を備えるツールを用いてＩＣチップ２０をピックアップし、カード部材１０のＩＣチップ領域とＩＣチップ２０とを位置合わせし、導電粒子含有ホットメルト接着シートを介してＩＣチップ２０を載置する。
[Placement process (B)]
In the mounting step (B), for example, the
［圧着工程（Ｃ）］
圧着工程（Ｃ）では、圧着装置を用いて、ＩＣチップ２０とカード部材１０とを熱圧着する。圧着工程（Ｃ）において、熱圧着の回数は、接続対象物に応じて設定すればよく、１回であってもよいが、複数回することが好ましい。これにより、導電粒子含有ホットメルト接着シートのバインダーを十分に排除させ、ＩＣチップ２０とアンテナパターン１２の第１の露出部１２ａ及び第２の露出部１２ｂとを、はんだ粒子の溶融により金属結合させることができる。
[Crimping process (C)]
In the crimping step (C), the
圧着工程（Ｃ）における熱圧着温度は、導電粒子含有ホットメルト接着シートに到達する温度がはんだ粒子の融点以上であることが好ましい。ここで、融点は、固相線温度のことをいう。すなわち、圧着工程（Ｃ）における熱圧着温度は、導電粒子含有ホットメルト接着シートに到達する温度がはんだ粒子の固相線温度以上であることが好ましい。ここで、固相線は、固相と平衡にある液相の温度（融点）と固相の組成との関係を示す曲線である。具体的な導電粒子含有ホットメルト接着シートに到達する温度は、好ましくは１２０〜１６０℃、より好ましくは１２０〜１５５℃、さらに好ましくは１２０〜１５０℃である。これにより、カード部材１０やＩＣチップ２０の熱衝撃を抑制し、カード部材１０の変形を防ぐことができる。
As for the thermocompression bonding temperature in the pressure bonding step (C), it is preferable that the temperature reaching the hot melt adhesive sheet containing conductive particles is equal to or higher than the melting point of the solder particles. Here, the melting point refers to the solid phase temperature. That is, the thermocompression bonding temperature in the pressure bonding step (C) is preferably such that the temperature reaching the hot melt adhesive sheet containing conductive particles is equal to or higher than the solid phase temperature of the solder particles. Here, the solid phase line is a curve showing the relationship between the temperature (melting point) of the liquid phase in equilibrium with the solid phase and the composition of the solid phase. The temperature at which the specific conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is reached is preferably 120 to 160 ° C, more preferably 120 to 155 ° C, and even more preferably 120 to 150 ° C. As a result, the thermal shock of the
本実施の形態に係るスマートカードの製造方法は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シートを用いているため、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができる。また、非共晶合金のはんだ粒子は、共晶合金のはんだ粒子に比べ、熱圧着時の半溶融状態の時間が長いため、樹脂を十分に排除することができ、優れた接続信頼性を得ることができる。また、本実施の形態に係るスマートカードの製造方法は、ＩＣチップの導通部とアンテナパターンの導通部とを、はんだ粒子の溶融により金属結合させるため、湿熱試験におけるバインダーの吸湿による膨潤伸びを抑えることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。 Since the method for manufacturing a smart card according to the present embodiment uses a conductive particle-containing hot melt adhesive sheet containing solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing crystalline polyamide having a carboxyl group, soldering is performed. Wetness can be improved and excellent connection reliability can be obtained. This is considered to be a flux effect due to the carboxyl group present in the crystalline polyamide, and as a result, it is possible to prevent a decrease in the elastic modulus of the adhesive layer due to the addition of the flux compound and obtain excellent bending resistance. Further, since the solder particles of the non-eutectic alloy have a longer time in the semi-molten state during thermocompression bonding than the solder particles of the eutectic alloy, the resin can be sufficiently eliminated and excellent connection reliability is obtained. be able to. Further, in the method for manufacturing a smart card according to the present embodiment, since the conductive portion of the IC chip and the conductive portion of the antenna pattern are metal-bonded by melting the solder particles, swelling and elongation due to moisture absorption of the binder in the moist heat test is suppressed. It is possible to obtain excellent connection reliability.
＜３．導電粒子含有ホットメルト接着シート＞
本施の形態に係る導電粒子含有ホットメルト接着シートは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有するものである。これにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができる。
<3. Hot melt adhesive sheet containing conductive particles ＞
The conductive particle-containing hot melt adhesive sheet according to the present embodiment contains solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group. As a result, the solder wettability can be improved, and excellent connection reliability and bending resistance can be obtained.
導電粒子含有ホットメルト接着シートの厚みの下限は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。また、導電粒子含有ホットメルト接着シートの厚みの上限は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下である。これにより、カード部材にＩＣチップを熱圧着させるスマートカードの製造に好適に用いることができる。 The lower limit of the thickness of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more. The upper limit of the thickness of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less, and further preferably 60 μm or less. As a result, it can be suitably used for manufacturing a smart card in which an IC chip is thermocompression bonded to a card member.
［バインダー］
バインダーは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを少なくとも含む。なお、結晶性樹脂は、例えば、示差走査熱量測定において、昇温過程で吸熱ピークを観察することにより確認することができる。
[binder]
The binder contains at least a crystalline polyamide having a carboxyl group. The crystalline resin can be confirmed, for example, by observing an endothermic peak in the process of raising the temperature in the differential scanning calorimetry.
結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましく、２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがさらに好ましい。また、結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であっても、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であっても、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であってもよい。結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度は、例えばＪＩＳＫ ００７０−１９９２やＩＳＯ２１１４に準じて評価を行うことができる。カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドの市販品の具体例としては、例えば、アルケマ株式会社製の「ＨＸ２５１９」、「Ｍ１２７６」などが挙げられる。 The terminal carboxyl group concentration of the crystalline polyamide is preferably 0.5 mgKOH / g or more, more preferably 1.0 mgKOH / g or more, and further preferably 2.0 mgKOH / g or more. The terminal carboxyl group concentration of the crystalline polyamide may be 50 mgKOH / g or less, 30 mgKOH / g or less, or 10 mgKOH / g or less. The terminal carboxyl group concentration of the crystalline polyamide can be evaluated according to, for example, JISK 0070-1992 or ISO2114. Specific examples of commercially available crystalline polyamides having a carboxyl group include "HX2519" and "M1276" manufactured by Arkema Co., Ltd.
バインダーがカルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを少なくとも含むことにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができる。 When the binder contains at least a crystalline polyamide having a carboxyl group, the solder wettability can be improved and excellent connection reliability can be obtained. This is considered to be a flux effect due to the carboxyl group present in the crystalline polyamide, and as a result, it is possible to prevent a decrease in the elastic modulus of the adhesive layer due to the addition of the flux compound and obtain excellent bending resistance.
また、バインダーは、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、結晶性樹脂、非晶性樹脂など、目的に応じて適宜選択することができる。結晶性樹脂としては、結晶領域を有する樹脂であれば、特に制限はなく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などが挙げられ、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂などが挙げられる。また、非晶性樹脂としては、結晶性樹脂の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。これらの中でも、低温かつ短時間での接着の観点から、その他の成分として結晶性ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。 In addition, the binder may contain other components, if necessary. As the other components, a crystalline resin, an amorphous resin, or the like can be appropriately selected depending on the intended purpose. The crystalline resin is not particularly limited as long as it is a resin having a crystalline region, and examples thereof include polyester resin, polyolefin resin, and polyurethane resin. Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, and examples of the polyolefin resin include polyethylene resin, polypropylene resin and polybutylene resin. In addition, examples of the amorphous resin include the same as those exemplified in the description of the crystalline resin. Among these, it is preferable to contain a crystalline polyester resin as another component from the viewpoint of adhesion at a low temperature and in a short time.
また、バインダーに占めるカルボキシル基を有する結晶性ポリアミドの割合は、１０〜１００ｗｔ％であることが好ましく、３０〜１００ｗｔ％であることがより好ましく、５０〜１００ｗｔ％であることがさらに好ましい。これにより、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。 The proportion of the crystalline polyamide having a carboxyl group in the binder is preferably 10 to 100 wt%, more preferably 30 to 100 wt%, and even more preferably 50 to 100 wt%. As a result, the solder wettability can be improved and excellent connection reliability can be obtained.
［はんだ粒子］
はんだ粒子は、非共晶合金が用いられれば特に制限はなく、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｚｎからなる群より選択される２種以上を含む合金であることが好ましい。はんだ粒子としては、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３２８２−２０１７（対応国際規格：ＩＳＯ９４５３：２０１４）に規定されている、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｐｂ−Ａｇ系などの中から、端子材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。非共晶合金のはんだ粒子は、共晶合金のはんだ粒子に比べ、熱圧着時の半溶融状態の時間が長いため、樹脂を十分に排除することができ、優れた接続信頼性を得ることができる。なお、本明細書において、「非共晶合金」とは、共晶点を有さない合金のことを呼ぶ。
[Solder particles]
The solder particles are not particularly limited as long as a non-eutectic alloy is used, and are preferably alloys containing two or more selected from the group consisting of Sn, Bi, Ag, In, Cu, Sb, Pb, and Zn. .. Examples of the solder particles include Sn-Pb system, Pb-Sn-Sb system, Sn-Sb system, and Sn-Pb-Bi system specified in JIS Z 3282-2017 (corresponding international standard: ISO9453: 2014). , Bi-Sn system, Sn-Bi-Cu system, Sn-Cu system, Sn-Pb-Cu system, Sn-In system, Sn-Ag system, Sn-Pb-Ag system, Pb-Ag system, etc. , Can be appropriately selected according to the terminal material, connection conditions, and the like. Compared to eutectic alloy solder particles, non-eutectic alloy solder particles have a longer semi-molten state during thermocompression bonding, so resin can be sufficiently eliminated and excellent connection reliability can be obtained. can. In the present specification, the "non-eutectic alloy" refers to an alloy having no eutectic point.
はんだ粒子の固相線温度（融点）の下限は、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、さらに好ましくは１３５℃以上である。はんだ粒子の液相線温度の上限は、２１０℃以下でもよく、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１９５℃以下、さらに好ましくは１９０℃以下である。ここで、液相線は、固相と平衡にある液相の温度（融点）と液相の組成との関係を示す曲線である。また、はんだ粒子の固相線温度の上限は、１５５℃以下でもよく、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１４５℃以下、さらに好ましくは１４０℃以下である。また、はんだ粒子は、表面を活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活性化させることで金属ワイヤーや電極との金属結合を促進することができる。 The lower limit of the solid phase line temperature (melting point) of the solder particles is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, still more preferably 135 ° C. or higher. The upper limit of the liquidus temperature of the solder particles may be 210 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, more preferably 195 ° C. or lower, still more preferably 190 ° C. or lower. Here, the liquid phase line is a curve showing the relationship between the temperature (melting point) of the liquid phase in equilibrium with the solid phase and the composition of the liquid phase. The upper limit of the solid phase line temperature of the solder particles may be 155 ° C or lower, preferably 150 ° C or lower, more preferably 145 ° C or lower, and further preferably 140 ° C or lower. Further, the solder particles may have a flux compound directly bonded to the surface for the purpose of activating the surface. By activating the surface, metal bonding with metal wires and electrodes can be promoted.
また、はんだ粒子は、固相線温度（融点）が１５５℃以下、好ましくは１５０℃以下であって、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ合金、及びＳｎ−Ｉｎ合金からなる群より選択される１種以上であることが好ましい。はんだ粒子の具体例としては、Ｓｎ３０Ｂｉ０．５Ｃｕ、Ｓｎ３０Ｂｉ、Ｓｎ４０Ｂｉ、Ｓｎ５０Ｂｉ、Ｓｎ５８Ｂｉ、Ｓｎ４０Ｂｉ０．１Ｃｕ、Ｓｎ４３Ｐｂ１４Ｂｉ、Ｓｎ２０Ｉｎなどが挙げられる。これにより、優れた接続信頼性を得ることができる。 Further, the solder particles have a solid phase line temperature (melting point) of 155 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower, and have a Sn-Bi-Cu alloy, Sn-Bi-Ag alloy, Sn-Bi alloy, Sn-Pb-. It is preferably one or more selected from the group consisting of Bi alloys and Sn—In alloys. Specific examples of the solder particles include Sn30Bi0.5Cu, Sn30Bi, Sn40Bi, Sn50Bi, Sn58Bi, Sn40Bi0.1Cu, Sn43Pb14Bi, Sn20In and the like. Thereby, excellent connection reliability can be obtained.
はんだ粒子の配合量の質量比範囲の下限は、バインダー１００重量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは４０質量部以上、さらに好ましくは８０質量部以上であり、はんだ粒子の配合量の質量比範囲の上限は、バインダー１００重量部に対して、好ましくは５００質量部以下、より好ましくは４００質量部以下、さらに好ましくは３００質量部以下である。 The lower limit of the mass ratio range of the blending amount of the solder particles is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, still more preferably 80 parts by mass or more with respect to 100 parts by weight of the binder, and the blending of the solder particles. The upper limit of the mass ratio range of the amount is preferably 500 parts by mass or less, more preferably 400 parts by mass or less, and further preferably 300 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder.
はんだ粒子の配合量が少なすぎると優れた導通性が得られなくなり、配合量が多すぎると十分な接着力が得られず、またＩＣチップ内の絶縁性が損なわれ易くなり、優れた導通信頼性が得られ難くなる。なお、はんだ粒子がバインダー中に存在する場合には、体積比を用いてもよく、導電粒子含有ホットメルト接着シートを製造する場合（はんだ粒子がバインダーに存在する前）には、質量比を用いてもよい。質量比は、配合物の比重や配合比などから体積比に変換することができる。 If the blending amount of the solder particles is too small, excellent conductivity cannot be obtained, and if the blending amount is too large, sufficient adhesive strength cannot be obtained, and the insulating property in the IC chip is easily impaired, resulting in excellent conduction reliability. It becomes difficult to obtain sex. When the solder particles are present in the binder, the volume ratio may be used, and when the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is produced (before the solder particles are present in the binder), the mass ratio is used. You may. The mass ratio can be converted into a volume ratio from the specific gravity of the compound, the compounding ratio, and the like.
また、はんだ粒子は、導電粒子含有ホットメルト接着シートの樹脂中に混練りされて分散されていてもよく、離間した状態に配置されていてもよい。この配置は、一定の規則で配置されていてもよい。規則的配置の態様としては、正方格子、六方格子、斜方格子、長方格子等の格子配列を挙げることができる。また、はんだ粒子は、複数個が凝集した凝集体として配置されていてもよい。この場合、導電粒子含有ホットメルト接着シートの平面視における凝集体の配置は、前述のはんだ粒子の配置と同様に、規則的配置でもランダム配置でもよい。 Further, the solder particles may be kneaded and dispersed in the resin of the hot melt adhesive sheet containing conductive particles, or may be arranged in a separated state. This arrangement may be arranged according to a certain rule. As a mode of regular arrangement, a lattice arrangement such as a square lattice, a hexagonal lattice, an orthorhombic lattice, and a rectangular lattice can be mentioned. Further, the solder particles may be arranged as an agglomerate in which a plurality of the solder particles are aggregated. In this case, the arrangement of the agglomerates in the plan view of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet may be a regular arrangement or a random arrangement as in the above-mentioned arrangement of the solder particles.
はんだ粒子の平均粒子径は、導電粒子含有ホットメルト接着シートの厚みの７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。これにより、熱圧着時に容易にはんだ粒子をＩＣチップの導通部とカード部材の導通部との間に挟持することができ、金属結合させることができる。 The average particle size of the solder particles is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 95% or more of the thickness of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet. As a result, the solder particles can be easily sandwiched between the conductive portion of the IC chip and the conductive portion of the card member during thermocompression bonding, and metal bonding can be performed.
はんだ粒子の平均粒子径の下限は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上、さらに好ましくは２０μｍ以上である。また、はんだ粒子の平均粒子径の上限は、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４５μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以下である。また、はんだ粒子の最大径は、平均粒子径の２００％以下、好ましくは平均粒子径の１５０％以下、より好ましくは平均粒子径の１２０％以下とすることができる。はんだ粒子の最大径が、上記範囲であることにより、はんだ粒子をＩＣチップの導通部とカード部材の導通部との間に挟持させ、はんだ粒子の溶融により導通部間を金属結合させることができる。 The lower limit of the average particle diameter of the solder particles is preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, still more preferably 20 μm or more. The upper limit of the average particle size of the solder particles is preferably 50 μm or less, more preferably 45 μm or less, and further preferably 40 μm or less. The maximum diameter of the solder particles can be 200% or less of the average particle diameter, preferably 150% or less of the average particle diameter, and more preferably 120% or less of the average particle diameter. When the maximum diameter of the solder particles is within the above range, the solder particles can be sandwiched between the conductive portion of the IC chip and the conductive portion of the card member, and the conductive portions can be metal-bonded by melting the solder particles. ..
また、はんだ粒子は、複数個が凝集した凝集体であってもよい。複数のはんだ粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述のはんだ粒子の平均粒子径と同等にしてもよい。なお、凝集体の大きさは、電子顕微鏡や光学顕微鏡で観察して求めることができる。 Further, the solder particles may be an agglomerate in which a plurality of the solder particles are aggregated. When a plurality of solder particles are aggregated, the size of the aggregate may be equal to the average particle diameter of the solder particles described above. The size of the aggregate can be determined by observing it with an electron microscope or an optical microscope.
ここで、平均粒子径は、金属顕微鏡、光学顕微鏡、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、例えばＮ＝２０以上、好ましくはＮ＝５０以上、さらに好ましくはＮ＝２００以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト（「ＷｉｎＲＯＯＦ」：三谷商事（株）、「Ａ像くん（登録商標）」：旭化成エンジニアリング株式会社など）を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置（例として、ＦＰＩＡ−３０００（マルバーン社））を用いて測定した測定値（Ｎ＝１０００以上）であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒子径は、粒子の最大長の平均値とすることができる。なお、導電粒子含有ホットメルト接着シートを作製する際には、簡易的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が５０％になる粒径（Ｄ５０）、算術平均径（体積基準であることが好ましい）などのメーカー値を用いることができる。 Here, the average particle size is, for example, N = 20 or more, preferably N = 50 or more, and more preferably N = in an observation image using an electron microscope such as a metallurgical microscope, an optical microscope, or an SEM (Scanning Electron Microscope). It is the average value of the major axis diameters of the particles measured at 200 or more, and when the particles are spherical, it is the average value of the diameters of the particles. In addition, the measured values and image-type grain size distribution of the observed images measured using known image analysis software (“WinROOF”: Mitani Shoji Co., Ltd., “A Image-kun (registered trademark)”: Asahi Kasei Engineering Co., Ltd., etc.) It may be a measured value (N = 1000 or more) measured using a measuring device (for example, FPIA-3000 (Malburn)). The average particle size obtained from the observation image or the image-type particle size distribution measuring device can be the average value of the maximum lengths of the particles. When producing a hot melt adhesive sheet containing conductive particles, the particle size (D50) and the arithmetic mean diameter (volume basis) at which the cumulative frequency in the particle size distribution simply obtained by the laser diffraction / scattering method is 50%. It is preferable that the manufacturer value is used.
［他の添加剤］
導電粒子含有ホットメルト接着シートには、上述したバインダー及びはんだ粒子に加えて、本技術の効果を損なわない範囲で様々な添加剤を配合することができる。例えば、ガスバリア性及弾性率を向上させるため、ナノサイズ（１次粒子径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満）のシリカを分散させてもよい。また、圧着後の半田粒子の高さを一定に制御するため、スペーサー粒子として規定サイズの樹脂粒子、ゴム粒子、シリコーンゴム粒子、シリカ等を分散させてもよい。また、本技術の効果を損なわない範囲で熱硬化性樹脂や硬化剤を添加してもよい。
[Other additives]
In addition to the above-mentioned binder and solder particles, various additives can be added to the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet as long as the effects of the present technology are not impaired. For example, in order to improve the gas barrier property and elastic modulus, nano-sized silica (primary particle size of 1 nm or more and less than 1000 nm) may be dispersed. Further, in order to control the height of the solder particles after crimping to be constant, resin particles, rubber particles, silicone rubber particles, silica and the like having a specified size may be dispersed as spacer particles. Further, a thermosetting resin or a curing agent may be added as long as the effect of the present technology is not impaired.
本実施の形態に係る導電粒子含有ホットメルト接着シートは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有するため、はんだ濡れ性を向上させ、優れた接続信頼性を得ることができる。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができる。また、非共晶合金のはんだ粒子は、共晶合金のはんだ粒子に比べ、熱圧着時の半溶融状態の時間が長いため、樹脂を十分に排除することができ、優れた接続信頼性を得ることができる。また、本実施の形態に係る導電粒子含有ホットメルト接着シートは、ＩＣチップの導通部とアンテナパターンの導通部とを、はんだ粒子の溶融により金属結合させるため、湿熱試験におけるバインダーの吸湿による膨潤伸びを抑えることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。なお、スマートカード以外の用途に用いることもでき、異方性導電フィルムとして使用してもよい。 Since the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet according to the present embodiment contains solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group, the solder wettability is improved and excellent connection is achieved. You can get reliability. This is considered to be a flux effect due to the carboxyl group present in the crystalline polyamide, and as a result, it is possible to prevent a decrease in the elastic modulus of the adhesive layer due to the addition of the flux compound and obtain excellent bending resistance. Further, since the solder particles of the non-eutectic alloy have a longer time in the semi-molten state during thermocompression bonding than the solder particles of the eutectic alloy, the resin can be sufficiently eliminated and excellent connection reliability is obtained. be able to. Further, in the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet according to the present embodiment, since the conductive portion of the IC chip and the conductive portion of the antenna pattern are metal-bonded by melting the solder particles, swelling and elongation due to moisture absorption of the binder in the moist heat test. Can be suppressed, and excellent connection reliability can be obtained. It can also be used for applications other than smart cards, and may be used as an anisotropic conductive film.
［導電粒子含有ホットメルト接着シートの製造方法］
導電粒子含有ホットメルト接着シートの製造方法は、バインダーの各樹脂成分を溶剤に溶解しワニスを調製するワニス調製工程と、はんだ粒子を加えて導電粒子含有樹脂組成物を得る導電粒子含有樹脂組成物調製工程と、導電粒子含有樹脂組成物を剥離性基材上に所定厚みとなるように塗布し、乾燥させる乾燥工程とを有する。なお、導電粒子含有ホットメルト接着シート内のはんだ粒子を離間させて配置する場合や規則的に配置する場合は、はんだ粒子を加えずにシートを設け、別途公知の方法ではんだ粒子を配置させればよい。
[Manufacturing method of hot melt adhesive sheet containing conductive particles]
The method for producing the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet is a varnish preparation step of dissolving each resin component of the binder in a solvent to prepare a varnish, and a conductive particle-containing resin composition obtained by adding solder particles to obtain a conductive particle-containing resin composition. It has a preparation step and a drying step of applying a conductive particle-containing resin composition on a peelable substrate so as to have a predetermined thickness and drying the composition. When the solder particles in the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet are arranged apart or regularly, the sheet is provided without adding the solder particles, and the solder particles are arranged by a separately known method. Just do it.
各樹脂成分に使用する溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエチルケトン：トルエン：シクロヘキサノンの５０：４０：１０（質量比）の混合溶剤、トルエン：酢酸エチルの５０：５０（質量比）の混合溶剤などを用いることができる。 The solvent used for each resin component is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a mixed solvent of methyl ethyl ketone: toluene: cyclohexanone at 50:40:10 (mass ratio), toluene: acetic acid. A mixed solvent of 50:50 (mass ratio) of ethyl can be used.
また、剥離性基材としては、例えば、水に対する接触角が８０°以上であるものが挙げられ、剥離性基材の具体例としては、例えば、シリコーン系フィルム、フッ素系フィルム、シリコーン系フィルムや、フッ素系などの離型剤で離型処理されたＰＥＴ、ＰＥＮ、グラシン紙などが挙げられる。また。剥離性基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０μｍ〜１２０μｍであることが好ましい。 Examples of the releasable base material include those having a contact angle with water of 80 ° or more, and specific examples of the releasable base material include, for example, a silicone-based film, a fluorine-based film, and a silicone-based film. , PET, PEN, glassin paper and the like that have been mold-released with a mold-releasing agent such as fluorine. also. The thickness of the peelable substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 20 μm to 120 μm.
また、導電粒子含有ホットメルト接着シートは、テープ状に成型され、巻芯に巻装されたフィルム巻装体として供給されてもよい。巻芯の直径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０〜１０００ｍｍであることが好ましい。フィルム長についても特に制限はないが、５ｍ以上であれば製造装置による試作検討ができ、１０００ｍ以下であれば作業性や取り扱い性の負担が重くなりすぎない。 Further, the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet may be molded into a tape shape and supplied as a film winding body wound around a winding core. The diameter of the winding core is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 50 to 1000 mm. There is no particular limitation on the film length, but if it is 5 m or more, a prototype can be examined by a manufacturing device, and if it is 1000 m or less, the burden on workability and handleability does not become too heavy.
＜４．第１の実施例＞
本実施例では、はんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シートを作製し、これを用いてスマートカードを作成した。そして、スマートカードのはんだ濡れ性の評価、曲げ試験の評価、及び接続信頼性の評価を行った。なお、本実施例は、これらに限定されるものではない。
<4. First Example>
In this embodiment, a hot melt adhesive sheet containing conductive particles containing solder particles was prepared, and a smart card was made using the hot melt adhesive sheet. Then, the solder wettability of the smart card, the bending test, and the connection reliability were evaluated. The present embodiment is not limited to these.
［はんだ粒子の作製］
金属材料を所定の配合比で加熱中の容器に入れて溶融後に冷却し、はんだ合金を得た。そのはんだ合金から、アトマイズ法にて粉末を作製し、粒子径が２０〜３８μｍの範囲となるように分級して、以下の組成のはんだ粒子を得た。
・Ｔｙｐｅ ４ Ｓｎ-４０Ｂｉ （非共晶、固相線温度：１３９℃、液相線温度：１６７℃）
・Ｔｙｐｅ ４ Ｓｎ-５８Ｂｉ （共晶、固相線温度・液相線温度：１３８℃）
[Preparation of solder particles]
The metal material was placed in a container being heated at a predetermined compounding ratio, melted and then cooled to obtain a solder alloy. A powder was prepared from the solder alloy by an atomizing method and classified so that the particle size was in the range of 20 to 38 μm to obtain solder particles having the following composition.
-Type 4 Sn-40Bi (non-eutectic, solid phase temperature: 139 ° C, liquidus temperature: 167 ° C)
-Type 4 Sn-58Bi (eutectic, solid phase temperature, liquidus temperature: 138 ° C)
［導電粒子含有ホットメルト接着シートの作製］
下記樹脂を準備した。
・ＰＥＳ１１１ＥＥ（東亜合成社製、結晶性ポリエステル）→固形分／シクロヘキサノン＝２５／７５にて溶液化
・ＨＸ２５１９（アルケマ株式会社製、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミド、末端カルボキシル基濃度６．５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）
・ＵＥ３５００（ユニチカ株式会社製、非晶性ポリエステル樹脂）
・Ｎ−５１９６（日本ポリウレタン工業製、ポリカーボネート骨格のポリウレタン系エラストマー）
[Preparation of hot melt adhesive sheet containing conductive particles]
The following resin was prepared.
・ PES111EE (manufactured by Toagosei Co., Ltd., crystalline polyester) → solution with solid content / cyclohexanone = 25/75 ・ HX2519 (manufactured by Arkema Co., Ltd., crystalline polyamide having a carboxyl group, terminal carboxyl group concentration 6.56 mgKOH / g )
-UE3500 (amorphous polyester resin manufactured by Unitika Ltd.)
N-5196 (Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., polyurethane elastomer with polycarbonate skeleton)
表１に示すように、上記樹脂を固形分で所定の配合量（質量部）になるように混合及び撹拌し、混合ワニスを得た。続いて、得られた混合ワニスに、導電粒子を、混合ワニスの固形分１００質量部に対し４５質量部加え、導電粒子含有樹脂組成物を得た。得られた導電粒子含有樹脂組成物を、５０μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に、乾燥後の平均厚みが４０μｍとなる様に塗布し、７０℃にて５分間、続けて１２０℃にて５分間乾燥させ、導電粒子含有ホットメルト接着シートを作製した。 As shown in Table 1, the above resin was mixed and stirred with a solid content so as to have a predetermined blending amount (part by mass) to obtain a mixed varnish. Subsequently, 45 parts by mass of conductive particles were added to the obtained mixed varnish with respect to 100 parts by mass of the solid content of the mixed varnish to obtain a conductive particle-containing resin composition. The obtained conductive particle-containing resin composition was applied onto a PET film having a thickness of 50 μm so that the average thickness after drying was 40 μm, and dried at 70 ° C. for 5 minutes, and subsequently at 120 ° C. for 5 minutes. , A hot melt adhesive sheet containing conductive particles was prepared.
［スマートカードの作製］
カード部材として、第１の基材と、アンテナを備える第２基材と、第３の基材とが積層された積層体を準備した。このカード部材のＩＣチップ領域には、基材であるＰＶＣからＣｕワイヤーが露出している。また、ＩＣチップとして、テスト用のチップモジュール（１２ｍｍ×１３ｍｍ、金メッキ）を準備した。
[Making a smart card]
As a card member, a laminated body in which a first base material, a second base material provided with an antenna, and a third base material were laminated was prepared. Cu wire is exposed from PVC, which is a base material, in the IC chip region of this card member. Further, as an IC chip, a test chip module (12 mm × 13 mm, gold-plated) was prepared.
導電粒子含有ホットメルト接着シートを、チップモジュールの接続面に３ｂａｒの条件でラミネートした。そして、導電粒子含有ホットメルト接着シートが貼り付けられたチップモジュールを、カード部材のＩＣチップ領域に載置し、２１５〜２３０℃、１．０ｓｅｃ、２．５ｂａｒの条件で３回熱圧着し、スマートカードを作製した。なお、上記熱圧着条件で導電粒子含有ホットメルト接着シートに到達する温度は約１５０〜１６５℃であった。 A hot melt adhesive sheet containing conductive particles was laminated on the connection surface of the chip module under the condition of 3 bar. Then, the chip module to which the hot melt adhesive sheet containing conductive particles is attached is placed on the IC chip region of the card member, and thermocompression bonded three times under the conditions of 215 to 230 ° C., 1.0 sec, and 2.5 bar. I made a smart card. The temperature at which the hot melt adhesive sheet containing conductive particles was reached under the thermocompression bonding conditions was about 150 to 165 ° C.
［はんだ濡れ性の評価］
チップモジュールをスマートカードから剥がし、アセトンでチップモジュール及びＣｕワイヤーに付着した樹脂を除去した。そして、チップモジュールの金メッキ上、及びＣｕワイヤー上にはんだが付着しているか否かを観察した。はんだが付着している場合の評価を「ＯＫ」とし、はんだが付着していない場合の評価を「ＮＧ」とした。
[Evaluation of solder wettability]
The chip module was peeled off from the smart card, and the resin adhering to the chip module and the Cu wire was removed with acetone. Then, it was observed whether or not the solder adhered to the gold plating of the chip module and the Cu wire. The evaluation when the solder was attached was "OK", and the evaluation when the solder was not attached was "NG".
［曲げ試験の評価］
ＩＳＯ １０３７３−１ ５．８に準拠し、スマートカードに対して、規定の強さ及び方向で周期的に曲げ力を加えた。そして、４０００周期の曲げ試験後のスマートカードについて、共振周波数チェッカーＭＰ３００ＣＬ３（ｍｉｃｒｏｐｒｏｓｓ社製）でＱ値を測定した。Ｑ値が５０％以上低下した場合の評価を「ＮＧ」とし、それ以外の評価を「ＯＫ」とした。
[Evaluation of bending test]
In accordance with ISO 10373-1 5.8, bending force was periodically applied to the smart card at the specified strength and direction. Then, the Q value of the smart card after the bending test of 4000 cycles was measured with the resonance frequency checker MP300CL3 (manufactured by microcross). The evaluation when the Q value decreased by 50% or more was regarded as "NG", and the other evaluations were regarded as "OK".
［接続信頼性の評価］
ＩＳＯ ２４７８９−２に準拠した高温高湿試験（５０℃９３％ＲＨ環境下で７２時間放置）後のスマートカードについて、共振周波数チェッカーＭＰ３００ＣＬ３（ｍｉｃｒｏｐｒｏｓｓ社製）でＱ値を測定した。Ｑ値が５０％以上低下した場合の評価を「ＮＧ」とし、それ以外の評価を「ＯＫ」とした。
[Evaluation of connection reliability]
The Q value of the smart card after the high temperature and high humidity test (left at 50 ° C. and 93% RH environment for 72 hours) according to ISO 24789-2 was measured with the resonance frequency checker MP300CL3 (manufactured by microcross). The evaluation when the Q value decreased by 50% or more was regarded as "NG", and the other evaluations were regarded as "OK".
表１に、実施例１〜２、比較例１〜３の導電粒子含有ホットメルト接着シートの配合、スマートカードのはんだ濡れ性の評価、曲げ試験の評価、及び接続信頼性の評価を示す。 Table 1 shows the formulation of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheets of Examples 1 and 2, the evaluation of the solder wettability of the smart card, the evaluation of the bending test, and the evaluation of the connection reliability.
比較例１は、共晶合金のはんだ粒子を用いているため、優れた接続信頼性が得られなかった。これは、熱圧着時にはんだ粒子が共晶点に達して液化してしまい、樹脂を十分に排除することができないためだと考えられる。比較例２は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを用いずにフラックス化合物を用いているため、接着層の弾性率が低下し、優れた耐曲げ性が得られなかった。比較例３は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドもフラックス化合物も用いていないため、はんだ濡れ性が悪く、また、優れた耐曲げ性も得られなかった。 In Comparative Example 1, since the solder particles of the eutectic alloy were used, excellent connection reliability could not be obtained. It is considered that this is because the solder particles reach the eutectic point and liquefy during thermocompression bonding, and the resin cannot be sufficiently removed. In Comparative Example 2, since the flux compound was used without using the crystalline polyamide having a carboxyl group, the elastic modulus of the adhesive layer was lowered, and excellent bending resistance could not be obtained. In Comparative Example 3, since neither the crystalline polyamide having a carboxyl group nor the flux compound was used, the solder wettability was poor and excellent bending resistance could not be obtained.
一方、実施例１及び実施例２は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミド及び非共晶合金のはんだ粒子を用いているため、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができた。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができた。 On the other hand, in Examples 1 and 2, since the solder particles of the crystalline polyamide having a carboxyl group and the non-eutectic alloy were used, excellent connection reliability and bending resistance could be obtained. This is considered to be a flux effect due to the carboxyl group present in the crystalline polyamide, and as a result, it was possible to prevent a decrease in the elastic modulus of the adhesive layer due to the addition of the flux compound and obtain excellent bending resistance.
＜５．第２の実施例＞
前述の実施例と同様に、はんだ粒子を含有する導電粒子含有ホットメルト接着シートを作製し、これを用いてスマートカードを作成した。そして、スマートカードのはんだ濡れ性の評価、曲げ試験の評価、及び接続信頼性の評価を行った。
<5. Second Example>
Similar to the above-mentioned embodiment, a hot melt adhesive sheet containing conductive particles containing solder particles was produced, and a smart card was produced using the hot melt adhesive sheet. Then, the solder wettability of the smart card, the bending test, and the connection reliability were evaluated.
はんだ粒子は、前述の実施例と同様に作製し、以下の組成のはんだ粒子を得た。また、導電粒子含有ホットメルト接着シートの作製、スマートカードの作製、はんだ濡れ性の評価、曲げ試験の評価、及び、接続信頼性の評価を、前述の実施例と同様に行った。
・Ｔｙｐｅ ４ Ｓｎ-１７Ｂｉ （非共晶、固相線温度：１５７℃、液相線温度：２０５℃）
・Ｔｙｐｅ ４ Ｓｎ-３０Ｂｉ （非共晶、固相線温度：１３９℃、液相線温度：１８３℃）
The solder particles were produced in the same manner as in the above-mentioned Examples, and solder particles having the following composition were obtained. Further, the production of the hot melt adhesive sheet containing conductive particles, the production of the smart card, the evaluation of the solder wettability, the evaluation of the bending test, and the evaluation of the connection reliability were carried out in the same manner as in the above-mentioned Examples.
-Type 4 Sn-17Bi (non-eutectic, solid phase temperature: 157 ° C, liquidus temperature: 205 ° C)
-Type 4 Sn-30Bi (non-eutectic, solid phase temperature: 139 ° C, liquidus temperature: 183 ° C)
表２に、実施例１〜３、比較例１〜５の導電粒子含有ホットメルト接着シートの配合、スマートカードのはんだ濡れ性の評価、曲げ試験の評価、及び接続信頼性の評価を示す。 Table 2 shows the formulation of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheets of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5, the evaluation of the solder wettability of the smart card, the evaluation of the bending test, and the evaluation of the connection reliability.
比較例４は、固相線温度未満の熱圧着温度であったため、はんだ粒子が溶融しなかったためと考えられる。比較例５は、熱圧着温度が高すぎたために、導電粒子含有ホットメルト接着シートに接しているカード表面を溶融させ、埋め込まれているＣｕワイヤーの位置を下げてしまった。このため、はんだ接続されたはんだ粒子が下方向に引き伸ばされて割れが生じ、優れた曲げ耐性を得る事ができなかったと考えられる。 It is probable that in Comparative Example 4, the solder particles did not melt because the thermocompression bonding temperature was lower than the solidus temperature. In Comparative Example 5, since the thermocompression bonding temperature was too high, the surface of the card in contact with the hot melt adhesive sheet containing conductive particles was melted, and the position of the embedded Cu wire was lowered. Therefore, it is considered that the solder particles connected by soldering are stretched downward to cause cracks, and excellent bending resistance cannot be obtained.
実施例３は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミド及び非共晶合金のはんだ粒子を用いているため、優れた接続信頼性及び耐曲げ性を得ることができた。これは、結晶性ポリアミドに存在するカルボキシル基によるフラックス効果であると考えられ、結果として、フラックス化合物の添加による接着層の弾性率の低下を防ぎ、優れた耐曲げ性を得ることができた。 In Example 3, since the solder particles of the crystalline polyamide having a carboxyl group and the non-eutectic alloy were used, excellent connection reliability and bending resistance could be obtained. This is considered to be a flux effect due to the carboxyl group present in the crystalline polyamide, and as a result, it was possible to prevent a decrease in the elastic modulus of the adhesive layer due to the addition of the flux compound and obtain excellent bending resistance.
１０ カード部材、１１ 開口、１２ アンテナパターン、１２ａ 第１の露出部、１２ｂ 第２の露出部、２０ ＩＣチップ、２１ 接触端子
10 card member, 11 openings, 12 antenna pattern, 12a first exposed part, 12b second exposed part, 20 IC chip, 21 contact terminal
本技術に係るスマートカードの製造方法は、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に固相線温度が１５５℃以下である非共晶合金であるはんだ粒子を含有し、前記結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度が、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である導電粒子含有ホットメルト接着シートを、カード部材とＩＣチップとの間に介在させ、熱圧着させる。 In the method for manufacturing a smart card according to the present technology, solder particles which are non-eutectic alloys having a solid phase line temperature of 155 ° C. or lower are contained in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group, and the crystalline polyamide is used. A hot melt adhesive sheet containing conductive particles having a terminal carboxyl group concentration of 0.5 mgKOH / g or more is interposed between the card member and the IC chip and heat-bonded.
本技術に係るスマートカードは、カード部材と、ＩＣチップと、前記カード部材と前記ＩＣチップと接着する接着層とを備え、
前記接着層が、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に固相線温度が１５５℃以下である非共晶合金であるはんだ粒子を含有し、前記結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度が、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である。
The smart card according to the present technology includes a card member, an IC chip, and an adhesive layer for adhering the card member and the IC chip.
The adhesive layer contains solder particles which are non-eutectic alloys having a solid phase line temperature of 155 ° C. or lower in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group, and the concentration of the terminal carboxyl group of the crystalline polyamide is increased. It is 0.5 mgKOH / g or more .
本技術に係る導電粒子含有ホットメルト接着シートは、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に固相線温度が１５５℃以下である非共晶合金であるはんだ粒子を含有し、前記結晶性ポリアミドの末端カルボキシル基濃度が、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である。
The conductive particle-containing hot melt adhesive sheet according to the present technology contains solder particles, which are non-eutectic alloys having a solid phase line temperature of 155 ° C. or lower, in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group, and has the above-mentioned crystallinity. The concentration of the terminal carboxyl group of the polyamide is 0.5 mgKOH / g or more .
Claims (16)
前記接着層が、カルボキシル基を有する結晶性ポリアミドを含むバインダー中に非共晶合金であるはんだ粒子を含有するスマートカード。 A card member, an IC chip, and an adhesive layer for adhering the card member and the IC chip are provided.
A smart card in which the adhesive layer contains solder particles which are non-eutectic alloys in a binder containing a crystalline polyamide having a carboxyl group.
The conductive particle-containing hot melt adhesive sheet according to any one of claims 10 to 15, wherein the average particle size of the solder particles is 70% or more of the thickness of the conductive particle-containing hot melt adhesive sheet.
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