JP3950013B2 - インレットシート貼合方法及び貼合装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大量のデータを書き換え可能に保存するＩＣカードの製造過程における一工程に関し、ＩＣカードの主要構成部材である、保護層を必要に応じて付設したＩＣチップ（以下、「ＩＣチップ」と記す）をフィルム基板上に実装したインレットシートを複数個、コアシートに貼合する方法及び貼合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリペイドカードやキャッシュカードなど、磁気カードの利用が広まっているが、該磁気カードよりもさらに大量のデータの保存、書き換えが可能なカードとして、ＩＣチップを内蔵したＩＣカードの利用が始まっている。
【０００３】
ＩＣカードの主要構成部材であるインレットシート及びＩＣカードの形状を図２に模式的に示す。図中、１はインレットシート、２はＩＣチップであり、３は保護層、４ａ、４ｂはコアシート、５は印刷シート、６はオーバーレイフィルムであり、（ａ）はインレットシートの平面図、（ｂ）はインレットシートの側面図、（ｃ）はインレットシート１を組み込んだＩＣカードの断面図である。
【０００４】
インレットシート１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等樹脂製のフィルム基板にアンテナ等配線回路（不図示）を形成し、ＩＣチップ２や必要に応じて他の回路素子を実装して、構成されている。インレットシート１に実装されているＩＣチップ２の表面及び裏面には必要に応じて保護層３（ＩＣチップ保護のための金属または樹脂等で形成された円盤状の補強板）などが付設されているため、図２（ｂ）に示したように、インレットシート１の両面よりも該ＩＣチップ２が突出した形状を呈している。
【０００５】
図２（ｃ）に示すように、ＩＣカードにおいては、インレットシート１よりも厚いＩＣチップ２がカード表面より突出しないように、インレットシート１とＩＣチップ２との厚みの差と同等の厚みを有し、ＩＣチップ２を収納する孔部を有するコアシート４ａをインレットシート１に貼合してカード表面の平坦化を図った上で、コアシート４ｂ、及び印刷シート５やオーバーレイフィルム６等で両側よりサンドイッチ状に挟み、接着剤で貼り合わせたり、熱溶着して一体化している。
【０００６】
ＩＣカードの製造方法は、いわゆる多面取りであり、カード複数枚分が連続した１枚として、上記コアシート４ａにインレットシート１を載せて部分的な溶着等により仮固定した後、反対側のコアシート４ｂや印刷シート５、オーバーレイフィルム６等必要な樹脂シートを順次積層して、接着剤或いは熱溶着により全面を一体化し、切断して個々のカードを得る。
【０００７】
ここで重要な工程は、コアシート４ａにインレットシート１を貼合する工程である。コアシート４ａは上記したように、インレットシート１のＩＣチップ２とインレットシート１との厚みの差を解消する部材であり、ＩＣチップ２を収納する孔部が設けてあるが、該孔部にＩＣチップ２が収まらない状態、或いはＩＣチップ２を中心としてシート面内でインレットシート１が回転して傾いた状態で配置された場合には、不良品となってしまう。
【０００８】
一般的なプリペイドカードやキャッシュカードなどの磁気カードも多面取りで製造されているが、これらはＩＣカードのように段差のある部材を内蔵していないため、上記コアシート４の貼合工程等高精度な位置合わせ工程が不要で不良品の発生率が低く、また、不良品が発生した場合でも１枚当たりの単価が安いため、経済的な影響が小さい。
【０００９】
一方、ＩＣカードの場合には、カード毎にＩＣチップを内蔵していることから、１枚当たりの単価が磁気カードに比べて高く、不良品の発生は経済的な影響が大きい。
【００１０】
よって、コアシート４ａとインレットシート１との貼合工程においては、インレットシート１とコアシート４ａとの位置合わせに高精度が求められ、人手によりインレットシート１をコアシート４ａ上に位置合わせを行いながら載せて貼合しているのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカードは磁気カードに比べて保存しうるデータ量が膨大であるため、様々な用途への応用が期待されている。そのため、ＩＣカードの普及に伴って、製造効率の向上、及び、製造コストの削減が要求されることは必須であり、人手による作業に代えて、自動化により高速で且つ高歩留まりで製造する方法が必要とされている。
【００１２】
本発明の課題は、上記したＩＣカードの製造工程において、不良品の発生し易い工程である、コアシートとインレットシートとの貼合工程において、正確で高精度な位置合わせを効率良く行い、高歩留まりで高速処理が可能な方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、配線回路が形成されたフィルム基板上に少なくともＩＣチップを実装してなる複数個のインレットシートを、該ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を有するコアシートに溶着により貼合するインレットシート貼合方法であって、
コアシートの位置決めを行う工程と、
位置決めされたコアシートを溶着操作を行う領域に搬送する工程と、
インレットシートの位置決めを行う工程と、
位置決めされたインレットシートを溶着操作を行う領域に搬送し、各インレットシートのＩＣチップをコアシートの対応するＩＣチップ挿入孔に挿嵌する工程と、
各インレットシートにつき複数箇所において溶着により該インレットシートをコアシートに固定する工程と、
インレットシートを固定したコアシートを溶着操作を行う領域より排出させる工程と、
を少なくとも有することを特徴とするインレットシート貼合方法である。
【００１４】
また、本発明の第二は、配線回路が形成されたフィルム基板上に少なくともＩＣチップを実装してなる複数個のインレットシートを、上記ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を有するコアシートに溶着により貼合するインレットシート貼合装置であって、
コアシートの位置決めを行う手段を備えたコアシート供給部と、
コアシート供給部のコアシートを下記溶着ステージ上まで吸着搬送する手段と、
コアシートを載置して、該コアシート内の所定の領域が溶着部に位置するように、該コアシートを搬送する溶着ステージと、
複数個のインレットシートを供給するインレットシート供給部と、
インレットシート供給部よりインレットシートを下記位置決め部まで吸着搬送する手段と、
インレットシートの位置決めを行う位置決め部と、
位置決め部のインレットシートをコアシートの対応する領域に吸着搬送し、ＩＣチップを対応するＩＣチップ挿入孔に挿嵌させてインレットシートをコアシート上に載せる手段と、
各インレットシートにつき複数箇所において溶着により該インレットシートをコアシートに固定する手段を備えた溶着部と、
インレットシートを固定したコアシートを溶着ステージ上より吸着搬送して排出させる手段と、
を少なくとも有することを特徴とするインレットシート貼合装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、コアシートとインレットシートをそれぞれ別の場所で位置合わせをした後に溶着部に搬送して、該溶着部においてインレットシートをコアシートの所定の位置に載置し、溶着して固定することにある。即ち、コアシートに対してインレットシートを直接位置合わせしないため、それぞれの位置合わせ操作を同時に並行して行うことができ、位置合わせに要する時間を短縮することができる。
【００１６】
また、コアシートの位置合わせは、コアシートに設けられたＩＣチップ挿入孔を利用することができ、インレットシートについてはＩＣチップを検知すれば良いため、アライメントマーク等を別途形成する必要がなく、位置合わせする対象を直接検知するため、正確で且つ高精度に位置合わせを実施することができる。
【００１７】
以下、本発明を実施形態を挙げて詳細に説明する。
【００１８】
本発明において用いられるインレットシートは、図２を用いて説明したように、配線回路が形成されたフィルム基板に少なくともＩＣチップを実装してなる。本発明においては、上記ＩＣチップを実装してＩＣカードとしての機能を備えた状態のフィルム基板を「インレットシート」と呼ぶ。
【００１９】
本発明において、上記インレットシートに貼合するコアシートとは、該インレットシートから突出したＩＣチップの段差を解消する厚みを備え、該ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を複数個備えている。即ち、１枚のコアシートに複数個のインレットシートが貼合される。当該インレットフィルムを構成するフィルム基板とコアシートは互いに溶着しうる素材からなり、通常は加熱溶着可能なＰＥＴ等熱可塑性樹脂で構成されている。
【００２０】
図１に、本発明の貼合方法を実施した本発明の貼合装置の一実施形態の平面概略図を示す。図中、１はインレットシート、２はＩＣチップ、１０はコアシート供給部、１１はコアシート、１２は位置決めピン、１３はＩＣチップ挿入孔、２０は溶着ステージ、３０はインレットシート供給部、３３はマガジン、４０はトレイ搬送部、５０は位置決め部、５１は位置決めステージ、６０は溶着部、７０はコアシート排出部である。
【００２１】
尚、図１の構成において、溶着ステージ２０は２箇所に位置しているが、これらは溶着ステージ２０がＸ方向に水平移動し、その移動区間のそれぞれの端部に位置した状態を示している。即ち、紙面上左側に示した溶着ステージ２０は、コアシート１１をコアシート供給部１０より供給する、或いはコアシート排出部７０へ排出する際の位置を示し、紙面上右側に示した溶着ステージ２０は、コアシート１１の紙面上最も左側にインレットシート１を溶着する際のステージ２０の位置を示す。さらに、溶着ステージ２０上のコアシート１１、コアシート排出部７０のコアシート１１については、便宜上、全てのインレットシート１が載った状態を示している。
【００２２】
また、本実施形態では、１枚のコアシート１１に６×６個のインレットシート１を貼合する形態を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２３】
尚、インレットシート１とコアシート１１との溶着操作は同時に複数個のインレットシートについて実施することが製造効率上望ましく、本実施形態においては、Ｙ方向の６個一列を同時に溶着するように構成した例を示す。
【００２４】
（１）コアシートの位置決め工程
図３に、図１のコアシート供給部１０におけるＡ−Ａ’断面を模式的に示す。図中、１４は供給ステージ、１５は２枚取り防止部材であり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００２５】
本発明において、コアシート１１の位置合わせはコアシート供給部１０において行われる。本実施形態では、コアシート１１を積載する供給ステージ１４に位置合わせピン１２が２本付設されており、該位置合わせピン１２にＩＣチップ挿入孔１３を貫通させることで、複数枚のコアシート１１の位置合わせを同時に行うことができる。尚、位置合わせピン１２は１本ではコアシート１１が該ピンを中心にＸＹ平面内で回転してしまうため、２本以上必要であり、好ましくは図１に示したように対角線上に、できるだけ離して配置する。また、ＩＣチップ挿入孔１３の並びをインレットシート１の搬送ライン（Ｘ方向）に合わせる必要があるため、位置合わせピン１２は、１本を固定し、残りをＸＹ平面に平行に移動可能にして微調整し得るように構成しておくことが好ましい。さらに、１本を残して他のピンを上下にスライド可能に構成しておくことにより、供給ステージ１４上にコアシート１１を積載する際に、スライド可能なピンを全て下方にスライドさせておくことにより、上記１本のピン１２にＩＣチップ挿入孔１３を差し込んだ後、他のピン１２を上方にスライドさせて対応するＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌させれば良く、積載作業が容易になり、好ましい。位置合わせピン１２は、ＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌できれば、その断面の大きさや形状は特に限定されないが、位置合わせ精度を高めるため、ＩＣチップ挿入孔１３と同じ形状で、若干小さい寸法に形成しておくことが望ましい。例えば、直径が７．２ｍｍの円形のＩＣチップ挿入孔１３に対しては位置合わせピン１２は直径が７．１ｍｍ程度の円柱状が好ましい。
【００２６】
（２）コアシートの搬送工程
コアシート供給部１０において位置合わせされたコアシート１１を溶着ステージ２０上に吸着搬送する。図４に、吸着搬送時のコアシート１１と吸着搬送手段との位置関係を示す平面図を、図５にその拡大図を、図６に図５のＡ−Ａ’断面図を示す。図中、１６ａ、１６ｂはアーム、１７はコアシート押さえ部材、１８は吸着パッドであり、図１、図３と同じ部材には同じ符号を付した。
【００２７】
本実施形態において、コアシート１１の吸着搬送手段は、アーム１６ａ、１６ｂを備え、アーム１６ａにはコアシート１１を真空吸着して保持する吸着パッド１８が、アーム１６ｂには位置決めピン１２周縁部のコアシート１１を押さえるＵ字形のコアシート押さえ部材１７が取り付けられている。
【００２８】
図４〜図６に示すとおり、アーム１６ａに取り付けた吸着パッド１８により最上部のコアシート１１を真空吸着して持ち上げ、図１における溶着ステージ２０上に移動して該ステージ２０上にコアシート１１を載せる。この時、静電気や真空密着状態によって、下層のコアシート１１も同時に持ち上がる場合があるが、コアシート１１の端部においてコアシート１１上に回り込む２枚取り防止部材１５を積層したコアシート１１の外周に複数箇所配置しておくと、コアシート１１が持ち上げられる際に必ず、コアシート１１の端部が該部材１５に接触し、吸着パッド１８で支持されていない２枚目以降のコアシート１１は当該接触によって１枚目のコアシート１１から離れ、２枚取りが防止される。
【００２９】
さらに、２枚取り防止部材１５によって落とされた２枚目以降のコアシート１１が位置決めピン１２に引っ掛かって浮き上がっていた場合には、吸着パッド１８が該コアシート１１を吸着する際に吸着位置にずれを生じ、溶着ステージ２０上でコアシート１１の位置ずれを生じてしまうが、図５に示すように、コアシート１１を吸着する前に、位置決めピン１２の周縁部において、浮き上がったコアシート１１をコアシート押さえ部材１７により一旦押さえることにより、常にコアシート１１の同じ位置を吸着することになり、コアシート１１の浮き上がりによる位置ずれを防止することができる。コアシート押さえ部材１７の形状は、位置決めピン１２の周囲のコアシート１１を適度に押さえることができれば特に限定されず、図５に示したようなＵ字形の他にＯ字形などでも良い。
【００３０】
吸着パッド１８で吸着したコアシート１１はそのままＹ方向に搬送され、溶着ステージ２０上に載置される。コアシート１１はコアシート供給部１０において既に位置決めされており、また、溶着ステージ２０の位置は移動区間の一方の端部で位置ずれを生じにくいことから、溶着ステージ２０上に載置されたコアシート１１のＩＣチップ挿入孔１３は該ステージ２０上で常に同じ位置を示すことになる。
【００３１】
（３）インレットシートの位置決め工程
図１のインレットシート供給部３０、トレイ搬送部４０、位置決め部５０を拡大した平面図を図７に、正面図を図８に、インレットシート供給部３０の右側面図を図９に、位置決め部５０の右側面図を図１０にそれぞれ示す。図中、３１はトレイ、３２はＩＣチップ収納孔、３４は吸着ユニット、３５は吸着パッド、３６はセンサ、３７ａ及び３７ｂはアーム、３８ａ及び３８ｂはシリンダ、５２ａ及び５２ｂは側面、５３はＩＣチップ検知孔、５４は吸着ユニット、５５は吸着パッド、５７ａ及び５７ｂはアーム、５８はシリンダであり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００３２】
通常、インレットシート１はトレイ３１に１個ずつ載せて重ねてマガジン３３に収納されて供給される。トレイ３１はＩＣチップ２よりも厚さの厚い平板にＩＣチップ２を収納するＩＣチップ収納孔３２を設けたものである。
【００３３】
本実施形態においては、Ｙ方向に一列６個のインレットシート１を同時に搬送して溶着させる構成としている。そのためマガジン３３も６個用意されるが、マガジン３３はトレイ３１よりも一回り大きくなるため、最終的にコアシート１１上に載置されるインレットシート１のピッチよりもマガジン３３が大きい場合があり、そのような場合には、図７に示したように、マガジン３３を千鳥配置して用いる。
【００３４】
本実施形態において、インレットシート１をインレットシート供給部３０から位置決め部５０へ吸着搬送する吸着搬送手段は、インレットシート１を真空吸着する吸着パッド３５を備えた吸着ユニット３４をインレットシート毎に備え、マガジン３３の千鳥配置に対応して、該吸着ユニット３４を３個一組でそれぞれアーム３７ａ、３７ｂに取り付け、該アーム３７ａと３７ｂとはシリンダ３８ａで距離を可変に接続し、さらに全体をシリンダ３８ｂによってインレットシート供給部３０と位置決め部５０とを始点及び終点として移動可能に構成されている。
【００３５】
上記構成において、アーム３７ａと３７ｂとの距離が最も近接した状態では、吸着したインレットシート１がＹ方向に一列に並び、最も離れた状態では、それぞれのアームに取り付け吸着ユニット３４がマガジン３３に対応する。よって、アーム３７ａ、３７ｂを最も離した状態で各吸着パッド３５によりインレットシート１を真空吸着し、該インレットシート１を位置決め部５０へ搬送する間に、該アーム３７ａ、３７ｂを近接させて、６個同時にステージ５１上にインレットシート１を載せることができる。
【００３６】
位置決めステージ５１上にインレットシート１を載せた後、アーム３７ａ、３７ｂは再び距離を離しながらインレットシート供給部３０に戻り、同様の工程で、トレイ３１をトレイ搬送部４０に搬送して排出する。
【００３７】
ここで、供給されるマガジン３３内において、インレットシート１とトレイ３１は交互に積層されているが、いずれか一方が抜けている場合などには、インレットシート１をトレイ搬送部４０に排出してしまったり、トレイ３１を位置決め部５０、さらにはコアシート１１上に搬送してしまうという不都合を生じてしまう。そのため、本実施形態では、吸着ユニット３４にＩＣチップ２を検知するセンサ３６を取り付けている。該センサ３６はＩＣチップ２を検知するため、インレットシート１は検知されるが、トレイ３１はＩＣチップ２の領域にＩＣチップ収納孔３２が貫通しているため、検知されず、インレットシート１とトレイ３１とを明確に判別検知することができる。そのため、センサ３６が検知した６個の吸着ユニット３４の吸着対象がそろっていない場合に搬送を停止するように装置の稼働条件を設定しておけば、トレイ３１の排出時にいずれかの吸着ユニット３４がインレットシート１を吸着していた場合、或いは、インレットシート１の搬送時にいずれかの吸着ユニット３４がトレイ３１を吸着していた場合には、速やかに搬送作業が停止され、不良品が発生する前に対応することができる。
【００３８】
インレットシート１を載せる位置決めステージ５１は、底面に向かって互いの距離が狭くなるように傾斜した相対する一対の側面５２ａ、５２ｂを有している。ステージ５１に載せられたインレットシート１は、該側面５２ａ、５２ｂの傾斜に沿って滑り込み、該側面５２ａ、５２ｂ間の距離とインレットシート１の幅が一致した箇所に保持されるが、この時、ＸＹ平面内におけるθ方向のずれが調整され、６個のインレットシート１は互いに平行な位置に配置する。
【００３９】
さらに、本実施形態の位置決めステージ５１はＸＹ方向に位置を調整することができ、該ステージ５１の位置調整により、インレットシート１のＸＹ方向の位置決めを行う。位置決めステージ５１の底部には、ステージ５１の下方よりインレットシート１のＩＣチップ２を検知しうる大きさを有する検知孔５３が形成されており、ステージ５１の下方に配置したカメラ５９により該検知孔５３を介してＩＣチップ２を検知し、画像処理等により位置を特定して所定の位置からのずれを検出して、該ＩＣチップ２が所定の位置に来るようにステージ５１のＸＹ方向を微調整する。
【００４０】
本実施形態では、１台の位置決めステージ５１上に２枚のインレットシート１を載せ、１台のカメラ５９により２枚のインレットシート１のＩＣチップ２の位置を順次検知する構成としている。
【００４１】
本実施形態において、インレットシート１を位置決め部５０から溶着部６０へ吸着搬送する吸着搬送手段は、インレットシート１を真空吸着する吸着パッド５５を２個備えた吸着ユニット５４をインレットシート毎に備え、各位置決めステージ５１上の一方のインレットシート１を吸着する吸着ユニット５４を３個一組として、一組をアーム５７ａに、他方の一組を５７ｂにそれぞれ取り付け、アーム単位で上下できるように構成されている。
【００４２】
上記構成により、アーム５７ａ、５７ｂの一方に取り付けられた吸着ユニット５４で吸着する側のインレットシート１について、各位置決めステージ５１の位置を調整して位置決めを行い、該インレットシート１を吸着ユニット５４の吸着パッド５５で真空吸着して持ち上げ、次いで、残ったインレットシート１の位置決めを行い、他方のアームに取り付けられた吸着ユニット５４の吸着パッド５５で当該残りのインレットシート１を真空吸着して持ち上げ、同時に６個のインレットシート１を溶着部６０へ吸着搬送する。
【００４３】
当該構成によれば、カメラ５９は位置決めステージ５１の台数分、インレットシート１の枚数の半分で済み、高価な画像処理機能を備えたカメラ５９の台数を減らして装置の価格を低減することができる。尚、当該工程をより短時間で行う場合には、位置決めステージ５１及びカメラ５９をインレットシート１の枚数分付設して、同時に６個のインレットシート１の位置決め行い、吸着搬送すれば良い。
【００４４】
（４）インレットシートの搬送及びＩＣチップ挿嵌工程
位置決めを行い、各吸着ユニット５４の吸着パッド５５で真空吸着した６個のインレットシート１をシリンダ５８により溶着部６０へ搬送する。溶着部６０では、吸着ユニット５４を下方に下げることによりインレットシート１のＩＣチップ２をコアシート１１のＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌してインレットシート１をコアシート１１に載置し、その位置でインレットシート１とコアシート１１との溶着を行う。
【００４５】
溶着部６０の拡大平面図を図１１に、正面図を図１２に、右側面図を図１３にそれぞれ示す。図中、２１はクランプ、６３は溶着部分、６４は溶着ユニット、６５は溶着部材、６７はアーム、６８はシリンダであり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００４６】
本実施形態においては、溶着ステージ２０は図１の紙面上最も左側の位置でコアシート１１を載置した後、最も右側の位置まで移動させておく。この右側の位置で溶着部６０はコアシート１１の最も左側に位置するインレットシート列に対応し、この位置でインレットシート１の載置、溶着を行った後、インレットシート１の一列分、ステージ２０を左側に移動させ、順次列毎にインレットシート１の載置、溶着を繰り返す。
【００４７】
尚、溶着順序は上記の逆でも良く、その場合はステージ２０を右側へ順次移動させながら、コアシート１１の右側から左側へ列毎にインレットシート１の載置、溶着を繰り返せば良い。
【００４８】
図７、図８、図１０に示される吸着ユニット５４により吸着搬送されるインレットシート１は既にＩＣチップ２の位置で位置決めされており、一方、コアシート１１のＩＣチップ挿入孔１３も位置決めされた状態で溶着ステージ２０に載置されているため、吸着ユニット５４を溶着部６０まで移動させた状態でアーム５７ａ、５７ｂを下げると、インレットシート１のＩＣチップ２は速やかにＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌される。
【００４９】
尚、溶着ステージ２０には、該ステージ２０の移動中の振動等によりステージ２０上でコアシート１１が位置ずれを生じないように、コアシート１１を押さえておくクランプ２１を設けておくことが望ましい。本実施形態で用いたクランプ２１は、不図示のアクチュエータ等によって図中の矢印方向に上部が開き、コアシート１１を溶着ステージ２０に載置する際及び該ステージ２０から排出する際にはコアシート１１の搬送を妨げないように構成されている。
【００５０】
装置の構成上、位置決めステージ５１のＸＹ方向の位置を微調整する方が、アーム５７ａ、５７ｂの位置をシリンダ５８により微調整するよりも高精度に行うことができる。また、位置決めステージ５１によりインレットシート１の位置決めを実施しておけば、アーム５７ａ、５７ｂは位置決め部５０を始点、溶着部６０を終点としてシリンダ５８を稼働させれば良いため、それぞれの位置でのアーム５７ａ、５７ｂに取り付けられた吸着ユニット５５の吸着パッド５４の位置ずれは実質影響がないレベルに抑えることができる。
【００５１】
よって、本実施形態の如く、位置決めステージ５１上で位置決めしたインレットシート１を溶着部６０に搬送した場合には、ＩＣチップ２とＩＣチップ挿入孔１３の位置合わせを短時間で正確に且つ高精度に実施することができる。
【００５２】
（５）インレットシートの溶着工程
図１４にインレットシート１とコアシート１１との溶着工程を示す。図中、６６はフィルム押さえ部材である。
【００５３】
本実施形態では、溶着部材６５の近傍にフィルム押さえ部材６６を付設している。図１４（ａ）は溶着前の状態を示す。次いで、溶着ユニット６４を下方に下げると（ｂ）、該溶着部材６５がインレットシート１に接触する前に、フィルム押さえ部材６６がインレットシート１を押さえる。これにより、インレットシート１の浮き上がりが防止され、該浮き上がりによるインレットシート１とコアシート１１との溶着不良を防止することができる。次いで、溶着部材６５がインレットシート１に接触し（ｃ）、該部材６５の先端で加熱することにより、インレットシート１とコアシート１１が溶着する。溶着終了後、溶着ユニット６４を上方に引き上げると（ｄ）、溶着部材６５、次いで、フィルム押さえ部材６６がインレットシート１から離れる。ここで、フィルム押さえ部材６６がインレットシート１を押さえた状態で溶着部材６５がインレットシート１から離れるため、溶着部材６５先端にインレットシート１が溶着してインレットシート１が溶着部材６５に引っ張られるなどの不都合が生じる恐れがない。
【００５４】
本実施形態においては、インレットシート１の四隅のドット状の溶着部分６３によりインレットシート１をコアシート１１に固定する形態を示したが、溶着部分の６３の形状、個数、大きさはこれに限定されず、ＩＣチップ２の位置やインレットシート１に形成されるアンテナ等配線回路のデザイン、さらには必要に応じて作り込まれる回路素子の位置等により適宜選択される。
【００５５】
（６）コアシートの排出工程
コアシート１１の全てのＩＣチップ挿入孔１３に対応してインレットシート１を溶着、固定した後、溶着ステージ１１を図１の左側の位置に戻し、不図示の吸着搬送手段を用いてコアシート排出部７０に吸着搬送する。
【００５６】
尚、上記実施形態においてインレットシート１やコアシート１１の搬送に用いた吸着パッド１８、３５、５５の位置や個数については、特に限定されず、インレットシート１のＩＣチップ２の位置やインレットシート１に形成されるアンテナ等配線回路のデザイン、さらには必要に応じて作り込まれる回路素子の位置、インレットシート１の重量等により適宜変更が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インレットシートとコアシートとをそれぞれ別の場所で位置合わせした後、溶着部に搬送して溶着操作を行うため、それぞれの位置合わせ操作と溶着操作が同時並行で実施され、貼合工程にかかる時間を大幅に短縮することができる。さらに、位置合わせに際しては、位置決めピンやＩＣチップを検知するセンサ、カメラを利用することにより、コアシートやインレットシートに位置合わせに必要なアライメントマークを形成する必要がなく、自動で正確且つ高精度な位置合わせを再現性良く行うことができる。よって、本発明によれば、インレットシートとコアシートとの貼合工程を、高歩留まりで且つ高速に行うことができ、ＩＣカードの大量生産、コストダウンへの対応を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貼合装置の一実施形態の平面概略図である。
【図２】ＩＣカードの主要構成部材であるインレットシートと、該インレットシートを組み込んだＩＣカードの形状を模式的に示す図である。
【図３】図１のコアシート供給部のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明にかかる、コアシートの搬送時の該コアシートと吸着搬送手段との位置関係を示す平面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】図１のインレットシート供給部、トレイ搬送部、位置決め部の拡大平面図である。
【図８】図１のインレットシート供給部、トレイ搬送部、位置決め部の拡大正面図である。
【図９】図７のインレットシート供給部の右側面図である。
【図１０】図７の位置決め部の右側面図である。
【図１１】図１の溶着部の拡大平面図である。
【図１２】図１１の溶着部の正面図である。
【図１３】図１１の溶着部の右側面図である。
【図１４】本発明にかかる、インレットシートとコアシートとの溶着工程図である。
【符号の説明】
１ インレットシート
２ ＩＣチップ
３ 保護層
４ａ、４ｂ コアシート
５ 印刷シート
６ オーバーレイフィルム
１０ コアシート供給部
１１ コアシート
１２ 位置決めピン
１３ ＩＣチップ挿入孔
１４ 供給ステージ
１５ ２枚取り防止部材
１６ａ、１６ｂ アーム
１７ コアシート押さえ部材
１８ 吸着パッド
２０ 溶着ステージ
２１ クランプ
３０ インレットシート供給部
３１ トレイ
３２ ＩＣチップ収納孔
３３ マガジン
３４ 吸着ユニット
３５ 吸着パッド
３６ センサ
３７ａ、３７ｂ アーム
３８ａ、３８ｂ シリンダ
４０ トレイ搬送部
５０ 位置決め部
５１ 位置決めステージ
５２ａ、５２ｂ 側面
５３ ＩＣチップ検知孔
５４ 吸着ユニット
５５ 吸着パッド
５７ａ、５７ｂ アーム
５８ シリンダ
５９ カメラ
６０ 溶着部
６３ 溶着部分
６４ 溶着ユニット
６５ 溶着部材
６６ フィルム押さえ部材
６７ アーム
６８ シリンダ
７０ コアシート排出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、大量のデータを書き換え可能に保存するＩＣカードの製造過程における一工程に関し、ＩＣカードの主要構成部材である、保護層を必要に応じて付設したＩＣチップ（以下、「ＩＣチップ」と記す）をフィルム基板上に実装したインレットシートを複数個、コアシートに貼合する方法及び貼合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリペイドカードやキャッシュカードなど、磁気カードの利用が広まっているが、該磁気カードよりもさらに大量のデータの保存、書き換えが可能なカードとして、ＩＣチップを内蔵したＩＣカードの利用が始まっている。
【０００３】
ＩＣカードの主要構成部材であるインレットシート及びＩＣカードの形状を図２に模式的に示す。図中、１はインレットシート、２はＩＣチップであり、３は保護層、４ａ、４ｂはコアシート、５は印刷シート、６はオーバーレイフィルムであり、（ａ）はインレットシートの平面図、（ｂ）はインレットシートの側面図、（ｃ）はインレットシート１を組み込んだＩＣカードの断面図である。
【０００４】
インレットシート１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等樹脂製のフィルム基板にアンテナ等配線回路（不図示）を形成し、ＩＣチップ２や必要に応じて他の回路素子を実装して、構成されている。インレットシート１に実装されているＩＣチップ２の表面及び裏面には必要に応じて保護層３（ＩＣチップ保護のための金属または樹脂等で形成された円盤状の補強板）などが付設されているため、図２（ｂ）に示したように、インレットシート１の両面よりも該ＩＣチップ２が突出した形状を呈している。
【０００５】
図２（ｃ）に示すように、ＩＣカードにおいては、インレットシート１よりも厚いＩＣチップ２がカード表面より突出しないように、インレットシート１とＩＣチップ２との厚みの差と同等の厚みを有し、ＩＣチップ２を収納する孔部を有するコアシート４ａをインレットシート１に貼合してカード表面の平坦化を図った上で、コアシート４ｂ、及び印刷シート５やオーバーレイフィルム６等で両側よりサンドイッチ状に挟み、接着剤で貼り合わせたり、熱溶着して一体化している。
【０００６】
ＩＣカードの製造方法は、いわゆる多面取りであり、カード複数枚分が連続した１枚として、上記コアシート４ａにインレットシート１を載せて部分的な溶着等により仮固定した後、反対側のコアシート４ｂや印刷シート５、オーバーレイフィルム６等必要な樹脂シートを順次積層して、接着剤或いは熱溶着により全面を一体化し、切断して個々のカードを得る。
【０００７】
ここで重要な工程は、コアシート４ａにインレットシート１を貼合する工程である。コアシート４ａは上記したように、インレットシート１のＩＣチップ２とインレットシート１との厚みの差を解消する部材であり、ＩＣチップ２を収納する孔部が設けてあるが、該孔部にＩＣチップ２が収まらない状態、或いはＩＣチップ２を中心としてシート面内でインレットシート１が回転して傾いた状態で配置された場合には、不良品となってしまう。
【０００８】
一般的なプリペイドカードやキャッシュカードなどの磁気カードも多面取りで製造されているが、これらはＩＣカードのように段差のある部材を内蔵していないため、上記コアシート４の貼合工程等高精度な位置合わせ工程が不要で不良品の発生率が低く、また、不良品が発生した場合でも１枚当たりの単価が安いため、経済的な影響が小さい。
【０００９】
一方、ＩＣカードの場合には、カード毎にＩＣチップを内蔵していることから、１枚当たりの単価が磁気カードに比べて高く、不良品の発生は経済的な影響が大きい。
【００１０】
よって、コアシート４ａとインレットシート１との貼合工程においては、インレットシート１とコアシート４ａとの位置合わせに高精度が求められ、人手によりインレットシート１をコアシート４ａ上に位置合わせを行いながら載せて貼合しているのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカードは磁気カードに比べて保存しうるデータ量が膨大であるため、様々な用途への応用が期待されている。そのため、ＩＣカードの普及に伴って、製造効率の向上、及び、製造コストの削減が要求されることは必須であり、人手による作業に代えて、自動化により高速で且つ高歩留まりで製造する方法が必要とされている。
【００１２】
本発明の課題は、上記したＩＣカードの製造工程において、不良品の発生し易い工程である、コアシートとインレットシートとの貼合工程において、正確で高精度な位置合わせを効率良く行い、高歩留まりで高速処理が可能な方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、配線回路が形成されたフィルム基板上に少なくともＩＣチップを実装してなる複数個のインレットシートを、該ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を有するコアシートに溶着により貼合するインレットシート貼合方法であって、
コアシートの位置決めを行う工程と、
位置決めされたコアシートを溶着操作を行う領域に搬送する工程と、
インレットシートの位置決めを行う工程と、
位置決めされたインレットシートを溶着操作を行う領域に搬送し、各インレットシートのＩＣチップをコアシートの対応するＩＣチップ挿入孔に挿嵌する工程と、
各インレットシートにつき複数箇所において溶着により該インレットシートをコアシートに固定する工程と、
インレットシートを固定したコアシートを溶着操作を行う領域より排出させる工程と、
を少なくとも有することを特徴とするインレットシート貼合方法である。
【００１４】
また、本発明の第二は、配線回路が形成されたフィルム基板上に少なくともＩＣチップを実装してなる複数個のインレットシートを、上記ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を有するコアシートに溶着により貼合するインレットシート貼合装置であって、
コアシートの位置決めを行う手段を備えたコアシート供給部と、
コアシート供給部のコアシートを下記溶着ステージ上まで吸着搬送する手段と、
コアシートを載置して、該コアシート内の所定の領域が溶着部に位置するように、該コアシートを搬送する溶着ステージと、
複数個のインレットシートを供給するインレットシート供給部と、
インレットシート供給部よりインレットシートを下記位置決め部まで吸着搬送する手段と、
インレットシートの位置決めを行う位置決め部と、
位置決め部のインレットシートをコアシートの対応する領域に吸着搬送し、ＩＣチップを対応するＩＣチップ挿入孔に挿嵌させてインレットシートをコアシート上に載せる手段と、
各インレットシートにつき複数箇所において溶着により該インレットシートをコアシートに固定する手段を備えた溶着部と、
インレットシートを固定したコアシートを溶着ステージ上より吸着搬送して排出させる手段と、
を少なくとも有することを特徴とするインレットシート貼合装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、コアシートとインレットシートをそれぞれ別の場所で位置合わせをした後に溶着部に搬送して、該溶着部においてインレットシートをコアシートの所定の位置に載置し、溶着して固定することにある。即ち、コアシートに対してインレットシートを直接位置合わせしないため、それぞれの位置合わせ操作を同時に並行して行うことができ、位置合わせに要する時間を短縮することができる。
【００１６】
また、コアシートの位置合わせは、コアシートに設けられたＩＣチップ挿入孔を利用することができ、インレットシートについてはＩＣチップを検知すれば良いため、アライメントマーク等を別途形成する必要がなく、位置合わせする対象を直接検知するため、正確で且つ高精度に位置合わせを実施することができる。
【００１７】
以下、本発明を実施形態を挙げて詳細に説明する。
【００１８】
本発明において用いられるインレットシートは、図２を用いて説明したように、配線回路が形成されたフィルム基板に少なくともＩＣチップを実装してなる。本発明においては、上記ＩＣチップを実装してＩＣカードとしての機能を備えた状態のフィルム基板を「インレットシート」と呼ぶ。
【００１９】
本発明において、上記インレットシートに貼合するコアシートとは、該インレットシートから突出したＩＣチップの段差を解消する厚みを備え、該ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を複数個備えている。即ち、１枚のコアシートに複数個のインレットシートが貼合される。当該インレットフィルムを構成するフィルム基板とコアシートは互いに溶着しうる素材からなり、通常は加熱溶着可能なＰＥＴ等熱可塑性樹脂で構成されている。
【００２０】
図１に、本発明の貼合方法を実施した本発明の貼合装置の一実施形態の平面概略図を示す。図中、１はインレットシート、２はＩＣチップ、１０はコアシート供給部、１１はコアシート、１２は位置決めピン、１３はＩＣチップ挿入孔、２０は溶着ステージ、３０はインレットシート供給部、３３はマガジン、４０はトレイ搬送部、５０は位置決め部、５１は位置決めステージ、６０は溶着部、７０はコアシート排出部である。
【００２１】
尚、図１の構成において、溶着ステージ２０は２箇所に位置しているが、これらは溶着ステージ２０がＸ方向に水平移動し、その移動区間のそれぞれの端部に位置した状態を示している。即ち、紙面上左側に示した溶着ステージ２０は、コアシート１１をコアシート供給部１０より供給する、或いはコアシート排出部７０へ排出する際の位置を示し、紙面上右側に示した溶着ステージ２０は、コアシート１１の紙面上最も左側にインレットシート１を溶着する際のステージ２０の位置を示す。さらに、溶着ステージ２０上のコアシート１１、コアシート排出部７０のコアシート１１については、便宜上、全てのインレットシート１が載った状態を示している。
【００２２】
また、本実施形態では、１枚のコアシート１１に６×６個のインレットシート１を貼合する形態を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２３】
尚、インレットシート１とコアシート１１との溶着操作は同時に複数個のインレットシートについて実施することが製造効率上望ましく、本実施形態においては、Ｙ方向の６個一列を同時に溶着するように構成した例を示す。
【００２４】
（１）コアシートの位置決め工程
図３に、図１のコアシート供給部１０におけるＡ−Ａ’断面を模式的に示す。図中、１４は供給ステージ、１５は２枚取り防止部材であり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００２５】
本発明において、コアシート１１の位置合わせはコアシート供給部１０において行われる。本実施形態では、コアシート１１を積載する供給ステージ１４に位置合わせピン１２が２本付設されており、該位置合わせピン１２にＩＣチップ挿入孔１３を貫通させることで、複数枚のコアシート１１の位置合わせを同時に行うことができる。尚、位置合わせピン１２は１本ではコアシート１１が該ピンを中心にＸＹ平面内で回転してしまうため、２本以上必要であり、好ましくは図１に示したように対角線上に、できるだけ離して配置する。また、ＩＣチップ挿入孔１３の並びをインレットシート１の搬送ライン（Ｘ方向）に合わせる必要があるため、位置合わせピン１２は、１本を固定し、残りをＸＹ平面に平行に移動可能にして微調整し得るように構成しておくことが好ましい。さらに、１本を残して他のピンを上下にスライド可能に構成しておくことにより、供給ステージ１４上にコアシート１１を積載する際に、スライド可能なピンを全て下方にスライドさせておくことにより、上記１本のピン１２にＩＣチップ挿入孔１３を差し込んだ後、他のピン１２を上方にスライドさせて対応するＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌させれば良く、積載作業が容易になり、好ましい。位置合わせピン１２は、ＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌できれば、その断面の大きさや形状は特に限定されないが、位置合わせ精度を高めるため、ＩＣチップ挿入孔１３と同じ形状で、若干小さい寸法に形成しておくことが望ましい。例えば、直径が７．２ｍｍの円形のＩＣチップ挿入孔１３に対しては位置合わせピン１２は直径が７．１ｍｍ程度の円柱状が好ましい。
【００２６】
（２）コアシートの搬送工程
コアシート供給部１０において位置合わせされたコアシート１１を溶着ステージ２０上に吸着搬送する。図４に、吸着搬送時のコアシート１１と吸着搬送手段との位置関係を示す平面図を、図５にその拡大図を、図６に図５のＡ−Ａ’断面図を示す。図中、１６ａ、１６ｂはアーム、１７はコアシート押さえ部材、１８は吸着パッドであり、図１、図３と同じ部材には同じ符号を付した。
【００２７】
本実施形態において、コアシート１１の吸着搬送手段は、アーム１６ａ、１６ｂを備え、アーム１６ａにはコアシート１１を真空吸着して保持する吸着パッド１８が、アーム１６ｂには位置決めピン１２周縁部のコアシート１１を押さえるＵ字形のコアシート押さえ部材１７が取り付けられている。
【００２８】
図４〜図６に示すとおり、アーム１６ａに取り付けた吸着パッド１８により最上部のコアシート１１を真空吸着して持ち上げ、図１における溶着ステージ２０上に移動して該ステージ２０上にコアシート１１を載せる。この時、静電気や真空密着状態によって、下層のコアシート１１も同時に持ち上がる場合があるが、コアシート１１の端部においてコアシート１１上に回り込む２枚取り防止部材１５を積層したコアシート１１の外周に複数箇所配置しておくと、コアシート１１が持ち上げられる際に必ず、コアシート１１の端部が該部材１５に接触し、吸着パッド１８で支持されていない２枚目以降のコアシート１１は当該接触によって１枚目のコアシート１１から離れ、２枚取りが防止される。
【００２９】
さらに、２枚取り防止部材１５によって落とされた２枚目以降のコアシート１１が位置決めピン１２に引っ掛かって浮き上がっていた場合には、吸着パッド１８が該コアシート１１を吸着する際に吸着位置にずれを生じ、溶着ステージ２０上でコアシート１１の位置ずれを生じてしまうが、図５に示すように、コアシート１１を吸着する前に、位置決めピン１２の周縁部において、浮き上がったコアシート１１をコアシート押さえ部材１７により一旦押さえることにより、常にコアシート１１の同じ位置を吸着することになり、コアシート１１の浮き上がりによる位置ずれを防止することができる。コアシート押さえ部材１７の形状は、位置決めピン１２の周囲のコアシート１１を適度に押さえることができれば特に限定されず、図５に示したようなＵ字形の他にＯ字形などでも良い。
【００３０】
吸着パッド１８で吸着したコアシート１１はそのままＹ方向に搬送され、溶着ステージ２０上に載置される。コアシート１１はコアシート供給部１０において既に位置決めされており、また、溶着ステージ２０の位置は移動区間の一方の端部で位置ずれを生じにくいことから、溶着ステージ２０上に載置されたコアシート１１のＩＣチップ挿入孔１３は該ステージ２０上で常に同じ位置を示すことになる。
【００３１】
（３）インレットシートの位置決め工程
図１のインレットシート供給部３０、トレイ搬送部４０、位置決め部５０を拡大した平面図を図７に、正面図を図８に、インレットシート供給部３０の右側面図を図９に、位置決め部５０の右側面図を図１０にそれぞれ示す。図中、３１はトレイ、３２はＩＣチップ収納孔、３４は吸着ユニット、３５は吸着パッド、３６はセンサ、３７ａ及び３７ｂはアーム、３８ａ及び３８ｂはシリンダ、５２ａ及び５２ｂは側面、５３はＩＣチップ検知孔、５４は吸着ユニット、５５は吸着パッド、５７ａ及び５７ｂはアーム、５８はシリンダであり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００３２】
通常、インレットシート１はトレイ３１に１個ずつ載せて重ねてマガジン３３に収納されて供給される。トレイ３１はＩＣチップ２よりも厚さの厚い平板にＩＣチップ２を収納するＩＣチップ収納孔３２を設けたものである。
【００３３】
本実施形態においては、Ｙ方向に一列６個のインレットシート１を同時に搬送して溶着させる構成としている。そのためマガジン３３も６個用意されるが、マガジン３３はトレイ３１よりも一回り大きくなるため、最終的にコアシート１１上に載置されるインレットシート１のピッチよりもマガジン３３が大きい場合があり、そのような場合には、図７に示したように、マガジン３３を千鳥配置して用いる。
【００３４】
本実施形態において、インレットシート１をインレットシート供給部３０から位置決め部５０へ吸着搬送する吸着搬送手段は、インレットシート１を真空吸着する吸着パッド３５を備えた吸着ユニット３４をインレットシート毎に備え、マガジン３３の千鳥配置に対応して、該吸着ユニット３４を３個一組でそれぞれアーム３７ａ、３７ｂに取り付け、該アーム３７ａと３７ｂとはシリンダ３８ａで距離を可変に接続し、さらに全体をシリンダ３８ｂによってインレットシート供給部３０と位置決め部５０とを始点及び終点として移動可能に構成されている。
【００３５】
上記構成において、アーム３７ａと３７ｂとの距離が最も近接した状態では、吸着したインレットシート１がＹ方向に一列に並び、最も離れた状態では、それぞれのアームに取り付け吸着ユニット３４がマガジン３３に対応する。よって、アーム３７ａ、３７ｂを最も離した状態で各吸着パッド３５によりインレットシート１を真空吸着し、該インレットシート１を位置決め部５０へ搬送する間に、該アーム３７ａ、３７ｂを近接させて、６個同時にステージ５１上にインレットシート１を載せることができる。
【００３６】
位置決めステージ５１上にインレットシート１を載せた後、アーム３７ａ、３７ｂは再び距離を離しながらインレットシート供給部３０に戻り、同様の工程で、トレイ３１をトレイ搬送部４０に搬送して排出する。
【００３７】
ここで、供給されるマガジン３３内において、インレットシート１とトレイ３１は交互に積層されているが、いずれか一方が抜けている場合などには、インレットシート１をトレイ搬送部４０に排出してしまったり、トレイ３１を位置決め部５０、さらにはコアシート１１上に搬送してしまうという不都合を生じてしまう。そのため、本実施形態では、吸着ユニット３４にＩＣチップ２を検知するセンサ３６を取り付けている。該センサ３６はＩＣチップ２を検知するため、インレットシート１は検知されるが、トレイ３１はＩＣチップ２の領域にＩＣチップ収納孔３２が貫通しているため、検知されず、インレットシート１とトレイ３１とを明確に判別検知することができる。そのため、センサ３６が検知した６個の吸着ユニット３４の吸着対象がそろっていない場合に搬送を停止するように装置の稼働条件を設定しておけば、トレイ３１の排出時にいずれかの吸着ユニット３４がインレットシート１を吸着していた場合、或いは、インレットシート１の搬送時にいずれかの吸着ユニット３４がトレイ３１を吸着していた場合には、速やかに搬送作業が停止され、不良品が発生する前に対応することができる。
【００３８】
インレットシート１を載せる位置決めステージ５１は、底面に向かって互いの距離が狭くなるように傾斜した相対する一対の側面５２ａ、５２ｂを有している。ステージ５１に載せられたインレットシート１は、該側面５２ａ、５２ｂの傾斜に沿って滑り込み、該側面５２ａ、５２ｂ間の距離とインレットシート１の幅が一致した箇所に保持されるが、この時、ＸＹ平面内におけるθ方向のずれが調整され、６個のインレットシート１は互いに平行な位置に配置する。
【００３９】
さらに、本実施形態の位置決めステージ５１はＸＹ方向に位置を調整することができ、該ステージ５１の位置調整により、インレットシート１のＸＹ方向の位置決めを行う。位置決めステージ５１の底部には、ステージ５１の下方よりインレットシート１のＩＣチップ２を検知しうる大きさを有する検知孔５３が形成されており、ステージ５１の下方に配置したカメラ５９により該検知孔５３を介してＩＣチップ２を検知し、画像処理等により位置を特定して所定の位置からのずれを検出して、該ＩＣチップ２が所定の位置に来るようにステージ５１のＸＹ方向を微調整する。
【００４０】
本実施形態では、１台の位置決めステージ５１上に２枚のインレットシート１を載せ、１台のカメラ５９により２枚のインレットシート１のＩＣチップ２の位置を順次検知する構成としている。
【００４１】
本実施形態において、インレットシート１を位置決め部５０から溶着部６０へ吸着搬送する吸着搬送手段は、インレットシート１を真空吸着する吸着パッド５５を２個備えた吸着ユニット５４をインレットシート毎に備え、各位置決めステージ５１上の一方のインレットシート１を吸着する吸着ユニット５４を３個一組として、一組をアーム５７ａに、他方の一組を５７ｂにそれぞれ取り付け、アーム単位で上下できるように構成されている。
【００４２】
上記構成により、アーム５７ａ、５７ｂの一方に取り付けられた吸着ユニット５４で吸着する側のインレットシート１について、各位置決めステージ５１の位置を調整して位置決めを行い、該インレットシート１を吸着ユニット５４の吸着パッド５５で真空吸着して持ち上げ、次いで、残ったインレットシート１の位置決めを行い、他方のアームに取り付けられた吸着ユニット５４の吸着パッド５５で当該残りのインレットシート１を真空吸着して持ち上げ、同時に６個のインレットシート１を溶着部６０へ吸着搬送する。
【００４３】
当該構成によれば、カメラ５９は位置決めステージ５１の台数分、インレットシート１の枚数の半分で済み、高価な画像処理機能を備えたカメラ５９の台数を減らして装置の価格を低減することができる。尚、当該工程をより短時間で行う場合には、位置決めステージ５１及びカメラ５９をインレットシート１の枚数分付設して、同時に６個のインレットシート１の位置決め行い、吸着搬送すれば良い。
【００４４】
（４）インレットシートの搬送及びＩＣチップ挿嵌工程
位置決めを行い、各吸着ユニット５４の吸着パッド５５で真空吸着した６個のインレットシート１をシリンダ５８により溶着部６０へ搬送する。溶着部６０では、吸着ユニット５４を下方に下げることによりインレットシート１のＩＣチップ２をコアシート１１のＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌してインレットシート１をコアシート１１に載置し、その位置でインレットシート１とコアシート１１との溶着を行う。
【００４５】
溶着部６０の拡大平面図を図１１に、正面図を図１２に、右側面図を図１３にそれぞれ示す。図中、２１はクランプ、６３は溶着部分、６４は溶着ユニット、６５は溶着部材、６７はアーム、６８はシリンダであり、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００４６】
本実施形態においては、溶着ステージ２０は図１の紙面上最も左側の位置でコアシート１１を載置した後、最も右側の位置まで移動させておく。この右側の位置で溶着部６０はコアシート１１の最も左側に位置するインレットシート列に対応し、この位置でインレットシート１の載置、溶着を行った後、インレットシート１の一列分、ステージ２０を左側に移動させ、順次列毎にインレットシート１の載置、溶着を繰り返す。
【００４７】
尚、溶着順序は上記の逆でも良く、その場合はステージ２０を右側へ順次移動させながら、コアシート１１の右側から左側へ列毎にインレットシート１の載置、溶着を繰り返せば良い。
【００４８】
図７、図８、図１０に示される吸着ユニット５４により吸着搬送されるインレットシート１は既にＩＣチップ２の位置で位置決めされており、一方、コアシート１１のＩＣチップ挿入孔１３も位置決めされた状態で溶着ステージ２０に載置されているため、吸着ユニット５４を溶着部６０まで移動させた状態でアーム５７ａ、５７ｂを下げると、インレットシート１のＩＣチップ２は速やかにＩＣチップ挿入孔１３に挿嵌される。
【００４９】
尚、溶着ステージ２０には、該ステージ２０の移動中の振動等によりステージ２０上でコアシート１１が位置ずれを生じないように、コアシート１１を押さえておくクランプ２１を設けておくことが望ましい。本実施形態で用いたクランプ２１は、不図示のアクチュエータ等によって図中の矢印方向に上部が開き、コアシート１１を溶着ステージ２０に載置する際及び該ステージ２０から排出する際にはコアシート１１の搬送を妨げないように構成されている。
【００５０】
装置の構成上、位置決めステージ５１のＸＹ方向の位置を微調整する方が、アーム５７ａ、５７ｂの位置をシリンダ５８により微調整するよりも高精度に行うことができる。また、位置決めステージ５１によりインレットシート１の位置決めを実施しておけば、アーム５７ａ、５７ｂは位置決め部５０を始点、溶着部６０を終点としてシリンダ５８を稼働させれば良いため、それぞれの位置でのアーム５７ａ、５７ｂに取り付けられた吸着ユニット５５の吸着パッド５４の位置ずれは実質影響がないレベルに抑えることができる。
【００５１】
よって、本実施形態の如く、位置決めステージ５１上で位置決めしたインレットシート１を溶着部６０に搬送した場合には、ＩＣチップ２とＩＣチップ挿入孔１３の位置合わせを短時間で正確に且つ高精度に実施することができる。
【００５２】
（５）インレットシートの溶着工程
図１４にインレットシート１とコアシート１１との溶着工程を示す。図中、６６はフィルム押さえ部材である。
【００５３】
本実施形態では、溶着部材６５の近傍にフィルム押さえ部材６６を付設している。図１４（ａ）は溶着前の状態を示す。次いで、溶着ユニット６４を下方に下げると（ｂ）、該溶着部材６５がインレットシート１に接触する前に、フィルム押さえ部材６６がインレットシート１を押さえる。これにより、インレットシート１の浮き上がりが防止され、該浮き上がりによるインレットシート１とコアシート１１との溶着不良を防止することができる。次いで、溶着部材６５がインレットシート１に接触し（ｃ）、該部材６５の先端で加熱することにより、インレットシート１とコアシート１１が溶着する。溶着終了後、溶着ユニット６４を上方に引き上げると（ｄ）、溶着部材６５、次いで、フィルム押さえ部材６６がインレットシート１から離れる。ここで、フィルム押さえ部材６６がインレットシート１を押さえた状態で溶着部材６５がインレットシート１から離れるため、溶着部材６５先端にインレットシート１が溶着してインレットシート１が溶着部材６５に引っ張られるなどの不都合が生じる恐れがない。
【００５４】
本実施形態においては、インレットシート１の四隅のドット状の溶着部分６３によりインレットシート１をコアシート１１に固定する形態を示したが、溶着部分の６３の形状、個数、大きさはこれに限定されず、ＩＣチップ２の位置やインレットシート１に形成されるアンテナ等配線回路のデザイン、さらには必要に応じて作り込まれる回路素子の位置等により適宜選択される。
【００５５】
（６）コアシートの排出工程
コアシート１１の全てのＩＣチップ挿入孔１３に対応してインレットシート１を溶着、固定した後、溶着ステージ１１を図１の左側の位置に戻し、不図示の吸着搬送手段を用いてコアシート排出部７０に吸着搬送する。
【００５６】
尚、上記実施形態においてインレットシート１やコアシート１１の搬送に用いた吸着パッド１８、３５、５５の位置や個数については、特に限定されず、インレットシート１のＩＣチップ２の位置やインレットシート１に形成されるアンテナ等配線回路のデザイン、さらには必要に応じて作り込まれる回路素子の位置、インレットシート１の重量等により適宜変更が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インレットシートとコアシートとをそれぞれ別の場所で位置合わせした後、溶着部に搬送して溶着操作を行うため、それぞれの位置合わせ操作と溶着操作が同時並行で実施され、貼合工程にかかる時間を大幅に短縮することができる。さらに、位置合わせに際しては、位置決めピンやＩＣチップを検知するセンサ、カメラを利用することにより、コアシートやインレットシートに位置合わせに必要なアライメントマークを形成する必要がなく、自動で正確且つ高精度な位置合わせを再現性良く行うことができる。よって、本発明によれば、インレットシートとコアシートとの貼合工程を、高歩留まりで且つ高速に行うことができ、ＩＣカードの大量生産、コストダウンへの対応を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貼合装置の一実施形態の平面概略図である。
【図２】ＩＣカードの主要構成部材であるインレットシートと、該インレットシートを組み込んだＩＣカードの形状を模式的に示す図である。
【図３】図１のコアシート供給部のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明にかかる、コアシートの搬送時の該コアシートと吸着搬送手段との位置関係を示す平面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】図１のインレットシート供給部、トレイ搬送部、位置決め部の拡大平面図である。
【図８】図１のインレットシート供給部、トレイ搬送部、位置決め部の拡大正面図である。
【図９】図７のインレットシート供給部の右側面図である。
【図１０】図７の位置決め部の右側面図である。
【図１１】図１の溶着部の拡大平面図である。
【図１２】図１１の溶着部の正面図である。
【図１３】図１１の溶着部の右側面図である。
【図１４】本発明にかかる、インレットシートとコアシートとの溶着工程図である。
【符号の説明】
１ インレットシート
２ ＩＣチップ
３ 保護層
４ａ、４ｂ コアシート
５ 印刷シート
６ オーバーレイフィルム
１０ コアシート供給部
１１ コアシート
１２ 位置決めピン
１３ ＩＣチップ挿入孔
１４ 供給ステージ
１５ ２枚取り防止部材
１６ａ、１６ｂ アーム
１７ コアシート押さえ部材
１８ 吸着パッド
２０ 溶着ステージ
２１ クランプ
３０ インレットシート供給部
３１ トレイ
３２ ＩＣチップ収納孔
３３ マガジン
３４ 吸着ユニット
３５ 吸着パッド
３６ センサ
３７ａ、３７ｂ アーム
３８ａ、３８ｂ シリンダ
４０ トレイ搬送部
５０ 位置決め部
５１ 位置決めステージ
５２ａ、５２ｂ 側面
５３ ＩＣチップ検知孔
５４ 吸着ユニット
５５ 吸着パッド
５７ａ、５７ｂ アーム
５８ シリンダ
５９ カメラ
６０ 溶着部
６３ 溶着部分
６４ 溶着ユニット
６５ 溶着部材
６６ フィルム押さえ部材
６７ アーム
６８ シリンダ
７０ コアシート排出部
Claims (8)
- 配線回路が形成されたフィルム基板上に少なくともＩＣチップを実装してなる複数個のインレットシートを、該ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を有するコアシートに溶着により貼合するインレットシート貼合方法であって、
コアシートの位置決めを行う工程と、
位置決めされたコアシートを溶着操作を行う領域に搬送する工程と、
インレットシートの位置決めを行う工程と、
位置決めされたインレットシートを溶着操作を行う領域に搬送し、各インレットシートのＩＣチップをコアシートの対応するＩＣチップ挿入孔に挿嵌する工程と、
各インレットシートにつき複数箇所において溶着により該インレットシートをコアシートに固定する工程と、
インレットシートを固定したコアシートを溶着操作を行う領域より排出させる工程と、
を少なくとも有することを特徴とするインレットシート貼合方法。 - 配線回路が形成されたフィルム基板上に少なくともＩＣチップを実装してなる複数個のインレットシートを、上記ＩＣチップに対応するＩＣチップ挿入孔を有するコアシートに溶着により貼合するインレットシート貼合装置であって、
コアシートの位置決めを行う手段を備えたコアシート供給部と、
コアシート供給部のコアシートを下記溶着ステージ上まで吸着搬送する手段と、
コアシートを載置して、該コアシート内の所定の領域が溶着部に位置するように、該コアシートを搬送する溶着ステージと、
複数個のインレットシートを供給するインレットシート供給部と、
インレットシート供給部よりインレットシートを下記位置決め部まで吸着搬送する手段と、
インレットシートの位置決めを行う位置決め部と、
位置決め部のインレットシートをコアシートの対応する領域に吸着搬送し、ＩＣチップを対応するＩＣチップ挿入孔に挿嵌させてインレットシートをコアシート上に載せる手段と、
各インレットシートにつき複数箇所において溶着により該インレットシートをコアシートに固定する手段を備えた溶着部と、
インレットシートを固定したコアシートを溶着ステージ上より吸着搬送して排出させる手段と、
を少なくとも有することを特徴とするインレットシート貼合装置。 - 上記コアシート供給部が、コアシートの位置決めを行う手段として、ＩＣチップ挿入孔に貫通させる位置決めピンを少なくとも２本有する請求項２に記載のインレットシート貼合装置。
- コアシートをコアシート供給部から溶着ステージ上へ吸着搬送する手段が、該コアシート吸着時にＩＣチップ挿入溝を貫通する位置決めピンの周縁部に位置するコアシート押さえ部材と、コアシートを吸着して保持する吸着パッドとを有するアームを備えた請求項２または３に記載のインレットシート貼合装置。
- 上記インレットシート供給部が、ＩＣチップ収納孔を有するトレイとインレットシートとが交互に収納されてなるマガジンを備え、
当該インレットシート貼合装置が、上記インレットシート供給部近傍にトレイ搬送部を備え、
上記インレットシートをインレットシート供給部から位置決め部まで吸着搬送する手段が、インレットシートを位置決め部まで及びトレイをトレイ搬送部まで吸着搬送する吸着パッドを有する吸着ユニットを備えた請求項２〜４のいずれかに記載のインレットシート貼合装置。 - 上記吸着ユニットが、インレットシートとトレイとを判別検知するセンサを備えた請求項５に記載のインレットシート貼合装置。
- 上記位置決め部が、コアシート表面に平行な方向に移動可能で底部にＩＣチップ検知孔を有し、底部に向かって互いの距離が狭くなるように傾斜する相対する一対の側面を有する位置決めステージと、該ステージに載置されたインレットシートのＩＣチップを上記ＩＣチップ検知孔を介して検知するカメラとを有する請求項２〜６のいずれかに記載のインレットシート貼合装置。
- 上記溶着部が、コアシートとインレットシートとを加熱溶着させる溶着部材と、該溶着部材近傍に該溶着部材がインレットシートに接する前にインレットシートを押さえる手段とを備えた請求項２〜７のいずれかに記載のインレットシート貼合装置。
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