JP4692718B2

JP4692718B2 - Ｉｃチップ実装体の製造装置

Info

Publication number: JP4692718B2
Application number: JP2004354069A
Authority: JP
Inventors: 太一井上; 将司森田
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006163790A

Description

本発明は、ＩＣチップ実装体の製造装置に関するものである。

最近、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：電波方式認識）カードと称されるＩＣチップ実装体が登場している。これは、内部にメモリと小型のアンテナとを有しており、リーダアンテナと非接触で情報の伝達を行うことによって、メモリに必要な情報を記録し、必要に応じてリーダライタなどの通信機器で情報の記録、書き換え、読み出しを短時間で行えるものである。

このＲＦＩＤカードのようなＩＣチップ実装体の製造装置として、例えば、一面に粘着性を有するベースシートをコンベアによって搬送し、この粘着面にアンテナ回路及びＩＣチップが形成された回路シートを貼り合わせ、さらに一面に粘着性を有するカバーシートを貼り合わせることによってＩＣチップ実装体を製造するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、一面に接着剤が塗布されたベースシートをコンベアによって搬送し、この粘着面に上述と同様の回路シートを貼り合わせ、さらに接着剤を介してカバーシートを貼り合わせることによってＩＣチップ実装体を製造するものや、一面にアンテナ回路が形成されたフィルム基板をコンベアによって搬送し、このアンテナ回路と接続するようにＩＣチップを搭載することによってＩＣチップ実装体を製造するものなども提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

また、ＩＣチップをアンテナ回路が形成されたフィルム基板に接着するためには、一般的に加熱及び加圧が必要な異方導電性接着剤が用いられている。
特開２００３−６５９６号公報（図１）特開２００３−５８８４８号公報（図１）特開２００３−１６８０９９号公報（図１）

しかしながら、上記従来のＩＣチップ実装体の製造装置では、以下の問題が残されている。すなわち、従来のＩＣチップ実装体の製造装置では、フィルム基板上にＩＣチップを搭載する際に、ベースシートまたはフィルム基板を一時的に止めてから回路シートまたはＩＣチップを貼り合わせている。したがって、ＩＣチップ実装体の製造速度を上げるのが困難である。また、ベースシートまたはフィルム基板を連続的に搬送しながら回路シートまたはＩＣチップを貼り合わせる場合において、ベースシートまたはフィルム基板と回路シートまたはＩＣチップとを異方導電性接着剤などで熱圧着させるためには、相当時間が必要であるため、加熱加圧の機構が非常に長くなり、大きなスペースが必要となる。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ＩＣチップ実装体を高速で製造することができると共に加熱加圧の機構による専有スペースを削減したＩＣチップ実装体の製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のＩＣチップ実装体の製造方法は、フィルム基板を搬送する搬送部と、前記フィルム基板上にＩＣチップを搭載するＩＣチップ搭載部と、前記ＩＣチップ及び前記フィルム基板を熱圧着する熱圧着部とを備え、前記熱圧着部が、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を搬送する搬送経路上で、前記搬送経路上の前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を停止させることなく加圧する加圧手段と、前記搬送経路上の前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を停止させることなく加熱する加熱手段とを有し、前記加圧手段が、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板の上下両面に配置されて、一対の加圧テープによって構成され、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を挟持することで該ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を加圧し、前記搬送経路に、高圧エアが吐出する吐出孔が形成され、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板及び前記一対の加圧テープを前記高圧エアで浮上させながら搬送することを特徴とする。

この発明にかかるＩＣチップ実装体の製造装置では、熱圧着部の周面に搬送経路を形成し、この搬送経路に沿ってＩＣチップが搭載されたフィルム基板を搬送しながら加圧手段で加圧すると共に、加熱手段で加熱して熱圧着を行うことで、熱圧着のために必要なスペースを低減できる。また、一対の加圧テープでＩＣチップが搭載されたフィルム基板を挟持し、加圧しながら搬送経路上を搬送することで、ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を熱圧着する。そして、高圧エアでフィルム基板及び一対の加圧テープを浮上させることで、搬送する際の摩擦係数を低減する。

また、本発明のＩＣチップ実装体の製造装置は、前記搬送経路が、前記熱圧着部の周面または螺旋状に設けられていることが好ましい。
この発明にかかるＩＣチップ実装体の製造装置では、搬送経路を螺旋状に巻回するように形成することで、熱圧着部の周面により長く搬送経路が設けられる。したがって、熱圧着のために必要なるスペースをより低減できる。

また、本発明のＩＣチップ実装体の製造装置は、前記加熱手段が、前記吐出孔から高温高圧エアを吐出して前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を加熱することが好ましい。
この発明にかかるＩＣチップ実装体の製造装置では、吐出孔から高温高圧エアを吐出してフィルム基板を加熱すると共に、一対の加圧テープで挟持することで加圧する。

本発明のＩＣチップ実装体の製造装置によれば、アンテナ回路が形成されたフィルム基板上にＩＣチップを搭載し、熱圧着するときに、フィルム基板を一時的に停止することなくＩＣチップを搭載し、熱圧着できるので、ＩＣチップ実装体の製造効率が向上する。したがって、ＩＣチップ実装体のコストダウンが図れる。また、筒状の熱圧着部本体の周面に搬送経路を形成し、この搬送経路に沿ってＩＣチップが搭載されたフィルム基板を搬送しながら熱圧着を行うことで、熱圧着のために必要なスペースを低減できる。

以下、本発明にかかるＩＣチップ実装体の製造装置の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
本実施形態によるＩＣチップ実装体の製造装置１は、ＩＣチップ実装体として例えばＩＤタグ２を製造する製造装置である。

このＩＤタグ２は、図１に示すように、所定位置にアンテナ回路３ａが形成されたフィルム基板３と、このアンテナ回路３ａ上の所定位置に搭載されるＩＣチップ４と、カバーシート５とによって構成されている。
アンテナ回路３ａは、フィルム基板３上に予め印刷技術やエッチングによって形成されており、図２に示すように、フィルム基板３上に等間隔で連続的に形成されている。
ＩＣチップ４は、裏面４ａにアンテナ回路３ａに接続するための例えば銅または金で形成されたバンプ４ｂが設けられており、例えば導電性ペーストで形成された接着剤６を介してアンテナ回路３ａと接続される。
カバーシート５は、一面が接着性を有しており、フィルム基板３及びＩＣチップ４を覆うように配されている。

このＩＣチップ実装体の製造装置１は、図３に示すように、フィルム基板３を収容するフィルム基板収容部１１と、フィルム基板３の所定位置にＩＣチップ４を搭載するＩＣチップ搭載部１２と、ＩＣチップ４とフィルム基板３とを熱圧着する熱圧着部１３と、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３を巻き取る製品巻取り部１４と、これらを制御する制御部１５とで構成されている。

フィルム基板収容部１１は、図２に示すフィルム基板３のロール１６を収容すると共にフィルム基板３が一定速度かつ一定張力になるように制御部１５により制御されている。また、このフィルム基板収容部１１から送り出されたフィルム基板３が、ＩＣチップ搭載部１２に向かって連続搬送されるように構成されている。

ＩＣチップ搭載部１２は、ＩＣチップ４を搬送されたフィルム基板３のアンテナ回路３ａ上にＩＣチップ４を搭載し、熱圧着部１３に搬送するように構成されている。

熱圧着部１３は、図４から図６に示すように、周面にＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３を搬送する搬送経路が設けられた熱圧着部本体２１と、搬送経路上のＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３を搬送しながら加熱する高温送風機構（加熱手段）２２と、搬送経路上のＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３を搬送しながら加圧する加圧手段２３と、を備えている。

熱圧着部本体２１は、ほぼ円筒形状を有しており、その周面にＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３を搬送する搬送経路が螺旋状に巻回するように設けられている。また、熱圧着部本体２１には、この搬送経路に沿って高温送風機構２２からの高温圧縮空気を噴射する噴射孔（吐出孔）２１ａが形成されており、搬送経路上を搬送されるフィルム基板３を熱圧着部本体２１の周面から浮上させると共に加熱する。さらに、熱圧着部本体２１には、熱圧着部本体２１の周方向の等間隔で導電性を有する板状の通電バー（通電手段）２４が、熱圧着部本体２１の周面に対して間隙を介して配置されている。

加圧手段２３は、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３の両面にそれぞれ配置される磁石付テープ（加圧テープ）２５及び磁性体テープ（加圧テープ）２６によって構成されている。
磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６は、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３が熱圧着部本体２１に搬送される前に図３に示す配置ローラ２７によってフィルム基板３の上下両面にそれぞれ配置され、フィルム基板３が熱圧着部本体２１から搬出された後で図３に示す離間ローラ２８によってフィルム基板３から分離するように構成されている。また、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６は、熱圧着部本体２１の搬入側と搬出側とがそれぞれ接続されており、エンドレスベルトとなっている。

磁石付テープ２５は、その一面に永久磁石が配置されており、磁性体テープ２６との間で磁気吸引力が発生するように構成されている。そして、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３の上下両面に配置された磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６は、その磁気吸引力によってフィルム基板３を挟持してＩＣチップ４及びフィルム基板３を加圧する。また、上述した通電バー２４に図６に示す矢印Ａ１方向に直流電流を流すことで、磁石付テープ２５に対してローレンツ力が働き、フィルム基板３、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６がこのローレンツ力によって熱圧着部本体２１の周面に沿って図５に示す矢印Ａ２方向に搬送されることとなる。ここで、高温圧縮空気によってフィルム基板３、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６が浮上しているので、平滑に搬送される。
なお、通電バー２４を流れる直流電流の大きさは、フィルム基板３、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６がローレンツ力によって熱圧着部本体２１の周面に沿って搬送される搬送速度が、フィルム基板３の搬送速度と同期して等速であるように制御されている。また、上述した熱圧着部本体２１と通電バー２４との間隙は、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３の両面に磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６を配置した厚さよりも十分広いものとなっている。また、図６に示すように、磁石付テープ２５とフィルム基板３との間に、磁気吸引力によるか圧力を調節するために、スペーサ２９を介在させてもよい。

製品巻取り部１４は、製造されたＩＤタグ２を巻き取ってロール３１として収容するように構成されている。
制御部１５は、高温送風機構２２の送風量や温度の制御を行う高温圧縮空気制御部４１と、通電バー２４を流れる電流量を制御する電流制御部４２とを備えている。

次に、ＩＤタグの製造方法について図７を用いて説明する。
まず、製品巻取り部１４は、フィルム基板３をフィルム基板収容部１１から一定の速度でチップ搭載部１３に搬送する（ステップＳＴ１）。
そして、チップ搭載部１３が、アンテナ回路３ａの所定位置にＩＣチップ４を搭載する（ステップＳＴ２）。
その後、熱圧着部１３が、ＩＣチップ４とフィルム基板３とを熱圧着する（ステップＳＴ３）。
最後に、製品巻取り部１４が、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３を巻き取る（ステップＳＴ４）。

ここで、熱圧着部１３によるＩＣチップ４とフィルム基板３との熱圧着方法について図８を用いて詳細に説明する。
まず、ＩＣチップ４が搭載されたフィルム基板３の上下両面に、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６をそれぞれ配置する。ＩＣチップ４とフィルム基板３とは、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６の磁気吸引力によって加圧される（ステップＳＴ１１）。

熱圧着部本体２１に搬送されたフィルム基板３は、噴射孔２１ａから噴射される高温圧縮空気によって加熱されながら、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６の磁気吸引力によって加圧される（ステップＳＴ１２）。ここで、通電バー２４には直流電流が流れているため、磁石付テープ２５と直流電流とによってローレンツ力が発生し、フィルム基板３は磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６によって挟持された状態を保ちながら熱圧着部本体２１の搬送経路に沿って搬送される。なお、噴射孔２１ａから噴射される高温圧縮空気によってフィルム基板３と磁石付テープ２５と磁性体テープ２６とが熱圧着部本体２１の表面に対して浮上しているため、ローレンツ力による搬送が平滑に行われる。

熱圧着部本体２１から搬出されたフィルム基板３から、磁石付テープ２５及び磁性体テープ２６をそれぞれ分離する（ステップＳＴ１３）。以上のようにしてフィルム基板３とＩＣチップ４とを熱圧着する。

このように構成されたＩＣチップ実装体の製造装置によれば、フィルム基板３を一時的に停止させることなく熱圧着が行えるので、ＩＤタグ２の製造効率が向上する。
また、熱圧着部本体２１の周面に螺旋状の搬送経路を形成することで、ＩＣチップ４とフィルム基板３とを熱圧着させるために必要な専有スペースを削減することができる。
また、通電バー２４を流れる直流電流の大きさを制御することで安定したフィルム基板３の搬送が行われる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施形態では、ＩＤタグの製造装置であったが、ＩＣチップを実装したカードであってもよい。
また、フィルム基板には予めアンテナ回路が形成されていたが、アンテナ回路を製作する装置を接着剤印刷装置の前に配置することで、アンテナ回路が形成されていないフィルム基板を供給するような装置であってもよい。
また、カバーフィルムがアンテナ回路及びＩＣチップを挟むように覆うような構造にしてもよい。
また、フィルム基板のローラ２１は、回転自在にしてもよい。
また、熱圧着部本体２１は、モータによってフィルム基板を搬送してもよく、搬送経路として溝が形成されてもよい。

本発明にかかる第１の実施形態におけるＩＤタグを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図１のフィルム基板を示す平面図である。本発明にかかる一実施形態におけるＩＣチップ実装体の製造装置を示す概略側面図である。図３の熱圧着部を示す正面図である。図３の熱圧着部を示す底面図である。図５の熱圧着部本体の部分拡大断面図である。本発明にかかる第１の実施形態におけるＩＤタグの製造手順を示すフローチャートである。図７の熱圧着手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＩＣチップ実装体の製造装置
２ＩＤタグ（ＩＣチップ実装体）
３フィルム基板
４ＩＣチップ
１１フィルム基板収容部（搬送部）
１２ＩＣチップ搭載部
１３熱圧着部
１４製品巻取り部（搬送部）
２１熱圧着部本体
２１ａ噴射孔（吐出孔）
２２高温送風機構（加熱手段）
２３加圧手段
２４通電バー（通電手段）
２５磁石付テープ（加圧テープ）
２６磁性体テープ（加圧テープ）

Claims

フィルム基板を搬送する搬送部と、
前記フィルム基板上にＩＣチップを搭載するＩＣチップ搭載部と、
前記ＩＣチップ及び前記フィルム基板を熱圧着する熱圧着部とを備え、
前記熱圧着部が、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を搬送する搬送経路上で、前記搬送経路上の前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を停止させることなく加圧する加圧手段と、前記搬送経路上の前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を停止させることなく加熱する加熱手段とを有し、
前記加圧手段が、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板の上下両面に配置されて、一対の加圧テープによって構成され、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を挟持することで該ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を加圧し、
前記搬送経路に、高圧エアが吐出する吐出孔が形成され、前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板及び前記一対の加圧テープを前記高圧エアで浮上させながら搬送することを特徴とするＩＣチップ実装体の製造装置。
前記搬送経路が、前記熱圧着部の周面または螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ実装体の製造装置。
前記加熱手段が、前記吐出孔から高温高圧エアを吐出して前記ＩＣチップが搭載されたフィルム基板を加熱することを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣチップ実装体の製造装置。