JP5019590B2 - インレットの製造方法、インレット、ｉｃカードの製造方法、及びｉｃカード - Google Patents

Description

本発明は、外部と非接触方式でデータ通信を行うインレットの製造方法、インレット、ＩＣカードの製造方法及びＩＣカードに関する。

非接触式のＩＣカードは、例えば、図７に示すような方法で製造される。

即ち、図７（ａ）に示すように、まず、基板１０２上に異方性導電ペースト（以下、ＡＣＰという）１０３を塗布してからＬＳＩ１０４を配置したのち、この基板１０２を加熱ステージ１０１上に載置する。この載置後、加熱ヘッド１０５によってＬＳＩ１０４を加圧加熱する。この加熱後、ＡＣＰ１０３は硬化するが、この硬化後のＡＣＰ１０３は図７（ｂ）に示すように、その外周部（すその）１０３ａが加熱ステージ１０１に沿って水平に広がった形状となる。この状態から図７（ｃ）に示すように、基板１０２の上下にコアシート１０７，１０８、さらに表面及び裏面のシート１１０，１１１をそれぞれ重ね合わせる。上下のコアシート１０７，１０８にはＬＳＩ実装部を収納する貫通穴１０７ａ，１０８ａが穿設され、この貫通穴１０７ａ，１０８ａの容積はＬＳＩ実装部の体積よりも若干大きくなっている。

基板１０２に重ね合わされたコアシート１０７，１０８、さらに表面及び裏面のシート１１０，１１１は、上下から加熱プレス（図示しない）によって加圧加熱されることにより、図７（ｃ）に示すように一体化されてカード化される。このカード化時には、ＬＳＩ実装部と貫通穴１０７ａ，１０８ａとの隙間には熱で柔らかくなったコアシート０７，１０８が流れ込んで埋め込まれる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２７６０６７号公報

しかしながら、従来においては、加熱ステージ１０１の載置面１０１ａが平坦に形成され、この平坦な載置面１０１ａ上に基板１０２を載置してＬＳＩ１０４を加圧加熱するため、ＬＳＩ１０４は基板１０２から大きく突出した状態で実装されることになる。このため、基板１０２にコアシート１０７，１０８、さらに表面及び裏面のシート１１０，１１１を重ね合わせてカード化すると、基板１０２はカードの中間層に位置してＬＳＩ１０４を実装する部分は裏面シート１１１に近い位置に移動する。このようにＬＳＩ実装部が移動すると、ＬＳＩ実装部周辺の変形による応力がＡＣＰ外周部１０３ａに発生し、ＡＣＰ外周部１０３ａにクラック１０３ｂが発生してしまうことがある。このクラック１０３ｂによりＬＳＩ１０４と基板１０２との密着性が低下し、機能不良になるという虞があった。

なお、ＬＳＩ実装部と貫通穴１０７ａ，１０８ａとの間のクリアランスを広げればＡＣＰ１０３の外周部１０３ａにクラック１０３ｂは発生しないが、カード表面の平坦性が悪くなるという問題があった。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、カード化時にＬＳＩ実装部の外周部に応力を発生させない基板形状とし、ＬＳＩ実装部の外周部のクラックの発生を防止できるようにしたインレットの製造方法、インレット、ＩＣカードの製造方法、及びＩＣカードを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載のものは、一面側にＬＳＩを載置した基板をその他面側から凹部を有するステージ載置面上に載置する載置工程と、前記ＬＳＩが前記ステージ載置面の凹部上に位置するように前記基板を位置決めする位置決め工程と、前記位置決めされたＬＳＩを前記ステージ載置面の凹部に向かって移動させることにより、前記基板を前記凹部に沿って変形させたのち、前記凹部内で硬化材を硬化させて前記ＬＳＩを固定する固定工程とを具備し、前記基板の凹部は、前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致するような深さを有する。

請求項５記載のものは、一部が凹状に変形された基板と、この基板の凹状に変形された部分内に設けられるＬＳＩと、このＬＳＩを前記基板に固定する硬化材とを具備し、前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致する。

請求項７記載のものは、一面側にＬＳＩを載置した基板をその他面側から凹部を有するステージ載置面上に載置する載置工程と、前記ＬＳＩが前記ステージ載置面の凹部上に位置するように前記基板を位置決めする位置決め工程と、前記位置決めされたＬＳＩを前記ステージ載置面の凹部に向かって移動させることにより、前記基板を前記凹部に沿って変形させたのち、前記凹部内で硬化材を硬化させて固定する固定工程と、前記基板のＬＳＩ固定部に貫通穴を対向させる状態で前記基板の両面にコアシートをそれぞれ重ね合わせ、さらにこれらコアシートに外装シートを重ね合わせて加圧加熱してカード化するカード化工程とを具備し、前記基板の凹部は、前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致するような深さを有する。

請求項８記載のものは、一部が凹状に変形された基板と、この基板の凹状に変形された部分内に設けられたＬＳＩと、このＬＳＩを前記基板に固定する硬化材とを有して構成されるインレットと、このインレットの両面側に層状に重ね合わされて一体化されてカード基材を構成するコアシート及び外装シートとを具備し、前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致する。

本発明によれば、ＬＳＩ実装部の外周部のクラックの発生を防止でき、ＬＳＩと基板の密着性を良好に維持できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態である非接触式のＩＣカード（以下、無線カードという）の等価回路で、図２は無線カードの透視図、図３はその断面図である。

無線カード１は、カード内蔵アンテナ２とＬＳＩ３とコンデンサ４で共振回路を形成し、カード外部から供給される電波を電力に変換してＬＳＩ３を動作させ、残りの電力でレスポンスを返して非接触でデータ通信を行なうものである。

カード内蔵アンテナ２とＬＳＩ３とコンデンサ４は基板５上に配置されている。この基板５は、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴ）製の基材を有し、容易に変形できるようになっている。この基材の表面には厚さ３０μｍのアルミニューム箔によってアンテナ２が形成され、所定の位置にＬＳＩ３が実装されている。ＬＳＩ３は、ＡＣＰ６を使用したフリップチップ方式で実装されている。基板５の上下にはコアシート７，８、さらに、外装シートとしての表面及び裏面のシート９，１０が重ね合わされて積層されてカード化されている。

次に、無線カード１の製造方法について説明する。

この無線カード１は、インレットを製造してからカード化されて製造される。

まず、インレットの製造方法について説明する。

図４（ａ）に示すように、まず、基板５の所定の位置にＡＣＰ（硬化材）６を適量塗布し、このＡＣＰ６上にＬＳＩ３を配置する。この配置後、載置面１３ａに凹部１２を有する加熱ステージ１３上に基板５を載置する（載置工程）。この載置後、ＬＳＩ３が凹部１２上に位置するように位置決め（位置決め工程）する。この位置決め後、図４（ｂ）に示すように、ＬＳＩ３を加熱ヘッド１４により加圧加熱することにより、加熱ステージ１３の凹部１２に向かって移動させ、基板５を加熱ステージ１３の凹部１２の内面に沿って凹状に変形させる。このとき、ＡＣＰ６が加熱硬化されてＬＳＩ３が基板５に固定されて実装され（固定工程）、インレット１６の製造が完了する。なお、この製造時における加熱ヘッド１４の温度は２００℃、加熱ステージ１３の加熱温度は１００℃、加熱時間は１５秒とされている。

また、このインレット１６の製造時において、基板５は加熱ステージ１３の凹部１２の内面に沿って凹状に変形するが、図４（ｃ）に示すように、加熱ステージ１３の凹部１２の深さは、ＬＳＩ３の厚さ方向の中心と基板５の中心とがほぼ一致するような深さとされている。この実施の形態では、凹部１２の深さは２００μｍとされている。さらに、ＬＳＩ３の厚さ方向の中心とＡＣＰ外周部６ａの高さが一致することが望ましい。

上記したように製造されたインレット１６は、以下のようにしてカード化される。

まず、図５（ａ）に示すように、インレット１６の上下に厚さ２５０μｍのＰＥＴ−Ｇのコアシート１７，１８を重ね合わせる。コアシート１７，１８のＬＳＩ実装部１９に対応する部位には貫通穴１７ａ，１８ａが設けられている。コアシート１７，１８を重ね合わせたのち、さらにその外側に厚さ１２５μｍのＰＥＴシートによって構成される表面シート２０、裏面シート２１を重ね合わせる。この積層後、図示しない加熱装置により真空加熱することにより図５（ｂ）に示すように各層を一体化してカード化し無線カードの製造を終える。

上記したカード化後においては、カード１の厚方向の中心とＬＳＩ実装部１９の厚さ方向の中心とが一致するが、すでにＬＳＩ実装部１９はカード中心層の基板５と同じ高さにあるため、ＬＳＩ実装部１９は移動しない。従って、基板５が変形することがなく、ＡＣＰ外周部６ａに応力が発生しない。これにより、ＡＣＰ外周部６ａにクラックや剥がれが発生することがなく、ＬＳＩ３と基板５の密着性を良好に維持できる。

図６は、本発明の第２の実施の形態であるインレットの製造方法を示すものである。

なお、上記した実施の形態で説明した部分と同一部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

この実施の形態では、ＬＳＩ３と基板とをアルミニュームのワイヤ２２を介して接続するワイヤーボンド方式が採用されている。

まず、最初に図６（ａ）に示すように、基板５上にＬＳＩ３を接着剤（図示せず）で固定し、アンテナとＬＳＩ３とをアルミニュームワイヤ２２を介して接続する。つぎに、加熱ステージ１３上に基板５を載置する（載置工程）。この載置後、凹部１２上にＬＳＩ３が位置するように、基板５を位置決めする（位置決め工程）。この位置決め後、図示しない吸引装置によって加熱ステージ１３の吸引孔１３ｂからエアーを吸引することにより、図６（ｂ）に示すようにＬＳＩ３を加熱ステージ１３の凹部１２に向かって移動させて基板５を凹部１２の内面に沿って変形させる。こののち、噴射ノズル２３から紫外線硬化型の封止樹脂（硬化材）２４をＬＳＩ３に向かって噴射して塗布し、この塗布した封止樹脂２４に紫外線を照射して硬化させることにより（固定工程）図６（ｃ）に示すようにＬＳＩ３を封止しインレット２５の製造を終える。なお、封止樹脂としては、熱硬化型のものであっても良い。

この実施の形態においても、基板５は凹状に変形し、ＬＳＩ３の厚さ方向の中心と基板５の厚さ方向の中心とがほぼ一致させる。また、ＬＳＩ３の厚さ方向の中心とＡＣＰ外周部６ａの高さ位置も一致させる。

このようにインレット２５を製造したのち、インレット２５の上下に厚さ２５０μｍのＰＥＴ−Ｇのコアシート１７，１８を重ね合わせ、さらにその外側に厚さ１２５μｍのＰＥＴシートによって構成される表面シート２０、裏面シート２１を重ね合わせたのち、加熱装置により真空加熱してカード化する。

この実施の形態においても、上記した第１の実施の形態と同様に、ＬＳＩ実装部の移動による基板５の変形がなく、封止樹脂２４の外周部２４ａに応力が発生しない。従って、封止樹脂２４の外周部２４ａにクラックや剥がれが発生することがなく、ＬＳＩ３と基板５の密着性を良好に維持できる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の一実施の形態で無線カードの等価回路図。 図１の無線カードを示す平面図。 図２の無線カードをＡ−ＡＡ線に沿って示す側断面図。 図２の無線カードのインレトを製造する方法を示す図。 図４のインレットを用いて無線カードを製造する方法を示す図。 本発明の第２の実施の形態であるインレトの製造方法を示す図。 従来の無線カードの製造方法を示す図。

符号の説明

３…ＬＳＩ、６…異方性導電性ペースト（硬化材）、１２…凹部、１３ａ…ステージ載置面、１７ａ、１８ａ…貫通穴、１７，１８…コアシート、２０…表面シート（外装シート）、２１…裏面シート（外装シート）、２４…封止樹脂（硬化材）。

Claims (8)

1. 一面側にＬＳＩを載置した基板をその他面側から凹部を有するステージ載置面上に載置する載置工程と、
   前記ＬＳＩが前記ステージ載置面の凹部上に位置するように前記基板を位置決めする位置決め工程と、
   前記位置決めされたＬＳＩを前記ステージ載置面の凹部に向かって移動させることにより、前記基板を前記凹部に沿って変形させたのち、前記凹部内で硬化材を硬化させて前記ＬＳＩを固定する固定工程とを具備し、
   前記基板の凹部は、前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致するような深さを有するインレットの製造方法。
2. 前記基板の厚さ方向の中心と前記硬化材の外周部の位置とがほぼ一致する請求項１記載のインレットの製造方法。
3. 前記硬化材は、前記ＬＳＩを前記基板に接着する熱硬化型の接着剤である請求項１または２記載のインレットの製造方法。
4. 前記硬化材は、前記ＬＳＩを前記ステージ載置面の凹部内に封止する熱硬化型、或いは紫外線硬化型の封止材である請求項１または２記載のインレットの製造方法。
5. 一部が凹状に変形された基板と、
   この基板の凹状に変形された部分内に設けられるＬＳＩと、
   このＬＳＩを前記基板に固定する硬化材とを具備し、
   前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致するインレット。
6. 前記基板の厚さ方向の中心と前記硬化材の外周部の位置とがほぼ一致する請求項５記載のインレット。
7. 一面側にＬＳＩを載置した基板をその他面側から凹部を有するステージ載置面上に載置する載置工程と、
   前記ＬＳＩが前記ステージ載置面の凹部上に位置するように前記基板を位置決めする位置決め工程と、
   前記位置決めされたＬＳＩを前記ステージ載置面の凹部に向かって移動させることにより、前記基板を前記凹部に沿って変形させたのち、前記凹部内で硬化材を硬化させて固定する固定工程と、
   前記基板のＬＳＩ固定部に貫通穴を対向させる状態で前記基板の両面にコアシートをそれぞれ重ね合わせ、さらにこれらコアシートに外装シートを重ね合わせて加圧加熱してカード化するカード化工程とを具備し、
   前記基板の凹部は、前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致するような深さを有するＩＣカードの製造方法。
8. 一部が凹状に変形された基板と、この基板の凹状に変形された部分内に設けられたＬＳＩと、このＬＳＩを前記基板に固定する硬化材とを有して構成されるインレットと、
   このインレットの両面側に層状に重ね合わされて一体化されてカード基材を構成するコアシート及び外装シートとを具備し、
   前記基板の厚さ方向の中心と前記ＬＳＩの厚さ方向の中心とがほぼ一致するＩＣカード。

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