JPH11111893A - Ｉｃチップ封止用の封止枠の製造法及び封止枠 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣカード製造用の封止枠であって、高強
度、高剛性の封止枠の製造法及び封止枠を提供するこ
と。 【解決手段】 封止枠の製造法は、強化繊維と樹脂とを
含む成形材料１３を芯型１１の上に位置させて前記樹脂
を硬化させて筒状の成形品１ａとし、該筒状の成形品を
切断する方法である。筒状の成形品１ａの切断はワイヤ
３７を用いて行うことが好ましい。本発明により、強化
繊維７の切断面が開口５に露出しない封止枠、強化繊維
７が封止枠の角部１ｃにおいても角部１ｃの曲率に添っ
て配向している封止枠、強化繊維７が封止枠の枠３内に
おいて開口５の周りに渦巻状又は螺旋状に存在している
封止枠等が提供される。強化繊維の含有量が、強化繊維
と樹脂との合計量に対して、４０体積％以上であること
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＯＭカード等の
ＩＣカードを製造するために用いられるＩＣチップ封止
用の封止枠、特に、ＩＣチップを保護する封止樹脂を流
し込みＩＣカードを製造するためのＩＣチップ封止用の
封止枠に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記封止枠の構造が実開平１−６７０８
０号公報に開示されている。ＩＣチップ封止用の封止枠
（以下封止枠という）は、図７に示すように、ＩＣチッ
プ２２を収容して封止樹脂２７により封止するための開
口と、封止樹脂２７の流れ止めをするための枠３’と備
えている。ＩＣカードは、例えば、プリント基板２１上
に取り付けられたＩＣチップ２２を収容するように封止
枠２３を置き、枠３’内に封止樹脂を流し込み、次い
で、ＩＣチップ２２と封止枠２３を覆うようにプラスチ
ックカバー２８を被覆し、プリント基板２１、ＩＣチッ
プ２２、封止枠２３、プラスチックカバー２８等を封止
樹脂２７の硬化物により一体化することで製造される。
ＩＣカードの大きさの制限により、封止枠２３の厚みｔ
は、通常、約０．５ｍｍと肉薄で、枠３’の幅ｗ₁は約
１ｍｍである。

【０００３】封止枠の枠３’は前記のように、薄肉で幅
が狭いので、折り曲げ等により破損し易い。従って、枠
部３’は、強化繊維７’と樹脂８とからなる積層構造と
される。そして、封止枠２３は、前記公報に開示されて
いるようにガラスエポキシ系の材料を打ち抜くか、或い
は、ガラス繊維と樹脂８とを含む積層板を製造し、該積
層板を封止枠形状に切削加工することで製作される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記製
造法には次の問題があった。 １．積層板を用いるため、枠部の角部に連続する繊維が
なく、繊維利用率が低く、高強度、高剛性の製品が得ら
れ難い。則ち、積層板を打ち抜き加工或いは切削加工に
より封止枠を製造すると、図８の（ａ）、（ｂ）に示す
ように、強化繊維７’が切断されて、開口５に強化繊維
の切断面が露出する。また、強化繊維７’が切断される
と、強化繊維７’による補強が不十分となるので、封止
枠２３の剛性が十分ではないし、また破損し易かった。 ２．積層板のプレスによる打ち抜きの場合、打抜部に衝
撃により微細なクラックが生じ易かった。このため、封
止枠２３の強度が低下し易かった。一方、積層板の切削
加工の場合、切削加工による強度低下は少ないが、１枚
づつ加工するため切削加工に時間がかかり、製造コスト
が高かった。 ３．積層板の打ち抜き或いは切削加工により封止枠を製
造すると、開口５を形成した積層板の部分はロスとな
る。従って、材料ロスが非常に多かった。

【０００５】本発明は、軽量で高剛性で破損しにくいＩ
Ｃカードが得られ、しかも材料ロスが非常に少ない封止
枠の製造法、及び封止枠を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、強化繊
維と樹脂とを含む成形材料を芯型の上に位置させて前記
樹脂を硬化させて筒状の成形品とし、該筒状の成形品を
切断することを特徴とするＩＣチップ封止用の封止枠の
製造法にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】図５は封止枠の例を示す斜視図で
ある。封止枠１はＩＣチップを封止して保護するための
封止樹脂を流し込むための開口５と、封止樹脂の流れ止
めのための枠３とを備えている。封止枠１の大きさ、厚
みはそれを使用するＩＣカードの仕様により決定され
る。封止枠１は正方形等の角形状であることが一般的で
あり、通常、その幅ｗは約５〜１５ｍｍで、枠の幅ｗ₁
は約０．３〜３ｍｍであり、枠の厚みｔは１．５ｍｍ以
下、好ましくは１ｍｍ以下であって、約０．２〜０．８
ｍｍであることが特に好ましい。また、封止枠の角部１
ｃにＲを設けることが強度的に好ましく、好ましい曲率
半径Ｒは約０．５〜５ｍｍである。

【０００８】強化繊維の周りの隙間を埋めて強化繊維を
結合するマトリックスとなる樹脂の種類は、特に限定さ
れないが、好ましくはエポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂である。
樹脂として、耐熱性の熱可塑性樹脂、例えばポリエーテ
ルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等を用いてもよい。

【０００９】強化繊維として、ガラス繊維、炭素繊維そ
の他の有機、無機系の強化繊維が挙げられる。強化繊維
の形態として、ガラス繊維、炭素繊維等の強化繊維が連
続している連続繊維或いは強化繊維が切断されて不連続
な不連続繊維が挙げられる。連続繊維の例は、強化繊維
のモノフィラメントを数十本〜数百本合糸し集束したス
トランドをより合わせた糸（ヤーン）、数十本のストラ
ンドを引きそろえ束状にしたもの（トウ）、ヤーンを編
織成して得られるクロス等の強化繊維材であり、不連続
繊維の例は前記ストランドを一定長さに切断したチョッ
プストランド、不連続繊維を一方向に配向したシート材
料等の強化繊維材である。強化繊維として連続繊維を用
いると、不連続繊維を用いる場合よりも、高強度、高剛
性成の封止枠が得られ易く、好ましい。強化繊維とし
て、炭素繊維を用いると、ガラス繊維を用いる場合に比
較して、比強度、比剛性の高い封止枠を得やすい。

【００１０】強化繊維の割合は、肉薄で幅狭の封止枠に
強度、剛性を持たせるために、樹脂と強化繊維との合計
量に対して、３０体積％以上、好ましくは４０体積％以
上、５０体積％から７５体積％が特に好ましい。強化繊
維の含有量がこのように多いと、高強度、高剛性の封止
枠が得られる。

【００１１】図１、図２は封止枠の製造法の例を示す図
であり、図３は封止枠を製造するための筒状の成形品の
例を示す斜視図である。本発明の封止枠の製造法は、図
１、図２に示すように、強化繊維と樹脂とを含む成形材
料１３を芯型１１の上に位置させて前記樹脂を硬化させ
て筒状の成形品１ａとし、該筒状の成形品１ａを切断す
る方法である。

【００１２】成形材料１３は、強化繊維と樹脂とを少な
くとも含む。成形材料は、前記の連続繊維に樹脂を含浸
したものでもよく、或いは、不連続繊維と樹脂とを混合
したものでもよい。成形材料を得るための樹脂として、
完全には硬化していない未硬化の前記樹脂、例えば、エ
ポキシ樹脂液等の熱硬化性樹脂液が挙げられる。未硬化
の樹脂には、硬化触媒、無機充填剤、着色剤等が添加さ
れていてもよい。成形材料中の樹脂は、芯型１１の上で
樹脂の硬化温度以上に加熱され硬化させられて固化す
る。

【００１３】成形材料１３がその周囲に被覆される芯型
１１は、封止枠１の開口５を形成するためのものであ
る。従って、芯型１１の断面形状を、筒状成形品の空洞
５’の形状が封止枠の開口５の形状となるようにする
（則ち、芯型１１の外寸をＷ−２ｗ₁等とする。）こと
が好ましい。この場合、筒状の成形品１ａの切断品を封
止枠とするために、切断品の開口部を切削加工する必要
がない。封止枠は角形状であることが好ましいので、芯
型１１の断面形状は角形状が好ましい。芯型１１とし
て、成形材料に対して離型性の型、例えば金属製の型或
いは金属フィラーを多量に含有する樹脂製の型が好適で
ある。また、芯型１１の角部には、封止枠の角部１ｃと
ほぼ同じ曲率を設ける。

【００１４】筒状の成形品１ａを製造する例として、成
形材料として一方向に引き揃えた強化繊維に予め樹脂を
含浸させたプリプレグ、トウリプリプレグを芯型１１の
上に巻き付け、加熱して樹脂を硬化後、脱芯する方法が
挙げられる。これらの方法は、シートラッピング成形
法、シートワインディング成形法といわれている。筒状
の成形品の製造法の他の例として、芯金１１に強化繊維
に樹脂を含浸させながら巻き付けて成形材料とし、加熱
硬化後、脱芯する方法が挙げられる。この方法は、フィ
ラメントワインディング成形法といわれる。これらのい
ずれの方法においても加熱硬化前に成形材料の上に、加
熱により収縮する、いわゆる収縮テープを巻き付け、加
圧源とする。また、上記の製造法において加熱硬化する
際、成形材料を成形型に入れ、加圧加熱硬化させ、硬化
後、脱型することも可能である。この方法は内圧成形法
といわれている。

【００１５】次に、図２に基づいて筒状の成形品１ａの
製造法の例を説明すれば、強化繊維と樹脂とを含む成形
材料１３を芯型１１の上に所定厚み（約ｗ₁）に巻き付
けて位置させ、該成形材料１３を被覆するようにテープ
（不図示）を成形材料１３の上に巻回し、次いで、前記
樹脂を硬化させ、芯型１１を脱芯し、テープを剥離し
て、筒状の成形品１ａとする方法である。なお、図２
は、成形材料１３を位置をずらしながら芯型１１の上に
巻回して、強化繊維を芯型１１の上に螺旋状に巻回して
いる状態を示す。

【００１６】前記収縮テープとして、成形材料に対して
接着性を有さないものが用いられ、その例は、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレン等のプラスチックテ
ープである。テープが加熱収縮性であれば、成形材料に
対して加圧源となるので、筒状の成形品１ａに層間のは
くりが生じないし、所定の肉厚ｗ₁を持った筒状の成形
品１ａが得られる。収縮テープは、成形後、はぎ取られ
筒状の成形品１ａは切断される。

【００１７】図１は筒状の成形品１ａを内圧成形法によ
って製造する例を示し、該製造法は、芯型１１の周囲に
巻回された成形材料１３を成形型（外型）１７の中に容
れて成形材料１３中の樹脂を硬化させた後、外型１７を
脱型し芯型１１を脱芯して筒状の成形品１ａを得る方法
である。

【００１８】成形材料１３の上に被される外型１７は封
止枠の枠３の外側部を形成するためのものである。従っ
て、外型１７のキャビティ形状を封止枠の枠３の外側面
形状と同じとする（則ち、外型１７のキャビティ幅をＷ
とする等）ことが好ましい。この場合、筒状の成形品１
ａを厚みｔに切断するだけで、所望形状の封止枠が得ら
れる。従って、筒状の成形品１ａの切断品の外側面の切
削加工が不要である。

【００１９】筒状の成形品１ａを製造する場合、図２に
示すように、強化繊維の繊維軸を巻回方向と一致させる
ことが好ましい。なお、図２中の矢印は、成型材料１３
中の強化繊維の繊維軸の方向を示す。強化繊維の繊維
軸、特に強化繊維として連続繊維を用いた強化繊維材中
の強化繊維の繊維方向、を巻回方向と一致させれば、強
化繊維の補強効果が最大限に発揮されるので、強度、剛
性に特に優れた封止枠が得られる。好ましくは、強化繊
維材を芯型１１の上に重ねて巻回して強化繊維が渦巻状
となるように巻回する若しくは強化繊維材を位置をずら
しながら芯型１１の上に巻回して強化繊維が螺旋状とな
るように巻回する。

【００２０】筒状の成形品１ａは切断されて、封止枠と
される。前記のようにして製造した筒状の成形品１ａ
は、封止枠の幅ｗと、枠３の幅ｗ₁と一致する形状を持
つので、筒状の成形品１ａを封止枠の厚みｔで多数個に
分断すれば、多数の封止枠が一度に得られる。筒状の成
形品１ａは、好ましくは、ワイヤを用いて切断する。切
断具としてワイヤスライサーが好ましい。ワイヤスライ
サーは、図４に示すように、被切断品を切断するための
ワイヤ３７を有し、該ワイヤ３７は軸３６ａの上に密に
巻回され、一方向に走行させられるようになっている。
ワイヤスライサーを用いて、筒状の成形品１ａを切断す
るには、筒状の成形品１ａ（図示は３本）をワイヤスラ
イサーの取付具３１に取り付け、次いで、筒状の成形品
１ａを一方向に走行しているワイヤ３７に押し付けて、
ワイヤ３７により封止枠の厚みｔに分断する。ワイヤス
ライサーを用いれば、一回の切断操作で、数百本〜数千
本の単位で封止品を得ることができる。従って、封止品
の製造効率に優れ、封止枠を低コストで製造できる。

【００２１】ワイヤスライサーは、図４に示すように、
ワイヤ３７を有し、該ワイヤ３７は軸３６ａの上に所定
間隔［例えば、封止枠の厚みｔ＋切りしろ（ほぼワイヤ
径）］を置いて密に多数回、巻回されて巻回部とされ、
巻回部にはノズル３３から砥粒（ダイヤモンド粒等）が
吹きつけられ、ワイヤ３７は一方向に走行させられて軸
３６ｂに巻き取られ、巻き取られながら巻回部におい
て、巻回部に押し付けられた被切断品を、多数個に同時
に分断できるようにされている。３９は切断品を受ける
受器である。ワイヤ３７は、例えば、右方向から左方向
に巻き戻されるようになっている。

【００２２】ワイヤ３７として、直径が約０．３ｍｍ以
下、好ましくは０．１５以下と薄いものを用いる。ワイ
ヤ３７として、直径が約０．０５〜０．１ｍｍのものが
特に好適である。このようにワイヤ３７が薄ければ、筒
状の成形品１ａの切断代が約０．３ｍｍ以下となるの
で、切断による材料ロスが極めて少ない。

【００２３】図６は本発明の製造法による封止枠の例を
示す図であって、該封止枠１は、強化繊維として連続繊
維を用いたシート状の強化繊維材（例えば、炭素繊維を
一方向に引き揃えてエポキシ樹脂を含浸したもの）であ
って、芯型の上に重ねて巻回されている前記強化繊維材
に樹脂が含浸されてなる成形材料を芯型の上で前記樹脂
を硬化させて筒状の成形品とし、次いで、該筒状の成形
品を切断することで製造した封止枠であって、強化繊維
７が開口５の周りに渦巻状に存在している例である。

【００２４】本発明の製造法によれば、図６に示すよう
に、強化繊維７の切断面が開口５に露出しない封止枠が
得られる。本発明の製造法は積層板を打ち抜き加工或い
は切削加工する方法ではないので、打ち抜き加工或いは
切削加工による強化繊維の切断がなく、封止枠は高強
度、高剛性である。また、図６に示すように、封止枠１
の周方向に強化繊維７を実質的に配向させることができ
る。即ち、強化繊維７の繊維が封止枠の開口５に実質的
に平行とされ、角部１ｃにおいても該角部１ｃの曲率に
添って強化繊維７が配向する封止枠が得られる。このよ
うな封止枠は高強度である。また、本発明によれば、強
化繊維７が封止枠の枠３内において、開口５の周りに枠
３の厚みｔ方向に螺旋状に存在する封止枠若しくは開口
５の周りに渦巻状に存在する封止枠を製造できる。該封
止枠は、剛性、強度に特に優れる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
強度、高剛性の封止枠が得られ、従来品に比べ１．５倍
強の強度剛性の向上が期待出来る。また、筒状の成形品
を製造し、それをワイヤーソー等を利用して切断加工す
れば、一度の加工で数百枚から数千枚の封止枠の切断が
可能となり、飛躍的なコスト低減が可能となる。また、
耐久性、信頼性、安全性は、従来品に比べ壊れにくくな
り、ＩＣカードの信頼性を高めることが出来る。更に、
従来工法に比べ、強度、剛性を損なうことなく多量生産
が可能となり、飛躍的なコストダウンが可能となるの
で、経済性、製造性に優れる。従って、本発明の封止枠
は、ＩＣカードを製造するために用いられるＩＣチップ
封止用の封止枠として特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 封止枠の製造法の例を示す断面図である。

【図２】 封止枠の製造法の他の例を示す斜視図であっ
て、強化繊維を芯型の上に螺旋状に巻回している状態を
示す。

【図３】 封止枠を製造するための筒状の成形品の例を
示す斜視図である。

【図４】 筒状の成形品の切断法の例を説明するための
図である。

【図５】 封止枠の形状を示す斜視図である。

【図６】 強化繊維が開口の周りに渦巻状に存在してい
る封止枠を示す図である。

【図７】 封止枠の使用法を説明する図である。

【図８】 積層板の打ち抜き加工又は切削加工により製
造した従来例の封止枠を示す図であって、（ａ）は正面
図で、（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１・・封止枠、１ａ・・筒状の成形品、１ｃ・・角部、
３・・枠、３ａ・・枠の内面、５・・開口、５’・・空
洞、７、７’・・強化繊維、８・・樹脂、１１・・芯
型、１３・・成形材料、１７・・外型、２１・・プリン
ト基板、２２・・ＩＣチップ、２３・・封止枠、２７・
・封止樹脂、２８・・プラスチックカバー、３１・・取
付具、３３・・ノズル、３５・・砥粒、３６ａ、３６ｂ
・・軸、３７・・ワイヤ、３９・・受器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化繊維と樹脂とを含む成形材料を芯型
   の上に位置させて前記樹脂を硬化させて筒状の成形品と
   し、該筒状の成形品を切断することを特徴とするＩＣチ
   ップ封止用の封止枠の製造法。
2. 【請求項２】 強化繊維と樹脂とよりなる筒状の成形品
   をワイヤを用いて切断することを特徴とするＩＣチップ
   封止用の封止枠の製造法。
3. 【請求項３】 強化繊維材と樹脂とからなり、ＩＣチッ
   プを収容するための開口を有する封止枠であって、強化
   繊維の切断面が開口に露出していないことを特徴とする
   ＩＣチップ封止用の封止枠。
4. 【請求項４】 強化繊維と樹脂とからなり、ＩＣチップ
   を収容するための開口を有する封止枠であって、強化繊
   維が封止枠の角部においても該角部の曲率に添って配向
   していることを特徴とするＩＣチップ封止用の封止枠。
5. 【請求項５】 強化繊維と樹脂とからなり、ＩＣチップ
   を収容するための開口を有する封止枠であって、強化繊
   維が封止枠の枠内において開口の周りに渦巻状又は螺旋
   状に存在していることを特徴とするＩＣチップ封止用の
   封止枠。
6. 【請求項６】 強化繊維の含有量が、強化繊維と樹脂と
   の合計量に対して、４０体積％以上であることを特徴と
   する請求項３〜５のいずれかに記載のＩＣチップ封止用
   の封止枠。