JPH11504448A - 絶縁物質のストリップにメタルストリップをボンディングするための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ストリップの長さ方向に沿って規則的な間隔で穿孔された複数の貫通孔群（２．ａ）を備えたメタルストリップ（２）を、もう一方の複数の同じ間隔で穿孔された他の複数の貫通孔群（３．ａ）を備えた絶縁物質（３）のストリップに固定するためのボンディング装置（１）であって、−一方において、絶縁ストリップに規則的な間隔の貫通孔を形成するとともに、他方において、前記絶縁ストリップをセクション（７）ごとに切断する装置と、−絶縁ストリップの前記セクション上にメタルストリップを設置する装置と、前記絶縁ストリップのセクション上にメタルストリップを搬送する装置と、−各ストリップの貫通孔を非常に詳細に位置合わせするように設置された各セクション（７）を、メタルストリップ（２）に対して正確に一致させる装置（８ａ４，８ａ５）と、−絶縁ストリップの各セクションをメタルストリップにボンディングするための装置（１０，１１．ａ，１１．ｂ）とを具備してなるボンディング装置（１）。

Description

【発明の詳細な説明】絶縁物質のストリップにメタルストリップをボンディングするための装置 この中で説明する本発明は、２つの異なる物質をボンディングするための装置に 関する。その応用は、チップカードの製造を含み、より詳細には、そのようなチ ップカードが具備するチップの基部の製造を含む。 チップカードの利用数は、増加しており、特に、銀行カードやテレフォンカー ドの電子支払い（ｄｉｇｉｔａｌ ｐａｙｍｅｎｔ）の分野で増加している。 チップカードは、１つの孔を備えた硬いプラスチックのカードから成っていると いうことが、一般的に知られている。この孔は、一般的にはチップカードの隅の うちの１つに設けられている。孔は、基部と一般的にはチップと呼ばれている電 子部品との組立体を受け入れている。チップの基部それ自体は、通常、２つの構 成部品、すなわちグリッドと呼ばれる穿孔された金属部と、絶縁部とで形成され ている。グリッドは、チップとともに連結面として働く。グリッドは、分離され ている複数の領域、すなわち複数のコネクタに分割されている。それぞれのコネ クタは、カードがその中に挿入される機械のピンに接触するように、その中に入 るように設計されている。グリッドの反対側は、いくつかの貫通孔を備えた絶縁 フィルムによって覆われている。各々の貫通孔は、グリッドのうちの１つの領域 に正確に位置合わせされる。それゆえ、通常は金線である金属を用いて、チップ の１つの領域と各グリッドのコネクタとを連結することが可能となる。 製造プロセスを自動化するためには、絶縁層内の貫通孔と金属グリッドとの位置 合わせに際して、非常に正確な位置合わせが要求される。 一般に、グリッドは、その上に同じ幅のストリップである絶縁層が熱でボンディ ングされる長いストリップ上に形成される。都合の悪いことに、物質が異なると 、グリッドと貫通孔との間隔が、正確には同じでなくなってくる。これにより、 パターンを再び位置合わせしないと、非常に長いストリップの製造が困難になる 。 非常に長いストリップを自動的に製造する方法には、明らかに上記の問題点があ る。 前記問題点を解決するために、次に述べるような原理で動作する複雑な装置が提 案されている。所定の間隔でグリッドが設けられている均一な長さのメタルスト リップ上に、わずかに狭い間隔で設けられている貫通孔を備えた絶縁ストリップ が配置されている。絶縁フィルムは、一様な長さのメタルストリップの上で、グ リッドを構成する貫通孔と絶縁ストリップの貫通孔とを一致させるようにして伸 ばされている。伸張の度合いは、位置合わせ検出用カメラ装置によって制御され る。完全に位置合わせされた時に、絶縁層が張り付けられ、メタルストリップと ボンディングされる。この方法は、満足する結果をもたらすが、上記の装置は、 逐次処理方法で動作するので、大量生産には適していない。 本発明の目的は、簡単で、かつ、信頼性が高く、さらに、効率が良く、かつ、合 理的な方法で、前記の問題点を取り除くことにある。 従って、本発明が解決すべき課題は、チップカードに伝導部を形成するために、 絶縁層にメタルストリップを、自動的に、かつ、正確に、かつ、連続的にボンデ ィングすることである。 最終的には、その長さ方向に規則的な間隔で穿孔された貫通孔群を複数個備えた メタルストリップを、このメタルストリップの場合と同じ間隔を有する他の貫通 孔群を複数個備えた絶縁物質のストリップに固定するための装置を発案し、開発 してきた。 前記装置は、注目すべきことに、 −ピッチの間隔に応じて絶縁ストリップを形成するとともに、整数の貫通孔群 を含むようにセクションの位置を定めるための装置と、 −絶縁ストリップのセクションにメタルストリップを重ねるとともに、搬送す るための装置と、 −貫通孔に正確に位置合わせできるように、メタルストリップと対応させて、 各セクションの正確な位置合わせを行うための装置と、 −絶縁ストリップの各セクションとメタルストリップとをボンディングするた めの装置とを具備している。 言い換えれば、貫通孔の位置合わせを確実にするために、絶縁フィルムは、メ タルストリップにボンディングする前に、各セクションに切断される。各セクシ ョンには、貫通孔群間に正確な間隔が開けられるように、貫通孔が同時に形成さ れる。材料の違いに起因してメタルストリップと絶縁層との間に生じうる寸法上 の変動を自動的に補償するために、搬送装置には、メタルストリップ上の各セク ションを再び位置合わせするとともに、中心位置に持っていくように設計されて いる。 貫通孔が完全に一致することを確実化にするために、前記ストリップと対応させ て各セクションを位置合わせしている間に、前記装置は、同時にメタルストリッ プを動かす。従って、中心位置合わせは、搬送に付随して行われ、これにより、 停止や調整のための工程なしに連続したボンディングが可能となる。 従って、本発明は、各サンプルの貫通孔を合わせるための絶縁フィルムのサンプ リングを行うことにその本質がある。 絶縁フィルムの複数のセクションを搬送するという課題を解決するために、絶縁 ストリップを複数のセクションに切断する前記装置は、 −前記複数のセクションにプリ・カッティングする装置と、 −少なくとも、プリ・カッティングされた領域上に、ストリップの一片分に対 して、少なくとも一片の粘着テープを張り付ける装置と、 −少なくとも一片分の粘着テープで一時的に繋げられ、かつ、分離されている セクションを得るために、プリ・カッティングされていない領域を用意しておく ための装置とから成っている。 従って、前記フィルムは、多数のセクションに切断される。次いで、このセクシ ョンは、搬送しやすいように連続したセクションの連結体を形成するように粘着 テープで繋げられる。 切断装置は、ボンディング装置そのものから分離されている。 搬送の問題を解決するために、位置決め装置と及び搬送装置とは、相互に連接さ れたリンクによって形成されている。このリンクは、絶縁ストリップとメタルス トリップとを受け入れるのに十分な幅があり、各リンクは、絶縁ストリップのセ クションよりもわずかに長く形成され、かつ、各リンクには、送りスタッドが設 けられている。 各フィルムのセクションは、単一のリンクによって支持されている。 各セクションの貫通孔をメタルストリップの貫通孔に位置合わせするという重要 な課題を解決するために、メタルストリップに対して各セクションの正確な位置 合わせを行うために用いられる装置は、 −各リンクの上面で切り取り部を支持するように設計された基台と、 −リンクの本体内に設けられたプレートであって、基台から離れたところに置 かれるるとともに、ストリップの長さ方向に平行に動くことができ、かつ、送り スタッドが備えられているプレートとからなり、 前記スタッドは、基台の中に設けられたスタッドよりも直径が大きい孔を貫通 して突出している。 前記送りスタッドは、明らかに、駆動チェーンに対応して動くことができる一枚 のプレートと一体になっているようにみられる。従って、前記スタッドが前記メ タルストリップを搬送する際には、各セクションは、プレートによってそれに沿 って移動するので、前記セクションは、自動的に、かつ、機械的にメタルストリ ップの合わせ部の中心に位置合わせされる。 好都合にも、異なる特性を有するストリップの搬送を可能にするために、とりわ け送り用の孔の位置に関していえば、基台と可動プレートとは、分離可能な鎖状 のリンクの組立部品となっている。 フィルムとメタルストリップとの組立体に関しては、前記装置は、特に、２枚の 重ねられるストリップをボンディングするのに誘導加熱を使用する。 好都合にも、前記ボンディング装置は、 −搬送チェーンと同じスピードでそれに沿って移動する押圧プレートのチェー ンであって、各押圧プレートは、押圧プレートが面しているとともに、接触して いる基台と同じ寸法を有しているチェーンと、 −お互いに対面する２つのセットの誘導部とを具備しており、 前記の２つの誘導部のセットのうち下方のセットは、コンペアの台の軌道のわ ずかに下に設けられ、一方、誘導部のうちの上方のセットは、押圧プレートのわ ずかに上方に設けられており、誘導部に面している金属プレートを横切るような 電流を生じさせて、誘導部にエネルギーを与えるように構成されている。 不規則なボンディングを生じさせる局所的なホット・スポットの問題を解決する ために、各押圧プレートは、メタルストリップに面するとともに、放熱させるよ うに設計された金属領域を具備しており、これにより、ボンディングされる押圧 プレートの表面温度を均一化する。 本発明をより良く理解するために、以下の図面が提供される。すなわち、 図１は、本発明の概略図を示している。 図２と図３とは、それぞれボンディング前における絶縁ストリップとメタルスト リップとを示している。 図４は、絶縁ストリップの切断ステーションの概略図を示しており、一方、図５ は、切断プロセスを経た状態を示している。 図６は、２種のストリップを搬送するチェーンの概略図を示しており、一方、図 ７は、各工程の経過を示している。 図８は、搬送チェーンのリンクの断面図を示している。 前記のように、本発明の装置は、絶縁物質のストリップに対してメタルストリッ プをボンディングするのに最適である。 一般的には銅製又は青銅製である図３に示されているメタルストリップ（２）は 、ほぼ３５ｍｍの幅を有している。このメタルストリップは、グリッドを形成す る２列の同じパターン（２ａ）を具備している。パターンの変化（四角形、円形 、その他）の幅が広いということはいうまでもない。従って、切り抜き形状は、 チップカードが実現すべき機能によって決められる。一般的には、パターンは、 お互いから等距離に設けられている８つの切り抜き領域（２．ｂ）を有している （各対のパターン間の距離がピッチである）。 絶縁フィルム（３）は、メタルストリップと同じ幅のストリップの形で出来上が っている（図２参照）。絶縁フィルムは、ポリイミドで形成されており、この製 品は、Du Pont de Nemours 社により、商標名 Kaptonで売られている。絶縁フ ィルムは、メタルストリップ（２）のグリッド領域（２．ａ）に合うようにパタ ーン形成された２列の貫通孔（３．ｂ）の群（３．ａ）を有している。絶縁スト リップの両面のうちの一方には、熱溶着性接着層を設けている。この接着層は、 ポ リエステルの保護ホイル（３．ｈ）で覆われている。この保護ホイルも、上記と 同じ供給元から、商標名 Mylarとして入手可能である。 ２つのストリップは、搬送とセンタリングとのために設けられた同一の貫通孔（ ２．ｃ，３．ｃ）を有するという特徴を有している。これらの貫通孔の位置的な 変位に関しては、絶縁ストリップは、８ピッチの長さで、１／２００ｍｍの寸法 公差である。従って、穿孔具は、８ピッチを同時に処理するように設計されてい る。これに対して、メタルストリップについても、寸法公差は同じであるが、ス トリップの各ピッチを重ね合わせた場合でも、その範囲内である。 図１に示されている装置は、２つの完全に分離した組立部品、すなわち切断ステ ーション（４）と搬送／ボンディング チェーン（５）とから成っている。 図４に示されている切断ステーション（４）は、供給部（４．ａ）を備えたフィ ルム搬送のためのものである。この供給部は、保護ホイルによって覆われた絶縁 フィルムのロールを解き、かつ、送り出すものである。穿孔具（４．ｂ）は、絶 縁フィルムKaptonを穿孔するとともに、プリ・カッティングしておくためのもの である。粘着テープの供給部（４．ｃ）と、押圧ロール（４．ｄ）と、テープカ ッター（４．ｅ）とによって、プリカット部が設けられている。 図５に示されているように、穿孔具（４．ｂ）は、絶縁フィルムKaptonを穿孔す るのに加えて、絶縁ストリップを横切るように設けられている２本のライン（３ ｄ）を切断して形成する。各セクションは、わずか３箇所で一体に保持されてい る。すなわち、中央部（３ｆ）と、クロスカット部の開始ポイント（３．ｅ）と 、終了ポイント（３．ｅ）とである。クロスカット部が、ストリップを８ピッチ 単位（７）に分離する。 ストリップに貫通孔を形成し、かつ、予め切断する穿孔具の後には、テーピング ステーション（４．ｃ，４．ｄ）が設けられている。テーピングステーションは 、 搬送用の孔（３．ｃ）やプリカットされない部分（３．ｅ，３．ｆ）を覆わない ようにして、クロスカット部（３．ｄ）の中央に２本の粘着テープ（６）を張り 付けるために設けられているものである。 最後に、切断のための切り取りが、最終的な切断操作部（４．ｅ）によって完了 する。切断のための切り取りは、ストリップの中央部（３．ｆ）と端部（３．ｅ ）とにわたって設けられている３本のナイフを備えたカッター（４．ｅ．１）に よってなされる。最終的な切り取り幅は、粘着テープ（６）が傷つかないように 制御されるということはいうまでもない。 まとめると、切断ステーションは、２本の粘着テープと一緒に保持されて、単一 のセクションからなる連続体を送り出す。従って、ストリップは、搬送可能な連 続体である。 図６は、本発明の主要な特徴点、すなわち、搬送装置とセンンタリング装置とが 結合されたシステムのうちの一つを示したものである。当該システムは、繋げら れたリンクのチェーン（８）を基本としている。前記チェーンは、冠歯車（９） によって駆動される。各リンク（８．ａ）は、回転ギア（８．ａ．１）に加えて 基台（８．ａ．２）を有している。この基台は、絶縁ストリップ（３）を受け入 れている。前記基台は、少なくとも４つの孔（８．ａ．３）を具備している。４ 本の送りスタッド（８．ａ．４）が、前記孔を通って孔から突出している。前記 ４本のスタッドは、可動プレート（８．ａ．５）と一体とされている。可動プレ ートは、基台(８．ａ．２)から分離されている。前記可動プレートは、基台と共 に、それと平行な面内において動くことができる。 図６からわかるように、チェーンの第１のリンク（８．ａ，８．ｂ）が、絶縁ス トリップ（３）を前方に移動させる。ストリップの張力により、可動プレート（ ８．ａ．５，８．ｂ．５）は、送りスタッド用の孔（８．ａ．３，８．ｂ．３） の内周後端において、ホームポジションに戻るように引っ張られる。粘着テープ （６）によって、次のセクションが、引っ張られて通過することが可能となって いる。 図示されるように、絶縁ストリップは、フィルム（３．ｈ）によって覆われてお り、これにより接着層を保護している。メタルストリップを剥離する前に、商標 名Mylar製のフィルムと粘着テープ（６）とが分離され、次いで、これらは、将 来の使用に備えて巻き取られる。その時から、これまで考慮されていたセクショ ン（７）は自由になり、そして、駆動するための引張り力の影響を受けなくなる 。 次のリンク（８．ｃ）自身が到着すると、メタルストリップは、絶縁セクション を支持するリンクの上を覆うように置かれる。対応する孔（２．ｃ）を通過して メタルストリップを貫通する送りスタッド（８．ｃ．４）が、メタルストリップ （２）をそれに沿って動かす。その結果、送りスタッド（８．ｃ．４）が、当該 セクションの孔（３．ｃ）とメタルストリップの送り孔（２．ｃ）とを位置合わ せするように、可動プレート（８．ｃ．５）が動く。 図６からもわかるように、可動プレート（８．ｃ．５）は、その位置合わせリン ク（８．ｃ）と対応して前方に移動する。従って、貫通孔の位置は、８ピッチの 各セクション間でも完全に一致する。最終段階において、各リンク（８．ｄ）は 、正確に位置決めされた絶縁フィルムのセクションの上面において、メタルスト リップの一部を支持する。 ボンディングそのものは、上記工程の後に行われる。ボンディング操作には、押 圧チェーンと呼ばれる第２のチェーン（１０）を必要とする。この押圧チェーン は、搬送リンクと同じサイズのリンク（１０．ａ，１０．ｂ）から成る。この装 置は、加熱中に、ストリップに一定の圧力を印加するように設計されている。 加熱装置は、２セットの誘導部（１１．ａ，１１．ｂ）を具備しており、これら は、基台（８．ａ．２，１０．ａ．１）にできるだけ近づけて設けられている。 図８に示されているように、リンクは、ベースとしての基台（８．ａ．２）と、 脚部としての回転ギヤ（８．ａ．１）とを有し、かつ、逆Ｕ字のチャネル状の形 状をしている。誘導部（１１．ａ）は、脚部間の空間に収容されているとともに 、基台（８．ａ．２）に面している。 上部チェーンのリンクは、押圧プレート（１０．ａ．１）を形成している。この 押圧プレートは、メタルストリップを絶縁セクションに押圧するようにされてい る。メタルストリップに接触している押圧プレートの一部は、一体の金属パッド （１０．ａ．２）である。 誘導部（１１．ａ，１１．ｂ）にエネルギーを与えると、メタルストリップ（２ ）中を流れる渦電流が生じて、熱が発生する。連続的に温度が上昇することによ り絶縁フィルム（７）上の接着層が溶融し、結果として２つのストリップがボン ディングされる。メタルストリップ中の切り抜き部（２．ｂ）があるために、誘 導電流は、あまり拡がらない。これは、熱の拡散体として働くメタルパッド（１ ０．ａ．２）が用いられているからである。この拡散体は、温度を均一化し、均 一なボンディングを可能とする。 以上の記載は、本発明のうちの、一つの実施の形態のみに関するものである。同 様な手段を用いることは、依然として、同じ発明によって保護される。駆動メカ ニズムに機械的にリンクされた切断具を用いること、又は、全く分離された切断 具を用いることも、同じ本発明によって保護される。 前記のことより、本発明の装置は、従来の装置とは異なり、ボンディングされた ストリップを精度良く製造することと、製造ラインにおいて連続的に操業するこ ととを両立させるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．その長さ方向に沿って規則的な間隔で穿孔されている複数の貫通孔群（２． ａ）を備えたメタルストリップ（２）を、同じ間隔で穿孔されたもう一方の複数 の貫通孔群（３．ａ）を備えた絶縁物質のストリップ（３）に固定するためのボ ンディング装置（１）であって、 −ピッチ間隔に応じて絶縁ストリップを形成するとともに、整数の貫通孔群を 含むようにセクション（７）を決めるための装置（４）と、 −絶縁ストリップのセクション上にメタルストリップを重ねるとともに、該メ タルストリップを搬送する装置（８）と、 −両方のストリップの貫通孔同士を正確に一致させるために、メタルストリッ プ（２）と対応させて各セクション（７）の正確な位置合わせを行うための装置 （８．ａ．４，８．ａ．５）と、 −メタルストリップに対して絶縁ストリップの各セクションをボンディングす るための装置（１０，１１．ａ，１１．ｂ）とを具備してなることを特徴とする ボンディング装置。 ２．前記絶縁ストリップから複数のセクションを形成するための装置（４）は、 −プリ・カッティングされたセクションを形成するための装置（４．ｂ）と、 −少なくともプリ・カッティングされる領域上に、一片のストリップに対して 少なくとも一片の粘着テープ（６）を張り付ける装置（４．ｃ，４．ｄ）と、 −少なくとも一片の粘着テープによって一時的に繋がれた分離されている複数 のセクション（７）を得るために、プリ・カッティングされていない領域を切断 するための装置（４．ｅ）とを具備してなる請求項１に記載のボンディング装置 。 ３．位置合わせ装置と搬送装置とは、絶縁ストリップ（３）とメタルストリップ （２）とを受け入れるのに十分な幅を有する、相互に連結されたリンクからなる チェーン（８）によって形成されており、 各リンク（８．ａ）は、１つのセクション（７）よりもわずかに長く、かつ、 送りスタッド（８．ａ．４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のボ ンディング装置。 ４．メタルストリップに対応して各セクションの正確な位置合わせを行うために 用いられる装置であって、 −各リンクの上面において切り取りセクションを支持するように設計された基 台（８．ａ．２）と、 −リンク本体内に設けられたプレート（８．ａ．５）とを具備しており、 該プレートは、基台（８．ａ．２）から離間されるとともに、ストリップの長 さ方向に平行に移動可能とされ、かつ、送りスタッドを備えてなり、 該スタッドは、基台（８．ａ．２）中の大きい直径を有する孔（８．ａ．３） から突出していることを特徴とする請求項３に記載のボンディング装置。 ５．基台（８．ａ．２）と可動プレート（８．ａ．４）とは、位置合わせリンク （８．ａ）で構成された分離可能な組立部品であることを特徴とする請求項４に 記載のボンディング装置。 ６．前記ボンディング装置は、２枚の重ねられたストリップを加熱する装置を備 えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ７．使用される加熱装置は、磁気誘導部として動作することを特徴とする請求項 ６に記載のボンディング装置。 ８．前記ボンディング装置は、 −搬送チェーンと等速でそれに沿って動く押圧プレート（１０．ａ．１）のチ ェーン（１０）と、お互いに対面している２つの誘導部（１１．ａ，１１．ｂ） とを具備してなり、 前記各押圧プレート（１０．ａ．１）は、それが面しており、かつ、接触して いる基台（８．ａ．２）と同じ寸法を有しており、かつ、 下方の誘導部（１１．ａ）は、コンベアの基台（８．ａ．２）の軌道のわずか に下に設けられるとともに、上方の誘導部は、押圧プレート（１０．ａ．１）の 軌道のわずかに上に設けられており、誘導部にエネルギーを与えることにより対 面している金属プレート間を横切る電流を生じさせるようにされていることを特 徴とする請求項１に記載のボンディング装置。 ９．各押圧プレート（１０．ａ．１）は、ボンディングされる表面全体にわたっ て温度を均一化するように熱を放散させるために、金属ストリップ（２）に接触 するように設計された一体のパッド（１０．ａ．２）を有していることを特徴と する請求項８に記載のボンディング装置。