JP2004013733A - 非接触データキャリア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程をより簡素化できる共に、機械的強度が改善された非接触データキャリアおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】インレット・シート１２上に、銀ペーストでアンテナパターンを印刷する。続いて、アンテナパターンのＩＣモジュール接続部１８，２０上にＩＣモジュール２４をマウントする。このとき、ＩＣモジュール２４のアンテナ接続端子部３０，３２に開設された貫通孔３４，３６から銀ペーストがはみ出す程度に、ＩＣモジュール２４をインレット・シート１２に向かって押圧する（矢印４６）。その後、銀ペーストを加熱硬化させることによって、印刷アンテナを完成させると共に、ＩＣモジュール２４と印刷アンテナとを機械的・電気的に接続させる。これにより、印刷アンテナとＩＣモジュール２４とが他の接合材を介さずに直接接合されてなる非接触ＩＣカード（データキャリア）が製造される。
【選択図】　　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触データキャリア及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触データキャリアの一種である非接触ＩＣカードは、文字通り、端末装置との間でのデータのやり取りを電波を介して非接触で行うものである。そのため、非接触式ＩＣカードは、端末装置との接点を有する接触式ＩＣカードの当該接点に起因する欠点、例えば、接点の傷や汚れによる接触不良がないので信頼性が高く、また、ＩＣカードを端末装置のスロットに挿入する手間が不要になるため利便性が高いといった理由から近年注目されている。
【０００３】
非接触ＩＣカードは、端末装置との間でデータの送・受信を行うためのコイルアンテナとデータの格納および処理を行うためのＩＣチップ（いわゆる、ベアチップ）とを有している。そして、当該コイルアンテナとＩＣチップとは、例えば、インレット・シートと称される樹脂シートに配され、当該インレット・シートの両面にオーバーレイ・シートと称される樹脂シートが積層されてカード形状に形成されている。
【０００４】
上記の構成からなる非接触ＩＣカードは、以下のような工程によって製造される。
先ず、インレット・シート表面に銀ペーストをコイル状に印刷する。
次に、銀ペーストが印刷されたインレット・シートを加熱炉中で加熱して、銀ペーストを硬化させる。これにより、コイルアンテナが完成する。
【０００５】
コイルアンテナが形成されたインレット・シート上の、コイルアンテナ両端部（ＩＣチップとの接合位置）に、接合材であるＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）を配置する。
続いて、バンプが形成されているＩＣチップを、当該バンプ側を下向きにし、ＡＣＦを介して、コイルアンテナ上に配置する。
【０００６】
そして、ＩＣチップをコイルアンテナに向けて加圧しつつ、インレット・シートの下から局部的に加熱・硬化することによりＩＣチップとコイルアンテナとを接合させる。
その後、インレット・シート両面にオーバレイ・シートが加熱圧着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の製造方法によれば、アンテナ作製から当該アンテナとＩＣチップの接続が終了するまでに、銀ペースト印刷→銀ペースト加熱硬化（コイルアンテナ完成）→ＡＣＦ配置→ＩＣチップ配置→ＩＣチップ加圧・ＡＣＦ加熱硬化と言ったように多数の工程を有している上、接合材としてＡＣＦが必要なため、コスト高になっている。また、上記従来の非接触ＩＣカードは、ＩＣチップをそのまま（ベアチップのまま）用いているので機械的強度が不十分であり、カード曲げ等によって破損しやすいといった問題もある。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑み、製造工程をより簡素化できると共に、機械的強度が改善された非接触データキャリアおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る非接触データキャリアは、ＩＣチップがリードフレームに実装されてなるＩＣモジュールと、少なくとも前記ＩＣモジュールとの接続部が印刷によって形成されてなるアンテナとを有し、前記リードフレームにおける一対のアンテナ接続端子部と前記アンテナの前記接続部とが、他の接合材を介さずに直接接合されていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記アンテナ接続端子部は、前記アンテナの印刷部分となじみ性のよい金属でメッキされていることを特徴とする。
さらに、前記アンテナの印刷部分は、銀を配合した銀ペーストを加熱硬化して得られるものであり、前記アンテナ接続端子部には、銀メッキが施されていることを特徴とする。
【００１１】
また、さらに、前記アンテナ接続端子部は、少なくとも１個の孔を有し、前記接続部を構成する材料の一部が前記孔に進入していることを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る非接触データキャリアの製造方法は、　導電性を有するペーストを印刷してアンテナパターンを形成する印刷工程と、前記アンテナパターンに対し、ＩＣチップがリードフレームに実装されてなるＩＣモジュールを、前記リードフレームにおける一対のアンテナ接続端子部がアンテナパターンの対応する接続部に密着するように配置するＩＣモジュール配置工程と、前記印刷されたアンテナパターンを加熱硬化処理する加熱工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記アンテナ接続端子部は、少なくとも１個の孔を有し、前記ＩＣモジュール配置工程では、前記孔に前記ペーストが少なくとも進入する程度の力で、前記ＩＣモジュールを前記アンテナパターンに押圧することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る非接触データキャリアの実施の形態について、非接触ＩＣカードを例にとり、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態に係る非接触ＩＣカード１０についての、後述するオーバーレイ・シート３８の一部を破断した斜視図である。
【００１４】
非接触ＩＣカード１０は、樹脂シートからなるインレット・シート１２を有している。なお、樹脂シートには、例えば、ＰＥＴ−Ｇ製のものが用いられる。
また、非接触ＩＣカード１０は、その大半がインレット・シート１２表面に印刷されてなるアンテナ（以下、「印刷アンテナ」と言う。）１４を有している。印刷アンテナ１４の、インレット・シート１２表面における印刷部分は、コイル状に印刷された部分（以下、「コイルパターン部」と言う。）１６と短冊状に印刷された部分１８とからなる。コイルパターン部１６の一方端部２０と短冊状に印刷された部分１８とは、後述するＩＣモジュール２４との接続部になっている。以下、符号１８と符号２０とが指し示す部分をＩＣモジュール接続部と言う。なお、ＩＣモジュール接続部１８とコイルパターン部１６のもう一方の端部２２とは、後述するように、インレット・シート１２に開設されたスルーホール及びインレット・シート１２裏面に形成されたジャンパー線４４（図３）によって、電気的に接続されている。
【００１５】
非接触ＩＣカード１０は、ＩＣモジュール２４を有しており、当該ＩＣモジュール２４は、印刷アンテナ１４の両ＩＣモジュール接続部１８，２０と接続されている。
図２は、ＩＣモジュール２４の拡大斜視図である。
ＩＣモジュール２４は、少なくとも、不図示のＩＣチップ（いわゆる、ベアチップ）とリードフレーム２６とから構成される。本実施の形態のＩＣモジュール２４は、ワイヤボンディング工法によってＩＣチップをリードフレーム２６に実装し、その後、トランスファーモールドによってＩＣチップを合成樹脂でモールドすることにより作製されているものである。図２に現れているのは、当該モールド部分（２８）である（ＩＣチップはモールド２８内部に隠れていて図には現われない。）。なお、使用するＩＣモジュールは、ＩＣチップのリードフレームへの実装がワイヤボンディング工法によるものに限らず、フリップチップ工法によるものでも構わない。すなわち、ＩＣチップ表面にバンプを形成し、当該バンプ部分をＡＣＦ等の接合材を介してリードフレームに接合（実装）する方法によるものでもよい。
【００１６】
ＩＣチップは、情報の処理や記憶を行う半導体集積回路で構成されており、前記情報の処理や記憶の他、外部端末装置との間での通信機能を有している。
当該通信は、前記印刷アンテナ１４を介して行われる。また、前記半導体集積回路を駆動するための電力も、印刷アンテナ１４を介して供給される。
ＩＣチップと印刷アンテナ１４との電気的な接続はリードフレーム２６を介して行われる。そのため、リードフレーム２６は電気絶縁的に少なくとも２分割されており、分割された各々の、前記モールド２８から突出している部分が、印刷アンテナ１４と接続（接合）される端子部（以下、「アンテナ接続端子部」と言う。）３０，３２になっている。
【００１７】
リードフレーム２６は、少なくともアンテナ端子部３０，３２に銀メッキが施されたものであり、また、各アンテナ端子部３０，３２には貫通孔３４，３６が開設されている。もちろん、リードフレーム２６は、その全体が銀メッキされたものであっても構わない。
図１に戻り、印刷アンテナ１４とＩＣモジュール２４とが配されたインレット・シート１２の両面には、同じく樹脂シートからなるオーバーレイ・シート３８，４０が貼り合わされている。
【００１８】
以上の構成からなる非接触ＩＣカード１０の製造方法について、図３、図４及び製造工程を示す図５を参照しながら説明する。
先ず、スクリーン印刷装置により、銀ペーストを用いて、図３に示すように、インレット・シート１２の表面にアンテナパターン４２が印刷される。当該アンテナパターン４２は、コイルパターン部１６とＩＣモジュール接続部１８に相当するパターンである。銀ペーストは、導電性物質である銀の粉末と溶剤と合成樹脂とが混合されてなるペースト状のものである。なお、本工程に至る前に、インレット・シート１２の、コイルパターン部１６の一方端部２２の形成予定領域とＩＣモジュール接続部１８の形成予定領域に対応する所定の位置には、それぞれ、スルーホール（不図示）が形成されている。また、両スルーホールを接続する形で、インレット・シート１２裏面には、破線で示すように、短冊状にジャンパー線４４が印刷されている。
【００１９】
インレット・シート１２表面にアンテナパターン４２が印刷されると、ＩＣモジュールマウント装置（不図示）によって、図４（ａ）に示すように、ＩＣモジュール２４がインレット・シート１２上（アンテナパターン４２上）にマウントされる。このとき、ＩＣモジュール２４を単にアンテナパターン４２上に載置するだけでなく、インレット・シート１２に対し、ひいてはアンテナパターン４２に対して、所定の大きさの力で押圧する（矢印４６）。所定の大きさは、粘性を有する銀ペーストが前記貫通孔３４，３６に少なくとも進入する程度の大きさである。このようにすることによって、インレット・シート１２を次工程へ搬送する際の、ＩＣモジュールの位置ずれの防止も図ることができる。また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、銀ペーストが貫通孔３４，３６から横溢し、アンテナ接続端子部３０，３２表面（上面）にはみ出る程度の力で押圧することとしてもよい。図４（ｂ）は、上記押圧後のＩＣモジュール２４におけるアンテナ端子接続部３０又は３２を、貫通孔３４又は３６を含む断面で切断した断面図である。
【００２０】
ＩＣモジュール２４がマウントされたインレット・シート１２は、加熱炉（不図示）に移され、当該加熱炉内で約１１０℃の温度で加熱される。当該加熱によって、銀ペーストが乾燥・硬化して印刷アンテナ１４が完成すると共に、当該印刷アンテナ１４のＩＣモジュール接続部１８，２０とＩＣモジュール２４のアンテナ接続端子部３２，３０との機械的・電気的な接続がなされることとなる。
【００２１】
このとき、アンテナ接続端子部３０，３２には、銀ペーストの主成分である銀と同じ材質である銀のメッキが施されているためより高い接合強度を得ることができる。また、銀ペースト（ＩＣモジュール接続部１８，２０の一部）が、貫通孔３４，３６に進入した状態で、当該銀ペーストが硬化されるので、これによっても高い接合強度を得ることができる。さらに、銀ペーストがアンテナ接続端子部３０，３２表面（上面）にはみ出た状態で硬化させた場合には（図４（ｂ））当該はみ出し部分が、ＩＣモジュール２４の脱落防止のためのストッパーの役割を果たすこととなり、一層接合強度が高まることとなる。
【００２２】
ＩＣモジュール２４の接合（接続）が終了すると、ラミネート装置（不図示）によって、オーバーレイシート３８，４０（図１）が、インレット・シート１２に熱圧着されて非接触ＩＣカード１０がほぼ完成する。
なお、上記スクリーン印刷に用いる印刷装置、ＩＣモジュールをインレット・シート上（アンテナパターン上）に配置するマウント装置、銀ペーストを硬化させるための加熱炉、及びラミネート装置には、全て公知の装置を用いることが可能である。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、銀ペーストの硬化と、ＩＣモジュールと印刷アンテナの接続とが同一の工程でなされるため、これらを個別に行っていた従来の製造方法と比較して、製造工程の簡素化を図ることができる。
また、印刷アンテナとなる銀ペーストが、ＩＣモジュールとの接合材ともなるため、別途接合材（ＡＣＦ等）が必要であった従来と比較して、安価に非接触ＩＣカードを製造できる。さらに、当該ＡＣＦ等を配置する工程も不要となる分、製造工程の簡素化が図れる。
【００２４】
また、ＩＣチップをそのまま（ベアチップのまま）用いるのではなく、モジュール化して用いているので、ＩＣチップのまま用いたものと比較して、カード曲げなどに対する機械的強度が改善されている。
以上、発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記実施の形態に限らないのは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることもできる。
（１）各アンテナ端子接続部に開設する貫通孔の数は１個に限らない。２個以上であってもよい。
（２）また、アンテナ端子接続部には、必ずしも、貫通孔を設けなくてもよい。貫通孔を設けない場合であっても、ＩＣモジュールと印刷アンテナとが、ＩＣカードとして用いた場合に問題のない十分な強度で接合できることが確認されている。なお、この場合においても、ＩＣモジュールをアンテナパターン上にマウントする際、当該ＩＣモジュールのリードフレーム（アンテナ接続端子部）が、銀ペーストに対し少なくとも沈み込む程度に、すなわち、アンテナ接続端子部がＩＣモジュール接続部に密着するように、当該ＩＣモジュールを押圧することが好ましい。
（３）アンテナの印刷に用いるのは銀ペーストに限らない。たとえば、銅を配合した銅ペーストでも構わない。要は、アンテナとして使用することができる導電性を有したペーストであって、印刷の後工程において硬化させて用いるものであれば構わないのである。
【００２５】
また、銀ペースト以外の他のペーストを用いた場合には、当該他のペーストの主成分と同種の金属、すなわち、印刷アンテナの主成分となじみ性のよい金属でリードフレームの母材をメッキしておくことが好ましい。既述したように、リードフレームと印刷アンテナの接合強度をより高めるためである。もちろん、リードフレームの母材自体が、ペーストの主成分となじみ性のよい金属である場合には、メッキは必ずしも必要ではない。
（４）リードフレームの分割数は２分割に限らない。３分割以上であっても構わない。例えば、インレット・シートにコンデンサが設けられる場合があり、ＩＣチップと当該コンデンサとを接続する場合には、当該コンデンサ接続用の端子部が増設されることとなる。この場合、リードフレームは４分割になる。
（５）上記実施の形態に係る非接触ＩＣカードは、印刷アンテナを介して外部から駆動電力の供給を受けるタイプのものであったが、本発明は、電池内蔵型の非接触ＩＣカードにも適用可能なことは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る非接触データキャリアによれば、ＩＣチップが実装されたリードフレームにおける一対のアンテナ接続端子部と、アンテナの印刷によって形成された接続部とが、他の接合材を介さずに直接接合されているので、当該他の接合材の配置工程や硬化工程を省略できることとなり、製造工程をより簡素化することが可能となる。また、ＩＣチップはリードフレームに実装された形で用いられるので、当該リードフレームがＩＣチップに対する一種の補強材となって、非接触データキャリアの機械的強度が改善されることとなる。
【００２７】
また、本発明に係る非接触データキャリアの製造方法によれば、導電性を有するペーストが印刷されてなるアンテナパターンの対応する接続部に対し、ＩＣモジュールのリードフレームにおける一対のアンテナ接続端子部を密着させて配置させた後、印刷されたアンテナパターンの加熱処理が行われ、当該加熱処理において、アンテナが完成すると同時に、アンテナとＩＣモジュールとが他の接合材を介さずに直接接合されることとなる。したがって、上記したのと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る非接触ＩＣカードについての、オーバーレイ・シートの一部を破断した斜視図である。
【図２】ＩＣモジュールの拡大斜視図である。
【図３】インレット・シートに印刷されたアンテナパターンを示す図である。
【図４】（ａ）は、インレット・シート上（アンテナパターン上）にマウントされたＩＣモジュールを示す斜視図である。
（ｂ）は、上記ＩＣモジュールにおけるアンテナ端子接続部を、貫通孔を含む断面で切断した断面図である。
【図５】上記非接触ＩＣカードの製造工程の一部を示す図である。
【符号の説明】
１０　非接触ＩＣカード
１４　印刷アンテナ
１８，２０　ＩＣモジュール接続部
２４　ＩＣモジュール
２６　リードフレーム
３４，３６　貫通孔
４２　アンテナパターン

Claims (6)

1. ＩＣチップがリードフレームに実装されてなるＩＣモジュールと、
   少なくとも前記ＩＣモジュールとの接続部が印刷によって形成されてなるアンテナと、
   を有し、
   前記リードフレームにおける一対のアンテナ接続端子部と前記アンテナの前記接続部とが、他の接合材を介さずに直接接合されていることを特徴とする非接触データキャリア。
2. 前記アンテナ接続端子部は、前記アンテナの印刷部分となじみ性のよい金属でメッキされていることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
3. 前記アンテナの印刷部分は、銀を配合した銀ペーストを加熱硬化して得られるものであり、
   前記アンテナ接続端子部には、銀メッキが施されていることを特徴とする請求項２記載の非接触データキャリア。
4. 前記アンテナ接続端子部は、少なくとも１個の孔を有し、前記接続部を構成する材料の一部が前記孔に進入していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触データキャリア。
5. 導電性を有するペーストを印刷してアンテナパターンを形成する印刷工程と、
   前記アンテナパターンに対し、ＩＣチップがリードフレームに実装されてなるＩＣモジュールを、前記リードフレームにおける一対のアンテナ接続端子部がアンテナパターンの対応する接続部に密着するように配置するＩＣモジュール配置工程と、
   前記印刷されたアンテナパターンを加熱硬化処理する加熱工程と、
   を有することを特徴とする非接触データキャリアの製造方法。
6. 前記アンテナ接続端子部は、少なくとも１個の孔を有し、
   前記ＩＣモジュール配置工程では、
   前記孔に前記ペーストが少なくとも進入する程度の力で、前記ＩＣモジュールを前記アンテナパターンに押圧することを特徴とする請求項５記載の非接触データキャリアの製造方法。

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