【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、非接触ＩＣカード、ＩＣダグ、および非接触と、接触との両方の機能を有するＩＣカード等の、カードあるいはシート形状の非接触通信媒体におけるＩＣモジュールのアンテナ端子と、送受信用アンテナコイル終端端子の接合方法および非接触通信媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の技術の一つとしては、例えば、接触および非接触ＩＣカードにおいては、導電端子間に配置される中間接合媒体として、異方性導電フイルムを用いた技術、即ち５μｍから５０μｍ程度の導電性微粒子が熱硬化型フイルムの中に分散され、加圧加熱によって微粒子の上端と下端が対面する導電端子に接触することにより両導電端子間の電気的接続を得る方法があった。
【０００３】
また、従来技術の二つ目としては、同じく上記非接触ＩＣカードにおいて、中間接合媒体として、導電ペーストを用いた技術、即ち未硬化の導電ペーストを対面する導電端子の一方あるいは両方の面に塗布し、加圧状態で室温放置、または加熱して硬化させることによる両導電端子間の電気的接続を得るという方法があった。
【０００４】
また、従来技術の三つ目としては、同じく上記非接触ＩＣカードにおいて、導電端子の接合信頼性をより向上させるべく、中間接合媒体として、比較的低融点の半田を用いて両導電端子間の電気的接続を得る方法があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の接合方法では、種類が異なるとはいえ、中間接合媒体の使用を必要不可欠としており、これら中間接合媒体の形成に際しての、サイズと厚み、位置、表面状態の管理、更には接合実施に際しての、不可視状態での中間接合媒体の溶融状態や端子表面との濡れ状態等の確認、管理が極めて困難であり、製造歩留まりや接合信頼性の点で甚だ不十分であった。
【０００６】
また、上記従来の方法では、製造コストの観点でも、上記中間接合媒体のプリコート等の予備処理に関わる工程数増や、狭い面積での溶融接合のための特殊専用設備の導入等により、コスト低減に大きな制限を与えていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、導電端子同士の接合を確実、かつ安定に、しかも容易に成すことができ、信頼性を維持し、著しい低価格化を可能とする非接触通信媒体の接合方法および非接触通信媒体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送受信用アンテナコイルとＩＣチップからなる非接触通信媒体の接合方法であって、前記送受信用アンテナコイルが、ワイヤで構成され、前記ＩＣチップは、基板上に実装されたチップモジュールであって、相互の端子接合を、中間接合媒体を介在しない直接接合とする非接触通信媒体の接合方法である。
【０００９】
また、本発明は、前記端子接合の手段を、超音波接合とする非接触通信媒体の接合方法である。
【００１０】
また、本発明は、前記端子接合の手段を、加熱融着とする非接触通信媒体の接合方法である。
【００１１】
また、本発明は、前記端子接合の手段が、加圧により、少なくとも一部が機械的に接合された非接触通信媒体の接合方法である。
【００１２】
また、本発明は、送受信用アンテナコイルとＩＣチップからなる非接触通信媒体において、前記送受信用アンテナコイルが、ワイヤで構成され、前記ＩＣチップは、基板上に実装されたチップモジュールであって、相互の端子接合が、直接接合とする非接触通信媒体である。
【００１３】
また、本発明は、前記直接接合が超音波接合、加熱融着、機械的接合のいずれか一つである非接触通信媒体である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による非接触通信媒体の接合方法および非接触通信媒体について、以下に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態による非接触通信媒体であるＩＣチップモジュールの平面図である。図１より、ＩＣチップ５が、ＩＣチップモジュール用ベース基板１の上の、略中央部に貼り合わされ、更にエポキシ樹脂等を用いたトランスファーモールド法によって被覆成型されている。ここで、ＩＣチップ５の各導電端子は、ＩＣチップモジュール用ベース基板１上に配されている配線パターンと接合され、銅箔２として外部に露出されている。
【００１６】
図３から図６は、図１で示したＩＣチップモジュールと、図２で示したインレトシート７上の送受信用のアンテナコイル６の終端部との接合実装部に関する工程順の拡大図である。
【００１７】
図３は、上記ＩＣチップモジュールを、ＩＣチップ埋設孔８に位置整合した状態であり、送受信用アンテナコイル６と、ＩＣチップモジュール側のアンテナ端子（銅箔）２とは相対向した位置関係となっている。
【００１８】
図４は、図３の状態に引き続き、ＩＣチップモジュールを、ＩＣチップ埋設孔８に嵌め込み、互いに接した送受信用アンテナコイルの終端端子と、ＩＣチップモジュール側のアンテナ端子（銅箔）２との接点領域直上に、超音波ホーンを作用させ振動エネルギーを付与して両導電端子を直接融着した状態を示す。
【００１９】
ここで、超音波エネルギーは、導電端子の材質組み合わせにより、任意に設定することができ、ワーク温度、超音波ホーンの押圧、エネルギー印加時間等の一般的超音波ボンド手法における条件パラメータによって任意に最適条件を設定することができる。尚、本実施の形態では、導電端子の材質を銅と銅との組み合わせで行ったが、これに限らず、例えば、銅とアルミニウム、金とアルミニウム、金と銅等、種々の組み合わせが可能である。
【００２０】
図５は、図４に示した超音波融着による導電端子間の、直接接合工程直後の局所断面図であり、従来のような導電端子間への中間接合媒体（半田、導電性接着剤等）の介在なしに極めて良好な電極間接合が形成される。
【００２１】
図６は、図５の状態の後、上下両面からオーバーシート１０を貼り合わせて非接触ＩＣカードの基本構造を完成した状態を示す。
【００２２】
図７は、上記のようにして得られた非接触ＩＣカードの構造概略を示す平面図であり、ＩＣチップモジュールのアンテナ端子、即ち銅箔２と送受信アンテナコイル６の終端端子部とが接合された状態を示す。
【００２３】
（実施の形態２）
先の実施の形態１では、直接融着の手段として、超音波エネルギーを用いた場合であるが、実施の形態２では、これを熱エネルギーに置き換えるものである。
【００２４】
導電端子の材質選定と、表面処理によって、超音波振動の付加なしに、単に加熱処理のみで直接接続を形成することができる。即ち、導電端子の材質を、金−シリコン、あるいは金−アンチモン共晶合金を選択することにより、局所的に３５０〜４００℃、数秒の加熱で直接融着することが可能である。
【００２５】
また、特願平１０−４９８７９等に開示されている、固体接合法の適用も可能である。これによって、加熱温度の低減と、導電端子材質の選択の幅が拡大される。
【００２６】
本発明の実施の形態２は、具体的には、図４の超音波ホーン９を、単に加熱ツールに置き換えるのみで実施できるものであり、条件設定に際しては、ツールの押圧、温度、熱エネルギー、印刷時間（ツール作用時間）等をパラメータとして最適条件を決定することができる。
【００２７】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、先の実施の形態１と実施の形態２のように、超音波エネルギーや、熱エネルギーによって導電端子同士を融着させるのではなく、より単純な手段として、両電極同士が常時互いに機械的圧力を及ぼし合うようにする。
【００２８】
具体的、実施の形態として、図３のように、ＩＣチップモジュール側の導電端子（アンテナ端子）である銅箔２を、弾性導電体である燐青銅等の材質に置き換え、下方（送受信用アンテナコイル６の方向）に僅かに浮かした形状とすることで、図６に示したオーバーシート１０による上下からの挟み込みによって、常時両導電端子同士を接触させ続けることができる。
【００２９】
また、図３中のＩＣチップモジュール側アンテナ端子２を折り返し等により、部分的に厚みを増やし、図６のオーバーシート１０の挟み込みによって、オーバーシート１０自体の弾性圧力で両導電端子同士を常時接触させ続けることもできる。更に、前記ＩＣチップモジュール側アンテナ端子２、または送受信用アンテナコイル６の少なくともいずれか一方を、ＩＣカード使用環境温度以上の温度範囲で、常に跳ね上がる形状で形成した、形状記憶合金箔の適用等も、実施の形態３での適用可能手段である。
【００３０】
更に、本発明を適用することにより、種々の配線層や機能部品を具備した複数のフレキシブル配線基板シート同士の貼り合わせにおいても、難度の高い製造プロセスを行わずに、容易の信頼性の高い各電極間の接合を実現できる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態においては、非接触ＩＣカードについてのみ説明したが、非接触ＩＣカードに限らず、ＩＣタグや、光カード、磁気カード、誘電体カード、あるいは複合型のカード状、シート状、ラベル状等のあらゆる情報通信媒体に、本発明の電極接合技術が可能である。
【００３２】
更に、本発明の電極接合技術は、情報通信媒体に限定するものではなく、相対向する複数の電極端子同士の信頼性高い接合が要求される電子部品等においても、適用が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
このように、本発明は、中間接合媒体を用いない、導電端子同士の直接接合手段を採用することにより、非接触ＩＣカードにおいては、ＩＣチップと送受信用アンテナコイルとの電気的接続が極めて簡単に、接合信頼性が高く、しかも従来に比べて格段に安価に生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＣチップモジュールの平面図。
【図２】アンテナコイルが形成されたインレットシート。
【図３】ＩＣチップモジュールの埋設孔近傍の拡大断面図。
【図４】導電端子同士の直接接合工程の拡大断面図。
【図５】直接接合直後の拡大断面図。
【図６】オーバーシートを貼り合わせてＩＣカードの基本構造を完成させた状態を示す拡大断面図。
【図７】本発明によるＩＣカード全体の平面図。
【符号の説明】
１ ＩＣチップモジュール用ベース基板
２ ＩＣチップモジュール側アンテナ端子（銅箔）
３ 異方性導電フイルム
４ バンプ
５ ＩＣチップ
６ 送受信用アンテナコイル
７ インレットシート
８ ＩＣチップ埋設孔
９ 超音波ホーン
１０ オーバーシート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to an antenna terminal of an IC module in a card or sheet-shaped non-contact communication medium such as a non-contact IC card, an IC tag, and an IC card having both non-contact and contact functions. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for joining antenna coil termination terminals for wireless communication and a non-contact communication medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as one of such techniques, for example, in a contact and non-contact IC card, a technique using an anisotropic conductive film as an intermediate bonding medium disposed between conductive terminals, that is, about 5 μm to 50 μm There has been a method in which the conductive fine particles are dispersed in a thermosetting film, and the upper and lower ends of the fine particles are brought into contact with the conductive terminals facing each other by pressurizing and heating to obtain an electrical connection between the conductive terminals.
[0003]
A second conventional technique is a technique using a conductive paste as an intermediate bonding medium in the same non-contact IC card, that is, an uncured conductive paste is applied to one or both surfaces of the facing conductive terminal. Then, there has been a method of obtaining an electrical connection between both conductive terminals by leaving it at room temperature in a pressurized state or curing by heating.
[0004]
As a third conventional technique, in the same non-contact IC card, in order to further improve the bonding reliability of the conductive terminals, a relatively low melting point solder is used as an intermediate bonding medium between the conductive terminals. There was a way to get an electrical connection.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, although these conventional joining methods are different in type, the use of an intermediate joining medium is indispensable, and the size, thickness, position, surface state management, and joining of these intermediate joining media are required. At the time of implementation, it was extremely difficult to confirm and control the molten state of the intermediate bonding medium in the invisible state, the wet state with the terminal surface, and the like, and the manufacturing yield and the bonding reliability were extremely insufficient.
[0006]
In addition, in the above-mentioned conventional method, from the viewpoint of manufacturing cost, the number of steps involved in the pretreatment such as the pre-coating of the intermediate bonding medium is increased, and the cost is reduced by introducing special-purpose equipment for fusion bonding in a small area. Had great restrictions.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for joining a non-contact communication medium which can surely, stably and easily join conductive terminals to each other, maintains reliability, and enables remarkable cost reduction. To provide a contactless communication medium.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method for joining a non-contact communication medium including a transmitting / receiving antenna coil and an IC chip, wherein the transmitting / receiving antenna coil is formed of a wire, and the IC chip is a chip module mounted on a substrate. This is a method for joining non-contact communication media, in which mutual terminal joining is directly joined without an intermediate joining medium.
[0009]
Further, the present invention is a method for joining non-contact communication media, wherein the means for joining the terminals is ultrasonic joining.
[0010]
Further, the present invention is a method for joining a non-contact communication medium, wherein the means for joining the terminals is heated and fused.
[0011]
Further, the present invention is a method for joining a non-contact communication medium in which the terminal joining means is at least partially mechanically joined by pressure.
[0012]
The present invention also provides a non-contact communication medium including a transmitting / receiving antenna coil and an IC chip, wherein the transmitting / receiving antenna coil is configured by a wire, and the IC chip is a chip module mounted on a substrate, The mutual terminal bonding is a non-contact communication medium to be directly bonded.
[0013]
Further, the present invention is the non-contact communication medium, wherein the direct bonding is any one of ultrasonic bonding, heat fusion, and mechanical bonding.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a non-contact communication medium joining method and a non-contact communication medium according to an embodiment of the present invention will be described.
[0015]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of an IC chip module which is a non-contact communication medium according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an IC chip 5 is bonded to a substantially central portion of the base substrate 1 for an IC chip module, and is further molded by a transfer molding method using an epoxy resin or the like. Here, each conductive terminal of the IC chip 5 is bonded to a wiring pattern disposed on the IC chip module base substrate 1 and is exposed to the outside as a copper foil 2.
[0016]
FIGS. 3 to 6 are enlarged views in the order of steps relating to the joint mounting portion of the IC chip module shown in FIG. 1 and the end portion of the transmitting / receiving antenna coil 6 on the inlet sheet 7 shown in FIG.
[0017]
FIG. 3 shows a state in which the IC chip module is aligned with the IC chip burying hole 8, and the transmitting / receiving antenna coil 6 and the antenna terminal (copper foil) 2 on the IC chip module side face each other. Has become.
[0018]
FIG. 4 shows that, following the state of FIG. 3, the IC chip module is fitted into the IC chip burying hole 8 and the terminal terminals of the transmitting and receiving antenna coils in contact with each other and the antenna terminal (copper foil) 2 on the IC chip module side. A state in which an ultrasonic horn is applied immediately above the contact area to apply vibration energy to directly fuse both conductive terminals is shown.
[0019]
Here, the ultrasonic energy can be arbitrarily set depending on the material combination of the conductive terminals, and is optimally arbitrarily set according to a condition parameter in a general ultrasonic bonding method such as a work temperature, ultrasonic horn pressing, and energy application time. Conditions can be set. In the present embodiment, the material of the conductive terminal is made of a combination of copper and copper. However, the present invention is not limited to this. For example, various combinations such as copper and aluminum, gold and aluminum, and gold and copper are possible. is there.
[0020]
FIG. 5 is a local cross-sectional view immediately after the direct bonding step between the conductive terminals by ultrasonic fusion shown in FIG. 4, and shows a conventional intermediate bonding medium (solder, conductive adhesive, etc.) between the conductive terminals. A very good inter-electrode junction is formed without the intervention of (2).
[0021]
FIG. 6 shows a state in which the basic structure of the non-contact IC card is completed by bonding the oversheets 10 from both the upper and lower surfaces after the state of FIG.
[0022]
FIG. 7 is a plan view schematically showing the structure of the non-contact IC card obtained as described above. The antenna terminal of the IC chip module, that is, the copper foil 2 and the terminal terminal of the transmitting / receiving antenna coil 6 are joined. It shows the state that it was turned on.
[0023]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, ultrasonic energy is used as a means for direct fusion, but in the second embodiment, this is replaced with heat energy.
[0024]
By the selection of the material of the conductive terminal and the surface treatment, a direct connection can be formed only by heating treatment without adding ultrasonic vibration. That is, by selecting the material of the conductive terminal from gold-silicon or gold-antimony eutectic alloy, direct fusion can be performed locally by heating at 350 to 400 ° C. for several seconds.
[0025]
Further, the solid bonding method disclosed in Japanese Patent Application No. 10-49879 or the like can be applied. As a result, the heating temperature can be reduced and the range of selection of the conductive terminal material can be increased.
[0026]
The second embodiment of the present invention can be specifically implemented by simply replacing the ultrasonic horn 9 in FIG. 4 with a heating tool. In setting the conditions, pressing of the tool, temperature, heat energy, The optimum conditions can be determined using the printing time (tool operating time) and the like as parameters.
[0027]
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the conductive terminals are not fused by ultrasonic energy or heat energy as in the first embodiment and the second embodiment. Always exert mechanical pressure on each other.
[0028]
Specifically, as an embodiment, as shown in FIG. 3, the copper foil 2, which is a conductive terminal (antenna terminal) on the IC chip module side, is replaced with a material such as phosphor bronze, which is an elastic conductor, and the lower portion (the transmitting and receiving antenna) is formed. By making the shape slightly floating in the direction of the coil 6), the two conductive terminals can always be kept in contact with each other by being sandwiched from above and below by the oversheet 10 shown in FIG.
[0029]
Also, the thickness of the IC chip module side antenna terminal 2 in FIG. 3 is partially increased by folding or the like, and both conductive terminals are always in contact with each other due to the elastic pressure of the oversheet 10 itself by sandwiching the oversheet 10 in FIG. You can keep it going. Further, the use of a shape memory alloy foil in which at least one of the IC chip module side antenna terminal 2 and the transmitting / receiving antenna coil 6 is formed so as to always bounce in a temperature range equal to or higher than the ambient temperature of use of the IC card. This is applicable means in the third embodiment.
[0030]
Furthermore, by applying the present invention, even in bonding a plurality of flexible wiring board sheets having various wiring layers and functional components, without performing a difficult manufacturing process, each of the easily and highly reliable Bonding between the electrodes can be realized.
[0031]
In the above embodiment, only the non-contact IC card has been described. However, the present invention is not limited to the non-contact IC card, but may be an IC tag, an optical card, a magnetic card, a dielectric card, or a composite card. The electrode bonding technique of the present invention is applicable to any information communication medium such as a shape and a label.
[0032]
Further, the electrode bonding technique of the present invention is not limited to information communication media, but can be applied to electronic components and the like that require highly reliable bonding between a plurality of electrode terminals facing each other.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the present invention employs a means for directly joining conductive terminals without using an intermediate joining medium, so that in a non-contact IC card, the electrical connection between the IC chip and the transmitting / receiving antenna coil is extremely simple. In addition, the bonding reliability is high, and it can be produced at a much lower cost than before.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an IC chip module.
FIG. 2 is an inlet sheet on which an antenna coil is formed.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the vicinity of a buried hole of the IC chip module.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a step of directly joining conductive terminals.
FIG. 5 is an enlarged sectional view immediately after direct bonding.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a basic structure of the IC card is completed by attaching an oversheet.
FIG. 7 is a plan view of the entire IC card according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Base board for IC chip module 2 Antenna terminal on the IC chip module side (copper foil)
Reference Signs List 3 Anisotropic conductive film 4 Bump 5 IC chip 6 Transmitting / receiving antenna coil 7 Inlet sheet 8 IC chip burial hole 9 Ultrasonic horn 10 Over sheet
