專利名稱:柔性信用卡模塊及其制造方法以及使用柔性信用卡模塊制造信息載體的方法
技術領域:
本發明涉及以作為如無接點IC卡等的信息載體基礎的柔性IC模塊、制造柔性IC模塊的方法、以及使用柔性IC模塊制造信息載體的方法。
現有技術中可以使用如無接點IC卡等的無接點信息載體代替月票、駕駛執照、電話卡以及現金卡,由于已預料到它的廣泛用途,所以最重要的技術任務之一是如何簡化制造步驟并降低單元成本。
這里,對于制造無接點IC卡,現在使用以下方法,包括鉆孔穿過由玻璃纖維或類似物制成的加強材料,將IC卡和作為無接點信號傳輸裝置的線圈存放在孔中,然后用樹脂密封孔形成基板,以及最后將蓋板放到基板的前和背側得到需要的無接點IC卡。
根據該方法,根據線圈的尺寸通過將鉆孔的尺寸調節到合適的尺寸,可以制備設置在基板內的線圈位置可以準確地調節的無接點IC卡。由此,可以高效率地進行IC卡和外部設備之間電力和信號的傳遞。
對于另一個方法,公開在例如NIKKEI MECHANICAL 1997.1.6,No.497,16-17頁,該方法包括將IC芯片和作為無接點數據傳輸裝置的線圈粘接其上的第一樹脂薄板和沒有這種IC芯片和線圈的第二樹脂薄板分別放置在注模機的固定模具和活動模具的相互面對部分上,合攏模具,然后用樹脂填充空腔,由此得到用填充樹脂構成一體的包括第一和第二樹脂板、IC芯片和線圈的無接點IC卡。
根據該方法,由于通過注模法可以得到樹脂板(蓋板)粘接到前面和背面的無接點IC卡,所以與固化其內嵌入IC芯片和線圈的基板以后將蓋板粘接到基板的前和背面的常規方法相比,可以更有效地制造無接點IC卡,并且可以降低制造成本。
另一方面,對于安裝在無接點IC卡上的IC芯片和線圈的連接,通常使用將IC芯片安裝在布線基板上并將線圈連接到形成在布線基板上的電極端子上的方法。
該方法技術上已成型,因此可以高可靠性地連接IC芯片和布線基板以及布線基板和線圈。
然而,在以上提到的一個制備無接點IC卡的常規方法中,IC芯片和線圈存放在加強材料內鉆出的孔中,然后用樹脂固化孔的內部和外部。因此,沒有加強材料的孔的內部強度很低,應力集中在孔的內部,當施加例如彎曲等的非正常外力時,基板容易斷裂。
此外,由于用樹脂密封孔和用樹脂浸漬(impregnate)加強材料以及固化加強材料必須在IC芯片和線圈準確地設置在鉆有需要孔的加強材料中之后進行,所以制備步驟很復雜,很難制備便宜的信息載體。特別是,當在相同的生產線上制備不同的無接點IC卡時,根據存放在其內的IC芯片和線圈的尺寸,不同加強材料的孔的尺寸不同。由此,制造步驟進一步復雜,導致無接點IC卡的制造成本增加。
另一方面,由于以上提到的后一個制備無接點IC卡的常規方法是用粘接有IC芯片和線圈的蓋板放置在一個模具上的注模法進行,所以高溫熔化樹脂接觸施加和未施加粘接劑的部分蓋板。因此,現已發現由于施加和未施加粘接劑的那些部分的熱膨脹系數不同,容易在這些部分的邊界處形成皺紋。根據實驗,即使當樹脂溫度、注入速度和注入壓力進行各種變化,也很難制出在蓋板上沒有皺紋的無接點IC卡。
由于無接點IC卡用手指操作并很直觀,所以在表面上有皺紋的那些IC卡手感和外觀都不太好,降低了商業價值。此外,當制備無接點IC卡之后印刷蓋板的表面時,不可能在卡的表面上進行美觀的印刷,因此它們同樣沒有商業價值。
此外,IC芯片和線圈的常規連接方法需要布線基板作為必須的組成部件。因此,成本高,并且很難制出很薄的柔性無接點IC卡。
本發明解決了這些問題,本發明的目的是提供一種能容易制備信息載體的柔性IC模塊的結構,提供一種低成本和高效率的制備柔性IC模塊的方法,以及提供一種使用以上的柔性IC模塊以低成本并高效率地制備出使用時手感很好并且外表美觀的信息載體的方法。
<柔性IC模塊的結構>
為了解決以上問題,對于柔性IC模塊的結構,本發明使用的這種結構包括在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質并具有給定形狀和給定尺寸的柔性基板,以及安裝并附帶在柔性基板上的部分,要安裝的部分嵌入通過壓縮柔性基板的一部分形成的凹槽內。
要安裝的部分可以完全地嵌入在柔性基板內,或嵌入在柔性基板的一面內同時部分地暴露到外部。在前一種情況中,形成的柔性基板的前面和背面為平面狀態,在后一種情況中,包括嵌入部分表面的柔性基板的前面和背面為平面狀態。
在本說明書中,“自動加壓粘接性質”是指柔性基板的這種特性,即當在室溫或加熱下將壓力施加到柔性基板時,構成柔性基板的纖維粘接,或當壓力施加到多個層疊的柔性基板上時,這些柔性基板相互粘接,柔性基板保持在比施加壓力之前體積減小的狀態。
對于也具有自動加壓粘接性質的紡織織物、針織物或無紡織物,可以使用包括每個由兩個或多個熔點不同的部分組成的所謂共軛纖維的那些纖維;通過混合紡絲兩個或多個熔點不同的合成樹脂得到的或熔點不同的合成樹脂纖維的混合物的那些纖維;以及包括玻璃纖維、碳纖維、開普勒纖維、化學纖維、天然纖維或它們的組合的那些纖維,這些纖維用樹脂粘合劑相互粘接。對于用適當量的合成樹脂浸漬它們得到自動加壓粘接性質的機織織物、針織物、無紡織物或紙,可以使用包括玻璃纖維、碳纖維、開普勒纖維、化學纖維、天然纖維或它們的組合的那些纖維。對于無紡織物,可以使用具有給定結構的所有無紡織物,例如包括通過打開熔體紡絲制備的織物合成樹脂纖絲(filament)得到的隨機纖維組成的絲網的那些纖維,以及通過注射初始聚合物的溶液制備的合成樹脂纖維制成的精細網狀結構。
如果需要,需要的電路圖形可以印刷在部件安裝其上的柔性基板的表面上,這種電路圖形包括傳輸數據/或電源的線圈。
要安裝并附帶在柔性結構上的部件包括例如選自IC芯片、IC模塊、用于數據和/或電源的無接點傳輸裝置、電容器、電阻器、太陽能電池、圖像顯示設備、光學記錄介質、光磁記錄介質、使用紅外線吸收器形成的透明代碼信息顯示器件、紅外線發射器或發光體、以及高精確度地將信息載體定位在設置了用于讀出器-寫入器的載體的部分上的磁鐵或鐵磁體、以及這些部分與其它部分的組合中的至少一個部分。線圈可以用做數據和/或電源的無接點傳輸裝置。對于構成線圈的導線,優選包括銅、鋁或類似物的芯線、如金或焊料等覆蓋芯線的焊接金屬層(bonding metal layer)、以及如聚氨基甲酸乙酯等覆蓋焊接金屬層以便與如IC芯片等的其它電子部件容易連接的絕緣層中的一種。
此外,當IC芯片和線圈作為部件安裝時,優選直接將線圈的兩端連接到IC芯片的輸入和輸出端,以減小柔性IC模塊的厚度并降低成本。對于IC芯片和線圈的直接連接,可以使用楔焊(wedge bonding)法,但根據該方法,存在以下問題①由于通過向連接部分施加超聲波和高壓使線圈的受壓部分變形變平,所以有時會燒壞變形部分和未變形部分之間的邊界部分;②由于超聲波和高壓施加到連接部分,IC芯片有時被損壞,特別是當使用約50-150μm厚的薄芯片時,損壞很明顯;③由于超聲波需要復雜的設置條件,因此連接條件的控制很困難,很難產生穩定的無缺陷的制品。因此,特別優選使用與不會產生這些問題的焊接方法或熔焊方法。
通過焊料突點(solder bump)已預先形成在輸入和輸出端的IC芯片的方法進行線圈到IC芯片的焊接(soldering),用于無接點傳輸的線圈兩端允許接觸焊料突點,然后焊頭壓到線圈的兩端,通過來自焊頭的能量熔化焊料突點。另一方面,通過焊料突點已預先形成在輸入和輸出端的IC芯片的方法進行線圈到IC芯片的熔焊(welding),用于無接點傳輸的線圈兩端允許接觸金突點(gold bump),焊槍(welding head)壓到線圈的兩端,通過來自焊槍的能量熔化金突點。
將連接金屬加熱到高于熔化溫度的焊接的焊頭和熔焊的焊槍足夠使用,也可以使用相同結構的焊頭。
在具有以上結構的柔性IC模塊中,要安裝的部分嵌入在如無紡織物等的基板內,由此模塊可以有效地保護安裝的部件。此外,由于基板由可以由用樹脂浸漬的無紡織物或類似物形成,因此可以通過用樹脂浸漬基板并通過浸漬樹脂粘接蓋板制備如無接點的IC卡等需要的信息載體。此時,可以用樹脂基本均勻地浸漬基板,因此在基板的表面上沒有形成皺紋,并且可以制備高商業價值的信息載體。此外,在本結構的IC模塊中,基板由柔韌性很高的無紡織物或類似物組成,因此它不僅可以作為平坦的信息載體的組成部分,而且可以作為提供在彎曲部分或進行重復變形部分處的信息載體。
<柔性IC模塊的制備方法>
柔性IC模塊的制備方法如下①制備在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質并具有給定形狀和給定尺寸的第一柔性基板和第二柔性基板。此后,要安裝的需要部分定位并放置在第一和第二柔性基板之間。然后,在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮這些第一柔性基板和第二柔性基板,由此將第一和第二柔性基板形成一體,同時要通過施加壓縮力將安裝的部件嵌入到在基板內形成的凹槽內。
②要安裝的需要部分定位并放置在柔性基板的一面上。此后,在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮柔性基板,要安裝的部件嵌入在壓縮柔性基板形成的凹槽內。
根據以上的方法①和②,僅通過層疊需要的材料和部件然后在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮所得的疊層就可以得到需要的柔性IC模塊。由此,可以非常高效率地進行柔性IC模塊的制造。
③IC芯片定位并放置在第一柔性基板的一面上。單獨地,線圈定位并放置在柔性第二基板的一面上。線圈的兩端設置的距離為提供在IC芯片的輸入和輸出端之間設定的距離。然后,疊加第一和第二柔性基板以便放置IC芯片的第一柔性基板的表面與放置線圈的第二柔性基板的表面相互面對,IC芯片的輸入和輸出端接觸線圈的兩端。這些第一和第二柔性基板在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮,由此將第一和第二柔性基板結合成一體,同時通過施加壓力將IC芯片和線圈嵌入在在部分第一和第二基板內形成的凹槽內。此外,從具有用線圈將輸入和輸出端部分以及線圈的兩個端部相互電連接起來的第二基板的外表面將熱和壓力施加到輸入和輸出端部分。
④線圈定位并放置在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質并具有給定形狀和給定尺寸的柔性基板的一面上,線圈的兩端設置的距離為在提供在IC芯片的輸入和輸出端之間設定的距離。然后,IC芯片放置在所述柔性基板的一面上,輸入和輸出端允許接觸線圈的兩個端部。在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮該柔性基板,通過施加壓力將IC芯片和線圈嵌入在在柔性基板內形成的凹槽內。此外,從具有用線圈將輸入和輸出端部分以及線圈的兩個端部相互電連接起來的第二基板的外表面將熱和壓力施加到輸入和輸出端部分。
根據方法③和④,IC芯片以及兩端直接連接到IC芯片的輸入和輸出端的線圈用做要安裝的部件,由此可以制備薄IC模塊。此外,線圈的兩個端部預先固定在柔性基板上,設置端部之間的距離等于IC芯片的輸入和輸出端之間設置的距離,IC芯片和線圈的連接很容易,并且可以有效地制備柔性IC模塊。
<信息載體的制備方法>
信息載體的制備方法如下①通過以下方法制備信息載體,包括以下步驟將第一蓋板和第二蓋板分別放置在注模裝置的固定模具和活動模具的預定部分處;將柔性IC模塊疊加在放置在固定模具或活動模具處的蓋板上;閉合固定模具和活動模具并將樹脂填充在模具形成的空腔內;以及用填充樹脂均勻地浸漬柔性基板,然后打開固定模具和活動模具并取出作為需要產品的信息載體。
根據該方法,可以省略要安裝的部件與蓋板的粘接。由此,可以有效地進行信息載體的制備,此外,填充樹脂時施加到蓋板的熱負荷可以均勻化,可以防止由不均勻熱負荷引起的蓋板的起皺。因此,可以高效率地制備高質量的信息載體,此外,可以進行滿意的設計印刷等。而且,由于填充樹脂時由柔性基板支撐的要安裝的部分位于兩個蓋板之間,因此通過調節基板的厚度可以選擇調節在信息載體的厚度方向中部件的設置位置。此外,由于要安裝的部分由柔性基板支撐,由此可以增強保護部件的效果。當然,由于使用可以用樹脂浸漬的無紡織物和類似物,所以樹脂可以快速地填充,不會負面影響注模周期。
②通過下面的方法制備信息載體,包括以下步驟將第一熱熔板、柔性IC模塊和第二熱熔板以此順序層疊在下模的上表面;在加熱的情況下在厚度方向內將上模壓到第二熱熔板來壓縮柔性IC模塊及第一和第二熱熔板的疊層,由此熔化第一和第二熱熔板;以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,之后通過熱壓使模塊成型得到規定厚度的信息載體。
③通過下面的方法制備信息載體,包括以下步驟將第一蓋板、第一熱熔板、柔性IC模塊和第二熱熔板和第二蓋板以此順序層疊在下模的上表面;在加熱的情況下在厚度方向內將上模壓到第二蓋板壓縮柔性IC模塊、第一和第二熱熔板以及第一和第二蓋板的疊層,由此熔化第一和第二熱熔板;以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,同時用熔體粘接第一和第二蓋板,之后通過熱壓使模塊成型得到規定厚度的信息載體。
④通過下面的方法制備信息載體,包括以下步驟從輥(roll)上拉出卷繞在輥上連續的柔性IC模塊、第一熱熔板和第二熱熔板的頂端(topend);將從各輥上拉出的柔性IC模塊以及第一和第二熱熔板導向層疊輥將第一和第二熱熔板分別層疊在柔性IC模塊的前面和背面上;將柔性IC模塊以及第一和第二熱熔板的疊層導向加熱-加壓輥,在加熱的情況下在厚度方向內壓縮疊層,由此熔化第一和第二熱熔板;以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,輥式壓制(roll pressing)使模塊成型得到規定厚度的信息載體。
⑤通過下面的方法制備信息載體,包括以下步驟從輥上拉出卷繞在各輥上連續的柔性IC模塊、第一熱熔板、第二熱熔板第一蓋板和第二蓋板的頂端;將從各輥上拉出的柔性IC模塊、第一和第二熱熔板以及第一和第二蓋板導向層疊輥第一和第二熱熔板分別層疊到柔性IC模塊的前面和背面上,并將第一和第二蓋板分別層疊在第一和第二熱熔板的外表面上;將柔性IC模塊、第一和第二熱熔板以及第一和第二蓋板的疊層導向到加熱-加壓輥,在加熱的情況下在厚度方向內壓縮疊層,由此熔化第一和第二熱熔板;以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,同時用熔體粘接第一和第二蓋板,輥式壓制使模塊成型得到規定厚度的信息載體。
在以上②-⑤中提到的信息載體的制造方法具有和前面的方法相同的效果,此外,由于通過輥式壓制形成柔性IC模塊的外殼,因此可以高效率地制備信息載體,并且可以提高信息載體的生產率從而降低了成本。
圖1為根據本發明第一個例子柔性IC模塊的平面圖,局部被切除。
圖2為沿圖1的線A-A截取的放大剖面圖。
圖3為根據第一個例子安裝在柔性IC模塊上的IC芯片和線圈的主要部件的平面圖。
圖4A和4B為構成線圈的導線的剖面圖。
圖5A和5B示出了直接連接IC芯片和線圈的一個方法的剖面圖以及連接部分的狀態。
圖6A和6B示出了直接連接IC芯片和線圈的另一個方法的剖面圖以及連接部分的狀態。
圖7示出了使用焊接裝置施加到直接安裝IC芯片和線圈的狀態。
圖8為根據本發明第二個例子柔性IC模塊的平面圖。
圖9為沿圖8的線B-B截取的放大剖面圖。
圖10示出了柔性IC模塊制造方法的第一個例子的圖。
圖11A、11B、11C和11D示出了柔性IC模塊制造方法的第二個例子的圖。
圖12A、12B、12C和12D示出了柔性IC模塊制造方法的第二個例子的圖。
圖13A、13B、13C和13D示出了IC卡制造方法的第一個例子的圖。
圖14示出了IC卡制造方法的第二個例子的圖。
圖15示出了IC卡制造方法的第三個例子的圖。
圖16示出了IC卡制造方法的第四個例子的圖。
圖17示出了IC卡制造方法的第五個例子的圖。
在以上圖中,數字1代表IC芯片,1a代表輸入和輸出端,1b代表焊料突點,1c代表焊料,1d代表金突點(gold bump),2代表線圈,2a代表芯線,2b代表絕緣層,2c代表連接金屬層,3代表柔性基板,4代表第一熱熔板,5代表第二熱熔板,10代表柔性IC模塊,11代表下模,12代表第一無紡織物,13代表第二無紡織物,14代表上模,15代表凹槽,21代表第一個中間產物,22代表第二個中間產物,23代表第三個中間產物,24代表超聲波振動器,31代表第一階段中間產物,32代表第二個階段中間產物,33代表第三個階段中間產物,41代表第一蓋板,42代表固定模具,43代表第二個蓋板,44代表可動模具,45代表通風孔,46代表空腔,47代表入口,51和52代表焊頭,61a和61b代表電極,62代表焊槍,63a和63b代表卷繞帶的卷軸,64代表高阻帶,65代表電機,71-79代表輥。
下面參考圖1-7介紹根據本發明柔性IC模塊的第一個例子。圖1為根據該例柔性IC模塊的平面圖,局部被切除。圖2為沿圖1的線A-A截取的放大剖面圖。圖3為根據本例安裝在柔性IC模塊上的IC芯片和線圈的主要部件的平面圖。圖4A和4B為構成線圈的導線的剖面圖。圖5A和5B示出了直接連接IC芯片和線圈的一個方法的剖面圖以及連接部分的狀態。圖6A和6B示出了直接連接IC芯片和線圈的另一個方法的剖面圖以及連接部分的狀態。圖7示出了使用焊接裝置施加到直接安裝IC芯片和線圈的狀態。
從圖1-3可以看出,該例中的柔性IC模塊包括由IC芯片1和線圈2完全嵌入其內的無紡物制成的柔性基板3,所述線圈2直接連接到IC芯片1的輸入和輸出端(焊接點)1a,在無接點狀態中接收從閱讀器-寫入器(未示出)到IC芯片的電源,在無接點狀態中從和向閱讀器-寫入器(未示出)傳輸數據。
對于IC芯片1,可以使用已被常規地安裝在無接點IC卡上的可選IC芯片,但特別優選總厚度減少到約50-150μm的IC芯片,以便減小無接點IC卡的厚度。IC芯片的結構已公知,此外這不是本發明的發明點,因此省略了對它的介紹。
對于線圈2,可以使用由如銅或鋁等的高導電金屬材料和如樹脂等覆蓋芯線2a的絕緣層2b制成,如圖4A所示。此外,也可以使用包括芯線2a、如金或焊料等覆蓋芯線2a的焊接金屬層2c、和覆蓋焊接金屬層2c的絕緣層2b,如圖4B所示。
導線的直徑為20-100μm,該導線可以繞幾到幾十匝,取決于IC芯片的特性,由此形成線圈2。
特別優選通過楔焊、焊接或熔焊進行IC芯片1和線圈2的直接焊接(bonding)。
在楔焊IC芯片1和線圈2時,金突點1d預先形成在IC芯片1的輸入和輸出端1a處,如圖5A所示。此時,對于線圈2,可以使用沒有焊接金屬層2c的線圈,但特別優選用金層覆蓋的芯線2a,以便更容易并牢固地進行焊接。通過下面的方式進行輸入和輸出端1a和線圈2的楔焊將線圈2的端部疊置在輸入和輸出端1a上,并使用超聲波將焊頭51按壓到線圈2上,通過產生的能量碳化絕緣層2b同時熔化金突點,如圖5A所示。由此,如圖5B所示,線圈2直接與IC芯片1的輸入和輸出端1a連接。
在焊接IC芯片1和線圈2的情況中,通過鍍焊料將焊料突點1b預先形成在IC芯片1的輸入和輸出端1a處,如圖6A所示。此時,對于線圈2,可以使用沒有焊接金屬層2c的線圈,但特別優選用金層或類似物覆蓋的芯線2a,以便提高與焊料的浸潤能力并更容易并牢固地進行焊接。通過下面的方式進行輸入和輸出端1a和線圈2的焊接將線圈2的端部疊置在輸入和輸出端1a上,將加熱到給定溫度的焊頭52按壓到線圈2上,通過產生的能量碳化絕緣層2b同時熔化焊料突點1b,如圖6A所示。由此,如圖6B所示,通過焊料1c焊接線圈2和IC芯片1的輸入和輸出端1a。在IC芯片1的輸入和輸出端1a形成焊料突點1b處,由于可以使用用焊料層覆蓋的芯線2a用做線圈2,可以上面相同的方式進行焊接。此外,也可以在IC芯片1的輸入和輸出端1a處形成焊料突點1b并使用用焊料層覆蓋的芯線2a作為線圈2。
在熔焊IC芯片1和線圈2的情況中,可以使用金突點形成在輸入和輸出端1a的IC芯片或包括由金層覆蓋的芯線2a組成的導線的線圈或IC芯片和線圈都使用。對于焊機,可以使用包括具有以間隙d的微小距離相互分開平行設置的電極61a和61b的焊槍62、提供在焊槍62處的帶繞卷軸(ribbon winding reel)63a和63b、卷繞并設置在這些卷軸63a和63b上的帶形加熱電阻64并且部分電阻接觸電極61a和61b的端部、以及驅動驅動輥63a的電機65,如圖7所示。對于帶形加熱電阻64,最優選包括高純度的單晶鉬的鉬帶,是由于它的高特定電阻和導熱率,它可以局部地產生高溫,此外它具有高強度。
在熔焊中,線圈2的端部直接疊置在IC芯片1的輸入和輸出端1a,焊槍62按壓到線圈2,如圖7所示。然后,脈沖電源施加到電極61a和61b,利用帶形加熱電阻64產生的熱量碳化絕緣層2b,同時碳化覆蓋芯線2a的金突點或金層,或者將這兩者都熔化。電機65按要求驅動輥63a,干凈的帶形加熱電阻64總能接觸焊槍62。當除去碳化物的刷子提供在帶形加熱電阻64上時,帶形加熱電阻64可以重復地使用,并可以降低維護費。
圖7的焊機也可以用做在焊頭52處進行焊接的加熱源,如圖6A所示。
對于構成柔性基板3的無紡織物,可以使用任何給定無紡織物,只要它們具有厚度方向的壓縮性、自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質。例如,可以使用包括由已制成的短纖維形成的絲網,短纖維包括玻璃纖維、碳纖維、開普勒纖維、化學纖維、天然纖維或它們的組合。此外,可以使用絲網由直接由用于纖維的材料紡絲制成的無紡織物,例如包括由打開溶紡合成樹脂絲或具有通過注射初始聚合物的溶液制成的細小網狀結構的合成樹脂纖絲或合成樹脂纖維得到的不規則(random)纖維形成的絲網的那些無紡織物。具有合成樹脂纖維的絲網的無紡織物可以通過旋制粘接(spunbonding)法、熔噴(melt blowing)法、快速旋制(flash spinning)法等制成。此外,粘接所得絲網的方法包括熱粘接法、膠乳粘合法等。使用具有由合成樹脂纖維形成的絲網的無紡織物時,絲網可以由易于粘接的纖維的高熔點和低熔點的合成樹脂纖維的混合物形成。
對于這些無紡織物,由于它們用做柔性基板3,因此可以使用含有至少一部分的低熔點的合成樹脂和本身具有自動加壓粘接性質的無紡織物。另一方面,在無紡織物產生自動加壓粘接性質之后,不含低熔點的合成樹脂并且本身不具有自動加壓粘接性質的無紡織物用適當量的低熔點樹脂浸漬,由此也可以用做柔性基板3。
考慮最終無接點IC卡的厚度和制造無接點IC卡使用的蓋板的厚度設定進行壓模后的柔性基板3的厚度。基本上,厚度足以在某種程度上大于要安裝的部件的厚度。例如,當安裝50μm厚的IC芯片1和包括直徑小于IC芯片1的厚度的導線的線圈2時,柔性基板3的厚度可以為70μm以上,當安裝150μm厚的IC芯片1和包括直徑小于IC芯片1的厚度的導線的線圈2時,柔性基板3的厚度可以為170μm以上。
在該例的柔性IC模塊的情況中,由于要安裝的IC芯片1和線圈2完全地嵌入在包括無紡織物等的基板3內,因此可以有效地保護這些IC芯片1和線圈2。此外,由于基板3由無紡織物和具有樹脂浸漬性質的其它纖維組成,因此通過用樹脂浸漬基板3和使用該樹脂粘接蓋板可以制造需要的無接點IC卡。此時,基板可以均勻地用樹脂浸漬。因此,在基板的表面上沒有形成皺紋,而且,不需要使用通常用于使厚度均勻化的隔板(spacersheet)。由此,可以制備高商業價值的無接點IC卡。此外,由于這種結構的IC模塊包括由無紡織物等組成的基板并且柔韌性很高,它不僅可以用做板形無接點IC卡的組成部分,也可以用做彎曲部分的組成部分或重復地變形的部分。
此外,由于IC芯片和線圈2直接地連接,因此布線基板可以省略,并且柔性IC模塊以及最終的無接點IC卡的厚度可以減小,因而可以降低制造成本。具體地,當焊接方法或熔焊方法用于IC芯片和線圈2的直接連接時,與使用楔焊法相比可以得到以下優點。即,楔焊法通過下面的方法進行將焊頭51重壓到疊置在IC芯片1的輸入和輸出端1a上的線圈2上,同時將由焊頭51發出的超聲波施加到焊接部分通過能量使絕緣層2b斷裂,并加速金鍍層2d的熔化。因此,如圖5B所示,線圈2的端部變形為平坦狀態,在未變形部分的邊緣部分易發生破裂。此外,楔焊法對連接部分施加超聲波和高壓,易于損壞IC芯片,當使用約50-150μm厚的薄IC芯片時損壞很顯著。此外,由于楔焊法利用了設置條件很復雜、連接條件的保持和控制很困難的超聲波,導致很難穩定地制造無缺陷的產品。
另一方面,在焊接方法和熔焊的方法中,沒有對連接部分施加超聲波,此外,焊頭52或焊槍62比楔焊法中的小。因此,不會引起線圈2的斷裂或IC芯片的破裂,此外,由于沒有使用超聲波,因此連接條件的維護和控制很容易。當使用根據本發明的焊接方法時,由于使用了包括由焊接金屬層2c和絕緣層2b覆蓋的芯線2a的導線,因此在芯線2a上沒有形成氧化膜,因此不需要使用焊接連接通常需要的焊劑。由此,可以避免由于附加焊劑的清洗步驟引起的制造步驟的復雜化。
接下來,下面參考圖8和9介紹根據本發明的柔性IC模塊的第二個例子。圖8為該例的柔性IC模塊的平面圖,圖9為沿圖8的線B-B截取的放大剖面圖。
從圖8和9可以看出,該例的柔性IC模塊具有IC芯片1和直接連接到IC芯片1的輸入和輸出端1a的線圈2嵌入在由無紡織物制成的柔性基板3的一側內的結構。其它部分與第一例中的柔性IC模塊的其它部分相同,為避免重復省略了對它們的介紹。
該例的柔性IC模塊具有與第一例相同的效果,此外,具有由于IC芯片1和線圈2嵌入在柔性基板3的一側內,模塊可以制得較薄,可以進一步簡化制造的優點,因此可以較低成本制造。
下面介紹根據本發明柔性IC模塊的制造方法。
<柔性IC模塊的制造方法的第一個例子>
下面參考圖10介紹以上提到的柔性IC模塊制造方法的第一個例子。圖10示出了柔性IC模塊的制造方法。
在制造柔性IC模塊之前,制備在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質并且具有給定形狀和給定尺寸的第一無紡織物和第二無紡織物。同時,制備線圈2的端部直接連接到其輸出和輸出端1a的IC芯片1(見圖3)。
此后,如圖10所示,具有自動加壓粘接性質的第一無紡織物12放在具有光滑和平坦表面的下模11上,IC芯片1和與其連接的線圈2定位并放置在第一無紡織物12上。然后,具有自動加壓粘接性質的第二無紡織物13疊置在這些IC芯片1和線圈2上,此后具有光滑和平坦表面的上模14壓到第二無紡織物13上,并在在加熱的情況下在厚度方向內壓縮第一和第二無紡織物12和13。由此,得到需要的柔性IC模塊。在下面的介紹中,在加熱的情況下在厚度方向內通過下模和上模壓縮柔性IC模塊組成部分的方法稱做“熱壓”。對所得柔性IC模塊的表面進行需要的印刷。
當在厚度方向內均勻地壓縮第一和第二無紡織物12和13時,這些第一和第二無紡織物12和13在設置IC芯片1和線圈2的那些部分中壓縮更多些。因此,與IC芯片1和線圈2的外形一致的凹槽15形成在無紡織物12和13的內表面上,IC芯片1和線圈2嵌入在圖2所示的凹槽15內。此外,由于具有自動加壓粘接性質的無紡織物用做形成柔性基板3的第一和第二無紡織物12和13,因此除去壓力之后得到圖2所示的形狀。此外,通過將第一和第二無紡織物12和13的壓縮性調節到小于100%的適當范圍,制造柔性IC模塊之后用樹脂浸漬第一和第二無紡織物12和13,因此模塊可以應用于信息載體的制造。
根據該例的本方法,僅通過預先制備制造柔性IC模塊需要的第一和第二無紡織物12和13以及焊接的IC芯片1和線圈2、依次層疊這些部分和部件然后在厚度方向內壓縮所得的疊層可以得到需要的柔性IC模塊,因此,可以高效率地制造柔性IC模塊。此外,由于線圈2的兩端直接地連接到IC芯片1的輸入和輸出端1a,因此柔性IC模塊可以制得很薄。
如果在圖10所示的制造方法中省略了第二無紡織物13,那么可以制造第二例的柔性IC模塊。
<柔性IC模塊的制造方法的第二個例子>
下面參考圖11A-D介紹以上具有以上結構的柔性IC模塊制造方法的第二個例子。
首先,如圖11A所示,制備包括線圈2嵌入在一面內的第一無紡織物12的第一中間產品21。通過下面的方式制造所述第一中間產品21將具有自動加壓粘接性質的第一無紡織物12放在具有光滑和平坦表面的下模上,將線圈2定位并放置在第一無紡織物12上,然后將具有光滑和平坦表面的上模14壓到線圈2上,并熱壓它們。當線圈2放在第一無紡織物12上時,線圈2的兩端相互平行設置,以便線圈2的兩端之間的距離與IC芯片1上輸入和輸出端1a之間使用的距離基本相同。
同時,如圖11B所示,制備包括IC芯片1嵌入在一面內的第二無紡織物13的第二中間產品22。通過下面的方式制備所述第二中間產品22將具有自動加壓粘接性質的第二無紡織物13放在具有光滑和平坦表面的下模上,將IC芯片1定位并放置在第二無紡織物13上,然后將具有光滑和平坦表面的上模壓到IC芯片1上,并熱壓它們。此時,IC芯片1面向上提供在第二無紡織物13內,以便輸入和輸出端1a暴露在第二無紡織物13的表面上。
然后,如圖11C所示,疊置第一和第二中間產品21和22,以便IC芯片1的面與線圈2的面相互面對,IC芯片1的輸入和輸出端1a接觸線圈2的兩個端部,由此使用下模11和上模14再次熱壓它們,由此制成包括相互成一體的第一和第二無紡織物12和13、IC芯片1和線圈2的第三中間產品23。
最后,如圖11D所示,將超聲波振動器24壓到具有對應于IC芯片1的輸入和輸出端1a的位置的線圈2的部分第一無紡織物12的外表面上,由此施加超聲波,通過壓力和超聲波產生的熱量熔化覆蓋線圈的導線的絕緣層和低熔點的金屬層,由此輸入和輸出端1a和線圈2的兩個端部相互電連接。由此得到需要的柔性IC模塊。
在根據該例制造柔性IC模塊的方法中,由于線圈2的兩個端部已預先以給定的間隔固定在第一無紡織物12上,因此可以很容易地進行與IC芯片1的電連接。即,用于制造柔性IC模塊的一些IC芯片1在面上具有約100μm的很小的輸入和輸出端。另一方面,線圈2的導線直徑約50μm。因此,很難有效地制備IC芯片1和線圈2的連接部分,同時不固定線圈的兩端。通過使用專門的夾具或輸入和輸出端延伸的IC芯片可以在某種程度上增加制造效率,但制造步驟變得復雜,并且很難顯著增加制造效率。根據該例的方法,線圈2固定到作為柔性IC模塊組成部分的無紡織物,因此制造步驟不復雜,并且可以高效率地得到無缺陷的產品。
<柔性IC模塊的制造方法的第三個例子>
下面參考圖12A-12D介紹具有以上結構的柔性IC模塊制造方法的第三個例子。
首先,如圖12A所示,制備包括線圈2嵌入在一面內的第一無紡織物12的第一階段中間產品31。所述第一階段中間產品31可以通過下面的方式制造將具有自動加壓粘接性質的第一無紡織物12放在具有光滑和平坦表面的下模上,將線圈2定位并放置在第一無紡織物12上,然后將具有光滑和平坦下表面的上模14壓到線圈2上,并熱壓它們。當線圈2放在第一無紡織物12上時,線圈2的兩端相互平行設置,以便線圈2的兩端之間的距離與IC芯片1上輸入和輸出端1a之間使用的距離基本相同。這些步驟與第二例中的第一中間產品21的制造步驟相同。
然后,如圖12B所示,通過將IC芯片1嵌入在第一中間產品31內制備包括IC芯片1和線圈2嵌入在一面內的第一無紡織物12的第二階段中間產品32。所述第二階段中間產品32的制備如下將線圈2的嵌入面朝上的第一階段中間產品32放置在具有光滑和平坦表面的下模上,將IC芯片1定位并放置在設置嵌入的線圈2的兩端的部分第一階段中間產品31上,以便輸入和輸出端1a面朝下,并且輸入和輸出端1a接觸線圈2的兩個端部,然后將具有光滑和平坦下表面的上模壓到IC芯片1上并再次熱壓它們。
此外,如圖12C所示,第二無紡織物13疊置在IC芯片1和線圈2嵌入其中的第二階段中間產品32的一面上,通過下模11和上模14再次熱壓所得疊層,由此得到包括成一體的第一和第二無紡織物12和13、IC芯片1和線圈2的第三中間產品33。
最后,如圖12D所示,將超聲波振動器24壓到具有對應于IC芯片1的輸入和輸出端1a的位置的線圈2的部分第一無紡織物12的外表面上,由此施加超聲波,通過壓力和超聲波產生的熱量熔化覆蓋線圈的導線的絕緣層和低熔點的金屬層,輸入和輸出端1a和線圈2的兩端相互電連接。由此得到完全嵌入型的所需的柔性IC模塊。
該例的方法同樣具有以上第二例中方法的相同效果。
圖12B所示的第二階段中間產品32的制造之后,如果IC芯片1的輸入和輸出端1a電連接到線圈2的兩個端部,那么可以制造一面嵌入型的柔性IC模塊。
此外,在以上的例子中,柔性基板3包括無紡織物,但柔性IC模塊也可以使用紡織織物、針織織物、紙、皮革或類似物以類似的方法制造。
此外,在以上的例子中,已對IC芯片1和線圈2作為要安裝的部分嵌入其內的柔性IC模塊進行了介紹,但通過類似的方法同樣可以制備要安裝的其它部分嵌入其內的柔性IC模塊。
接下來,介紹使用用上面提到的方式制備的柔性IC模塊制備需要的無接點IC卡的方法。
<無接點IC卡的制造方法的第一個例子>
首先,如圖13A所示,第一蓋板41設置在注模機的固定模具42上,同時第二蓋板43設置在注模機的活動模具44上。此時,如圖13A所示,通過利用穿過固定模具42和活動模具44鉆出的通氣孔45吸住蓋板使蓋板41和43與模具42和44緊密接觸。
蓋板41和43可以包括任何給定的可選透明或不透明合成樹脂板,只要它們具有要求的熱阻,但特別優選包括熱處理時不產生氯氣的合成樹脂板,例如防止環境污染的聚對苯二甲酸乙二醇酯(下文稱做“PET”)和聚萘二甲酸乙二醇酯。可以在蓋板41和43的前面或背面上進行需要的印刷。
為了增強與基板3的粘附力,優選在蓋板41和43的背面上形成細小的不規則物(irregularities),不規則物為例如對應于JIS中指定的#400-1000的磨料粒度尺寸的不規則物。此外,當對蓋板41和43的前面進行直接的印刷時,優選同樣在蓋板41和43的前面上形成細小的不平整之處以增強印刷性能。此時,為了提高墨的接收性能和增強適于印刷的性能,在蓋板41和43的前面上形成細小的不規則物優選對應于JIS中指定的#3000-10000的磨料粒度尺寸的不規則物。例如通過下面的方法可以制造這種蓋板將直徑(例如磨料粒度)為0.1μm到幾十μm的填料通過靜電淀積嵌入蓋板的原料薄板內的方法、將填料與蓋板的材料混合的方法、和用磨料晶粒研磨原料薄板的表面的方法。
然后,如圖13B所示,按以上方法制備的柔性IC模塊10疊置在放在固定模具42內的第一蓋板41上。
固定模具42和活動模具44閉合之后,樹脂從入口47填充到由模具42和44形成的空腔46內,如圖13C所示。如上所述,柔性IC模塊10的基板3包括具有能被樹脂浸漬的無紡織物,因此基板3被空腔46內填充的樹脂浸漬。
然后,如圖13D所示,通過增加活動模具44的壓力模制出給定形狀和給定尺寸的無接點IC卡。同時,由活動模具44切斷入口47。
最后,如圖13E所示,打開模具42和44,取出包括成一體的第一和第二蓋板41和43以及柔性IC模塊10的無接點IC卡。
根據該例信息載體的制造方法,要安裝的部件(IC芯片1和線圈2)與第一和第二蓋板41和43的粘接可以省略,由此可以有效地進行無接點IC卡的制造。此外,由于填充樹脂時施加到蓋板41和43的熱負荷可以均勻化,可以防止由不均勻的熱負荷引起的蓋板41和43的皺紋。因此,可以高效率地制造高質量的無接點IC卡,此外,可以進行提高質量的設計打印。此外,由于柔性IC模塊10包括要安裝的部件夾在其中的第一和第二無紡織物,因此在無接點IC卡的厚度方向內,通過調節每個無紡織物的厚度,可以選擇地調節要安裝部件的位置設置。此外,由于要安裝的部件由基板3保持,因此可以增強安裝部件的保護效果。
該方法不需要常規技術的復雜步驟,例如在基板內形成切割孔、將部件存放在孔內和用樹脂密封孔,因此,可以便宜地制造需要形狀的無接點IC卡。
<無接點IC卡的制造方法的第二個例子>
該例的方法是通過所謂的熱壓法制造沒有蓋板的無接點信息載體。
即,如圖14所示,包括如PET等的熱塑樹脂的第一熱熔板4、預先制備的柔性IC模塊10和包括與熱塑樹脂第一熱熔板4相同或不同的第二熱熔板5以此順序堆疊在為平板形的下模11的上表面上,將為平板形的上模14降低到第二熱熔板5上,在規定的加熱和加壓條件下壓縮疊層。在所述壓縮過程中,第一和第二熱熔板4和5熔化,熔體的部分或整體浸漬構成柔性IC模塊10的柔性基板3中。以此方式,柔性IC模塊10以及第一和第二熱熔板4和5成一體,第一和第二熱熔板4和5變為柔性IC模塊10的外殼。然后,如果需要,調節外圍部分的形狀,對熱熔板的表面進行設計印刷以得到為需要產品的無接點信息載體。
在圖14中,為便于說明一一示出了熱壓無接點信息載體的方法。然而,也可以使用柔性IC模塊10同時熱壓多個無接點信息載體,柔性IC模塊10包括多個要安裝的部件以給定的間隔嵌入的大尺寸柔性基板。
根據該例制造無接點信息載體的方法通過所謂的熱壓法形成柔性IC模塊10的外殼,因此可以容易地控制形成外殼的加熱條件和壓縮條件,由此可以制備高精確度的無接點信息載體。
<無接點IC卡的制造方法的第三個例子>
該例的方法是通過所謂的熱壓法制造具有蓋板的無接點信息載體。
即,如圖15所示,包括如聚氯乙烯(以下稱做“PVC”)等熱阻優良的樹脂材料的第一蓋板41、包括如PET等熱塑樹脂的第一熱熔板4、預先制備的柔性IC模塊10、包括熱塑樹脂與第一熱熔板4相同或不同的第二熱熔板5、和包括熱阻與第一蓋板41相同或不同的第二蓋板43以此順序堆疊在為平板形的下模11的上表面上,將為平板形的上模14降低到第二蓋板43上,在規定的加熱和加壓條件下壓縮疊層。在所述壓縮過程中,第一和第二熱熔板4和5熔化,部分熔體浸漬到構成柔性IC模塊10的柔性基板3,同時第一和第二蓋板41和43粘接到第一和第二熱熔板4和5。由此,柔性IC模塊10、第一和第二熱熔板4和5以及第一和第二蓋板41和43構成一體,柔性IC模塊10形成外殼。
然后,如果需要,調節外圍部分的形狀,對熱熔板的表面進行設計印刷以得到為需要產品的無接點信息載體。在該例中,同樣使用規定結構和尺寸的柔性IC模塊10,通過一次熱壓可以同時得到多個無接點的信息載體。該例的制造無接點信息載體的方法同樣具有圖14所示制造無接點信息載體方法的相同效果。
<無接點IC卡的制造方法的第四個例子>
該例的方法是通過所謂的輥式壓制法制造沒有蓋板的無接點信息載體。
即,如圖16所示,包括多個要安裝的部件以給定的間隔嵌入其內的帶形柔性基板的柔性IC模塊10、包括如PET等熱塑樹脂的第一帶形熱熔板4、和包括熱塑樹脂與第一帶形熱熔板4相同或不同的第二帶形熱熔板5分別繞在輥(roller)71、72和73上。將從輥72和73上拉出的第一熱熔板4和第二熱熔板5層疊在從輥71上拉出的柔性IC模塊10的前面和背面上,然后該疊層穿過加熱并加壓的輥74以壓縮它。在圖16中,數字75表示牽引輥,76表示導輥,77表示層疊輥。
在穿過加熱并加壓的輥74的過程中,第一和第二熱熔板4和5熔化,熔體的部分或整體浸漬構成柔性IC模塊10的柔性基板3。以此方式,柔性IC模塊10以及第一和第二熱熔板4和5成一體,第一和第二熱熔板4和5變為柔性IC模塊10的外殼。然后,進行疊層上的設計印刷,之后切割疊層得到需要產品的需要的無接點信息載體。
根據該例制造無接點信息載體的方法通過所謂的輥式壓制法形成柔性IC模塊10的外殼,因此與通過所謂的熱壓法形成柔性IC模塊10的外殼相比,可以更有效地進行無接點信息載體的形成外殼步驟,并且可以降低無接點信息載體的制造成本。
<無接點IC卡的制造方法的第五個例子>
該例的方法是通過所謂的輥式壓制法制造具有蓋板的無接點信息載體。
即,如圖17所示,包括多個要安裝的部件以給定的間隔嵌入其內的帶形柔性基板的柔性IC模塊10、包括如PET等熱塑樹脂的第一帶形熱熔板4、包括熱塑樹脂與第一熱熔板4相同或不同的第二帶形熱熔板5、以及包括如PVC等熱阻優良的樹脂材料的帶形蓋板41和43分別繞在輥71、72、73、78和79上。將從輥72和73上拉出的第一熱熔板4和第二熱熔板5層疊在從輥71上拉出的柔性IC模塊10的前面和背面上,此外,將從輥78和79上拉出的第一蓋板41和第二蓋板43分別層疊在第一熱熔板4的表面和第二熱熔板5的表面上。然后所述疊層穿過加熱并加壓的輥74以壓縮它。在圖17中,同樣數字75表示牽引輥,76表示導輥,77表示層疊輥。
根據圖17的方法,在穿過加熱并加壓的輥74的過程中,第一和第二熱熔板4和5熔化,部分熔體浸漬構成柔性IC模塊10的柔性基板3。柔性IC模塊10以及第一和第二蓋板41和43成一體。同時第一和第二蓋板41和43粘接到第一和第二熱熔板4和5,柔性IC模塊10形成外殼。此后,進行設計印刷并切割疊層得到為需要產品的無接點信息載體。
該例的制造無接點信息載體的方法同樣具有圖16所示制造無接點信息載體。
本發明其它的例子列舉如下。
①在以上的例子中,柔性基板3包括無紡織物。然而,使用紡織織物、針織織物、紙、皮革或類似物同樣可以制造無接點IC卡。
②在以上的例子中,使用包括IC芯片1和線圈2嵌入其內的基板3的柔性IC模塊制備無接點IC卡。然而,使用包括IC芯片1和線圈2嵌入其一面內的基板3的柔性IC模塊通過類似的方法同樣可以制備無接點IC卡。
③在以上的例子中,介紹了IC芯片1和線圈2作為要安裝的部分嵌入其內的柔性IC模塊的制造。然而,使用其內嵌入其它部件的柔性IC模塊通過類似的方法同樣可以制備無接點IC卡。
④在以上的例子中,介紹了無接點IC卡的制造,但自然同樣容易形成如線圈和帶形等其它形狀的無接點IC卡。
⑤對于IC芯片和線圈的之間連接的方法,除了在以上的例子中列出的方法之外,也可以使用通過導電樹脂連接IC芯片和線圈的方法。
⑥以上的例子已介紹了IC芯片的輸入和輸出端1a和線圈2的連接方法,包括使用導線由焊頭進行焊接,其中芯線2a或焊接金屬層2c由絕緣層2b覆蓋,將IC芯片的輸入和輸出端1a連接到線圈2,用焊頭發出的能量碳化并除去絕緣層2b進行焊接。該方法不僅適于IC芯片的輸入和輸出端1a與線圈2的連接,同樣適于跳線與布線基板的連接或磁頭內線圈的連接。
在本發明的柔性IC模塊中,要安裝的部件嵌入在包括無紡織物或類似物的柔性基板內,因此安裝部件的保護效果優良,此外在無接點IC卡和類似物的制造中容易操作要安裝的部件,特別是,小IC芯片或低剛度的線圈。此外,由于基板的柔韌性很高,因此模塊不僅用做平板形式的無接點IC卡的構成部分,也可以廣泛用做提供在彎曲部分或重復變形的部分處的信息載體。而且,由于IC芯片直接安裝到線圈,因此可以省略使用布線基板,柔性IC模塊的厚度,即最終的無接點IC卡的厚度可以減少,此外成本也可以降低。具體地,當通過焊接法或熔焊法直接連接IC芯片和線圈,連接的可靠性也可以增強。
根據本發明的方法,僅通過將要安裝的部件定位并放置在厚度方向具有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質的無紡織物之間,之后熱壓它們。因此,可以低成本地制造為最終產品的無接點IC卡和其它物。
在根據本發明制造信息載體的方法中,樹脂填充在柔性IC模塊設置其中的模具空腔內方法可以省略要安裝的部件與蓋板的粘接,因此可以有效地進行信息載體的制造。此外,由于填充樹脂時施加到蓋板的熱負荷可以均勻,因此可以抑制通過不均勻的熱負荷引起的蓋板的起皺。因此,可以高效率地制造高質量的信息載體,此外,可以提高設計印刷的質量。而且,由于填充樹脂時由柔性基板支撐的要安裝的部件位于兩個蓋板之間,因此通過調節柔性基板的厚度可以適當地調節在信息載體的厚度方向內安裝部件的位置。此外,由于安裝的部件由柔性基板支撐,因此可以增強保護安裝部分的效果。當然,由于具有樹脂浸漬性質的無紡織物或類似物用做基板材料,所以樹脂可以快速地填充,不會降低注模周期。
在根據本發明制造信息載體的方法中,通過熱壓法預先制備柔性IC模塊的形成外殼的方法對作為最終產品的的信息載體的質量與樹脂填充法有相同的效果,此外,通過簡單的制造設備可以進行該方法,有利于批量生產。
在根據本發明制造信息載體的方法中,通過輥式壓制法預先制備柔性IC模塊的形成外殼的方法對作為最終產品的的信息載體的質量與樹脂填充法有相同的效果,此外,該方法可自動和連續地進行各部件的層疊,由此有利于批量生產。
權利要求
1.一種柔性IC模塊,包括在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質并具有樹脂浸漬性質的給定形狀和給定尺寸的柔性基板,以及由所述柔性基板支撐的安裝部分,所述部分嵌入在通過壓縮柔性基板的一部分形成的凹槽內。
2.根據權利要求1的柔性IC模塊,其中安裝的部分嵌入在柔性基板內,柔性基板的前面和背面以平面狀態形成。
3.根據權利要求1的柔性IC模塊,其中待安裝的部分嵌入在柔性基板的一面內,包括嵌入部分表面的柔性基板的前面和背面以平面狀態形成。
4.根據權利要求1的柔性IC模塊,其中柔性基板包括本質上具有自動加壓粘接性質的紡織織物、針織物或無紡織物。
5.根據權利要求1的柔性IC模塊,其中安裝的部件選自IC芯片、IC模塊、用于數據和/或電源的無接點傳輸裝置、電容器、電阻器、太陽能電池、液晶顯示裝置、圖像顯示器件、光學記錄介質、光磁記錄介質、使用紅外線吸收器形成的透明代碼信息顯示器件、紅外線發射器或發光體、以及磁鐵或鐵磁體、以及這些部分與其它部分的組合中的至少一個部分。
6.根據權利要求1的柔性IC模塊,具有作為安裝部分的IC芯片和直接連接到IC芯片的輸入和輸出端和用于數據和/或電源的無接點傳輸線圈。
7.根據權利要求6的柔性IC模塊,其中IC芯片的輸入和輸出端和無接點傳輸線圈的兩個端部通過楔焊法、焊接法或熔焊法直接連接。
8.根據權利要求6或7的柔性IC模塊,其中無接點傳輸線圈包括芯線、覆蓋芯線的焊接金屬層和覆蓋焊接金屬層的絕緣層。
9.根據權利要求1的柔性IC模塊,其中需要的電路圖形印刷在部分柔性基板上,其中該板上安裝部件并且電路圖形與安裝的部分電連接。
10.根據權利要求9的柔性IC模塊,其中用于數據和/或電源的線圈通過印刷作為電路圖形形成。
11.一種柔性IC模塊的制造方法,包括將要安裝的需要的部件定位并設置在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質并具有樹脂浸漬性質的給定形狀和給定尺寸的第一柔性基板和第二柔性基板之間的步驟,和在室溫或加熱下在厚度方向壓縮第一和第二柔性基板,通過壓縮力將這些第一和第二柔性基板形成為一體,同時通過施加壓縮力將部件嵌入到在部分第一和第二柔性基板內形成的凹槽內的步驟。
12.一種柔性IC模塊的制造方法,包括將要安裝的需要的部件定位并設置在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質并具有樹脂浸漬性質的給定形狀和給定尺寸的柔性基板的一個面上的步驟,和在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮柔性基板,將要安裝的部件嵌入在通過壓縮力在部分壓縮柔性基板上形成的凹槽內。
13.根據權利要求11或12的柔性IC模塊,其中要安裝的部件包括IC芯片和直接連接到IC芯片的輸入和輸出端的無接點傳輸線圈,這些IC芯片和線圈定位并放置在柔性基板的預定部分。
14.根據權利要求13的柔性IC模塊,其中IC芯片的輸入和輸出端和無接點傳輸線圈的兩端通過預先形成在IC芯片的輸入和輸出端處的焊料突點直接連接,在無接點傳輸線圈的兩端允許接觸焊料突點的狀態中將焊頭壓到無接點傳輸線圈的兩端,用焊頭發出的能量熔化焊料突點,從而直接地連接IC芯片的輸入和輸出端以及無接點傳輸線圈的兩端。
15.一種柔性IC模塊的制造方法,包括將IC芯片定位并設置在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質的給定形狀和給定尺寸的第一柔性基板的一個面上的步驟,將用于數據和/或電源的無接點傳輸線圈定位并設置在包括材料與第一柔性基板的材料相同或不同并且線圈兩個端部的距離等于在IC芯片的輸入和輸出端之間設定的距離的第二柔性基板的一個面上的步驟,將第一和第二柔性基板的一個疊加在另一個上,以使IC芯片的放置面面對線圈的放置面并且IC芯片的輸入和輸出端與線圈的兩端連接的步驟,在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮第一和第二柔性基板,通過壓縮力將這些第一和第二柔性基板形成為一體,同時將部件嵌入到通過施加壓縮力在部分第一和第二基板內形成的凹槽內,以及從具有用線圈將其輸入和輸出端部分以及線圈的兩個端部相互電連接起來的第二柔性基板的外表面將熱和壓力施加到輸入和輸出端部分。
16.一種柔性IC模塊的制造方法,包括將用于數據和/或電源的無接點傳輸線圈定位并設置在在厚度方向有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質的給定形狀和給定尺寸的第一柔性基板的一個面上,并且將線圈兩個端部之間的距離設置為IC芯片的輸入和輸出端之間設定的距離的步驟,將IC芯片定位并設置在柔性基板的一個面上,允許IC芯片的輸入和輸出端接觸線圈的兩端的步驟,在室溫或加熱下在厚度方向內壓縮柔性基板,將IC芯片和線圈嵌入到通過施加壓縮力在部分柔性基板內形成的凹槽內,以及從具有用線圈將其輸入和輸出端部分以及線圈的兩個端部相互電連接起來的柔性基板的外表面將熱和壓力施加到輸入和輸出端部分的步驟。
17.一種信息載體的制造方法,包括將第一蓋板和第二蓋板分別放置在注模裝置的固定模具和活動模具的預定部分處的步驟,將柔性IC模塊疊加放置在固定模具或活動模具處的蓋板上步驟,閉合固定模具和活動模具并將樹脂填充在模具形成的空腔內的步驟,以及用填充樹脂均勻地浸漬柔性基板,然后打開固定模具和活動模具并取出作為需要的產品的信息載體的步驟。
18.一種信息載體的制造方法,包括將第一熱熔板、柔性IC模塊和第二熱熔板以其順序層疊在下模的上表面的步驟,在加熱的情況下在厚度方向內將上模壓到第二熱熔板上來壓縮柔性IC模塊及第一和第二熱熔板的疊層,由此熔化第一和第二熱熔板的步驟,用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,之后通過熱壓使模塊成型得到規定厚度的信息載體的步驟。
19.一種信息載體的制造方法,包括將第一蓋板、第一熱熔板、柔性IC模塊、第二熱熔板和第二蓋板以其順序層疊在下模的上表面的步驟,在加熱的情況下在厚度方向內將上模壓到第二蓋板以壓縮柔性IC模塊、第一和第二熱熔板以及第一和第二蓋板的疊層,由此熔化第一和第二熱熔板的步驟,以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,同時用熔體粘接第一和第二蓋板,之后通過熱壓使模塊成型得到規定厚度的信息載體的步驟。
20.一種信息載體的制造方法,包括從輥上拉出卷繞在輥上的連續的柔性IC模塊、第一熱熔板和第二熱熔板的頂端的步驟,將從各輥上拉出的柔性IC模塊以及第一和第二熱熔板導向層疊輥將第一和第二熱熔板分別層疊在柔性IC模塊的前面和背面上的步驟,將柔性IC模塊以及第一和第二熱熔板的疊層導向加熱-加壓輥,在加熱的情況下在厚度方向內壓縮疊層,由此熔化第一和第二熱熔板的步驟,以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,輥式壓制使模塊成型得到規定厚度的信息載體的步驟。
21.一種信息載體的制造方法,包括從輥上拉出卷繞在各輥上連續的柔性IC模塊、第一熱熔板、第二熱熔板、第一蓋板和第二蓋板的頂端的步驟,將從各輥上拉出的柔性IC模塊、第一和第二熱熔板以及第一和第二蓋板導向層疊輥以將第一和第二熱熔板分別層疊到柔性IC模塊的前面和背面上,并將第一和第二蓋板分別層疊在第一和第二熱熔板的外表面上的步驟,將柔性IC模塊、第一和第二熱熔板以及第一和第二蓋板的疊層導向到加熱-加壓輥,在加熱的情況下在厚度方向內壓縮疊層,由此熔化第一和第二熱熔板的步驟,以及用第一和第二熱熔板的熔體浸漬柔性IC模塊,同時用熔體粘接第一和第二蓋板,輥式壓制模塊得到規定厚度的信息載體的步驟。
全文摘要
提供一種用于制造無接點IC卡的柔性IC模塊和使用柔性IC模塊制造信息載體的方法。IC芯片和線圈嵌入在包括無紡織物或類似物并在厚度方向內有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質的柔性基板內。以下面的工藝制造:在厚度方向內有壓縮性、具有自動加壓粘接性質和樹脂浸漬性質的第一無紡織物放置在下模上。定位它們之后將IC芯片和線圈放置在第一無紡織物上。第二無紡織物疊置在IC芯片和線圈上。上模按壓到第二無紡織物上,通過熱壓將第一和第二無紡織物、IC芯片和線圈形成為一體。
文檔編號B42D15/10GK1226858SQ9880066
公開日1999年8月25日 申請日期1998年5月18日 優先權日1997年5月19日
發明者小浜京一, 平井雄介, 玉田要, 末吉俊信, 深尾隆三, 大道和彥 申請人:日立馬庫塞魯株式會社