JPH10200228A - 薄型回路基板とこれを用いた非接触型ｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブル回路基板の両面接合に関し、従
来はスルーホール加工を用いていたが、スルーホール加
工法は工程数が多く加工も複雑であるため、生産コスト
が高くつく問題があった。一方、スルーホール加工法で
はない両面接合加工法である、加熱加圧接合法、超音波
印加法による両面接合法は、工程数が少なく加工法も簡
単であるが、確実な電気的導通が得られないという問題
があった。 【解決手段】 各接続部１につき５個の電気導通部２を
設け、回路基板５の厚さが５０μｍ以下のものを採用
し、かつ、電気導通部２の径の大きさを回路基板の厚さ
の２倍以上とすることにより、確実な電気的導通を得ら
れる両面接合加工を施した薄型回路基板を、低いコスト
で簡単に生産することができるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、両面接合がなさ
れたフレキシブルプリント回路基板に関するものであ
り、特に非接触型ＩＣカードに用いられるフレキシブル
プリント回路基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル回路基板は、絶縁フィルム
等の基板に、銅等の金属箔を貼付し、パターン形成用レ
ジストを塗布した後、エッチング処理、レジスト剥離な
どの工程を経て回路パターンが形成されて得られるもの
である。図１０は両面接合が行われていないフレキシブ
ル回路基板を示すものである。この回路パターン上の両
面接合を行う部分、つまり、接続部において電気的に他
面と接合を行う方法のひとつが、スルーホール加工法で
ある。

【０００３】スルーホール加工法とは、まず、接続部に
孔明けを行い、次いでその貫通孔の内面および開口部の
両端部をメッキで被覆することにより電気的導通を得る
方法である。孔明けが行われた状態を示すのが図１１で
あり、図１２はスルーホール加工の行程を終え、両面接
合が行われたフレキシブルプリント回路基板を示すもの
である。図１１における貫通孔６は、その内面のほとん
どが絶縁フィルム回路基板５を構成する絶縁フィルムで
あるため、電気的には絶縁された状態であり、その内面
等にメッキ処理を施すことにより、電気的に接合する。
この状態の貫通孔６を示すのが図１２である。

【０００４】スルーホール加工法の長所は、孔明けを行
い、その貫通孔にメッキ処理を行うことから確実な電気
的導通が得られることである。しかし、スルーホール加
工法は、工程数が多く、また複雑であるので製造コスト
が高くなるという問題がある。

【０００５】スルーホール加工以外に両面接合を行う加
工法として知られているのが、加熱加圧接合法と超音波
印加法である。加熱加圧接合法とは、回路パターン上に
形成された接続部を加圧することによって接続部を形成
する金属箔を変形させ、同時に加熱しながら、金属箔に
挟まれた絶縁フィルムを蒸散させることにより金属箔ど
うしを密着させて電気的導通を得る両面接合法であり、
超音波印加法とは、接続部を加圧することにより金属箔
を変形させ、同時に超音波を印加して絶縁フィルムを蒸
散させることにより金属箔どうしを密着させて電気的導
通を得るものである。加熱加圧接合法、超音波印加法の
２つの接合法に共通するのは、スルーホール加工法より
も加工が簡単で、工程数が少なく、コストもかからない
という点である。しかし、スルーホール加工法に比べ
て、確実な電気的導通が得にくいという問題を抱えてい
る。

【０００６】例えば、図９は超音波印加法、または、加
熱加圧接合法により両面接合がなされたフレキシブル回
路基板を用いた非接触型ＩＣカードの内部を示す平面図
である。１はコイル状に形成された回路パターン３の一
部に設けられ、電気導通部２を有する接続部であり、４
はＩＣ、５は絶縁フィルムを用いた基板である。接続部
１はコイルの中心付近にひとつ、ＩＣ近傍にひとつの計
２つ設けられ、各接続部１には電気導通部２が一個ずつ
設けられている。

【０００７】しかし、超音波印加法、または、加熱加圧
接合法は、加工が容易である一方、電気的導通面から品
質にばらつきが出る。例えば、図２、図１３、図１４は
接続部１と電気導通部２および回路基板５の側面図であ
る。図２は好ましい両面接合の状態を、図１３、図１４
は好ましくない両面接合の状態を示している。好ましい
両面接合とは、図２が示すように、回路の一部である接
続部１を形成する金属箔が他面の接続部１を形成する金
属箔と完全に密着し、かつ、回路基板５を形成する絶縁
フィルムが電気導通部２においては完全に蒸散されてい
る状態をいう。

【０００８】好ましくない両面接合について図１３、図
１４に基づいて説明する。図１３は加熱エネルギーが不
足していたため、回路基板５を形成する絶縁フィルムが
蒸散されずに、接続部１を形成する金属箔の間に残存し
てしまった状態を示している。この場合回路は、断線状
態、若しくは電気の導通が非常に不安定な状態になる。
一方図１４は、加熱エネルギーが過大であったため、回
路基板５を形成する絶縁フィルムだけでなく金属箔まで
蒸散させてしまい、接続部１に貫通孔６が開いてしまっ
た状態を示している。この場合は、貫通孔６の周囲の金
属箔が互いに密着されていれば、そこを通じて電気の導
通が確保されるので、完全な断線状態になることはない
が、もし、貫通孔６の周囲の絶縁フィルムが完全に蒸散
されていなければ、回路は断線状態となる。この場合
は、図１５に示すようにＡｇペーストまたははんだ７を
貫通孔６に供給してやることによって電気的導通を得る
ことができるのであるが、工程数をひとつ増やすことに
なり、加熱加圧接合法、超音波印加法の利点を損なうこ
とになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上のよ
うな問題を解決し、加熱加圧接合法、超音波印加法を用
いて、簡単に両面接合ができ、かつ電気導通性に優れた
フレキシブル回路基板を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にか
かる薄型回路基板は、絶縁フィルム、この絶縁フィルム
の一面に設けられた回路パターン、上記回路パターンの
一部に設けられた接続部、この第一の接続部に対応して
上記絶縁フィルムの他面に設けられ、加熱加圧、または
加圧しながら超音波を印加することによって上記第一の
接続部に密着された第二の接続部を備え、上記第一の接
続部と第二の接続部は複数の電気導通部によって互いに
結合されたものである。

【００１１】また、この発明の請求項２にかかる薄型回
路基板は、絶縁フィルム、この絶縁フイルムの両面に設
けられた回路パターン、上記各回路パターンの一部の互
いに対応する位置に設けられ、加熱加圧、または、加圧
しながら超音波を印加することによって密着される複数
の電気導通部を有する接続部を備えたものである。

【００１２】また、この発明の請求項３にかかる薄型回
路基板は、請求項１または２において、厚さが５０μｍ
以下の絶縁フィルムを用いたものである。

【００１３】また、この発明の請求項４にかかる薄型回
路基板は、請求項１から３において、接続部が、上記接
続部の中心付近に１点、その周囲にさらに４点の計５点
の電気導通部を備えたものである。

【００１４】また、この発明の請求項５にかかる薄型回
路基板は、請求項１〜４において、電気導通部が、絶縁
フィルムの厚さの２倍以上の径を備えたものである。

【００１５】また、この発明の請求項６にかかる非接触
型ＩＣカードは、請求項１〜５において、回路パターン
がコイル形状に形成された薄型回路基板を用いたもので
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１におけ
る薄型回路基板を用いた非接触型ＩＣカードの内部を示
す平面図であり、図２は、図１における接続部および電
気導通部の構成を示す側面図、図３から図６は、図１に
おける接続部に設けられた５個の電気導通部の配置と、
各電気導通部について両面接合を行う順番を示す説明図
である。

【００１７】図１において、５は、ポリイミド等の回路
基板であり、３は、回路基板５の両面に設けられている
コイル状の回路パターンである。４は、コイル状の回路
パターン３と接続されたＩＣであって、１は、回路パタ
ーン３の一部に設けられた接続部であり、図１において
は接続部１が２個設けられている。そのうちのひとつ
は、コイルの中心付近に配置されてコイルと接続され、
もうひとつは、ＩＣ４と接続されている。２は、接続部
１の上に設けられ、図１から見て裏面の接続部と電気的
に接合されている電気導通部である。各接続部１につき
電気導通部２が５個ずつ、ちょうど賽子の「５」の目の
ように配置されている。

【００１８】図２は、接続部１に設けられている５個の
電気導通部２のうちの一個について、両面接合がなされ
た状態を示す側面図である。図２において、ｔは、絶縁
フィルム基板の厚さを示す符号であり、ｌは、電気導通
部の径を示す符号である。この発明においては、回路基
板５の厚さｔは、５０μｍ以下のものを使用している。
ｔが５０μｍ以上の厚さになると、回路基板５を蒸散さ
せるのにより多くのエネルギーを加える必要があり、よ
り微妙なエネルギー制御が求められるのである。

【００１９】すなわち、出力するエネルギーが過大であ
れば金属箔で形成されている接続部１をもそのエネルギ
ーにより破損させる恐れがあり、出力するエネルギーが
不足していれば、回路基板５を構成する絶縁フィルムが
両面の接続部１の間に残存し電気的導通が得られない。
また、ｔが厚くなればなるほど接続部１を押圧する力が
必要になり、やはり、接続部１を破損させる恐れがあ
る。したがって、この発明においては厚さ５０μｍ以下
の基板を採用している。

【００２０】また、この発明においては、電気導通部２
の径ｌは、厚さｔの２倍以上としている。厚さｔに対し
て電気導通部２の径ｌを小さくすると、電気導通部２を
加工するための、図７に示す両面接合加工装置８の加熱
加圧部若しくは超音波印加部等の接合加工部９が鋭角な
形状のものとなる。すなわち、接続部１を構成する金属
箔を加圧する押力、または回路基板５を構成する絶縁フ
ィルムを蒸散させる熱若しくは超音波エネルギーが極小
の一点に集中することとなり、そのエネルギーは極めて
容易に接続部１を破損させうるのである。

【００２１】図３から図６は、接続部１上に設けられた
５個の電気導通部２の加工工程を説明する説明図であ
る。つまり、電気導通部２の円内に示された数字順に電
気導通部２が接続部１上に両面接合がなされていくこと
を示すものである。図７と図８は、この発明に係る両面
接合を行う両面接合加工装置８、特にその接続加工部９
を示すものである。図７は、両面接合加工装置８の接合
加工部９を横から見た側面図であり、図８は、接合加工
部９の正面図である。

【００２２】接続部１に電気導通部２を設けるために
は、図３、図４が示すように、５個の電気導通部２につ
いて一個ずつ両面接合を行う方法と、図５、図６が示す
ように、５個の電気導通部２について一度に両面接合を
行う方法がある。一度に両面接合を行うときには、図
７、図８に示すような両面接合加工装置８の接合加工部
９を利用する。

【００２３】図３、図４に示すように電気導通部２を一
個ずつ加工するときに用いる両面接合加工装置の接合加
工部は、一本のペン軸状の形状をしている（図示せ
ず）。これを、接続部１上の電気導通部２を設ける位
置、すなわち図３または図４に示す電気導通部２の円内
の１に合わせて、加圧しながら超音波を印加する。な
お、両面接合を行う方法としては、超音波印加法の他に
加熱加圧接合法を利用してもよい。その後、同様に、図
３または図４の電気導通部２の円内の数字に従い、順番
に５個の電気導通部２の両面接合を行う。

【００２４】図３、図４に示す順番は、参考例であり、
基本的にはどんな順番で両面接合を行っても差し支えな
い。しかし、本実施例で特徴とすることは、中央にある
電気導通部２の両面接合を最後に行っていることであ
る。つまり、最初に周囲の電気導通部２の両面接合を施
し、最後に中央の電気導通部２の両面接合を行うわけで
ある。周囲の電気導通部２の両面接合を行うことで四隅
を固定し、四隅を固定することで、中央部の両面接合が
より確実になされるという効果があることが確認されて
いる。

【００２５】図５、図６は接続部１上に５個の電気導通
部２を一度に設ける場合の順番を示すものである。図５
に示すような、５個の電気導通部２の両面接合を一度に
行う場合に用いる両面接合加工装置の接合加工部は、ペ
ン軸状の接合加工部を５本設けて、各接合加工部から電
気導通部２を加工する位置に超音波を印加する。加熱加
圧接合法を用いてもよい。図５において、電気導通部２
を示す円内の数字が全て１となっているのは、５個の電
気導通部を同時に両面接合することを示している。従っ
て、両面接合加工装置のペン軸状の接合加工部は全て同
じ長さを持っている（この方法に用いる両面接合加工装
置および接合加工部は図示せず）。

【００２６】図５に示すように、５個の電気導通部２を
同時に両面接合する利点は、装置の構成を単純にできる
ことである。電気導通部２を一個ずつ両面接合をする場
合には、ペン軸状の接合加工部を、両面接合を行う電気
導通部２に位置決めする機構が必要となるが、ペン軸状
の接合加工部を５本一体化してしまえば、上記のような
機構は必要ない。また、常に規定の位置に電気導通部を
配置することができるので、正確で微細な加工を実現で
きる。

【００２７】図６においても、５個の電気導通部２を同
時に両面接合する方法を採用している。図５と異なるの
は、図７に示すような両面接合加工装置８の接合加工部
９を用いることである。すなわち、図７に示す両面接合
加工装置８の接合加工部９は、一体化した５本のペン軸
状の接合加工部９のうち、中央の接合加工部９のストロ
ークがその他のものより若干短くとられており、接合加
工装置８のストロークの長い四隅の接合加工部９が、最
初に接続部１に接触し、接合加工を始める。次いで、ス
トロークの短い中央の接合加工部９が接続部１に接触
し、接合加工をするようになっている。

【００２８】このように、四隅の接合加工部９のストロ
ークを中央のそれより長くすることで、四隅の電気的導
通部２を最初に固定することができ、安定した状態で中
央の電気導通部２の両面接合を行うことができる。つま
り、まず四隅を固定することで、接続部１表面のゆが
み、回路基板５と接続部１の微少な隙間、回路基板５と
接続部１のずれ等が引き起こす問題を防止することがで
きるので、中央の電気導通部２は、より確実な電気的導
通を得ることができるのである。

【００２９】図１に示す薄型回路基板と、図９に示す薄
型回路基板について品質検査を実施したところ、接続部
の電気導通部を複数にすることで、著しい不良率の改善
が見られた。品質検査は、回路パターン３上の任意の２
点間、例えば、図１、図９においてはＡ、Ｂの抵抗を計
ることによって行われ、抵抗値が所定の値より高くなれ
ば、その基板は不良品と判断される。

【００３０】基板５の厚さが５０μｍで、接続部１に電
気導通部２を１点設けた場合の不良率は約５０％、電気
導通部２を５点設けた場合には０％に近い値となった。
これは、電気導通部２を複数設けた結果、５個の電気導
通部２のうち、いくつか両面接合が不完全な箇所があっ
ても、残りの電気導通部２の両面接合が完全になされて
いる限り、安定した電気的導通が確保されることを意味
している。両面接合が完全になされている電気導通部２
が１個で、他の４個の電気導通部２の両面接合は不完全
であっても、品質検査においてはその回路の機能に問題
がないことも確認されている。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、回路基板５を形成する絶
縁フィルムの１面に形成した回路パターン３の接続部１
と、回路基板の他面にこの接続部と対応する位置に設け
られた接続部とを構成する金属箔を加熱することによ
り、絶縁フィルムを蒸散させながら金属箔を加圧し、こ
の金属箔どうしを密着させることによって電気的に両面
接合を行う。各接続部１につき、複数の電気的導通部２
を設けることにより、確実な電気的導通を得ることがで
き、不良率を下げることができる。

【００３２】また、回路基板５の厚さが５０μｍ以下の
ものを利用することにより、両面接合が容易かつ確実に
行えるようになった。

【００３３】また、各接続部１に５箇所電気導通部２を
設け、接続部１の中心付近に１点、その周囲に４点の電
気導通部２を配置することにより、確実に両面接合を行
うことができ、特に中心部の電気導通部２において、確
実な電気導通を得ることができるようになった。

【００３４】また、電気導通部２の径ｌを回路基板５の
厚さｔの２倍以上とすることにより、金属箔を損傷させ
ることなく、安定した加工を行うことができるようにな
った。

【００３５】また、回路パターン３がコイル状に形成さ
れ、複数の電気導通部を有する接続部を設けた薄型回路
基板を非接触型ＩＣカードに利用することにより、両面
接合加工が容易で、信頼性が高い非接触型ＩＣカードを
廉価に提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における非接触型Ｉ
Ｃカードの内部を示す平面図である。

【図２】 図１における非接触型ＩＣカードの接続部お
よび電気導通部を示す側面図である。

【図３】 接続部上の電気導通部を両面接合する順番を
示す説明図である。

【図４】 接続部上の電気導通部を両面接合する順番を
示す説明図である。

【図５】 接続部上の電気導通部を両面接合する順番を
示す説明図である。

【図６】 接続部上の電気導通部を両面接合する順番を
示す説明図である。

【図７】 両面接続加工装置の接合加工部を示す側面図
である。

【図８】 両面接続加工装置の接合加工部を示す正面図
である。

【図９】 従来の非接触型ＩＣカードの内部を示す平面
図である。

【図１０】 スルーホール加工を行う前の状態を示す薄
型回路基板の側面図である。

【図１１】 基板に孔明け加工を行った後の状態を示す
薄型回路基板の側面図である。

【図１２】 はんだまたは導電性ペーストを塗布した状
態を示す薄型回路基板の側面図である。

【図１３】 不完全な両面接合がなされた薄型回路基板
の接合部および電気導通部の状態を示す側面図である。

【図１４】 貫通孔が開いた電気導通部を有する薄型回
路基板を示す側面図である。

【図１５】 貫通孔が開いた電気導通部にＡｇペースト
またははんだを塗布した薄型回路基板を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 接続部 ２ 電気導通部 ３ 回路パターン
４ ＩＣ ５ 回路基板 ６ 貫通孔 ７はんだ ８ 両面
接合加工装置 ９ 接合加工部 ｔ 基板の厚さ ｌ 電気導通部
の径 Ａ、Ｂ 抵抗を計る任意の位置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁フィルム、この絶縁フィルムの一面
   に設けられた回路パターン、上記回路パターンの一部に
   設けられた接続部、この第一の接続部に対応して上記絶
   縁フィルムの他面に設けられ、加熱加圧、または加圧し
   ながら超音波を印加することによって上記第一の接続部
   に接合される第二の接続部を備え、上記第一の接続部と
   第二の接続部は複数の電気導通部によって互いに結合さ
   れることを特徴とする薄型回路基板。
2. 【請求項２】 絶縁フィルム、この絶縁フイルムの両面
   に設けられた回路パターン、上記各回路パターンの一部
   の互いに対応する位置に設けられ、加熱加圧、または、
   加圧しながら超音波を印加することによって接合される
   複数の電気導通部を有する接続部を備えたことを特徴と
   する薄型回路基板。
3. 【請求項３】 絶縁フィルムは、厚さが５０μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１または２記載の薄型回路
   基板。
4. 【請求項４】 接続部は、上記接続部の中心付近に１
   点、その周囲にさらに４点の計５点の電気導通部を備え
   たことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の
   薄型回路基板。
5. 【請求項５】 電気導通部は、絶縁フィルムの厚さの２
   倍以上の径を有することを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか一項記載の薄型回路基板。
6. 【請求項６】 回路パターンがコイル形状に形成された
   上記請求項１〜５のいずれか一項記載の薄型回路基板を
   用いたことを特徴とする非接触型ＩＣカード。