(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナコイルにＣＯＢチップを接続したモジュールが実装された、非接触型のＩＣカードを製造する装置であって、ＣＯＢ打抜機、巻線機、半田付け機、余線除去機、およびモジュール貼付機の各機能ユニット、および、移載送り機構を有し、前記ＣＯＢ打抜機は、打抜金型によってフープ材から前記ＣＯＢチップを打抜く機能を有し、前記巻線機は、前記アンテナコイルを形成し、該アンテナコイルをキャリア治具に供給する機能を有し、前記半田付け機は、前記アンテナコイルと前記ＣＯＢチップを接合して前記モジュールを形成する機能を有し、前記余線除去機は、前記モジュールの余線を除去する機能を有し、前記モジュール貼付機は、前記モジュールをコアシートに貼付ける機能を有し、前記移載送り機構は、前記ＣＯＢチップ、前記モジュール、前記キャリア治具を、もしくは、前記ＣＯＢチップ、前記アンテナコイル、または前記モジュールを装填したキャリア治具を、前記各機能ユニットの内部および該各機能ユニットの間で、前記記載の順に移載または搬送するとともに、前記キャリア治具を、前記各機能ユニットの間で、前記記載の逆順に搬送する機能を有することを特徴とするＩＣカード製造装置。
【請求項２】
前記巻線機は、駆動するスピンドルに対向して接面し、該スピンドルの回転駆動の伝達を受けた巻治具の回転によって、該巻治具と前記スピンドルの接面部に前記アンテナコイルを形成し、該巻治具を前記スピンドルから離脱させ、該巻治具を該アンテナコイルとともに前記キャリア治具に向けて揺動させて、前記アンテナコイルを前記キャリア治具に供給する機能を有することを特徴とする請求項１記載のＩＣカード製造装置。
【請求項３】
前記巻線機には、前記スピンドルと前記巻治具が複数対、取り付けられ、同時に複数個の前記アンテナコイルを形成する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のＩＣカード製造装置。
【請求項４】
前記巻線機は、前記巻治具によって位置決め固定した、前記アンテナコイルの巻始めと巻終りの各リード線を、前記アンテナコイルの前記キャリア治具への供給に伴い、前記リード線を前記キャリア治具に移し替えて固定するチャック機構を具備していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項５】
前記半田付け機は、前記巻線機のスピンドルと等しい数のキャリア治具を位置決めし、糸半田を使用して半田付けをする機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項６】
前記余線除去機は、エアハンドを具備し、前記モジュールの余線を、該エアハンドによって把持し、除去する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項７】
前記余線除去機は、前記巻線機のスピンドルと等しい数のエアハンドを具備していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項８】
前記移載送り機構は、前記巻線機のスピンドルと等しい数のキャリア治具を位置決めし、竿送り方式により、前記ＣＯＢ打抜機から前記巻線機に移載し、前記巻治具の近傍に位置決めする機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項９】
前記移載送り機構は、竿送り方式により、前記アンテナコイルを搭載したキャリア治具を、前記巻線機から前記半田付け機に供給する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項１０】
前記移載送り機構は、余線が除去された前記モジュールを、真空吸着により前記キャリア治具から前記モジュール貼付機に移載する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の移載送り機構は、前記巻線機のスピンドルと等しい数の前記モジュールを、同時に移載する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか記載のＩＣカード製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型のＩＣカード製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、非接触型のＩＣ力ードの構成図である。非接触型のＩＣカード１は、アンテナコイル２とＣＯＢチップ３が接合されたモジュール４が、コアシート７に貼付けられ、表面および裏面に、それぞれオーバーシート８およびアンダーシート９を貼り付けて構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、非接触型のＩＣカード１のアンテナコイル２は、単軸の空芯コイル巻線機によって巻線されていた。アンテナコイル２とＣＯＢチップ３を接合したモジュール４は、手作業の半田付けによって作製されてきた。モジュール４をコアシート７に貼付ける作業も人手により、アンテナコイル２の巻線工程を除く全ての工程が手作業に依存していた。このため、大量の非接触型ＩＣカードを作製する場合には、そのまま、いわゆる人海戦術に頼らざるを得ず、製造効率は低く、コスト高を余儀なくされていた。
【０００４】
本発明は、各工程間での移載送りを含めて、製造の自動化を図った、非接触型のＩＣカード製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による非接触型のＩＣカード製造装置は、ＣＯＢ打抜機、巻線機、半田付け機、余線除去機、モジュール貼付機の各機能ユニット、および移載送り機構を有する。ＩＣカード製造装置のＣＯＢ打抜機は、打抜金型によってフープ材からＣＯＢチップを打抜く機能を有し、巻線機はアンテナコイルを形成し、アンテナコイルをキャリア治具に供給する機能を有し、半田付け機は、アンテナコイルとＣＯＢチップを接合してモジュールを形成する機能を有し、余線除去機は、モジュールの余線を除去する機能を有し、モジュール貼付機は、モジュールをコアシートに貼付ける機能を有する。
【０００６】
また、移載送り機構は、ＣＯＢチップ、モジュール、キャリア治具を、もしくは、ＣＯＢチップ、アンテナコイル、またはモジュールを装填したキャリア治具を、各機能ユニットの内部および各機能ユニットの間で、前記記載の順に移載または搬送するとともに、キャリア治具を、各機能ユニットの間で、前記の逆順に搬送する機能を有する。
【０００７】
本発明によるＩＣカード製造装置の巻線機によって、駆動するスピンドルに対向して接面し、スピンドルの回転駆動の伝達を受けた巻治具を回転させて、巻治具とスピンドルの接面部にアンテナコイルを形成し、巻治具をスピンドルから離脱させ、巻治具をアンテナコイルとともにキャリア治具に向けて揺動させて、アンテナコイルをキャリア治具に供給することができる。
【０００８】
巻線機には、スピンドルと巻治具が、複数対取り付けられ、同時に複数個のアンテナコイルを形成することができる。
【０００９】
また、巻線機は、アンテナコイルのキャリア治具への供給に伴い、巻治具によって位置決め固定した、アンテナコイルの巻始めと巻終りの各リード線を、キャリア治具に移し替え、固定するチャック機構を具備している。
【００１０】
半田付け機は、巻線機のスピンドルに等しい数のキャリア治具を位置決めし、糸半田を使用して半田付けをする機能を有する。
【００１１】
余線除去機は、エアハンドを具備し、モジュールの余線を、把持し、除去することができる。余線除去機は、巻線機のスピンドルと等しい数のエアハンドを具備している。
【００１２】
本発明によるＩＣカード製造装置の移載送り機構は、巻線機のスピンドルと等しい数のキャリア治具を、スピンドルの軸間ピッチと等しい間隔で位置決めし、一連の垂直・水平移載をする竿送り方式により、ＣＯＢ打抜機から巻線機に移載し、巻治具の近傍に位置決めする機能を有する。
【００１３】
また、移載送り機構の竿送り方式により、アンテナコイルを搭載したキャリア治具は、巻線機から半田付け機に供給される。
【００１４】
さらに、余線が除去されたモジュールを、移載送り機構によって、真空吸着により、キャリア治具からモジュール貼付機に移載することができる。この移載送り機構により、巻線機のスピンドルと等しい数のモジュールを、同時に移載することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明によるＩＣカード製造装置の全体構成を示す図である。図２は、巻線機の一部詳細図、図３は、ＩＣ力ード製造の概要説明図、図４は、ＣＯＢチップおよびアンテナコイルが搭載されたキャリア治具の全体図である。これらの図および図１をもとに、以下に説明する。
【００１７】
非接触型のＩＣ力ード１は、アンテナコイル２とＣＯＢチップ３が接合されたモジュール４を、通常、コアシート７の上に複数個貼り付けた後、オーバーシート８とアンダーシート９に挟み込み、熱プレス加工により溶着した、３層構造の一体型シートとして成形し、さらに、プレス機による打抜加工により得られる。
【００１８】
キャリア治具１０は、中央部にアンテナコイル２の内径部と同じ径の凸部１１を有し、凸部１１には位置決めピン穴１２が形成されている。凸部１１の近傍には、ＣＯＢチップ３を外形基準で位置決めするように、複数個のピン１３が固定されている。
【００１９】
ＣＯＢ打抜機１５では、ＩＣチップが実装され、リール状に巻かれたフープ材から、打抜金型１６によりＣＯＢチップ３が打抜かれる。ＣＯＢチップ３を、ピック・アンド・プレース（pick and place；以下において、Ｐ＆Ｐという）１７によって吸着移載し、プレエンコードステージ１８でプレエンコードして、良／不良品に弁別する。良品のＣＯＢチップ３は、さらに別のＰ＆Ｐ１９により、コンベア２０上で位置決めされたキャリア治具１０に供給される。ＣＯＢチップ３が装填されたキャリア治具１０は、後工程の巻線機のコンベア２１に送られる。
【００２０】
なお、本発明によるＩＣカード製造装置において、移載送り機構４２は、ＣＯＢチップ、アンテナコイル、モジュール、キャリア治具を、あるいは、モジュール等を搭載したキャリア治具を、移載し、搬送する機能を有する。図１において、移載送り機構４２は、Ｐ＆Ｐ１７，１９，３９、コンベア２０，２１，２８、位置決めコンベア３１、竿送り機構２７、および、リターンコンベア４１からなる。
【００２１】
図１に示す巻線機２２は、４軸で構成され、スピンドル２３に対し、巻治具２４は軸方向にスライドできる機構となっている。巻治具２４は、スライドさせてスピンドル２３から離すと、揺動旋回できるようになっている。
【００２２】
巻冶具２４は、スピンドル２３に対向して接面させると、スピンドル２３の回転駆動により連れ回りするため、接面部にアンテナコイル２を形成することができる。アンテナコイル２が巻線される工程は、よく知られている単軸型空芯コイルの巻線手段に準ずるため、詳細の記述を省略する。
【００２３】
その後、巻治具２４をアンテナコイル２と共にスライドして、スピンドル２３から離し、巻治具２４の近傍に待機しているキャリア治具１０に向けて、巻治具２４を揺動旋回させ、アンテナコイル２の位置をキャリア治具１０の凸部１１と相対的に合致させる。巻治具２４側に形成されたアンテナコイル２は、押し出しピン２５により、キャリア治具１０に送られ、キャリア治具１０の凸部１１に装填される。
【００２４】
このとき、巻治具２４に位置決め固定されたアンテナコイル２の巻始めと巻終わりの各リード線５は、キャリア治具１０近傍に配置されたチャック機構２６により、キャリア治具１０側へ移し替えられ、コイルばね１４によって固定される。
【００２５】
アンテナコイル２およびＣＯＢチップ３が位置決め装填されたキャリア治具１０は、一連の垂直・水平移載機能を有する竿送り機構２７により、次工程の半田付け機２９に向けるコンベア２８に送られる。同時に、ＣＯＢチップ３が装填されたキャリア治具１０は、竿送り機構２７により、ＣＯＢ打抜機１５から巻線機２２に送られ、巻治具２４の近傍に位置決めされる。
【００２６】
半田付け機２９は、４連の半田付けユニット３０、位置決めコンベア３１、および、半田鏝３４から構成されている。コンベア２８によって搬送されたキャリア治具１０を、先頭より順次ストッパー３２で止めて、エアシリンダ３３により上昇させ、一括して位置決めする。つぎに、待機位置にあった半田鏝３４をキャリア治具１０の近傍に進め、糸半田３５を供給しながら下降させ、アンテナコイル２のリード線５とＣＯＢチップ３の端子部６を半田付けして、モジュール４を形成する。半田付けユニット３０は、鏝先温度、糸半田供給量を自動制御し、一定条件を保ち、半田品質を安定させる。
【００２７】
余線除去機３６には、昇降する４基のエアハンド３７が付随している。キャリア治具１０がエアハンド３７の近傍に到着すると、エアハンド３７をキャリア治具１０の端子部６に向けて下降させ、端子部６より突出するリード線５の余端部を把持したまま上昇させることによって、リード線５の端を切断除去することができる。
【００２８】
モジュール４は、Ｐ＆Ｐ３９によって、キャリア治具１０からモジュール貼付機３８に吸着移載される。４個のモジュール４は、一括して位置決め供給された接着材塗布済のコアシート７に貼り付ける。モジュール４が貼付けられたコアシート７は、ストッカー４０に収納され、後工程の熱プレス機に送られる。
【００２９】
他方、モジュール４が取出されて空になったキャリア治具１０は、リターンコンベア４１により、ＣＯＢ打抜機１５に戻される。
【００３０】
本発明のＩＣカード製造装置は、キャリア治具１０にＣＯＢチップ３とアンテナコイル２を位置決めして、あるいは、複数のキャリア治具１０を位置決めし、各工程を順次遂行する。ＣＯＢチップの打抜き、アンテナコイルの形成、モジュールの作製および貼付けの各工程を自動的に実行する各機能ユニットと、これらの工程間を移載送り機構によって結合することにより、各工程の連続自動化が可能となり、品質の安定した非接触型ＩＣカードを安価に大量に製作することが可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、各工程間の作業を含めた自動化を図った非接触型のＩＣカード製造装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＩＣカード製造装置の全体構成を示す図。
【図２】巻線機の一部詳細図。
【図３】ＩＣ力ード製造の概要説明図。
【図４】  ＣＯＢチップおよびアンテナコイルが搭載されたキャリア治具の全体図。
【図５】  非接触型のＩＣ力ードの構成図。
【符号の説明】
１    ＩＣ力一ド
２    アンテナコイル
３    ＣＯＢチップ
４    モジュール
５    リード線
６    端子部
７    コアシート
８    オーバーシート
９    アンダーシート
１０    キャリア治具
１１    凸部
１２    位置決めピン穴
１３    ピン
１４    コイルばね
１５    ＣＯＢ打抜機
１６    打抜金型
１７    Ｐ＆Ｐ
１８    プレエンコードステージ
１９    Ｐ＆Ｐ
２０    コンベア
２１    コンベア
２２    巻線機
２３    スピンドル
２４    巻治具
２５    押し出しピン
２６    チャック機構
２７    竿送り機構
２８    コンベア
２９    半田付け機
３０    半田付けユニット
３１    位置決めコンベア
３２    ストッパー
３３    エアシリンダ
３４    半田鏝
３５    糸半田
３６    余線除去機
３７    エアハンド
３６    モジュール貼付機
３９    Ｐ＆Ｐ
４０    ストッカー
４１    リターンコンベア
４２    移載送り機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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