JPH05509267A - 携帯可能なデータ媒体装置の製造方法 - Google Patents
携帯可能なデータ媒体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
携帯可能なデータ媒体装置の製造方法
この発明は請求の範囲1の前文に記載の携帯可能なデータ媒体装置の製造方法並
びにこの種のデータ媒体装置に関する。この種のデータ媒体装置は特にいわゆる
ICカードの形で又は鍵の頭部として知られている。
公知のICカードは通常モジュールと、このモジュールがはめ込まれている孔又
は平面状の凹所を有するカード素材とから成る。モジュールは銅箔を積層された
ガラス/エポキシ材料又は積層されたエポキシ樹脂又はポリエステルの支持帯か
ら成り、銅箔は支持帯に向かう側の面上を電気めっきされたニッケルによりまた
他方の面上を金により改良されている。銅箔は金属製接触部を形成し、金により
改良されたその面は使用可能となったカードの場合にカードの一方の表面に配置
されている。支持帯は多くのモジュールでは孔を備え、この孔の中でチップ接着
剤(CMOSチップの場合には銀導電性接着剤が望ましく、NMOSチップの場
合には絶縁性接着剤が望ましい)により集積回路が銅箔上に接着され、また別の
孔を備え、この孔を通って個々の金属製接触部がアルミニウムボンディング又は
金ボンディングを介して集積回路上に設けられた端子パッドと結合されている、
集積回路及び接触部上にはシリコーンゴム又はエポキシ樹脂から成るカバー材が
かぶせられている。
モジュールの内部で端子パッドが金属製接触部とワイヤボンディングによらない
で結合されているようなカードも知られている。
フランス共和国特許第2601477号明細書には、支持材料の孔の中へそれぞ
れ塑性変形可能な導電性材料が埋め込まれ、この材料の中へそれぞれ集積回路の
端子パッドが直接押し込まれ、かつこの材料が更に金属製接触部への結合部を形
成するようなモジュールが記載されている。
欧州特許出願公開第0207852号明細書から、金属製接触部を形成する箔が
支持材料の孔の領域に各一つの型押し部を有し、それによりそれぞれこれらの孔
の中へ突入し、直接集積回路の端子パッドと例えば熱圧着により結合されている
ようなモジュールを備えるカードが知られている。
アメリカ合衆国特許第4774633号明細書には、支持材料の孔がはんだペー
ストを充填され、このはんだペーストが集積回路の端子パッドを直接金属製接触
部と結合するようなモジュールを備えたカードが記載されている。
アメリカ合衆国特許第4222516号及び同第4216577号明細書にはモ
ジュールを組み込まれたカードが記載されている。ここではそれぞれモジュール
の支持材料上に金属製導体路が設けられ、これらの導体路がそれぞれ、直接導体
路と結合される集積回路の端子パッドの領域に配置された一方の接続個所を有し
、他方の接続個所は貫通接触部により支持材料を貫いて金属製接触部を支持材料
の他方の面上に形成するように幾何学的に配置されている。更にこの貫通接触が
支持帯ではなくカード材料を貫いて行われるような構造形式が示されている。ア
メリカ合衆国特許第4222516号又は同第4216577号明細書に記載の
この種のプラスチック体特にICカードの場合には、プラスチック体の表面にあ
るアクセス可能な接触面が非常に小さいか、又は比較的大きい接触面を製造する
ために過度に大きい金属体積を必要とし、また孔が大きいためにこの種のICカ
ードの装置全体の安定性が不利な影響を受ける。しかしながら接触面の小さいI
Cカードは、接触すべき定置ユニットの接触部の配置に関する公差がそれにより
過小となるために不利であることが判明している。
ドイツ連邦共和国特許第3046192号又はアメリカ合衆国特許第45492
47号明細書には、ICカードのためのモジュールにおいて半導体モジュールを
電気接触部と結合する金属製導体の特殊な配置が記載されている。
ドイツ連邦共和国特許第3131216号又はアメリカ合衆国特許第44639
71号明細書にはICデバイスを備える身分証明カードが記載され、特にこの身
分証明カードのモジュールの固定が取り扱われている。
ドイツ連邦共和国特許第3151408号又はアメリカ合衆国特許第46032
49号明細書には、中空室の中にモジュール上に配置されたICデバイスを備え
る身分証明カードが記載されているが、このカードは経費のかかる方法により平
面状の表面を形成している。
モジュール及びプラスチック体から成るこれらの携帯可能なデータ媒体装置は通
常法の方法により製造されている。すなわち、A)平面状の金属製結合要素が支
持材料例えばフイJレム上に取っ付もすられる。このために金属箔が打ち抜き法
又はエツチング法により結合要素のために必要な升ヨ状をとり、金属箔が所望の
形状を持つ前か又は持った後に、金属箔力S接着によるか又は機械的固定部の加
工により支持材料上に取り付けられる。
B)集積回路が支持材料上に取り付けられる。これはフィルレム又Gよ金属箔上
への集積回路の接着により行うことができる。更にし市ゆるフIJツブチップ技
術をfII用する場合には、集積回路の端子パッドは金属製結合要素と導電結合
された導体に直接導電固定することができる。その際端子ノ\ットは例えif導
電性接着斉1又番よろうにより取り付けることができる。
C)工程B)の際にフリップチップ法が用いられなし)ときlこ巳よ、支持材料
上:こ配置された金属製結合要素が例えばワイヤボンディングにより集積回路の
端子と導電結合される。
D)集積回路及び集積回路と金属製結合要素との間の結合部は、力/<−材例え
ifシリコーンゴム又はエポキシ樹脂のようなプラスチックを設Gすられる。
E)工程A)ないしD)において作られたモジュールカイ平面状のプラスチック
体中へはめ込まれる。
通常多数の同一モジュールを有するフィルム又はモジニールテーブカ)らの個々
のモジュールの切り離しをも含むこの比較的費用の力)力)る工程E)4よ、例
え4fプラスチック体の相応の孔の中へのモジュールのはめ込み固定、又Gよプ
ラスチック体の凹所中へのモジュールのはめ込み接着を含むこと力≦ある。更に
モジュールCよプラスチックフィルムから成る結合体中に加熱はり合わせにより
取り付Gすることができる。プラスチック体がモジュールのはめ込みの前に孔を
有するときlよ、通常この孔の完全な閉鎖又は充填のための別のカッく一材も更
に必要である。個々のモジュールが工程A)ないしD)の終了後にフィルム帯上
iこ取っ付Gすられるときは、通常側々のモジュールを直線移動でプラスチック
体の方へ搬送する工具を必要とするばかりでなく、この工具を更に90°回転さ
せなレナれ巳fならなし\。
携帯可能なデータ媒体の製造方法において工程A)なし1しD)の終了後;こモ
ジュールがフィルム帯止に配置されるときは、データ媒体の製造終了後各こ結合
要素の製造のためのモジュールフィルムの支持箔及び金属箔の廃材部分が40%
にまで達するおそれがある。
この種の公知の大皿コニ産されているカー ドを多数調査した結果、平面状の金
属製接触部の位置決めが比較的大きいばらつきを有するので、一方では不良率が
比較的高く、また他方ではこのカードと連通ずる定置ユニットの精度に高い要求
が課せられることが判明した。
その隙間−のカードの接触部の配置上の誤差が製造方法に応じてカードの基準縁
との距離に関して生じるか、又はモジュール従って接触部の僅かなねじれが生じ
る。更に同一のカードに長平方向における誤差及びねじれが生じるおそれがある
。
更に公知のICカードの厚さに関する寸法精度が集積回路又はモジュールの領域
内で成る程度のばらつきを有するおそれがあり、その際(部分的にモジュールの
カバー材の事前の研磨にもかかわらす)突出部ばかりでなく傾斜がカードの一方
の表面ばかりでな(両方の表面に発生するおそれがある。
集積回路及び結合要素を含むモジュールとプラスチックとから成るIC付きの公
知のプラスチック体の別の問題は、組み立ての完了したプラスチック体のプラス
チック部品からモジュールが飛び出すおそれがあるということにある。
モジュールが支持材料としてエポキシ製帯を有するときには、この支持材料を残
りのカード材料中にはめ込み接着するという別の問題がある。エポキシ材料と例
えば通常ICカードの基板のために用いられるプラスチックとの間に良好な接着
結合を得るには非常に経費がかかる。なぜならば通常の接着剤はエポキシ材料に
対してだけか又は基板プラスチックに対してだけ相応に高い付着性を有するにす
ぎないからである。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3901402号明細書には、まず一方の表面
上に凹所を備えるプラスチック体が製造されるようなICカードの製造方法が記
載されている。続いて凹所内に導体路が、また凹所と反対側に配置された表面上
に接触面が取り付けられ、これらが貫通接触部を介して相互に電気的に結合され
る。
凹所中に集積回路を装入した後に、集積回路と導体路との間の電気的結合がボン
ディングワイヤを介して行われる。集積回路と凹所との間の空間を注型コンパラ
やるスパッタリング又は無電流析出により被覆することができる。その際析出さ
れた金属層での大きい表面粗さは金属とプラスチックとの間の比較的有利な結合
ンドにより充填し7だ後に、プラスチック体の上下面上にカバーフィルムがかぶ
せられる。
ドイツ連邦共和国特許出願公告第2920012号明細書に(九特にその第4段
、第68行及び第5段、第1〜20行にデータ媒体装置の支持要素の製造方法が
記載されている。ここではフィルムの両面に銅が被覆される。更にこのフィルム
の前面上には接触面が、また裏面上にはICデバイスのための導体路がエツチン
グして作られる。接触面及び導体路は最後に貫通接触法で相互に結合される。
正確に配置された平面状の金属製接触部を備える携帯可能なデータ媒体装置の前
記製造方法は非常に費用がかかる。
この発明の課題は、正確な接触面の取り付けを一層経済的な方法で可能にするよ
うな、請求の範囲1の前文に記載の携帯可能なデータ媒体装置の製造方法を提供
することにある。
この課題は請求のt5囲1の特徴を有する方法により解決される。この発明の有
利な実施態様は実施態様項に記載されている。
主としてこの発明は、平面状の金属製結合要素が直接プラスチック体の平面状の
表面上に取り付けられ、端子接触部が反対側の表面上に取り付けられ、同一の作
業工程で電気的な貫通接触が行われるということにある。従ってデータ媒体を形
成するプラスチック体は同時に、集積回路、結合要素及びこれらの端子接触部の
ための支持体である。このプラスチック体は、平面状の凹所を備え加熱はり合わ
せ又は積層により一方又は両方の表面上に別の箔が被覆されるICカード素材と
することができる。同様にプラスチック体は、平面状の凹所を備え更に金属製の
平面状の結合要素だけが被覆されるICカード素材とすることができ、この凹所
中に少なくとも一つの集積回路がはめ込まれて接触させられ、そして平面状の凹
所はカバーコンパウンド例えばエポキシ樹脂又は保護塗料を充填される。同様に
基板は、内部に通常金属製の鍵歯部が埋め込まれ、平面状の金属製接触要素が取
り付けられ一つ又は複数の集積回路が接触させられた後に、カバー材を設けられ
るにすぎないか又は蓋の形の別の部品により閉鎖されるような、鍵頭部の一部と
することができる。
請求の範囲1の工程aとして、平面状の金属製結合要素を蒸着又は堆積法いわ、
携帯可能なデータ媒体装置例えばICカードの一つの主面に設けられた平面状の
金属製接触部の形で実現することができる。平面状の金属製接触部を備えそのを
もたらす。しかしながら請求の範囲1の工程Cで良好なボンディングを達成する
ために、少なくとも比較的大きい表面粗さを有する析出された金属の場合に、ボ
ンディング領域では例えばニッケルによる改良を行うことが推奨される。改良は
電気めっきにより行うことができる。
この発明に基づく方法により製造されたデータ媒体装置では、平面状の金属製プ
ラスチック体が集積回路の収容のための平面状の凹所を有するICカードの形の
公知の携帯可能なデータ媒体装置の場合には、この凹所は平面状の接触部と同一
のICカードの主面に配置される。
この発明に基づく方法に従って製造され、一つ又は複数の集積回路を収容するた
めの平面状の凹所な備え、結合要素として平面状の金属製接触部を主面のうち実
施例についてそれぞれ請求の範囲の特徴部分の各工程における製品の部分図を説
明する。第1図は一実施例として断面図で携帯可能な平面状のデータ媒体装置0
を示し、しかも、
第1a図は請求の範囲1の工程aの実施前の状態を示し、第1b図は請求の範囲
1の特徴部分の工程aの後の中間製品を示し、第1c図は請求の範囲1の工程す
後の中間製品を示し、第1d図はこの請求の範囲の工程Cの実施後のこの特別な
実施例の中間製品を示し、
第1e図は請求の範囲1の工程dの一実施態様の実施後のこの発明に基づく方法
による最終製品を示す。
第2図は別の実施例として第2、特許請求の範囲1の工程aの実施後の携帯可能
なデータ媒体装置Oの中間製品の平面状の凹所1を有する主面の部分図及び切断
線lIb−lIbを示す。
第2a図ないし第2、特許請求の範囲1の特徴部分に記載の各工程前後のこの実
施例の中間製品部分図を示す。その際、第2、特許請求の範囲1の工程aが実施
される前の平面状のプラスチック体Sを通る断面を部分図として示し、
第2、特許請求の範囲1の工程aが実施された後の断面図を示し、従って第2e
図に示された対象物の断面を示し、
第2、特許請求の範囲1の工程す、cが実施された後の断面図を示し、集積回路
6が第2図に示された実施例ではいわゆるフリップチップマウンティング技術に
より組み込まれることを示し、
第2、特許請求の範囲1の工程dが実施された後の請求の範囲8に記載のような
携帯可能な平面状のプラスチック体の同一の断面図を示す。
第1図は斜視断面図で、プラスチック体Sの一方の主面に平面状の凹所1を備え
またプラスチック体Sの反対側の主面に平面状の金属製接触部2を備えるプラス
チック体Sから成る携帯可能なデータ媒体装置Oの部分図を示す。プラスチック
体Sは平面状の凹所1及び金属製接触部2の領域に孔3を有し、この孔を通って
それぞれ金属製接触部2と平面状の凹所1中に配置された金属製端子4との間の
導電結合が行われている。金属製接触部2、貫通接触部及び金属製端子4は特に
欧州特許出願公開第0361193号及び同第0361195号明細書に記載の
方法により製造することができる。
第1図の実施例に示された金属製接触部2の表面は、これらの接触部が組み込ま
れている平面状の携帯可能なプラスチック体Oの表面と共に一平面を形成し、か
つ携帯可能な平面状のプラスチック体0又は基板Sの中に突入する。
基板Sの平面状の凹所1中には集積回路6が配置され、固定剤7例えば接着剤を
介して直接基板Sの平面状の凹所の中に取り付けられている。集積回路6は端子
パッドPを有し、これらの端子パッドは図示の実施例ではそれぞれボンディング
ワイヤ5を介して金属製端子4と結合されている。平面状の凹所1はカバー材1
2を充填されている。
第1a図は平面状の凹所1、この平面状の凹所の領域中の孔3、及びプラスチッ
ク体Sの平面状の凹所1と反対側の主面にこの孔の領域中に凹所を備えるプラス
チック体Sを示す。
第1b図は工程aの実施後の第1a図の対象物を示し、従ってここでは平面状の
凹所1の領域中の金属製端子4並びにこの金属製端子4から始まりプラスチック
体の孔3を通ってプラスチック体Sの平面状の凹所と反対側の主面の金属製接触
部2へ至る貫通接触部が追加されている。
第1C図は請求の範囲の工程すが実施された後の第1b図の対象物を示す。従っ
て第1c図では端子パッドPを備え固定剤7例えば接着剤を介してプラスチック
体Sに取り付けられた集積回路6が平面状の凹所1中に追加されている。
第1d図は請求の範囲の工程Cが実施された後の第1C図の対象物を示す。
従って第1d図は、集積回路6の端子パッドPと金属製端子4との間の導電結合
を追加的に示す。図示の実施例ではこの導電結合はボンディングワイヤ5により
実現されている。
第1e図は請求の範囲の工程dの実施後の第1d図の対象物を示す。従って平面
状の凹所1は第1e図ではプラスチックカバー材12により覆われている。
第2e図は特別な実施例として特に平面状の凹所1の領域におけるプラスチック
体Sを備える携帯可能なデータ媒体装置0の一部を示す。
第2e図に示された平面状の凹所1中には、縁部が暗示されている孔3を通って
同様に縁部が暗示されている平面状の金属製接触部2と導電結合された金属製端
子4が示されている。金属製接触部2は携帯可能なデータ媒体装置○の反対側の
主面に設けられている。金属製端子4は導体路の形に形成され、第2C図及び第
2d図に示すように各端子パッドPが一つの金属製端子4の領域内に配置される
ように、集積回路6をプラスチック体Sの平面状の凹所1の中に装入できるよう
になっている。
第2d図は、一方の主面に平面状の凹所1を備えまた反対側の主面に金属製接触
部2を備えるプラスチック体Sから成る携帯可能なデータ媒体装置Oの断面図の
形で、第2図の実施例の最終製品を示す。金属製接触部2は、導電性材料を充填
されたプラスチック体S中の孔3を通って、平面状の凹所1中の金属製端子4と
結合されている。更に平面状の凹所1中には端子パッドPを備える集積回路6が
配置され、その際端子パッドPはそれぞれ導電性結合剤1】を介して金属製端子
4に接続されている。導電性結合剤11としてははんだペーストばかりでな(導
電性接着剤を用いることができる。平面状の凹所1が設けられているプラスチッ
ク体Sの主面上にはカバー材としてプラスチック層Kがかぶせられている。
第2図に示す実施例では第1図に示す実施例とは異なり、金属製接触部2が携帯
可能なデータ媒体装置Oから突出するか又はプラスチック体S上に載置されてい
る。
第2a図はこの発明に基づく方法の出発製品として、平面状の凹所1及びこの平
面状の凹所1の領域内に孔3を備えるプラスチック体Sを示す。
第2、特許請求の範囲1に記載の工程aが実施された後の第2a図の対象物を示
す、従って平面状の凹所lの領域内に金属製端子4が示され、これらの端子はプ
ラスチック体Sの孔3を通って貫通接触し、プラスチック体Sの平面状の凹所1
と反対側の主面に配置された金属製接触部2と結合されている。
第2C図は、図示の実施例に応じてフリップチップマウンティング技術により請
求の範囲に記載の工程す及び工程Cが実施された後の第2b図の対象物を示す、
第2b図に加えて第2C図は端子パッドPを備える集積回路6を示し、これらの
端子パッドは結合剤11を介して電気的ばかりでなく機械的にも金属製端子4と
結合されている。
第2、特許請求の範囲1に記載の工程dが実施された後の第2c図の対象物を示
し、しかも平面状の凹所1が設けられているプラスチック体Sの主面上にプラス
チック層Kがかぶせられている形を示す。この種のプラスチック層はプラスチッ
ク体Sの主面の一部又は全体を覆うことができる。第2a図ないし第2e図中の
寸法は図を分かりやすくするために実寸どおりにはなっていない。
自明のように図中に示された又は請求の範囲に記載された実施例の個々の特徴を
別の仕方で組み合わせるようにした、この発明に基づく携帯可能な平面状のプラ
スチック体の実施例も考えられる。
要約書
少なくとも一つの集積回路と、この集積回路に導電結合された平面状の金属製結
合要素とから成る、携帯可能なデータ媒体装置の製造方法に関する。この発明で
は下記の工程が重要である。
a)平面状の金属製接触部(2)がプラスチック体の平面状の凹所と反対の側で
直接プラスチック体上に被覆され、金属製端子(4)が同一の作業工程で平面状
の凹所(1)中にプラスチック体上に被覆され、同様に同一の作業工程で貫通接
触として金属化(4)がプラスチック体に設けられた孔(3)の領域内で行われ
b)集積回路(6)が直接プラスチック体の平面状の凹所(1)中へ装入され、
C)金属製接触部が公知の方法で集積回路と導電結合(5,11)され、d)集
積回路(6)がプラスチック(12、K)により外部からアクセス不能に覆われ
る。
第1図
国際調査報告 PCT/DE 92100049−一一−−^峠−−軸”’ P
CT/DE 92100049
Claims (11)
- 1.一方の主面の平面状の凹所(1)と、反対側の主面へ至る平面状の凹所領域 内の孔(3)と、平面状の凹所(1)内の少なくとも一つの集積回路(6)と、 凹所(1)内の金属製端子(4)と、孔(3)を通り金属製端子(4)を介して 集積回路(6)に導電結合(5、11)された平面状の金属製結合要素(2)と を備える平面状のプラスチック体(S)から成る、携帯可能なデータ媒体装置( O)の製造方法において、下記の工程すなわち、a)平面状の金属製接触部(2 )がプラスチック体の平面状の凹所と反対の側で直接プラスチック体上に取り付 けられ、金属製端子(4)が同一の作業工程で平面状の凹所(1)中にプラスチ ック体上に取り付けられ、同様に同一作業工程で貫通接触として金属化(4)が プラスチック体に設けられた孔(3)の領域内で行われ、 b)集積回路(6)が直接プラスチック体の平面状の凹所(1)中へ装入され、 c)金属製接触部が公知の方法で集積回路と導電結合(5、11)され、d)集 積回路(6)がプラスチック(12、K)により外部からアクセス不能に覆われ る ことを特徴とする携帯可能なデータ媒体装置の製造方法。
- 2.平面状の金属製結合要素(2、4)が外部電流の無い析出により被覆される ことを特徴とする請求の範囲1記載のICカードの製造方法。
- 3.平面状の接触部(2)、孔(3)を貫く貫通接触部及び金属製端子(4)が レーザアブレーション法により被覆されることを特徴とする請求の範囲1又は2 記載の方法。
- 4.工程a)が金属の無電流析出及びこれに続く金属の電気めっきを含むことを 特徴とする請求の範囲2又は3記載の方法。
- 5.集積回路(6)がプラスチック体の表面上に接着(7)され、金属製結合要 素がワイヤボンディング法(5)により集積回路(6)と導電結合されることを 特徴とする請求の範囲1ないし4の一つに記載のICカードの製造方法。
- 6.集積回路がフリップチップマウンティング技術で相応に構成された金属製結 合要素(4、2)と導電結合されることを特徴とする請求の範囲1ないし4の一 つに記載の方法。
- 7.集積回路(6)上に粘性のプラスチック(12)が塗布され、このブラスチ ックが塗布後に硬化され、それにより集積回路が外部からアクセス不能に覆われ ることを特徴とする請求の範囲1ないし6の一つに記載の方法。
- 8.結合要素(2)と集積回路(6)との導電結合後にプラスチック体(S)の 表面上にプラスチック層(K)が積層され、このプラスチック層が集積回路(6 )を外部からアクセス不能に覆うことを特徴とする請求の範囲1ないし7の一つ に記載の方法。
- 9.金属製結合要素(2)と集積回路(6)との導電結合(5、11)後に平面 状の凹所(1)が正確にはまり合うプラスチック部品(12)を充填され、それ により集積回路が覆われることを特徴とする請求の範囲2ないし6の一つに記載 の方法。
- 10.一方の主面の平面状の凹所(1)と、反対側の主面に至る平面状の凹所の 領域内の孔(3)と、少なくとも一つの集積回路(6)と、凹所(1)内の金属 製端子(4)と、孔(3)を通り金属製端子(4)を介して集積回路(6)に導 電結合(5、11)された平面状の金属製結合要素(2)とを備える平面状のプ ラスチック体(S)から成る、携帯可能なデータ媒体装置(0)において、下記 の工程すなわち、 a)平面状の金属製接触部(2)がプラスチック体の平面状の凹所と反対の側で 直接プラスチック体上に取り付けられ、金属製端子(4)が同一の作業工程で平 面状の凹所(1)中にプラスチック体上に被覆され、同様に同一の作業工程で貫 通接触として金属化(4)がプラスチック体に設けられた孔(3)の領域内で行 われ、 b)集積回路(6)が直接プラスチック体の平面状の凹所(1)中へ装入され、 c)金属製接触部が公知の方法で集積回路と導電結合(5、11)され、d)集 積回路(6)がプラスチック(12、K)により外部からアクセス不能に覆われ る を含む方法により製造されることを特徴とする携帯可能なデータ媒体装置。
- 11.平面状の接触部(2)がそれぞれプラスチック体(S)に設けられた凹所 中に組み込まれることを特徴とする請求の範囲10記載のデータ媒体装置。
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