JPH08512000A - プリント回路上の構成部材を包囲物質で覆う方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 包囲物質（３０）を、好ましくはスクリーン印刷工程でステンシルによってプリント回路（１２、１３）上の構成部材に付与することにより、既知の、確実な量の包囲物質（３０）を付着することを可能とし、この結果、全デバイスの厚みを最小のものとすることができる。物質量に加えて、プリント回路の基板（１２）上に付着されるガスケット（１６）は、包囲物質が硬化する前に、キャップ部材によって圧縮する際、包囲物質の拡散を制御するために使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 プリント回路上の構成部材を包囲物質で覆う方法 本発明は、プリント回路上の構成部材を包囲物質で覆う方法であって、取り分 け、デバイスの全深さが制限されているようなデバイスを製造する場合、例えば 一般に「プラスチックカード」と呼ばれているカード、つまり、個人が所持して 記録を行ったり若しくは取引を許可したり、及び／又は、建物若しくはその一部 への入場を許可するために使用されるカード、を製造する際に用いることができ る。（本明細書で使用されている「プリント回路」という用語は、絶縁基板上の 伝導トラック（このトラックが印刷により、または、エッチングにより、更にま た、蒸着により、若しくは、他のいづれかに技術により、形成されているかどう かに係わらない）のいづれのシステムをも表していると考えていることに注意） 従来のプラスチックカードの製造方法を第１図に示す。伝導トラック６を備え たプリント回路ボードは該回路ボードに取り付けられた構成部材２を有し、該構 成部材は包囲物質３の中にはめ込まれている。包囲物質３は、構成部材２の全体 が覆われることを確実にするに十分な量が付与される。しかしながら、この包囲 物質３の厚みは、この包囲物質を覆うために存在しなければならない一般にはＰ ＶＣ物質から形成されるような保護層４，５の厚みを決定する。更に、基板１は カード中央に配置することが望ましい、つまり、厚みの薄いプラスチックカード は不可避的に曲がりを受けるが、この曲がりによるプリント回路上のひずみを減 少させるため、層４、５は等しい厚みでなければならない。本発明は、このよう なはめ込み部材を備えたカードの設計の際に生まれたもので、このカードは従来 のプラスチックカードの大きさを越えるようなものではない。 本発明によれば、プリント回路上の構成部材を包囲物質で覆う方法が提供され 、ここでは、ステンシルを用いて包囲物質が付与される。ステンシルを使用する ことによって付着される包囲物質の量を正確に決定することができるため、一定 量の包囲物質を繰り返し与えて、付着量を最小にすることができる。ステンシル の使用は、また、複数の回路が単一の基板上に存在する場合に特に有用である。 な ぜなら、この場合には、ステンシルの対応数の開口によって複数の構成部材を同 時に包囲物質で覆うことができるからである。包囲物質がスクリーン印刷される 場合に特に有用である。なぜなら、ステンシルは、スクリーン印刷工程のマスク を有するからである。 プリント回路は、好ましくは、その上に多数のトラックを有した基板を備えて おり、該基板は、包囲物質のためにガスケットを形成する隆起部分を備える。本 明細書中の「ガスケット」という用語は、物質の拡散を防止するデバイスを意味 するものであって、このガスケットが２つの部材間のシールを形成することまで 必要とするものではない。ガスケットによって包囲物質の拡散を制限することが できるため、包囲物質を所望とする位置に保持し、所定領域へ付着される包囲物 質の量を最小とすることができる。 ガスケットは、この目的のために絶縁物質であり、また、ガスケットは、該ガ スケットがその上を通じてしまうようないづれの伝導トラックをも短絡せず、更 に、標準的な技術によってプリント回路に容易に容易に付与され得ることが好ま しい。 包囲物質を制限することが望まれる領域をガスケットによって定めるのが好ま しく、この方法は、その領域内に包囲物質を付着し、その後、包囲物質のメニス カスがガスケットと接触するようになるまで基板とキャップ層との間で該包囲物 質を圧縮すること、を備える。好ましくは、キャップ層は、第１のガスケットと 同じ形態の他のガスケットを備え、当該他のガスケットに包囲物質の第２のメニ スカスが延長される。これにより、包囲物質の２つの向かい合う表面領域を形成 し、２つのガスケット間のスペースによってキャップ層が保持されるまで包囲物 質を圧縮するのが好ましい。この結果、所定量の物質が上部および底部に所定の 形態で拡げられ、また、スペーサの厚みによって決定された所定の厚みとされ、 全てのパラメータが既知となり、また、必要な包囲物質の量を最小としつつも構 成部材をはめ込むのにちょうど十分なものとすることができること、が理解され よう。この方法は、カードの厚みが重要なプラスチックカードを製造するのに特 に有用である。なぜなら、標準的なプラスチックカードを超過するような大きさ は、このようなカードを商業的に製造することを不可能なものとしかねないから である。 本発明の一実施例を例示のみを目的として添付図面の第２図〜第１１図を参照 して説明する。同じ番号は同じ部分を示すために使用される。 第１図は、プラスチックカードにおける電気構成部材の（本発明によらない） 従来の構成を示す。 第２図は、本発明によるプラスチックカードの透視図である。 第３図は、プリント回路を表示するためにその上部シート４を取り除いて示し た第２図のカードの平面図である。 第４図は、第３図の線Ｉ−Ｉにおけるカード断面図である。 第５図〜第１１図は、第２図〜第４図に示されたプラスチックカードの製造過 程における様々な段階を示すものである。 第２図に、標準的な「プラスチックカード」と同じ外部寸法を備えた最終製品 たるカードの透視図を示す。このカードは集積回路を含む。第２図から明らかな ように、カードの各端部中央で露出された、集積回路基板のエッジ部を見ること ができる。この集積回路は、適当な位置に配置された誘導リンクを通じて質問装 置と通信を行う。集積回路は、通常はメモリデバイスを含むものであり、複数の 目的、銀行取引の記録、および、カードをアイデンティティカードとして使用す ることによって入場が制限されるような建物等の領域の記録、のために使用でき る。 第３図は、第２図のカード１０のカード平面における一部を通した平面図を示 す。この第３図と第４図に示された線Ｉ−Ｉに沿った断面図とから明らかなよう に、プリント回路１１は、エポキシ／ガラス基板１２と、伝導トラック１３と、 伝導ループ１４を形成する本質部分と、を備える。領域１５の目的は、シルバー 導体１７を誘導コイル１４から絶縁することである。絶縁層１６の目的は以下に 説明する。 集積回路と容量部材は、第３図若しくは第４図に示されていないが、カプセル 素子１９の内部に含まれる。カプセル素子１９は、カット１８によって基板１２ の残りから離間されている。基板１２の領域２０は、プリント回路面より下にさ れており、集積回路と容量部材は、基板部分２０と基板１２と同じ物質からなる キャップ部分２２の間に挟まれたはめ込み成形部材２１に配置されている。 プリント回路１１と素子１９は、ＰＶＣ熱可塑性物質から成る２つの外部シー ト２３、２４の間と、ポリエステルから成る２つの媒介層（第３図若しくは第４ 図には示されていない）の間とに挟まれており、このポリエステルは、積層構造 を接着させる熱作用性触媒接着材を用いて、両側でコーティングされている。こ のポリエステルは、素子１９がＰＶＣ層２３、２４から「突き出てしまう」のを 防止する強化層として機能する。 第２、３、および４図に示されたカードの製造工程は、銅被覆エポキシ／ガラ スから成る基板シート１２で開始されており、この基板シートは、その各々が第 ５図に示されているような多数の同じプリント回路１３を形成するようにエッチ ングされている。各プリント回路の上部に、所定の場所に硬化され、陰影領域１ ５、１６によって示された、熱硬化性誘電物質がプリントされている。回路部分 １６の機能を以下に説明する。線型部分１５は、プリント回路１３の一部によっ て形成されたコイル１４の内部端のために、プリント伝導リンク１７に対する絶 縁体として働く。図示されていない弱線によって基板の主要部分から離間されて いるのは、多数のストリップ（図示されていない）であり、これらのストリップ は各々、それ自身の中に開口２６を有したプリントパターン２５（その中の１つ だけが示されている）を保持しており、これらのパターン２５は、最終的には素 子１９の上部強化キャップ２２となる領域を形成している。 エッチングパターンを保持する基板は、スクリーン印刷機（図示していない） とその上に配置されたスクリーンのベッド上に配置される。その後、スクイージ を用いて、低いイオン・エポキシ・包囲物質／接着・物質を第６図に示されてい るように位置２７上にプリントする。これは樹脂と触媒の混合物であって、硬化 したときに固定される。適当な物質として、例えば、Ablestickや、Encaremixや Dexter Hisolから出されているものがある。その後、基板は「取り出し・配置」 機に配置され、この装置は、コンデンサ２８とシリコンチップ２９から成る第７ 図に示された構成部材を、接着材として機能するエポキシの上に配置して、それ らを所定の場所に保持する。この段階ではシリコンチップ２９は「裸のまま」で ある、即ち、それらは包囲物質によって覆われていない。この工程で注目すべ き特徴は、銅層が存在しない領域にエポキシが付与されることである。構成部材 の接着性の取り付けのため、これは不要とされる。この結果、構成部材が銅トラ ックの上部にはんだ付けされている構成と比較して、厚みを３５ミクロンに抑え ることが可能とされる。この厚みの減少は、一般に全アセンブリが７６０ミクロ ンを越えないようにする必要がある状況において、非常に重要であることが理解 されよう。エポキシ接着材を用いる利点は、それが適切に選択された場合には、 スクリーン印刷機が動作しなくなってしまうような最大時間間隔を超過するに十 分な時間間隔の間、このエポキシ接着材がその接着状態を保持することである。 この結果、装置を手入れする必要はなくなる。 シート基板は、エッチングパターンと該シート基板の上に配置された各構成部 材とを保持し、その後、エポキシがゲル化されるまで（つまり、設定されること であって固化されることではない）ベークされる。これは、銅の酸化を防止する よう窒素フローの下で行われる。その後、シートは、該シートが真空によって所 定位置に保持されるようなワイヤボンディングマシーンの工作物保持台の上に配 置される。このための適当なマシーンを商業的に利用することができる。その後 、個々の構成部材上の接続点間でプリント銅回路の適当なパーツに対してワイヤ 接続がなされる。これは紫外線の影響を受ける拡散溶接工程によってなされる。 その後、シートは、異なるステンシルを用いて、スクリーンプリンタの所定位置 に再び配置される。このステンシルはより大きな厚みを有したものであって、そ の厚みは、構成部材の上に付着される同じエポキシ・包囲物質／接着材がそれら を完全に覆うのに十分であるように選択される。それは同じである必要はないが 、同じような物理特性を有したものであることが好ましい。ステンシルを除去し た後、シートは第８図に示されているように、構成部材が包囲物質３０によって 覆われるようにされる。 第９図は次の工程段階を示すものである。この工程段階において、複数の開口 ３２（これらの開口は、付着された包囲物質３０を自身の上に有しているような シート上の各領域に対応する）を有する銅スペーサ３１が、シート１２の上に配 置される。離間されたストリップ３３の各々が銅シートの上に従前に配置され、 前にも述べたように、プリントパターン２５によって定められる領域、この領域 から強化キャップ２２が形成される、を形成する。スペーサ３１は、ピン（はっ きりとは図示されていない）によって該スペーサ３１の上に配置されたストリッ プ３３を有するようにして、基板の上部に配置されている。その後、装置全体が 圧縮され、この結果、パターン２５がスペーサ３１と接触するよう圧縮され、ス ペーサ３１は誘電物質の回路部分１６の上部に近づくよう下方向に圧縮される。 これはまた、パターン２５によって形成されたスリップ３３の部分を、未だ柔ら かいエポキシ・包囲物質／接着材の上に圧縮し、これにより、組立体全体が所望 の高さにまで引き下げられる。この処理の間、包囲物質は第１０図に詳細に示さ れているように外に拡がるが、スペーサシートの端部までは拡がらない。これは 、包囲物質のメニスカスが銅パターン２５と誘電リング１６の内端に働くことに よって、メニスカスが包囲物質の半径を定めることにより、防止されている。 組立体全体がオーブンに配置され、１５０°Ｃの温度で硬化される。これによ り、包囲物質／接着材が構成部材と包囲物質の部分の双方の下で完全にゲル化さ れる。組立体は、第３図に示されたカット１８を形成するルールダイ（rule die ）の上に配置される。これらのカットは、「馬蹄形」であり、これらの自由端が ストリップ３３のスロット２６（第５図参照）に対応するよう形成されている。 この段階では各カットの端部は第３図の銅パッド３５の上に配置されていること に注意。カッターがこの構造を通じて第１０図の破線によって示されているよう に圧縮し、第３図に最も良く示されているように、基板１１のリム上の素子１９ を残し、且つ、スペーサ３１を残してストリップ３３の残りの部分は自由に除去 される。 第３図で注目すべきは、素子に対する電気接続がカードの端部と平行している ことであり、この方向においてカードは曲がりに対して最も抵抗力を有し、これ に対し、カードのコーナーと直交しているヒンジラインにわたる部分では最も曲 がりを受けやすい。 他のルールダイを使用することによって組立体から十字形が切断され、各プリ ント回路が第３図に示されているような形状とされる。これにより、最終生成物 であるカードのコーナーとなるべきそれらの領域からエポキシ／ガラス基板が移 動される。これらのコーナー部分は、剥離を生じさせる操作を最も受けやすいこ とに注意すべきである。 強化素子１９を有するプリント回路１が、第１１図に示されているように、２ つの外部シート３７、３８の間に配置される。これらの外部シートは、ＰＶＣ類 の熱可塑性プラスチック物質から成り、また、それらの間に、両側を熱作用性触 媒接着材でコーティングされたポリエステル層を有する。組立られたサンドイッ チ状部材は圧縮されて、積層を形成するよう加熱される。この段階において、素 子１９は熱可塑性プラスチック物質の各々のシートに埋め込まれ、それらの素子 が相対する面と面の間の中央に配置されるようにし、基板シート１の面を第４図 に示されているように中央軸上に残す。その後、圧力が解かれ、組立体が切断機 へ移動され、該切断機において個々のカードが第２、３図に示されているように 切断される。 ここに示した特別の実施例では、各電子素子がプリント回路と一体的に形成さ れているが、代わりに各素子をプリント回路の別々の部分に形成することもでき る。これらの部分は、その後、プリント回路の主要部分に接続される。素子は、 円形若しくは同様のカッターによって形成された主要なプリント回路の開口にそ の開口中に「ぱちんとはめられる」ことによって保持され、また、素子の端部面 は開口よりわずかに大きな直径を持つ。これらの素子は、ここに開示したものと 非常に似通ったプロセスによって形成されるが、素子の密度をより大きくした基 板を形成することも可能であり、これらの素子は最終的に基板から切断される。 これらの素子を、該素子から延びたリムを有する基板から切断することができ、 これにより、これらの素子は、リム上の伝導トラックをプリント回路上のトラッ クへ通常の方法ではんだ付けすることによって、若しくは、同様の技術によって 、カードのプリント回路の主要部分に接続される。 図示のカードは、コンタクトレスカードの誘電ループ１４に接続された電子素 子を示す。この電子素子はリムによって電気接点やカードの他の構成部材に選択 的に接続することができる。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プリント回路上の構成部材を包囲物質で覆う方法において、開口を有するス テンシルをプリント回路ボード（第９図）上に配置する段階と、液体包囲物質（ ３０）を開口に付着する段階と、ステンシルを取り除く段階とを備えることを特 徴とする方法。 ２．請求項１記載の方法において、包囲物質はスクリーン印刷されており、ステ ンシルはスクリーン印刷工程のマスクを備える方法。 ３．請求項１若しくは２記載の方法において、プリント回路は多数のトラック（ １３）をその上に有する基板（１２）を備え、該基板は、包囲物質のためのガス ケットを形成する隆起部分（１６）を備える方法。 ４．請求項１〜３のいづれかに記載の方法において、ガスケットは誘電物質（１ ６）である方法。 ５．包囲物質（３０）を制限することが所望される領域をガスケット（１６）に よって定める請求項３若しくは４のいづれかに記載の方法において、前記領域内 に包囲物質を付着する段階と、この包囲物質を基板（１２）とキャップ層（３３ ）の間で包囲物質のメニスカスがガスケット（１６）と接触するようになるまで 圧縮する段階とを備える方法。 ６．請求項５記載の方法において、キャップ層は更に第１のガスケットと同じ形 態のガスケット（２５）を備え、このガスケット（２５）は前記第１のガスケッ トに対して包囲物質（３０）の第２のメニスカスを延長する方法。 ７．請求項５若しくは６記載の方法において、包囲物質（３０）は、キャップ層 がスペーサ（３１）によって２つのガスケット間に保持されるまで圧縮される方 法。 ８．請求項１〜７のいづれかに記載の方法において、包囲物質で覆われた構成部 材（１９）とプリント回路とが保護物質（３７、３８）にはめ込まれる方法。 ９．請求項１〜７のいづれかで定められた「プラスチック」カードの製造方法に おいて、請求項１〜７のいづれかに記載の方法を備える方法。 10．添付図面の第２、３、４、８、９、１０図を参照して明細書に記述したもの と実質的に同じカードの製造方法。 11．請求項１〜１０のいづれかに記載の方法によって製造されたカード。