DE3689147T2

DE3689147T2 - Ein Verfahren zum Herstellen einer gedruckten Schaltungsplatte für Halbleiterschaltungen.

Info

Publication number: DE3689147T2
Application number: DE86904376T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Hiroi; Chiaki Nakanishi; Yoji Yanagawa
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2006-07-15
Also published as: EP0231384A1; EP0231384B1; EP0231384A4; DE3689147D1; WO1987000486A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer gedruckten Leiterplatte zum Einbau in eine IC-Karte, wobei die Leiterplatte folgendes aufweist: ein Substrat aus einem nichtleitfähigen Material, ein gedrucktes Leitungsmuster auf dem Substrat und äußere Kontaktanschlüsse auf dem gedruckten Leitungsmuster, ausgelegt zum Betrieb in einem Schreib/Lesegerät für IC-Karten.
Solche Karten können als Bankkarten, Ausweiskarten, Patientenkarten oder dergleichen verwendet werden.
Eine solche gedruckte Leiterplatte zum Einbau in eine IC- Karte umfaßt äußere Kontaktanschlüsse, die notwendig sind, um Informationen von einem Schreib/Lesegerät für IC-Karten zu übertragen und zu empfangen, um mit IC-Chips in Kontakt zu treten, die auf der Leiterplatte angebracht sind, und einen Leiterkreis, der solche äußeren Kontaktanschlüsse elektrisch mit den entsprechenden IC-Chips oder dergleichen verbindet.
Vor der Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Herstellen der gedruckten Leiterplatte zum Einbau in IC-Karten wird ein IC-Baustein beschrieben, wobei IC-Chips oder dergleichen auf einer gedruckten Leiterplatte für IC-Karten angebracht sind, sowie eine IC-Karte selber, in die der IC- Baustein eingebaut ist. Im Hinblick auf die Zuverlässigkeit und die Benutzerfreundlichkeit und dergleichen muß diese Art von IC-Karte die folgenden Anforderungen erfüllen:
(1) Die IC-Karte muß insgesamt klein und dünn genug sein, ,im leicht getragen, gehandhabt und in das genannte Schreib/Lesegerät für IC-Karten eingeführt werden zu können.
Insbesondere wird in bezug auf diese konkrete Forderung die Dicke aller IC-Karten mit ca. 0,76 mm vorgesehen, um der Größe von im allgemeinen verwendeten Bankkarten und dergleichen zu entsprechen. Da die Dicke der in der IC-Karte angeordneten IC-Chips heute mehr als 0,25 mm beträgt, beträgt im übrigen die Dicke eines IC-Bausteins, ausgenommen den äußeren Kontaktanschluß, heute mehr als 0,3 mm.
(2) Die IC-Karte muß elektrisch und häufig mit einem Schreib/Lesegerät für IC-Karten durch die äußeren Kontaktanschlüsse, die an der Oberfläche freiliegen, in Kontakt gebracht werden, und diese äußeren Kontaktanschlüssen müssen daher immer eine hohe dauerhafte Haltbarkeit haben und im Betrieb einen guten elektrischen Kontakt ergeben.
(3) Die IC-Karte muß klein und dünn sein, wie vorstehend unter (1) erläutert wurde. In einem solchen Fall besteht die Gefahr, daß die IC-Karte im Gebrauch gebogen wird. Auch wenn die IC-Karte gebogen wird, darf der Leiterkreis für die IC- Chips, die in die IC-Karte eingebaut sind, nicht unterbrochen werden, und der mit den IC-Chips versehene IC-Baustein darf nicht von der IC-Karte gelöst werden.
(4) Wie vorstehend unter (2) beschrieben wurde, müssen bei der IC-Karte die äußeren Kontaktanschlüsse freiliegen, aber Wasser und Staub, die die IC-Chips beeinträchtigen können, dürfen nicht leicht in die IC-Karte eindringen.
Die IC-Karte besteht im wesentlichen aus einem flächenkörperförmigen Kartenmaterial, das ein Grundmaterial ist, das aus Kunststoff wie etwa Vinylchlorid geformt ist, und einem IC-Baustein mit IC-Chips und einer gedruckten Leiterplatte. Insbesondere im Fall einer IC-Karte vom Kontakttyp müssen die äußeren Kontaktanschlüsse zum Übertragen und Empfangen elektrischer Signale an der Oberfläche der IC-Karte freiliegen, wie oben beschrieben wurde. Das Verfahren zum Verbinden des flächenkörperförmigen Kartenmaterials mit dem IC-Baustein zu diesem Zweck ist schrittweise entwickelt worden, und die historische Entwicklung kann grob in drei Kategorien unterteilt werden, wie in der Untersuchung "Trend of Development of the Multifunctional Card System and New Application Field" vom Japan Industrial Technical Center, 13./14.
März 1984, und in den darauf basierenden Fig. 12 bis 14 gezeigt ist.
Die Fig. 12 bis 14 sind Vertikalschnitte des Aufbaus von IC- Karten, die mit entsprechenden Verbindungsverfahren verbunden sind. Die Entwicklungsschritte von IC-Karten sind in der Reihenfolge dieser Figuren aufgezeigt.
Fig. 12 zeigt einen teilweise vergrößerten Vertikalschnitt einer IC-Karte, wobei in einem flächenkörperförmigen Kartenmaterial 31 eine Durchgangsbohrung gebildet und in diese ein IC-Baustein 12 eingesetzt ist. Außerdem sind der IC-Baustein 12 und das flächenkörperförmige Kartenmaterial 31 nur mit ihren Seitenwänden miteinander verbunden. Daher besteht die Gefahr, daß die in Fig. 12 gezeigte IC-Karte einfach aus dem flächenkörperförmigen Kartenmaterial 31 entfernt wird. Sie kann zwar die obige Forderung (1), nicht aber die obige Forderung (3) erfüllen; die Dicke der IC-Karte ist kleiner als 1 mm, daher ist die Verbindungsfestigkeit gering, und der praktische Gebrauchsbereich ist klein.
Fig. 13 zeigt einen teilweise vergrößerten Vertikalschnitt einer IC-Karte, die beispielsweise in der JP-A-210494/1982 angegeben ist. Bei der in dieser Figur gezeigten IC-Karte ist in dem flächenkörperförmigen Kartenmaterial 31 eine Aussparung gebildet, und ein IC-Baustein 12 ist in diese Aussparung eingesetzt und an der Unterseite mit einem darüberliegenden Flächenkörper 32 laminiert. Dieser IC-Baustein 12 ist in die Aussparung des flächenkörperförmigen Kartenmaterials 31 so eingesetzt, daß seine Oberseite gemeinsam mit einem äußeren Kontaktanschluß (dem ein Leiterkreis 13 auf dem IC-Baustein 12 entspricht), der darauf gebildet ist, an der Kartenoberfläche freiliegen kann. Das heißt, in der oben genannten JP-A-210494/1982 ist angegeben, daß der IC-Baustein 12 in eine Aussparung eingesetzt und mit ihr verbunden wird, die in dem flächenkörperförmigen Kartenmaterial 31 mit einer Klinge gebildet ist. Eine IC-Karte dieses Typs weist jedoch einen Nachteil auf, daß nämlich im Fall eines Verbiegens der Karte, derart, daß sie sich konvex nach oben wölbt, der IC-Baustein 12 herausspringt und sie die obige Forderung (3) nicht erfüllen kann.
Fig. 14 zeigt einen teilweise vergrößerten Vertikalschnitt einer IC-Karte, die beispielsweise in der Druckschrift JP-A-26541/1981 angegeben ist. Die in dieser Figur gezeigte IC-Karte kann als "laminierter Typ" bezeichnet werden. Bei dieser IC-Karte vom laminierten Typ sind sowohl mit der oberen als auch der unteren Oberfläche des IC-Bausteins 12 darüberliegende Flächenkörper 32 verbunden, und in dem oberseitigen darüberliegenden Flächenkörper 32 ist eine Öffnung gebildet, um den Leiterkreis 13 freizulegen, um ein äußeres Kontaktanschlußteil vorzusehen. In der genannten JP-A-26541/1981 ist angegeben, daß bei der in Fig. 14 gezeigten IC-Karte der darüberliegende Flächenkörper 32, bei dem nur der Teil, der dem äußeren Kontaktanschluß entspricht, abgeschnitten ist, mit dem IC-Baustein 12 verbunden ist. Die IC-Karte nach der JP-A-26541/1981 kann zwar die obige Forderung (3) in gewissem Umfang erfüllen, ist jedoch gemäß den durch die Erfinder durchgeführten Untersuchungen aus den folgenden Gründen nicht hinreichend befriedigend.
Um nämlich zu verhindern, daß der IC-Baustein 12 im Fall eines Verbiegens der IC-Karte herausspringt, muß in dem Fall, daß der darüberliegende Flächenkörper 32 aus dem üblichen Material Vinylchlorid verwendet wird, die Dicke des darüberliegenden Flächenkörpers 32 mindestens 0,1 mm und möglichst mehr als 0,15 mm betragen. Das wird auch durch den Biegestandardtest in dem Zwischenbericht von "ISO/TC 97/SC 17 Identification and Credit Cards" vom Juni 1984 gestützt. Da die Dicke des darüberliegenden Flächenkörpers 32, der für diese IC-Karte verwendet wird, mehr als 0,1 mm betragen muß, muß die Dicke des äußeren Kontaktanschlusses des IC-Bausteins 12, der mit diesem darüberliegenden Flächenkörper 32 beschichtet ist, mindestens 0,1 mm betragen. Wenn der äußere Kontaktanschluß diese Dicke nicht hat, ist der äußere Kontaktanschlußteil von der Oberfläche der IC-Karte um die Dicke des darüberliegenden Flächenkörpers 32 zurückgesetzt positioniert. Somit stellt sich das Problem von Staub, der sich in der dadurch gebildeten Ausnehmung ansammelt, wenn die IC-Karte häufig benutzt wird, und die elektrische Kontaktzuverlässigkeit der äußeren Kontaktanschlüsse wird sehr gering.
Wie oben beschrieben wurde, muß zur Erfüllung der obigen Forderungen (1) bis (4) bei einer IC-Karte unter Berücksichtigung des Trends dieses technischen Gebiets der Betrag, um den der äußere Kontaktanschluß, der auf dem IC-Baustein 12 gebildet ist, von der Oberfläche des IC-Bausteins 12 vorspringt, größer als der vorbestimmte Betrag (mindestens 0,1 mm) sein. Mit anderen Worten, es muß bei einer gedruckten Leiterkarte für IC-Karten gemäß der Erfindung der Betrag, um den der äußere Kontaktanschluß vorsteht, mindestens 0,1 mm sein.
Wie oben ebenfalls beschrieben, beträgt die Gesamtdicke, die bei dieser Art von IC-Karte zulässig ist, 0,76 mm. Da die Dicke des IC-Chips normalerweise mehr als 0,25 mm ist, muß die Dicke des IC-Bausteins 12 abzüglich des äußeren Kontaktanschlusses mehr als 0,3 mm betragen. Daher beträgt bei der IC-Karte des Typs, die mit den darüberliegenden Flächenkörpern 32 auf beiden Oberflächen laminiert ist, die Dicke der darüberliegenden Flächenkörper 32 an der Vorder- und der Rückseite weniger als 0,46 mm. Im übrigen können die darüberliegenden Flächenkörper 32 an der Vorder- und der Rückseite im wesentlichen gleiche Dicke haben, um ein Verziehen zu vermeiden. Daher ist die Dicke des darüberliegenden Flächenkörpers 32 auf der Seite des äußeren Kontaktanschlusses geringer als 0,23 mm. Die Dicke des entsprechenden äußeren Kontaktanschlusses kann ebenfalls weniger als 0,23 mm betragen. Wenn jedoch der äußere Kontaktanschluß und der Leiterkreis 13 gleichzeitig gebildet werden, muß mit Rücksicht darauf, daß die Dicke des Leiterkreises 13, der mit dem darüberliegenden Flächenkörper 32 laminiert werden muß, um nicht nach außen vorzuspringen, 0,025 bis 0,07 mm beträgt, die Dicke des äußeren Kontaktanschlusses ca. 0,3 mm betragen.
Bei der herkömmlichen gedruckten Leiterplatte für IC-Karten dieser Art findet sich in den oben erwähnten Informationen und in den das Gebiet betreffenden Informationen keine Bezugnahme darauf, wie die Dicke des äußeren Kontaktanschlusses beispielsweise in der JP-A-26451/1981 konkret zu vergrößern ist.
Ferner ist eine Ausweiskarte bekannt, wobei IC-Chips zur Verarbeitung elektrischer Signale vorgesehen und an gesonderten Abstützelementen angebracht sind, die in ein Fenster eingesetzt sind, wobei die Dicke des Abstützelements im wesentlichen gleich derjenigen der Ausweiskarte gemacht ist, die IC-Chips in den Abstützelementen angeordnet sind, die Form des Fensters gleich der Form des Abstützelements ist und das Fenster größer als das Abstützelement ausgebildet ist, so daß das Abstützelement mit einem Zwischenraum umschlossen sein kann, und das Abstützelement in dem Fenster durch ein im wesentlichen elastisches Kupplungselement abgestützt ist.
Wenn mit der bekannten Technik speziell ein solcher äußerer Kontaktanschluß gleichzeitig mit dem anderen Leiterkreis 13 auf der Oberfläche des IC-Bausteins 12 gebildet wurde, war es sehr schwer, einen äußeren Kontaktanschluß mit einer vorbestimmten Dicke zu bilden. Daher konnte damals das konkrete Herstellen des äußeren Kontaktanschlusses dieser Art nicht angegeben werden.
Das konkrete Herstellen Bilden des äußeren Kontaktanschlusses nach einem herkömmlichen Verfahren auf der Basis des herkömmlichen technischen Niveaus, wie es den Erfindern bekannt ist, ist wie folgt. Der Leiterkreis 13 und der äußere Kontaktanschluß werden auf der Oberfläche des IC-Bausteins 12 normalerweise durch Ätzen einer Leiterfolie auf dem IC- Baustein 12 gebildet. Wie Fig. 15 zeigt, wird dabei eine Ätzmaske 14 auf die Leiterfolienoberfläche an der Oberseite des IC-Bausteins 12 aufgebracht, und der durch die Strichpunktlinien angegebene Bereich bleibt aufgrund dieser Ätzmaske 14 erhalten. In einem solchen Fall ist es aber sehr schwer, diese Leiterfolie entlang Linien unter rechten Winkeln mit der Ätzmaske 14 zu ätzen. Normalerweise ist das Ergebnis so, wie es in Fig. 16 gezeigt ist.
Dabei wird die Seitenwand des Leiterkreises 13 oder des äußeren Kontaktanschlusses, der durch Ätzen gebildet wird, nicht gerade unter rechten Winkeln geätzt, sondern ist durch das Eindringen der Ätzflüssigkeit gekrümmt, wie Fig. 16 zeigt. Bei einer solchen Gestalt wird die Seitenwand des Leiterkreises 13 oder des äußeren Kontaktanschlusses verformt, und für den Fall, daß der äußere Kontaktanschluß mit einem darüberliegenden Flächenkörper 32 laminiert werden soll, um die Oberfläche freizulegen, liegt der seitliche Endteil des darüberliegenden Flächenkörpers 32 auf einem Teil der Seite des äußeren Kontaktanschlusses auf, und wie Fig. 16 zeigt, kann der äußere Kontaktanschluß nicht effizient mit dem darüberliegenden Flächenkörper 32 laminiert werden, um mit der Oberfläche des äußeren Kontaktanschlusses bündig zu sein.
Dies wird nachstehend konkreter beschrieben. Wenn ein Metall, wie etwa eine Kupferfolie geätzt wird, ist der Ätzfaktor etwa 2. Daher verlaufen die Seiten des äußeren Kontaktanschlusses nicht unter rechten Winkeln, sondern haben eine Schräge mit einem Winkel von ca. 600. Wenn es sich ferner um ein Metall einer Dicke von 0,1 bis 0,3 mm handelt, erreicht die Breite des Teils dieser Schräge 0,05 bis 0,15 mm. Daher wird, wie Fig. 16 zeigt, im Fall der Laminierung des IC-Bausteins 12 mit dem darüberliegenden Flächenkörper 32 ein Zwischenraum zwischen den Seiten des äußeren Kontaktanschlusses gebildet, der darüberliegende Flächenkörper 32 überlappt auf der vorgenannten Schräge, und die Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers 32 ist nicht bündig mit der Oberfläche des äußeren Kontaktanschlusses. Somit konnte eine akzeptable Laminierung mit dem darüberliegenden Flächenkörper 32 tatsächlich nicht erreicht werden.
Ein Verfahren zum Herstellen einer gedruckten Leiterplatte zum Einbau in eine IC-Karte ist aus EP-A-0 071 255 bekannt, wobei ein Halbleiterchip in einem Fenster einer Vielschichtanordnung angebracht ist. Der Chip ist durch Kontaktierbereiche mit Kontaktfingern in Kontakt, die in das Fenster von einem Leitungsmuster ragen, das außerhalb des Fensters an der Oberseite eines Kunststoff-Zwischenträgers vorgesehen ist.
Bei dieser herkömmlichen Konstruktion ist auf der oberen Oberfläche des Leitungsmusters eine metallische Oberflächenschicht vorgesehen, um den Übergangswiderstand zwischen dem Leitungsmuster einerseits und den äußeren Kontaktflächen andererseits herabzusetzen. Diese Kontaktflächen weisen ein metallisches Grundmaterial, das einen Verdickungsbereich bildet, und eine weitere metallische Oberflächenschicht aus einem Material mit einem sehr niedrigen spezifischen Widerstand auf.
Zu diesem Zweck ist das metallische Grundmaterial durch Löten, Schweißen oder Bondieren unter Anwendung des sogenannten Aufschmelzlötverfahrens aufgebracht, wie im einzelnen in der EP-A-0 071 255 erläutert ist, wobei ein sogenannter Selbstausfluchtungseffekt genutzt wird. Diese Druckschrift enthält jedoch keine Einzelheiten darüber, wie eine IC-Karte mit einer integrierten gedruckten Leiterplatte oder einem gedruckten Leitungsmuster mit äußeren Kontaktanschlüssen einer gewünschten Genauigkeit und Zuverlässigkeit herzustellen ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen einer gedruckten Leiterplatte zum Einbau in eine IC-Karte auf solche Weise, daß die damit erhaltenen Gegenstände exakte Dimensionen haben, hochzuverlässig sind und einen perfekten elektrischen Kontakt in einem Schreib/Lesegerät für IC-Karten gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Verfahren nach der Erfindung die folgenden Schritte auf:
(a) Bilden einer Plattiermaske auf dem gedruckten Leitungsmuster und dem Substrat, wobei die Plattiermaske Fenster hat und jedes Fenster der Größe und Lage der jeweiligen Kontaktanschlüsse entspricht, um Kontakthöcker zu bilden, die auf einen vorbestimmten Teil des gedruckten Leitungsmusters zu plattieren sind;
(b) Plattieren eines elektrisch leitfähigen Materials auf das gedruckte Leitungsmuster, das durch jedes der Fenster der Plattiermaske freiliegt, um Plattierungen mit einer freiliegenden oberen Oberfläche zu bilden;
(c) Halten der Plattiermaske in ihrer Lage über dem gedruckten Leitungsmuster auf dem Substrat und Oberflächenbehandeln der freiliegenden Oberfläche der Plattierungen, um aus ihnen Kontakthöcker genau vorbestimmter Dicke zu machen;
(d) Entfernen der Plattiermaske, um die fertigen Kontakthöcker freizulegen; und
(e) Umgeben der Kontakthöcker und Abdecken des gedruckten Leitungsmusters und des Substrats mit einem darüberliegenden Flächenkörper aus einem nichtleitfähigen Material.
Gemäß einer Weiterentwicklung des Verfahrens nach der Erfindung wird die flache Oberfläche der Plattierungen zum Bilden der jeweiligen Kontakthöcker auf eine solche Weise gebildet, daß die flache Oberfläche jedes Kontakthöckers mit der flachen Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers der IC- Karte koplanar ist.
Gemäß einer Weiterentwicklung des Verfahrens nach der Erfindung liegt nur die flache Oberfläche, die eine äußere Kontaktfläche des jeweiligen Kontakthöckers ist, an der Oberfläche der IC-Karte frei.
In weiterer Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung bildet jeder Kontakthöcker, der auf einem Leiterkreis der gedruckten Leiterplatte gebildet ist, einen äußeren Kontaktanschluß des in der IC-Karte enthaltenen Schaltkreises.
Bei einem speziellen Ausführungsbeisiel des Verfahrens nach der Erfindung wird eine lichtempfindliche Resistschicht als Plattiermaske verwendet.
Eine Kunststoffschicht mit einem Klebstoff wird als Plattiermaske bei einem weiteren speziellen Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung verwendet.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung wird die Oberflächenbehandlung durch körperliches Planschleifen durchgeführt.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird das körperliche Planschleifen durch Sandschleifen durchgeführt.
Das körperliche Planschleifen erfolgt bei einem anderen speziellen Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung durch Schwabbeln.
Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen, Beispiele und die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Die Fig. 1 und 2 sind Perspektivansichten, die jeweilige Ausführungsformen der gedruckten Leiterplatten zum Einbau in eine IC-Karte zeigen.
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht einer IC-Karte, in die die gedruckte Leiterplatte gemäß Fig. 1 oder 2 eingebaut ist.
Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht einer Vielzahl von gedruckten Leiterplatten für IC-Karten, die in einer Reihe als langes Band geformt sind.
Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine IC-Karte, die mit einer gedruckten Leiterplatte ausgebildet ist, in einem teilweise vergrößerten Vertikalschnitt zeigt, wobei IC-Chips eingebaut sind.
Fig. 6 ist eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung und zeigt eine IC-Karte, die mit einer gedruckten Leiterplatte ausgebildet ist, in einem teilweise vergrößerten Vertikalschnitt in einem Fall, in dem eine gedruckte Leiterplatte mit IC-Chips eingebaut ist.
Fig. 7 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der den Bereich der jeweiligen äußeren Kontaktanschlüsse zeigt, die in den Fig. 5 und 6 zu sehen sind.
Die Fig. 8 bis 11 sind Vertikalschnitte, die die Reihenfolge von Schritten eines Verfahrens zum Herstellen einer gedruckten Leiterplatte zum Einbau in eine IC-Karte gemäß der Erfindung zeigen.
Fig. 8 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, wie eine Plattiermaske für einen Leiterkreis für IC- Bausteine angeordnet ist.
Fig. 9 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, wie eine vorbestimmte Plattierung, die zu einem Hökker zu bilden ist, auf den Leiterkreis aufgebracht wird.
Fig. 10 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, daß ein plattierter Teil geschliffen worden ist, wobei die Plattiermaske in dem Zustand ist, in dem sie angeordnet wurde.
Fig. 11 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, daß die Plattiermaske entfernt worden ist, um einen Höcker freizulegen.
Die Fig. 12 bis 14 sind teilweise vergrößerte Vertikalschnitte, die herkömmliche IC-Karten zeigen.
Fig. 12 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, daß ein IC-Baustein in einer Öffnung angeordnet ist, die in einem flächenkörperförmigen Kartenmaterial gebildet ist.
Fig. 13 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, daß ein darüberliegender Flächenkörper mit der Unterseite der Anordnung von Fig. 12 verbunden worden ist.
Fig. 14 ist ein teilweise vergrößerter Vertikalschnitt, der zeigt, daß ein darüberliegender Flächenkörper auch mit der Oberseite der Anordnung von Fig. 13 verbunden worden ist.
Die Fig. 15 und 16 sind jeweils teilweise vergrößerte Vertikalschnitte zur Erläuterung der Probleme in einem Fall, in dem ein äußerer Kontaktanschluß durch ein Ätzverfahren gebildet wird.

Erläuterung von Bezugszeichen

10 . . . gedruckte Leiterplatte für IC-Karten,
11 . . . IC-Chip,
12 . . . IC-Baustein,
13 . . . Leiterkreis,
14 . . . Plattiermaske,
15 . . . Plattierung,
20 . . . Höcker,
21 . . . Kontaktanschlußteil,
30 . . . IC-Karte,
31 . . . flächenkörperförmiges Kartenmaterial,
32 . . . darüberliegender Flächenkörper.

Beste Art der Durchführung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die jeweils in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen im einzelnen erläutert.
Die Fig. 1 und 2 sind Perspektivansichten, die eine Leiterplatte 10 für IC-Karten zeigen, die gemäß der Erfindung hergestellt ist.
Wie Fig. 5 zeigt, ist die gedruckte Leiterplatte 10 zum Einbau in IC-Karten gemäß Fig. 1 mit elektronischen Teilen wie etwa IC-Chips 11 versehen, um einen IC-Baustein 12 zu bilden.
Bei einer solchen gedruckten Leiterplatte 10 sind Höcker 20 irgendeiner Dicke, die aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind, auf der Oberfläche eines Teils eines Leiterkreises 13 vorgesehen, der auf der Oberfläche des IC- Bausteins 12 gebildet ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten Leiterplatte 10 ist der IC-Baustein 12 hergestellt durch Anbringen eines elektronischen Teils wie des IC-Chips 11 auf der Oberfläche; daher kann er leicht dünn gemacht werden, ein dickerer darüberliegender Flächenkörper 32 kann bei der Herstellung einer IC-Karte 30 verwendet werden, und somit kann die Zuverlässigkeit verbessert werden, falls die IC- Karte 30 gebogen oder verbogen wird.
Andererseits ist bei der in Fig. 2 gezeigten gedruckten Leiterplatte 10, wie in Fig. 6 zu sehen ist, der IC-Baustein 12 so hergestellt, daß ein elektronisches Teil, wie der IC-Chip 11 darin eingebaut ist. Bei einer solchen gedruckten Leiterplatte 10 sind Höcker 20 irgendeiner Dicke, die aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind, auf der Oberfläche eines Teils des Leiterkreises 13 vorgesehen, der auf der Oberfläche des IC-Bausteins 12 gebildet ist. Bei der in Fig. 2 gezeigten gedruckten Leiterplatte 10 ist der IC-Chip 11 in die gedruckte Leiterplatte 10 eingesetzt, und die Rückseite des IC-Bausteins 12 wird dadurch flach. Daher ergibt sich der Vorteil, daß es im Fall der Herstellung der IC-Karte 30 unter Verwendung einer solchen gedruckten Leiterplatte 10 leicht ist, das flächenkörperförmige Kartenmaterial 31 zu einer Karte zu bearbeiten.
Dabei sind die Höcker 20 Teile, die von einer festen Oberfläche vorspringen, und sind aus einem anderen Material als demjenigen hergestellt, das die Oberfläche bildet.
Ferner bedeutet der oben erwähnte Ausdruck "irgendeine Dicke", daß die Dicke des Höckers 20, der den äußeren Kontaktanschluß bildet, wenn der IC-Baustein 12 auf der IC- Karte 30 angebracht ist, derart ist, daß, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, die Oberfläche des Höckers 20 mindestens auf dem gleichen ebenen Niveau wie die Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers 32 sein kann. Gemäß dem vorher genannten Biegestandardtest in dem Zwischenbericht "ISO/TC 97/SC 17 Identification and Credit Cards", Juni 1984, muß die Dicke des Höckers 20, der den äußeren Kontaktanschluß bildet, mindestens 0,1 mm sein.
Die Dicke des Höckers 20 ist derart, daß die Oberfläche des Höckers 20 mindestens auf dem gleichen Niveau wie die Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers 32 sein kann. Damit also der Höcker 20 in elektrischen Kontakt mit einem Schreib/Lesegerät für IC-Karten treten kann, muß die Oberfläche des Höckers 20 mit der Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers 32 bündig sein oder davon vorspringen oder bevorzugt die gleiche wie die des darüberliegenden Flächenkörpers 32 sein.
Der Höcker 20 kann aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise bevorzugt Kupfer oder Nickel oder Legierungen davon, gebildet sein. Um ferner die Leitfähigkeit und die Abriebfestigkeit des Höckers 20 sicherzustellen, ist es bevorzugt, die Kontaktfläche des Höckers aus Gold, Platin, Silber, Palladium, Iridium, Osmium, Wolfram, Kupfer, Chrom, Nickel oder Kohlenstoff oder ihren Legierungen zu bilden.
Wenn die gedruckte Leiterplatte 10, die den IC-Baustein 12 bilden soll, auf der IC-Karte 30 angebracht wird, ist durch die oben erläuterte Ausbildung, wobei der Höcker 20 eine flache Kontaktfläche und eine Dicke von ca. 0,1 bis 0,3 mm hat, die Oberfläche des Höckers 20, die den äußeren Kontaktanschluß bildet, bündig mit der Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers 32, und nur die Kontaktfläche des Hökkers 20 liegt an der Oberfläche der IC-Karte 30 frei.
Bei der gedruckten Leiterplatte 10, wie sie insbesondere in Fig. 7 gezeigt ist, ist ferner der Höcker 20 gesondert von dem Leiterkreis 13 gebildet, der auf der Oberfläche des IC- Bausteins 12 gebildet ist. Mit anderen Worten, der Höcker 20 ist auf dem Leiterkreis 13 der gedruckten Leiterplatte 10 für IC-Karten und auf der Oberfläche des Teils, der dem äußeren Kontaktanschluß entspricht, gebildet. Daher kann nicht nur ein Durchkontaktloch 13b, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, in dem Teil des Leiterkreises 13, auf den der darüberliegende Flächenkörper 32 laminiert ist, gebildet werden, sondern die Dicke des Leiterkreises 13 kann dadurch so dünn wie möglich gemacht werden. Wenn also der Leiterkreis 13 mit dem darüberliegenden Flächenkörper 32 laminiert ist, ist selbst dann, wenn der darüberliegende Flächenkörper 32 dick ist, die Dickenbegrenzung einer IC-Karte dieser Art geringer.
Nachstehend wird das Verfahren zum Herstellen einer gedruckten Leiterplatte 10 zum Einbau in eine IC-Karte gemäß der Erfindung erläutert.
Das Verfahren zum Bilden der Höcker 20 durch Plattieren ist in den Fig. 8 bis 11 gezeigt. Zuerst wird eine Plattiermaske 14 im voraus gebildet, die Fenster hat, die jeweils der Größe des gewünschten Höckers 20 entsprechen, und wird auf den entsprechenden Teil des Leiterkreises 13 geklebt, wie Fig. 8 zeigt. Wie Fig. 9 zeigt, kann eine Plattierung 15 gebildet werden durch Aufbringen einer nichtelektrolytischen oder einer elektrolytischen Plattierung auf den Leiterkreis 13, der durch jedes Fenster der Plattiermaske 14 freiliegt.
Die hier verwendete Plattiermaske 14 besteht aus einer Kunststoffschicht, wie z. B. aus Polyester, Vinylchlorid oder Polypropylen mit einem Klebstoff und ist so ausgebildet, daß sie vorbestimmten Positionen des Leiterkreises 13 entspricht, an denen die Höcker 20, die die äußeren Kontaktanschlüsse bilden, vorzusehen sind, und sie ist nur in den äußeren Kontaktanschlußteilen mit einem Stempel oder dergleichen zur Bildung der jeweiligen Fenster ausgestanzt. Alternativ wird eine lichtempfindliche Resistschicht oder Druckfarbe, die zur Herstellung normaler gedruckter Leiterplatten dient, mit einer erforderlichen Dicke für die Plattiermaske 14 gebildet und in entsprechend angepaßter Weise für ein Plattierbad verwendet.
Wenn der Höcker 20 vergleichsweise dünn sein muß, wird als Plattierverfahren eine nichtelektrolytische Plattierung bevorzugt, und wenn der Höcker 20 dick sein soll, wird eine elektrolytische Plattierung bevorzugt. Als Plattierungsmetall werden Kupfer oder Nickel bevorzugt. Speziell ist das elektrolytische Plattierverfahren, bei dem eine Plattierlösung auf einen teilweise zu plattierenden Teil aufgestrahlt wird, während ein vorbestimmter Teil der Plattiermaske 14 mit einer automatisch mechanisch angebrachten Schicht wie Kautschuk abgedeckt ist, so wirkungsvoll, daß eine erforderliche Plattierungsdicke innerhalb kurzer Zeit erhalten werden kann und Dickenabweichungen gering sind.
Wenn die so gebildete Plattierung 15 oberflächenbehandelt wird, ist sichergestellt, daß die Kontaktfläche des Höckers 20, der aus dieser Plattierung 15 gebildet ist, eben ist. Die Oberflächenbehandlungsverfahren weisen in diesem Zusammenhang chemisches Polieren, elektrolytisches Polieren und körperliches Planschleifen auf.
Wenn gemäß Fig. 10 die auf die beschriebene Weise erhaltene Plattierung 15 mit einer Schwabbelscheibe, einem Sandschleifer oder dergleichen nur an der Oberfläche körperlich plangeschliffen ist, während die Plattiermaske 14 in dem Zustand ist, in dem sie gebildet wurde, kann insbesondere die Planheit der Plattiermaske 14 selber genutzt werden, eine Änderung der Plattierungsdicke kann ausgeschlossen werden, und Schleiffehler können eliminiert werden. Durch Anwendung eines solchen Verfahrens können Höcker 20 erhalten werden, die sehr glatt an der plattierten Oberfläche sind, hohe Planheitspräzision und sehr hohe positionsmäßige Präzision aufweisen.
Danach wird die Plattiermaske 14 entfernt, ,im den Höcker 20 freizulegen, wie Fig. 11 zeigt. Schließlich wird ein darüberliegender Flächenkörper aus einem nichtleitfähigen Material aufgebracht, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, der die jeweiligen Höcker 20 umgibt und das gedruckte Leitungsmuster überdeckt.

Beispiel 1:

Dieses Beispiel dient dem Bilden von Höckern 2 durch Plattieren.
Ein Glas-Epoxid-Kupferfolien-Laminat (Kupferdicke von 18 um auf beiden Oberflächen), das mit einem NC-Bohrer mit Löchern und dann mit einem gewünschten Leitungsmuster (Leiterkreis 13) versehen worden war, wurde auf dem Laminat mit einer üblichen Subtraktivmethode gebildet. Zum Bilden der Höcker 20 durch elektrolytisches Plattieren nach dem Bilden des Musters wurden vier Flächenkörper Laminar TA, 50,8 um (2 mil) dick, hergestellt von Dynachem Co., überlappt und als Plattiermaske 14 laminiert. Dann wurde unter Verwendung der zum Bilden der Höcker 20 erforderlichen Maske das Leitungsmuster mit 300 mJ/cm² belichtet, und zwar mit einer Belichtungsmaschine vom Typ 201B von Oak Co., und wurde dann entwickelt unter Verwendung einer wäßrigen Lösung aus 2% Natriumcarbonat. Dann wurde der plattierte Teil des Kontaktanschlußteils freigelegt, auf die zum Plattieren erforderliche Weise vorbehandelt und für ca. 3,5 h mit einer Stromdichte von 4 A/dm² plattiert unter Verwendung einer Kupfersulfat-Plattierlösung, um eine Plattierung 15 zu bilden.
Diese Plattierung 15 wurde dickenmäßig eingestellt mit einem Bandschleifer (hergestellt von Kikukawa Iron Works Co., Sander Nr. 600) und naßgeschliffen. Danach wurde die Plattiermaske 14 mit Methylenchlorid abgenommen. Außerdem wurden der Leiterkreis 13 und der Höcker 20 jeweils nickel- und goldplattiert, um dadurch den Höcker um 150 ± 20 um dicker als den Leiter des Leiterkreises 13 zu machen, und zwar mit einer Fläche von (2,5 ± 0,025) mm · (1,9 ± 0,025) mm und glatter Oberfläche. Die gedruckten Leiterplatten 10 für IC-Karten mit den Höckern 20 waren so, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind.
Nachdem ein Vinylchlorid-Flächenkörper (darüberliegender Flächenkörper 32) einer Dicke von 76,2 um (3 mil), der mit mittels eines Stempels ausgestanzten Fenstern in den Positionen versehen war, die den jeweiligen Höckern 20 der gedruckten Leiterplatte 10 für IC-Karten entsprechen, auf der gedruckten Leiterplatte 10 überlappt und für 2 min bei einer Temperatur von 95ºC warmgepreßt worden war, konnten sie miteinander verbunden werden, so daß zwischen dem darüberliegenden Flächenkörper 32 und dem Höcker 20 kein Zwischenraum vorlag, und die Oberflächen des darüberliegenden Flächenkörpers 32 und des Höckers 20 lagen in der gleichen Ebene, wie die Fig. 5 und 6 zeigen.

Beispiel 2:

Bei diesem Beispiel sollten Höcker 20 durch Plattieren gebildet werden.
Ein gedrucktes Leitungsmuster wurde wie bei dem vorhergehenden Beispiel 1 gebildet, und eine Polyesterschicht mit einer Dicke von 200 im, die mit einem Klebstoff auf einer Oberfläche versehen war, wurde mit einem Stempel gestanzt, um Löcher entsprechend der Größe der Höcker 20 zu bilden. Dann wurde diese Schicht auf einer gedruckten Leiterplatte 10a positioniert und unter Druck damit verbunden. Die gedruckte Leiterplatte 10a wurde elektrolytisch mit einer Dicke von 180 um plattiert unter Einsatz einer elektrolytischen Ni- Plattierlösung (Sulfaminsäurebad), um eine Plattieerung 15 zu bilden. Dabei war die Stromdichte 10 A/dm², und die Zeitdauer betrug 100 min.
Diese Plattierung 15 wurde naßgeschliffen, und zwar mit einem Gerät vom Typ Tsunoda Brush P Nr. 600. Nachdem die vorgenannte Polyesterschicht abgelöst und die Dicke des Höckers 20 gemessen worden war, wurde ein Höcker 20 erhalten, der um 130 ± 20 um dicker als die übrige Leiterverdrahtung war und eine glatte Oberfläche hatte.
Die gedruckte Leiterplatte, die mit dem Verfahren nach der Erfindung erhalten wird, kann zum Einbau in verschiedene IC- Karten verwendet werden, einschließlich Geldautomaten-Karten, Kreditkarten, Ausweiskarten, Patientenkarten und Telefonkarten.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer gedruckten Leiterplatte zum Einbau in eine IC-Karte, wobei die Leiterplatte folgendes aufweist: ein Substrat (10, 10a) aus einem nichtleitfähigen Material, ein gedrucktes Leitungsmuster (13) auf dem Substrat (10, 10a) und äußere Kontaktanschlüsse auf dem gedruckten Leitungsmuster (13), ausgelegt zum Betrieb in einem Schreib/Lesegerät für IC-Karten, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Bilden einer Plattiermaske (14) auf dem gedruckten Leitungsmuster (13) und dem Substrat (10, 10a), wobei die Plattiermaske (14) Fenster hat und jedes Fenster der Größe und Lage der jeweiligen Kontaktanschlüsse entspricht, um Kontakthöcker (20) zu bilden, die auf einen vorbestimmten Teil des gedruckten Leitungsmusters (13) zu plattieren sind;

b) Plattieren eines elektrisch leitfähigen Materials auf das gedruckte Leitungsmuster (13), das durch jedes der Fenster der Plattiermaske (14) freiliegt, um Plattierungen (15) mit einer freiliegenden oberen Oberfläche zu bilden;

c) Halten der Plattiermaske (14) in ihrer Lage über dem gedruckten Leitungsmuster (13) auf dem Substrat (10, 10a) und Oberflächenbehandeln der freiliegenden Oberfläche der Plattierungen (15), um aus ihnen Kontakthöcker (20) genau vorbestimmter Dicke zu machen;

d) Entfernen der Plattiermaske (14), um die fertigen Kontakthöcker (20) freizulegen; und

e) Umgeben der Kontakthöcker (20) und Abdecken des gedruckten Leitungsmusters (13) und des Substrats (10, 10a) mit einem darüberliegenden Flächenkörper (32) aus einem nichtleitfähigen Material.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die flache Oberfläche der Plattierungen (15) zum Bilden der jeweiligen Kontakthöcker (20) auf eine solche Weise gebildet wird, daß die flache Oberfläche jedes Kontakthöckers (20) mit der flachen Oberfläche des darüberliegenden Flächenkörpers (32) der IC-Karte koplanar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nur die flache Oberfläche, die eine äußere Kontaktfläche des jeweiligen Kontakthöckers (20) ist, an der Oberfläche der IC-Karte freiliegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder Kontakthöcker (20), der auf einem Leiterkreis (13) der gedruckten Leiterplatte gebildet ist, einen äußeren Kontaktanschluß des in der IC-Karte enthaltenen Schaltkreises bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine lichtempfindliche Resistschicht als Plattiermaske (14) verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Kunststoffschicht mit einem Klebstoff als Plattiermaske (14) verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberflächenbehandlung durch körperliches Planschleifen durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das körperliche Planschleifen durch Sandschleifen erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das körperliche Planschleifen durch Schwabbeln erfolgt.