JP3262804B2 - チップカード・モジュールを製造するための方法 - Google Patents

チップカード・モジュールを製造するための方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チップカード・モジュールの製造方法、こ
の方法を用いて製造されたチップカード・モジュール、
及びこのチップカード・モジュールを有する組合せチッ
プカードに関する。
組合せチップカード“Kombi−Chipkarte"（又は短縮
して、組み合わせカード）とは、データ及び情報が従来
形式で電気的な接点に接触することによっても、また誘
導経路において無接触でも、カード読みとり及び書き込
み装置と交換できるチップカードのことである。このよ
うな形式の組合せカードは、例えば、小銭入れとして又
はレジスタを備えた個人立ち入り管理のために使用する
ことができる。
従来形式のいわゆる接触性のデータ伝達のために、チ
ップカードはその表面で接触面を有していて、この接触
面は、一般的な形式でISO標準7810又は7816に相当し、
電気的なリフトオフ接点（Abhebekontakt）によって読
み取られる。接触性のデータ伝達のための接触面は、以
下では一般的に第１の接触面として、又は簡単にISO接
触面と記載されている。このような従来形式のチップカ
ードのための組合せモジュールは、例えばドイツ連邦共
和国特許第3924439号明細書に記載されている。
誘導経路でのデータ伝達のために、チップカードには
アンテナが組み込まれている。一般的な形式で、電気コ
イルは、外部から見られない形式でチップカード体内に
配置されている。開かれた工業帯域例えば1356MHz内の
支持体周波数を有するコイルに適している。
本発明は以下では、電気コイルについて記載されてい
るが、アンテナのこのような特別な構成に限定されるこ
とはない。本発明によるチップカード（CC）モジュール
はさらに基本的に、チップカードの別の部材に接触する
ためにも適している。
１つのチップカードにおいて、上記のような２種類の
データ伝達システムを組み込みたい場合には、導電接続
が、半導体チップからISO接点にもまたコイルにも形成
される。
ISO接点の製造は、原則として、まずチップカード・
モジュールを製造し、次いでこのチップカード・モジュ
ールをカード支持体の切欠内に挿入する（植え込む;imp
lantieren）ことによって行われる。チップカード・モ
ジュールは、フレキシブルな支持体材料例えばグラスフ
ァイバー補強されたエポキシ樹脂より成っていて、この
エポキシ樹脂の一方側に半導体チップが配置されてい
て、他方側にISO接触面が配置される。ISO接触面は一般
的に、ニッケル層及び金（ゴールド）層によって表面仕
上げされた銅層から成っている。ISO接触面と半導体チ
ップとは、モジュール・支持体シートに形成された切欠
を通ってボンディングワイヤと導電接続される。
理論的には、コイルを電気的に接触するために必要な
別の接続部をISO接触面上に設置して、ISO接触面を２つ
の付加的なフィールドだけ拡大することが考えられる。
しかしながらこのような構成では、接続箇所はチップ
カードの表面に設置され、それによって妨害の影響がで
やすく、操作がされ易くなるという欠点がある。接触面
及び／又は物理的な接点が金属の対象物と接触すること
によって、及びそれによって生じる短絡によって、例え
ば固有周波数の変位が生じる。それによって運転の妨害
又は完全な機能停止が生じる。このような形式の妨害及
び、誘導式に伝達しようとする情報の操作を避けるため
に、半導体チップとコイルとの間の接触の別の経路を見
いだす必要がある。
ドイツ連邦共和国特許第19500925号明細書には、無接
触のまた接触式のデータ伝達を行うためのチップカード
について記載されている。この公知のチップカードにお
いては、カード本体に組み込まれたチップモジュール
が、接触式のデータ交換のための若しくはアンテナの接
続部のための、互いに向き合う２つの接続面を有してい
る。
さらにまた、上記ドイツ連邦共和国特許19500925第号
明細書に記載された方法では、チップモジュールがカー
ド本体内に組み込まれていて、必要な接触を行うことが
できるようになっている。
このようなチップカード・モジュールを製造するため
の従来の方法では、非常に多くの方法段階、つまり例え
ば１つ又は多数の接続面を（例えばエッチングによっ
て）別個に構造化し、若しくはモジュール支持体ベルト
を（打ち抜き又は穿孔によって）構造化する等の非常に
多くの方法段階を必要とし、従って時間及びコストがか
かっていた。
そこで本発明の課題は、アンテナ（誘導コイル）又は
その他の、チップカードの接触構成部を簡単及び安価な
形式で接続し、これらの接続における妨害の影響を及び
操作を完全に避けることができるようなCCモジュールの
製造方法を提供することである。この場合、この方法に
従って製造されたCCモジュールは接続に対する妨害の影
響又は操作が十分に避けられるようにしなければならな
い。さらに本発明による方法は、従来の方法を使用する
ことによって、カード体に植え込むことができるCCモジ
ュールを提供できるものでなければならない。
この課題は、請求項１に記載したCCモジュールの製造
方法によって解決された。
さらに本発明は、請求項１に記載した方法に従って製
造された、請求項６並びに請求項11に記載したCCモジュ
ール、及び請求項１に記載した方法に従って製造された
CCモジュールを有する組合せカード（Kombikarte）に関
する。
従って本発明は、支持体と、この支持体上に配置され
た第１の接触面（ISO接触面）と半導体チップとを有す
るCCモジュールの製造方法に関する。このCCモジュール
は従来形式で組み立てることができる。例えば、支持体
はプラスチックシート、特にグラスファイバー補強され
たエポキシ樹脂であって、この支持体は、半導体チップ
及びボンディングワイヤのための切欠を有していて、こ
の切欠に半導体チップが第１の接触面（ISO接触面）で
接続されている。ISO接触面は、銅層より成っていて、
この銅層はニッケル及び金より成る層によってコーティ
ングされている。接触面は、一般的に、ISO標準7810又
は7816に相当する。
本発明の方法に従って製造されたCCモジュールは、別
の接続面を有しており、この別の接続面は、モジュール
支持体の、第１の接触面とは反対側に配置されている。
付加的な接続面は、原則として、支持体の、半導体チッ
プと同じ側に位置している。別の接続面は有利には金属
より成っている。第１の接触面と同じボンディング性能
を与えるために、この別の接続面は有利には第１の接触
面と同様に構成されている。この別の接続面は例えば、
ニッケル及び金から成る層によってコーティングされて
いる銅層より成っている。
別の接続面は、誘導コイル又はその他の、チップカー
ドの接触しようとする構成部分に対して必要な数の接続
箇所を得るために、構造化されている。
有利には別の接続面の構造化は、打ち抜き又はこれと
類似の作業によって行われる。この作業は、本発明の方
法によれば、半導体チップのための切欠、ボンディング
ワイヤのための間隙及びモジュール支持体の搬送開口の
打ち抜き作業と同時に行われる。このような形式で、別
の接続面の製造が著しく簡略化される。
別の接続面又は少なくともそのベース層が、モジュー
ル支持体の構造化前にこのモジュール支持体上に施され
る。別の接続面がCu−Ni−Auの層連続より成っている場
合には、例えばまず銅ストリップがモジュール支持体の
一方側で有利には中央部に積層被着される。次いで、モ
ジュール支持体の構造化は、打ち抜き又はこれと類似の
作業によって行われる。特に有利には、めっきは、モジ
ュール支持体の反対側に存在するISO接触面（第１の接
触面）の電気めっきと同時に行われる。次いで半導体チ
ップが公知の形式でCCモジュールに固定される。次い
で、例えば金より成るボンディングワイヤを使用して、
第１の接続面（ISO接触面）及び別の接続面の付加的な
接続箇所に対する導電接続が形成される。
所望であれば、CCモジュールでの半導体チップを保護
するために、半導体チップを取り囲む支持リングを取り
付けることができる。有利な形式で、この支持リング
は、チップを覆うプラスチックコンパウンドのための側
方の制限部として使用される。有利には、支持リングは
ばね弾性的な材料例えば金属特に銅より成っている。支
持リングと別の接続面との間の短絡を避けるために、こ
れらの間には有利には誘電体が配置されている。この誘
電体は、例えば支持リングをモジュールに固定する接着
剤である。有利な形式で圧力に敏感な接着剤が使用され
る。
本発明の方法に従って製造されたCCモジュール（支持
リング有り又は支持リングなし）は、公知の形式で、従
来の方法を用いてチップカードのカード体に植え込まれ
る。例えば、カード体、一般的には例えばポリカーボネ
ートより成るプラスチックシートには空洞がフライス切
削される。この空洞の形状及び大きさは、植え込まれた
CCモジュールの形状及び大きさに相当する。CCモジュー
ルは、空洞内に一般的な形式で熱−又は溶融−接着剤
（いわゆるホットメルト若しくは熱溶融;hotmelt）を用
いて空洞内に挿入接着される。
CCモジュールの付加的な接続面に接続されるべきアン
テナ（誘導コイル）が、カード支持体に組み込まれてい
るか又はカード支持体上に配置されていれば特に有利で
ある。誘導コイルが、外部から見えないようにカード対
内にはめ込まれた、銅ワイヤより成るコイルであれば、
接続箇所は、本発明によるCCモジュールを植え込む前
に、例えばカード対表面をフライス切削することによっ
て露出される。特に有利には、接続箇所の露出は、CCモ
ジュールのための空洞のフライス切削と同時に行われ
る。
CCモジュールの別の接続面と誘導コイルの接続部との
間の導電接続は、軟質はんだを施すことによって又は異
方性で導電性の接着剤を用いて行われる。
以下に本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
第１図は、本発明のによる方法に従って製造されたCC
モジュールの横断面図、 第２図は、本発明による方法に従って製造されたCCモ
ジュールを受容するためのカード体の概略的な平面図、 第３図は、第２図のＡ−Ａ線に沿った概略的な横断面
図である。
第１図には、モジュール支持体２を備えた本発明によ
るCCモジュール１の１実施例が示されている。このモジ
ュール支持体２は、例えばグラスファイバー補強された
エポキシシート等のプラスチックシートより成ってい
る。支持体２の下側には、第１の接触面（Kontakteben
e）３が接着剤７によって積層被着されている。第１の
接触面は、一般的な形式で、ISO標準7810又は7816に相
当する接触面より成っている。接触面自体は例えば、ニ
ッケル及び金から成る層をコーティングした銅シートよ
り成っている。
支持体２の、第１の接触面３とは反対側には本発明に
従って別の接続面（Anschlussebene）６が配置されてお
り、この別の接続面６は、例えば金属及び特に、接着剤
７が被着されたニッケル及び金がコーティングされた銅
シートより成っている。この、別の接続面は、右側及び
左側の接続箇所を有している。
支持体２の切欠内に半導体チップ４が配置されてお
り、この半導体チップ４は、第１の接触面３と別の接続
面６とに導電接続されている。図示の実施例では、第１
の接触面３との接続部５だけが示されており、この接続
部５は、ボンディングワイヤ例えば金より製造されてい
て、支持体２の別の間隙を通って案内されている。図示
していない半導体チップ及び別の接続面６の接続部（つ
まり右側及び左側の接続箇所）は、第１の接触面３と同
じ形式で形成される。つまり例えば同様にボンディング
ワイヤによって形成される。
半導体チップ４を保護するために、別の接続面６には
支持リング８が取り付けられており、この支持リング８
は半導体チップを取り囲んでいる。支持リング８は、有
利な形式でばね弾性的な材料特に金属例えば銅より成っ
ている。別の接続面６と支持リング８との間の接続箇所
を短絡するために、別の接続面と支持リングとの間に誘
電体９が挿入されている。有利には支持リング８は接着
されている。この場合、接着剤が有利な形式で誘電体と
して使用される。特に有利には圧力に敏感な接着剤が使
用される。
支持リング８は同時に、半導体チップ４を覆うプラス
チックコンパウンド（Kustostoffmasse）10例えばシリ
コンラック又はエポキシ樹脂のための側方の制限部とし
ても使用される。
本発明の方法に従って製造されたCCモジュール１は、
次の段階の方法で製造される。
−別の接続面（６）としてのモジュール支持ベルトの第
１の側で長手方向で金属ストリップを積層被着（Auflam
inieren）させる、 −金属ストリップを別の接続平面（６）の個別の接続箇
所に構造化（strukturieren）する、 −モジュール支持体ベルトの他方の側で金属シートを積
層被着し、第１の接触面（３）を構造化する、 −半導体チップ（４）及び／又は導電性の接続部（５）
のための間隙を形成することによってモジュール支持体
ベルトを構造化する、 −場合によっては第１の接触面（３）及び／又は別の接
続面（６）を電気めっきする、 −場合によっては別の接続面（６）上に支持リング
（８）を取り付ける、 −半導体チップ（４）を第１の接触面（３）及び別の接
続面（６）に組み付け接触させる（５）、 −半導体チップ（４）をプラスチックによって取り囲
む、 −チップカードモジュール（１）を個別に分ける、 以上の段階は、所定の連続で行う必要はない。しかし
ながらまた本発明の方法では、チップカード・モジュー
を個別に分け、この際に、別の接続面のための金属スト
リップの積層被着作業及び個別の接続箇所に構造化する
作業を、第１の接触面（３）の積層被着及び構造化の前
に行い、また別の接続面の構造化を、モジュール支持体
ベルトの構造化と一緒に行うようになっている。
この場合、例えば200μｍ乃至1mmの幅を有する銅スト
リップをまず、モジュール支持体ベルトのほほう中央で
しかも長手方向に積層被着する。
“モジュール支持体ベルト”とは、この関連性におい
て、連続するモジュールユニットの列のための支持体シ
ートのことである。金属ストリップをほぼ中央に配置す
ると、この金属ストリップは、完成したモジュール内で
もほぼ中央領域に位置する。しかしながらこの定義は、
例えばモジュールユニットの多数の列が互いに平行に位
置する、幅の大きい支持体シートも含んでいる。この場
合には、モジュール列毎に１つの金属ストリップが積層
被着される。
金属ストリップを取り付けた後で、この金属ストリッ
プは、次の段階で構造化され、それによって個別の接続
箇所が得られる。構造化は有利な形式で、金属ベルトに
仕切面を打ち抜き成形することによって行われる。しか
しながら基本的には金属面を構造化するためのすべての
一般的に使用される方法を用いることができるので、例
えばISO接触面を構造化するための方法を使用すること
ができる。構造化は、特に有利にはモジュール支持体２
の構造化と同時に行われる。半導体チップ４のための切
欠、半導体チップを第１の接触面と接触させるためのボ
ンディングワイヤ及び搬送開口のための間隙を打ち抜き
成形することによって、別の接続面で同時に仕切り面及
びひいては絶縁された接続箇所が形成される。
第１の接触面の形成は公知の形式で行われる。基本的
には、別の接続面を積層被着する前又は後で行われる
が、有利な形式で、別の接続面のベース層の積層被着に
続いて行われ、メタライジング層Cu−Auにおいては銅層
の積層被着後に行われる。
第１の接触面と第２の接触面とのボンディングが同時
に行われるようにするために、別の接続面は同様に、例
えばニッケル及び金の電気めっきによって表面仕上げす
ることができる。有利な形式で、電気めっきは構造化後
に、特に第１の接触面の電気めっきと一緒に行われる。
次いで半導体チップを保護するために、さらに１つの
支持リング８が、有利には圧力に敏感な接着剤で接着す
ることによって取り付けられる。
半導体チップ４をプラスチック10で被覆することは、
一般的な形式で行われる。この場合、支持リング８はプ
ラスチックコンパウンドの側方の制限部として使用され
る。
本発明はさらに、本発明によるCCモジュール１を有す
る無接触の及び接触性のデータ伝達のための組合せカー
ドに関する。
本発明によるCCモジュールは、従来の方法段階を使用
して製造されるのではなく、一般的な形式でカード支持
体に植え込む（implantieren）ことができるという利点
を有している。
公知の形式で、カード体、一般的な形式でポリカーボ
ネート製のプラスチックシートに空洞が形成される。こ
の空洞の形状及び大きさは植え込まれたCCモジュールに
合わせられている。CCモジュールは、広く用いられてい
るホットメルト（Hotmelt）法を使用して植え込むこと
ができる。CCモジュール１の別の接続面６の接続箇所
と、カード体に組み込まれたアンテナ例えば埋め込まれ
た銅線コイル又は無接触のデータ伝達のための一般的な
手段との間の導電接続を形成するために、本発明の方法
によれば、CCモジュールが収容される空洞内で接続箇所
が露出される。特に有利には、接続箇所は空洞のフライ
ス切削と同時に露出される。このために、空洞は例え
ば、第２図予備第３図に示されているように段階状のプ
ロフィール若しくは断面形状を有している。
第２図には、空洞13を備えたカード支持体12が示され
ており、この空洞13内にアンテナ11の２つの接続箇所が
露出されている。第３図には、第２図のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図が示されている。この第３図には、空洞13の階
段状のプロフィールが示されている。植え込み時に、CC
モジュールの第１の接触面３は上側に位置していて、別
の接続面６の接続箇所は、アンテナ11のフライス切削で
露出された接続箇所上に載る。
この領域内での導電接続は例えば、接続箇所の領域内
に軟質はんだ又は異方性導電性（anisotrop leitend）
の接着剤が施されることによって形成される。ホットメ
ルト法で植え込むことできるようにするために、軟質は
んだは有利な形式で約110℃の範囲の軟化点を有してい
る。
本発明によるCCモジュールは、簡単に製造可能であっ
て、第１の接触面（ISO接触面）に付加的にさらに別の
接続面を有しており、この別の接続面は、外部からの妨
害及び操作に対して保護される。CCモジュールは、従来
の方法段階を使用して製造されるだけではなく、慣用の
方法を使用してカード体に植え込むこともできるので、
チップカードの製造も簡単かつ安価な形式で可能であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デトレフ ホウデュー ドイツ連邦共和国 Ｄ―84085 ラング クヴァイト ブルーメンシュトラーセ 28 (72)発明者 ローベルト ヴィルム ドイツ連邦共和国 Ｄ―22946 カッセ ブルク ミューレンヴェーク 24 (56)参考文献 特開 昭64−78887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−94894（ＪＰ，Ａ) 独国特許出願公開19500925（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06K 19/077

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の接触面（３）と、半導体チップ
    （４）と、この第１の接触面（３）と半導体チップとの
    間の導電接続部（５）とを備えた支持体（２）が設けら
    れており、また支持体（２）の、第１の接触面（３）と
    は反対側で、半導体チップ（４）と導電接続されている
    別の接続面（６）が設けられている形式の、チップカー
    ド・モジュール（１）を製造するための方法において、 チップカード・モジュール（１）の配置の連続とは無関
    係に、次のような段階を有している、つまり、 −別の接続面（６）としてのモジュール支持体ベルトの
    第１の側に長手方向で金属ストリップを積層被着し、 −別の接続面（６）の個別の接続箇所に金属ストリップ
    を構造化し、 −モジュール支持体ベルトの別の側に金属シートを積層
    被着し、第１の接触面（３）を構造化し、 −半導体チップ（４）及び／又は導電性の接続部（５）
    のための間隙を設けることによってモジュール支持体ベ
    ルトを構造化し、 −半導体チップ（４）を組み付け、第１の接触面（３）
    及び別の接続面（６）に接触させ（５）、 −半導体チップ（４）をプラスチックによって取り囲
    み、 −チップカード・モジュール（１）を個別に分け、この
    際に、別の接続面（６）のための金属ストリップの積層
    被着作業及び個別の接続箇所に構造化する作業を、第１
    の接触面（３）の積層被着及び構造化の前に行い、 −別の接続面（６）の構造化を、モジュール支持体ベル
    トの構造化と一緒に行う、 ことを特徴とする、チップカード・モジュールを製造す
    るための方法。
  2. 【請求項２】さらに少なくとも１つの以下の方法を行
    う、つまり、 −第１の接触面（３）及び／又は別の接続面（６）に電
    気めっきを施し、 −別の接続面（６）に支持リング（８）を取り付ける、 請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】金属ストリップを、金属支持体ベルトの第
    １の側のほぼ中央に積層被着する、請求項１又は２記載
    の方法。
  4. 【請求項４】第１の接触面（３）の電気めっきと別の接
    続面（16）の電気めっきとを一緒に行う、請求項１から
    ３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】支持リング（８）を、特に圧力に敏感な接
    着剤（９）を使用して別の接続面（６）上に接着させ
    る、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】別の接続面（６）を金属特に銅から製造す
    る、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】銅に、金より成る電気めっきに続いて、ニ
    ッケルから成る電気めっきを備える、請求項６記載の方
    法。
  8. 【請求項８】別の接続面（６）に、誘導性のデータ伝達
    のためのアンテナ（11）特に誘導コイルと接続するため
    の２つの接続箇所を設ける、請求項６又は７記載の方
    法。
  9. 【請求項９】第１の接触面（３）をISO接触面によって
    形成する、請求項６から８までのいずれか１項記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】ばね弾性的な材料例えば金属特に銅から
    成る支持リング（８）を設ける、請求項２又は５項記載
    の方法。
  11. 【請求項１１】前記チップカード・モジュール（１）を
    無接触の及び接触性のデータ伝達のための組合せカード
    に用いる、請求項１から10までのいずれか１項記載の方
    法。
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