JPH0976680A - 電子モジュールと電子モジュールを有するデータキャリア - Google Patents

電子モジュールと電子モジュールを有するデータキャリア

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JPH0976680A
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Abstract

(57)【要約】 データキャリアに組み込まれるリード・フレーム・モジ
ュールは、二つの領域、即ち、モジュールの敏感な構成
部分を受ける中央領域と、中央領域の縁を越えて突出
し、データキャリアにリード・フレーム・モジュールを
接着する外部領域とである。データキャリアに曲げ荷重
があるとき電子モジュールの外部領域から中央領域に伝
わる曲げの力を防ぐ為、外部領域は中央領域と機械的に
大きく分離されている。このことは、例えば、モジュー
ルの外部領域に打抜きを設けることによって達成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】この発明は、相互に絶縁された接触面の接
点配列が遮断部によって形成された金属層と、２つの領
域、即ち、成型化合物によって覆われた集積回路及び回
路から接触面への導電接続部を含む中央領域と、成型化
合物には大きく制約されない外部領域とを有する電子モ
ジュールに関し、さらにこのような電子モジュールを有
するデータキャリアに関する。
【０００２】上述の構成よりなる電子モジュールは、例
えば、ＵＳーＰＳ ５，００５，２８２により知られて
おり、リード・フレーム・モジュールとして一般に示さ
れている。このＵＳーＰＳ ５，００５，２８２によっ
て知られているモジュールの製造方法は、相互に絶縁さ
れた接触面のある接点配列が形成されている金属バンド
（リード・フレーム）が供給され、最初その接触面はバ
ーにより金属バンドに接続されたままである。その後、
接着片が接点配列の外部領域と、残った中央領域の集積
回路に与えられ、回路が接触面と電気的に接続される。
そして、その回路と導電接続部が機械的荷重から保護す
るために化合物によって成型される。最後に、そのモジ
ュールが金属バンドから分離される。
【０００３】こうして、このモジュールは２つの領域を
有することになる。即ち、主に接点配列によって形成さ
れる外部領域と、集積回路と同回路から接触面への導電
接続部を含む中央領域とである。この外部領域に配設さ
れた接着片は、与えられたデータキャリア内の適切な空
隙の中にモジュールを接着するために使用される。
【０００４】出来上がったデータキャリアは、例えば、
テレホンカード、銀行のカード等に使用される。そし
て、日々、特に曲げの荷重のような強烈な機械的荷重に
さらされる。この機械的荷重は外部領域から中央領域の
モジュールとリードに伝わり、例えば、集積回路の破損
や回路から接触面への導電接続部の破損をもたらす。そ
して、このことはデータキャリアの機能的欠陥をもたら
す。例えば、もしも曲げ荷重が、外部から内部領域に移
行する際に、モジュールの成型化合物を緩ませるなら
ば、成型化合物と接点配列との結合が不完全となるの
で、後者の状態が生ずる。
【０００５】それゆえ、本発明の課題は、データキャリ
アの日々の使用中の機械的荷重から良好に保護されるよ
うなデータキャリアに組み込まれるリード・フレーム・
モジュールを提供することにある。
【０００６】この課題は、独立請求項１によって解決さ
れる。本願発明の基本的アイデアは以下に見られる。敏
感な構成部分を受け、成型化合物によって相対的に固定
される電子モジュールの中央領域は、ほぼ接点領域であ
って、モジュールとデータキャリアを接着するモジュー
ルの外部領域とは機械的に大きく分離されている。この
ことは、例えば、モジュールの外部領域に打抜き、また
はミシン目を設けることによって達成することができ
る。
【０００７】この発明を実施することによる利点は、特
に強烈な曲げの荷重に耐えるリードフレームモジュール
を得ることである。このモジュールは簡単に製造出来、
モジュールの外部領域にある緩衝の打抜きやミシン目等
が接点配列の形成中にすでに形成することができ、ある
いは、接点配列と金属バンドを最初に接続するバーを打
抜く際に作成できるので余分な作業を必要としない。最
後に、本願発明のモジュールは、データキャリアに挿入
され、組立方法の変更なしに固着される。
【０００８】本発明の実施例にによれば、金属バンドに
接点配列を形成中に、同時に外部領域にウィンドウが形
成される。このウィンドウの位置は、モジュールが完成
した時、中央領域の近傍、あるいは、モジュールの成型
化合物に接近したところが選ばれる。これは、モジュー
ルをデータキャリアに接着している外部領域と敏感な構
成部分を含むモジュールの中央領域との間とを実質的に
最適に分離する。
【０００９】本発明の第１の改良は、金属バンドは、接
点配列と成型化合物間を良好に結合するための特殊な前
処理が施され、成型化合物がデータキャリアの曲げ荷重
に対し接点配列から速やかに緩まないようにする。これ
は、例えば、プラズマ処理やサンドブラスト処理でなさ
れる。
【００１０】本願発明のさらなる改良は、電子モジュー
ルがデータキャリアの曲げ荷重で生ずる機械的な荷重を
相当程度吸収する柔軟な接着層の助けを受けてデータキ
ャリアに接着されることにある。
【００１１】図１は、（拡大してあり実寸ではない
が、）本願発明の電子モジュール３を有するデータキャ
リア１の平面図である。電子モジュールの金属層におい
て、接触面５を有する接点配列は遮断部によって形成さ
れている。接触面５内には、個々のウィンドウ７が設け
られ、その機能は図２に関連して説明される。
【００１２】図２は、図１におけるＡ−Ａに沿った断面
図を示す。電子モジュール３は、２つの領域に分離する
ことができる。即ち、中央領域と外部領域とである。中
央領域には集積回路９が当てられ、例えば、ボンディン
グワイヤ１１の手段によって接触面と電気的に接続され
ている。機械的荷重から防御するために、集積回路９及
びボンディングワイヤ１１は、周囲を化合物１５によっ
て成型されている。中央領域は電子モジュール３の繊細
な部品（即ち、集積回路と、この回路から接触面への導
電接続のような）を含み相対的に固定されている。
【００１３】モジュール３の外部領域は、ほぼ薄い金属
層からなりデータキャリアとモジュールとを接着する。
このために、例えば、接着層１７が、この外部領域に当
てられ、この接着層１７の助けによって図２に示すよう
に、電子モジュール３がデータキャリアの空隙に接着さ
れる。接着層１７は、部分的に成型化合物１５上に突出
し、外側からモジュール３を含む空隙を封止している。
これは、例えば、接点配列の中の遮断部を通り抜けた
り、ウィンドウ７を通り抜ける空気が空隙の中に入るの
を防ぐためである。
【００１４】図２に示すように、その硬い中央領域は外
部領域から大きく機械的に分離されている。それは、外
部領域に配設されたウィンドウ７で示される実施例によ
ってなされる。もし、そのウィンドウが中央領域に可能
なかぎり接近していれば、非常に良好な分離が行われ
る。領域の分離とは、例えば、データキャリアが曲げら
れる時の外部領域に作用する機械的荷重が、中央領域の
小範囲にしか伝達されないことを意味している。このこ
とは、中央領域の接点配列から成型化合物１５が緩むこ
と、及び、これによりボンディングワイヤ１１が接触面
から緩むという危険性を除去している。 図２に関連し
て、電子モジュールは、与えられたデータキャリアの空
隙に接着されることを示している。この組立技術は、一
般的にマウンティングアプローチとして示されている。
モジュールは、又さまざまな方法によってデータキャリ
アのカード本体に挿入できることは勿論である。例え
ば、モジュールを層構造に挿入し、その層と加熱、加圧
のもとで接合する（ラミネート技術）。あるいは、モジ
ュールを鋳型に挿入し、鋳型の空洞内にインジェクショ
ンプラスチック物質を注入する（鋳型技術）ことによっ
てデータキャリアを形成するなどである。
【００１５】モジュールをデータキャリアに挿入する方
法のいずれかに限らず、もしモジュールの緩衝領域（図
２のウィンドウ７）がデータキャリア材料から事実上自
由なら、それが格別の利点である。緩衝領域をデータキ
ャリア材料で充填することは、モジュールの２つの領域
の機械的分離に逆らうことになる。
【００１６】図３、図５の各々は、接点配列を伴った金
属バンドの平面図である。接点配列は金属バンドに、等
間隔に、例えば、打抜きやエッチング等によって最初に
形成され、金属バンドとバー１９によって当初は接続さ
れたままである。接点配列は、好ましくは、モジュール
が完成した時に、中央領域の成型化合物上に位置する接
触面５にある部分１３が成型化合物と十分に結合するよ
うに出来るだけ大面積を有するように設計される。接点
配列が形成されると同時に、あるいは、分離の段階にお
いて、接触面５の断面の部分は外部領域において減少さ
れる。このことは、図３から図５の点線で示される中央
領域のごく近傍で行われるのが好ましい。というのは、
領域の特に良好な機械的分離が得られるからである。
【００１７】図３に示した接点配列の断面部分は、図１
および図２で説明した接触面５のウィンドウ７を設ける
ことで減少する。図４に示す接点配列の対応する部分
は、ミシン目２１によって示されるようにあけられる。
図５に示す接点配列の断面領域は、接触面５の間の遮断
部へ伸びる切り込み２３によって減少され、それにより
外部領域と中央領域にある接触面の部分１３との間には
狭いバーのみが残る。
【００１８】ウィンドウとミシン目または切込みの両方
は、中央領域から外部領域の機械的分離をもたらす。実
施例のリストはこれで終わりではなく、他の分離の可能
性は本発明の原理を逸脱することなく考え得る。
【００１９】図３と図４に、ウィンドウ７又ミシン目２
１に加え、必ずしも形成する必要のないものであるが、
追加のウィンドウ２５を示す。この機能は図７で説明さ
れるであろう。
【００２０】図６は、図１に示し、本発明によるリード
・フレーム・モジュールを有するデータキャリアを通る
線Ａ−Ａ部に沿う断面を示す。データキャリアは曲げ荷
重を受けている。硬い中央領域と外部領域の間の分離を
改良するために、更に、接着層１７は柔軟に設計するこ
とができる。これは、例えば、熱で活性化した接着剤を
紙に注入することによってできる。接着層１７の柔軟性
は、肩２７に作用する曲げの力を図６のような剪断変形
をする接着層１７によって吸収する。これは、モジュー
ルの中央領域を付随的に緩衝する。
【００２１】しかしながら、接着層１７を柔軟にする他
の可能性はいくつもある。接着層１７は、接着剤（例え
ば、接合型接着剤や熱で活性化する接着剤）を含浸した
柔軟な素材の層によって可能である。柔軟な素材は、例
えば紙又はポリウレタンフォームなどである。
【００２２】接着層１７は、接着剤を含浸した柔軟な材
料の層に加え、第２の接着剤からなる第２の層を有する
ことができる。第１と第２の接着剤は、一つが電子モジ
ュールを最適に接着し、他がデータキャリアを最適に接
着するように選ばれる。
【００２３】かような２層の接着層１７は、次の例に見
られる。柔軟な素材から成っている層に接触型接着剤が
注入される。この層に付けられるのは、第１の層の接触
型接着剤によって、第１の層を接着する熱により活性化
される接着剤の追加層である。この設計において、２層
の接着層１７は、接合型接着剤を含浸した柔軟な素材の
層はデータキャリアを接着し、一方熱により活性化され
る接着剤の層は電子モジュールの接触面に接着するよう
にデータキャリア内に設けられる。
【００２４】もし、電子モジュールの緩衝領域（例え
ば、ウィンドウ７、ミシン目等が位置する）が接着層に
よって覆われないならば、中央領域は付随的に緩衝され
る。これは、例えば、図１０に示すように、電子モジュ
ールの中央領域と緩衝領域の両方がそこに位置するよう
に接着層１７にウィンドウを大きく作ることによって実
現できる。そして、電子モジュールと緩衝領域がそこに
位置される。このような方法で作成される接着層は、
又、柔軟な層として設計できることは勿論である。
【００２５】図７に２つの半片２９と３１から成る成型
モールドの中の電子モジュール３を示す。このモジュー
ル３は、化合物によって完全に成型されており、これ
は、成型又は注入式のモールドによって実現できる。成
型工程中に接点配列の遮断部を通り抜け、モールド外へ
成型化合物が漏れるのを防止するため、モールドの半片
２９は追加のウィンドウ２５（図３参照）と係合する突
起３３を含んでおり、モールドは密閉される。磁石３５
は、成型工程の前に活性化され、接点配列を引き付ける
ように半片３１に追加的に設けられる。この磁石は磁性
金属か又は磁性材料が塗布されており、モールドの半片
３１に対する平坦性を向上する。この方法で、成型化合
物が接点配列の遮断部を通り、接点配列の反対の回路９
の側に入ることを実際上防止でき、接点表面の外側の汚
染を防止する。
【００２６】付加的、または代替的に、又、成型工程の
前に汚染から保護するために接触面の外側をフォイルで
カバーし、後でそれを取り外すことが可能である。それ
にもかかわらず、製造中に接触面の外側が汚染されるな
らば、注意深く清潔にすることは勿論である。
【００２７】図１１は、図１、２、６及び１０を発展さ
せたデータキャリアの断面図である。図１１によるデー
タキャリアと図１、２、６及び１０のデータキャリアと
の違いは、電子モジュール３が液状接着剤３６によって
データキャリアに固着されていることであることがただ
ちに分かる。電子モジュール３がデータキャリア１に接
着される際に、接触面５の輪郭を越えて液状接着剤が広
がるのを防御するため、各々の接触面５の輪郭内にそれ
ぞれ配設され、壁で囲む窪み３７の手段を有している。
データキャリアに電子モジュール３を接着するため、液
状接着剤３６の滴が窪み３７に注がれ、モジュール３
は、データキャリア１の空隙に挿入される。窪み３７の
ため、接着剤は逃げることができない。
【００２８】図１２は、図１１に従うデータキャリアを
改良した断面を示す。このデータキャリアの図１１との
相違は、窪み３７が内部に付加バンプ３８を有している
ことである。これは、電子モジュール３とデータキャリ
ア１を液状接着剤３６の薄膜によって、より良い接着効
果が成されるよう接着させることを可能とする。残留し
た接着剤は、窪み３７とバンプ３８の間に出来たチャン
ネルに流すことができる。
【００２９】終わりに、図８に示すように、成型化合物
１５を”クラウン型”にすることが特に効果があること
を言うべきである。というのは、この場合、電子モジュ
ールの外部領域は、図９に示すように、円形ウィンドウ
と成型化合物に部分的に突き出している接着層１７が与
えられるからである。成型化合物に突き出た接合層はデ
ータキャリア内のモジュールに図２、図６と同様の大面
積の固着部を与える。さらに、このような方法で形成さ
れる接触面の改良は、ＥＰ ０ ４９３ ７３８ ＡＩ
に見られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リード・フレーム・モジュールを含むデータキ
ャリアの平面図である。
【図２】図１のデータキャリアの断面図である。
【図３】接点配置を含む金属バンドの平面図であるであ
る。
【図４】接点配置を含む金属バンドの平面図であるであ
る。
【図５】接点配置を含む金属バンドの平面図であるであ
る。
【図６】曲げられたデータキャリアの断面図である。
【図７】成型モールドにおけるリード・フレーム・モジ
ュールである。
【図８】リード・フレーム・モジュールである。
【図９】図８の供給接着層をもつリード・フレーム・モ
ジュールである。
【図１０】データキャリアの断面図である。
【図１１】図１、２、６及び１０のデータキャリアの改
良の断面図である。
【図１２】図１、２、６及び１０のデータキャリアの改
良の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レニー ルシア バラク ドイツ連邦共和国 Ｄ−82008 ウンテル ハッヒング ゾーレンシュトラッセ ２

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相互に絶縁された接触面の接点配列が遮
    断部によって形成されている金属層と、２つの領域、す
    なわち成型化合物によって覆われた集積回路及び回路か
    ら接触面への導電接続部を含む中央領域と、成型化合物
    には大きく制約されない外部領域とを有する電子モジュ
    ールにおいて、 ２つの領域は、外部領域に作用する機械的な荷重が中央
    領域の全範囲に伝達されないように、互いに機械的に大
    きく分離されていることを特徴とする電子モジュール。
  2. 【請求項２】 外部領域の接触面の断面部分が、中央領
    域の近傍において減少されていることを特徴とする請求
    項１記載の電子モジュール。
  3. 【請求項３】 断面部分が接触面にあるウィンドウによ
    り減少されていることを特徴とする請求項２記載の電子
    モジュール。
  4. 【請求項４】 断面部分が接触面にあるミシン目により
    減少されていることを特徴とする請求項２記載の電子モ
    ジュール。
  5. 【請求項５】 断面部分が接触面間にある遮断部から接
    触面に突出する切込みにより減少されていることを特徴
    とする請求項２記載の電子モジュール。
  6. 【請求項６】 成型化合物と接点配列の金属との接着を
    向上するために少なくとも接点配列の中央領域が前処理
    されていること特徴とする請求項１乃至５記載の電子モ
    ジュール。
  7. 【請求項７】 成型化合物が中央領域において王冠の形
    をしていることを特徴とする請求項１乃至６記載の電子
    モジュール。
  8. 【請求項８】 請求項１にしたがって設計された電子モ
    ジュールを有するデータキャリア。
  9. 【請求項９】 少くとも電子モジュールの緩衝部分はデ
    ータキャリアの材料には大きく制約されないことを特徴
    とする請求項８記載のデータキャリア。
  10. 【請求項１０】電子モジュールが柔軟な接着剤によりデ
    ータキャリアの空隙に接着されることを特徴とする請求
    項９記載のデータキャリア。
  11. 【請求項１１】柔軟な接着剤は、接着剤が含浸された柔
    軟材の層からなることを特徴とする請求項１０記載のデ
    ータキャリア。
  12. 【請求項１２】柔軟な接着剤は、第１の接着剤を含んだ
    柔軟材の層に加え、第２の接着剤からなる第２の層を有
    し、それによって、接着剤の１方は電子モジュールと接
    着を良好にし、他方はデータキャリアと接着を良好にに
    することを特徴とする請求項１１記載のデータキャリ
    ア。
  13. 【請求項１３】電子モジュールが液状の接着剤によりデ
    ータキャリアの空隙に接着され、接着をしている間に液
    状の接着剤が電子モジュールの個々の接触面の輪郭を超
    えて広がることを妨げるための手段をデータ・キャリア
    に備えているを特徴とする請求項９記載のデータキャリ
    ア。
  14. 【請求項１４】前記手段は、個々の接触面の輪郭の内部
    にあるデータキャリア内のくぼみであることを特徴とす
    る請求項１３記載のデータキャリア。
  15. 【請求項１５】くぼみが追加的に突起を有し、電子モジ
    ュールとデータキャリアは液状の接着剤の薄いフィルム
    により互いに接着され、余った接着剤がくぼみと突起の
    間に生じる溝の中に流し出すことができることを特徴と
    する請求項１４記載のデータキャリア。
  16. 【請求項１６】１つのモジュールに対する接触面を有
    し、遮断部が形成されている接点配列のある金属層バン
    ドで、且つ、接点配列が当初バーによって金属層に接続
    されたままである金属バンドを供給し、 接点配列の中央領域に集積回路を配置し、 集積回路から接触面への導電接続部を形成し、 集積回路と導電接続部を成型モールドに取り入れ、 接触面の外部領域が２つのモールド間に囲まれるように
    成型モールドを密閉し、 成型モールドの空洞を成型化合物で満たす、以上のステ
    ップを有し、モジュールが完成されたときに、外部領域
    と中央領域とを大きく分離するために、緩衝領域が付加
    的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電
    子モジュールの製造方法。
  17. 【請求項１７】緩衝領域が、接点配列の形成と同時に接
    点配列に形成されていることを特徴とする請求項１６記
    載の電子モジュールの製造方法。
  18. 【請求項１８】接点配列の緩衝領域が、中央領域の成型
    後に形成されることを特徴とする請求項１６記載の電子
    モジュールの製造方法。
  19. 【請求項１９】接点配列が、打抜きによって製造され、
    ウィンドウ、ミシン目は、接触面に同時に打抜かれるこ
    とを特徴とする請求項１６及び１７記載の電子モジュー
    ルの製造方法。
  20. 【請求項２０】少なくとも、接点配列の中央領域は、供
    給される成型化合物と接点配列の金属との接着を向上す
    るように前処理されていることを特徴とする請求項１６
    乃至１９記載のいずれかの方法。
  21. 【請求項２１】プラズマによって前処理が行なわれるこ
    とを特徴とする請求項２０記載の電子モジュールの製造
    方法。
  22. 【請求項２２】サンドブラストによって前処理が行なわ
    れることを特徴とする請求項２０記載の電子モジュール
    の製造方法。
  23. 【請求項２３】成型モールドの半片の１方が接点配列の
    遮断部と係合する突起を有し、それによってモールドが
    密閉された時、モールドの空洞が封止されるようにした
    ことを特徴とする請求項１６記載の電子モジュールの製
    造方法。
  24. 【請求項２４】壁に対面している金属バンドの表面上に
    溢れ出る成型化合物を妨げるために成型モールドの空洞
    内にある金属バンド部分が空洞の壁に対して圧接されて
    いることを特徴とする請求項１６乃至２３記載の電子モ
    ジュールの製造方法。
  25. 【請求項２５】成型モールドに配設されたマグネットに
    よって反対の圧力をかけ、金属バンドを引付けることを
    特徴とする請求項２４記載の電子モジュールの製造方
    法。
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