(57)【要約】単純な接着、又は半田付けによって接着することのできる電子モジュールを製造するための電子マイクロサーキット（１）のコンディショニング方法。この目的のため、マイクロチップの幾何学的形状は、マイクロチップを収納するために設けられたカード（１９）の窪みに適合しており、また、マイクロチップはカードに適合するマスク（７）として機能する手段を有している。結果的に、このマスクは、この種のモジュールに内蔵されているチップ（１０）を保護するために使用される樹脂コーティング剤（１４）の流出を防止することにも役立っている。該マスクは、第一の面（３）に接触領域（４）を有し、第二の面（６）に該マスクとチップを保持する支持体（２）に接着される。該マスクは、チップの位置を画定する窓部（９）を有する。
2005535105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの基板（２）を有し、該基板の第一の面（３）上に少なくとも一つの接触領域（４）を備え、該基板の第二の面（６）に集積回路（１０）を取付けることが可能な電子マイクロサーキットモジュール（１）であって、
平行六面体の形状を有し、基板の第二の面側に対して所定の位置にマスク（７）の第一の面を保持するための第一の接着手段（８）と、平行六面体の境界を画定し、集積回路の周囲に窓部を形成するように穿孔されたマスクと、該マスクの第二の面上に設けられた第二の接着手段とを有することを特徴とする電子マイクロサーキットモジュール。
【請求項２】
前記マスクが、ポリ塩化ビニル種又はポリエステルのポリマー等の、モジュールを受入れるために設けられているカードの材質と同一の材質からなることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記マスクが装着される基板の第二の面に対して画定される前記マスクの厚さが、集積回路の高さより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のモジュール。
【請求項４】
第一の接着手段により集積回路を基板上に保持することが可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項５】
電子マイクロサーキットモジュール（１）のコンディショニング方法であって：
−基板テープ（２）の第一の面（３）に接触領域（４）を形成する工程、
−基板の第二の面とマスクテープ（７）の第一の面の間に第一の接着手段（８）を設けることにより、マスクを第二の面に対して所定の位置に保持する工程、
−マスクの窓部が接触領域と対面するようにマスクテープを穿孔する工程、
−マスクの第二の面に第二の接着手段を設ける工程、及び
−各モジュールを平行六面体の形状に分離する工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
さらに、
−モジュールが装着されるカードの材料と同一の材料からなるマスクを選択する工程
を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記マスクが複数の窓部を有するテープの形態を有し、該テープを複数の接触領域を有する支持体に貼り付けた後に個々のユニットに分離することを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記マスクを第二の面に対して所定の位置に保持する工程は、
−第一の接着手段を基板の該第二の面に貼り付ける作業
を含むことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記マスク上に接着手段を設ける工程は、
−接着手段をマスク上に取り付ける作業、及びその後
−該マスクを穿孔した後基板の第二の面にマスクを貼り付ける作業
を含むことを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
基板の第二の面の第一の接着手段の上に集積回路を接着することからなる後続する工程を含むことを特徴とする請求項５ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
−電子回路を備えたマスクをカードの窪みの底部に接着する工程
を含むことを特徴とする請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記マスクを窪みに接着する工程が
−マスクと窪みの底部の間にシアノアクリレート接着剤を塗布する作業
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マスクを窪みに接着する工程が
−超音波放射による半田付け作業
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明の目的は、モジュール内の電子マイクロサーキットのコンディショニング方法であり、各マイクロサーキットが一般にチップと呼ばれる集積回路を受入れるように設計されており、従って電子マイクロサーキットモジュールを形成している。本発明の別の目的は、このようにして得られる電子マイクロサーキットモジュールである。実際、このようなモジュールを内蔵したチップカードの製造が増加し、日々の生活の中でチップカードが益々頻繁に使われるようになって来ているのに伴い、これらのモジュールの製造方法はその量的な要求に応えるために改良されて来たが、往々にして製造された製品の品質や信頼性に問題を有している。本発明は更に、これらのモジュールのチップカード又はその他基板への実装にも関連している。
【０００２】
チップカードは、カードの厚み部分に形成される窪みに電子マイクロサーキットモジュールを配置することによって得られる。この電子モジュールは、マイクロサーキットを内蔵しており、このマイクロサーキットにおいては、カードの目視できる片面に導電領域を有する上部接触面が表れている。電子モジュールの他方の面はチップを有し、従ってチップはカードの窪みに隠れている。チップは上面の反対側にある導電領域の下面部に固定され、結線されている。
【０００３】
先行技術として、ＦＲ−Ａ−２  ４８８  ４４６号には、ＩＤカードに装着されるように設計された小型電子モジュールが開示されている。このモジュールは、接触ゾーンを有する金属プレートの第一の面に底部で接着されたチップを含む。このチップは導線によって接触ゾーンに接続されており、これによりチップの上部と接触ゾーンが接続されている。モジュールは、支持要素、又は金属プレートを支持する基板を有する。この支持要素は、一以上の窓部を有しており、この窓部によりこのチップを金属プレートに接着及び／又は接続することが出来る。
【０００４】
このチップの接着法は長期間の使用に対し信頼性がないという問題点を有している。更に、接着は、均等な量の接着剤を用いて、厳密に決められた間隔で行なうことが必要である。然しながら、接着面上の気泡により、製造されたモジュールの機械強度は弱まる。現実には、必要な製造条件を満たすために、比較的高温で素早く接着できる接着剤が用いられる。しかし、これらの接着剤も気泡を形成するので、チップの金属プレートへの装着は不安定なものとなる。
【０００５】
モジュールに機械的強度を与え、同時に導線とチップを保護するために、これらを被覆するコーティング製品が使用される。コーティング製品としては例えば樹脂が使用される。この樹脂は熱処理、或いは、赤外線又は紫外線の照射により硬化させ重合させる。しかし、これらのコーティング樹脂はそれ自身に問題を持っている。樹脂の湿潤性は不安定で、制御に多額の費用を要する外部条件に部分的に依存する。注入された樹脂は下部面側にドームを形成するが、それが注入時には重合されていないために拡散する。この樹脂滴の拡散はモジュールの機械的強度を弱め、マイクロチップとその導線を良好に保護できない。
【０００６】
樹脂滴の拡散はモジュールの幅を広げ過ぎるため種々の問題を生む。樹脂滴を固定化するため、モジュールをカードに装着するための周辺領域を予め確保し、樹脂滴の周りに囲いを設けることが必要となる。これらの接着領域は、チップカードの窪みの側方の切込みに設けられた肩部に接着される。
【０００７】
一方、紫外線照射による重合を用いた温めによる重合反応は湿潤性の面で正確な結果をもたらし、よって被覆する部品を良好に保護することができる。然しながら、この樹脂はモジュールに十分な機械的強度を提供しない。更に、紫外線の照射はこれらのモジュール上のチップのメモリ領域を破壊する恐れがある。
【０００８】
この問題に対処するため、良好な機械的強度品質を提供し、樹脂滴の直径を減少させる樹脂を使用するという解決法がある。この解決法では、樹脂滴の流出を阻止する障壁を作る。この障壁は、例えばチップを収容する金属プレートの周辺部に取付けるシリコンリングのシルクスクリーン印刷によって作成することができる。然しながら、この解決法の効果には限界があり、プレートが少しでも傾いていると、樹脂滴の流出を完全に阻止することができない。
【０００９】
他の先行技術として、ＵＳ−Ａ  ５，９８９，９４１には、障壁を用いてコーティング製品を導く溝を作り、電子モジュールの放熱と機械的接着を改善する方法が開示されている。このような障壁を使用する解決法は、技術用語で「ダムアンドフィル（dam & fill）」と称されている。この障壁は、接着層によってモジュールの支持体に固定される。この障壁は、チップが接続される接触プレートを保持している支持体の片側に固定されている。この障壁は窓部を有するフィルムに対応し、この窓部は、金属化された回路の一モデルを形成する接触プレートとチップの両方が、この窓部の内側に入るような寸法を有する。この特許文献により、少なくとも一つの導電部品を含むフィルムの使用だけが既知である。更に、このフィルムは、金属製の回路が形成され、チップがこの回路に接続された後にのみモジュールに接着される。
【００１０】
このフィルムは、例えば長いストリップを有し、その片面には塗布具を使用して接着剤が塗布されている。前記特許文献によれば、このフィルムはその後窓部が形成できる寸法に切断される。このフィルムの窓部は、それぞれが金属回路と該回路に接続されるチップを有し、支持体の複数の異なる領域と協働するように配置されており、支持体は支持体をチップカードに固定するのを可能にするタブを常に有している。このフィルムは、各窓部が１つの回路の周辺だけに配置されるように支持体に接着されている。フィルムの厚さにより、チップを有する回路に樹脂滴が注入される時、窓部はコーティング物質の流出を制限できる。
【００１１】
次いで、ＩＤカードへの装着に際し、この指示書に従って製造された電子モジュールには、使用するフィルムの性質に応じて、当該電子モジュールをＩＤカードの窪みの底に接着することを可能にする特別な接着剤を塗布しなければならない。
【００１２】
この先行技術によるマイクロモジュールの問題点は、モジュールが樹脂滴の流出を防ぐフィルムを備えている場合であっても、長時間の、骨の折れる、非効率な準備工程を必要とし、これがカード上にマイクロモジュールを装着する工程に匹敵することにある。実際、カードにマイクロモジュールを装着するには、 「高温で溶融した」接着剤が塗布され、窓部を形成するために第一の工程で予めカットした第二のフィルムが使用される。この接着フィルムは次にマイクロモジュールに押圧され、その後の第三工程において、マイクロモジュールをカードに最終的に接着するためにこのフィルムの接着剤が活性化される。
【００１３】
第一の工程は、フィルムが冷却後であっても切断用はさみが接着フィルムに粘着し、フィルムに対する迅速な操作が阻害されるので非効率的である。このため、第一の工程はチップカードの大量生産に必要とされるスピードに適さない。更に、接着フィルムをマイクロモジュール上に正確に位置決めするため、片側のギザギザを除去することが必須事項であり、このことが作業を遅らせる。接着フィルムの貼り付け作業を速く行なうと、不良率が顕著に増大する。この工程における不良は、はじかれた部品の再利用ができないので非常に高価なものとなってしまう。
【００１４】
このような接着フィルムの使用は、各マイクロモジュールを個別に接着する工程より速い製造スピードを得るためには必須である。このような接着フィルムの使用は、マイクロモジュールをその窪みの底部に固定するために必須であるが、長期信頼性には限界がある。
【００１５】
本発明の課題は、マイクロサーキットを内蔵するモジュールのカードへの連続装着を容易にするため、電子マイクロサーキットのコンディショニング方法を再評価することにより、前述した問題点を改善することである。このようにして、電子モジュールのコンディショニング工程の効率を改善し、更に、このような電子モジュールのカードへの装着の長期信頼性を向上させる。カードへのモジュールの接着の信頼性が改善され、又、チップの電子マイクロサーキットの裏面への接着の信頼性も改善されるので、最終製品の信頼性が向上する。効果的には、本発明では、全ての接着手段を電子マイクロサーキットモジュール側に移す。
【００１６】
従って、本発明の目的は、第一の面に少なくとも一つの接触領域を有し、第二の面に集積回路を取付けることができる基板を有する電子マイクロサーキットモジュールであって、平行六面体形状を有し、基板の第二の面に対して所定の位置にマスクの第一の面を保持するための第一の接着手段と、平行六面体の境界を画定し、集積回路の周囲に窓部を形成するように穿孔されているマスクと、マスクの第二の面上に設けられた第二の接着手段とを有することを特徴とする電子マイクロサーキットモジュールである。
【００１７】
本発明のもう１つの目的は、従って、下記の工程を含むことを特徴とする電子マイクロサーキットモジュールのコンディショニング方法である：
−基板テープの第一の面に接触領域を形成する工程、
−第二の面に対して所定の位置にマスクを保持するために、基板の第二の面とマスクテープの第一の面の間に第一の接着手段を設ける工程、
−マスクの窓部が接触領域と対面するようにマスクテープを穿孔する工程、
−マスクの第二の面に第二の接着手段を設ける工程、及び
−各モジュールを平行六面体の形状に分離する工程。
【００１８】
以下の説明と添付図面を参照することにより、本発明をより深く理解することができる。これらは単に例示的に提示されているに過ぎず、いかなる意味でも本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００１９】
図１に本発明による電子マイクロサーキットモジュール１を示す。モジュール１は平面を形成する基板２を有している。基板２は、ポリエステルフィルム等の絶縁物質、特にポリエチレンテレフタル酸塩（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、或いは、ポリイミドから形成されることが好ましい。特定の実施例においては、基板は２５マイクロメートル程度の厚さを有している。
【００２０】
モジュール１は基板２の第一の面３上に接触領域４を有している。接触領域４は、例えばプリント回路の領域である。このプリント回路は厚さ１８〜３５マイクロメートルの銅層を基板に貼り付けることによって作られる。この銅層は予め塗布された接着剤によって第一の面３上に保持されている。銅層を有する基板２には、通常、その後化学的なエッチング処理が施されてプリント回路４が形成される。
【００２１】
基板２は又、基板によって構成される平面を貫通するホール５を有し、これにより基板の第一の面３を第二の面６に貼付することができる。第二の面６は第一の面３の反対側にあり、第一の面と平行である。
【００２２】
マイクロサーキットモジュール１は第二の面６側に厚いマスク７を有し、このマスクは接着手段８によって第二の面６に接着されている。マスク７は厚さ３５０マイクロメートル程度のフィルムに相当し、この中に少なくとも一つの窓部９が形成されている。マスクの厚さは集積回路１０の高さより厚い。窓部９は、後で基板の第二の面６に集積回路１０、又はチップ１０を直接貼り付けるのに十分な大きさを有している。マスク７はポリエチレンテレフタル酸塩（ＰＥＴＧ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のプラスチックポリマー型、から作られることが好ましい。このマスクは紙で作成してもよい。マスク７を作成する材質の選定は、設計された電子モジュールのその後の用途によって決まる。効果的には、マスク７の材料は、例えばチップカードのような対応するデバイスに簡単に接着、又は半田付けすることを可能にするものが選定される。
一例では、接着手段８は、中程度の温度（例えば、１００℃から１３０℃）で再活性化される熱可塑性ポリマー樹脂層（例えば、ポリエステル種）の形態である。
【００２３】
マスク７は立体テープによって形成される。一変形例では、この立体テープは第二の面６に接着される前に穿孔される。マスク７は９のような窓部を複数個有する立体テープの形態をとることが好ましい。このような立体テープは反復するモチーフを形成する一連の窓部９を有し、窓部間の立体区画及び窓部の縁の連続する立体部分によってテープ方向に沿って互いに分離されている。窓部９を取り囲むこれらの立体部分は、基板２に個々の区画を作り上げることを目的としている。基板２の個々の区画は、それぞれが、４のような一セットの接触領域に対応している。各接触領域４に対してマスク７の１つの窓部９が正しく配置されており、接触領域４には１０のようなチップが収容される。
【００２４】
マスク７の位置決めは、第二の面上にチップ１０を正しく装着し、５のようなホールを経由して４のような接触領域にチップを接続することを可能にする上で非常に重要であるため、マスク７は第二の面６に対し極めて厳格に位置決めしなければならない。然しながら、好適にはマスクはチップ１０を装着する前に取り付けられるので、仮に不正確な位置決めがなされた場合でも、この種のエラーによる経費のロスが少なくて済む。
【００２５】
チップ１０が取付けられ、接続される領域の位置に対してマスク７を正確に位置決めするために、ラミネーション技術が用いられる。好適な実施例においては、この目的のため、マスク７を搭載するテープの側面に開口（テープの長手方向に規則正しく配置される）を設け、テープを進行させるための対応するデバイスがこの開口を介して噛み合うことにより、ラミネーション作業の間、確実にマスク７を正しい位置に配置する。
【００２６】
第一の実施例においては、基板２の第二の面６に対して所定の位置に穿孔されたマスク７を保持するため、接着手段８がこの第二の面６に予め塗布されている。この場合、プリント回路４が形成される前に接着手段８を塗布してもよい。更に、接着手段８は第二の面６の全域に塗布され、場合によってはマスク７の窓部９に対応する領域（ホール５の位置を除く）にも施される。次いで、マスク７はローラによって基板２上の接着手段８に貼り付けられる。
【００２７】
第二の実施例では、接着手段８が、マスク７の一方の面、即ち第二の面６に押付けられる側に塗布される。接着手段８の塗布後、次いで窓部９が形成される。これにより接着剤が確実に均一に塗布され、基板の第二の面への塗布が不要となる。同様に、二つのスプール間の連続ラミネーション法により、マスク７は基板２に貼り付けられる。この第二の実施例の場合には、第二の面６に対して所定の位置にチップ１０を保持するため、第二の接着手段を設ける必要がある。
【００２８】
好適な実施例においては、チップ１０は窓部９に装着され、第一の接着手段８を使用して基板２の第二の面６に接着される。チップ１０は、マスク７が基板２に取付けられた後に装着されることが好ましい。しかし、両方法において、チップが予め装着されていてもよい。効果的かつ確実な接着を行うため、接着剤はチップが置かれるべき場所において再活性化される。一変形例では、図２に示すように、チップ１０を基板２に接着するため接着剤４‘という第二の層を使用する。
【００２９】
次いで、チップ１０を接触領域４に接続するために、「ワイヤーボンディング」と呼ばれる連結技術を使用することが好ましい。この技術では、チップ１０の上面１２上の一領域と接触領域４の下面１３を、金属、例えば金メッキしたワイヤー１１によって連結する。使用するワイヤー１１の直径は、例えば２０マイクロメートル程度であり、このワイヤーの両端の接着は超音波加熱溶接によって行なわれる。ワイヤー１１はホール５の位置で基板２を貫通する。「フリップチップ」として知られる表面部品装着技術、即ちＣＭＳによるチップの装着も考慮できる。この場合、チップはマスクが装着される前に基板上に装着されることが好ましい。
【００３０】
このチップは基板２に固定されているので、マスク７の厚さはチップ高よりも大きくなる。このようにマスク７のテープの枠組みによって形成される縁により確実にチップ１０が保護される。保護力を増大するため、チップ１０とワイヤー１１の両方を樹脂コーティング剤１４によって被覆する。
【００３１】
樹脂コーティング剤１４は液状で注入され、重合によって硬化され、硬くなる。窓部９の開口部はこのコーティングのために上方に向いている。窓部９によって形成されている空隙に注入される樹脂１４の流れにより、空隙が満たされる。重合は、加熱や赤外線処理、或いは使用可能ならば紫外線照射により加速できる。マスクがＰＶＣから作られている場合、マスクへの悪影響を抑えるため樹脂１４は紫外線で照射されることが好ましい。
【００３２】
このように形成されるマイクロサーキットモジュール１は、４のような接触領域を持った接触面とマスク７を含む裏面を有しており、この裏面は接触面と平行である。このようなマイクロチップ１を対応するデバイス（例えばチップカード）に装着するには、先ず、完全な電子モジュールを構成するチップ１０を取り付け、次いでこの完全なモジュールを対応するデバイスの窪みに配置することが必要である。本発明においては、対応するデバイスシート部の窪みは独特な平行六面体である。この窪みは溝のない単純な空隙を形成しているので、窪みの底部は個々のモジュールと同じ大きさである。窪みの底部の材料はマスク７の材料と適合性を有する。ここで適合性とは、これら二つの材料が、従来型の接着剤、或いは超音波半田技術を用いて、互いにしっかりと接着されることが可能であることを意味する。
【００３３】
対応するデバイスがチップ型のＩＤカードである場合、カードはマスクの材料と適合性を有するプラスチック材料からなることが好ましい。従って、シアノアクリレート系の接着剤が使用できる。接着剤を分配し、超音波振動技術を利用することにより接着を確実にすることも出来る。
【００３４】
テープから開始し、チップが各窓部の空隙９に装着される前に又は後でモジュールを分離できる。好適な実施例では、マイクロサーキットモジュールの個別分離は、これらのチップが装着され、各モジュールに対する窓部の空隙９がコーティング樹脂によって充填された後に行われる。
【００３５】
本好適な実施例においては、コーティング後、分離の前に、接着剤の層１５がテープの全面に（直前にチップがコーティングされた側に）塗布される。この接着剤は高温溶融タイプであることが好ましい。次にモジュールは、例えば１６と１７で示す線でののこ引き、又は打ち抜きによって分離される。これにより各モジュールはその１つの面が接着剤層１５で覆われた平行六面体の矩形となる。次いで、これらのモジュールを、その端で、或いは平面４を上方から吸引ピペットによって吸引することによって掴む。次いで、モジュールはチップカード１９の対応する平行六面体の窪み１８、或いは、別のチップ支持体上に配置される。窪み１８は溝のない垂直な側面を有している。
【００３６】
一変形例では、層１５と層８を同時に塗布する。次いでこれらを窓部９と一緒に打ち抜く。次に、基板２をテープ７に貼り付ける。次にチップ１０を装着する。次いでコーティング剤１４を塗布し、その後モジュールを個別に分離し、この場合も事前に接着されているモジュールをチップカードの窪み１８に装着する。
【００３７】
どちらの場合も、モジュールは平行六面体の形状を有している。モジュールは先行技術にあるような如何なるタブも有していない。周縁部取付け領域であるこれらのタブは、カードの切り込みの入った空隙にモジュールを装着する手段として使用される。然しながら、これらのタブは裂け目を生じるという欠点を有している。本発明では、チップはカードに底部で接着される。接着層１５の一般的位置決め及び較正された位置決めにより、カードの上方に突出する領域４の均一な平坦さに必要な厚み、従って許容度が保証される。タブがない事により、タブにより生じる裂け目の問題点も解消する。
【００３８】
このように、第一のモードにおいては、マスクテープを基板テープ上に配置し、チップを窪み内に配置し、マスク内のホールを充填することによってチップをコーティングし、層１５を塗布し、予め接着剤を塗布した平行六面体モジュールを分離する。この場合、これらの接着層は加熱によって再活性化される高温溶融タイプであることが好ましい。
【００３９】
第二のモードにおいては、接着層８と１５をまだ穿孔されていないマスクテープの両面に塗布し、マスクと接着層を貫通する窓部９を形成し、窓部９を金属面４の該当する裏面に配置することにより予め接着剤を塗布したマスクを基板２上に位置付ける。次いでチップを装着し、充填し、接着剤付きの平行六面体化されたモジュールをこの時点で同じように分離する。
【００４０】
一変形例では、各接着層は両面に接着剤を有するテープによって置換される。さらなる変形例では、シアノアクリレート接着剤を用いた接着、又はモジュールの底面の、チップカードの単純な平行六面体の空隙の底部への超音波接着により、分離したモジュールをこのチップカードの単純な平行六面体の空隙の底部に接着する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】チップカード等のチップの基板上に装着された本発明による電子モジュールの軸方向断面図である。
【図２】本発明による電子モジュールの下部の斜視図である。
【図１】
2005535105.tif 000003
【図２】
2005535105.tif 000004
【国際調査報告】
2005535105.tif 000005
2005535105.tif 000006
2005535105.tif 000007
2005535105.tif 000008
2005535105.tif 000009
2005535105.tif 000010