(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性被覆材料中にマイクロ回路を被覆するステップ、カードに含まれる支持体の表面を処理し、その表面上に、表面状態が異なり且つ共に所定の前記マイクロ回路の位置を超えて広がり且つ実質的に前記位置と同心的である少なくとも二つの領域を定めるステップ、続いて、前記少なくとも二つの領域のうちの第１の領域の表面張力と前記少なくとも二つの領域のうちの第２の領域の表面張力との間の表面張力を有する硬化性材料を用いて、前記位置に対して中心の領域に前記材料を載置するステップを含み、それにより、前記材料が前記マイクロ回路を埋め込み、前記材料の広がりが前記領域の形状、大きさ及び表面状態に依存する、マイクロ回路を含むカードの製造方法。
【請求項２】
前記支持体の表面の処理が異なる粗さを持つ少なくとも二つの領域を定めることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理がレーザービームを用いる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記処理が可撓性フィルムからなる接続ボードの表面に適用され、前記マイクロ回路が前記ボードに固定され、他の支持体上にマウントするに適したモジュールを構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ボードが、前記所定の位置全域及び少なくともその付近を含む前記材料に要求される閉じ込め境界内の領域全体で処理され、それにより、前記処理された領域とその外側に隣接する処理されない領域との間の境界で表面エネルギーの著しい減少が得られる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記処理された領域と隔離されている前記ボードの環状領域が更に処理され、次に行われる他の平面支持体中のキャビティへの前記ボードの固定を改善する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記閉じ込め境界付近の前記処理された領域と隔離され且つ前記マイクロ回路の接続線のための接続ウェルによってそれから隔離されている、前記ボードの中央領域が処理され、次に行われる前記マイクロ回路の前記ボードへの接着が改善され、前記接続ウェルが前記処理された中央領域の境界から距離をもって隔離されている、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記処理がカード本体を構成する他の平面支持体中に形成されたキャビティの底部の中央領域に適用され、硬化性材料が前記中央領域に載置され、接続ボード及び前記ボード上にマウントされたマイクロ回路を含むモジュールが作成され、前記モジュールが前記キャビティ中に前記マイクロ回路が前記硬化性材料中に埋め込まれる位置に設置される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記中央キャビティ領域が前記キャビティの底部の周辺から隔離されており、それにより、前記硬化性材料が前記キャビティの底部の周辺に達しないようにし、前記キャビティ中の前記マイクロ回路の周囲に環状の空間を残す、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記処理された領域の表面張力と前記外側に隣接する処理されない領域の表面張力との間の表面張力を有する硬化性材料を用いる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
キャビティが前記ボードの厚さに対応する高さを有する周囲のマージンを更に含むように定められ、次に行われる前記ボードを前記周囲のマージンに接着する操作に好都合となるように前記周囲のマージンが処理される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記処理が、前記材料の広がりを限定するために、前記マイクロ回路の位置の周囲に環状の溝を定める操作を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記環状領域の上に載置された熱活性化接着材料を加熱することにより前記ボードを固定する、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記環状領域の処理が、前記環状領域の中にマイクロキャビティ又は微小溝を形成することを含み、前記ボードを固定する操作が、前記他の平面状態支持体を載置した時に前記環状領域を加熱し、そこにある材料を前記マイクロキャビティ又は微小溝の中に流し込むことを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に典型的には樹脂である硬化性被覆材料でマイクロ回路を被覆するステップを含む、マイクロ回路カードの製造方法に関する。更に、特に、被覆材料の硬化前の広がり方の改良に関する。この方法は、更に、マイクロ回路カードの製造の間に用いられる樹脂又は接着材料の接着性を改善する。
【０００２】
【従来の技術】
接着材料の接着性を改善するためには物体の表面の状態を適合させるべきであることは知られている。例えば、接着材料又は樹脂の表面エネルギー（ジュール/m2で表すことができる。）を、接着材料又は樹脂を載置して接着させる表面の表面エネルギーに適合させ、支持体が樹脂又は接着材料によって適当に濡れることによって良い接着性が得られることが知られている。
【０００３】
一般的には、表面が粗く作られている場合に濡れが改善されることが知られている。特に、レーザービームによって表面を処理することにより、その表面状態を変えることが知られている。一方、過剰な濡れにより、接着材又は樹脂が必要な境界を超えて広がることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一般的な目的は、表面処理技術を用いることにあり、特に、レーザービームによる表面処理を用いることにより、マイクロ回路カードの製造の所定のステップにおける接着材料又は樹脂の広がりの制御を改善すること、及び、硬化性材料即ち熱硬化材料の広がり及び／又は接着の制御を改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、硬化性被覆材料中にマイクロ回路を被覆するステップ、カードに含まれる支持体の表面を処理し、その表面上に、表面状態が異なり且つ共に所定のマイクロ回路の位置を超えて広がり且つ実質的にその位置と同心的である少なくとも二つの領域を定めるステップ、続いて、その位置に対して中心の領域に材料を載置するステップを含み、これにより、材料がマイクロ回路を埋め込み、材料の広がりが前記の二つの領域の形状、大きさ及び表面状態に依存する、マイクロ回路を含むカードの製造方法を提供する。
【０００６】
例えば、支持体の表面の処理が、異なる粗さを持つ少なくとも二つの領域を定めることができる。一つの領域が表面処理をしたものであり、他の領域が、通常はより平滑である支持体自体の元の粗さを持つ未処理の表面とすることができる。前記の処理は、レーザービームを用いることが望ましい。例えば紫外線レーザービームを用いることができる。高い光学的エネルギーが、表面で著しい加熱なしにポリマー材料の共有結合を破壊する。これは、支持体を構成するポリマー材料の変形を防ぐ。他方、ＹＡＧレーザーを用いて、支持体上にマイクロキャビティ又は微小溝のアレイを形成し、それにより、表面層の除去により材料の表面エネルギーを変える効果によって粗さを顕微鏡的に増加させることができる。
【０００７】
この処理は、例えばカード本体の所定の位置にモジュールを固定する操作における接着材料の使用を不要にする。加熱ツールを用いてカードのプラスチック材料を処理済みの領域のマイクロキャビティの中に流し込むことにより、プラスチック材料の支持体（カード）を直接機械的に前記のマイクロキャビティにより繋ぎ止めることができる。
【０００８】
主要な課題、即ち所定の操作の間の樹脂の広がりの制御（換言すれば、要求される境界内に制限すること）について、前記の材料の広がりを制限するため、マイクロ回路の位置の周囲に環状の溝を設けるために、他の表面処理を用いることができる。そのため、樹脂は、毛細管現象により溝によって範囲を限定された領域内に制限され、それにより、マイクロ回路の上及び周囲の被覆材料の量を安定させる。この種の環状溝は、接続ボードの表面及び／又はキャビティの底部にその周囲から特定の距離をおいて形成することができる
【０００９】
以下において例示と図面によって与えられる本発明のいくつかの実施例の説明により、本発明がよりよく理解され、本発明の他の利点が更に明確になろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
マイクロ回路12を搭載し、その後他の支持体即ちプラスチック製のカード本体にこのために形成されたキャビティの中にマウントされるように構成されたモジュール11の製造プロセスについて、特に図１乃至６を参照して詳細に説明する。このモジュールは、一般的には可撓性フィルムからなり且つ相互に接する絶縁層14及び金属層15を有する接続ボード13を含む。接続穴即ちウェル16が絶縁部分に作られ、金属部分がカットされて接続領域17を形成する。
【００１１】
通常の方法により、接続ボード13の中央の絶縁表面上にマイクロ回路12が固定されるように設計され、線即ち通常は金線が、前記の接続ウェル16を通して接続面12aと接続領域17との間にハンダ付けされる。接続ボードがその一部分を構成するメタライズされたフィルムは、一般的には、ポリイミド、ポリエステル又はガラス繊維強化エポキシ樹脂によって構成される。
【００１２】
メタライズされた面の接続領域及び絶縁面の接続ウェルが通常のプロセスによって形成される場合については、それが本発明の一部を構成することはないのでここでは詳細な説明は行わないが、それにより図１に示されるような接続ボードが得られる．本発明の原理が有利に適用されるのはこの段階である。それは、接続ボードの絶縁層の所定の領域の部分的な表面処理を必要とする。
【００１３】
例えば、レーザービーム20による表面処理が適用される。現在はレーザービーム処理が本発明の望ましい実施例である。
【００１４】
前記の定義によれば、接続ボードに対して本発明を適用する際は、その表面上に、表面状態が異なり、マイクロ回路の所定の位置21を超えて広がり且つ実質的に前記位置と同心的である少なくとも二つの領域を定める、ボードの表面処理を含む。図２は処理された領域の一例を示す。この例においては、三つの領域Ａ、Ｂ及びＣが処理されている。これらの領域は幾何学的に同一とは限らないが、実質的にマイクロ回路の位置を中心とする。例えば、最内側の領域Ａはマイクロ回路と殆ど同一の形状を有するが、その領域はマイクロ回路のベースの領域より大きい。しかしながら、図２から明らかなように、この処理された領域は接続ウェル16には到達せず、その領域の外側の境界は接続ウェルから明らかに離れている。領域Ａの処理は有益であり、必須である。
【００１５】
これとは対照的に、環状領域Ｂの処理は著しく有益である。この領域は、マイクロ回路12を被覆する材料26の所定の閉じ込め領域25の内側に定められる（図５）。
【００１６】
即ち、線ＬＢが、引き続いてマイクロ回路12上に被覆材料が載置されてボードの中央に接着される際の被覆材料の滴の所定の境界を表す。この境界は、良好且つ連続的な被覆が保証されるが、被覆材料（樹脂）がその外側に広がらないように決定される。これが保証されない場合には、次にカード本体中に作られたキャビティの中にモジュールを固定する際に障害になる。
【００１７】
本発明の特徴によれば、ボードは、所定の閉じ込め境界ＬＢの内側の領域Ｂ全体及び少なくともその周辺にわたって処理される（従って処理される領域は環状であり、領域Ａとは同一ではなく、領域Ａとは重ならない）。
【００１８】
最後に、領域Ｂの外側に隔離されボードの縁にある環状領域Ｃも同様に処理される。以下に説明するように、この表面処理は、カード本体を構成する他の平面支持体のキャビティにボードを固定する次の処理を改善する。
【００１９】
上記の処理された領域の間に二つの未処理領域がある。接続ウェルは領域Ａと領域Ｂとの間の未処理領域Ｄにある。他の未処理領域は領域Ｂ（即ち所定の閉じ込め境界の外）と領域Ｃの内側縁部との間の環状の領域Ｅである。領域Ｃは任意であるため、領域Ｅを接続ボードの縁まで広げることができる。領域Ａ、Ｂ及びＣの表面処理は同一のレーザービームによって行うことができるが、通常は次に載置される硬化性材料によって異なるようにする。
【００２０】
いずせれにせよ、処理された領域Ａ、Ｂ及びＣの粗さは、通常、未処理領域Ｄ又はＥの粗さより高く、処理された領域と未処理領域との間の遷移は明確であり、例えば所定の閉じ込め境界ＬＢの付近では、硬化性材料が用いられる時の挙動に重要な影響を与える。処理された領域即ち粗面化された領域では、処理された領域の表面エネルギーが未処理物質の表面エネルギーより大きいため、硬化性材料（接着材料又は樹脂）による表面の良好な濡れが促進される。従って、処理領域Ａはマイクロ回路の接着性を改善し（図３）、材料28（接着材料）が領域Ａの境界に到達するとその外側への進行が一層困難になり、それにより、図３に示されるように、領域Ａの境界を超えて広がることはない。
【００２１】
その結果、ボードの中央にマイクロ回路12が接着された場合、接着材料は接着ウェル16をブロックすることはない。
【００２２】
これは、図４に示されるように、マイクロ回路の接続領域と接続領域17との間の接続線27による電気的接続を容易にし且つ信頼性を高める。マイクロ回路の接着性も改善される。
【００２３】
次の操作は、図５に示されるように、境界ＬＢを超えて広がることなくマイクロ回路を含む領域Ａ及びＢの全てをカバーするために必要な量の被覆材料により、マイクロ回路12及びその接続線27を被覆することである。被覆材料26は、ノズル（図示されていない）により、接続ボードの中央部分全体を覆うように載置される。ノズルは、例えば図１２ａ又は１２ｂに示されるような、予め定められた経路に沿って移動することが望ましい。ノズルの動きは、関連する表面上の被覆材料の分布を改善する。
【００２４】
材料が領域Ｂ上に広がると、この領域の粗面が材料の自然の外側向きの流れを促進する。しかしながら、境界ＬＢに到達すると、ここでより低い表面エネルギーを持つ領域Ｅに遭遇するため、材料の外側向きの流れが止められる。被覆材料としては、表面エネルギーが処理された領域（領域Ｂ）の値と外側に隣接している未処理領域（領域Ｅ）の値との間の値を持つ材料を選択することが望ましい。図５は、被覆材料がこの所定の境界ＬＢの中に閉じ込められている結果を示す。この閉じ込めは、困難なく且つ付加的な操作を要することなく、得られるモジュールをカード本体のキャビティ中に置くことができることを保証する。
【００２５】
図６は、環状領域Ｃが存在する場合に、その領域Ｃ全体に接着材料の環30を載置することからなる任意の付加的な操作を示す。接着材料は、例えば熱活性化接着材料である。レーザービーム処理によって領域Ｃに与えられる表面エネルギーを適切に選択し、接着材料の性質を知ることにより、この領域の接着性が著しく改善され、及び／又は、載置された接着材料の境界をよりよく制御することができる。
【００２６】
図７乃至１０は、モジュール11を受け入れるためにキャビティ34が形成されるプラスチック材料のカード本体32の表面部分の処理に対する本発明の適用について示す。ここでは、モジュールは、図４に示された状態、即ち未だ図５に示された被覆フェーズを経ていない状態にある。
【００２７】
この例においては、キャビティ34は、境界Ｌを持つ平らな底部36を有する。キャビティは、開放側で広くなり、マージン39を形成する。マージンの深さは接続ボードの厚さ及び接続ボードを固定するための接着材料の層の厚さに対応する。モジュールが載置される場合、マイクロ回路12はキャビティ34のより深い部分にある。
【００２８】
図５に示されるようにモジュールが被覆された後、キャビティ中に裏返しに置かれ、マージンにのみ固定される。しかしながら、代替方法として、被覆材料をキャビティの平らな底部36に載置する方法が存在する。この被覆技術は、例えば欧州特許第0414314号に記載されている。
【００２９】
このように、本発明は、カード本体を製造するために、特にキャビティを具える場合に用いることができる。この場合、処理はキャビティの底部の中央領域にのみ適用され、底部全体には適用されず、キャビティの底部36の実質的に中央の処理された領域Ｆを定める。従って未処理領域Ｇは、処理された領域Ｆとマージンを除くキャビティの底部Ｌの周囲との間の残りの部分である。
【００３０】
次のモジュールの固定を容易にするため、マージンに対する他の表面処理を同時に適用することが望ましい。この操作は、マージンにおける少なくとも一つの環状領域Ｈの処理を含むが、モジュールを固定するために用いられる接着材料の型により、必須というわけではない。レーザービーム処理の後で得られる構成が図８に示されている。
【００３１】
図９に示された操作は、キャビティの中央領域即ち領域Ｆに硬化性被覆材料26aを載置することからなる。次に図４のモジュール11が、図１０に示されるように、マイクロ回路がキャビティ34中で硬化性材料中に埋め込まれるような位置に置かれる。接着材料40がマージン上に載置されている場合は、同一の操作でモジュールを固定する。熱活性化接着材料が用いられる場合は、引き続き加熱ツールを用いてモジュールの最終的な固定を行うことができる。
【００３２】
図１０においては、前述の例のように、被覆材料26aの外側への広がりは、処理された領域Ｆとキャビティの周囲Ｌまで広がっている未処理領域Ｇとの間の遷移部分で止められ、キャビティの底部の処理された領域Ｆの内側に自然に限定される。
【００３３】
前述のように、被覆材料の表面張力の値が、中央の処理された領域の値とそれに隣接するキャビティの底部の未処理領域の値との間の値に選択されることが望ましい。硬化性材料はキャビティの底部の周辺には到達しないので、キャビティ中のマイクロ回路の周囲に環状の空間42が形成される。（中央領域の処理を行わなければ容易には得られない）この種の環状の空間の利点は、この出願と共に出願される他の特許出願に記載される。
【００３４】
材料26aがキャビティの底部の周辺に到達するのを防ぐことにより、キャビティの底部付近の曲げ応力を極めて著しく減少させる。
【００３５】
図２に示されるように、キャビティ中に集積されるモジュールが処理された領域Ｂを有する場合は、被覆材料が図１１に示される形状をとり、環の形成が改善され且つ容易になる。
【００３６】
図１３及び１４に示された代替方法においては、レーザー表面処理が更に局所化され、より深くされる。材料の表面エネルギーを変えるために粗さのみに作用する一つの表面処理ではなく、マイクロ回路の位置の周囲に環状溝45が形成され、これが被覆材料を制限しその広がりを止める。この溝はＹＡＧレーザーを用いて形成することが望ましい。被覆材料が溝によって制限された領域の中央に載置されると、その溝によって止められるまで外側に向かって広がる。接続ボード上のマイクロ回路の被覆にこの原理が適用されると、図１３に示される構成が得られる。この原理がキャビティの底部36の処理に適用され、被覆材料26aがキャビティの底部の中央部分に載置されると、モジュールがキャビティ中央に置かれた場合に図１４に示される構成が得られる。
【００３７】
最後に、例えば図１５に示されるように、顕微鏡的表面処理を適用して、キャビティのマージンに対応する接続ボード13を固定するための領域に、マイクロキャビティ48のアレイを形成することができる。これらのマイクロキャビティが充分に深い場合、即ち実際には数十ミクロンの深さである場合、加熱ツール49を用いて、カード本体のプラスチック材料をボード上のマイクロキャビティ又は微小溝の中に流し込むことにより、カード本体32をモジュールの接続ボードに直接機械的に固定することができる。
【００３８】
これにより、モジュールをカード本体のキャビティ中に固定するための接着材料が不要になる。有効な実験においては、直径160ｍｍのレンズを用いて構成されたガルバノメーターヘッドと共に、1064ｎｍの６５ＷのＹＡＧレーザーを用いた。例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）のような種々のプラスチック材料の支持体について、及び、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート又はＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）のような多くの通常の材料について、良好な結果が得られた。最良の結果は、直径80乃至100ミクロンで深さ20ミクロンのマイクロキャビティの幅300ミクロンのアレイによって得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるマイクロ回路カードを製造するためのマイクロ回路接続ボードの製造工程を説明する図である。
【図２】  本発明によるマイクロ回路カードを製造するためのマイクロ回路接続ボードの製造工程を説明する図である。
【図３】  本発明によるマイクロ回路カードを製造するためのマイクロ回路接続ボードの製造工程を説明する図である。
【図４】  本発明によるマイクロ回路カードを製造するためのマイクロ回路接続ボードの製造工程を説明する図である。
【図５】  本発明によるマイクロ回路カードを製造するためのマイクロ回路接続ボードの製造工程を説明する図である。
【図６】  本発明によるマイクロ回路カードを製造するためのマイクロ回路接続ボードの製造工程を説明する図である。
【図７】  本発明によるカード本体の処理及びキャビティの特定の表面の処理を含む製造工程を説明する図である。
【図８】  本発明によるカード本体の処理及びキャビティの特定の表面の処理を含む製造工程を説明する図である。
【図９】  本発明によるカード本体の処理及びキャビティの特定の表面の処理を含む製造工程を説明する図である。。
【図１０】  本発明によるカード本体の処理及びキャビティの特定の表面の処理を含む製造工程を説明する図である。
【図１１】  本発明によるカード本体の処理及びキャビティの特定の表面の処理を含む製造工程を説明する図である。
【図１２】  接着材料又は樹脂を載置する方法を示す図である。
【図１３】  接続ボードの代替案を示す図である。
【図１４】  キャビティの底部の処理の代替案を示す図である。
【図１５】  ボードの固定の代替案を示す図である。
【符号の説明】
１１  モジュール
１２  マイクロ回路
１３  接続ボード
１４  絶縁層
１５  金属層
１６  ウェル
１７  接続領域
２０  レーザービーム
２１  マイクロ回路の所定の位置
２５  閉じ込め領域
２６  被覆材料
２７  接続線
２８  接着材料
３０  接着材料の環
３２  カード本体
３４  キャビティ
３６  キャビティ底部
３９  キャビティマージン
４０  接着材料
４２  環状の空間
４５  環状溝
４８  マイクロキャビティ
４９  加熱ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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