(57)【要約】メタルバンプ（２０、２１）によって形成される少なくとも一つのコンポーネントコンタクト（２０、２１）を有するコンポーネント（１９）と、少なくとも一つの基体コンタクト（１６、１７）を備える基体（１５）とを具備する製品（４）において、電気的導通性コネクション（３４、３５）が、コンポーネントコンタクト（２０、２１）と基体コンタクト（１６、１７）との間に、各々、形成され、コンポーネント（１９）と基体（１５）との間に、コンポーネントコンタクト（２０、２１）と基体コンタクト（１６、１７）との間に、各々、もたらされる電気的導通性中間メタリックコネクション（３４、３５）の形成前に基体（１５）に固定的に接続されていると共に、熱作用の下で少なくとも一度軟化され得るホイルを使用して形成される保護層（２６）が設けられる。
2004520722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルバンプによって形成される少なくとも一つのコンポーネントコンタクトを有するコンポーネントと、少なくとも一つの基体コンタクトを備える基体とを具備する製品であって、圧力及び熱の作用の下で製作される中間メタリックコネクションによって形成される電気的導通性コネクションが、前記コンポーネントコンタクトと前記基体コンタクトとの間に各々もたらされ、並びに、プラスチックから構成され、且つ、前記コンポーネントコンタクトと前記基体コンタクトとの間に各々もたらされると共に、前記電気的導通性中間メタリックコンタクトが前記コンポーネントコンタクトと前記基体コンタクトとの間に各々製作される前に前記基体に固定的に接続されており、熱の作用の下で少なくとも一度軟化され得るホイルを使用して形成される前記電気的導通性中間メタリックコネクションを保護することを目的とする保護層が、前記コンポーネントと前記基体との間に設けられる製品。
【請求項２】
前記少なくとも一つの基体コンタクトが、メタルの基層と、前記基層に設けられるメタルのカバー層とから構成され、圧力及び熱の作用の下で実現される前記中間メタリックコネクションは、前記カバー層によって形成される請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記コンポーネントが、ガルヴァーニ的に設けられる少なくとも一つのメタルバンプを有する請求項１に記載の製品。
【請求項４】
コンタクトレス通信、及び／又はコンタクトを介した通信のためのデータキャリアのためのモジュールとして形成される請求項１に記載の製品。
【請求項５】
コンタクトレス通信、及び／又はコンタクトを介した通信のためのデータキャリアとして形成される請求項１に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンポーネント、特に、メタルバンプによって形成される、少なくとも一つのコンポーネントコンタクトを有するチップと、少なくとも一つの基体コンタクトを備える基体とを具備する製品であって、前記コンポーネントコンタクト及び前記基体コンタクトが、電気的導通態様でそれぞれ接続されると共に、前記コネクション及びコンタクトを保護するためにプラスチックの保護層が設けられている製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当該製品は、米国特許第５８５８１４９Ａ号から知られている。当該知られている製品において、前記コンポーネントは、コンポーネントコンタクトとして複数のチップコンタクトを有するチップによって形成される。当該チップの各々のチップコンタクトは、ワイヤボンディングデバイスを使用して製作され、それ故に基体の基体コンタクトに電気的に接続される前に、ドロップ態様に形成される金バンプによって形成される。当該ドロップ態様の金バンプは、前記基体コンタクト上に配置されるとき、横向きにシフトする傾向があり、不利なことに、破壊さえされ得る。前記知られている製品において、熱圧縮プロセス（ｔｈｅｒｍｏ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が使用される。当該プロセス中、前記金バンプは、当該金バンプと前記基体コンタクトとを共に押し付けることによってのみ、前記基体コンタクトとの電気的導通コンタクトをもたらされる。更に、当該プロセス中、前記チップと前記基体との間のコーティング態様のプラスチック塊（ｍａｓｓ）は、少なくとも実質的に熱作用によって固形化（ｓｏｌｉｄｉｆｙ）され、それによって、前記チップと基体とを共に保持すると共に、電気的導通性コネクションも維持する。すなわち当該プラスチック塊は、前記金バンプと前記基体コンタクトとが共に押し付けられ、同時に前記保護機能を果たすことを保証する。前記金バンプ及び前記基体コンタクトは、電気的導通性コネクションにおいて、共に押し付けられることのみによって保持されているので、機械的ストレスに影響されにくい安定した電気的導通性コネクションが保証され得ない。コーティング態様のプラスチック塊に関して、前記チップが前記基体に接続される前に、当該プラスチック塊は前記基体に設けられなければならないことが示されるべきである。更に、前記プラスチック塊の非固体状態の軟度（ｎｏｎ−ｓｏｌｉｄ  ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）のために、上に前記プラスチック塊を備える前記基体は、前記プラスチック塊がもたらされた後、割とすぐに処理されなければならず、従って更に非常に限定された範囲においてしか搬送され得ないと共に、実際には一時的に保存され得ないことが示されるべきである。その理由として、このことにより、軟度と、該当する場合、もたらされる前記プラスチック塊の量とにおいてあまりに大きな変化が引き起こされるためであり、その結果、前記プラスチック塊の作用性の完全な喪失又は制限がもたらされるためであることは示されるべきである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記知られている製品又は前記知られている製品の製造に関して生じる困難を解消すると共に、改善された製品を実現することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
メタルバンプによって形成される少なくとも一つのコンポーネントコンタクトを有するコンポーネントと、少なくとも一つの基体コンタクトを備える基体とを具備する製品であって、圧力及び熱の作用の下で製作される中間メタリックコネクションによって形成される電気的導通性コネクションが、前記コンポーネントコンタクトと前記基体コンタクトとの間に各々もたらされ、並びに、プラスチックから構成され、且つ、前記コンポーネントコンタクトと前記基体コンタクトとの間に各々もたらされると共に、前記電気的導通性中間メタリックコンタクトが前記コンポーネントコンタクトと前記基体コンタクトとの間に各々製作される前に前記基体に固定的に接続されており、熱の作用の下で少なくとも一度軟化され得るホイルを使用して形成される前記電気的導通性中間メタリックコネクションを保護することを目的とする保護層が、前記コンポーネントと前記基体との間に設けられる製品である。
【０００５】
本発明による特徴を提供することによって、簡単に製作されると共に、コンポーネントコンタクトとして設けられる各々のメタルバンプと、当該メタルバンプに接続される前記基体コンタクトとの間に、特に、安定性、耐久性、及びエージング耐性のあるコネクションがもたらされる設計において簡単となる製品が実現される。前記保護層を形成するために必要な前記コンポーネントが、ホイルの形態で前記基体のための始めの製造物に設けられ得る態様で、本発明による製品は製作され得るという利点も達成される。このことにより、前記始めの製造物とこれに接続されている前記ホイルとは容易に処理され得ると共に、必要ならば長距離に渡って容易に搬送されることが可能であり、更に必要ならば、前記基体のための前記始めの製造物に対する前記保護層のための前記始めの製造物として設けられる前記ホイルの形態又は軟度において変化させることなく、より長い期間保存もされ得るという大きな利点がもたらされる。熱圧縮プロセスの使用によって前記保護層が実現され得るホイルに関する他の利点は、多様な実施例が可能なことである。当該ホイルのために、繰り返し軟化又は溶融がなされ得るいわゆる熱可塑性樹脂（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ）は使用され得る。しかしながら、有利なことに、一度だけ軟化又は溶融がなされ得ると共に、硬化されるべき軟度への、軟化及び後続する硬化の後はもはや変形され得ないデューロプラスト（ｄｕｒｏｐｌａｓｔ）が使用される。
【０００６】
本発明による製品において、前記基体コンタクトは、特定のメタルの単層から構成され得る。当該メタルは、例えば錫、並びにやや高価となるが、銀若しくは金とすることができる。前記基体コンタクトがメタルの基層及び当該基層に設けられるメタルのカバー層から構成される場合、並びに圧力及び熱の作用の下で実現される前記中間メタリックコネクションが前記カバー層を使用して形成される場合、特に有利となることが分かった。当該設計は、テストにおいて特に有利となることが分かった。当該設計により、前記基体コンタクトは安価な基層から大部分構成され得るという利点と、熱圧縮プロセスを使用して当該カバー層との中間メタリックコネクションを実現するために、前記基層に接続される前記カバー層しかより高い金銭上の支出を必要としていないという利点とがもたらされる。好ましくは、当該カバー層は錫から構成される。
【０００７】
本発明による製品において、前記コンポーネントが、ガルヴァーニ的に設けられる少なくとも一つのメタルバンプを有する場合、特に有利となることが分かった。ガルヴァーニ的に設けられたメタルバンプが、前記知られているドロップ態様のメタルバンプとは異なり、基本的に立方体形状を有するので、前記立方体形状のために、前記熱圧縮プロセス中、前記メタルバンプの前記横向きの移動が高い確率で回避され得るため、当該設計は本記載において特に非常に有利となる。ガルヴァーニ的に設けられた当該メタルバンプは、好ましくは金から構成されるが、パラジウムバンプ又は“非電気的（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ）”ニッケル金バンプを伴う他のバンプ技術が可能である。
【０００８】
本発明による製品は、好ましくはコンタクトレス通信（ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、及び／又は、コンタクトを介した通信のためのデータキャリアのためのモジュールとして製作され得る。しかしながら、本発明による当該製品は、コンタクトを伴う通信のためのデータキャリア、及び／又は、コンタクトを伴わない通信のためのデータキャリアとして形成されることも可能であり、このことも非常に有利なことである。
【０００９】
本発明の以上の態様及び他の態様は、以下に記載された実施例から明らかであり、これらの実施例を使用して説明される。
【００１０】
本発明は、図面に示されている二つの実施例を参照して更に記載されるであろうが、当該図面に対して本発明が限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、データキャリア１を示している。データキャリア１は、この場合ラミネーティングプロセス（ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）で製作されるデータキャリア体２を有している。しかしながら、データキャリア体２も射出成形プロセス（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）で製作され得る。データキャリア１のモジュール４をよく見えるようにするために、データキャリア２のライン３で輪郭付けられる部分は示されていない。
【００１２】
データキャリア１の製作中、前記ラミネーティングプロセスにおいてその後もたらされるキャリアホイル（ｃａｒｒｉｅｒ  ｆｏｉｌ）５上に、スクリーンプリンティングプロセス（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用して変換コイル（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｏｉｌ）６が設けられる。しかしながら、エッチング、パンチング（ｐｕｎｃｈｉｎｇ）、又は型押し（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）のような他のプロセスも可能である。
図１に概略的に示されている変換コイル６は、図１における描写によれば、キャリアホイル５上に設けられている巻き線（ｗｉｎｄｉｎｇ）７、８、９、１０、及び１１を有している。最も外側の巻き線７の自由端（ｆｒｅｅ  ｅｎｄ）は、第一のコイルコネクション１２に接続されている。最も内側の巻き線１１の自由端は、第二のコイルコネクション１３に接続されている。変換コイル６の製作と同時に、変換コイル６の二つの巻き線９と１０との間に設けられる保護シールド１４も製作される。保護シールド１４の目的については、後に議論されるであろう。
【００１３】
データキャリア１は、既述のように、モジュール４を装着している。モジュール４は、この場合、同一平面で互いに隣り合って配置されると共に、基本的にＳ字型のエアギャップ（ａｉｒ  ｇａｐ）１８によって分離される、二つの基体コンタクト１６と１７とから構成される基体１５を有している。モジュール４は、この場合チップ１９によって形成される電子コンポーネント１９も有している。チップ１９は、コンポーネントコンタクトとして、二つのチップコンタクト２０及び２１を有しており、それぞれ電気的導通性コネクションを介して、第一のチップコンタクト２０は第一の基体コンタクト１６に電気的導通態様で接続されると共に、第二のチップコンタクト２１は第二の基体コンタクト１７に電気的導通態様で接続される。第一の基体コンタクト１６が第一のコイルコネクション１２に電気的導通態様で接続されると共に、第二の基体コンタクト１７が第二のコイルコネクション１３に電気的導通態様で接続されることも注意される。第一の基体コンタクト１６と第一のコイルコネクション１２との間の電気的導通性且つ機械的コネクション、並びに第二の基体コンタクト１７と第二のコイルコネクション１３との間の電気的導通性且つ機械的コネクションは、圧着コネクションによってそれぞれ形成される。データキャリア１におけるチップ１９は、自身が基体コンタクト１６及び１７から離れて対向する側面を備え、保護シールド１４の反対側に設けられるような位置を占めているので、チップ１９は、放熱器（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）も形成している保護シールド１４によって破裂光の影響（ｄｉｓｒｕｐｔｉｖｅ  ｌｉｇｈｔ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）から保護される。
【００１４】
図３において、図１におけるデータキャリア１のモジュール４が、より詳細に記載されている。
【００１５】
チップ１９のチップコンタクト２０及び２１は、メタルバンプ２０及び２１、すなわち金バンプによって、それぞれ形成される。各々の金バンプが、図３に示されていない、チップ１９のパッド上にガルヴァーニ的に設けられることは注意されるべきである。前記金バンプをガルヴァーニ的に設けることによって、金バンプ２０及び２１は基本的に立方体形状を有するという大きな利点が達成される。
【００１６】
二つの基体コンタクト１６及び１７に関して、当該二つの基体コンタクト１６及び１７の各々が、メタル、好ましくは銅又は銅錫アロイの基層２２及び２３の各々と、基層２２及び２３にそれぞれ設けられるメタルのカバー層２４及び２５の各々とから構成されることは注意されるべきである。
【００１７】
モジュール４において、チップ１９と基体１５との間に、保護層２６が設けられる。保護層２６は、プラスチックから構成され、チップコンタクト２０又は２１と、基体コンタクト１６又は１７との間に各々もたらされる電気的コネクションを保護するために設けられる。保護層２６は、絶縁分離の目的、すなわち基体コンタクト１６及び１７をコイル巻き線７、８、９、１０、及び１１から絶縁分離することも目的としている。二つの基体コンタクト１６及び１７と、二つのコイルコネクション１２及び１３との間の圧着コネクションが、保護層２６上にもたらされていることも示されるべきである。
【００１８】
モジュール４において、保護層２６は、特に有利なことに、チップコンタクト２０又は２１と、基体コンタクト１６又は１７との間に各々もたらされる電気的導通性コネクションの形成前に、基体１８に固定的に接続されており、この場合、加熱により一度軟化され得るホイルを使用して形成される。
【００１９】
モジュール４において、二つのチップコンタクト２０及び２１は、メタルバンプ２０及び２１によって形成され、二つの基体コンタクト１６及び１７、又はより正確には、基体コンタクト１６及び１７のそれぞれのカバー層２４若しくは２５は、図３においてより太い線によって概略的に示されているように圧力及び熱の作用の下で実現され得る中間メタリックコネクション３４及び３５を形成するために設計される。この目的のために、二つの基体コンタクト１６及び１７の各々のカバー層２４又は２５は、錫から構成される。
【００２０】
図３は、熱圧縮プロセスを行うためのデバイス２７を、非常に概略的な態様で示している。デバイス２７は、基体１５が図３に示されているように上に設けられ得るテーブル２８を有している。テーブル２８は、示されていない熱源を使用して、例えばサーモデス（ｔｈｅｒｍｏｄｅｓ）を使用して、詳細に示されていない態様で加熱され得る。テーブル２８を使用して、基体コンタクト１６及び１７と、保護層２６を形成するためのホイルとは加熱され得る。デバイス２７は、チップ１９の非制限表面（ｆｒｅｅ  ｌｉｍｉｔｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）３１上の表面３０に配置され得るダイ２９も有している。ダイ２９も、示されていない熱源を使用して加熱され得るので、自身の制限表面３０を介して、熱エネルギーは、チップ３１に伝達され得ると共に、特にチップコンタクト２０及び２１に伝達され得る。ダイ２９によって、チップ１９上、従ってチップコンタクト２０及び２１上に圧力を加え、その結果として、チップコンタクト２０及び２１の反対側に位置している基体コンタクト１６及び１７の領域上に間接的に圧力を加えるために、ダイ２９は、示されていない調整手段を使用して、矢印３２の方向に調整され得る。最終的に、ダイ２９は、示されていないエア引き抜きデバイス（ａｉｒ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）にも接続される。当該エア引き抜きデバイスによって、ダイ２９とチップ１９との間の完全な連携を保証するために、エアは、ダイ２９内に設けられているチャネル３３を介して引き抜かれ得る。
【００２１】
モジュール４がデバイス２７にもたらされた後、デバイス２７のダイ２９は、矢印３２の方向に移動するので、チップ１９上、従ってチップコンタクト２０及び２１と、基体コンタクト１６及び１７の反対側の領域との上に、特定の圧力が加えられる。更に、この場合、テーブル２８とダイ２９との両方は加熱されるので、チップコンタクト２０及び２１と、基体コンタクト１６及び１７の反対側のカバー層２４及び２５との領域において、特定の温度が達成される。圧力及び熱の作用の下で、まず、基体１５、又は基体コンタクト１６及び１７に既に接続されているホイルは軟化し、その結果、チップコンタクト２０及び２１、すなわち金バンプ２０及び２１が、基体コンタクト１６及び１７のカバー層２４及び２５に対して圧縮されるまで、前記軟化されたホイルを通じて突出し、その後、中間メタリックコネクションが、チップコンタクト２０及び２１と、カバー層２４及び２５、すなわち基体コンタクト１６及び１７との間に形成される。基体１５に既に接続されているホイルを加熱することによって、当該ホイルの前記軟化が起こり、軟度の変化のみならず、前記膜の化学的物理的特性の変化がもたらされ、その結果、保護層２６の形成がもたらされる。それからこの場合製作されるモジュール４がデバイス２９から取り外され得るようにダイ２９は矢印３２に対して更に移動するので、保護層２６は硬化するであろう。該当する場合、モジュール４は、それから保護層２６の最終的な硬化を実現するために炉に入れられ得るので、その後、最終的な保護層２６がもたらされる。
【００２２】
上記記載において、チップ１９のチップコンタクト２０及び２１と、基体１５の基体コンタクト１６及び１７との間に、非常に有利なことに高い強度及び高いエージング耐性（ａｇｅｉｎｇ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する中間メタリックコネクション３４及び３５はもたらされるという大きな利点が達成される。更に、当該設計において、モジュール４の製作中の簡単な処理の点から有利なことに、基体１５に既に設けられている膜を使用して、保護層２６は形成されるという利点が達成される。更に、基体１５から形成される中間製造物と、保護コーティング２６を形成するために使用されるホイルとは、悪影響がもたらされることなく、容易に長距離に渡って搬送され得ると共に、長期間保存され得ることも有利なことである。
【００２３】
図２は、モジュール４を更に示しており、当該構成は、ほぼ詳細に図１及び３におけるモジュール４の構成に対応している。図２によるモジュール４において、基体コンタクト１６と１７との間のエアギャップ１８の設計は異なっている。この場合、エアギャップ１８は、基本的にＳ字型となるようにも形成される。しかしながら、この場合エアギャップ１８は、チップ１９に隣接する側において終端し、前記エアギャップは、基本的に、ストリップ態様の基体コンタクト１６及び１７に並行して設けられているセクションを有している。
【００２４】
熱を発生させるために、それに応じて設計されるデバイス２７において、超音波も使用され得ることは示されるべきである。
【００２５】
本発明は、二つの製品、すなわちチップカードとしてよく知られているデータキャリアと、当該データキャリアのためのモジュールとを使用して以上に記載されている。この場合コンポーネントとして、二つのチップコンタクトを有するチップが設けられる。本発明による手段は、有利なことに、他の製品、例えばＲＦタグ若しくはＲＦラベル、又は二つ以上のチップコンタクトを備えるチップを具備する製品でも使用され得る。しかしながら、本発明は、メタルバンプによって形成される一つのダイオードコンタクトしか有さないダイオードを具備する製品においても使用され得る。そのとき前記ダイオードの第二のコンタクトは、ダイオード筐体（ｄｉｏｄｅ  ｈｏｕｓｉｎｇ）によって形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の例によるモジュールを含む、本発明の例によるコンタクトレス通信のためのデータキャリアの上面図を概略的に示している。
【図２】本発明の第二の例によるコンタクトレス通信のためのデータキャリアに搭載するためのモジュールを上面図で示している。
【図３】前記モジュール製作中の、熱圧縮プロセスが施されている状況における、図１の前記データキャリアの前記モジュールを、断面、且つ、図１における位置に対して回転された位置で示している。
【国際公開パンフレット】
2004520722.tif 000003
2004520722.tif 000004
2004520722.tif 000005
2004520722.tif 000006
2004520722.tif 000007
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2004520722.tif 000009
2004520722.tif 000010
2004520722.tif 000011
2004520722.tif 000012
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004520722.tif 000013
【国際調査報告】
2004520722.tif 000014
2004520722.tif 000015
2004520722.tif 000016