CN1079053C

CN1079053C - 制造薄ic卡的方法及其结构

Info

Publication number: CN1079053C
Application number: CN96180338A
Authority: CN
Inventors: 村泽靖博
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 2002-02-13
Anticipated expiration: 2016-06-17
Also published as: CN1222116A

Abstract

一种使用非污染的聚对苯二甲酸乙二醇酯材料批量生产具有美观表面的薄IC卡，其中施加热熔性粘合剂，并形成在由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的盖板的结合表面上，其中在热熔性粘合剂用做由盖板保持的芯板的开口处的密封粘合剂。要提高该热熔性粘合剂的热阻粘接强度，可以将热固性树脂与热熔性粘合剂混合。

Description

制造薄IC卡的方法及其结构

本发明涉及制造薄IC卡的方法及其结构。

薄IC卡的现有的制造工序如下。使用焊料或类似物将电子元件安装在第一覆盖板上形成的布线图形的岛上，第一盖板由具有良好自熔特性的氯乙烯制成。芯板由氯乙烯制成，在对应于电子元件安装位置的地方有开口，芯板放置在电子元件上。开口內电子元件周围的空间由密封树脂填充，密封树脂由如填充后固化的环氧树脂等的热固性树脂制成。然后，将由氯乙烯制成的第二盖板放置在密封树脂上之后，将板在约120℃下加热5到10分钟并通过压床施加5kgf/cm²的压力进行板的装配，由此制成薄IC卡。

优选施加密封树脂以便表面与芯板表面同高度，但当固化时，树脂的体积发生变化，因此很难准确地控制填充的树脂量。此外，虽然填充树脂以外的那些部分通过氯乙烯的热熔化相互结合，但填充树脂的上表面通过盖板露出，当在盖板表面印刷图象时，造成不能印刷出清晰图像的问题。

因此，本发明的第一个目的是提供一种制备薄IC卡的方法，在对应芯板的开口处位置处形成美观的盖板表面。

氯乙烯能够在低温自熔，适合于在连续的生产线上批量生产。然而，由于氯乙烯燃烧时产生氯气，污染了环境。因此，近来已提出将材料由氯乙烯改变为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。然而，与氯乙烯不同，聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点在250℃以上，在低温下不自熔。同样在热固性树脂用做连续的生产线中制造的IC卡的填充树脂时，这种方法不能使用，是由于芯板的开口由热固性树脂填充，之后要在制造工艺期间等待热固性树脂固化一段时间。相反，需要预先将热固性树脂施加到电子元件上。但与前一方法相比，该方法存在使盖板的表面结构损伤更严重的问题。

由此，本发明的第二个目的是提供一种批量生产薄IC卡的方法，通过使用对环境没有副作用的PET，以氯乙烯类似的方式，制造出外表美观的薄IC卡。

本发明人已进行了深入的研究。结果发现可以使用热熔粘合剂代替密封树脂填充开口，同时不会妨碍在连续的生产线上工序的进程。发明人还发现当与盖板具有类似性质的热熔粘合剂施加到盖板上时，可用升高压力同时低温加热的常规方法进行薄IC卡的批量生产，在开口内填充树脂的过量或不足都可以精调，从而制造出表面美观的薄IC卡，由此完成本发明。

本发明提供一种制造IC卡的方法，该方法通过层叠至少一个第一盖板、具有容纳电子元件的开口的芯板以及形成有布线图形并且电子元件安装其上的电路图形板完成，包括以下步骤：

将芯板层叠在电路图形板上，使安装在电路图形板上的电子元件位于开口的位置处；

用熔融性粘合剂填充容纳电子元件的开口；

将第一盖板层叠在电路图形板和位于电路图形板相对面上的芯板的叠层上，并通过形成在至少一个相对粘接表面上的热熔性粘合剂层，同时加热并加压来粘接板；以及

将叠层板切成预定尺寸。

根据本发明，由于热熔性粘合剂用做填充材料，因此可以粘接层，当通过一定压力下加热粘接IC卡的叠层时，填充开口的热熔性粘合剂量的过量或不足与施加到层上的热熔性粘合剂层相互弥补，由此消除热固性树脂用做填充材料时遇到的问题，可以在连续的生产线上批量生产IC卡，同时不必等待热固性树脂固化。

虽然可以通过形成布线图形同时将电子元件直接安装在盖板上制成布线图形板(如图1所示的第一实施例)，但第二盖板也可以单独地从电路图形板背面粘接(如图2所示的第二实施例)。

虽然已切为成品尺寸的板可以相互粘接，但出于批量生产的目的，优选从长薄板的薄板卷上提供薄板材料，并重复以上介绍的步骤，由此连续地制造薄IC卡(如图2所示的第二实施例)。

当处理考虑焚烧时，板优选由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。然而，由于与氯乙烯不同，在压力和低温下PET板相互不熔化，因此在粘接之前，需要将热熔性粘合剂施加到至少一个粘接表面上。

由于热熔性粘合剂的热阻较差，需要热固性树脂与热熔性粘合剂混合，以便加热时混合物固化，由此确保在高温下有足够的粘接强度。制造矩阵时，通过考虑盖板材料和热熔性粘合剂的种类选择要混合的热固性树脂。要添加的热固性树脂的比例优选体积在50％以内。

尽管优选使热熔性粘合剂预先施加到第一和第二盖板的粘接表面，也可以在工艺中施加。

热熔性粘合剂可以作为电路保护层施加到电路图形板的电路图形形成表面上。

根据本发明，也可以通过下面的方法制造IC卡。即，通过层叠至少第一盖板、具有容纳电子元件的开口的芯板以及形成有布线图形并且电子元件安装其上的电路图形板制成IC卡的方法，包括以下步骤：

通过使用具有形成在它的整个或部分表面上从而覆盖安装其上的电子元件的热熔性粘合剂的电路图形板，将芯板层叠在电路图形板上，使安装在电路图形上的电子元件位于开口的位置处；

通过形成在至少一个相对粘接的表面上的热熔性粘合剂层粘接板，同时加热并加压，将第一盖板层叠在电路图形板和芯板的叠层表面上；以及

将叠层板切成为预定尺寸。

根据本发明，同样可以通过下面的方法制造IC卡。即，通过层叠至少第一盖板、具有容纳电子元件的开口的芯板以及形成有布线图形并且电子元件安装其上的电路图形板制成IC卡的方法，包括以下步骤：

将热熔性粘合剂施加到电路图形上，由此覆盖至少安装其上的电子元件；

将热熔性粘合剂，施加到第一盖板、芯板和电路图形板的至少一个粘接表面上；

将第一盖板层叠在电路图形板和芯板的叠层表面上，并通过形成在其粘接表面上的热熔性粘合剂，同时加热并加压粘接板；以及

将叠层板切成预定尺寸。

根据第一实施例的该方法，可以制备包括布线图形形成在其上的第一盖板、紧固在第一盖板上的芯板，安装在芯板提供的开口内布线图形的岛上的电子元件，以及紧固到芯板上的第二盖板的IC卡，

其中芯板的开口內电子元件周围的空间填充有包括热固性树脂的热熔性粘合剂，通过形成在芯板的前面和背面的粘接表面上、包括热固性树脂的热熔性粘合剂粘接第一和第二盖板。

第二实施例提供了一种IC卡，包括相互层叠的第一盖板、具有容纳电子元件的开口的芯板、形成有布线图形并且电子元件安装在其上的电路图形板以及第二盖板，

在以上介绍的实施例中，芯板的开口优选靠近开口的顶端逐渐变大的锥形。通过在这种结构中形成开口，在加热和加压步骤中，熔融的第二粘合剂可以容易地穿过锥形部分流到开口内，当填充材料的量不足时，可容易地弥补填充材料的不足，由此使盖板的表面变得平坦。

根据本发明，形成IC卡的前和后表面的盖板由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，并具有包括体积在50％以內的热固性树脂、提供在它的粘接表面上的热熔性粘合剂层，由此通过以上介绍的方法，在连续的生产线上，可以批量生产薄IC卡。

此外，根据本发明，包括体积在50％以內的热固性树脂粉的热熔性粘合剂作为粘合剂用于粘接由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成、构成IC卡的盖板，由此可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯在连续的生产线上制备出具有美观表面的薄IC卡。

图1示出了根据本发明第一实施例薄IC卡的制造步骤。

图2示出了根据本发明第一实施例的第一个变形薄IC卡的剖面图和俯视图。

图3示出了根据本发明第一实施例的第二个变形薄IC卡的剖面图。

图4示出了根据本发明第一实施例的第三个变形薄IC卡的剖面图。

图5示出了根据本发明第一实施例的第四个变形薄IC卡的剖面图。

图6示出了根据本发明第二实施例薄IC卡的制造步骤。

图7为在图6的步骤中制造的薄IC卡的内部结构的平面图。

图1示出了根据本发明第一实施例薄IC卡的制造步骤。

如步骤(a)、(b)所示，借助焊料或类似物将电子元件3安装在其上形成有布线图形2的第一盖板1提供的岛4上之后，在电子元件3的安装位置处具有开口6的芯板7放置在第一盖板1上。对于制备第一和第二盖板1、10和芯板7的材料，可以使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

虽然在图1中芯板7的开口6以为多个电子元件3提供一个开口6的这种结构制成，一个开口6’可以用于如图2(a)、(b)所示每个电子元件。图2(a)示出了芯板7提供在盖板1上时的剖面图，图2(b)为它的俯视图。

由于芯板7具有图2所示的这种结构，并且开口6’的面积小于图1开口6的面积，即使当开口内的填充材料不够时，开口6’周围的芯板7支撑提供在芯板7上的第二盖板10，因此可以防止开口6’上盖板10的低陷导致的凹陷表面，由此可以保持盖板10的表面平坦。

然后如步骤(c)所示，开口6填充有为热熔性粘合剂的密封粘合剂12。图1(c)示出开口被过量填充的情况。

之后如步骤(d)所示，施加与芯板7上的热熔性粘合剂具有相同或类似性质的粘合剂9和密封粘合剂12之后，将第二盖板10层叠其上。

对于第二粘合剂，优选使用板结构的热熔性粘合剂，是由于它更容易处理。

对于填充粘合剂12和粘合剂9，优选使用包括热固性树脂的热熔性粘合剂(例如，热熔性粘合剂包括体积在50％以內的环氧热固性树脂，根据要求的热阻粘接强度确定添加剂的比例)。由于粘合剂包括热固性树脂，即使当在高温(例如100℃)下使用IC卡并且热熔性粘合剂再次熔化，包括在其中的热固性树脂也不会熔化，从而保持了粘接功能，由此可以防止盖板剥离。

最后，如步骤(e)所示，将第一和第二粘合剂5、 9以及密封粘合剂12加热到约120℃，同时在通过压床11或类似物在第一和第二盖板1、10之间施加例如5kgf/cm²的压力，同时将温度保持5到10分钟熔化热熔性粘合剂，并使盖板10的表面平坦，然后进行加压和加热固化粘合剂，由此完成如步骤(f)中所示的薄IC卡。

在该实施例中，与粘合剂9具有相同材料的热熔性粘合剂用做密封粘合剂12，过量的密封粘合剂12熔化，在步骤(e)中加压，并在芯板7上扩散，由此起第二粘合剂的作用，因此可以精细地调节填充开口的密封粘合剂12的量，并获得非常平坦的第二盖板10的表面。

相反，当密封粘合剂12的量不足时，位于芯板7上的部分第二粘合剂9移动到开口內，并起步骤(e)中密封粘合剂的作用，由此可以精细地调节填充开口的密封粘合剂12的量，并获得非常平坦的第二盖板10的表面。

此外，由于相同材料的热熔性粘合剂用做粘合剂12和粘合剂9，所以这两种粘合剂同时固化，与常规的方法相比可以简化制造步骤。

对于密封粘合剂12，优选在液体环境下使用与粘合剂9具有相同材料或相同性质的热熔性粘合剂12’。使用液体状态的粘合剂12’可以防止在填充开口6期间形成气泡，由于填充期间电子元件3没有受到撞击，因此也可以防止电子元件3的连接断裂。

为了易于处理，最好使用液态的热熔性粘合剂12’作为密封粘合剂并使用板结构的热熔性粘合剂9’作为如图所示3的第二粘合剂。

也可以使用如图4所示的这种结构，其中芯板7的开口制成锥形13，靠近它的顶端逐渐变大。

采用这种结构，当开口6中的密封粘合剂12的量不足时，例如在压床11或类似物的压力下处于熔化状态的第一粘合剂9，在步骤(e)中更容易移动到开口6内，从而防止开口內的粘合剂表面低陷成凹形，并可以使第二盖板10的表面平坦。

同样通过使提供在第一盖板1上的第一粘合剂5的厚度在固化后等于或大于形成在第一盖板1上的布线图形2的厚度，提高第一盖板1的表面平整度。

布线图形2通常为细实线的图形。当布线图形2厚于第一粘合剂层5时，第一盖板1的表面在布线图形的位置处凸出，由此不可能保持表面平坦。

另一方面，当布线图形的厚度等于或小于第一粘合剂层5时，由于布线图形2具有很窄的宽度，通过它周围的粘合剂，可以将布线图形上第一盖板1的表面支撑得平坦，由此可以保持第一盖板的表面平坦。

图6示意性地示出了根据本发明的第二实施例的生产线，图7为由此制出的薄IC卡的电路结构平面图。

数字100代表电路图形板的薄板卷，该板为0.1mm厚的长聚对苯二甲酸乙二醇酯板101，以适当的间隔通过气相淀积在其上形成螺旋线圈102，IC103连接到它要安装的每个板，并以传送带速度供料。在电路图形板送出的位置的下游处，从板的薄板卷提供0.5mm厚的长聚对苯二甲酸乙二醇酯的芯板110，并层叠在电路图形板100上。芯板110在其内以适当的间隔制成的开口111，用于容纳安装的元件102。可以预先在芯板的两面上施加热熔性粘合剂。

相互层叠的电路图形板100和芯板110的组装件移动到位于稍下游的粘合剂施加处，其中开口111中填充熔化的热熔性粘合剂120，由此覆盖位于其内的安装元件102。

然后，盖板130、140从上面和下面提供到电路图形板100和芯板110的叠层上，由此将层叠的板夹在其间。对于盖板，可以使用热熔性粘合剂预先施加于其上的25μm厚的长聚对苯二甲酸乙二醇酯板。

然后将盖板130、芯板110、电路图形板100和第二盖板140加热到约120℃，同时通过压床150从上面施加5kgf/cm²的压力。这使得热熔性粘合剂形成在盖板130、140的粘接表面上，填充芯板110的开口的热熔性粘合剂140熔化从而相互熔化，使盖板130、140的表面平坦。然后停止加压和加热，并将叠层板切成预定的尺寸，由此制成薄IC卡160。

虽然在该实施例中电路图形板100和第二盖板140为分离体，但不必说本发明也适用于电路形成在盖板140上的情况。在这种情况中，热熔性粘合剂也可以预先施加到芯板的粘接表面。

根据本发明，从以上的说明可以清楚，由于盖板、电路图形板和芯板通过热熔性粘合剂相互粘接，热熔性粘合剂也用做开口的填充粘合剂，开口中填充树脂的过量或不足都可以弥补，从而可以进行填充材料量的精调，由此可以制造具有平坦表面盖板的薄IC卡，同时不用精确地控制填充材料的量。此外由于使用如聚对苯二甲酸乙二醇酯等的高熔点材料在连续的生产线上进行批量生产，因此可以低成本制造对环境没有负面影响的薄读/写IC卡。

Claims

1.一种制造薄IC卡的方法，通过层叠至少一个第一盖板、具有容纳电子元件的开口的芯板以及形成有布线图形并且电子元件安装在其上的电路图形板制成，包括以下步骤：

用熔融性粘合剂填充容纳电子元件的开口；

将第一盖板层叠在电路图形板和位于电路图形板相对面上的芯板的叠层上并通过形成在至少一个相对粘接表面上的热熔性粘合剂层，加热并加压来粘接板；以及

将叠层板切成预定尺寸。

2.根据权利要求1的方法，其中在第一盖板的粘接工艺中第二盖板粘接到电路图形板的背面上。

3.根据权利要求1的方法，其中从长板的薄板卷提供每个板材料，并重复以上的步骤，由此连续地制造薄IC卡。

4.根据权利要求1的方法，其中板由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。

5.根据权利要求1的方法，其中热熔性粘合剂包括热固性树脂。

6.根据权利要求2的方法，其中热熔性粘合剂施加到第一和第二盖板的粘接表面。

7.根据权利要求2的方法，其中电路保护板用做具有位于电路图形板的电路图形形成表面上的热熔性粘合剂的电路图形板。

8.一种薄IC卡，包括相互层叠的第一盖板、具有容纳电子元件的开口的芯板、形成布线图形并且电子元件安装其上的电路图形板以及第二盖板，

其中芯板的开口內电子元件周围的空间填充有包括热固性树脂的热熔性粘合剂，通过可能形成在芯板的前面和背面的粘接表面上、包括热固性树脂的热熔性粘合剂粘接第一和第二盖板。