Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem
elektronischen Bauteil mit einer angemessenen Flexibilität,
deren Haltbarkeit lang ist und deren Kosten ferner niedrig
sind.
Stand der Technik
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Bezüglich einer Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil,
dargestellt durch eine IC-Karte, ist es üblicherweise
erforderlich, dass das elektronische Bauteil, das in der
Vorrichtung untergebracht ist, wie ein Halbleiterchip oder eine
Drahtschleife, ausreichend geschützt werden kann und dass die
Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil in angemessener
Weise flexibel und haltbar ist.
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(1) Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung
Veröffentlichungsnummer Hei. 4-286697 offenbart eine Personal-
IC-Karte mit hoher Leistung, gekennzeichnet durch: sowohl die
Größe als auch die Flexibilität der IC-Karte erfüllen die
Anforderungen der ISO-Norm; ein in der IC-Karte untergebrachter
Halbleiterchip kann ausreichend geschützt werden; die IC-Karte
ist prägbar; die Haltbarkeit der IC-Karte ist hoch; die Kosten
der IC-Karte sind niedrig; und es ist einfach, die IC-Karte
herzustellen. Die IC-Karte umfasst: eine Platine aus einer
Polyesterfolie, die wärmestabilisiert wurde, deren Länge und
Breite die gleichen sind wie diejenigen des Endprodukts der
IC-Karte; ein Strukturelement mit einer Öffnung, derart
ausgelegt, um auf einer oberen Oberflächenseite der Platine mit
einem Thermoplastklebemittel zu haften, dessen Erweichungspunkt
niedriger ist als derjenige der Folie, dessen Länge und Breite
die gleichen sind wie diejenigen der Platine, wobei das
Strukturelement aus dem gleichen Harzmaterial hergestellt ist wie
die Strukturplatine; elektronische Bauteile, die in der
Öffnung aufgenommen sind und auf der Platine befestigt sind; und
eine Einkapselungsschicht, deren Steifigkeit größer ist als
die des Strukturelements, wobei die Einkapselungsschicht in
die Öffnung eingebracht wird, um das elektronische Bauteil
abzudichten.
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(2) Die ungeprüften japanischen Patentanmeldungen
Veröffentlichung Nrn. Sho. 60-252992, Sho. 61-208188 und Hei. 3-166740
offenbaren eine IC-Karte, die aus Thermoplastharz
(Polycarbonatharz) hergestellt ist, wobei durch eine Struktur, in
welcher Innenplatten mit gleicher Dicke, hergestellt aus dem
gleichen Material, die symmetrisch auf beiden Seiten einer
Kernplatte angeordnet sind, verhindert wird, dass sich die IC-
Karte verzieht, und wobei ferner Abdeckplatten ebenso
symmetrisch auf beiden Seiten der Kernplatte angeordnet sind, so
dass die Wärmebelastung gut ausgeglichen werden kann.
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(3) Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung
Nr. Sho. 62-27195 offenbart die folgende IC-Karte zum Zwecke
des Vorsehens einer ausreichend hohen Materialfestigkeit und
Flexibilität im Hinblick auf Biegen. In der IC-Karte ist ein
IC-Modul eingebettet im Basismaterial der Karte, und das IC-
Modul beinhaltet ein Verstärkungselement, das in der Richtung
eines Außenumfangs des IC-Moduls hervorsteht.
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(4) Um die Zuverlässigkeit einer IC-Karte in einem Fall, dass
Biegebelastungen auf die IC-Karte aufgebracht werden, zu
erhöhen, offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung
Veröffentlichung Nr. Hei. 2-235699 eine IC-Karte mit einer
Einrichtung zum Verbessern einer Klebekraft zwischen einer
Einkapselungsschicht, um das elektronische Bauteil einzukapseln,
und einer Platine mit einem leitfähigen Muster, und die
Einrichtung
beinhaltet eine Vielzahl von Löchern, die nahe einem
Befestigungsbereich des elektronischen Bauteils auf der
Platine ausgebildet sind, und ein Bereich der
Einkapselungsschicht, die die elektronischen Bauteile bedeckt, wird in die
Löcher eingespritzt.
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Im Falle der in Punkt (1) beschriebenen IC-Karte wird eine
Platte aus Polyesterharzfolie, verwendet auf der IC-Karte,
mittels Ziehen hergestellt. Dementsprechend hat sie eine
Charakteristik, dass je dünner die Platte aus Polyesterharzfolie
ist, desto niedriger wird der Grad der Wärmeschrumpfung und
ausdehnung.
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Dementsprechend verzieht sich der zusammengesetzte Körper
während des Herstellungsprozesses der IC-Karte, auch wenn Platten
aus Polyesterharzfolie verwendet werden, die vor dem Verkleben
einer Wärmestabilisierung unterworfen wurden, wenn eine
relativ dicke (ungefähr 350 um dick) Folienplatte, die für das
Strukturelement verwendet wird, auf eine dünne Folienplatte,
die für die Platine verwendet wird, geklebt wird. Deshalb ist
es schwierig, die IC-Karte herzustellen.
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Die in Punkt (2) beschriebene IC-Karte ist weniger anfällig
gegen Verziehen. Wenn jedoch die IC-Karte gebogen wird, obwohl
sie sich in einem Extremzustand befindet, besteht eine
Möglichkeit, dass ein elektronisches Bauteil aus der Öffnung des
Strukturelements herauskommt, zusammen mit der
Einkapselungsschicht. Deshalb ist die Anwendung der in Punkt (2)
beschriebenen IC-Karte stark eingeschränkt.
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Gemäß der in Punkt (3) beschriebenen IC-Karte wird verhindert,
dass das IC-Modul, das ein elektronisches Bauteil enthält, aus
der IC-Karte herauskommt. Jedoch wird der Aufbau sehr
kompliziert, und die Herstellungskosten steigen.
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Gemäß der in Punkt (4) beschriebenen IC-Karte wird die
Einkapselungsschicht zum Einkapseln des elektronischen Bauteils dazu
gebracht, fest auf der Platine zu haften. Jedoch ist es im
tatsächlichen Herstellungsverfahren dieser IC-Karte notwendig,
eine sehr teuer Formmaschine, bezeichnet als
Spritzpressmaschine, zu verwenden, mit der die Einkapselungsschicht
gebildet wird.
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Die US 5,026,452 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer
IC-Karte, bei der ein IC-Modul eingebettet ist.
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Die US 4,714,980 offenbart ein IC-Modul mit einem integrierten
Schaltchip. Der Chip ist in einem Hohlraum der Platine
untergebracht. Die Platine ist mit oberen und unteren Platten
bedeckt. Die Öffnungen zwischen dem Chip und der Platine sind
mit einem Füllstoff auf Epoxyharzbasis gefüllt, aber der
Füllstoff überlappt nicht die Öffnung.
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Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um die obigen
Probleme des Standes der Technik zu lösen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 vorzusehen, welche eine angemessene
Flexibilität und eine hohe Lebensdauer aufweist, insbesondere wenn die
Vorrichtung gebogen wird.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale
des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche enthalten weitere
bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung.
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Ein erste Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil vorzusehen, wobei die Vorrichtung
umfasst: einen Schichtkörper bestehend aus einer Platine und
einem Strukturelement, wobei das elektronische Bauteil in einer
im Strukturelement ausgebildeten Öffnung angeordnet ist,
wobei das Strukturelement auf der Platine aufgebracht ist, und
eine Einkapselungsschicht das elektronische Bauteil
einkapselt, um das elektronische Bauteil in der Öffnung durch
Auffüllen der Öffnung einzubetten, wobei die Öffnung einen
flansch-förmigen Stufenabschnitt aufweist, so dass eine
Außenumfangslinie der Öffnung innerhalb einer Außenumfangslinie der
Einkapselungsschicht angeordnet ist.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil gemäß dem ersten Aspekt
vorzusehen, wobei das Strukturelement umfasst: ein erstes
Strukturelement mit einer ersten Öffnung, angeordnet auf einer oberen
Oberflächenseite der Platine; und ein zweites Strukturelement
mit einer zweiten Öffnung, welche mit der ersten Öffnung
verbunden ist, angeordnet auf einer oberen Oberflächenseite des
ersten Strukturelements, und eine Außenumfangslinie der ersten
Öffnung ist außerhalb einer Außenumfangslinie der zweiten
Öffnung angeordnet.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil gemäß dem zweiten Aspekt
vorzusehen, wobei die Platine aus einem Thermoplastharz gefertigt
ist, dessen Länge und Breite im wesentlichen gleich denen
eines Endprodukts umfassend die Platine ist, wobei das erste
Strukturelement hauptsächlich aus Thermoplastharz gefertigt
ist, dessen Länge und Breite im wesentlichen gleich denen der
Platine ist, wobei das erste Strukturelement auf eine obere
Oberflächenseite der Platine mit einem Thermoplastklebemittel
aufgeklebt wird, welches eine Erweichungstemperatur aufweist,
welche niedriger ist als der Erweichungspunkt des
Thermoplastharzes der Platine, wobei das zweite Strukturelement auf eine
obere Oberflächenseite des ersten Strukturelements mit im
wesentlichen dem gleichen Klebemittel wie das obige
Thermoplastklebemittel aufgeklebt wird, wobei die Länge und die Breite
des zweiten Strukturelements im wesentlichen gleich denen der
Platine sind, und wobei die Einkapselungsschicht steifer ist
als die Platine und das erste Strukturelement.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil gemäß dem dritten Aspekt
vorzusehen, wobei die Dicke des zweiten Strukturelements im
wesentlichen die gleich ist wie die Dicke der Platine, und das zweite
Strukturelement ist im wesentlichen aus dem gleichen Harz
gefertigt wie das Harz der Platine.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil gemäß dem vierten Aspekt
vorzusehen, wobei das Thermoplastharz eine Polyesterfilmplatte ist,
welche einer biaxialen Orientierung und Wärmestabilisation
unterliegt, und das erste Strukturelement im wesentlichen aus
dem gleichen Harz gefertigt wurde wie das Harz der Platine.
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Ein sechster Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil gemäß dem zweiten bis fünften
Aspekt vorzusehen, wobei das Strukturelement ferner ein drittes
Strukturelement umfasst, mit einer Öffnung, welche die gleiche
ist wie die Öffnung des ersten Strukturelements.
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Ein siebter Aspekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil gemäß den Ansprüchen 1 bis 6
vorzusehen, wobei die Vorrichtung mit einem elektronischen
Bauteil eine IC-Karte ist.
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Es ist möglich, eine Einkapselungsschicht vorzusehen, wenn ein
vorbestimmtes Harz in einen Öffnungsbereich, der mit den
obigen Strukturelementen in Verbindung steht, eingespritzt und
ausgehärtet wird. Wenn jedoch ein elektronisches Bauteil wie
ein Halbleiterchip, das empfindlich gegen Schlag ist,
eingekapselt wird, wird vorzugsweise ein steifes Harz, dessen Steifigkeit
höher ist als die Steifigkeit der obigen
Strukturelemente, verwendet, um das elektronische Bauteil einzukapseln,
so dass der Halbleiterchip gegen einen Schlag geschützt werden
kann, wenn die Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil
gebogen wird. Auf der anderen Seite, wenn ein elektronisches
Bauteil wie eine Drahtschleife, die flexibel ist, eingekapselt
wird, ist es licht nötig, ein Harz mit der oben beschriebenen
Charakteristik zu verwenden.
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Wenn die Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil der
Erfindung eine IC-Karte ist, ist es üblich, dass vorbestimmte
Etikettplatten auf der Vorder- und Rückseite der Vorrichtung
mit einem elektronischen Bauteil angebracht werden, wenn die
Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil als fertiges
Produkt hergestellt wird. In diesem Fall sind Material und Dicke
der Etikettplatten auf der Vorderseite vorzugsweise die
gleichen wie die der Etikettplatte auf der Rückseite, so dass die
Wärmeausdehnungseigenschaft der vorderen Etikettplatte die
gleiche ist wie die der rückseitigen Etikettplatte. Auf diese
Weise wird verhindert, dass sich die IC-Karte verzieht. In
diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die Etikettplatte
aus Thermoplastharz, wie z. B. Polyvinylchlorid, bezeichnet
als PVC, hergestellt ist.
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Der Grund, warum die Platine und die Strukturplatte speziell
aus einer Platte aus Polyester hergestellt sind, wird
nachfolgend beschrieben. Der Preis von Polyesterharz ist niedriger
als der von Polyimid, ferner ist Polyesterharz weich und
prägbar, und außerdem wird Polyesterharz nicht leicht weich durch
Wärme, die beim Verfahren des Zusammenbaus des elektronischen
Bauteils entsteht. In diesem Zusammenhang beihaltet
Polyesterfolie ein Polyestermaterial, dem eine Menge an vorbestimmten
Weichmachern und Stabilisatoren zugegeben wurde.
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In diesem Zusammenhang wird die obige biaxiale Ausrichtung wie
folgt definiert. Zum Beispiel wird ein Polyesterharzmaterial,
dass von einem Extruder extrudiert wurde, in der Längsrichtung
gezogen, so dass die Molekularachse (Faserachse) des Polyester
in der Längsrichtung ausgerichtet ist, und wird dann in die
Seitenrichtung gezogen.
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Diese Platte aus Polyesterfolie, die der biaxialen Ausrichtung
unterworfen wurde, wird in einer Weise hergestellt, dass eine
Wärmestabilisierungsbehandlung an der Platte aus
Polyesterfolie ausgeführt wird, bei der die Folientemperatur in
vorbestimmten Abständen auf 150ºC angehoben wird. Die
Schrumpfungsmenge der Folienplatte in einem uneingeschränkten Zustand, bei
dem die Temperatur für 30 Minuten bei 150ºC gehalten wird, ist
kleiner als 0,2% sowohl in Längs- als auch in Seitenrichtung,
und ein Unterschied zwischen der Schrumpfungsmenge in der
Längsrichtung und der Schrumpfungsmenge in der Seitenrichtung
ist kleiner als 0,1%. Wenn die obige Folienplatte verwendet
wird, ist es möglich, dass der Unterschied zwischen der
Schrumpfungsmenge der Folienplatte, aus der die Platine
besteht, und der Schrumpfungsmenge der Folienplatte, aus der das
Strukturelement besteht, kleiner als 0,1% ist.
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Vom Gesichtspunkt der Reduzierung der Materialkosten und der
Verbesserung der Leistung ist es bevorzugt, dass die Dicke
jeder Folienplatte nicht mehr als 250 um beträgt, und es ist
besonders bevorzugt, dass die Dicke jeder Folienplatte ungefähr
125 um beträgt. Das zweite Strukturelement und die Platine sind
vorzugsweise aus dem Material der gleichen Herstellungspartie
hergestellt.
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Es ist bevorzugt, dass das für die vorliegende Erfindung
verwendete Klebemittel ein Thermoplastklebemittel ist, da das
Thermoplastklebemittel eine Belastung angemessen absorbieren
kann, die zwischen den zu verklebenden Elementen auftreten, so
dass verhindert werden kann, dass sich die Elemente verziehen.
Insbesondere wenn Platten aus Polyesterharz miteinander
verklebt werden, ist es bevorzugt, ein Klebemittel aus Ester zu
verwenden.
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung
mit einem elektronischen Bauteil: einen Schichtkörper
bestehend aus einer Platine und einem Strukturelement, wobei das
elektronische Bauteil in einer im Strukturelement
ausgebildeten Öffnung angeordnet ist, wobei das Strukturelement auf der
Platine aufgebracht ist, und eine Einkapselungsschicht das
elektronische Bauteil einkapselt, um das elektronische Bauteil
in der Öffnung durch Auffüllen der Öffnung einzubetten, wobei
die Öffnung einen flansch-förmigen Stufenabschnitt aufweist,
so dass eine Außenumfangslinie der Öffnung innerhalb einer
Außenumfangslinie der Einkapselungsschicht angeordnet ist.
Dementsprechend kann, auch wenn die Vorrichtung mit einem
elektronischen Bauteil gebogen wird, die Einkaspelungsschicht zum
Einkapseln des elektronischen Bauteils in Eingriff gelangen
mit dem Strukturelement, das innerhalb der Außenumfangslinie
der Öffnung gelegen ist. Ferner ist es nicht nötig, eine teure
Maschine zum Ausbilden der Einkapselungsschicht zu verwenden.
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Zusätzlich zu der vom ersten Aspekt der Erfindung vorgesehenen
Vorgehensweise, kann die folgende Funktion durch eine Stufe
vorgesehen werden, die zwischen der ersten Öffnung und der
zweiten ausgebildet ist. Auch wenn die Vorrichtung mit einem
elektronischen Bauteil stärker gebogen wird und die
Einkapselungsschicht zum Einkapseln des elektronischen Bauteils von
der zweiten Öffnung getrennt wird, liegt der getrennte Bereich
nur an einer Position nahe zur Oberfläche der zweiten Öffnung,
d. h. der getrennte Bereich erreicht nicht die erste Öffnung.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung sind die Platine, das
erste Strukturelement und das zweite Strukturelement so aufgebaut,
dass sie im Wesentlichen die gleiche Länge und Breite
aufweisen. Dementsprechend kann die Vorrichtung mit einem
elektronischen Bauteil, zusätzlich zur vom ersten Aspekt der
Erfindung vorgesehenen Vorgehensweise, leicht in einer solchen
Weise hergestellt werden, dass das erste Strukturelement und
das zweite auf eine obere Oberfläche der Platine aufgebracht
werden, und das elektronische Bauteil wird montiert und dann
mit einem Einkapselungsmaterial eingekapselt, und eine
Oberflächenschicht wird darauf angeordnet, wenn nötig. Ferner sind
die Kosten der Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil
der vorliegenden Erfindung viel niedriger als die der
herkömmlichen, komplizierten Vorrichtung mit einem elektronischen
Bauteil gemäß dem Stand der Technik, bei dem ein IC-Modul und
weitere Elemente weiterhin vorgesehen sein müssen.
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Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist die Dicke des
zweiten Strukturelements gleich der Dicke der Platine, und das
zweite Strukturelement und die Platine sind aus dem gleichen
Thermoplastharz hergestellt. Weiterhin haben das zweite
Strukturelement und die Platine im Wesentlichen die gleiche Länge
und Breite. Mit anderen Worten ist das erste Strukturelement
zwischen dem zweiten Strukturelement und der Platine
eingesetzt, d. h. das zweite Strukturelement und die Platine sind
symmetrisch angeordnet in Bezug auf das erste Strukturelement
in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung. Dementsprechend wird,
zusätzlich zu der vom oben beschriebenen dritten Aspekt
vorgesehenen Funktion, auch wenn eine Temperaturänderung verursacht
wird zwischen der Platine und jedem Strukturelement während
des Montiervorgangs des elektronischen Bauteils, so dass
Wärmeausdehnung und -schrumpfung auftreten, das erste
Strukturelement stabil von der Platine und dem zweiten Strukturelement
gehalten. Deshalb verzieht sich die gesamte Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil nicht, und jedes Element, aus dem
die Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil besteht,
dehnt sich aus und schrumpft in einem im Wesentlichen gleichen
Zustand.
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Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung werden alle Teile, die
Platine, das erste Strukturelement und das zweite
Strukturelement, aus Platten aus Polyesterfolie hergestellt, die einer
biaxialen Ausrichtung und Wärmestabilisation unterworfen
wurden. Dementsprechend ist es möglich, zusätzlich zu der von dem
vierten Aspekt vorgesehenen Funktion, eine kostengünstige
dünne Platte aus Polyesterfolie positiv zu nutzen, deren
Wärmeausdehnungseigenschaft hervorragend ist.
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Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung ist die Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil als eine IC-Karte spezifiziert.
Funktionen, die vom ersten, zweiten, dritten und vierten
Aspekt vorgesehen sind, sind ganz besonders erforderlich für die
IC-Karte, in welcher die Vorrichtung mit einem elektronischen
Bauteil der Erfindung verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[Fig. 1]
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Eine perspektivische Ansicht der entwickelten Anordnung von
Ausführungsbeispiel 1;
[Fig. 2]
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Eine vergrößerte Ansicht des Hauptbereichs aus Fig. 1;
[Fig. 3]
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Eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung des
Hauptbereichs des Ausführungsbeispiels 1;
[Fig. 4]
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Eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung des
Hauptbereichs des Ausführungsbeispiels 2;
[Fig. 5]
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Eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung des
Hauptbereichs einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels 2;
[Fig. 6]
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Eine vergrößerte Querschnittsansicht in Längsrichtung des
Hauptbereichs einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels 1;
[Referenzzeichen und Bezeichnungen]
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1 Platine
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12 Schicht aus Klebemittel auf einer oberen Seite der
Platine
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14 Leitfähiges Muster
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2 Strukturelement
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21 erstes Strukturelement
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212 Klebemittelschicht der oberen Seite des ersten
Stukturelements
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213 Klebemittelschicht der unteren Seite des ersten
Strukturelements
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215 Erste Öffnung
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22 zweites Strukturelement
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223 Klebemittelschicht der unteren Seite des zweiten
Strukturelements
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225 zweite Öffnung
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23 Hilfs-Strukturelement
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233 Klebemittelschicht der unteren Seite des
Hilfs-Strukturelements
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235 Öffnung des Hilfs-Strukturelement
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24 Hilfs-Platinenelement
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242 Klebemittelschicht der oberen Seite auf dem
Hilfs-Platinenelement
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245 Öffnung des Hilfs-Platinenelements
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3 Einkapselungsschicht
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4 Abdeckplatte
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51 Etikettplatte der oberen Seite
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513 Klebemittelschicht der unteren Seite auf der
Etikettplatte der oberen Seite
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52 Etikettplatte der unteren Seite
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522 Klebemittelschicht der unteren Seite auf der
Etikettplatte der unteren Seite
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6 elektronisches Bauteil
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Ausführungsbeispiel 1
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Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, beinhaltet eine IC-Karte des
Ausführungsbeispiels: eine Platine 1; ein Strukturelement 2
bestehend aus einem ersten Strukturelement 21, das auf einer
unteren Seite der Platine 1 befestigt ist, und einem zweiten
Strukturelement 22; eine Einkapselungsschicht 3; eine
Abdeckplatte 4, die auf einer oberen Seite der Einkapselungsschicht
3 angeordnet ist; und Etikettplatten 51, 52, die die beiden
Oberflächenschichten bilden.
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Die obige Platine 1 ist aus Polyesterharz gefertigt, welches
auf dem Markt erhältlich ist, und dessen Markenname "Lumirror"
ist. Die Platine 1 ist aus einer im Wesentlichen rechteckigen
Platte aus Folie gebildet, deren Größe 85 mm · 53 mm · 125 um
beträgt. In diesem Zusammenhang ist auf einer oberen
Oberflächenseite der Platine 1 ein vorbestimmtes leitfähiges Muster
14 vorgesehen, das wie folgt ausgebildet ist. Eine Platte aus
Kupferfolie wird auf die obere Oberflächenseite der Platine 1
mit einem Thermoplastklebemittel aus Ester (der Markenname ist
"A412", hergestellt von Sheldahl Inc.) aufgeklebt. In diesem
Fall ist der Erweichungspunkt des Thermoplastklebemittels
niedriger als der der Platine, und eine Menge des
Thermoplastklebemittels ist festgelegt, so dass eine Klebemittelschicht
12 mit einer Dicke von 20 um in dem Endprodukt ausgebildet
werden kann. Nachdem die Platte aus Kupferfolie in der o. g.
Weise auf die obere Oberflächenseite der Platine 1 aufgeklebt
wurde, wird ein Ätzvorgang durchgeführt, so dass das
leitfähige Muster 14 ausgebildet wird. Um die Antikorrosionseigenschaft
zu verbessern, wird das leitfähige Muster 14 einer
Goldbeschichtung unterzogen. Auf der Platine 1 sind andere
elektronische Bauteile 6 vorgesehen, wie z. B. ein IC und ein
Kondensator zur Übertragung von Daten.
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Das Strukturelement 2 besteht aus dem ersten Strukturelement
21, das auf der unteren Seite angeordnet ist, und dem zweiten
Strukturelement 22, das auf der oberen Seite angeordnet ist.
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Das zweite Strukturelement 22 ist aus dem gleichen Harz wie
die Platine 1. Die Größe der Folienplatte, aus der das zweite
Strukturelement 22 gebildet ist, ist die gleiche wie die Größe
der Platine 1 (85 mm · 53 mm · 125 um). Insbesondere ist die
Dicke des zweiten Strukturelements 22 die gleiche wie die
Dicke der Platine 1.
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Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, werden, um die auf der Platine 1
zu montierende elektronischen Bauteile 6 unterzubringen, zwei
Öffnungsbereiche 215, 225 vorgesehen, die von der oberen
Oberflächenseite jedes Strukturelements 21, 22 zur unteren
Oberflächenseite ausgebildet sind. Wenn beide Strukturelemente 21,
22 aufeinandergelegt werden, sind die Öffnungsbereiche
miteinander verbunden, so dass ein Verbindungsloch ausgebildet
werden kann, und ein im wesentlichen flanschförmiger
Stufenabschnitt ist in der Umgebung der beiden Öffnungen ausgebildet.
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In diesem Fall, wie in Fig. 1 gezeigt, sind die
Außenumfangslinien der Öffnungsbereiche 215, 225 ungefähr rechteckig.
Jedoch ist die Öffnung 215 (Länge auf einer Seite: 10 mm,
Gesamtlänge 40 mm), die auf der unteren Seite angeordnet ist,
größer als die Öffnung 225 (Länge auf einer Seite: 8 mm,
Gesamtlänge 32 mm), die auf der oberen Seite angeordnet ist.
Dementsprechend wird, wenn das Verbindungsloch K1 von der
oberen Seite betrachtet wird, die Außenumfangslinie der letzteren
Öffnung 225 innerhalb der Außenumfangslinie der vorherigen
Öffnung 215 untergebracht. Die Form der Außenumfangslinie
jedes Öffnungsbereichs kann willkürlich bestimmt werden. Die
Formen beider Außenumfangslinien sind nicht notwendigerweise
gleich oder ähnlich. Ferner können die Außenumfangslinien
einander an mehreren Punkten überschneiden, und eine der
Außenumfangslinien kann innerhalb der anderen Außenumfangslinie
angeordnet sein, und zur gleichen Zeit können einige der
Außenumfangslinien außerhalb der anderen Außenumfangslinie angeordnet
sein.
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In diesem Zusammenhang sind, in diesem Ausführungsbeispiel,
andere Öffnungsbereiche, die andere Verbindungslöcher bilden,
die nicht in Fig. 2 und 3 gezeigt sind, in der gleichen Form
ausgebildet wie diejenigen der Öffnungsbereiche 215, 225, und
auch das Lageverhältnis dieser Öffnungsbereiche ist das
gleiche wie das der obigen Öffnungsbereiche 215, 225. In diesem
Fall wird, gemäß der Größe des unterzubringenden
elektronischen Bauteils, die Gesamtlänge (die Länge der Öffnung) der
Außenumfangslinie geändert. Das vorgenannte Lageverhältnis ist
definiert als ein Verhältnis, in welchem die Außenumfangslinie
der Öffnung 225 des zweiten Strukturelements 22 innerhalb der
Außenumfangslinie der Öffnung 215 des ersten Strukturelements
21 untergebracht ist. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die
Formen der Außenumfangslinien der Verbindungslöcher von der
gleichen Art sind wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt,
und es ist auch nicht notwendig, dass die Lageverhältnisse der
Öffnungsbereiche die gleichen sind.
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Die Abdeckplatte 4 bedeckt eine obere Seite des
Verbindungslochs. Die Abdeckplatte 4 ist aus einem Prepreg hergestellt,
welches aus Stoff (Dicke 35 um) besteht, der mit einem
teilweise gehärteten Epoxyharz impregniert wurde.
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Jede Etikettplatte 51, 52 ist aus einer Platte aus
Polyvinylchlorid (85 mm · 53 mm · 25 um) gebildet. In diesem Zusammenhang
ist es möglich, wenn die Dicke dieser Etikettplatten
vergrößert wird, die elektronischen Bauteile, die auf der IC-
Karte montiert sind, positiv gegen elektrostatische Entladung
und Verunreinigung zu schützen. In diesem Fall ist es üblich,
dass die Dicke jedes Strukturelements 21, 22 angepasst wird,
so dass die Gesamtdicke der IC-Karte einen Wert für die Dicke
aufweisen kann, der von der ISO-Norm festgelegt wird.
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Diese Etikettplatten 51, 52 werden auf die untere
Oberflächenseite der Platine 1 und die oberen Oberflächenseite des
zweiten Strukturelements 22 geklebt. Die untere Oberflächenseite
der Platine 1 und die obere Oberflächenseite des zweiten
Strukturelements 22 werden einer Sandmattierungsbehandlung
unterworfen. Der Grund, warum die Sandmattierungsbehandlung
durchgeführt wird, ist nachfolgend beschrieben. Die Oberfläche
einer Platte aus Polyesterharzfolie, aus der die Platine 1
oder das zweite Strukturelement 22 besteht, ist sehr glatt.
Deshalb werden geeignete Unregelmäßigkeiten auf der
Oberfläche, die mit der Etikettplatte verbunden werden soll,
ausgebildet, so dass die beiden Oberflächen enger miteinander in
Kontakt kommen. Jedoch wird im Falle der IC-Karte dieses
Ausführungsbeispiel ein Aushärten durchgeführt, während die
Abdeckplatte 4 und das zweite Strukturelement 22 in engem
Kontakt mit der unteren Seite der Etikettplatte sind. Daher kann
die oben genannte Behandlung ausgelassen werden.
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Im Falle der IC-Karte dieses Ausführungsbeispiel wird zuerst
das leitfähige Muster 14 in einem Bereich auf der Platte aus
Folie entsprechend der Platine 1 ausgebildet.
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Auf der anderen Seite sind auf beiden Seiten der ersten
Strukturelementfolie vorbestimmte Mengen an Thermoplastklebemittel
aus Ester vorgesehen, so dass die Klebeschichten 212, 213 im
Endprodukt ausbildet werden können, und auch auf der unteren
Oberfläche der zweiten Strukturelementfolie ist eine vorbestimmte
Menge an Thermoplastklebemittel aus Ester vorgesehen,
so dass die Klebeschicht 223 im Endprodukt ausgebildet werden
kann. Nachdem die Klebeschichten auf die Oberflächen
aufgebracht sind, wird diese getrocknet. In einem Bereich der
ersten Strukturelementfolie, die dem ersten Strukturelement 21
entspricht, wird eine Öffnung 215 ausgebildet, und auch in
einem Bereich der zweiten Strukturelementfolie, die dem zweiten
Strukturelement 22 entspricht, ist eine Öffnung 225
ausgebildet.
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In diesem Zusammenhang wird in diesem Ausführungsbeispiel, um
die Produktionsleistung zu steigern, eine Menge an Folie, um
eine Platine entsprechend den verschiedenen Teilen des
Endprodukts herzustellen, verwendet, es ist jedoch möglich, eine
Menge an Folie zu verwenden, die vorher in ein Stück geteilt
wurde.
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Als nächstes wird die untere Oberfläche der Folie des zweiten
Strukturelements 22 auf die obere Oberfläche der Folie des
ersten Strukturelements 21 gesetzt. Ferner wird die untere
Oberfläche der Folie des ersten Strukturelements 21 auf die
obere Oberfläche der Folie der Platine 1 gesetzt. Der obige
Körper, bei dem die Schichten wie oben beschrieben gestapelt
wurden, wird heissgepresst (80ºC, 40 kgf/cm²) für ungefähr 10
Minuten und dann abgekühlt. Auf diese Weise wird der
Schichtkörper hergestellt.
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In die Verbindungslöcher, die in diesem Schichtkörper
ausgebildet sind, werden die elektronischen Bauteile mittels eines
herkömmlichen Verfahrens eingebaut, und ein Drahtbonden wird
an diesem Schichtkörper durchgeführt, wenn nötig.
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Als nächstes wird in die oben genannten Verbindungslöcher ein
Harzeinkapselungsmaterial aus Ferritteilchen und weichem
Epoxyharz eingefüllt. Es ist bevorzugt, dass Epoxyharz, dessen
Härte größer ist als die Härte des Polyesterharzes, aus dem
das Strukturelement 2 besteht, in die Verbindungslöcher
eingefüllt wird an Stelle des obigen Harzeinkapselungsmaterials, da
die elektronischen Bauteile besser geschützt werden können vor
einer Kraft, die von außen auf die IC-Karte wirkt. Nach dem
Aushärten bildet dieses Harzeinkapselungsmaterial eine
Einkapselungsschicht 3, um die in den Verbindungslöchern liegenden
elektronischen Bauteile einzukapseln.
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Als nächstes wird eine Abdeckplatte 4 in einem Bereich um das
obige Verbindungsloch angeordnet. Auf der unteren Oberfläche
der Etikettplattenfolie, aus der die Etikettplatte 51 besteht,
wurde eine vorbestimmte Menge des gleichen Klebemittels wie
vorher beschrieben aufgebracht, so dass eine
Klebemittelschicht 513 mit einer Dicke von 50 um im Endprodukt ausgebildet
werden kann, und auch eine Klebemittelschicht 513 mit einer
Dicke von 85 um kann in einem Bereich ausgebildet werden, wo
die Etikettplatte nicht im Endprodukt vorgesehen ist. Danach
wird die Etikettplatte 51 auf der oberen Oberfläche des obigen
Schichtkörpers angeordnet.
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Auf der oberen Oberfläche der Etikettplattenfolie, aus der die
Etikettplatte 52 besteht, wird eine vorbestimmte Menge des
gleichen Klebemittels wie vorher beschrieben aufgebracht; so
dass eine Klebemittelschicht 522 mit einer Dicke von 85 um im
Endprodukt ausgebildet werden kann. Danach wird die
Etikettplatte 52 auf der unteren Oberfläche des obigen Schichtkörpers
angeordnet. Dann wird der Schichtkörper heissgepresst (150 W,
40 kgf/cm²) für ungefähr 10 Minuten und dann abgekühlt.
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Als nächstes werden in einem Bereich jeder
Etikettplattenfolie, die jedem Stück des Endproduktes entsprechen,
vorbestimmte Zeichen und Zahlen aufgedruckt, z. B. Zeichen und
Zahlen, die dem Namen der Bank entsprechen, im Falle der Anwendung
bei einer Kreditkarte. Auf diese Weise wird eine
IC-Karten-Platinenanordnung mit 6 Teilen der IC-Karten hergestellt.
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Diese Platinenanordnung wird mittels eines herkömmlichen
Schneideverfahrens in Stücke geschnitten. Auf diese Weise wird
die IC-Karte dieses Ausführungsbeispiels hergestellt.
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In diesem Zusammenhang erfüllt die so erhaltene IC-Karte die
Anforderungen der ISO-Norm (85 mm · 53 mm · 0,76 mm).
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Bei der Herstellung der obigen IC-Karte ist es nicht nötig,
einen einzelnen Körper des IC-Moduls herzustellen, was Zeit
kostet und die Kosten erhöht. Ferner ist es auch nicht nötig,
dass die Außenform des IC-Moduls mit der Form des Lochs, in
welches das IC-Modul eingebaut wird, übereinstimmt, so dass
komplizierte Arbeiten verhindert werden können.
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Nur wenn die Größe (die Gesamtlänge des Außenumfangs) jeder
Öffnung 215, 225, die in jedem Strukturelement 21, 22
ausgebildet sind, angemessen angepasst ist, ist es möglich, einen
flanschförmigen Stufenabschnitt auf der Innenwand des
Verbindungsloches auszubilden. Aufgrund der Flüssigkeit eines
Einkapselungsmaterials, welches in dieses Verbindungsloch
eingefüllt wird, wird das Verbindungsloch mit dem
Einkapselungsmaterial gefüllt. Deshalb ist es möglich, eine
Einkapselungsschicht 3 auszubilden, deren Außenumfangsform die gleiche ist
wie die Form der Innenwand des Verbindungslochs. In diesem
Zusammenhang werden in diesem Fall Hohlräume in dem
Stufenabschnitt in dem Verbindungsloch während des Verfahrens der
Ausbildung der Einkapselungsschicht 3 gebildet, ein kleines
Durchgangsloch zum Atmen kann in dem Umfang der Öffnung 225
des zweiten Strukturelements 22 ausgebildet sein.
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Aufgrund der oben genau beschriebenen Anordnung hält der obige
Stufenabschnitt die Einkapselungsschicht 3 fest, auch wenn die
IC-Karte der vorliegenden Erfindung aus Versehen beim Tragen
gebogen wird, so dass die elektronischen Bauteile, die auf der
IC-Karte montiert sind, nicht aus dieser herausgelangen
können.
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Aufgrund des Vorhandenseins des obigen Stufenabschnitts wird,
auch wenn die Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil
stärker gebogen wird und die Einkapselungsschicht zum
Einkapseln der elektronischen Bauteile versucht, sich von dem
zweiten Öffnungsbereich zu trennen, die Trennung gestoppt an einer
Position nahe der Oberfläche des zweiten Öffnungsbereichs, so
dass die Trennung nicht den ersten Öffnungsbereich erreicht.
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Die IC-Karte der vorliegenden Erfindung ist in einer solchen
Weise zusammengesetzt, dass das zweite Strukturelement 22 auf
dem ersten Strukturelement 21, welches die Mitte des
Schichtkörpers bildet, angeordnet ist, und dass die Platine 1 unter
dem ersten Strukturelement 21 angeordnet ist, so dass die
Charakteristik des Schichtkörpers, wie eine
Wärmeausdehnungs-Charakteristik, und die Form (besonders die Dicke) des
Schichtkörpers in der Richtung nach oben und nach unten symmetrisch
sind. Deshalb wird der gesamte Schichtkörper nicht stark
verzogen.
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Als Ergebnis kann die Produktionsleistung weiter verbessert
werden, und die elektronischen Bauteile können besser am
Herausgelangen gehindert werden. Da eine kostengünstige dünne
Platte aus Polyesterfolie von hoher Qualität positiv für die
Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, kann die Qualität des Produkts noch
mehr verbessert werden, und die Kosten können noch weiter
gesenkt werden.
Ausführungsbeispiel 2
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Eine IC-Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4
gezeigt. Auf der oberen Seite des zweite Strukturelements 22,
welches die gleiche Öffnung 225 wie im Ausführungsbeispiel 1
aufweist, ist ein Hilfs-Strukturelement 23 vorgesehen, welches
die gleiche Hilfsöffnung 235 wie die Öffnung 215 aufweist. Auf
der unteren Seite der gleichen Platine 1 wie im
Ausführungsbeispiel 1 ist ein Hilfs-Platinenelement 24 vorgesehen.
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In diesem Fall ist die Dicke des zweiten Strukturelements 22,
des Hilfs-Strukturelements 23, der Platine 1 bzw. des Hilfs-
Platinenelements 24 auf 60 um festgelegt. Weiterhin wird die
Dicke jeder Klebeschicht verändert, damit die Gesamtdicke der
IC-Karte den Anforderungen der ISO-Norm genügt. Mit Ausnahme
der obigen Punkte ist die IC-Karte dieses Ausführungsbeispiels
die gleiche wie die des Ausführungsbeispiels 1. Sowohl das
Hilfs-Strukturelement 23 als auch das Hilfs-Platinenelement 24
sind aus Folienplatten aus Polyesterharz gebildet, wie sie für
die Platine 1 des Ausführungsbeispiel 1 verwendet werden.
Dementsprechend sind das zweite Strukturelement 22 und die
Platine 1 in einem symmetrischen Verhältnis in Bezug auf die
Aufwärts- und Abwärtsrichtung angeordnet, und auch das Hilfs-
Strukturelement 23 und das Hilfs-Platinenelement 24 sind in
einem symmetrischen Verhältnis in Bezug auf die Aufwärts- und
Abwärtsrichtung angeordnet.
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In der IC-Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Form
des zweiten Strukturelements 22 so aufgebaut, dass es in die
Einkapselungsschicht eingreift. Dementsprechend, verglichen
mit den elektronischen Bauteilen im Ausführungsbeispiel 1,
werden die elektronischen Bauteile im Ausführungsbeispiel 2
noch stärker daran gehindert herauszugelangen.
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Der Querschnittsaufbau in Längsrichtung der IC-Karte dieses
Ausführungsbeispiels ist symmetrisch. Dementsprechend kann das
Auftreten eines starken Verziehens verhindert werden, auch
wenn die elektronischen Bauteile auf der IC-Karte montiert
sind. Die Platine 1, das erste Strukturelement 21, das zweite
Strukturelement 22, das Hilfs-Strukturelement 23 und das
Hilfs-Platinenelement 24 sind aus besonders dünnen
Folienplatten (60 um) gebildet. Dementsprechend ist die mechanische
Festigkeit hoch, obwohl die Kosten niedrig sind.
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Schließlich wird eine Abwandlung des zweiten
Ausführungsbeispiels, mit dem die gleiche Wirkung erzielt werden kann,
beispielhaft in Fig. 5 gezeigt. In gleicher Weise ist eine
Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels beispielhaft in Fig.
6 gezeigt. Die gleichen Bezugszeichen wurden verwendet, um
gleiche Teile in Fig. 1 bis 4 zu bezeichnen.
Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist die
Einkapselungsschicht zum Einkapseln des elektronischen Bauteils mit der
Platine oder dem Strukturelement, das innerhalb der
Außenumfangslinie der Einkapselungsschicht angeordnet ist, in
Eingriff, auch wenn die Vorrichtung mit einem elektronischen
Bauteil gebogen wird, so dass verhindert wird, dass das
elektronische Bauteil herausgelangt. Ferner kann die Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil der Erfindung leicht hergestellt
werden. Deshalb können die Kosten für die Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil deutlich verringert werden.
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Zusätzlich zu der vom oben beschriebenen ersten Aspekt der
Erfindung erzielten Wirkung, tritt bei der Vorrichtung des
zweiten Aspekts der Erfindung die Trennung nur in einem Bereich
nahe der Oberfläche der zweiten Öffnung auf und erreicht nicht
die erste Öffnung, auch wenn die Vorrichtung stärker gebogen
wird und die Einkapselungsschicht zum Einkapseln des
elektronischen Bauteils von der zweiten Öffnung getrennt wird.
Dementsprechend ist es für die elektronischen Bauteile
schwieriger, aus der Vorrichtung herauszugelangen.
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Zusätzlich zu der vom oben beschriebenen zweiten Aspekt der
Erfindung erzielten Wirkung, werden bei der Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil des dritten Aspekts der
Erfindung, wenn die Vorrichtung hergestellt wird, das erste
Strukturelement und das zweite Strukturelement auf der oberen
Oberfläche der Platine gestapelt, und nachdem das elektronische
Bauteil auf der Platine montiert wurde, werden sie von einem
Einkapselungsmaterial eingekapselt, und ein Oberflächenelement
wird angeordnet, wenn nötig. Wie oben beschrieben, ist das
Herstellungsverfahren einfach. Deshalb ist es überhaupt nicht
nötig, ein kompliziertes IC-Modul herzustellen, welches
üblicherweise übernommen wurde. Dementsprechend kann die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung leicht und wirksam hergestellt
werden.
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Zusätzlich zu der vom oben beschriebenen dritten Aspekt der
Erfindung erzielten Wirkung werden in der Vorrichtung mit
einem elektronischen Bauteil des vierten Aspekts der Erfindung,
auch wenn die Temperaturen der Platine und der
Strukturelemente geändert werden, so dass Wärmeausdehnung und
-schrumpfung auftritt, diese unter im wesentlichen gleichen
Bedingungen gedehnt und geschrumpft, da das erste Strukturelement
zwischen der Platine und dem zweiten Strukturelement liegt.
Dementsprechend ist es schwierig für die Vorrichtung der
Erfindung, sich zu verziehen, wenn sie hergestellt und verwendet
wird.
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Zusätzlich zu der vom oben beschriebenen vierten Aspekt der
Erfindung erzielten Wirkung wird in der Vorrichtung mit einem
elektronischen Bauteil des fünften Aspekts der Erfindung eine
kostengünstige dünne Platte aus Polyesterfolie positiv
verwendet, deren Wärmeausdehnungseigenschaft hervorragend ist. Mit
anderen Worten sind die Kosten dieser Vorrichtung mit einem
elektronischen Bauteil sehr niedrig, und die Qualität ist sehr
hoch.
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Die Vorrichtung mit einem elektronischen Bauteil des siebten
Aspekts der vorliegenden Erfindung schlägt eine IC-Karte vor,
für die die Wirkungen des ersten, zweiten, dritten, vierten
und fünften Aspekts der Erfindung besonders erwünscht sind.