JP3981018B2 - フレキシブル回路基板の導電スルーホール形成 - Google Patents

Description

本発明はスマートカードへの搭載に適するフレキシブル回路基板における導電スルーホール形成に関する。特に、本発明は、基板を通して電気的に相互に接続される導電層を両面に有する、集積回路付きカード（ＩＣカードまたはスマートカード）用の基板、及び該当するカード並びにそのような基板を作成するための方法に関する。

上記のような基板または上記のような回路基板は通常、カードインレーとしてＩＣカード(ＩＤカード、クレジットカード、キャッシュカード等)に組み込まれ、多くの場合カード本体の独立層を構成する。回路基板の一方の面には、例えば電子部品をさらに備える導電層により形成される集積回路が存在することもあり、回路基板の他方の面には、例えば外部装置との無接触データ交換のためのアンテナコイルとして、回路基板を通して集積回路と電気的に接続されている導電層が形成されている。これは、回路基板の“導電スルーホール形成”または“貫通接続”とも称される。

導電スルーホール形成は通常、パンチまたはドリルにより貫通孔を開け、基板両面の導電層を電気的に接続するための金属シースをこの貫通孔に挿入することにより実施される。そのような導電スルーホール形成には手間がかかり、したがって費用がかかる。

特許文献１は、初めに貫通孔が基板に開けられ、次いで導電ペーストで印刷される、単層または多層回路基板の導電スルーホール形成方法を開示している。真空にすることにより、導電ペーストがコンタクト形成孔内に吸い込まれる。信頼性の高い導電スルーホールを得るためには、第１真空工程で導電ペーストを貫通孔に吸い込み、第２真空工程で導電ペーストをさらに奥に吸い込んで、導電材料の分布を確実に均一にする必要がある。
欧州特許出願公開第Ａ０８８４９７３号明細書

本発明の課題は導電スルーホール付きのフレキシブル回路基板の作成を簡素化することにある。

上記課題は、本発明によれば、特許請求の範囲の独立請求項の特徴にしたがう、ＩＣカード用基板及び該当するカード並びに関連する製造方法によって解決される。本発明の有利な実施態様及び発展形態は、従属請求項に記載される。

本発明にしたがえば、スルーホールは、回路基板からパンチで打ち抜かれるのでも、回路基板にドリルで開けられるのでもなく、切削工具、例えばストリップカッター、切断パンチ、ナイフ、レーザ等により、簡素に回路基板につくられる切開形状接続路である。あるいは、両側の導電層が接触するように、接続路領域の基板材料を圧力及び熱により押しのけることができる。

接続路をつくる前に、導電路を基板上に配置しておくことができる；あるいは接続路を作成してから、導電路を基板に設けることができる。

導電スルーホールは、多重切開形状接続路または交差形状接続路によって形成することが有利である。

本発明の別の有利な実施形態においては、点状切開部だけがつくられるように極めて短く選ばれた、切開形状接続路のための切開部が提供される。そのような切開部をつくるためには、ニードルが用いられることが好ましい。

導電スルーホール形成のために必要であれば、次いで接続路を導電材料で埋めるが、接続路は完全に埋める必要はない。回路基板の両面に配された２つの導電層の間に電気的接続がつくられれば十分である。すなわち、導電材料は両層に接していなければならない。

導電材料は所望のいずれかの材料とすることができるが、簡単に貫通孔に与えられ、おそらくは貫通孔の比較的小さい断面積による毛管作用の影響の下で貫通孔に流入する、導電性液体接着剤を用いることが好ましい。

導電材料は、計量ニードルによるか、またはスクリーン印刷によるか、あるいはインクジェット印刷によって片面または両面に与えることができ、有利である。

導電材料、特に導電性液体接着剤を与えるため、ニードルを通してニードル先端に定められた量の材料を供給することができるように、中空の計量ニードルが用いられることが好ましい。

第１の好ましい実施態様にしたがえば、定められた量の材料は、計量ニードルが接続路に誘導される前に、計量ニードル先端に、例えば先端に懸垂された材料液滴として、最初に準備される(“前計量”)。

第２の好ましい実施態様にしたがえば、最初に計量ニードルが接続路に誘導され、次いで、ニードルを通して材料が接続路に注入される(“後計量”)。前計量と後計量を組み合わせることもできる。

導電スルーホールのための導電材料として導電性の銀ペーストまたはカーボンインクを使用するには、スクリーン印刷が特に適している。

導電性インクが用いられる場合には、インクジェット印刷法が用いられることが好ましい。導電性インクの良好な流動性により、導電性インクは粘性材料よりも容易に接続路に浸入できるから、この方法は、切開形状接続路による導電スルーホール形成に特に有利である。

本発明の方法及び本発明の方法で作成された基板すなわち回路基板並びにＩＣカードは、スルーホールの作成及び接続形成のいずれもが非常に簡易な手段により極めて低費用で実現され得るという、従来の導電スルーホール形成に勝る利点を有する。精巧な装置または高価な補助材料は必要なく、導電材料を注入するための計量プロセスは制御が極めて容易である。

切開形状接続路が基板面に対して斜めに形成される場合には、さらなる導電材料の使用を省略することができる。この場合には、基板の両面の導電路が接触するように、すなわち基板表面の導電路が基板裏面の導電路に接触するように、斜方切開で得られるタブを押して互いにずらすだけで十分である。積層化により通常実施されるカードへの搭載により、接続が安定になる。

あるいは、導電スルーホールは、切開ポイント／刃を加熱できる工具を用いて作成することができる。加熱された工具が基板の一方の面の導電路上に置かれて圧力がかけられる。これにより、導電路の下にある基板が軟化し、よって基板材料が押しのけられ、基板の第１の面上の導電路が基板の第２の面上の導電路に接触して、電気的接続がつくられる。したがって、この場合には、接続路は基板材料だけにかかわり、導電路は破断されない。

以下では、例として添付図面を参照することにより、本発明を説明する。

図１ａはカード本体に搭載するに適する基板１の表面を示す。基板の表面上には、外部装置との無接触のデータ及びエネルギー交換のためのコイルの形態の導電層２が示されている。基板１の表面上に配されたコイルにはコンタクト面４，５があり、コンタクト面５はモジュールとのコンタクト形成のために設けられている。他方の、集積回路とのコイルのコンタクト形成は、導電スルーホール８によって基板１の裏面上の第２のコイルの形態の第２の導電層３(図１ｂ)と接続される、コンタクト面６により実施される。

図１の導電スルーホール形成は、導電材料で埋められた交差形状接続路８により実施されている。この接続路により、基板の裏面上のコイル３との電気的コンタクトがつくられる。同種の別の導電スルーホール７によりコンタクト面４がコイル３と接続される。図１ｂに認められるように、導電スルーホールのためにコンタクト面６１及び４１が設けられている。

導電スルーホール８が図２ａに断面で示されており、第１の切開線は黒線で示され、第１の切開線に直交する第２の切開線は灰色領域で示されている。図２ａにはさらに、本例では二重接続路の、多重接続路である、第２の種類の接続路が示されている。

図２ａに示される接続路は、片面または両面に例えば計量ニードルで与えられた、導電材料で埋められている。あるいは、用いられる導電材料の種類に依存して、スクリーン印刷またはインクジェット印刷法を用いることができる。

貫通接続されるべき個所すなわち領域を導電材料を与えると同時にまたはその直後に若干曲げて、開口をつくるかまたは広げると、導電材料を容易に浸入させることができる。

図２ｂは、先端または刃が加熱されることが好ましい工具により１つのコンタクト面６上に圧力が加えられる本発明の一実施形態を示す。熱及び圧力によりコンタクト面６がコンタクト面６１上に押し付けられ、電気的接続がつくられる。この領域にあった基板材料は熱により少なくとも粘稠になり、よって容易に押しのけることができる。

図２ｃは、工具により圧力及び熱が両面に加えられる実施形態を示す。

用いられる工具は、半田付用鉄製ビットまたは超音波ヘッドであることが有利である。そのような工具は様々な要件に比較的簡単に適合させることができる。

図２ｄは、切開が、基板及びコイルの導電性コンタクト面を通して、基板面に対して斜めに実施される実施形態を示す。この切開により、図１ａにしたがう実施例にあるように、両側のコンタクト面６と６１の間に電気的コンタクトをつくるために導電材料を用いることができる。

あるいは、切開の本実施形態においては、２つのタブ９１及び８２を、両面のコンタクト面が互いに接触し、よって電気的コンタクトをつくるように、圧力により押して互いにずらすことができる(図２ｅ)。このようにすれば、基板の表面に配されたコンタクト面６の一部が基板の裏面に配されたコンタクト面６１の一部と接触する。

図２ａ，２ｄ及び２ｅにしたがう切開部をつくるには、切断パンチまたはナイフを使用することが有利である。レーザまたは同様の工具を用いても、良好な結果を得ることができる。

本発明の基板の表面を示す 本発明の基板の裏面を示す 本発明にしたがう導電スルーホール形成の一実施形態を示す 本発明にしたがう導電スルーホール形成の別の実施形態を示す 本発明にしたがう導電スルーホール形成の別の実施形態を示す 本発明にしたがう導電スルーホール形成の別の実施形態を示す 本発明にしたがう導電スルーホール形成の別の実施形態を示す

符号の説明

１ 基板
２，３ 導電層
４，５，６，４１，６１ コンタクト面
７，８ 導電スルーホール
９１，９２ タブ

Claims (4)

1. 集積回路を備えたカードのための基板であって、基板の両面２つともに導電材料の被覆が施され、前記２つの導電層が前記基板を通して電気的に相互接続されている基板において、前記基板及び前記２つの導電層を貫通し、前記基板の両面に対して斜めに伸びる切開形状接続路を有して成り、
   前記切開形状接続路により作られたタブが、前記基板の表面の前記導電路が前記基板の裏面の前記導電路と接触するように、押されて相互にずらされていること
   を特徴とする基板。
2. 請求項１に記載の基板を備えることを特徴とする、集積回路を備えたカード。
3. 前記基板が前記カードの本体の一層を形成することを特徴とする請求項２に記載のカード。
4. 請求項１に記載の基板を作成するための方法において、
   前記基板の両面２つともに導電層を備える工程、及び
   前記基板及び前記表面と裏面の導電層を、切削工具を用いて、前記工具を取り除いた後に切開形状接続路が残るように切開する工程を含み、
   切開形状接続路が、前記基板の両面に対して斜めに伸び、前記切開形状接続路により作られたタブを押して相互にずらすことにより、前記２つの導電層を互いに接触させることを特徴とする方法。

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