JP4179423B2 - 金属リードフレームに基づく埋め込みモジュールと二面チィプカバーを有するデータ媒体 - Google Patents

Description

本発明は、書込／読出ステーションと無接点通信を行うように構成され、媒体本体を具えるデータ媒体であって、前記媒体本体内の槽状の凹部と、この凹部が形成された後にこの凹部内に挿入されたモジュールであって、前記データ媒体の周囲環境に対して電気的に絶縁されている当該モジュールとを有し、前記モジュールが、媒体／コンタクト構造体と、媒体／コンタクト構造体により支持されているチィップと、電気的絶縁材料のチィップカバーとを具え、前記チィップカバーが、前記媒体／コンタクト構造体に連結されると共に、前記媒体／コンタクト構造体により得られる２個のモジュールコンタクトと前記チィップとを覆っており、各モジュールコンタクトが、前記チィップのチィップコンタクトと、前記データ媒体内に埋設された無接点通信を行うための送信コイルのコイルコンタクトとの両方に電気的に接続されている当該データ媒体に関するものである。
この冒頭部で述べた形式のデータ媒体は、例えば国際公開パンフレットのＷＯ９７／０５５６９号の明細書から既知である。この既知のデータ媒体において、モジュールの媒体／コンタクト構造体は、所謂エポキシフレームを用いて製造され、エポキシ材料の連続する媒体プレートと、この媒体プレートの、データ媒体の周囲環境から離れた側に配置された２個のモジュールコンタクトとを具えており、各コンタクトは、好ましくは媒体プレート上にプリント回路技術により形成された銅層で構成されている。この媒体／コンタクト構造体は比較的高価であり、全高が高く、しかも曲げ負荷に対して比較的大きな抵抗を有している。このことは、データ媒体を、しばしば曲げ負荷を受けるクレジットカードのようなカード状データ媒体とする場合に特に不利である。なぜなら、この場合、曲げ負荷により、モジュールコンタクトとモジュールコンタクトに連なる領域のコイルコンタクトとの間の電気的接続部に中断を生じ易いためである。
本発明の目的は、上述した問題を防止又は少なくとも低減し、改良されたデータ媒体を実現することにある。この目的を達成するため、本発明によるデータ媒体は、冒頭部で規定した形式のデータ媒体において、前記挿入されたモジュールの媒体／コンタクト構造体が、金属リードフレームにより形成されており、且つ２個の側方部分と、これら側方部分間に位置しこれら側方部分とほぼ共平面にある中央部分とを具え、前記２個の側方部分と前記中央部分とは、電気的には互いに絶縁されているが、機械的には前記チィップカバーにより互いに連結されており、前記２個の側方部分が２個のモジュールコンタクトを形成し、前記中央部分が前記チィップを支持しており、前記チィップカバーは、前記媒体／コンタクト構造体に対して二面構造を有すると共に、前記データ媒体の周囲環境の近くに位置する外側部分と、データ媒体の周囲環境から離れた側に位置し且つ２個の通路を有する内側部分とを具え、これら通路の各々を介して、前記モジュールコンタクト及び前記コイルコンタクトが、導電性媒質により電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明による方策には、所謂金属リードフレームを用いて製造される媒体／コンタクト構造体、つまりこのようにして製造されるモジュールを、所謂インプラント（埋め込み）技術に基づいて製造されるデータ媒体に用いることができる利点がある。このような金属リードフレームを用いて製造される媒体／コンタクト構造体は、エポキシフレームを用いて製造される媒体／コンタクト構造体と比較して以下のような利点がある。第１に、金属リードフレームに基づく媒体／コンタクト構造体によればその全高をより低くしうる。第２に、このような構造体は、曲げ応力が作用した場合により大きな可撓性を呈するので、本発明によるデータ媒体に比較的大きな曲げ負荷が作用しても、データ媒体のモジュールの媒体／コンタクト構造体にいかなる悪影響も与えず、モジュールコンタクトとコイルコンタクトとの間にいかなる中断も生じない。第３に、このような構造体は、大幅に安価に製造することができる。この本発明による構造体の別の大きな利点は、モジュールをデータ媒体の周囲環境に対して絶縁するための個別の手段が不要なことである。この理由は、チィップカバーの外側部分がこの絶縁機能を達成するからである。さらに、チィップカバーの内側部分の通路により、モジュールコンタクト及びコイルコンタクトを接続する導電接続媒質が、これら通路により規定される空間内でのみ利用されうるようにすることができ、それにより、接続媒質が不所望な短絡を生じないようにしうる。
請求項２に記載した本発明の変形例によれば、モジュールコンタクトとチィップコンタクトとの間の電気的接続及びモジュールコンタクトとコイルコンタクトとの間の電気的接続を互いに独立して設け及び配置することができるという利点が得られる。この理由は、これらの接続が媒体／コンタクト構造体の互いに反対側に配置されるからである。
請求項３に記載の本発明の変形例によれば、チィップカバーの外側部分により槽状の凹所が完全に満たされるので、この槽状の凹部がチイツプカバーの外側部分により完全に密封されるという利点が得られる。
請求項４に記載の本発明の変形例によれば、各通路内に含まれる接続媒質が、モジュールコンタクト及びコイルコンタクトを電気的に接続するように作用するだけでなく、モジュールを槽状の凹部に機械的に結合させるのにも役立つという利点がある。導電性接着剤の代わりに、他の導電性接続媒質を用いることができ、例えば導電性の銀ペーストのような導電性ペーストや他の材料も用いることができる。
本発明の上述した及び他の観点は、後述する実施例から明らかとなるであろう。
本発明を、図面を参照して詳細に説明する。これらの図面は一例として示すものであり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
図１及び図２はデータ媒体１の一部を示し、本例ではこのデータ媒体は所謂チィップカードの形態をなし、専ら書込／読取ステーションと無接点でデータのやりとりを行うように設計されている。
データ媒体１は媒体本体２を有し、本例ではこの媒体本体２は、前述した国際公開パンフレットのＷＯ９７／０５５６９号明細書に開示されているように、積層プロセスを用いて複数の積層されたプラスチック層で形成する。この国際公開パンフレットのＷＯ９７／０５５６９号明細書に開示されている構成要件は本明細書において参考として記載する。但し、媒体本体２は射出成形プロセスにより製造することもできる。
データ媒体１の媒体本体２は槽状の凹部３を有する。データ媒体１は、凹部３が形成された後に凹部３内に差し込まれたモジュール４を具え、このモジュール４は後述するように、周囲のデータ媒体１から電気的に絶縁されている。モジュール４は、別の部材、すなわち媒体／コンタクト構造体５、チィップ６、チィップ６を覆う電気的絶縁材料のチィップカバー７、及び２個のモジュールコンタクトをさらに具え、これらの部材については後述することにする。
図２から明らかなように、媒体／コンタクト構造体５は、データ媒体１の周囲環境に最も近い側８でチィップ６を担持し、このチィップ６は図２に図示されていない接着剤により媒体／コンタクト構造体５に固定されている。チィップ６はチィップカバー７内に埋設され、このチィップカバーはプラスチックで作られ媒体／コンタクト構造体５に連結している。
データ媒体１において、凹部３を形成した後この凹部３内に挿入されるモジュール４の媒体／コンタクト構造体５は、導電性金属又は導電性金属合金すなわち銅合金から構成される所謂リードフレームを用いて製造される。当業者にとって、このような金属リードフレームを用いることは他の種々の目的において既知である。しかしながら、現在に至るまで、このような金属リードフレームを、埋め込み可能なモジュール４の製造のために又はこのような埋め込み可能なモジュール４用の媒体／コンタクト構造体５の製造に用いる試みはなされていない。
金属リードフレームを用いて製造されるモジュール４の媒体／コンタクト構造体５は、２個の側方部分９及び１０と、これら２個の側方部分９及び１０とほぼ共平面にある中央部分１１とを具える。２個の側方部分９及び１０の各々はＵ字状をなし、これら側方部分９及び１０の各々はそれぞれウェブ部分１２及び１３並びに２個のリム部分１４，１５及び１６，１７をそれぞれ具える。中央部分１１は２個の側方部分９及び１０のＵ字形状に適合する形状を有し、中央部分１１はほぼ方形の中央区域１８と２個の周辺区域１９及び２０とを有し、これら周辺区域１９及び２０は、中央区域１８より狭く且つ中央区域１８から横方向に突出している。
２個の各側方部分９及び１０と中央部分１１との間に、四辺形の分離領域２１及び２２を設ける。各分離領域２１又は２２は、チィップカバー７の同一四辺形状の部分２３又は２４を収容し、それにより、２個の側方部分９及び１０と中央部分１１とは互いに電気的に絶縁される。
２個の側方部分９及び１０の各々は、溝２５、２６、２７、２８、２９及び３０並びに孔３１、３２、３３、３４、３５及び３６を有する。さらに、中央部分１１の周辺区域１９及び２０に孔３７及び３８を形成する。チィップカバー７の部分３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１及び５２は、溝３１、３２、３３、３４、３５及び３６及び並びに孔３７及び３８と精密に整合する。部分３９〜５２は、２個の側方部分９及び１０並びに中央部分１１に関連しており、このようにして２個の側方部分９及び１０と中央部分１１とがチィップカバー７により互いに機械的に連結されている。
モジュール４において、中央部分１１はチィップ６を担持している。２つの側方部分９及び１０は、互いに及び中央部分１１に対して絶縁されており、前述したようにモジュール４のモジュールコンタクトを直接的に形成している。これらモジュールコンタクトは、いわゆるボンディングワイヤ５３及び５４の各々を介して、図２に点で示されるチィップコンタクト５５及び５６に接続されており、またデータ媒体１すなわち媒体本体２内に埋め込まれた、誘導性無接点通信用の通信コイル５９のコイル接点５７及び５８にそれぞれ接続している。
図２に示すように、データ媒体１すなわちデータ媒体１のモジュール４において、チィップカバー７は、媒体／コンタクト構造体５に対して二面カバーとして構成し、データ媒体１の周囲環境に近くに位置する外側部分６０及びデータ媒体１の周囲環境から離れた内側部分６１を有するようにするのが有利である。これら外側部分６０及び内側部分６１はチィップカバーの部材３９〜５２を介して互いに接続する。二面チィップカバー７はプラスチックで作られ、射出成形プロセスにより簡単且つ高精度に製造される。
本例において、チィップ６は、中央部分１１のデータ媒体１の周囲環境に近い側８で中央部分１１に連結されており、よってチィップカバー７の外側部分６０により覆われている。さらに、槽状の凹部３の深さ方向と直交する方向で切ったチィップカバーの外側部分６０の断面形状と、凹状の凹部３の深さ方向と直交する方向で切った凹部３の断面形状とは、ほぼ等しいので、チィップカバー７の外側部分６０の側面は凹部３の側方境界面と衝合し、凹部３はチィップカバー７の外側６０により適切にシールされる。
モジュール４を凹部３内に固定するため、チィップカバー７の内側部材６１の最も深い境界面６２と凹部３の底部の境界面６３との間に接着剤層６４を形成する。
図２から明らかなように、チィップカバー７の内側部分６１は、モジュールコンタクト９又は１０を形成する側方部分まで延在する２個の通路６５及び６６を有し、媒体本体２は２個のエントランス６７及び６８を有し、これらエントランスは、２個の通路６５及び６６に並んで配置されると共に各コイルコンタクト５７及び５８までそれぞれ延在する。通路６５及び６６並びにエントランス６７及び６８は、導電性接続媒質６９及び７０好ましくは導電性接着剤で充填され、これら導電性接続媒質６９及び７０は、モジュールコンタクトを形成する側方部分９及び１０並びにコイルコンタクト５７及び５８に機械的及び電気的に接続する。導電性接着剤を接続媒質６９及び７０として用いることは、導電性接着剤が側方部分９及び１０の保持、従ってモジュール全体の保持にも寄与するという利点がある。
図１及び図２に示すデータ媒体１により得られる利点は、媒体／コンタクト構造体５が全体として比較的低い高さしか必要としないことである。この理由は、金属リードフレームを用いて製造される媒体／コンタクト構造体５の側方部分９及び１０並びに中央部分１１が、約８０μｍの厚さしか有しないためであり、所望の場合にはそれ以下とすることができる。これにより、わずか約３８０〜４００μｍの全高のモジュール４を製造することができ、極めて薄いデータ媒体、特に極めて薄いチィップカードの製造に特に有益である。本データ媒体の別の利点は、導電性金属又は導電性金属合金、好ましくは銅合金により作られる側方部分９及び１０並びに中央部分１１が、比較的高い可撓性を有するので、データ媒体が比較的大きな曲げ負荷を受けても、媒体／コンタクト構造体５は、側方部分９及び１０からコイルコンタクト５０及び５１への電気接続に悪影響を与えることなく、データ媒体１に作用する曲げ負荷に応じて弾性変形することができる。データ媒体１の更に他の大きな利点は、金属リードフレームにより製造されるモジュール４は、所謂エポキシのリードフレームにより製造されるモジュールよりも大幅に安価なことである。本データ媒体１は、モジュール４を絶縁するために別の絶縁手段が不要な利点を有する。この理由は、チィップカバー７の外側部材６０がこの絶縁の目的に用いられるからである。チィップカバー７の内側部材６１の通路６５及び６６により、モジュールコンタクト９及び１０とコイルコンタクト５７及び５８との間に正確且つ適切な電気的接続が得られる。
本発明は、一例として示した上述した実施例だけに限定されるものではない。変形例として、媒体／コンタクト構造体は異なる形状の側方部分及び異なる形状の中央部分を有することができる。さらに、チィップは、中央部分の、データ媒体の周囲環境から離れた側で中央部分に接続することができ、この場合チィップカバーの外側部分は、単にデータ媒体の周囲環境からモジュールを電気的に絶縁するように作用することになる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施例に基づくデータ媒体を図２のラインＩ−Ｉで切断した場合の拡大断面図を示す。
図２は、図１のデータ媒体を図１のラインＩＩ−ＩＩで切断した場合の断面図を示す。

Claims (4)

1. 書込／読出ステーションと無接点通信を行うように構成され、媒体本体を具えるデータ媒体であって、
   前記媒体本体内の槽状の凹部と、この凹部が形成された後にこの凹部内に挿入されたモジュールであって、前記データ媒体の周囲環境に対して電気的に絶縁されている当該モジュールとを有し、
   前記モジュールが、媒体／コンタクト構造体と、媒体／コンタクト構造体により支持されているチィップと、電気的絶縁材料のチィップカバーとを具え、前記チィップカバーが、前記媒体／コンタクト構造体に連結されると共に、前記媒体／コンタクト構造体により得られる２個のモジュールコンタクトと前記チィップとを覆っており、
   各モジュールコンタクトが、前記チィップのチィップコンタクトと、前記データ媒体内に埋設された無接点通信を行うための送信コイルのコイルコンタクトとの両方に電気的に接続されている当該データ媒体において、
   前記挿入されたモジュールの媒体／コンタクト構造体が、金属リードフレームにより形成されており、且つ２個の側方部分と、これら側方部分間に位置しこれら側方部分とほぼ共平面にある中央部分とを具え、
   前記２個の側方部分と前記中央部分とは、電気的には互いに絶縁されているが、機械的には前記チィップカバーにより互いに連結されており、
   前記２個の側方部分が２個のモジュールコンタクトを形成し、前記中央部分が前記チィップを支持しており、
   前記チィップカバーは、前記媒体／コンタクト構造体に対して二面構造を有すると共に、前記データ媒体の周囲環境の近くに位置する外側部分と、データ媒体の周囲環境から離れた側に位置し且つ２個の通路を有する内側部分とを具え、
   これら通路の各々を介して、前記モジュールコンタクト及び前記コイルコンタクトが、導電性媒質により電気的に接続されていることを特徴とするデータ媒体。
2. 前記チィップは、前記中央部分の、データ媒体の周囲環境の近くの側で当該中央部分に連結されており、且つ前記チィップカバーの前記外側部分により覆われていることを特徴とする請求項１に記載のデータ媒体。
3. 前記槽状の凹部の深さ方向と直交する方向で切断した場合の前記チィップカバーの外側部分の断面形状と、前記槽状の凹部の深さ方向と直交する方向で切断した場合の当該凹部の断面形状とが、ほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載のデータ媒体。
4. 前記チィップカバーの前記内側部分の各通路が、導電性接着剤により形成された接続媒体で満たされていることを特徴とする請求項１に記載のデータ媒体。

Images