JP6901207B2 - チップカードモジュール及びチップカードを製造するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、チップカードの分野に関する。チップカードは、支払いカード、携帯電話のためのＳＩＭカード、交通機関カード、身分証明カードなどの複数の用途を有することでよく知られている。

チップカードは、電子チップ（集積回路）からカード読み取りデバイスへ（読み出し）、またはこのデバイスからカードへ（書込み）データを伝送するための伝送手段を含む。これらの伝送手段は、デュアルインターフェースを有する「接触」、「非接触」またはその他のものでありえ、これらは２つの前述の手段を組み合わせる。本発明は特に、デュアルインターフェースチップカードの製造を可能にする。デュアルインターフェースチップカードは、「接触」及び「非接触」モードが単一のチップによって管理される場合には「デュアル」と呼ばれ、「接触」及び「非接触」モードが２つの物理的に分離されたチップによって管理され、チップのうち１つが接点に接続され、別のチップがアンテナに接続されている場合には「ハイブリッド」と呼ばれる。本発明は、ハイブリッドではなくむしろデュアルインターフェースチップカードに関する。

デュアルインターフェースチップカードは、一般にカード本体を形成するＰＶＣ、ＰＶＣ／ＡＢＳ、ＰＥＴまたはポリカーボネート型のプラスチック材料からなる剛体性キャリアからなり、その中には、別個に製造された電子モジュール及びアンテナが組み込まれている。電子モジュールは、一般に、電子チップを有して備えられたフレキシブル印刷回路基板及びチップの接続パッドに電気的に接続された接続ランドを含む。接続ランドは、カードリーダデバイスとの電気的接触による接続のために、カードを形成するキャリア表面において、電子モジュールと同一平面である。デュアルインターフェースチップカードはさらに、チップと高周波システムとの間でデータを伝達するための、データを非接触で読み出しまたは書き込み可能にするための少なくとも１つのアンテナを含む。

従来技術において、一方において接点及びチップを含み、他方においてキャリア内に将来的に集積されたアンテナ（インレー式）を含む電子モジュールは、一般的に、別個に製造され、その後、アンテナがモジュールに接続される。アンテナは、カードの製造性、製造収率及び使用時の信頼性に悪影響を有する複雑な方法を用いてモジュールに接続される。

本発明の目的は、この種類の方法を単純化し、より信頼性あるものとすることである。

この目的は、チップカードのモジュールを製造するための方法であって、
第１の主面及び第２の主面を有する基板が、基板の第１の主面上に、接触カードリーダーデバイスと一時的な電気的接続を形成するための接点を有して備えられ、
電子チップが基板に取り付けられ、
少なくとも１つのワイヤーの第１の端部が、チップの接続パッドに直接接続され（「直接」とは、ワイヤーの第１の端部とチップの接続パッドとの間にその他の導体、中間導体または接続ランドが存在しないことを意味する）、
チップ及びワイヤーの第１の端部が樹脂内に封止されるが、ワイヤーの第２の端部が、樹脂の外側に残される、方法によって少なくとも部分的に達成される。

これらの構成によって、また特にモジュールの製造後に封入されない状態であるチップとアンテナとの間の接続ワイヤーの端部（前述の「第２の端部」と称する）のために、アンテナの接続ランドとの直接（すなわち、その他いかなる導体、中間導体または接続ランドを有さない）接続を形成するために使用することが可能になる。本発明に従う方法は、ワイヤーの第２の端部が前面（「接続面」とも称される）または背面（「接合面」とも称される）上の導電配線に取り付けられ、この導電配線自体が、例えばはんだによって、及び／もしくは別のワイヤーの助けを借りて、アンテナの接続ランドに接続されなければならないような先行技術の方法に対して、単純化を利用可能にする。

チップカードモジュールを製造するための本方法は、他の特徴とは独立であるか、または１つもしくは複数の他の特徴と組み合わせられると考えられる以下の特徴のいずれか１つを潜在的に含む。

本方法は、ワイヤーの第２の端部が、基板を通して予め形成された接続ウェルを通して移設パッドに固定される段階を含み、この構成により、ワイヤーの第２の端部を、別の方法（例えば後述のようにホットメルト材料の層を用いる）で保持されうるまで保持することが可能になる。

本方法は、ワイヤーの第１の端部に接続されたチップの周りに切断がなされ、この切断がモジュールの境界を定め、分離されたモジュールの最終的な寸法を画定し、内部にワイヤーの第２の端部が固定された接続ウェルが、切断後にモジュールの外側に配置される段階を含み、そのため、この場合一時的構造に対応する接続ウェルが、完成した製品ではもはや見えなくなる。

本方法は、ワイヤーの１つの部分がアクセス可能となり、別の部分が基板とホットメルト材料との間に保持されるように、ホットメルト材料が基板の第２の主面に適用される段階を含み、例えば、窓を通してワイヤーをアクセス可能な状態のままにして、窓がホットメルト材料に形成される。

本方法は、モジュールが最終的な寸法（すなわち、カード内に収容される際のモジュールの寸法）に従ってダイシングすることによって分離される段階を含み、アクセス可能な状態にされたワイヤーの部分が、分離されたモジュールの上に配置される。

別の態様によれば、本方法はチップカードを製造するための方法に関する。本方法は、第１の主面及び第２の主面を有する基板を含むモジュールを製造する段階であって、基板の第１の主面に、接触カードリーダーデバイスと一時的な電気的接続を形成するための接点を有し、基板に取り付けられた電子チップを含む、モジュールを製造する段階と、
キャリア上にアンテナを製造する段階であって、このアンテナが、それぞれ接続ランドを有して備えられた２つの端部を含む、アンテナを製造する段階と、
モジュールを収容し、アンテナの接続ランドを露出することを意図された、キャリアを少なくとも部分的に覆うカードの少なくとも１つの層内にキャビティを製造する段階と、
少なくとも１つのワイヤーの第１の端部を、チップの接続パッドに直接接続する段階と、
将来的にキャビティ内にモジュールが挿入された後に、このワイヤーの部分をアンテナの接続ランドに直接接続される段階と、を含む。

チップカードを製造するための本方法は、他の特徴とは独立する、または１つもしくは複数の他の特徴と組み合わせられると考えられる以下の特徴のいずれか１つを潜在的に含む。

ワイヤーの第１の端部が、封入樹脂内に封入される。

封入樹脂の外側に、ホットメルト材料を用いて基板上に少なくとも部分的に、ワイヤーの１つの部分が保持される。

チップに接続されたワイヤーの１つの部分が、サーモードを、基板の第１の主面（接触面）上に配置された接点に取り付けることによって、アンテナの接続ランドにはんだ付けされる。

別の態様によれば、本発明はチップカードモジュールに関する。このチップカードモジュールは、第１の主面及び第２の主面を有する基板であって、基板の第１の主面上に、接触カードリーダーデバイスと一時的な電気的接続を形成するための接点を有する、基板と、
基板に固定された電子チップと、
チップの接続パッドに、第１の端部によって接続された少なくとも１つのワイヤーと、を含み、
チップ及びワイヤーの第１の端部が、樹脂内に封入される。

このチップカードモジュールにおいて、ワイヤーの１つの部分が樹脂の外に延在する。

将来的に、このチップカードモジュールは、追加的に、基板の第２の主面に適用されたホットメルト材料の層を含み、ワイヤーの少なくとも１つの部分を、ホットメルト材料によって覆われていない状態のままにする。

別の態様によれば、本発明はチップを有するモジュール及びアンテナを含むチップカードに関する。このチップカードは、追加的に、チップの接続パッドに直接接続された第１の端部と、アンテナの接続ランドに直接接続された部分とを有する少なくとも１つのワイヤーを含む。将来的に、ワイヤーの第１の端部が、チップとともに、樹脂内に封入され、封入樹脂の外側の部分が、ホットメルトシート内に形成された開口部を通して、アンテナの接続ランドにはんだ付けされる。

本発明のその他の特徴及び利点は、詳細な説明および添付された図面を読むことによって明らかになるであろう。

本発明に従うチップカードの、斜視図における概略図である。 図１のチップカードの分解斜視図における概略図である。 図１及び２に示すようなチップカードモジュールの製造のための基板ストリップの一部の上面から、及び前面から見た概略図である。 背面から見た、図３の基板ストリップの分解斜視図における概略図である。 図１及び２に示すようなチップカードモジュールの斜視図における概略図である。

図１に示されるように、チップカード１はモジュール２を含む。チップカード１は、互いの上部にラミネートされた複数の層３、４、５からなる。

例えば、図２に示されるチップカードは、下面層３、アンテナキャリア（インレー式）４、及び上面層５を含む。

下面層３及び上面層５は、例えば、ＰＶＣの印刷層でありうる。

アンテナキャリア４は、それ自体が一般に、周知の方法で、複数の層からなり、その間にワイヤーアンテナまたは、金属シートにエッチングされたアンテナが集積される（図２において、２つの層の間に挿入されたアンテナ６が点線で表されている）。アンテナキャリア４を形成する様々な層も、例えばＰＶＣからなる。

アンテナ６は、例えば、カード１の周辺に延在するいくつかのループに巻かれた導電配線を含む。配線の２つの端部のそれぞれは、接続ランド７に接続される。接続ランド７は、アンテナキャリア４の上部層９に形成された開口部８において少なくとも部分的に見ることができ、アクセス可能である。接続ランド７は、例えばはんだパッド１０を含む。はんだパッド１０は、１２０℃から２３０℃の間、より好適には１６０℃から１９０℃の間の融点を有する材料からなる。

チップカード１を製造するための方法の実施において、下面層３、上面層５及びアンテナキャリア４は１つにラミネートされ、次いでキャビティ１１が、内部にモジュール２を収容し、それぞれはんだパッド１０を備えるアンテナ６の接続ランド７を露出するように、上面層５に開けられる。

さらに、モジュール２を製造する方法は、フレキシブル基板１３上への金属接点１２の製造を含む（図３を参照）。基板１３は第１の主面１４及び第２の主面１５を含み、接点１２が基板１３の第１の主面１４上に設けられる（前面または接触面）。

これらの接点１２は、例えば周知の方法で、誘電体基板（例えばエポキシガラス）によって支えられた金属シート（例えば銅合金）をエッチングすることによって、または金属パターンを切り出し、これらのパターンを誘電体基板上に移設することによって（リードフレーム技術）作製される。

図４に示されるように、基板１３は、接続ウェル１６を製造するように穴を開けられ、その底部は接点１２によって閉鎖される。チップ１７（モジュールにつき１個）は、基板１３の背面１５（接合面）に接合される。各チップ１７は、接続ウェル１６を通して、接点１２をチップ１７の接続パッドに接続する導電性ワイヤー１８を用いて接続される。

さらに、チップの２つの接続パッドもそれぞれ、接続ウェル１６を通過するワイヤー１８によって、各移設パッド１９に接続される。各移設パッド１９は、接点１２と同種の方法で、これと同時に製造される。したがって、チップ１７をアンテナ６に接続するための接続ワイヤー１８は、第１の端部によってチップ１７に、第２の端部によって移設パッド１９にそれぞれ接続される。

続いて、開口部２１、２２が形成されるホットメルト材料２０の層が、基板１３の背面１５に設けられる。このホットメルト材料２０の層によって、モジュール２を、カード１に開けられたキャビティ１１に固定することができる。開口部２１、２２は２つの種類である。１つは、チップ１７及び、チップ１７を接点１２に接続するための接続ワイヤー１８が配置される大きな開口部２１であり、もう１つは小さな窓２２であり、小さな窓２２を通して、チップ１７をアンテナ６に接続するための接続ワイヤー１８が見えたままになり、アクセス可能なままになる。チップ１７をアンテナ６に接続するためのワイヤー１８の部分２３は、これらの窓２２のそれぞれを通過する（図５を参照）。ワイヤー１８のこの部分は、各窓２２の２つの対向する側面において、ホットメルト材料２０と基板１３との間に保持される。各窓２２を通過する、ワイヤー１８の部分２３は、比較的自由である。これは、基板１３の表面上を、基板に接着することなく延伸される。

封止樹脂２５は、チップ１７及び、チップ１７を接点１２に接続するためのワイヤー１８を覆う。封止樹脂２５の塊は、大きな開口部２１の縁によって閉じ込められる。チップ１７をアンテナ６に接続するためのワイヤー１８の部分２３が通る窓２２には、樹脂２５はない。

完成し、分離されたモジュール２において、ホットメルト材料２０の層は、チップ１７の全体の周囲に枠部を形成する。２つの窓２３のみが、この枠部から切り出される。これらの窓２３の寸法は比較的小さい（例えば１ｍｍ×２ｍｍ）。そのため、これらの窓２３の存在は、実際上、キャビティ１１をカード１に開ける（図２を参照）際に形成された縁２４へのモジュール２の接着に影響を与えない。

モジュール２を切断し、その最終寸法へ分離した後、チップ１７をアンテナ６へ接続するためのワイヤー１８の第２の端部が接続された移設ウェル１９は除去される。

続いて、モジュール２が、チップカード１に開けられたキャビティ１１内に挿入される。チップ１７をアンテナ６に接続するためのワイヤー１８が通過する窓２３は、アンテナ６の接続ランド７に面して配置され、これはキャビティ１１内に見えたままにされる。

サーモード（図示されない）が、モジュール２の接触面１４に設けられる。サーモードによって提供された熱が、モジュール２の背面１５に配置されたホットメルト材料２０を再び活性化させる。ホットメルト材料２０は、キャビティ１１を開ける間に、キャビティ１１内に形成された縁２４に接着する。さらに、サーモードは、アンテナ６の接続ランド７に配置されたはんだパッド１０を融解させる。サーモードは、例えば、１２０℃から２５０℃の間の温度まで加熱される。サーモードとはんだパッド１０との間の熱伝導は、良好な熱伝導体である接点１２、及び基板１３のみを通過する場合に特に効果的である。

はんだパッド１０の融解したはんだは、各窓２２を通過するワイヤー１８の部分２３と接触するようになる。そのため、はんだで部分的に被覆されたワイヤー１８の部分２３は、アンテナ６と電気的に接続される。さらに、はんだは基板１３またはホットメルト材料２０に接着しないため、はんだ内に保持されたワイヤー１８の部分２３は、アンテナ６の接続パッド７に剛体的に固定されるが、モジュール２に対する動きは比較的自由なままである。ワイヤー１８のこのような相対的に自由な動き及び伸展の特性は、使用時に、カード１の本体の残りの部分に対するモジュール２の動きの補償、及びそれらの間に発生した応力の吸収を可能にし、従来技術のカードでみられることがあったアンテナ６の突然の断線を防止することが可能になる。

１ チップカード
２ モジュール
３ 下面層
４ アンテナキャリア
５ 上面層
６ アンテナ
７ 接続ランド７
８ 開口部
９ 上部層
１０ はんだパッド
１１ キャビティ
１２ 金属接点
１３ フレキシブル基板
１４ 第１の主面
１５ 第２の主面
１６ 接続ウェル
１７ チップ
１８ 導電性ワイヤー１８
１９ 移設パッド
２０ ホットメルト材料
２１ 開口部
２２ 窓
２３ ワイヤー１８の部分
２４ 縁
２５ 樹脂

Claims (14)

1. チップカード（１）のモジュール（２）を製造するための方法であって、
   第１の主面（１４）及び第２の主面（１５）を有する基板（１３）が、前記基板（１３）の前記第１の主面（１４）上に、接触カードリーダーデバイスと一時的な電気的接続を形成するための接点（１２）を有して備えられ、
   電子チップ（１７）が前記基板（１３）に取り付けられ、
   少なくとも１つのワイヤー（１８）の第１の端部が、前記チップ（１７）の接続パッドに直接接続され、前記チップ（１７）及び前記ワイヤー（１８）の第１の端部が樹脂（２５）内に封止され、
   前記ワイヤー（１８）の第２の端部が、前記基板（１３）とは異なるキャリアに配置された少なくとも１つのアンテナパッドと直接接続するために、前記樹脂（２５）の外側に残されることを特徴とする、方法。
2. 前記ワイヤー（１８）の第２の端部を前記樹脂（２５）の外側に残す段階が、前記ワイヤー（１８）の前記第２の端部が、前記基板（１３）を通して予め形成された接続ウェル（１６）を通して移設パッド（１９）に固定される段階を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ワイヤー（１８）の前記第２の端部が前記移設パッド（１９）に固定されたのちに、ワイヤー（１８）の前記第１の端部に接続されたチップ（１７）の周りに切断がなされ、前記切断が、分離された前記モジュール（２）の最終的な寸法を画定し、内部に前記ワイヤー（１８）の前記第２の端部が固定された前記接続ウェル（１６）が、切断後の前記モジュール（２）の外縁部に配置されるように、前記切断がモジュール（２）の境界を定める、請求項２に記載の方法。
4. 前記ワイヤー（１８）の前記第２の端部が前記移設パッド（１９）に固定された後であって、前記チップ（１７）の周りの切断の前に、前記ワイヤー（１８）の１つの部分（２３）が露出され、別の部分が前記基板（１３）とホットメルト材料（２０）との間に保持されるように、ホットメルト材料（２０）が前記基板（１３）の第２の主面（１５）に設けられる段階を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ホットメルト材料（２０）の外縁部よりも平面視で内側に配置された窓（２２）を含み、前記ホットメルト材料（２０）が、前記ワイヤー（１８）を前記窓（２２）を通して露出されるように、前記基板（１３）の前記第２の主面（１５）に設けられる、請求項４に記載の方法。
6. 前記ホットメルト材料（２０）を前記基板（１３）の第２の主面（１５）に設ける段階において前記１つの部分（２３）が露出されたままにされ、露出した状態にされた前記ワイヤー（１８）の前記１つの部分（２３）が、分離された状態の前記モジュール（２）の上に配置されるように、前記モジュール（２）が切断する段階によって分離される、請求項４または５に記載の方法。
7. チップカード（１）を製造するための方法であって、
   第１の主面（１４）及び第２の主面（１５）を有する基板（１３）を含むモジュール（２）を製造する段階であって、前記基板（１３）の前記第１の主面（１４）に、接触カードリーダーデバイスと一時的な電気的接続を形成するための接点（１２）を有し、前記基板（１３）に取り付けられた電子チップ（１７）を含み、少なくとも１つのワイヤー（１８）の第１の端部を、前記電子チップ（１７）の接続パッドに直接接続することを含む、モジュール（２）を製造する段階と、
   キャリア（４）上にアンテナ（６）を製造する段階であって、前記アンテナ（６）が、それぞれ接続ランド（７）を有して備えられた２つの端部を含む、アンテナ（６）を製造する段階と、
   前記モジュール（２）を収容し、前記アンテナ（６）の前記接続ランド（７）を露出するように、前記キャリア（４）を少なくとも部分的に覆う前記カード（１）の少なくとも１つの層（５）内にキャビティ（１１）を製造する段階と、を含み、
   前記キャビティ（１１）に前記モジュール（２）を収容する際に、前記ワイヤー（１８）の１つの部分（２３）が、前記アンテナ（６）の接続ランド（７）に直接接続されることを特徴とする、チップカード（１）を製造するための方法。
8. 前記モジュール（２）を製造する段階において、前記ワイヤー（１８）の前記第１の端部を前記電子チップ（１７）の前記接続パッドに直接接続したのちに、少なくとも前記ワイヤー（１８）の１つの部分（２３）を除く部分及び前記電子チップ（１７）が、封入樹脂（２５）内に封入される、請求項７に記載の方法。
9. 前記封入樹脂（２５）の外側に、ホットメルト材料（２０）を用いて前記基板（１３）上に少なくとも部分的に、前記ワイヤー（１８）の１つの部分（２３）が保持される、請求項８に記載の方法。
10. 前記チップ（１７）に接続されたワイヤー（１８）の１つの部分（２３）が、サーモードを、前記基板（１３）の前記第１の主面（１４）上に配置された接点（１２）に取り付けることによって、前記アンテナ（６）の接続ランド（７）にはんだ付けされる、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 第１の主面（１４）及び第２の主面（１５）を有する基板（１３）であって、前記基板（１３）の前記第１の主面（１４）上に、接触カードリーダーデバイスと一時的な電気的接続を形成するための接点（１２）を有する、基板（１３）と、
    前記基板（１３）に固定された電子チップ（１７）と、
    前記チップ（１７）の接続パッドに、第１の端部によって接続された少なくとも１つのワイヤー（１８）と、を含み、
    前記チップ（１７）及び前記ワイヤー（１８）の前記第１の端部が、樹脂（２５）内に封入され、
    前記ワイヤー（１８）の１つの部分（２３）が、前記基板（１３）とは異なるキャリアに配置された少なくとも１つのアンテナパッドと直接接続するために、前記樹脂（２５）の外に延在することを特徴とする、チップカードモジュール。
12. 前記基板（１３）の前記第２の主面（１５）に設けられたホットメルト材料（２０）の層を含み、前記ワイヤー（１８）の少なくとも１つの部分（２３）を、前記ホットメルト材料（２０）によって覆われていない状態のままにする、請求項１１に記載のモジュール。
13. チップ（１７）を有するモジュール（２）と、前記モジュール（２）の基板（１３）とは異なるキャリアに配置されたアンテナ（６）と、を含み、前記チップ（１７）の接続パッドに直接接続された第１の端部と、前記アンテナ（６）の接続ランド（７）に直接接続された部分（２３）とを有する少なくとも１つのワイヤー（１８）を含むことを特徴とする、チップカード。
14. 前記ワイヤー（１８）の前記第１の端部が、前記チップ（１７）とともに、樹脂（２５）内に封入され、前記封入樹脂（２５）に覆われていない部分（２３）が、ホットメルトシート（２０）内に形成された開口部（２２）を通して、前記アンテナ（６）の接続ランド（７）にはんだ付けされた、請求項１３に記載のチップカード。

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