KR20010075628A - 실장된 전자 소자를 갖는 제조품 및 그 제조 방법 - Google Patents

실장된 전자 소자를 갖는 제조품 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20010075628A
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청케빈퀑-타이
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추후보정
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    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
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    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
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    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16237—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
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    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
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    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
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    • H01L2225/06582—Housing for the assembly, e.g. chip scale package [CSP]
    • H01L2225/06586—Housing with external bump or bump-like connectors
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Abstract

카드는 집적 회로 또는 도전성 망 등의 전자 소자를 갖는다(도 3). "스마트 카드"로 불리우는 카드는 납땜, 전기적인 도전성 접착제 또는 유연한 전기적 도전성 접착제(206)로 형성된 전기적 연결부에 의해 일반적으로 그 표면에 장착된 전자 소자(212)를 갖는다. 카드 기판은 그위에 실장된 전자 소자(212)를 덮기에 충분한 두께로 용해되어 흐르는 접착제층으로 덮여진다. 카드 기판은 용해되어 흐르는 접착제를 용해되어 흐르게 함에 의해 결합되는 카드 블랭크(202)에 부착된다. 일 실시예에서 카드 블랭크는 전자 소자(212) 및 카드 기판을 위치시킨 캐비티(204)를 갖는다. 다른 실시예에서 카드 기판(402)은 카드 블랭크와 같은 형태 및 크기이고 그들간의 공간은 용해되어 흐르는 접착제(424)로 충전되어 그들을 함께 결합하고 그들간에 전자 소자(410)를 실장시킨다. 또한, 카드 기판은 루프 안테나(404)를 형성하도록 증착된 도전성 접착제의 패턴을 가져서 전기적 연결부를 전자 소자에 형성하는 역할을 한다(도 13).

Description

실장된 전자 소자를 갖는 제조품 및 그 제조 방법{ARTICLE HAVING AN EMBEDDED ELECTRONIC DEVICE, AND METHOD OF MAKING SAME}
플라스틱 "신용 카드"는 어디에서나 볼 수 있다. 플라스틱 카드가 신용 또는 지불형 계정을 통해 물품 및 서비스를 구매하는 데 세계적으로 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 회원 카드, 도서관 카드, 신분 카드, 액세스 카드, 운전자의 면허증 등과 같은 많은 다른 데에도 그 사용이 빠르게 증가되어 왔다. 플라스틱 카드의 사용이 증가함에 따라, 비인증된 액세스 또는 위조 신분증을 찾는 도둑 등에 의해 오용이 증가되어 왔다.
상기와 같은 일반적인 플라스틱 카드를 사용하기 쉽게 하고 오용에 대해 보안하게 되는 제1의 혁신적인 방법은 개인 신분 정보 및 PIN 번호 등과 같은 보안 정보뿐만 아니라 계정 번호 및 만기일 등과 같은 카드 사용을 용이하게하는 정보를 인코드되게 할 수 있는 자기 재료의 스트라이프를 추가하는 방법이다. 자기 스트라이프는 제조 및 인코드하기에 쉽고 값싼 장점을 갖는다. 규격에 대한 ISO(International Standardizing Organization) 표준 및 그 카드의 스트라이프 특성으로 인해 상기 카드의 사용이 증가되어 왔다. 그후에, 카드를 다른 각도로 볼 때 색상 및/또는 디자인을 변화시키는 볼록한 "홀로그래픽" 즉 회절 격자 광 패치(patch)가 추가되었다. 상기 광 소자는 제조하기에 매우 값싸다는 장점을 가지나 제조자가 광 소자를 만들 때 복잡하고 값비싼 기계류를 사용하게 되어, 위조를 어렵게 한다.
또한, 도둑 및 위조자들이 교묘해져서 자기 스트라이프 플라스틱 카드 및 심지어 볼록한 광 패치 보안 특성을 재생할 수 있게 된다. 보안성을 향상시키기 위해, 정보 저장소가 더 복잡해져서 위조하기 더 어렵거나 더 비싼 것을 필요로 하고 복잡한 생산 기계류를 필요로 한다. 실장된 전자 소자, 특히 반도체 칩은 이제까지는 가장 좋은 해결책이었다. 그 전자 소자는 메모리 소자, 마이크로프로세서, 또는 그 결합체를 포함하고, 플라스틱 카드 블랭크에 형성된 캐비티에 보통 실장된다. 전기 신호는 "직접 접촉형" 카드 또는 태그의 경우에 플라스틱 카드상의 접촉 패드에 대한 직접적인 전기 접촉에 의해 또는 "무접촉형" 스마트 카드 또는 태그의 경우에 카드에 실장된 수신기/송신기 안테나간의 무선 주파수 신호전송에 의해 그 실장된 전자 소자의 내부로 및 외부로 결합된다. 하나 이상의 실장된 전자 소자를 포함하는 플라스틱 카드는 "스마트 카드"로 언급된다.
그러나, 종래의 스마트 카드는 보통 단단한 폴리비닐 클로라이드(PVC)로 제조되고, PVC는 폴리에스테르 열가소성(PET) 수지에 의해 점차로 대체되고 있다. 상기 열가소성 수지의 특성, 특히 용해 온도는 가용한 제조 처리 기술에서 알맞은 온도 및 시간 노출을 갖는 대부분의 부품에 사용되어야하고 그렇게 사용된다. PVC 수지는 PVC 카드 기판의 처리에서 사용된 가소제량에 따라 온도 60-80℃ 주위에서 통상적으로 연성으로 되고 변형한다. 통상적으로, 전자 소자는 매우 미세한 골드 또는 알루미늄 배선을 사용하는 배선 결합 연결부에 의해 적은 인쇄 기판 배선 전자 기판의 한면에 장착되어 전기적으로 연결된다. 적은 기판이 필요로 하는 데 왜냐하면 골드 배선의 결합은 열가소성 카드 기판이 지탱할 수 있는 온도보다 더 높은 온도 150 - 250 ℃에서 수행되야하기 때문이다. 골드 또는 알루미늄 배선을 갖는 전자 기판에 전자 소자의 입력/출력 연결부를 배선-결합한 후, 전자 소자는 수지의 글라브(glob)로써 전자 기판에 캡슐화되어 기계적 및 환경적인 보호를 한다. 배선-결합된 전자 소자를 갖는 그 중간의 전자 기판은 카드 기판에 기계적으로 또는 다른 방법으로 형성된 캐비티로 계속해서 결합되는 모듈을 형성하고, 그 결합은 60℃ 주위의 온도에서 수행된다.
도 1은 상기 형태의 종래 기술의 스마트 카드(100)의 횡단 측면도이다. 플라스틱 카드 블랭크 또는 기판(102)은 내부에 형성된 캐비티(104)를 갖는다. 전자 모듈(110)은 전자 기판(114)의 한 측면에 부착된 전자 소자(112)를 포함하고, 그 전자 기판(114)이 예를 들어 FR형 인쇄 회로 기판 재료로 된다. 온도 약 150℃에서구워진 종래의 도전성 에폭시는 전자 소자 다이(112)를 기판(114)에 부착한다. 전자 소자(112)로부터의 입력/출력 연결부가 전자 기판(114)상의 접촉 패드에 결합 배선(116)에 의해 연결되고, 그 전자 기판(114)은 다른 측면상의 외부 접촉부(118)에 연결한다. 전자 소자(112)는 통상적으로 온도 약 150℃에서 그위에 배치되거나 거기에 성형될 수 있는 캡슐제(118)에 의해 전자 기판(114)에 캡슐화된다. 접착제량은 카드 기판(102)의 캐비티(104)로 분배된 후 모듈(110)이 그 내부에 삽입되어 스마트 카드(100)를 완성한다. 상기와 같은 어셈블리 방법과 관련된 하나의 문제는 캡슐제(120) 및 접착제(106)의 분배를 정확하게 제어할 필요성이 있다는 것이어서 캐비티(104)로 완전히 삽입될 때 기판(114)의 외부 표면이 카드 기판(102)의 한 표면과 거의 동일한 평면이다. 실제로, 그것이 이루기가 어렵다. 사실상, 구워진 캡슐제(120)의 상부는 통상적으로 그라운드되어 카드에 알맞은 어셈블리에 대해 필요한 그 제어된 두께 및 평행 표면을 얻는다. 다른 단점으로서는 각 전자 소자에 대해 필요한 개별적인 취급 및 다수의 배선 결합이 필요로 되고, 분리된 개별적인 글라브 형태의 캡슐화 처리가 이루어진다. 상기 각 동작은 종래의 스마트 카드(100)의 비용을 증가시켜서, 각 카드의 비용은 고객이 구매할 때 카드당 미화 $0.50 - $1.00만큼 들 수 있다. 모듈(110)을 카드 기판(102)에 부착하기 위해 필요한 처리 시간을 감소시키도록 더 빨리 결합하고 구워지는 접착제를 사용하는 것을 제외하고는 종래의 방법에서 개선된 점이 거의 없다. 현재 생산되는 접착제는 합리적인 시간, 예를 들어 30분 이상동안 상대적으로 낮은 온도, 예를 들어 60 ℃에서 통상적으로 구워진다.
전자 소자를 스마트 카드로 배선 결합하고 어셈블링하는 비슷한 처리가 PET 수지로 형성된 카드 기판용으로 사용된다. PET 수지의 특성은 약 110 - 130 ℃의 PET의 연성화 및 변형에서 주로 PVC의 그것과 다르다. PET 수지 카드 기판에 의해, 전자 소자 모듈 부착은 중요한 문제를 야기함이 없이 약간 높은 온도, 예를 들어 120 ℃ 주위에서 수행될 수 있다. 그럼으로써, 알맞은 특성을 갖는 스마트 카드를 사용하면, 더 높은 온도 환경에서도 스마트 카드를 사용하게 하나, PVC 카드에서의 상기 설명된 동일한 문제 및 단점을 갖는다.
직접-접촉형 스마트 카드는 전자-기계 접촉부의 내구성 및 신뢰성의 제한뿐만 아니라 스마트 카드 및 카드 판독기간에 사용가능한 접촉부의 수에 의해 제한을 받게 된다. 스마트 카드의 상기 제한을 방지하는 장기간의 해결책은 무선 통신 방법을 사용하여 무접촉형 스마트 카드와 통신하는 것이다. 카드가 카드 판독기와 물리적인 접촉을 할 필요가 있을 뿐 아니라 판독기를 "가까이"할 필요가 있기 때문에, 무접촉형 스마트 카드가 요금 및 사용료 징수, 액세스 제어, 시간-출근 (attendance), 및 기타의 종래의 스마트 카드 응용에 알맞다. 스마트 카드 및 카드 판독기간의 특정한 RF 무선 통신 링크의 특성은 무엇이 특정한 응용에서 "가까이"있는 지, 그것이 문제로 되는 지 또는 인치, 피트 또는 야드, 또는 큰 거리로 되는 지를 결정한다.
통상적인 종래 기술의 무접촉형 스마트 카드(1), 예를 들어 미국 특허 제 5,880,934호의 "Data Carrier Having Seperately Provided Integrated Circuit and Induction Coil"는 도 2a 및 2b에서 평면 및 횡단 측면도이다. 종래 기술의 무접촉형 카드(1)는 2개의 외부 기판(10)을 갖고, 전기적인 도전성 접착제를 프린트하고, 핫 스탬핑에 의해 전기-도전성 코팅을 도포하고 금속 포일(foil) 또는 전기적인 도전성 코팅된 플라스틱 막 외부를 펀치함에 의해 하나의 종래의 스크린에 의해 형성된 코일 리드(8)를 갖는 유도 코일(7)이 2개의 외부 기판(10)중 하나 위에 증착된다. 분리해서, 집적 회로(4)가 전기적인 도전성 접착제를 사용해서 접촉 패드를 접촉 소자(5)에 결함함에 의해 종래의 방법으로 모듈(6)의 기판에 부착될 수 있지만, 집적 회로(4)를 캡슐화 재료의 글라브로써 배선 결합하고 덮음으로써 집적 회로(4)를 접촉 소자(5)에 부착함에 의해 모듈(6)이 제조된다. 그후, 전기적인 도전성 접착제를 사용해서 모듈(6)의 접촉 소자(5)를 유도 코일(7)의 코일 리드(7)에 연결함에 의해 모듈(6)이 상부 층(10)에 부착된다. 집적된 회로 모듈(6)을 수납하는, 단차형 캐비티(3)를 갖는 종래의 카드 블랭크는 단차형 개구부(3)를 함께 형성하는 다른 크기의 개구부(3)를 각기 갖는 2개의 내부 층(11)을 박층함에 의해 준비된다. 선택적으로, 몰딩, 머시닝 또는 핫-포밍(forming)함에 의해 형성된, 단차형 개구부(3)를 갖는 하나의 내부 층(11)이 사용되거나, 모듈(6)이 개구부(3)에 삽입되기 전에 그 내부 층(11)이 하부 외부층(10)에 박층화될 수 있었다. 최종적으로, 모듈(6)이 단차형 개구부(3)로 연장하고 커버 및 내부 층(10 및 11)이 층(10 및 11)에 알맞은 온도 및 시간동안 예를 들어, 평판들간에 함께 박층화되어 완전한 무접촉형 카드(1)의 영구 결합을 형성하도록 상부 커버(10) 및 층(11)의 그 준비된 카드 블랭크가 위치된다.
종래 기술의 스마트 카드의 제조시에 다수의 분리된 단계로 인해, 종래의 방법에 의해 제조된 무접촉형 카드의 현재의 비용은 직접 접촉형 스마트 카드의 비용의 몇배이고, 그래서 스마트 카드 기술을 널리 사용되게 하는 데 지장을 초래한다. 전자 소자의 비용이 회로를 보내고 받는 필요성에 의해 약간 증가하지만, 그 비용은 무접촉형 카드를 패키징하고 어셈블링하는 비용에 의해 무색해진다. 그 패키징하는 비용이 접촉형 카드의 비용보다 조금 더 드는 이유는 실장된 안테나 및 전자 소자를 포함하는, 분리해서 패키지되고 시험되는 모듈을 필요로 하기 때문이다. 특히, RF 루프 안테나는 거기에 배선 또는 기타의 도선의 루프를 부착함에 의해 또는 상기 설명했듯이 종래의 두꺼운 막의 도전성 잉크의 루프를 그 위에 증착함에 의해 기판상에 형성되어야한다. 그 증착된 것을 굽고, 전자 소자를 종래의 접착제 분배 및 구움에 의해 기판에 부착하고, 기판을 카드 기판에 접착해서 박층화하는 것 모두에 의해 생산 단계, 시간 및 비용을 증가시킨다. 그 모두는 종래 기술의 직접 접촉형 스마트 카드에서 종래의 어셈블리 처리와 관련된 문제와 비슷하다.
따라서, 제조시 더 간단하고 값싸게 제조되는 카드, 및 전자 소자를 개별적으로 취급하고 배선 결합하고 캡슐화할 필요성을 없애는 카드를 제조하는 방법이 있다. 상기 설명된 종래의 방법에서 사용하는 것보다 더 높은 속도 및 더 많은 생산량에 알맞은 자동화된 처리에 그 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 출원은 1998년 10월 15일에 출원된 미국 가출원(provisional application) 제 60/104,337호, 1999년 4월 15일에 출원된 미국 가출원 제 60/ 129,497호, 1999년 4월 28일에 출원된 가출원 제 60/131,377호, 1999년 5월 18일에 출원된 미국 가출원 제 60/134,656호, 1999년 10월 4일에 출원된 미국 특허 출원 제 09/ 호의 이점을 청구하고 있다.
본 발명은 제조품, 특히 실장된 전자 소자를 갖는 제조품 및 그 제조품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명은 도면과 함께 살펴볼 때 더 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 직접 접촉형인 종래 기술의 스마트 카드의 횡단 측면도.
도 2a 및 2b는 무접촉형 종래 기술의 스마트 카드의 각각의 평면도 및 횡단 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 전자 기판의 패널 및 복수의 전자 소자의 횡단 측면도.
도 4는 위에 접착층을 갖는 도 3의 전자 기판의 패널 및 전자 소자의 횡단 측면도.
도 5는 도 4에 따른 전자 기판 및 전자 소자를 포함하는 접촉형 스마트 카드의 일 실시예의 횡단 측면도.
도 6 및 7은 온도 범위에서 및 습기에 노출하는 시간동안 본 발명에서 사용하는 어떤 재료의 강도 특성의 그래픽 도시도.
도 8은 선택적인 전자 기판 및 전자 소자를 포함하는 도 5의 스마트 카드의 일 실시예의 횡단 측면도.
도 9 및 10은 선택적인 기판을 포함하는 접촉형 스마트 카드의 또 다른 선택적인 실시예의 횡단 측면도.
도 11 및 12는 본 발명에 따른 무접촉형 카드용으로 예시되는 기판의 평면도 및 측면도.
도 13 및 14는 본 발명에 따른 무접촉형 카드의 선택적으로 예시되는 실시예의 횡단 측면도.
도 15 및 16은 본 발명에 따른 무접촉형 카드용으로 선택적으로 예시되는 기판의 평면도.
도 17은 앞선 전자 기판 및 카드를 제조할 때 사용하는 제조 배치도.
상기 목적을 위해, 본 발명의 제조품은, 제1 및 2 대향 표면을 갖는 기판, 그 기판의 제 1표면상에 장착된 전자 소자, 및 그 전자 소자를 덮는 기판의 제 1표면상에 있는 용해되어 흐르는 접착제층을 구비하고, 그 전자 소자가 용해되어 흐르는 접착제층에 의해 캡슐화된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 내부에 장착된 전자 소자를 갖는 제조품을 제조하는 방법은,
제 1및 2대향 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
전자 소자를 그 기판의 제 1표면에 부착하는 단계;
그 전자 소자를 덮도록 충분한 두께로 된 기판의 제 1표면에 근접하는 용해되어 흐르는 접착제층을 제공하는 단계;
그 전자 소자를 기판에 캡슐화하도록 용해되어 흐르는 접착제를 용해되어 흐르게 하는 단계를 구비한다.
도 3은 본 발명에 따라 스마트 카드 또는 다른 제조품을 제조하는 방법에서사용된 전자 기판의 패널(220)의 횡단 측면도이다. 점선으로된 절단선(222)에서 패널(220)은 멀리 절단되거나 싱규레이트(singulate)되어 복수의 개별적인 전자 기판(224)를 생성한다. 패널(220)은 FR4 재료와 같은 종래의 인쇄 배선 회로 기판 재료로 일반적으로 형성되나, 폴리이미드 또는 다른 플라스틱 재료 또는 알루미나,세라믹 등의 유연한 회로와 같은 다른 알맞은 전자 기판 재료로 형성될 수 있다. 패널(220)은 각 기판 표면상에 형성된 접촉 패드의 패턴을 갖는다. 기판 패널(220)의 한 표면상에서 접촉 패드(226)의 패턴이 ISO 표준 등의 적용가능한 표준에 따라 개별적인 기판(224)중 하나와 각기 관련되고 스마트 카드용 카드 판독기와 상대적으로 직접 접촉하기 위해 각기 배열된 접촉 패드(226)의 그룹을 포함한다. 접촉형 카드용 ISO 표준 크기는 약 가로 85.725 mm, 세로 53.975 mm 및 두께 0.787 mm(가로 3.375 인치, 세로 2.125 인치 및 두께 31 밀)이다. 기판 패널(220)의 대향 표면상에서 접촉 패드(228)중 대응하는 패턴이 접촉 패드들(228)의 그룹을 포함하고, 그 패드 각각이 개별적인 기판(224)중 하나와 관련되고 도전성 비어스(vias)에 의해 기판(220)을 통해 그 대응하는 접촉 패드(226)에 전기적으로 연결된다. 전자 소자(212)는 각 특정한 개별적인 기판(224)상에서 접촉 패드들(228)의 그룹에 부착된다.
그후, 복수의 전자 소자(212)는 종래의 픽 앤 플레이스(pick and place) 장비 또는 다른 알맞은 설치 장치에 의해 기판 패널(220)에 부착되고, 부착하기 전에 기판 패널(220)의 접촉 패드(228)상에서 또는 전자 소자(212)의 접촉 패드(214)상에서 증착되는 전기적인 도전성 재료의 특성 또는 범프(bumps)로부터 형성된 전기적인 도전성 상호연결부(218)에 의해 결합된다. 양호하게는, 도전성 범프(218)는 기판 패널(220)상에서 형성되었던 대다수의 개별적인 기판(224)의 접촉 패드(228)상에서 증착된다. 기판 패널(220)은 나중에 개별적인 회로 기판(224)로 분리된다.
선택적으로, 도전성 범프(218)는 기판 패널(220)의 접촉 패드(228)상에서 보다 오히려 전자 소자(212)의 접촉 패드(214)상에서 증착될 수 있다. 상기 배열에서, 전자 소자(212)가 개별적인 소자로 분리되기 전에, 예를 들어 전자 소자(212)가 반도체 웨이퍼상에 형성된 후이나 반도체 웨이퍼가 전자 소자(212)를 각기 포함하는 개별적인 반도체 다이로 다이스되거나 싱규레이트되기 전에, 도전성 범프(228)가 전자 소자(212)의 접촉 패드(214)로 증착됨이 바람직하다.
스크린 프린팅, 스텐실링, 마스크 프린팅, 잉크-젯 프린팅 또는 다른 알맞은 방법에 의해 도전성 범프(218)가 기판(220) 또는 전자 소자(212)로 증착되고, 건식 또는 B-스테이지로 되게 된다. 앞선 방법의 장점은 도전성 범프가 대다수의 기판 또는 전자 소자상에서 단일 동작으로 증착된다는 것이므로, 개별적인 범프 또는 범프 그룹을 형성하도록 접착제 분배의 시간 및 비용을 없앤다.
그후, 전자 소자(212)가 다음과 같이 기판 패널(224)에 부착된다. 즉, 도전성 범프(218)가 종래의 "C4" 납땜 범핑 및 연결 처리에 의해 형성되는 바와 같은 납땜 범프이고, 기판(220)은 납땜의 리플로우(reflow) 온도보다 적은, 주석-납 공융 납땜일 때 220 ℃ 보다 적은 온도로 열처리되고, 전자 소자(212)는 납땜의 용해 온도보다 높은 온도로 열처리되고 기판 패널(220)에 대해 알맞은 위치로 설치된다. 접촉시, 납땜 범프(218)는 용해하고 그후 굽게 되어 전자 소자(212)의 접촉 패드 (214) 및 기판 패널(220)의 대응하는 접촉 패드(228)간의 납땜 상호연결부 (218)를 형성한다. 비슷한 부착 처리가 사용되고, 그 부착 처리에서 도전성 범프(218)가 열가소성 도전성 접착제 범프(218) 또는 빠르게 굽는 B-스테이지로 가능한 열경화성 도전성 접착제로 형성되고 기판 패널(220)이 도전성 접착제의 용해 흐름 온도보다낮은 온도로 열처리되고 전자 소자(212)가 도전성 접착제의 용해 흐름 온도보다 높은 온도로 열처리된다. 납땜 또는 고용해 온도 접착제 등과 같은 고 온도 재료가 상기 제조 단계에서 사용되는 데 왜냐하면 일반적으로 FR4 또는 다른 종래의 인쇄 배선 회로 기판 재료 또는 다른 알맞은 전자 유전체 기판인 기판(220) 및 전자 소자(212)가 그 온도를 지탱할 수 있기 때문이다.
도 4에서, 부착된 전자 소자(212)를 갖는 전자 기판(224)의 기판 패널(220)이 전자 소자(212)를 캡슐화하는 일정한 두께의 접착제층(206)으로 덮어지고 기판 (224)을 스마트 카드로 어셈블리할 때 접착제로서 역할을 한다. 접착제층(206)이 전자 소자(212)를 부착시킨 기판 패널(220)의 표면을 통해 접착제를 액체 분말 형태로 롤 코팅하고, 스크리닝하고, 스텐실링하거나 다르게는 도포한 후, 건조하거나 B-스테이지함에 의해 도포되는 절연 열경화성 또는 열가소성 접착제로 형성된다. 접착제층(206)은 접착제 재료를 부착하나 굽지 않도록 하기 위해 알맞은 온도 및 압력하에서 전자 소자(212)를 부착시킨 기판 패널(220)의 표면상으로 건식 또는 B-스테이지로된 절연 열경화성 또는 열가소성 접착제의 시트를 박층화함에 의해 또한 형성된다. 그 결과, 복수의 전자 모듈(210)이 함께 부착되고, 각 전자 모듈(210)은 전자 기판(224)에 부착되고 거의 일정한 두께의 절연 접착제층(206)에 의해 캡슐화되는 전자 소자(212)를 포함한다. 상기 방법의 장점으로서는 모든 전자 모듈(210)이 회로 기판에 평행한 평평한 접착제 표면을 생성하는 단일 동작으로 캡슐화된다는 것이고, 사용된 재료(206)가 연속적인 어셈블리시 전자 소자(212)의 캡슐제 및 접착제로서 모두 역할을 한다. 그후에, 기판 패널(220)은 스마트 카드로 어셈블리하기 위해 개별적인 전자 모듈(210)로 절단되거나 싱규레이트된다. 접착제층(206)의 두께가 일정하나, 두께가 제어가능하고 일관되게 반복가능하여 카드가 거부되는 데 왜냐하면 기판(224)이 종래의 어셈블리 방법에서 더 큰 정도로 발생하듯이 카드 블랭크의 표면으로부터 돌출하거나 그 표면 하부에서 오목하게 되기 때문이다. 또한, 접착제층(206)이 포위한 전자 소자(212)와 같은 모양으로 되기 때문에, 절연 접착제로 하부를 채우는 것이 필요없게 되어, 추가의 처리가 필요없게 된다.
도 5는 도 4에 따른 기판(224) 및 전자 소자(212)를 갖는 전자 모듈을 포함하는 완성된 직접-접촉형 스마트 카드(200)등의 제조품의 전형적인 실시예의 횡단 측면도이다. PVC, PET, 아크로니트릴-부타디엔-스틸렌(ABS), 고충격 폴리스틸렌 (HIPS), 폴리이미드, 폴리에스테르, 또는 다른 플라스틱 또는 다른 알맞은 재료로 되는 카드 블랭크(202)는 적용가능한 ISO 또는 다른 표준에 따라 전자 모듈(210)을 수납하는 크기로 되고 블랭크(202)상에 위치되는 캐비티 또는 오목부(204)를 갖는다. 전자 모듈(210)은 예를 들어, 자동화된 픽 앤 플레이스 장비 또는 다른 알맞은 설치 수단에 의해 캐비티(204)에 설치되고, 접착제(206)에 의해 적절하게 결합된다.
카드 블랭크(202)가 변형 온도 약 60 - 80 ℃를 갖는 경화 PVC인 경우, 80 ℃ 이하의 온도에서 결합하는 접착제가 선호된다. 온도 70 ℃ 및 압력 약 5 psi(약 0.35 kg/cm2)하에서 PVC에 대해 프레스되는 즉시 용해 및 결합하는 하나의 적합한 열가소성 접착제는 뉴져지 프린스턴에 소재하는 AI Technology, Inc로부터 시트 형태로 판매중인 MB7060 형태이다. 카드 블랭크(202)가 변형 온도 약 120 ℃를 갖는 PET인 경우, 120 ℃ 이하의 온도에서 결합하는 접착제가 선호된다. 압력 약 5 psi(약 0.35 kg/cm2)하에서 PVC에 대해 프레스되는 즉시 용해 및 결합하는 적합한 열가소성 접착제는 온도 약 65 - 75 ℃에서 결합하는 MB7060 형태, 온도 약 70 - 90 ℃에서 결합하는 MB7070 형태 및 온도 약 110 ℃에서 결합하는 MB7100 형태를 포함하고, 그 모두는 AI Technology, Inc로부터 시트 형태로 판매중이다. MB7070 형태 및 MB7100 형태의 경우에서 처럼 고압을 사용하면 저온 60 ℃에서 MB7060 형태가 결합된다. 또한, 고온 및 고강도 결합을 바란다면, AI Technology로부터 시판중인 ESP7450-SC 형태의 열경화성 에폭시 접착제 등의 에폭시 접착제가 사용된다. ESP7450-SC 형태는 온도 약 125 - 150 ℃에서 고강도 결합을 갖고, 여전히 (압력 약 5 psi(약 0.35 kg/cm2)하에서) 흐르고, 온도 약 80 ℃에서 30분 이하동안 구워진다. 온도 45 ℃ 이하에서 결합 강도 약 200 psi(약 14 kg/cm2)가 다수의 스마트 카드에 적용되기에 충분하지만, 상기 접착제 각각이 도 6의 다이 전단응력 특성에 의해 예시했듯이 온도 45 ℃ 이하에서 500 - 1000 psi(35 - 70 kg/cm2)보다 큰 다이-전단응력 강도를 갖는다. 또한, 상기 접착제는 열대 기후에서 사용되는 카드용으로 바람직하듯이 습기 노출에 민감하지 않거나 도 7의 다이 전단응력 강도 습기 노출 특성에 의해 예시했듯이 세탁 또는 다르게 처리되는 아이템을 추적하는 데 민감하지 않다.
전자 소자(212)가 전기적인 도전성 접착제의 증착된 범프(218)에 의해 기판(220)에 부착 또는 결합될 때, 양호한 접착제는 구을 때 "유연해지는" 열가소성 및 열경화성 접착제이고, 즉 그 접착제는 결합된 전자 소자(212)를 동작하도록 특정한 온도의 대부분의 범위에서 약 500,000 - 1,000,000 psi(약 35,000 - 70,000 kg/cm2)보다 적은 탄성율을 갖는다. 알맞은 도전성 접착제는 온도 약 120 ℃ 및 200 ℃ 각각에서 용해되어 흘러서 결합가능하고 AI Technology, Inc로부터 시판중인 PSS8090 및 PSS8150 형태의 열경화성 분말 접착제를 포함한다. PSS8150 형태의 경우에서 처럼 고압을 사용하면, PSS8090 형태는 저온 100 ℃에서 용해되어 흘러서 결합된다. 전자 소자(212) 및 기판(224)간의 접착제 하부충전을 사용하는 것이 바람직하지만, 분배시 전자 소자(212) 하부에서 이끌어내지고 도전성 전기적 연결부(218)에 사용되는 도전성 접착제의 탄성율보다 크지 않은 탄성율을 갖는 절연 접착제가 사용된다. 예를 들어, 약 10,000 psi(약 700 kg/cm2)의 탄성율을 갖는, AI Technology로부터 시판중인 예를 들어 MEE7650 형태의 유연한 절연 열경화성 에폭시 접착제는 더 유연한 MEE7650-5 형태처럼 PSS8090 및 PSS8150 형태의 도전성 접착제와 함께 사용되기에 적합한다.
도 8은 전자 소자(212)를 기판(224)에 배선-결합시킨 전자 모듈(210')을 포함하는 스마트 카드(200')의 대안적인 실시예의 횡단 측면도이다. 기판(224)으로부터 먼 측면상에서 접촉 패드(214)를 갖는 기판(224)에 설치되는 전자 소자(212)를 제외하고는, 베선 결합부(219)는 전자 소자(212)의 접촉 패드(214)를 기판(224)의접촉 패드(228)에 전기적으로 연결하고, 카드(200')가 상기 설명된 카드(200)와 비슷하고 같은 방법으로 제조된다. 특히, 전자 소자(212)는 표준 도전성 에폭시 부착에 의해 기판(224)의 패널(220)에 장착되고, 통상적으로 150 ℃에서 구워지고, 150 - 200 ℃에서 결합된 골드 배선 등의 결합 배선(219)에 의해 접촉 패드에 연결된다. 그후, 기판(220)이 개별적인 전자 모듈(210')로 싱규레이트된 후, 접착제층 (206)이 도포되어 전자 소자(212)를 캡슐화하고 상기와 같이 전자 모듈(210')을 결합하는 접착제의 일정한 두께를 카드 블랭크(202)의 각 캐비티(204)에 제공한다. 접착제층(206)이 스크리닝, 스텐실링, 마스킹, 잉크-젯 프린팅 또는 다른 알맞은 방법에 의해 액체 또는 분말 형태로 도포되거나 기판(220)에 박층화된 접착제 시트이다.
장점으로는, 전자 소자를 캡슐화하고 그후 그들을 카드 블랭크로 결합하는 접착제를 분배하는 제 1글라브의 분리된 동작이 없앤다는 것이다. 전자 소자(212)가 통상적으로 150 ℃에서 캡슐화되고 구워진 글라브로 될 자라도, 본 발명에 따른 방법은 알맞은 결합용의 일정한 두께를 갖는 접착제층(206)을 알맞은 저온에서 카드 블랭크(202)의 캐비티(204)로 형성하도록 여전히 사용된다.
도 9는 선택적으로 박층화된 기판(301)을 포함하는 접촉형 스마트 카드(300)의 일 실시예의 횡단 측면도이다. 도 5및 8의 카드(200 및 200')와 관련해서 상기 설명했듯이 전자 모듈(210)을 설치한, 설정된 깊이의 캐비티(204)를 갖는 기판(202)보다 오히려, 카드(300)는 전자 모듈(210)을 수납하는 미리 절단된 관통구멍 캐비티(304)를 갖는 기판(302)을 갖는다. 알맞은 카드 재료, 예를 들어, PVC,PET, 폴리이미드 또는 다른 플라스틱의 얇은 베이스 기판(308)은 적합하게 용해되어 흐르는 접착제(306)의 박층으로 코팅되고 비슷한 기판 재료인 기판(302)에 박층화된다. 카드(300)의 총두께, 예를 들어 0.78 mm(약 31 밀스)와 비교해서, 접착제층(306)이 약 50 μm(약 2밀스)로 상대적으로 얇거나 약 500 μm(약 20 밀스)로 상대적으로 두껍다. 전자 모듈(210)이 상대적으로 얇고 평행한 전면 및 후면 표면을 가지면, 그라운드 글라브-상부 모듈처럼, 상대적으로 얇은 접착제층(306)이 충분하다. 모듈의 전자 장치가 더 두꺼워서 개별적인 기판으로부터 부착되는 것으로 연장하면, 더 두꺼운 접착제층(306)이 바람직하다. 기판(302)의 두께는 모듈(210)의 전자 소자(212)의 두께보다 약간 더 크고, 특히 전자 소자가 상대적으로 얇고, 베이스 기판(308) 및 접착제층(306)의 두께가 선택되어 카드(300)의 총두께가 적용가능한 카드 표준에 적합하다. 전자 모듈(210)이 도 3 - 5와 관련해서 상기 설명한 바와 같다.
도 9의 확장된 삽입부에서 도시했듯이, 카드(300)를 형성하도록 카드 기판(302), 접착제층(306) 및 기판(308)을 박층화할 때, 모듈(210)의 전자 소자 (212)는 카드 기판(302)에서 접착제를 캐비티(304)로 흐르게 하는 접착제층 (306)의 접착제로 연장하여, 모듈(210)을 카드 기판(302) 및 카드(300)에 대해 알맞은 위치로 설치하도록 전자 모듈(210)를 접착제층(306)에 실장시킨다. 양호하게는, 캐비티(304)는 접착제층(306)으로부터 접착제로써 약 75% 충전된다. 내부에 모듈(210)을 삽입했을 때 접착제가 캐비티(304)를 넘쳐서 흐르고 모듈(210)이 접착제층(306)으로 충분히 실장되지 않는 것은 바람직하지 않고, 접착제층(306)의 두께가 그 상태를 방지하기 위해 제어되야한다.
본 발명에 따른 카드에서 사용되는 접착제층(306)의 실질적인 두께가 카드 기판(302)의 두께를 감소시키고, 접착제뿐만 아니라 카드의 구성의 일부로서 역할을 하고 적은 기판층, 예를 들어, 2개만의 기판층(302 및 308)을 갖는 카드(300)의 구성을 용이하게 함이 알려져 있다. 그것은 종래의 전자 모듈을 삽입하고 그 목적을 위해 맞춰져야하는 단차형 캐비티 또는 구멍을 형성하기에 필요한 2개층을 포함하는 적어도 3 또는 4개층을 필요로 하는 종래의 카드와 비교해 실질적인 장점이다. 또한, 접촉 모듈의 에지를 결합하는 종래 기술의 카드의 캐비티의 어깨로 정확하게 분배되야하는 특정한 접착제의 사용은 본 발명에서 제외되어 있다. 또한, 본 발명의 낮는 박층화는 그 표면 마무리의 프린트가능한 품질을 보호하기 어렵게 되는 PVC 기판을 용해 흐름 온도에 접근하는 온도로 열처리할 필요성을 없앤다.
카드(300)는 다음과 같이 제조된다. AI Technology로부터 시판중인 MB7060 형태의 접착제의 2 - 5밀 두께(0.05 - 0.3 mm)층은 접착제의 시트를 박층화함에 의해 또는 접착제를 증착시키는 롤 코팅, 스크리닝, 스텐실링 또는 다른 적합한 방법에 의해 2 - 10 밀(0.05 - 0.25 mm) 두께의 시트로 도포된다. 다이-절단 관통-구멍 캐비티(304)를 갖는 12 - 18 밀 두께(0.3 - 0.45 mm) PVC 기판(302) 재료의 시트가 베이스 기판(308) 재료 및 접착제층(306)의 시트로써 박층화되어 예를 들어 적용가능한 ISO 표준과 같은 두께, 즉 약 0.78 mm(약 31 밀스)를 갖는 박층화된 기판(301)을 형성한다. 기판(302)의 두께가 캐비티(304)에 있는 전자 소자 또는 모듈의 두께와 같게 선택된다. 어닐링된 PVC 기판 재료에 대해 온도 약 65 - 75 ℃로박층화가 수행된다. 캐비티(304)는 서로에 상대적으로 위치되어 박층화된 기판 (301)의 시트가 개별적인 카드 기판으로 절단될 때, 캐비티(304)가 적용가능한 카드 표준에 의해 설정된 위치에 있다. 전자 모듈(210)을 캐비티(304)로 설치하는 것 및/또는 박층화된 기판(301)의 시트를 개별적인 기판(301) 또는 카드(300)로 싱규레이트하는 것을 용이하게 하도록 가이드 구멍 또는 다른 색인하는 표시를 캐비티(304)에 대해 공지되고 설정된 위치 관계로 박층화된 기판(301)의 시트에서 사용하는 것이 유리한 점이다. 전자 모듈(210)은 설치되고 노출된 각 접촉 패드(226)와 함께 표준의 픽 앤 플레이스 장비에 의해 각 캐비티(304)로 결합된다. 양호하게는, 박층화된 기판(301)은 온도 약 65 - 75 ℃로 열처리되고 전자 모듈(210)이 압력 약 3 - 10 psi(약 0.2 - 0.7 kg/cm2)로 캐비티(304)로 프레스되어 MB7060 형태의 접착제를 흐르게 한다. 완성된 카드의 시트는 알맞은 고객 정보로써 프린트되고 절단되거나 개별적인 카드(300)로 싱규레이트된다. 선택적으로, 커버 또는 외부층이 알맞은 위치설정 및 등록을 위해 알맞은 가이드 구멍 및 다른 표시를 갖는 웹 또는 패널 형태로 미리 프린트될 수 있다.
도 10은 도 8와 관련해서 상기 설명된 바와 같은 글라브로 캡슐화되어 배선 결합된 모듈(210')이 카드 기판(302)의 캐비티(304)로 결합되는 것을 제외하고는 카드(300)와 같은 접촉형 스마트 카드(300')의 또 다른 실시예의 횡단 측면도이다. 카드(300')는 상기 설명된 카드(300)와 같은 처리로 제조되고, 같은 재료 및 접착제를 사용한다. 카드(300)와 같은 방법으로, 카드(300')를 형성하도록 박층화할때, 접착제층(306)으로부터의 접착제는 전자 모듈(210')을 실장하는 카드 기판(302)에서 캐비티(304)로 흘러서 모듈(210')을 카드 기판(302) 및 카드(300')에 대해 알맞는 위치로 되게 한다.
선택적으로, 전자 모듈(210, 210')이 설치되고 상기 언급된 온도 및 압력에서 캐비티(304)로 결합되기 전에, 박층화된 기판(301)의 시트는 개별적으로 박층화된 기판(31)으로 싱규레이트된다. 또한, 기판(302), 접착제층(306) 및 베이스 기판(308)의 두께는 다른 카드(300,300') 두께를 얻기위해 변동될 수 있으나, 접착제층(306)의 두께는 기판(301)을 바람직한 두께로 박층화할 때 알맞은 접착제가 흐르는 동안 선택되야한다. 예를 들어, PET 및 MB7100 형태의 접착제 등과 같은 카드(200,200')와 관련해서 상기 설명된 재료가 카드(300, 300')의 제조시 또한 사용될 수 있다.
다른 접촉부 모듈이 본 명세서에서 설명된 제조품 및 방법에서 사용된다. 예를 들어, 본 출원의 출원일에 Kevin K-T Chung에 의해 출원되고 "Contact Module, As For A Smart Card, And Method For Making Same"을 명칭으로 하여 본 출원에 참고 문헌으로 되는 미국 특허 출원 제 09/ 호에 설명된 접촉 모듈이 사용된다.
다른 한편으로 무접촉형 카드는 장점을 갖는 데 왜냐하면 그들은 카드 판독기와 전자-기계적인 접촉을 할 필요가 없기 때문이고, 그래서 그들은 오염, 산화 및 부식에 의해 야기된 잠재적으로 접촉 불량 문제를 없앨 뿐 아니라 그들은 상당한 거리를 덮는 RF 링크를 통해 카드 판독기와 또한 동작한다. 도 11 및 12는 실장된 전자 소자를 갖는 무접촉형 카드(400)의 전형적인 기판(402)의 평면도 및 측면도이다. 기판(402)은 PVC, PET, ABS 또는 HIPS, 폴리이미드, 폴리머막 또는 다른 플라스틱 또는 종이막 또는 다른 알맞은 재료 등과 같은 기판 재료의 얇은 시트로 형성되고, 그 기판(402)위에는 RF 루프 안테나(404)로서 역할을 하는 기다란 전기 도선(404)이 증착된다. 안테나(404)는 그 내부에 전기적인 도전성 입자를 포함함에 의해 전기적으로 도전하는 열경화성 또는 열가소성 접착제로 형성된다. 전자 소자(410)는 RF 루프 안테나(404)로서 역할을 하는 도전성 접착제의 기다란 도전성 패턴(404)의 끝에 접촉 패드를 결합하는 전기적 연결부(406)에 의해 플립-칩 방법으로 기판(402)에 부착된다. 전자 소자(410)가 도전성 접착제를 용해 또는 구음으로써 끝과 접촉하도록 위치되기 전에, 도전성 접착제가 전자 소자(410)를 설치함에 의해 습식으로 되거나 도전성 접착제 패턴(404)이 건식 또는 B-스테이지로 되는 동안 도전성 패턴(404)의 끝에서 전자 소자(410)에 대한 연결부(406)는 제조될 수 있다. 결과적으로, 장점으로는 안테나 및 전자 소자간의 상호연결을 형성하는 도전성 범프 및 종래의 안테나를 형성하는 두꺼운 막 잉크의 증착을 요구하지 않고 단층의 증착으로 기판이 제조된다.
안테나(404)의 패턴을 형성하는 스텐실, 스크린 및 마스크가 사용되어 기판(402)상에서 전기적인 도전성 접착제를 안테나(404)의 패턴으로 증착한다. 통상적으로, 기판(402)은 약 0.25 mm 및 1 mm 두께(약 10 - 40 밀스 두께)의 사이이고, 안테나(404)를 형성하는 도선은 약 250 μm(약 10 밀스)의 폭이고 약 25 μm 내지 125 μm 두께(약 0.5 내지 5 밀스 두께)의 범위내에 있다. 대개의 경우에, 안테나(404)의 도선은 습식일 때 약 50 - 100 μm 두께(약 2 - 4 밀스 두께)이고 건식 또는 B-스테이징후에는 약 25 - 75 μm 두께(약 1 - 3 밀스 두께)이다. 알맞은 도전성 접착제는 예를 들어, 뉴져지 프린스턴에 소재하는 AI Technology, Inc로부터 판매중인 실버 입자로 충전된 PSS8150 형태의 열경화성 및 도전성 접착제를 포함한다. 그 증착된 도전성 접착제는 건식으로 되거나 오븐에서 열처리에 의해 B-스테이지로 된다. 접착제가 증착시 여전히 습식으로 될 때 또는 도전성 접착제가 건식 또는 B-스테이지로 된후, 전자 소자(410)는 기판(402)에 위치될 수 있다.
안테나(402)가 복수의 터언을 갖고 전자 소자(410)가 전기적인 도전성 접착제로 형성된 안테나(404)의 하나 이상의 터언 및 다른 도선을 브릿지하고, 특히 그 도선의 폭 또는 간격이 적고, 즉 약 0.25 - 0.5 mm(약 10 - 20 밀스)보다 적은 경우에, 그 증착된 도전성 접착제는 전자 소자(410)의 부착전에 양호하게는 건식 또는 B-스테이지로 된다. 동일하게 전기적으로 도전하는 접착제의 제 2증착이 전자 소자(410)를 부착시킨 범프(406)상에서 접착제의 제 2층을 증착하기위해 제조되는 반면에 접착제의 제 2층이 습식이거나 나중에 건식 또는 B-스테이지로 된다. 그러나, 도선 폭 또는 간격이 적은 경우에는, 범프(406)상에서 도전성 접착제의 제 2증착이 건식 또는 B-스테이지로 된 후, 전자 소자(410)가 부착된다.
선택적으로, 다수의 적용에서, 양호하게는 액체 형태로 절연 접착제의 하부충전이 모세관 작용에 의해 접착제가 흐르는 곳으로부터 전자 소자(410)의 에지를 따라 도포되어 도전성 접착제에 의해 충전되지 않는, 전자 소자(410) 및 기판(402)간의 나머지 양을 거의 채운다. 그 접착제 하부충전으로 인해 전자 소자(410)를 기판(402)에 부착하는 것에 의한 추가의 기계적인 강도, 및 습기 및 다른 잠재적인 오염에 대한 저항이 구비된다. 전기적인 도전성 접착제가 기판(402)이 어느 정도 유연한데서 바람직하게 되는 PSS8150 형태 등과 같은 유연한 접착제인 경우에, AI Technology로부터 시판중인 MEE7650 형태 또는 MEE7650-5 형태의 열 가소성 에폭시 접착제 등과 같은 유연한 접착제 하부충전이 양호하게는 사용된다.
도 13은 상기 설명했듯이 기판(402)을 포함하는 예시적인 카드(400)의 횡단 측면도이다. 분리해서, 전자 소자(410)를 수납하는 캐비티(422)를 갖는, 기판(402)의 재료에 대응하는 PVC 또는 PET 재료의 카드 블랭크(420)는 용해되어 흐르는 접착제 시트 또는 층(424)을 박층화함에 의해 완전한 카드로 어셈블리하기 위해 준비된다(선택적으로 및 양호하게는 어떤 경우에는 접착제 시트(424)가 기판(402)으로 박층화되지만). 기판(402) 및 준비된 카드 블랭크(420)는 배열되어 전자 소자(410)가 카드 블랭크(420)의 캐비티(422)로 가도록 위치된다. 기판(402) 및 카드 블랭크(420)는 접착제층(424)으로 하여금 용해되어 흐르게 하여 기판(402)을 카드 블랭크(420)로 영구 결합하는 데 알맞은 시간 및 온도에서 예를 들어, 2개의 열처리된 평판들 간에 또는 열처리된 롤러들간에 함께 박층화되어 완전히 무접촉형 카드(400)을 형성하고, 전자 소자(410)는 캐비티(422)에 위치되고 용해되어 흐르는 접착제(424)에 의해 기판(402) 및 카드 블랭크(420)간에 캡슐화된다.
도 14는 본 발명에 따른 무접촉형 카드(400')의 다른 선택된 예시적인 실시예의 횡단 측면도이다. 상기 설명된 카드(400)와 비슷한 카드(400')는 도 11 및 12와 관련해서 설명된 바와 같이 장착된 루프 안테나(404) 및 전자 소자(410)를 갖는준비된 기판(402)을 포함한다. 기판(402)의 재료에 대응하는 PVC 또는 PET 재료의 카드 블랭크(420')는 전자 소자(410)을 수납하는 캐비티를 갖지 않아서, 카드(400')의 제조를 간단하게 하고 처리 단계를 없앤다. 기판(402)은 층(424)을 롤 코팅하거나, 용해되어 흐르는 접착제의 시트(424)를 박층화하거나, 선택적으로 접착제 시트(424)를 카드 블랭크(420')에 박층화함에 의해 완전한 카드로 어셈블리하기위해 준비된다. 접착제층(424)은 전자 소자(410)을 덮고 캡슐화하기 충분하도록 상기 기판(402) 위에 전자 소자(410)의 높이(두께)보다 더 큰 두께를 갖는다. 형성된 그 층(424)의 접착제가 그 루프 안테나(402)의 도전성 접착제와 다른 형태로 되도록 선택되고 접촉부(406)가 그 분자 및 물리적인 구조와 다른 화학적 성질을 토대로 한 접착제 등과 같이 스미어링(smearing)을 없애기위해 형성되고, 하나의 접착제의 솔벤트가 나머지의 접착제에 영향을 미치지 않거나 분해하지 않도록 그 접착제중 하나는 열경화성 접착제이고 나머지 하나는 열가소성 접착제로 되거나 2개의 접착제가 다른 솔벤트를 사용한다. 층(424)이 건식 또는 B-스테이지의 시트, 즉 솔벤트없는, 기판(402)에 대한 접착제를 박층화함에 의해 형성된다. 기판(402) 및 카드 블랭크(420')는 접착제층(424)을 용해되어 흐르게 하여 기판(402) 및 카드 블랭크(420')간의 영구 결합을 형성하기에 알맞은 온도에서 및 시간동안 열처리된 평판 또는 열처리된 롤러간에 함께 박층화되어 용해되어 흐를 수 있는 접착제(424)에 의해 기판(402) 및 카드 블랭크(420)간에 위치설정되고 캡슐화된 전자 소자 (410)를 갖는 완전히 무접촉형 카드(400')를 형성한다.
도 15는 전자 소자(410')를 기판(402)에 장착하는 선택적인 배열을 사용하는상기에서 카드(400, 400')에 대한 기판(402)의 평면도이다. 기판(402)으로부터 멀리 떨여져서 예시되는 전자 소자(410') 예를 들어, 반도체 다이는 대향 에지를 따라 멀리 위치 예를 들어, 이격된 2개의 접촉부 패드(412')를 갖는다. 알맞은 폭 및 도전율의 RF 루프 안테나(404')는 스크린 프린팅, 스텐실링 또는 전기적인 도전성 접착제을 증착하는 다른 알맞은 방법처럼 기판(402)으로 증착되고 거기에 전기적 연결부를 형성하는 전자 소자(410')의 접촉 패드(412')와 같은 거리로 멀리 이격된 RF 루프 안테나(404')의 접촉부(406')을 그 끝에서 갖는다. 또한, 지지부(408)는 그 접촉 패드(412')로부터 멀리있는 전자 소자(410')의 일부를 지지하는 기판(402)으로 증착된다. 전자 소자(410')의 기능이 거기에 부착되는 전기적으로 도전하는 접착제를 가짐으로써 손상되지 않도록, 부착되는 전자 소자(410')의 표면이 패시베이트 (passivate)되거나 코팅되면 지지부(408)가 안테나(404')와 같은 재료 및 시간에 증착되거나, 지지부(408)는 분리해서 또는 전기적으로 절연하는 접착제 등의 다른 재료로 증착된다. 선택적으로, 전기적으로 도전하는 접착제의 제 2증착이 접촉부(406')상에 제조되어 그 높이를 증가시키고, 접착제의 제 2층이 지지부(408)상에 제조되어 비슷하게 그 높이를 증가시킨다.
전자 소자(40')는 안테나 접촉부(406')에 연결하는 접촉 패드(412') 및 지지부(408)에 의해 또한 지지되는 전자 소자(410)를 갖는, 도 16에 도시된 기판(402) 위에 플립(flip)되고 그 기판(402)에 설치된다. 접촉부(406') 및 지지부(408)를 형성하기위해 증착된 접착제가 여전히 습식인 동안 전자 소자(410')가 기판(402)에 부착될 수 있고, 또는 접촉부(406') 또는 지지부(408)를 형성하는 접착제는 거기에전자 소자(410')를 부착하기전에 건식 또는 B-스테이지로 된다. 열가소성 접착제가 접촉부(406') 및 지지부(408)에 대해 사용되는 경우, 기판(402) 및 소자(410')가 함께 프레스될 때 전자 소자(410')는 기판(402) 및/또는 전자 소자(410')를 열가소성 접착제(즉, 결합 및 굽는 동안 습식으로 되게 하는)를 용해되어 흐르게 하기에 충분히증가된 온도로 열처리함에 의해 기판(402)에 부착된다. 열경화성 접착제가 접촉부 (406') 및 지지부(408)에 대해 사용되는 경우, 전자 소자(410')는 소자(410')를 습식 열경화성 접착제로 프레스하거나 기판(402) 및/또는 전자 소자(410')를 B-스테이지로된 열경화성 접착제(즉, 결합 및 굽는 동안 습식으로 되게 하는)를 용해되어 흐르게 하기에 충분히 증가된 온도로 열처리함에 의해 및 기판(402) 및 소자(410')를 함께 프레스함에 의해 기판(402)에 부착된다. 열경화성 접착제는 알맞게 증가된 온도에서 충분한 시간동안 열처리함에 의해 구워질 수 있다.
카드(400,400')에 양호한 접착제는 알맞은 폭 및 두께, 예를 들어 1 mm 폭 및 0.1 mm 두께로 프린트되는 AI Technology로부터 시판중인 PSS8150 형태인 전기적인 도전성의 유연한 열경화성 접착제이어서 안테나(404')의 알맞은 도전율 및 품질 계수Q를 제공한다. 전자 소자(410')가 접촉부(406') 및 지지부(408')에 의해 기판(402)에 부착된 후 하부충전이 전자 소자(410')를 기판(402)에 양호하게 고정시키기위해 사용된다. 전자 소자(410')가 소형 크기, 예를 들어 그 에지를 따라 약 5 mm보다 적고, 단단한 재료 또는 유연한 재료의 하부 충전은 기판(402)을 유연하게 하기 위해 사용되는 유연한 하부충전 재료로써 사용될 수 있다. 그러나, 소자(410')가 에지를 따라 약 5 mm보다 크고 FR4 등의 단단한 기판이 사용되면, 또는 기판(402)이 유연하다면, 또는 접촉제(406') 및/또는 지지부(408)에 사용되는 접착제가 유연한 접착제이면, 유연한 접착제 하부충전이 양호하게 된다. 하부충전 접착제가 소자(410') 및 기판(402)간의 결합에 추가의 강도를 제공하고, 도전율을 전기적인 도전성 접착제에 분배하기 위해 사용되는 도전성 입자로부터 실버의 이동을 포함하는 오염의 침입에 추가의 절연 및 저항을 제공한다. 유연한 하부충전에 양호한 접착제는 전자 소자(410')의 에지를 따라 도포되고 모세관 작용에 의해 소자(410') 및 기판(402)간에 뽑아내지는, AI Technology로부터 시판중인 MEE7650-5 형태의 전기적인 도전성의 유연한 열경화성 접착제이다. 또한, 같은 유연한 절연 접착제 재료는 기판(402) 및 카드(400, 400')용 보호 코팅으로서 사용되어 RF 루프 안테나(404')의 기계적인 부식 및 오염 및 그것에 의한 다른 환경의 접촉에 견딘다. 전자 소자의 크기가 상기 형태의 카드에서 보통 사용되기 때문에, 추가의 기계적인 보호를 원한다면, 단단한 접착제 하부충전이 사용될 수 있다.
예시적인 카드(400')를 제조하는 방법이 다음과 같다. 어닐링되어 많이 프린트가능한 PVC의 7 밀 두께(0.178 mm) 시트가 얻어진다. 양호하게는 시트는 복수의 기판(402)이 일시에 제조될 수 있는 충분한 크기이다. 예를 들어, 가로 11인치 및 세로 11인치(약 가로 28 mm 및 세로 28 mm) 시트는 3 ×4 어래이인 12개 기판을 포함하는 패널을 제조하는 데 편리하고, 가로 11인치 및 세로 18인치(약 가로 28 mm 및 세로 46 mm) 시트는 3 ×8 어래이인 24개 기판을 포함하는 패널을 제조하는 데 편리하고, 그 각각이 예를 들어, 스크린 및 스텐실, 픽 앤 플레이스 장비, 박층화하는 장비, 다이-컷팅 장비 등에 대한 시트의 설치 및 배열을 용이하게 하는 가이드 구멍 또는 다른 색인 및 배열 표시용으로 남아있는 시트의 미사용된 주변 영역을 충분히 갖는다. 스텐실링, 마스킹, 잉크-젯 프린팅 또는 다른 알맞은 증착 방법이 사용될 수 있지만, AI Technology로부터 시판중인 PSS8090 형태인 열가소성이며 많이 전기적으로 도전하는(예를 들어, <0.001 ohm-cm의 도전율) 접착제 등과 같은 전기적으로 도전하는 접착제는 두께 약 2 밀스(약 0.05 mm)로 PVC 시트로 스크린 프린트되어 단일 단계에서 전자 소자(410)를 부착시킨 도전성 루프 안테나(404) 및 접촉부(406)을 형성한다. 도전성 접착제가 여전히 습식인 동안, 전자 소자(410)가 도전성 접착제를 용해되어 흐르게 하기에 충분한 온도로 열처리되어 전기적 접촉부를 제조하고 픽 앤 플레이스 장비에 의해 루프 안테나를 도전성 접착제의 24개의 기다란 패턴의 끝에서 도전성 접착제와 결합시킨다. 그후에, 위에 전자 소자(410)를 갖는 기판(402)은 약 60 ℃의 오븐에서 건식 또는 B-스테이지로 되고, 원하다면 검사되고 전기적으로 시험된다. 건식 형태인 MB7060-W의 용해되어 흐르는 백색 접착제의 10 밀스 두께(0.25 mm) 시트(424)는 온도 약 75 ℃에서 7 밀 두께(0.178 mm)의 어닐링되어 대량 프린트가능한 PVC중 다른 시트로 박층화된다. 양호하게는 상기 PVC 시트는 복수의 기판(402)을 만드는 크기와 비슷한 크기이고, 즉, 3 ×8 어래이인 24개 카드 블랭크(420')를 형성하는 가로 11인치 및 세로 18 인치(약 가로 28 mm 및 세로 46 mm) 시트는 상기 2개의 시트의 설치 및 배열을 용이하게 하는, 기판(402)의 시트상의 주변 영역에 대응하는 가이드 구멍 또는 다른 색인 및 배열 표시의 설치용으로 남아있는 시트의 미사용된 주변 영역을 충분히 갖는다. 크기에 대한 알맞은 색인 및 충분한 정밀도에 의해, 개별적인 패널은 연속적인 다이 절단 및 부가적인 처리를 용이하기 위해 웹 형태로 박층화될 수 있다. 기판(402)의 시트 및 카드 블랭크(420')의 시트는 2개의 시트를 50 - 60 ℃로 미리 열처리함에 의해 및 완성된 카드(400')의 두께와 같은 거리만큼 떨어지는 열처리된 핀치 롤러를 사용함에 의해 용이하게 될 수 있는, 접착제(424)를 약 65 - 75 ℃로 상승시키기 위해 선택된 온도 및 속도에서 함께 박층화된 롤이다. 핀치 롤러는 기판, 카드 블랭크 및 접착제간의 포켓에서 공기의 트랩핑을 제거하여, 카드를 약해지게 한다. 그후에, 박층화된 카드(400')의 결합된 시트는 알맞은 로터리 다이 컷터에 의해 개별적인 카드 예를 들어, 24개의 카드(400')로 컷되고, 각 카드는 내부에 실장된 전자 소자(410)을 갖는다.
비슷한 방법으로, PET 및 다른 재료의 카드(400,400')는 PET 시트, AI Technology로부터의 MB7100 형태 등과 같은 알맞게 용해되어 흐르는 접착제 및 그들과 같은 온도를 사용하는 앞선 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, PET 재료의 기판에 대해서는 전자 소자(410)는 120 ℃ 또는 200 ℃의 용해-흐름 온도에서 편리한 대로 PSS8090 및 PSS8150 형태 등과 같은 도전성 접착제로써 부착될 수 있는 데 왜냐하면 약 120 ℃로 열처리된 PET 및 약 200 ℃로 열처리된 전자 소자에 의해 접착제는 PET를 120 ℃ 이상으로 열처리함이 없이 용해되어 흐르고 즉시 결합한다. 그후, 카드의 박층화는 사용되는 특정하게 용해되어 흐르는 접착제에 따라 약 60 - 120 ℃의 범위 및 양호하게는 약 80 ℃의 온도를 요구하여, 내부에 실장된 전자 소자를 부착시키는 연결부를 방해하지 않는다. 전자 소자(410) 및 기판(402)간에는 선택적인 접착제 하부충전이 바람직하지만, 온도 80 ℃ 이하에서 구워지는, AI Technology로부터 시판중인 MEE7650, MEE7650-5 및 MEE7850 형태의 열경화성 에폭시 접착제 등과 같은 유연한 접착제가 알맞다. 전자 소자의 크기가 적은 경우에, 종래의 단단한 접착제 하부충전을 사용한다.
도 14의 배열은 특히 장점을 갖는 데 왜냐하면 내부에서 전자 소자를 수납하도록 카드 블랭크에서 머시인되거나 다르게 형성되도록 할 캐비티가 없기 때문이다. 그것은 시간을 절약하고 비용을 감소시킬 뿐 아니라 처리를 단순화하고, 또한 각기 약 5밀스(약 0.127 mm) 두께인 얇은 기판(402) 및 카드 블랭크(420')를 약 10 - 15 밀스(약 0.25 - 0.38 mm) 두께인 상대적으로 두꺼운 접착제층(424)과 사용하도록 하여 표준 두께의 전자 소자를 쉽게 수용한다. 그러므로, 저온 약 70 - 90 ℃에서 흐르는 MB7070 형태의 열가소성 접착제 등과 같은 용해되어 흐르는 접착제층은 카드(400')의 코어로서 역할을 하고 전자 소자(410) 주위에서 흘러서 그 캐비티를 정확한 크기 및 위치로 "적절한 곳에 형성한다". 결과적으로, 전자 소자(410) 하부에서 절연 접착제의 하부충전이 필요없어서, 추가의 처리를 필요로 하지 않는다.
사실상, 앞선 방법이 연속 처리에서 사용되어 내부에 실장된 전자 소자를 갖는 다수의 카드를 생성한다. 도 17에 도시했듯이, 시트 형태로 제공하는 대신에, 기판(402) 및 카드 블랭크(420,420')를 제조하는 재료가 롤(520)상에서 용해되어 흐르는 접착제를 박층화하듯이 롤 형태 즉 롤(510 및 530)에서 긴 스트립으로서 제공된다. 도전성 루프(404) 및 접촉부(406)가 프린팅 스테이션(512)에서 이동하는기판 스트립(402)상으로 롤 프린트되고, 기판 스트립(404)이 픽 앤 플레이스 장비 스테이션(515)을 통과해서 이동함에 따라 전자 소자(410)가 그위에 설치되고, 그 이동하는 스트립이 건조용 오븐 스테이션(518)을 통해 통과함에 따라 건조된다. 그후에, 준비된 기판 스트립(402), 용해되어 흐르는 접착제 스트립(424) 및 카드 블랭크 스트립(420)은 양호하게는 미리-열처리한 후 함께 생성되고, 롤은 최종 카드 두께인 고정된 거리로 멀리 이격되고 알맞게 증가된 온도로 열처리된 핀치 롤러(535) 세트에서 박층화되어 완성된 카드의 스트립을 형성한다. 선택적으로, 알맞은 스프로켓(sprocket) 구멍을 갖는 패널들이 끝끼리 함께 부딧칠 수 있고 스프로켓 드라이브에 의해 구동되어 접착제의 스트립과 함께 구동된다. 최종적으로 개별적인 카드(400)는 알맞은 로터리 다이 컷터 또는 다른 컷터(540)에 의해 스트립으로부터 컷된다.
또한, 도 17의 배열은 전자 소자(212)를 스테이션(515)에 부착시키고 열처리된 핀치 롤러(225)에 의해 접착제(206)의 스트립과 박층화되는 전자 기판(224)의 스트립(220)을 제공하는 롤(510)과 사용되어 도 5에 도시된 소트(sort)의 개별적인 전자 모듈(210)의 스트립을 형성한다.
본 발명에 따른 카드의 하나의 장점을 예시하기 위한 비교를 통해, 전자 소자의 비용을 제외하고는 종래의 PVC 스마트 카드에 대한 어셈블리 및 재료의 비용이 접촉형 스마트 카드에서 약 $0.25 - $ 0.50의 범위라고 추정되나, 종래의 무접촉형스마트 카드는 배선-루프 안테나를 추가해야하므로 비용이 더 비싸진다. 도 12 및 14와 관련해서 상기 설명했듯이 실장된 전자 소자를 갖고 높은 온도 및 높은 비용의 PET 재료를 사용하는 무접촉형 카드에 대해 재료 및 어셈블리를 포함하나 전자 소자를 제외시킨 비용은 40개 카드 각각의 패널(예를 들어, 약 가로 50 mm 및 세로 50 mm 패널)로 제조될 때 약 $0.15 - $ 0.25로 추정되고, 그래서 연속 형태의 처리와 관련된 저 비용면에서 장점을 갖지 않는다.
다른 제조품이 본원에서 설명된 방법에 의해 제조된다. 예를 들어, 본 출원의 출원일에 Kevin K-T Chung에 의해 출원되고 "Wireless Article Including A Plural-Turn Antenna"을 명칭으로 하여 본 출원에 참고 문헌으로 되는 미국 특허 출원 제 09/ 호에 설명된 배선없는 제조품이 사용된다.
본원에서 설명된 방법 및 종래의 표면 장착 기술에서 사용되는 알맞은 픽 앤 플레이스 장비는 널리 상업적으로 시판하고 있으며 통상적으로 0.12 mm 이하의 위치 부정확성을 갖는다. 알맞은 픽 앤 플레이스 장비는 매사추세츠 피바디에 소재의 Mydata Automation사, 뉴욕 빙햄톤 소재의 Universal Instrument사, 노스 캐롤라이나 모리스빌 소재의 Zevatech Inc.사 및 Manncorp사에서 시판중이고, 1인치의 1000분의 1이하의 위치 부정확성으로써 및 초당 하나 이상의 대상물의 속도로 대상물을 기판상으로 위치될 수 있게 한다.
알다시피, 기판 및 전자 소자상의 접촉 패드는 산화 방지하는 도전성 재료와 패시베이트되어 저 저항으로 되게하고 전기적 연결을 신뢰성 있게 한다. 예를 들어, 구리 접촉부는 알루미늄 및 다른 반도체 접촉부처럼 납땜으로 주석 도금되거나 도금되고 다르게는 니켈, 골드, 니켈-골드, 팔라듐, 니켈-팔라듐, 플라티늄 또는 다른 귀금속, 및 그 결합체 및 합금의 층으로 코팅된다.
본 발명이 앞선 예시적인 실시예에서 설명되지만, 다음의 청구항에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위내의 변형은 당업자에게는 명백하다. 예를 들어, 전자 소자가 납땜 또는 상호연결부만에 의해 기판에 부착하는 것으로 설명되었지만, 알맞은 접착제 하부충전 재료는 전자 소자 및 기판간의 얇은 공간을 충전하기위해 사용된다. 예를 들어, 상호연결부가 유연한 도전성 접착제에 의해 형성되는 경우에, 알맞은 충전재는 유연한 도전성 접착제의 탄성율보다 크지 않은 탄성율을 갖는 유연한 절연 접착제이다. 접착제 하부충전은 예비적 형성품의 형태로 또는 스크리닝, 스텐실링, 마스킹, 잉크-젯 프린팅 또는 다른 알맞은 방법에 의해 적용될 수 있다. 전자 소자의 크기가 에지를 따라 약 5 mm보다 적은 경우에, 종래의 단단한 접착제 하부충전은 사용될 수 있다.
또한, 본원의 전자 소자가 반도체 소자로서 설명되었지만, 그중 반도체 집적 회로, 메모리, 마이크로프로세서 등이 비슷하게 사용되고, 전자 소자가 본 발명에 따른 카드의 특정한 응용에서 필요시 또는 편리할 때 특정한 접촉부 및 저항 및/또는 캐패시터 및/또는 인덕터로된 망간의 연속성 및 그것의 결핍을 제공하는 도선 및/또는 다이오드로된 망을 포함한다.
또한, 무접촉형 카드는 에칭된 금속 또는 배선 도전성 루프를 카드 기판상에서 사용해서 본원에서 설명된 바와 같이 제조되어 RF 안테나로서 역할을 한다. 본원에서 설명된 소정의 실시예만큼 장점을 갖지는 않지만, 배선 루프는 고이득을 갖는 다수의 터언 안테나를 용이하게 동작할 수 있게 한다. 그러나, 소수의 터언을 갖는 루프 안테나는 본 발명에 따라 카드에서 사용되고 전자 소자는 다수의 터언루프 안테나의 끝에 연결하는 이격된 접촉부를 갖고 전자 소자가 안테나를 통해 브릿지하거나 안테나의 중간 터언을 스트래들(straddle)하도록 장착된다.
어떤 경우에, 사용된 전자 소자를 전기적으로 연결하는 안테나 접촉부가 개별적인 반도체 칩 레벨 또는 반도체 웨이퍼 레벨에서 루프 안테나와 접촉하도록 기판상에 증착되거나 전자 소자상에 증착되어, 전자 소자를 기판에 부착했을 때 루프 안테나를 갖는 접촉부를 만든다.
스마트-카드형 신용 카드 응용에 덧붙여서, 본 발명에 따라 실장된 전자 소자를 갖는 카드 및 다른 제조품은 인원, 동물, 도구, 설비, 세탁 및 다른 아이템용 식별 및/또는 설명을 기억하도록 사용되는, 원격으로 식별가능한 행방 추적 장치 등의 다른 응용 및 특정 환경에서 사용될 수 있다. 소정의 상기 환경에서, 본원의 카드 및 전자 소자가 통상적인 신용 카드 응용에 관련해서 상기 설명된 재료를 제외한 재료로 되는 기판을 필요로 하는 전체적으로 다른 환경에 노출될 수 있다. 예를 들어, 세탁 꼬리표의 경우에, 카드 및 실장된 소자는 그 꼬리표를 부착시킨 의류 또는 다른 제조품과 함께 세탁하게 되어 최고 250 ℃의 고온뿐만 아니라 각종 화학적 솔벤트, 비누, 세제 및 물에 노출된다. 그 응용에서, 기판 및 카드 블랭크는 고온 및 화학적 환경에서 지탱할 수 있어야 하며, Kapton(등록 상표)막 또는 다른 고온 열가소성 및 열경화성 재료 등과 같은 폴리이미드 막 으로 형성될 수 있다. 또한, 전자 소자를 보호하기위해, 그 부착된 반도체 다이는 MEE7650 형태 등과 같은, 카드를 노출시키게 되는 화학 제품 및 솔벤트에 대해 만족할만한 저항을 나타내는 수지로써 캡슐화될 수 있다. 접착제의 다른 층화 및 두께가 또한 사용될 수있다. 예를 들어, ESP7450-SC 또는 TP7205-E 형태의 압력 감지 접착제는 제조품의 외부층으로 미리 도포되고 제조품을 식별하는 대상물로 제조품을 결합하도록 계속 사용된다. 앞선 접착제는 AI Technology사에서 시판중이다.

Claims (45)

  1. 내부에 실장된 전자 소자를 갖는 제조품으로서,
    제 1및 2대향 표면을 갖는 기판과;
    상기 기판의 제 1표면상에 장착된 전자 소자; 및
    상기 전자 소자를 덮는 상기 기판의 제 1표면상에서 용해되어 흐르는 접착제층을 구비하고,
    상기 전자 소자가 상기 용해되어 흐르는 접착제층에 의해 캡슐화되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판이 그 제 2표면상에 적어도 2개의 전기 접촉부를 포함하고, 상기 2개의 전기 접촉부가 상기 전자 소자에 전기적으로 연결되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판은 상기 전자 소자의 각 접촉부를 전기적으로 연결시킨 그 제 1표면상에 적어도 2개의 전기 접촉부를 포함하고, 상기 기판의 제 1표면상의 2개의 전기 접촉부가 그 제 2표면상에서 2개의 전기 접촉부에 각기 전기적으로 연결되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판의 제 2표면상의 2개의 전기적 접촉부가 납땜 연결부, 도전성 접착제 연결부 및 유연한 도전성 접착체 연결부로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 상호연결부에 의해 상기 전자 소자상에서 대응하는 접촉부에 전기적으로 연결되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 전자 소자에 전기적으로 연결된 제 1및 2 단부를 갖는 기다란 전기 도체를 그 제 1표면상에 포함하는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  6. 제5항에 있어서, 도전성 접착제의 패턴을 상기 기판의 제 1표면상에 증착함에 의해 상기 기다란 전기 도체가 형성되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 증착된 패턴이 도전성 접착체 연결부를 상기 전자 소자에 제공하는 적어도 하나의 접촉부를 포함하는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  8. 제6항에 있어서, 상기 증착된 패턴이 루프 안테나를 포함하는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제층에 의해 상기 기판에 결합된 카드 블랭크를 더 구비하고, 상기 전자 소자가 상기 기판 및 상기 카드 블랭크간에 배치되고 상기 용해되어 흐르는 접착제층에 의해 캡슐화되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 카드 블랭크가 상기 전자 소자 및 상기 전자 소자를 덮는 상기 용해되어 흐르는 접착제층중 적어도 일부를 수납하는 캐비티를 갖는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  11. 제9항에 있어서, 제 2기판을 더 포함하고, 상기 용해되어 흐르는 접착제층이 상기 제 2기판에 사용되고, 상기 카드 블랭크가 상기 전자 소자를 수납하는 캐비티를 갖고, 상기 전자 소자가 덮어지는 상기 제 2기판상에서 상기 카드 블랭크의 캐비티 및 상기 용해되어 흐르는 접착제로 삽입되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  12. 제9항에 있어서, 상기 기판 및 상기 카드 블랭크가 거의 같은 크기 및 형태를 갖고, 상기 용해되어 흐르는 접착제층이 그 크기 및 형태에 의해 형성된, 상기 기판 및 상기 카드 블랭크간의 볼륨을 거의 채우는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  13. 제9항에 있어서, 상기 카드 블랭크가 상기 기판에 결합되는 상기 전자 소자에 의해 상기 기판에 결합되고 상기 전자 소자가 상기 용해되어 흐르는 접착제층에 의해 상기 카드 블랭크에 결합되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  14. 제1항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제층이 박층화된 시트 및 증착층중 하나이고, 상기 증착층이 롤 코팅, 스크린 프린팅, 스테실링, 마스킹, 잉크젯 프린팅중 하나에 의해 증착되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제층이 45℃보다 적은 온도에서 약 200 psi(14 kg/cm2)보다 큰 결합 강도를 갖는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  16. 제9항에 있어서, 상기 기판 및 상기 카드 블랭크중 적어도 하나가 폴리비닐 클로라이드, 아크로니트릴-부타디엔-스틸렌 폴리머, 고-충격 폴리스틸렌, 폴리에스테르 및 폴리이미드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 재료인 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  17. 제1항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제층의 접착제가 상기 제조품을 사용 대상물에 부착하기 위해 사용되는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제조품을 사용 대상물에 부착하기 위해 사용된 상기 기판의 제 2표면상에 접착제층을 더 구비하는 것인 전자 소자를 갖는 제조품.
  19. 제조품으로서,
    플라스틱 블랭크와;
    상기 플라스틱 블랭크에 대향하는 기판과;
    상기 기판 및 상기 플라스틱 블랭크간의 상기 기판에 부착된 전자 소자와;
    상기 플라스틱 블랭크 및 상기 기판을 부착하고, 상기 전자 소자를 거의 캡슐화하도록 그들간의 공간을 거의 채우는, 용해되어 흐르는 접착제층을 구비하는 것인 제조품.
  20. 제19항에 있어서, 상기 플라스틱 블랭크는 상기 전자 소자를 상기 용해되어 흐르는 접착제와 접촉하도록 위치되게 하는 캐비티를 갖는 것인 제조품.
  21. 제20항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제층이 상기 전자 소자를 덮기에 충분한 두께를 갖는 것인 제조품.
  22. 제19항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제층이 상기 전자 소자를 수납하는 캐비티를 갖는 상기 플라스틱 블랭크없이 상기 전자 소자를 덮기에 충분한 두께를 갖는 것인 제조품.
  23. 제19항에 있어서, 복수의 전기 접촉부를 상기 기판의 노출된 표면상에 포함하고, 상기 복수의 전기 접촉부가 상기 전자 소자에 전기적으로 연결되는 것인 제조품.
  24. 제19항에 있어서, 상기 전자 소자에 적어도 하나의 연결부를 갖는 상기 기판상에 전기적인도전성 패턴을 포함하는 것인 제조품.
  25. 제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연결부를 포함하는 상기 전기적인 도전성 패턴이 상기 기판상에 증착되는 전기적인 도전성 접착제로 형성되는 것인 제조품.
  26. 내부에 실장된 전자 소자를 갖는 제조품의 제조 방법으로서,
    제 1및 2 대향 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계와;
    상기 기판의 제 1표면에 전자 소자를 부착하는 단계와;
    상기 전자 소자를 덮도록 충분한 두께의 기판의 제 1표면에 근접하게 용해되어 흐르는 접착제를 제공하는 단계와;
    상기 전자 소자를 기판에 캡슐화하도록 상기 용해되어 흐르는 접착제를 용해되어 흐르게 하는 단계를 구비하는 것인 제조품의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 전자 소자를 부착하는 상기 단계가 상기 기판상의 접촉 패드 및 상기 전자 소자상의 대응하는 접촉 패드간의 전기적 연결부를 형성하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 전기적 연결부를 형성하는 상기 단계는 납땜 연결부를 형성하는 단계, 도전성 접착제 연결부를 형성하는 단계 및 유연한 도전성 접착제 연결부를 형성하는 단계중 적어도 한 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  29. 제27항에 있어서, 전기적 연결부를 형성하는 상기 단계가 전자 소자의 접촉 패드의 패턴에 대응하는 전기적인 도전성 접착제 접촉 특성의 패턴을 기판의 제 1표면으로 증착하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  30. 제29항에 있어서, 전자 소자를 부착하는 상기 단계는, 도전성 접착제가 습식일 때, 대응하는 접촉부 특성에 대해 전자 소자의 접촉 패드를 설치하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  31. 제29항에 있어서, 전자 소자를 부착하는 상기 단계가, 도전성 접착제가 건식 또는 B스테이지로 된 후, 대응하는 접촉부 특성에 대해 전자 소자의 접촉 패드를 설치하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  32. 제26항에 있어서, 기다란 전기 도선을 기판의 제 1표면상에 형성하는 단계를 더 구비하는 것인 제조품의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서, 기다란 전기 도선을 형성하는 상기 단계가 도전성 접착제의 패턴을 기판의 제 1표면상에 증착시키는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조방법.
  34. 제33항에 있어서, 전기 소자를 부착하는 상기 단계가 전자 소자상의 적어도 하나의 접촉부를 도전성 접착제의 패턴상의 위치로 부착하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  35. 제32항에 있어서, 기다란 전기적 도선을 형성하는 상기 단계가 도전성 접착제의 루프 안테나 패턴을 기판의 제 1표면상에 증착하는 단계를 포함하고, 전기 소자를 부착하는 상기 단계가 전자 소자상의 적어도 하나의 접촉부를 도전성 접착제의 루프 안테나 패턴의 한 단부에 부착하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  36. 제26항에 있어서, 용해되어 흐르는 접착제를 제공하는 상기 단계가, 전자 소자를 그것에 부착한 후 상기 기판의 제 1표면상에서 용해되어 흐르는 접착제층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  37. 제36항에 있어서, 용해되어 흐르는 접착제층을 형성하는 상기 단계가 상기 용해되어 흐르는 접착제를 박층화하고, 롤 코팅하고, 스크린 프린팅하고, 스텐실링하고 마스킹하고, 잉크-젯 프린팅하는 시트중 하나를 포함하는 것인 제조품의 제조방법.
  38. 제26항에 있어서, 용해되어 흐르는 접착제층을 용해되어 흐르게 하는 상기 단계가,
    용해되어 흐르는 접착제층에 대해 카드 블랭크를 설치하는 단계와;
    그들간에 전자 소자를 갖는 기판에 카드 블랭크를 부착하도록 상기 용해되어 흐르는 접착제를 용해되어 흐르게 하는 단계를 구비하는 것인 제조품의 제조 방법.
  39. 제38항에 있어서, 카드 블랭크를 설치하는 상기 단계가 그 내부의 전자 소자를 상기 전자 소자에 대향하는 캐비티를 갖는 위치로 수납하기 위해 사용된 캐비티를 갖는 카드 블랭크를 위치 설정하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  40. 제39항에 있어서, 용해되어 흐르는 상기 단계는 상기 전자 소자를 카드 블랭크의 캐비티에 위치하도록 기판 및 카드 블랭크를 함께 프레스하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  41. 제26항에 있어서, 용해되어 흐르는 상기 단계가 상기 용해되어 흐르는 접착제를 용해-흐름 온도로 열처리하는 단계를 포함하고, 그 용해-흐름 온도가 기판 및 카드 블랭크의 변형 온도보다 적은 것인 제조품의 제조 방법.
  42. 제26항에 있어서, 기판을 제공하는 상기 단계가 복수의 기판의 스트립 및 패널중 하나를 제공하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 용해되어 흐르는 접착제를 용해되어 흐르게 하는 상기 단계후 복수의 기판의 스트립 및 패널중 하나를 복수의 분리된 기판으로 분리하는 단계를 포함하는 것인 제조품의 제조 방법.
  44. 제42항에 있어서, 용해되어 흐르는 접착제층을 제공하는 상기 단계는 전자 소자를 거기에 부착한 후 기판의 스트립 및 패널중 상기 제공된 하나의 제 1표면상에서 용해되어 흐르는 접착제층을 형성하는 단계, 및 그 제 1표면상에서 용해되어 흐르는 접착제층을 형성하는 상기 단계후 복수의 기판의 스트립 및 패널중 상기 제공된 하나를 복수의 분리된 기판으로 분리하는 단계를 더 구비하는 것인 제조품의 제조 방법.
  45. 제26항의 방법에 의해 제조된 제조품.
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