KR20060112645A - 듀얼 인터페이스를 갖는 카드의 제조 방법 및 이에 의해획득한 마이크로회로 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로회로 카드의 제조 방법에 관한 것으로, 이 방법은 카드로, 전자 부품을 위한 전자 부품 연결 핀들을 상기 카드 두께 내에 포함하고 저면(base)을 갖는 캐비티가 제공되고 상기 커넥터 핀들이 위에 배치되는 경사에 의해 정의되는 카드를 제조하고, 지지 필름으로, 상기 지지 필름의 외부면에 상에 외부 접촉들을 갖고, 상기 지지 필름의 내부면 상에 내부 접촉들을 갖는 지지 필름을 포함하는 모듈을 제조하는 것을 포함한다. 이방성인 유연한 전동성 접착제가 그 후 상기 필름의 상기 내부면의 주변에 적용되고, 상기 접착제보다 더 견고한 수지가 상기 캐비티 내로 도입되고 , 상기 모듈은 상기 이방성 접착제가 상기 캐비티의 상기 스텝의 상기 주변의 반대편에 위치하도록 상기 캐비티 내로 삽입되고, 상기 이방성 접착제는 압력 아래 열적으로 활성화되고 상기 수지는 중합된다.

듀얼 인터페이스 카드, 이방성, 전도성, 유연한 접착제

Description

듀얼 인터페이스를 갖는 카드의 제조 방법 및 이에 의해 획득한 마이크로회로 카드{METHOD FOR PRODUCTION OF A CARD WITH A DUAL INTERFACE AND MICROCIRCUIT CARD OBTAINED THUS}

본 발명은 마이크로회로 및, 마이크로회로의 두께 내에 그 마이크로회로의 내부 접촉들(contacts)에 연결되어야 하는 부품(component)에 대한 연결 터미널들을 포함하는 마이크로회로 카드에 관한 것이다. 그것은 구체적으로, 그러나 제한적이지는 않게, 듀얼 인터페이스 타입의 카드들, 즉 접촉을 통해 전송된 데이터를 사용하고, 안테나를 통해 접촉 없이 전송된 데이터를 갖는 것에 관한 것이다. 이러한 종류의 카드는 일반적으로 "듀얼 인터페이스" 카드 또는 "콤비" 카드로 지칭된다.

하나의 마이크로 회로만을 사용하는 이러한 종류의 카드들은, 구체적으로 특허 FR-2716281(GEMPLUS)에, 공지되었다.

그 마이크로회로는 지지 필름을 포함하는 모듈의 일부를 형성하고, 지지 필름의 내부면 위에 마이크로회로가 부착된다. 또한 이 지지 필름은 그 외부면 위에 마이크로회로에 연결된 외부 접촉들을 갖고, 그 내부면 위에 마이크로회로와 또한 연결되어 있고 카드의 두께 내에 있는 안테나 연결 터미널들과 협력(co-operate)하 는 내부 접촉들을 갖는다. 모듈은 안테나가 형성된 곳의 두께 내에 있는, 카드 본체의 캐비티 내로 고정되고 안테나 터미널들은 그 캐비티 내에서 액세스할 수 있다.

듀얼 인터페이스 카드들은 심각한 신뢰성 문제들을 유발시킬 수 있는데, 이는 실제로 마이크로회로의 마이크로프로세서의 고주파 입력들/출력들에 연결된 모듈의 내부 접촉들과 안테나 터미널들 간의 전기적 연결들의 단절에 기인한다.

이들 연결들은 일반적으로 페이스트 형태의 금속 합금들(일반적으로 틴-납, 인듐-카드늄-납 또는 인듐-틴)을 사용한 솔더링(soldering), 전도성 접착제들을 사용한 접착 본딩, 또는 이방성 접착제를 사용한 마이크로회로 고정에 의해 영향을 받는다.

실제로, 캐비티는, 마이크로회로에 연결될 수 있도록, 터미널들에 액세스할 수 있는 스텝에 의해 경계 지워진다. 터미널들은 스텝 위에 배치되고, 스텝은 싱글 스텝이거나, 제2 스텝이 측면에 배치될 수 있다. 싱글 스텝의 경우, 이방성인 전도 접착제만으로 기계적 보존(mechanical retention) 및 전기적 연결을 보장하기에 충분하다. 제2 스텝이 측면에 배치될 경우, 모듈은 모듈의 주변과 이 제2 스텝 사이의 접착제에 의해 고정될 수 있는데, 이 때 마이크로회로와 터미널들이 솔더 또는 전도성 접착제의 사용에 의해 영향을 받는다. 마이크로회로의 경우, 보호를 위해 일반적으로 피복 수지(encapsulating resin)에 의해 코팅된다.

그런데, 카드가 그 수명 동안 불가피하게 겪는 기계적 휨이 발생하는 경우, 다양한 연결들에 높은 기계적 스트레스들이 가해지며, 이 기계적 스트레스들은 마 이크로회로에서 지지 필름을 분리시키고, 또한 더욱 중요하게는, 모듈을 카드 본체로부터 분리하여 위 마이크로회로와 안테나 터미널들 간의 전기적 연결을 분리하는 경향이 있다.

모듈과 안테나 간의 연결은 휨 사이클들 동안 마이크로회로를 붙들고 전기적 연결을 유지시킬 수 있도록 실제로 충분히 견고해야 한다. 그러나 높은 스트레스들이 가해져도 부러지지 않고 이들을 흡수할 수 있도록 충분히 유연한 것이 또한 바람직하다.

이 측면에서 보면, 쉽게 부러지는 경향(응집 단절(cohesive break))이 있는 솔더 또는 전도성 접착제를 사용한 연결들은 지나치게 견고한 것으로 보인다.

전도성인 이방성 접착제들의 성질(behaviour)은 그들의 유연성의 함수로 변한다.

그러므로 높은 영률(Young's modulus)을 갖는 견고한 접착제는 적은 변형으로도 많은 스트레스를 받으며 (그것의 탄성 한계(elastic limit)를 넘어) 변형된 채로 남거나 부러지는 경향이 있다.

이에 반해, 유연한 접착제는 쉽게 변형되고 이에 따라 스트레스들을 흡수한다. 그러나, 이러한 정도의 변형은 전기적 연결의 보존 측면에서 바람직하지 않는데, 이는 이방성인 전도 접착제를 사용하는 전기적 연결들이 접착제의 덩어리(mass)안에 매설된 전도성 볼(ball)들에 의해 이루어지기 때문이다. 이에 더해, 일반적으로 플라스틱 물질들로 제조되는 안테나 터미널들을 내장하는 카드 본체는 구부려짐 또는 열주기들(thermal cycles)에 의해 그 자체가 영구적으로 또는 점탄 성적으로(visco-elastically) 변형될 수 있다. 그러므로 매우 유연한 접착제 덩어리는 전도성 볼들의 움직임을 유발할 수 있으며, 이것은 전기적 연결의 비가역적 또는 간헐적 단절로 이어질 수 있다.

이방성 접착제들의 주요 특성은 충분한 수의 전도성 볼들이(실제로 mm² 당 수십 개의 볼들) 위 접착제들에 의해 연결된 두 개의 전도성 표면들 사이에 "크러시(crush)"된 경우에만 전도성을 띈다는 것이다.

그러므로 마이크로회로를 내장하는 플라스틱 본체 또는 모듈의 잔류 변형(residual deformation)과 접착제 덩어리의 상당한 위치이동(스트레칭(stretching))은 위 볼들을 이동시키거나 위 두 표면들 간의 거리를 증가시키고, 이에 따라 위 볼들이 위 표면들 중 어느 하나와 더 이상 접촉하지 않게 되어 위 전기적 연결들에 상당한 영향을 미칠 수 있음은 자명하다.

단일 물질로는 유연성 및 강직성(stiffness) 간의 만족할 만한 합의점을 찾지 못하므로, 이에 대한 하나의 옵션은 위에 언급된 상황에서 플라스틱 지지물(plastic support)들에 기계적 본드를 제공하는 하나의 물질과 전기적 연결을 위한 다른 물질을 사용해 두 단계로 모듈 및 캐비티의 주변부에 있는 물질들의 성질들에 작용(operate on)하는 것이다. 그러나, 현재 캐비티의 주변에 사용되는 물질들의 조합(하나에는 절연성 접착제, 다른 하나에는 솔더 페이스트 또는 전도성 접착제)은 다음과 같은 이유들로 만족할만한 하지 못하다:

* 이 구성은 플라스틱 카드 본체 및/또는 마이크로회로의 잔류 변형을 방지 하지 않는다.

* (혼합 또는 상호 오염의 위험으로 인해) 서로 직접 인접하게 두 개의 다른 물질들을 사용하는데 어려움이 있다.

* 경험상 전도성 물질에 가해지는 기계적 스트레스가 여전히 너무 높다.

상기 문제들은 안테나들에서 발견될 수 있을 뿐만 아니라, 내장되거나 아니거나를 불문하고, 카드 본체의 두께 내에 위치한 터미널들에 연결된 다른 부품들, 구체적으로는 디스플레이 스크린들, 열센서들, 배터리들, 지문 센서들, 등에서 발견될 수 있다.

본 발명의 목적은 제조과정을 상당히 복잡하게 하지 않으면서 전기적 연결에 적은 스트레스가 가해지도록 보장함과 동시에, 캐비티 근방 카드 본체의 잔류 변형 위험을 감소시키는 구성을 통해 상술된 문제점들을 해결하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 마이크로회로 카드를 제조하는 방법으로서, 카드 본체의 두께 내에 전자 부품들과 연결하기 위한 연결 터미널들을 포함하고, 저면을 갖고 스텝에 접경(border)하되 상기 연결 터미널들이 상기 스텝 위에 위치하는 캐비티가 제공되는 카드 본체를 제조하고, 외부 접촉들을 갖는 외부면과 내부 접촉들을 갖는 내부면을 갖는 지지 필름과 상기 내부 접촉들과 연결되는 마이크로회로를 포함하는 모듈을 제조하되:

- 이방성인 유연한 전도성 접착제가 그 이후 상기 필름 내부면의 주변에 적용되고,

- 중합반응(polymerization) 후에는, 상기 접착제보다 더 견고한 수지가 상기 카드 본체의 상기 캐비티 내에 도입되고,

- 상기 모듈은 상기 이방성인 접착제가 상기 캐비티의 상기 스텝의 상기 주변의 반대편에 위치하도록 상기 캐비티 내에 삽입되고,

- 상기 이방성 접착제는 압력 하에 열적으로 활성화되고 상기 수지는 중합되는 마이크로회로 카드를 제조하는 방법을 제안한다.

바람직하게, 상기 부품은 안테나이다.

환언하면, 상기 발명은 상기 캐비티 내에 상기 마이크로회로를 고정시키기 위해 상기 캐비티 주변에 유연한 이방성 접착제 및 견고한 수지를 같이 사용하는 것을 제안한다.

이러한 종류의 구성을 사용하면, 기계적 휨이 있는 경우 상기 주변의 탄성 변형을 허용함과 동시에 상기 지지 필름 및 상기 캐비티 내 상기 마이크로회로의 변형을 크게 감소시키며 휘어진 후에 상기 시스템을 그 초기 상태로 되돌아 오게 하는 경향이 있다.

마이크로회로를 카드 본체 내의 캐비티에 고정시키기 위해 마이크로회로 보호 수지를 사용하는 것은, 플라스틱 물질 분야에 있어서, 구체적으로 EP-0 519 564, EP-1 050 844, EP-1 050 845 및 FR-2833801을 통해, 당업계에 이미 알려진 기술이다. 상기 마이크로회로 및 그것의 연결 리드들을 덮는 피복 수지(encapsulating resin)를 통해 캐비티 내에 모듈이 고정된다. 실제로, 상기 마이크로프로세서와 그 연결 리드들을 캡슐화하기 위한 이 수지는 상기 마이크로회로의 지지 필름 위 대신에, 상기 마이크로회로가 삽입되기 전에, 상기 플라스틱 지지물의 상기 캐비티 내에 도포(deposit)된다. 그러므로, 상기 캐비티에 의해 자연스럽게 제한되는 상기 피복 수지의 부피를 제어하기 쉽다.

상기 문서 EP-0 519 564는 상기 모듈의 주변과, 중간 레벨에서 상기 캐비티를 경계 짓는 스텝 사이에 접착제를 도포하는 것을 추가적으로 제안한다. 그러나, 상기 접착제 및 상기 수지는 동일한 기계적 접착 기능을 갖는다.

상기 문서들은 안테나 또는 매설된(buried) 연결 터미널들을 가지지 않는 카드들에 관한 것으로서, 상기 모듈 및 그것이 포함하는 상기 마이크로회로의 좋은 기계적 보존을 보장하는 것만이 유일하게 해결해야될 문제로 상기 모듈과 상기 카드 본체 간의 상기 전기적 연결을 동시에 고려할 필요가 없는, 본 발명과 관련된 것들보다 단순한 카드들에 관한 것임이 더 강조되어야 한다. 그러므로 상기 문서들에는 상기 캐비티의 주변에 터미널들을 보존하는 것에 관한 언급이 없다.

모듈과 상기 안테나 터미널들 간의 좋은 전기적 연결을 만드는 일반적 문제들이 주어질때, 카드 본체 내의 캐비티에 상기 모듈을 장착하기 전에 상기 마이크로회로를 피복(encapsulate)하는 것이 "듀얼 인터페이스" 카드들을 제조하는데 있어 표준적인 방법(standard practice)이다("피복 전 마이크로회로(pre-encapsulated microcircuit)"라는 용어가 이러한 방법을 나타낸다).

이에 더해, 이방성인 전도성 접착제의 사용이 제안되는 경우, 이것은 일반적으로 기계적 본딩 및 전기적 연결을 동시에 제공하기 위한 것으로, 기계적 본딩 기능을 제공하는 다른 물질과의 협력을 위한 것은 아니었다.

그럼에도 불구하고 상기 발명은 이들 물질들을 조합하고, 이에 대해 상기 이방성인 전도성 접착제 및 상기 수지는 서로에 대한 함수로서(function of each other) 상기 접착제가 상기 수지보다 상당히 더 유연하도록, 즉 그것의 영률이 상기 수지의 영률보다 낮게 선택되로록 제안한다.

이제, 피복 수지와 이방성인 전도성 접착제가 완전히 호환가능하고, 이에 따라, 두 물질이 혼합되거나 상기 캐비티의 주변에서 전도성 터미널들이 열화(deteriorate) 될 위험 없이, 동시에 사용될 수 있는 것이 명백해졌다. 이에 더해, 최신 절차들(modern procedures)은 이제 마이크로회로의 연결 접촉들과 상기 카드 본체 내의 안테나 터미널들 간의 신뢰할 수 있는 전기적 연결들을 생산함과 동시에 상기 마이크로회로를 상기 캐비티 내에 고정시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 상당한 수축 계수(수 %)를 갖는 마이크로회로 피복 수지를 선택하는 것이 바람직하다.

상기 수지의 수축 또는 상기 수지가 점유하고 있는 부피의 수축 현상은 상기 수지의 중합 중에 발생한다. 그러므로, 예들 들어, 에폭시 수지는 중합된 수지 특유의 3차원 분자 배열의 형성을 통해 점성 상태에서 고체 상태로 이동한다.

상기 메커니즘은, 상기 수지에 사용된 임의의 용매의 증발과 함께, 상기 피복 에이전트의 부피의 수축을 유도하여 상기 카드 본체와 상기 마이크로회로 내의 상기 캐비티의 표면(일반적으로 상기 저면) 간, 그리고 보다 전체적으로는 상기 모듈 전체에 "반발력"을 가할 것이다.

이 현상(부피상 약 수 %, 일반적으로 부피상 1 내지 5%)은 상기 인터페이스들에서 분리에 의한 영향을 방지하는 것을 도와주고, 이에 따라 상기 캐비티의 상기 영역 내의 상기 마이크로회로 어셈블리 및 상기 카드 본체의(그러므로 상기 안테나 터미널들의) 경화에 기여하고, 이에 따라 휘어진 이후의 잔류 변형을 크게 제한한다.

이것은, 매우 유연한 이방성 접착제(예들 들어 폴리에스터 매트릭스를 사용하는 것)를 선택하는 것을 더욱 바람직하게 해주는데, 이는 후자(접착제)가 (상기 전도성 볼들을 "크러시(crush)"하여 획득되고, 이렇게 기억될 상기 전기적 연결의 비가역 열화(deterioration)을 유발함 없이 기계적 스트레스들을 보다 잘 견뎌낼 수 있기 때문이다.

예를 들어, 기계적 휨 사이클들은 국제표준 ISO 10373에 따라 본 발명에 따라 생산된 듀얼 인터페이스 카드들 및 당해 기술분야에서 널리 사용되는 반-경식(semi-rigid) 이방성 접착제에 의해 접착된 피복 전(pre-encapsulated) 마이크로회로들을 사용해 생산된 듀얼 인터패이스 카드들에 가해(effect)졌다: 본 발명에 따라 생산된 카드들은 4000 휨 사이클들 이후에도 완전히 작동하는데 반해 "기준(reference)" 카드들 중 몇 개는 1250 사이클들 이후 더 이상 작동하지 않았고 4000 사이클들 이후에 상기 모든 기준 카드들은 작동하지 않았다.

또한, 상기 마이크로회로에 압력이 가해지는 경우 상기 캐비티의 상기 저면에 상기 마이크로회로를 접합하는 상기 수지가 상기 플라스틱 카드 본체에 대해 상기 마이크로회로가 변형되는 것을 방지하여, 상기 획득된 구조는 압력을 훨씬 잘 견디는 것이 명백하다.

본 발명은 바람직하게는 상기 마이크로회로 및 상기 안테나 (또는 다른 관련 부품들) 간의 연결들의 강도에 영향을 미칠 수 있는 내부 균열들을 유발하지 않으면서 휘어짐을 막도록 최적화된 기계적 특성 및 열 특성을 갖는 플라스틱 카드 본체 구조 교대층들(alternating layers)과 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 따르면, 상기 안테나 터미널들은 다수이며 상기 캐비티 둘레의 복수의 영역들로 (바람직하게는 상기 카드 본체의 종축에 대해 종횡으로) 나누어지며, 이는 고정시키는 동안 상기 캐비티에 대해 상기 모듈을 적절하게 위치시킬 필요가 줄어들고, 상기 카드의 단측(short side) 또는 장측(long side)에 평행한지 여부를 불문하고(장측으로 휘어지든 단측으로 휘어지든), 휘어져 단절되는 위험을 최소화한다.

그러므로, 적절하게 조합될 수 있는, 본 발명의 바람직한 특징에 따르면:

- 상기 부품은 안테나이고;

- 상기 수지는 중합시 수축계수가 적어도 약 1%를 갖도록 선택되어 상기 수지가 차지하는 부피는 상기 작용 중에 수축하고;

- 상기 수지는 상기 접착제가 열적으로 활성화되는 온도보다 낮은 온도에서 중합되고;

- 상기 접착제는 약 150 ℃ 내지 160 ℃의 온도에서 활성화되고 상기 수지는 그 활성화 온도보다 상당히 낮은 온도(예들 들어, 약 60 ℃)에서 중합되고;

- 상기 연결 터미널들은 그 중 적어도 하나가 서로 이격되어 배치되는 적어도 두 영역들로 분할되고;

- 상기 연결 터미널들은 상기 두 영역들이 상기 카드 본체의 기준 방향과 배향(orientation)이 다른 상기 스텝의 영역들에 위치되고;

- 상기 각 연결 터미널은 적어도 두 연결 영역들로 분할되되 다른 방향에 있는 다른 연결 터미널의 연결 영역들과 대향되고;

- 상기 각 연결 터미널은 적어도 두 연결 영역들로 분할되되 이 중 하나는 상기 카드 본체에 대해 횡으로 상기 캐비티에 접경하고 다른 하나는 상기 카드 본체에 대해 종으로 상기 캐비티에 접경하고;

- 상기 연결 터미널에 대향되는 상기 모듈의 상기 내부 접촉들은 복수의 접촉 영역들로서 형성되고;

- 상기 접촉 영역들은 다른 방향으로 상기 캐비티에 접경하도록 배치되고;

- 상기 카드 본체는 폴리 염화 비닐(poly vinyl chloride), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 구성된 그룹에서 선택된 물질들의 층들로 제조되고;

- 상기 카드 본체는 상기 층들이 교대되는 형상으로 제조된다.

또한 본 발명은 이 방법에 따라 획득되도록 적응(adapt)된 카드, 즉, 마이크로회로 카드로서, 카드 본체의 두께 내에 부품에 연결하기 위한 터미널들을 갖는 카드 본체, 저면을 갖고 스텝에 접경하되 상기 연결 터미널들이 상기 스텝 위에 위치하는 캐비티, 및 외부 접촉들을 갖는 외부면과 내부 접촉들을 갖는 내부면을 갖는 지지 필름과 상기 내부 접촉들에 연결된 마이크로회로를 포함하는 모듈을 포함하되:

- 상기 내부 접촉들은 이방성인 전도성 접착제에 의해 상기 연결 터미널들로 연결되고,

- 상기 마이크로회로는 상기 접착제보다 더 견고하고 상기 캐비티의 상기 저면의 일부까지 연장되는 수지에 둘러싸인 마이크로회로 카드를 제안한다.

상기 방법에 관해 상술된 바람직한 특징들은 여기에도 적용된다. 구체적으로, 상기 부품은 바람직하게는 안테나이다.

본 발명의 목적들, 특징들 및 이점들은 비제한적인 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 이하의 설명에 의해 이해된다:

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안테나 및 그것의 연결 터미널들의 평면도.

도 2는 내부 접촉들을 나타내는 모듈의 저면도.

도 3은 상기 안테나 및 상기 모듈의 내부 접촉들 및 상기 모듈이 중첩된 상태(superposition) 도시한 평면도.

도 4는 상기 안테나 및 상기 모듈을 통합하는 마이크로칩 카드의 부분단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 도 2의 모듈과 연동하도록 적응(adapt)된 카드 본체를 도시하는 단면도.

첨부된 도면들은 본 발명의 마이크로칩 카드의 제조를 위한 여러 단계들를 나타낸다.

도 1은 일반적으로 인레이(inlay)로 지칭되는 필름(11) 상에 생산되는 안테나(10)로 구성되는 부품을 도시한다. 여기서 상기 인레이는 상기 안테나가 일부분을 형성하는 카드 본체와 실질적으로 동일한 포맷을 가지며 턴들(turns)은 실질적으로 상기 인레이의 측면을 따라 연장된다. 도시되지 않은 다른 실시예에 있어서, 상기 안테나는 이에 비해 상당히 작다.

상기 안테나는 일반적으로 포토 에칭된 구리로 이루어진 전도성 턴들로 형성된다.

상기 안테나는 바람직하게는 복수의 영역들로 분할된 두 개의 연결 터미널들로 이루어지며, 여기서는 각 터미널들이 두 개의 영역들로 분할된다: 보다 정확하게, 상기 안테나는 상기 인레이의 종방향을 따라 대향되게 배치되는 두 개의 연결 영역들(12A,13A)과, 대향되게, 그러나 상술된 영역들의 방향과 다른 방향으로, 여기서는 상기 인레이의 횡방향으로 배치된 다른 두 개의 연결 영역들(12B, 13B)을 갖는다.

이에 따라, 여기서 설명된 예에 있어서, 상기 안테나의 각 종단은 상기 인레이의 두 개의 적어도 다른 방향들을 향하는 다른 종단의 영역들과 대향되는 적어도 두 개의 영역들로 분할된다.

실제로, 약 200 마이크론의 두께를 갖는 PVC 필름으로 시작하여, 예를 들어,개략적으로 동일한 안테나들의 어레이가 전기도금된 구리층을 약 35 마이크론의 두 께까지 화학적으로 에칭하여 도안(trace)된다.

해당 기술분야에 공지된 바와 같이, 상기 안테나의 형상은 정확히 전기적 명세들 (구체적으로, 각 안테나가 협력하도록 돼 있는 인쇄회로의 정해진(given) 커패시턴스에 대해 주파수를 튜닝, Q에 따라 저항을 선택 등)에 부합된다. 상기 중요한 형상 파라미터들은 상기 안테나의 너비, 상기 턴들의 너비 및 간격, 구리의 두께 등이다.

상기 안테나의 상기 종단들을 복수의 연결 영역들로 분할하는 것은 상기 연결을 이루는 면적을 증가시키고 (이에 따라 접촉 저항을 감소시키고) 최종 연결을 신뢰할 수 있게 한다. 이것은 (상기 인레이에 종으로 배치된) 상기 측방 영역들(12A, 13A)이 장측을 따르는 휨 스트레스들에 더 민감한데 반해 (상기 인레이에 횡으로 배치된) 상기 수직 영역들(12B, 13B)은 상기 인레이의 단측을 따르는 휨 스트레스들에 더 민감하기 때문이다. 그러므로 이것은, 겪게 되는 휘어짐의 종류와 무관하게, 상기 안테나와 접촉을 유지할 수 있는 확률을 최적화한다.

상기 안테나는 완전한 것이 아님을 주의해야 하며, 이는 도 1이 상기 하부 파이버들의 위 및 아래에 배치된 두 개의 터미널들(14A, 14B)를 도시하고 있기 때문이다. 이들 터미널들 간의 상기 연결은 상기 안테나의 턴들 반대편 인레이의 표면에 형성(produce)되는 브리지(15, 도 3)에 의해 영향을 받을 수 있다.

고온 프레스 동작은 바람직하게 상기 턴들 및 상기 브리지를 상기 인레이를 이루는 두께 내로 매설하여, 상기 턴들 및 상기 브리지에 의해 생기는 돌출된 패턴들을 최소화한다.

이 후, 통상적인 방식으로, 상기 안테나들의 어레이가 위에 형성된 상기 필름이 카드 본체들의 어레이 내의 다른 필름들 간에 샌드위치되도록 적층 단계가 수행된다. 그리고 각 카드 본체는, 통상적인 방식으로, 잘라내어 진다.

적층된 상기 필름들의 두께는 상기 요구되는 깊이, 예를 들어 상기 카드 본체의 상기 상면에서 260 마이크론의 깊이로 상기 턴들이 위치되도록 선택된다. 이 거리는 상기 안테나와 협력하도록 의도된 상기 모듈의 형상의 함수로 정의된다.

그들을 마이크로칩 카드의 형상으로 잘라낸 이후, 상기 적층 필름들은 함께 카드 본체를 형성한다.

상술된 바와 병행하여, 지지 필름(21) 위에, 외부 접촉들(22), 마이크로회로(23) 및 리드들(23A)에 의해 상기 마이크로회로로(위 참조) 연결된 내부 접촉들을 포함하는 모듈(20)이, 각 안테나에 대해 준비된다.

이 준비는, 예를 들어, 상기 인쇄 기판을 잘라낸 후 그들을 상기 지지 필름에 접착하고, 연결 리드들을 솔더하여 고정하는 것을 포함한다. 듀얼 인터페이스 카드를 위한 모듈의 제조는 바람직하게, 도금되었는지 여부와 관계없이, 상기 지지 필름을 관통하는 구멍들과 자신의 표면상에 전도체들을 갖는 모듈들의 사용을 필요로 한다; 예를 들어, 외부 접촉들(IS, Vcc, Vss 등의 접촉들)을 갖는 종래의 모듈들에서와 같이 35 마이크론 전도체들의 고레벨과, 상기 안테나를 상기 마이크로회로의 상기 입력들로 전기적으로 연결하기 위한 저레벨이 있다. 원칙적으로 상기 안테나는 외부에서 액세스할 수 없다.

상기 외부 접촉들(22)의 형상은 본 발명을 구성하지 않으므로 이에 대해 여 기서는 상세히 설명되지 않는다.

도 2는 모듈의 내부 접촉의 형상의 일 실시예를 나타낸다(그러므로 상기 모듈은 상술된 저레벨에 있다). 상기 안테나 연결 모양과 관련하여 언급된 것으로부터 유추하여, 상기 모듈의 각 내부 접촉은 적어도 두 방향으로 다른 접촉의 영역들과 대향되는 적어도 두 영역들로 분할된다.

보다 정확하게는, 여기의 상기 모듈(20)은 다른 영역(24C)에 트랙으로 연결된 두 영역들(24A,24B)로 분할된 제1 내부 접촉 및 다른 영역(25C)에 트랙으로 연결된 두 영역들(25A, 25B)로 분할된 제2 내부 접촉을 포함한다. 상기 영역들(24A, 24B) 및 상기 영역들(25A,25B)은 상기 카드 본체의 종방향이 되는 방향으로 대향되고, 상기 영역들(24C,25C)는 상기 제1 방향에 직각인 방향으로 대향된다. 여기서 상기 접촉 영역들은 사다리꼴 또는 사각형이고 전선들에 연결하기 위해 원형 영역에 연결된다. 이들 접촉 영역들은, 당연히, 다른 형상들을 가질 수 있다.

도 3 및 도 4는 카드 본체 및 모듈의 결합을 나타낸다. 발명의 파악을 위해 도 3에서는 특정 구성요소들에 대해 해당 구성요소를 덮는 구성요소들이 투명한 것처럼 나타내었다.

각 카드 본체는 모듈을 수납하기 위한 캐비티를 포함한다.

이 캐비티는 상기 안테나의 평면을 가로지르고 상기 안테나의 연결 터미널들은 상기 캐비티에 접경하는 스텝 상에 위치한다. 상기 캐비티는 선재(pre-exist)할 수 있지만 바람직하게는 상기 카드 본체의 조립 마지막에 형성된다. 이 때문에, 상기 안테나의 위치를 감지하기 위해 당업계에 알려진 모든 적절한 수단들이 사용될 수 있고 그 후 물질(예를 들어 PVC)이 상기 턴들의 구리가 드러날때 까지 제거된다.

도 3은 상기 안테나의 턴들, 상기 인레이에서 상기 터미널들(14A,14B)을 연결하는 상기 브리지(15), 상기 캐비티의 윤곽(외부 윤곽(26) 및 내부 윤곽(27)), 상기 마이크로회로(23) 및 상기 모듈의 연결 영역들을 마치 그들을 덮는 구성요소들이 투명한 듯이 도시한다. 상기 영역들(24A,24B,24C) 및 상기 영역들(25A,25B,25C)은 집합적으로 상기 안테나 연결 터미널들과 접촉하고 있음에 주목해야 한다.

도 4는 도 3 구성에 따라 카드 본체에 고정된 모듈의 단면도이다.

접착제(30)가, 상기 터미널들(12B,13B)과 상기 영역들(24C,25C) 사이, 도 3의 상기 윤곽들(26,27)에 의해 제한(delimit)된 상기 스텝 상에 배치되고 상기 마이크로회로(23)를 둘러싸는 수지 덩어리(40)는, 상기 안테나의 평면 아래, 상기 캐비티 저면까지 연장되는 것에 주목해야 한다.

상기 접착제(30)는 전도성인 이방성 접착제이고 개략적으로 도시된 전도성 볼들(31)(도면은 일정한 비율로 그려지지 않았으며, 이들(전도성 볼들)은 당연히 도면에 도시된 것보다 훨씬 작다)을 포함한다.

상기 접착제 및 상기 수지는 상기 접착제(30)가 상기 수지(40)보다 유연하도록 선택된다.

바람직하게 상기 수지(40)는, 예를 들어 그것의 중합 또는 용매의 증발 결과, 수축되도록 적응(adapt)된다.

이 모듈을 상기 카드 본체로 조립하는 동작은 상술된 바와 같이 수행될 수 있다.

상기 모듈이 준비되면, 그것의 주변은 상기 접착제(30), 바람직하게는 110 ℃ 내지 150 ℃의 온도에서 활성화될 수 있는 매트릭스 내에 매설되고 직경이 약 20 내지 40 마이크론인 은도금 볼들을 갖는 "핫 멜트(hot melt)" 접착제로 도포된다. 충분한 유연성을 획득하기 위해, 상기 매트릭스는, 예를 들어 폴리에스터 매트릭스(polyester matrix)이다.

이에 더해, 상기 수지(40)는 상기 모듈보다 먼저 상기 카드 본체의 상기 캐비티에 도포되어, 상기 마이크로회로를 상기 수지 내에 피복(encapsulate)하고 상기 접착제(30)를 상기 안테나 터미널들과 접촉시키도록 한다.

바람직하게 상기 수지(40)는 상당한 수축 계수를 갖는 고 이온 순도(high ionic purity)의 에폭시 수지이다.

상기 모듈을 배치한 후, 상기 접착제는 상기 접착제(30)와 그것이 전기적으로 연결하는 상기 영역들과의 좋은 접착을 보장하기 위해 약 500 ms 내지 2 s의 매우 짧은 시간 동안 160 ℃에 근접한 온도에서 적절한 압력 아래 활성화된다. 그 이후 상기 수지는 (상기 접착제를 약화시키지 않기 위해) 상당히 낮은 온도, 일반적으로 약 45 ℃ 내지 60 ℃에서 중합된다.

상기 접착제가 상기 중합 온도보다 상당히 높은 온도에서 활성화되지만, 상기 접착제가 활성화되는데 필요한 시간이 주어지면, 상기 다양한 물질들의 거의 동시간(quasi-simultaneous) 처리가 본 발명을 적용하는데 특정 문제들을 유발시키지 는 않는 것으로 보인다는 점을 주목해야 한다.

본 예에 있어서, 높은 수축 계수를 갖는 수지를 사용하는 것은 상기 모듈을 상기 캐비티의 저면으로 이동시키는 경향이 있는 힘이 항상 있도록 보장하며, 이는 상기 카드 본체/모듈 어셈블리, 즉 획득될 상기 스마트 카드에 가해질 수 있는 휘어지는 힘들이 발생하는 경우 상기 모듈의 상기 내부 접촉들과 상기 안테나 터미널들 간의 전기적 분리의 위험들 경감시키는데 도움을 준다.

도 5는 카드 본체가 획득되는 필름 스택의 일 실시예를 도시한다.

라미네이션(lamination)은 중합체(PVC,PET 등) 필름들을 상승된 온도 및 압력 아래서 상기 인레이의 각 반대측들 상에 배치되는 것으로 구성된다.

도시된 예에 있어서, 200 마이크론 두께의 상기 인레이(11)는 약 100 마이크론 두께의 두 보상층들(50,51) 사이에 샌드위치된다; 이 스택(50+11+51)은 다시 두께가 약 140 마이크론인 두 인쇄층들(52,53) 사이에 샌드위치된다. 마지막으로, 커버층들(54,55)은 상기 카드 본체의 상기 외부 표면들을 형성한다.

그러므로 상기 카드 본체는 바람직하게 폴리 염화 비닐(polyvinylchloride), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 구성된 그룹에서 선택된 물질들의 층의 스택으로 형성된다; 바람직하게는 이러한 층들이 교대로(alternation) 있다.

명확하게 도시하기 위해, 이들 층들은 서로 이격되게 도시되었으나, 실제로 그들은 인접한다.

이에 더해 상기 스텝은 상기 인레이의 상기 상부 표면 상에 형성되고 상기 캐비티는, 이 표면 평면 밑으로, 상기 인레이 및 상기 보상층들을 통해, 하강(descend)하고, 상기 하부 인쇄 및 커버층들은 그대로 있다.

그러므로 상기 방법의 순서도는 다음과 같이 정의될 수 있다:

* 집적 회로들을 절단(saw),

* 모듈 내로 접착,

* 연결 리드들을 솔더,

* 이방성인 전도성 접착제를 도포,

* 캐비티를 마무름(machine),

* 수지 도포,

* 카드 본체에 모듈 고정,

* 프리-퍼서널라이제이션(pre-personalization) 검사,

* 그래픽 퍼서널라이제이션.

이것은 상기 카드를 물리적으로 완성시킨다.

Claims (26)

1. 마이크로회로 카드를 제조하는 방법으로서,

   카드 본체의 두께 내에 전자 부품과 연결하기 위한 연결 터미널들을 포함하고, 저면을 갖고 스텝에 접경하되 상기 연결 터미널들이 상기 스텝 위에 위치하는 캐비티가 제공되는 카드 본체를 제조하고,

   외부 접촉들을 갖는 외부면과 내부 접촉들을 갖는 내부면을 갖는 지지 필름과 상기 내부 접촉들과 연결되는 마이크로회로를 포함하는 모듈을 제조하되:

   - 이방성이고 유연한 전도성 접착제가 그 이후 상기 필름 내부면의 주변에 적용되고,

   - 상기 접착제보다 더 견고한 수지가 상기 카드 본체의 상기 캐비티 내에 도포(deposit)되고,

   - 상기 모듈은 상기 이방성 접착제가 상기 캐비티의 상기 스텝의 상기 주변의 반대편에 위치하도록 상기 캐비티 내에 삽입되고,

   - 상기 이방성 접착제는 압력 하에 열적으로 활성화되고 상기 수지는 중합되는 마이크로회로 카드 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부품은 안테나인 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수지는 적어도 약 1%의 중합시 수축 계수를 갖도록 선택되되 상기 수지가 차지하는 부피는 그 작용(operation) 중에 수축하는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지는 상기 접착제가 열적으로 활성화되는 온도보다 낮은 온도에서 중합되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 접착제는 약 150 ℃ 내지 160 ℃의 활성 온도에서 활성화되고 상기 수지는 상기 활성 온도보다 상당히 낮은 온도 (예를 들어 약 60 ℃에서) 중합되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 터미널들은 그 중 적어도 하나가 서로 이격되어 배치되는 적어도 두 영역들로 분할되도록 적응(conform)되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 연결 터미널들은 상기 두 영역들이 상기 카드 본체의 기준 방향과 배향(orientation)이 다른 상기 스텝의 영역들에 위치하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 각 연결 터미널은 적어도 두 연결 영역들로 분할되되 다른 방향에 있는 다른 연결 터미널의 연결 영역들과 대향되도록 적응되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 연결 터미널은 적어도 두 연결 영역들로 분할되되 이 중 하나는 상기 카드 본체에 대해 횡으로 상기 캐비티에 접경하고 다른 하나는 상기 카드 본체에 대해 종으로 상기 캐비티에 접경하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 터미널에 대향되는 상기 모듈의 상기 내부 접촉들은 복수의 접촉 영역들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 접촉 영역들은 다른 방향으로 상기 캐비티에 접경되도록 배치된 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카드 본체는 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 구성된 그룹에서 선택된 물질들의 층들로 제조된 것임을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 카드 본체는 상기 층들이 교대되는 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드 제조 방법.
14. 카드 본체의 두께 내에 부품에 연결하기 위한 연결 터미널들을 갖는 카드 본체, 저면을 갖고 스텝에 접경하되 상기 연결 터미널들이 상기 스텝 위에 위치하는 캐비티, 및 외부 접촉들을 갖는 외부면과 내부 접촉들을 갖는 내부면을 갖는 지지 필름과 상기 내부 접촉들에 연결된 마이크로회로를 포함하는 모듈을 포함하는 마이크로회로 카드로서:

    - 상기 내부 접촉들은 이방성인 전도성 접착제에 의해 상기 연결 터미널들로 연결되고,

    - 상기 마이크로회로는 상기 접착제보다 더 견고하고 상기 캐비티의 상기 저면의 일부까지 연장되는 수지에 둘러싸인

    마이크로회로 카드.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 부품은 안테나인 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 수지는 중합 중 수축 계수가 적어도 약 1%를 갖도록 선택되되, 상기 수지가 차지하는 부피는 상기 작용(operation) 후에 장력(tension) 하에 있는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지는 상기 접착제가 활성화되는 온도보다 낮은 온도에서 중합되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 접착제는 약 150 ℃ 내지 160 ℃의 활성화 온도에서 활성화되고 상기 수지는 상기 활성화 온도보다 상당히 낮은 온도(예를 들어 약 60 ℃)에서 중합되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 터미널들은 그들 중 적어도 어느 하나가 서로 이격되어 배치된 적어도 두 영역들로 분할되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 연결 터미널들은 상기 두 영역들이 상기 카드 본체의 기준 방향과 배향(orientation)이 다른 상기 스텝의 영역들에 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 각 연결 터미널은 적어도 두 연결 영역들로 분할되되 다른 방향에 있는 다른 연결 터미널의 연결 영역들과 대향되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 연결 터미널은 적어도 두 연결 영역들로 분할되되 이 중 하나는 상기 카드 본체에 대해 횡으로 상기 캐비티에 접경하고 다른 하나는 상기 카드 본체에 대해 종으로 상기 캐비티에 접경하는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
23. 제 14 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 터미널들에 대향되는 상기 모듈의 상기 내부 접촉들은 복수의 접촉 영역들로서 형성되는 것을 특징으로하는 마이크로회로 카드.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 접촉 영역들은 다른 방향으로 상기 캐비티에 접경되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
25. 제 14 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카드 본체는 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 구성된 그룹에서 선택된 물질들의 층들로 제조된 것을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 카드 본체는 상기 층들이 교대되는 형상으로 제조되는 것임을 특징으로 하는 마이크로회로 카드.

Images