JP2004086850A - Ｉｃモジュール、ｉｃモジュールを含む基板、ｉｃモジュールを含む基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、曲げ応力等に強いＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板、ＩＣモジュールを含む基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のＩＣモジュール１０、及びＩＣモジュール１０を含む基板３０、５０は、電極１１ａを有する集積回路１１において、集積回路１１の上面と下面に前記集積回路１１を補強するための補強部材１２、１３を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のＩＣモジュール１０、及びＩＣモジュール１０を含む基板３０、５０は、電極１１ａを有する集積回路１１において、集積回路１１の上面と下面に前記集積回路１１を補強するための補強部材１２、１３を備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐物理特性を備えたＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板、ＩＣモジュールを含む基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近特にＩＣカードが定期券等に導入されるなど身近に使用され始めてきた。ＩＣカードは磁気カードなどに比べ記憶容量が大きく、セキュリティ性が高いなどネットワークを利用した電子商取引などに大変期待されている記憶媒体である。
【０００３】
このＩＣカードは例えばＩＳＯ１４４４３などで規定されている。このＩＣカードは厚みが約０．８ｍｍのカード内部に集積回路（以下、「ＩＣチップ」と呼ぶ。）が基板上に設けられている。
【０００４】
このように、ＩＣチップを基板上に実装する技術としてワイヤボンディング方式やフリップチップ方式等が存在する。
【０００５】
ワイヤボンディング方式とは、図１１に示すように、ＩＣチップ３５の入出力端子３５ａ、３５ａからワイヤ３６、３６によりプリント配線板３７の電極３７ａ、３７ａと金属間接合により接続する方式である。
【０００６】
また、フリップチップ方式とは、図１２に示すように、ＩＣチップ４０の入出力端子４０ａ、４０ａ上に突起電極４１、４１を形成し、直接プリント配線板４２の電極端子４２ａ、４２ａと接合する方式である。
【０００７】
通常ＩＣチップは電子機器等の内部の基板に設けられ、空間もあるので外部からの衝撃等から守られており、今まで、ＩＣカードのような薄い構造体の内部にＩＣチップが設けられる場合はなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＣカードは、ほとんど携帯するような形態で使用されるため、ポケットに挿入されるなど厚みが薄いだけにＩＣカード自体にはかなり大きなストレス（外圧）が作用する。例えば、曲げによる伸長圧縮応力等である。この応力等により、ＩＣカード内のＩＣチップが破損してしまうことがあるという問題がある。
【０００９】
そこで、曲げ応力等に強いＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板、ＩＣモジュールを含む基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１１】
本発明のＩＣモジュール（１０、２０）は、電極を有する集積回路（１１、２１）において、前記集積回路の少なくとも上面と下面のいずれかに前記集積回路を補強するための補強部材（１２、１３、２２、２３）を備えていることを特徴とする。また、本発明のＩＣモジュールを含む基板（５０）は、ＩＣモジュールがワイヤボンディング方式で実装されていることを特徴とする。また、本発明のＩＣモジュールを含む基板（３０）は、ＩＣモジュールがフリップチップ方式で実装されていることを特徴とする。
【００１２】
このようにすれば、ＩＣチップ近傍に外圧（曲げ応力等）がかかっても、補強部材により外圧（曲げ応力等）に対して強くなる。また、ＩＣチップの両面に補強部材を設けることにより、上下から作用するピンポイントの外圧に対応できる。また、曲げによる内部機材からのＩＣチップに対する応力に対しても強くなる。また、ＩＣチップに補強部材が設けられるのでＩＣチップの薄型化を図れる。
【００１３】
また、本発明であるＩＣモジュールを含む基板を生産（製造）する際、予めＩＣモジュールを製造しておくだけで、従来の生産ラインを変えることなく生産できるので、生産ラインの変更等が必要ない。
【００１４】
また、前記ＩＣモジュールが基板に実装される場合において、前記基板と接するＩＣモジュールを構成する補強部材の端部は、少なくとも前記集積回路の端部と同じ、又は越えている長さであるとよい。
【００１５】
このようにすれば、ＩＣチップが補強部材により保護されるとともに、基板とＩＣモジュールとの間に注入される接着剤がＩＣモジュールの側面を伝って上下方向へ移動するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記補強部材は、前記集積回路と接する面に凸部（１２ａ、２３ａ、５１ａ）が備えられていることを特徴とする。また、前記凸部は複数設けられていることを特徴とする。また、前記集積回路と前記補強部材は、接着剤（１４、２４）を介して接着されていることを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、補強部材がＩＣチップの表面（上下の面）に安定して設けられる。また、ＩＣモジュールの厚さｔを一定に保てるとともに、外圧に対しても安定した対応が取れるため、品質が一定する。また、ＩＣチップと補強部材とが剥離することなく密着して接着される。
【００１８】
また、前記補強部材は、補強体（５１）と、前記補強体の外周に垂設される外周枠（５１ｂ）と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、補強部材としての剛性が上がり強度が増す。
【００２０】
また、前記凸部は、前記補強体の中心から外側に向かって放射状に配置されていることを特徴とする。また、前記凸部は、前記補強体の中心から外側に向かって直線的に隣接する凸部の間隔がしだいに増加するように配置されていることを特徴とする。
【００２１】
このようにすれば、凸部が、集積回路の中心部に密集し、その中心から外側に向かってしだいに粗に設けられるので、曲げ等の外力において最も応力が集中する位置を補強できる。
【００２２】
また、前記集積回路の端部と補強部材の外周枠との間には、隙間が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
このようにすれば、集積回路に接着剤を介して補強部材を設ける際に、集積回路と補強部材との間に生じる気体及び余った接着剤を接着面から追い出すことができる。また、追い出された接着剤は、集積回路の側面と外周枠の端部とが接着されるとともに、接着剤が外部へ流れ出すのを抑止できる。
【００２４】
また、前記凸部（５１ａ）の一部が、前記集積回路のアースに接地されていることを特徴とする。また、集積回路の上面に備えられた補強部材と下面に備えられた補強部材との少なくとも一部が接触するように両補強部材が備えられるとよい。
【００２５】
このようにすれば、集積回路と補強部材とを同電位にすることができるので、補強部材をシールド体として機能させることができる。
【００２６】
また、フリップチップ方式で基板にＩＣモジュールが実装される過程で前記ＩＣモジュールを封止剤（２９）で封止する場合において、前記ＩＣモジュールは、前記封止剤と補強部材との間に熱を緩衝するための熱緩衝部材（２８）を介して封止されることを特徴とする。
【００２７】
このようにすれば、ＩＣモジュールの基板への実装工程における圧着等によって生じる封止剤への熱の影響を防止できる。
【００２８】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板（６０）は、少なくとも前記集積回路を封止するための封止剤を有していてもよい。
【００２９】
これにより、集積回路（ＩＣチップ）を実装した際の基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる。
【００３０】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板の製造方法として、少なくとも集積回路を封止するための封止剤を充填する封止工程を含む集積回路を実装する基板の製造方法において、前記封止工程後に、複数の凸部を有する補強部材を、前記集積回路の上面に前記凸部の先端が接触するように前記封止剤を介して前記補強部材を設ける補強部材装着工程を具備している。
【００３１】
これにより、集積回路を実装した際の基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる基板を製造することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０、図１３〜図１５を参照して、本発明によるＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板の各実施形態について説明する。なお、以下の説明において、通常、ＩＣチップが基板に装着される際に、基板と対向する側のＩＣチップの面を下面とする。
【００３３】
−第１の実施形態−
図１は第１の実施形態のＩＣモジュールの断面図、図２は図１のＡ拡大図、図３はＩＣチップの上面に設けられる補強部材の底面図、図４は図１のＢ拡大図である。
【００３４】
ＩＣモジュール１０は、ＩＣチップ１１と、補強部材１２、１３と、から構成される。また、ＩＣチップ１１と補強部材１２、１３とは接着剤１４、１４を介して接着される。また、補強部材１２、１３は、ＩＣチップ１１にかかる外圧（曲げ応力等）からこのＩＣチップ１１を保護するための部材である。具体的には、図示のように、上面に電極１１ａ（入出力端子等）を有するＩＣチップ１１の上面及び下面に、接着剤１４、１４を介して、補強部材１２、１３が備えられる。なお、本実施形態においては、ＩＣチップの両面に補強部材が備えられているが、必ずしもＩＣチップの両面に備えられる必要はない。例えば、このＩＣモジュールを基板に実装する場合、その基板自体が強度をもっている場合である。例えば、ＩＣチップの片側にリードフレームのような曲げに対して強い構造体またはそれに準じた構造体がある場合である。また、補強部材１２、１３の大きさはＩＣチップ１１の形状と同等程度の大きさである。
【００３５】
また、接着剤１４は、エポキシ等の熱硬化タイプの接着剤を使用するとよい。通常の接着剤であると、ＩＣチップ１１が駆動する際の発熱により接着効果が減少する場合が考えられるからである。
【００３６】
また、ＩＣチップ１１と接する補強部材１２、１３の表面には、円形状の凸部１２ａを複数有する。この凸部１２ａは所定間隔に設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。
【００３７】
また、この凸部１２ａは、数が多すぎると、ＩＣチップ１１との接着力が低下し、少なすぎるとＩＣチップ１１の表面に補強部材１２、１３が安定しない。また、前記凸部１２ａの高さは、接着剤１４との関係で決まり、凸部１２ａの高さが低すぎると接着剤１４が薄くなり接着能力が低くなり、凸部１２ａの高さが高すぎると接着剤１４が厚くなり、材破するので、材料に応じた高さに設定する必要がある。また、実験を行った結果、ある熱硬化型エポキシ接着剤では２５〜３５ミクロンの範囲内であることが好ましいことが分かっている。
【００３８】
以上により、補強部材１２、１３が接するＩＣチップ１１の表面に安定して設けられるので、ＩＣモジュール１０の厚さｔを一定に保てるため、品質が一定する。また、ＩＣチップ１１と補強部材１２、１３とが密着して接着される。
【００３９】
また、ＩＣチップ１１の上面に設けられる補強部材１２の所定部には、長矩形状の貫通孔１２ｂを備えている。この貫通孔１２ｂは後述する電極１１ａとワイヤ１７とを接合するために設けられる。よって、この貫通孔１２ｂは長矩形状である必要はなく、円柱形状の孔等を複数設けていてもよい。また、ワイヤボンディング方式でＩＣモジュール１０を実装する場合等においては、電極１１ａと配線回路１５ａとを接続するワイヤ１７が補強部材１４と干渉する場合もあるので、その場合には後述する図８のように、補強部材１４の端部に複数の溝２３ｂ、２３ｂ、…、２３ｂ、２３ｃ、２３ｃ、２３ｃを設けるようにしてもよい。
【００４０】
また、補強部材１２、１３の材質は好ましくは、ヤング率の高い材料であるとよい。また、補強部材１２、１３の厚さは、一般に部材の強度（外圧に対するたわみにくさ）は厚みの３乗に比例するので、厚みがある方が好ましいが、少なくとも５０ミクロン程度あることが好ましい。なお、規格等において厚みに制限がある場合にはその限りではない。
【００４１】
また、ＩＣモジュール１０を基板等に実装する場合において、基板１５と接する側の補強部材１３は、図４に示すように、少なくともＩＣチップ１１の両端面を越える長さＳを有していることが好ましい。この長さＳは、具体的には、５０ミクロン程度であると良い。この長さＳが長すぎると、基板等に外圧が作用した場合に、ＩＣチップ１１に必要以上の応力が加わるからである。これにより、基板１５とＩＣモジュール１０との間に注入される接着剤１４のＩＣチップ１１方向（上方向）への上がりを防止することができる。
【００４２】
図５は第１の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【００４３】
図示のように、ワイヤボンディング方式によりＩＣモジュール１０を実装した形態である。
【００４４】
ＩＣモジュールを含む基板５０は、上面に配線パターン１５ａを有しているプリント基板１５と、このプリント基板１５の所定位置に配置されて、上面に電極１１ａを有するＩＣチップ１１と、そのＩＣチップ１１の上下の面に設けられる補強部材１２、１３とを備えるＩＣモジュール１０と、前記電極１１ａと配線パターン１５ａとを電気的に接続するワイヤ１７、１７と、プリント基板１５上で、前記ＩＣモジュール１０とワイヤ１７とを覆うように接着するための接着剤部１８と、を含んで構成される。また、プリント基板１５とＩＣモジュール１０とが接する面には、接着剤１４が注入される。また、接着剤１４は、エポキシ等の熱硬化タイプの接着剤を使用するとよい。通常の接着剤であると、ＩＣチップ１１が駆動する際の発熱により接着効果が減少する場合が考えられるからである。また、接着剤部１８による接着は、ＩＣチップ１１内への空気・湿気の侵入防止／空気・湿気による電極１１ａ、ワイヤ１７等の劣化を防止するためである。
【００４５】
この基板５０は、この基板内にアンテナ回路を設けるか、外部にアンテナを付ければ、ＩＣカードの外部を構成する構造体の内部等に装着することによりＩＣカードとして機能する。
【００４６】
−第２の実施形態−
図６は第２の実施形態のＩＣモジュールの断面図、図７は図６のＢ拡大図、図８はＩＣチップの下面に設けられる補強部材の平面図を示し、図８（ａ）は第１実施例、図８（ｂ）は第２実施例である。
【００４７】
ＩＣモジュール２０は、ＩＣチップ２１と、補強部材２２、２３と、から構成される。また、ＩＣチップ２１と補強部材２２、２３とは接着剤２４、２４を介して接着される。また、補強部材２２、２３は、ＩＣチップ２１にかかる外圧（曲げ応力等）からこのＩＣチップ２１を保護するための部材である。具体的には、下方向に突出するように電極２１ａ（入出力端子等）を有するＩＣチップ２１の上面及び下面に、接着剤２４を介して、補強部材２２、２３が備えられる。なお、本実施形態においては、ＩＣチップの両面に補強部材が備えられているが、必ずしもＩＣチップの両面に備えられる必要はない。例えば、このＩＣモジュールを基板に実装する場合、その基板自体が強度をもっている場合である。例えば、ＩＣチップの片側にリードフレームのような曲げに対して強い構造体またはそれに準じた構造体がある場合である。また、補強部材２２、２３の大きさはＩＣチップ２１の形状と同等程度の大きさである。
【００４８】
また、接着剤２４は、エポキシ等の熱硬化タイプの接着剤を使用するとよい。通常の接着剤であると、ＩＣチップ２１が駆動する際に発生する熱により接着効果が減少する場合が考えられるからである。
【００４９】
また、ＩＣチップ２１と接触する補強部材２２、２３の面には、複数の円形状の凸部２３ａ、２３ａ・・・２３ａを有する。この凸部２３ａは、ＩＣチップ２１と接触する面に所定間隔に設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。
【００５０】
また、この凸部２３ａは、数が多すぎると、ＩＣチップ２１との接着力が低下し、少なすぎるとＩＣチップ２１の表面に補強部材２２、２３が安定しない。また、前記凸部２３ａの高さは、接着剤２４との関係で決まり、凸部２３ａの高さが低すぎると接着剤２４が薄くなり接着能力が低くなり、凸部２３ａの高さが高すぎると接着剤２４が厚くなり、材破するので、材料に応じた高さに設定する必要がある。また、実験を行った結果、熱硬化型エポキシ接着剤では２０〜３０ミクロンの範囲内であることが好ましいことが分かっている。
【００５１】
以上により、補強部材２２、２３が接するＩＣチップ２１の表面に安定して設けられるので、ＩＣモジュール２０の厚さｔを一定に保てるため、品質が一定する。また、ＩＣチップ２１と補強部材２２、２３とが密着して接着される。
【００５２】
また、ＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３には切欠き部（溝）２３ｂ、２３ｂ、…、２３ｂ、２３ｃ、２３ｃ、２３ｃが両端に備えられる。この切欠き部２３ｂ、２３ｃは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ＩＣチップの電極の配置に合わせて設けられる。よって、この切欠き部２３ｂ、２３ｃは、電極２１ａの数に応じて複数設けられる。また、この切欠き部２３ｂ、２３ｃは、丸みをおびた形状である。これにより、応力が集中するのを防ぐ。
【００５３】
また、補強部材２２、２３の材質は好ましくは、ヤング率の高い材料であるとよい。補強部材２２、２３の厚さは、一般に部材の強度（外圧に対するたわみにくさ）は厚みの３乗に比例するので、厚みがある方が好ましい。なお、規格等において厚みに制限がある場合にはこの限りでない。更にまた、フリップチップ方式でＩＣモジュールを実装する場合、ＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３は、この補強部材２３の下面から電極２１ａが突出するように補強部材２３の厚さが設定される。
【００５４】
また、ＩＣモジュール２０を基板等に実装する場合において、基板２５と接する側の補強部材２３は、少なくともＩＣチップ２１の両端面を越える長さＳを有していることが好ましい。この長さＳは、具体的には、５０ミクロン程度であると良い。この長さＳが長すぎると、基板等に外圧が作用した場合に、ＩＣチップ２１に必要以上の応力が加わるからである。これにより、基板２５とＩＣモジュール２０との間に注入される接着剤２４の上がりを防止することができる。
【００５５】
図９は第２の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【００５６】
図示のように、フリップチップ方式によりＩＣモジュール２０を実装した形態である。
【００５７】
ＩＣモジュールを含む基板３０は、主基板２５ａ上に配線回路２５ｂを有している基板２５と、下面に突出する電極２１ａを有するＩＣチップ２１と、そのＩＣチップ２１の上下の面に設けられる補強部材２２、２３とを備えるＩＣモジュール２０と、前記電極２１ａを直接配線回路２５ｂ上に配置し、前記ＩＣモジュール２０と基板２５間を接着するための接着剤部２６と、を含んで構成される。また、接着剤部２６による接着は、ＩＣチップ２１内への空気・湿気の侵入防止／空気・湿気による電極２１ａ等の劣化を防止するためである。また、接着剤部２６に使用される接着剤は、ＩＣモジュール２０のＩＣチップ２１と補強部材２２、２３とが接着される接着剤２４が用いられている。
【００５８】
この基板２５は、この基板内にアンテナ回路を設けるか、外部にアンテナを付ければ、ＩＣカードの外部を構成する構造体の内部等に装着することによりＩＣカードとして機能する。
【００５９】
図１０はフリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例である。
【００６０】
図示のように、フリップチップ方式で実装されたＩＣモジュール２０を含む基板３０ａは、ＩＣモジュール２０（補強部材２２）の上面に設けられた熱を緩衝するための熱緩衝部材２８を介し、ＩＣモジュール２０が覆われるように封止されて形成される。ＩＣモジュール２０の封止は、封止剤２９により行われる。封止剤２９は、エポキシ樹脂等が使用される。このように、ＩＣモジュール２０が、熱緩衝部材２８を介して封止剤２９により基板３０ａ上に封止されることにより、基板形成工程における接着剤を硬化させるために発生する熱の影響により、接着剤と金属の比熱の関係から、例えばこのＩＣモジュール２０をＩＣカードに実装した場合に生じるＩＣカード表面に発生するＩＣチップの跡を見えにくくすることができる。
【００６１】
−第３の実施形態−
図１３は第３の実施形態のＩＣモジュールの構造図、図１４は図１３のＣ−Ｃ断面図である。なお、図１３、図１４において、図６と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６２】
本実施形態は、フリップチップ方式で実装されるＩＣモジュール５５である。
【００６３】
ＩＣモジュール５５は、ＩＣチップ２１と、補強部材２３と、を備えている。補強部材２３は、ＩＣチップ２１の両面に備えられる。また、ＩＣチップ２１と補強部材２３とは接着剤２４を介して接着される。
【００６４】
補強部材２３は、矩形状の補強体５１と、補強体５１の一方の面の所定部から垂直方向に延ばされて形成され複数の凸部として機能する突設部５１ａ、５１ａ、・・・、５１ａと、その突設部５１ａを囲むように補強体５１の外周から垂直方向に延ばされた外周枠５１ｂと、から構成されている。また、突設部５１ａの先端はＩＣチップ２１の表面、及び／又は裏面に接触するように設けられる。
【００６５】
突設部５１ａは、円柱形状である。また、突設部５１ａは、補強体５１の中心から外周方向に直線的、且つ放射状に配置されている。また、中心から外側に向かって直線的に隣接する突設部５１ａ、５１ａの間隔は、中心から外側に向かってしだいに増加するように設けられる。故に、突設部５１ａは補強体５１の中心ほど密に設けられている。これにより、特に曲げ等の外力が多々作用する場合において、応力が集中しやすいＩＣチップ２１の中心部が保護される。
【００６６】
また、補強部材２３の長さは、ＩＣチップ２１の端部を越えて設けられる。具体的には、補強部材２３は、外周枠５１ｂの厚みと隙間ｄの分だけＩＣチップ２１の端部を越えて設けられる。これにより、ＩＣチップ２１と補強部材２３との間に注入される接着剤２４がＩＣチップ２１の端部を越えて側方へはみだしても、補強部材２３の外周枠５１ｂによってそれ以上外方へ流れ出すのを抑止できる。また、外周枠５１ｂの端面とＩＣチップ２１の側面とが接着面からはみだした接着剤により接着され、ＩＣチップ２１と補強部材２３とがより強固に接着される。また、補強部材２３の外周枠５１ｂがＩＣチップ２１の外周面を越えた位置に設けられることにより、ＩＣチップ２１の端部（外周部）を保護できる。
【００６７】
また、ＩＣチップ２１の端部と外周枠５１ｂ（補強部材２３）との間に隙間ｄを設けることにより、補強部材２３とＩＣチップ２１とを接着剤２４により固定する際に、この隙間ｄより補強部材２３とＩＣチップ２１との接着面に存在する気体が外部へ押し出されるとともに、余った接着剤２４が外部へ押し出される。そのため、補強部材２３の外周枠５１ｂの端面とＩＣチップ２１の側面とが押し出された接着剤２４により強固に固着される。
【００６８】
また、ＩＣチップ２１の上面の所定部には、アース端子２１ｂが設けられている。補強部材２３がこのＩＣチップ２１の上面に設けられる場合は、補強部材２３の突設部５１ａの一部がアース端子２１ｂと接触（接地）するように設けられる。これにより、ＩＣチップ２１と補強部材２３とが同電位となり、ＩＣチップ２１の上面に設けられた補強部材２３がシールド部材として機能する。これにより、ＩＣチップから発生する電気的なノイズの影響を排除し、安定した電波の送受信が可能となる。
【００６９】
図１５は図１３のＤ部分における他の実施形態の拡大図である。
【００７０】
アース端子２１ｂを有するＩＣチップ２１において、補強部材２３、２３がＩＣチップ２１の上下面に設けられる場合は、ＩＣチップ２１の上面に設けられる補強部材２３は、突設部５１ａの一部がアース端子２１ｂと接触するように設けられる。また、ＩＣチップ２１の上面に設けられる補強部材２３と下面に設けられる補強部材２３とは少なくとも一部分が接触するように設けられる。具体的には、両補強部材２３、２３をＩＣチップ２１に設けた際に、補強部材２３の外周枠５１ｂの一部（例えば、図１４に示すＩＣモジュールのうち左側の外周枠のみ）が接触するように設けられる。例えば、図１５に示すように、ＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３の外周枠５１ｂにおける一部の外周枠５１ｃが、他の突設部５１ａの端面を越えてＩＣチップ２１の厚み分だけ長く設けられる。また、補強部材２３の外周枠５１ｂの全部が他の突設部５１ａの端面を越えてＩＣチップ２１の厚み分だけ長く設けられてもよい。これにより、少なくともＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３の一部と上面に設けられる補強部材２３の一部とが接触し、ＩＣチップ２１、及び両補強部材２３、２３が同電位となり、補強部材２３がシールド部材として機能する。
【００７１】
また、補強部材２３は、ワイヤボンディング方式で実装されるＩＣモジュールの補強部材として用いられてもよい。この場合、ＩＣチップの電極位置により補強部材の形状は適宜変更される。具体的には、ＩＣチップの上面にのみ補強部材が使用される。ワイヤボンディング方式の場合は、通常、ＩＣチップの下面は、下側リードフレームなどで基板と固定されるからである。
【００７２】
−第４の実施形態−
図１６はフリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例である。なお、図１６において、図１０、図１３と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７３】
図示のように、他の実施形態におけるＩＣモジュールを含む基板６０は、主基板２５ａ上に配線回路２５ｂを有している基板２５と、その基板上にフリップチップ方式で実装されたＩＣチップ２１と、ＩＣチップ２１を覆うように充填された封止剤２９と、ＩＣチップ２１の上面に複数の凸部５１ａ、５１ａ、・・・、５１ａの先端が接触する程度に封止剤２９に押圧して設けられた複数の凸部５１ａを有する補強部材２３と、を備えている。
【００７４】
また、この基板６０の製造方法は、基板２５の所定部にＩＣチップ２１を装着するＩＣチップ装着工程と、ＩＣチップ２１及びそのＩＣチップ２１が接触する基板２５の表面を含んで封止剤２９を充填して封止する封止工程と、複数の凸部５１ａを有する補強部材２３をＩＣチップ２１の上側に、凸部５１ａの先端がＩＣチップ２１の上面に接触する程度まで押圧して設ける補強部材装着工程と、から構成される。
【００７５】
これにより、大量生産時において、基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる。
【００７６】
以上の説明により、本発明のＩＣモジュール１０、２０は、電極１１ａ、２１ａを有するＩＣチップ１１、２１において、前記ＩＣチップ１１、２１の少なくとも上面、下面のいずれかに前記ＩＣチップ１１、２１を補強するための補強部材１２、１３、２２、２３を備えている。また、ＩＣチップ１１、２１と補強部材１２、１３、２２、２３の間には熱硬化タイプの接着剤１４、２４が使用される。
【００７７】
また、特にＩＣモジュール１０、２０が基板１５、２５に実装される場合において、基板１５、２５と接する補強部材１３、２３の端部は、少なくともＩＣチップ１１、２１の端部と同じ、又は越えているとよい。また、補強部材２３は、補強体５１と、その補強体の外周に垂設される外周枠５１ｂと、を備えていてもよい。また、補強部材１２、１３、２２、２３は、ＩＣチップ１１、２１と接する面に凸部１２ａ、２３ａ、５１ａが備えられている。また、凸部１２ａ、２３ａ、５１ａは複数設けられていてもよい。また、突設部５１ａは、補強体５１の中心から外側に向かって放射状に配置されていてもよい。また、突設部５１ａは、補強体５１の中心から外側に向かって直線的に隣接する突設部５１ａの間隔がしだいに増加するように配置されていてもよい。また、ＩＣチップ２１の端部（側面）と補強部材２３の外周枠５１ｂとの間には隙間ｄが設けられているとよい。
【００７８】
また、電極１１ａ、２１ａを有するＩＣチップ１１、２１の電極側の面と接触する補強部材１２、２３は、電極（入出力端子等）を取り出せるように構成される。具体的には、電極２１ａが突出している場合は、電極２１ａとの干渉を避けるように丸みをおびた切欠き部２３ｂ等を備える。また、電極１１ａがＩＣチップ１１の上面に配線パターン等により有する場合は、所定の電極１１ａと接合するための貫通孔１２ｂ等を備える。
【００７９】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板３０、５０は、ＩＣモジュール１０、２０がワイヤボンディング方式で実装されている。また、ＩＣモジュール１０、２０がフリップチップ方式で実装されていてもよい。
【００８０】
また、フリップチップ方式で基板にＩＣモジュール２０が実装される過程で前記ＩＣモジュール２０を封止剤２９で封止する場合において、前記ＩＣモジュール２０は、前記封止剤２０と補強部材２２との間に熱を緩衝するための熱緩衝部材２８を介して封止されるようにするとよい。
【００８１】
これにより、ＩＣチップ１１、２１に外圧（曲げ応力等）が作用しても、補強部材１２、１３、２２、２３により曲がりにくくなり、ＩＣチップ１１、２１にも応力が作用しにくくなるためＩＣチップ１１、２１の破損を防ぐことができる。
【００８２】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板６０は、少なくとも前記集積回路２１を封止するための封止剤２９を有していてもよい。
【００８３】
これにより、ＩＣチップを実装した際の基板６０の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップ２１を外圧（曲げ等の応力）から保護することができる。
【００８４】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板の製造方法として、少なくとも集積回路２１を封止するための封止剤２９を充填する封止工程を含む集積回路を実装する基板の製造方法において、前記封止工程後に、複数の凸部５１ａを有する補強部材５１を、前記集積回路２１の上面に前記凸部５１ａの先端が接触するように前記封止剤２９を介して前記補強部材５１を設ける補強部材装着工程を具備している。
【００８５】
これにより、基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる基板を製造することが可能となる。
【００８６】
また、本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施できる。例えば、電極１１ａ、２１ａを有するＩＣチップ１１、２１の電極側の面と接触する補強部材１２、２３に備えられている貫通孔１２ｂは、電極を取り出せるように構成されていればどのような形状であってもよい。
【００８７】
また、図１０で説明した実施形態以外であっても、例えばワイヤボンディング方式で実装されたＩＣモジュール１０を含む基板５０が、ＩＣモジュール１０（補強部材１２）の上面に設けられた熱を緩衝するための熱緩衝部材２８を介し、ＩＣモジュール１０が封止されて形成されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のＩＣモジュールの断面図である。
【図２】図１のＡ拡大図である。
【図３】ＩＣチップの上面に設けられる補強部材の底面図である。
【図４】図１のＢ拡大図である。
【図５】第１の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態のＩＣモジュールの断面図である。
【図７】図５のＢ拡大図である。
【図８】ＩＣチップの下面に設けられる補強部材の平面図を示し、図８（ａ）は第１実施例、図８（ｂ）は第２実施例である。
【図９】第２の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【図１０】フリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例を示す断面図である。
【図１１】従来のワイヤボンディング方式のＩＣチップ実装例である。
【図１２】従来のフリップチップ方式のＩＣチップ実装例である。
【図１３】第３の実施形態のＩＣモジュールの構造図である。
【図１４】図１３のＣ−Ｃ断面図である。
【図１５】図１３のＤ部分における他の実施形態の拡大図である。
【図１６】フリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例である。
【符号の説明】
１０、２０ ＩＣモジュール
１１、２１ ＩＣチップ
１１ａ、２１ａ 電極
１２、１３、２２、２３ 補強部材
１２ａ、２３ａ、５１ａ 凸部（突設部）
１４、２４ 接着剤
２５ 基板
２８ 熱緩衝部材
２９ 封止剤
３０、５０、６０ ＩＣモジュールを含む基板
５１ 補強体
５１ｂ 外周枠
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐物理特性を備えたＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板、ＩＣモジュールを含む基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近特にＩＣカードが定期券等に導入されるなど身近に使用され始めてきた。ＩＣカードは磁気カードなどに比べ記憶容量が大きく、セキュリティ性が高いなどネットワークを利用した電子商取引などに大変期待されている記憶媒体である。
【０００３】
このＩＣカードは例えばＩＳＯ１４４４３などで規定されている。このＩＣカードは厚みが約０．８ｍｍのカード内部に集積回路（以下、「ＩＣチップ」と呼ぶ。）が基板上に設けられている。
【０００４】
このように、ＩＣチップを基板上に実装する技術としてワイヤボンディング方式やフリップチップ方式等が存在する。
【０００５】
ワイヤボンディング方式とは、図１１に示すように、ＩＣチップ３５の入出力端子３５ａ、３５ａからワイヤ３６、３６によりプリント配線板３７の電極３７ａ、３７ａと金属間接合により接続する方式である。
【０００６】
また、フリップチップ方式とは、図１２に示すように、ＩＣチップ４０の入出力端子４０ａ、４０ａ上に突起電極４１、４１を形成し、直接プリント配線板４２の電極端子４２ａ、４２ａと接合する方式である。
【０００７】
通常ＩＣチップは電子機器等の内部の基板に設けられ、空間もあるので外部からの衝撃等から守られており、今まで、ＩＣカードのような薄い構造体の内部にＩＣチップが設けられる場合はなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＣカードは、ほとんど携帯するような形態で使用されるため、ポケットに挿入されるなど厚みが薄いだけにＩＣカード自体にはかなり大きなストレス（外圧）が作用する。例えば、曲げによる伸長圧縮応力等である。この応力等により、ＩＣカード内のＩＣチップが破損してしまうことがあるという問題がある。
【０００９】
そこで、曲げ応力等に強いＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板、ＩＣモジュールを含む基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１１】
本発明のＩＣモジュール（１０、２０）は、電極を有する集積回路（１１、２１）において、前記集積回路の少なくとも上面と下面のいずれかに前記集積回路を補強するための補強部材（１２、１３、２２、２３）を備えていることを特徴とする。また、本発明のＩＣモジュールを含む基板（５０）は、ＩＣモジュールがワイヤボンディング方式で実装されていることを特徴とする。また、本発明のＩＣモジュールを含む基板（３０）は、ＩＣモジュールがフリップチップ方式で実装されていることを特徴とする。
【００１２】
このようにすれば、ＩＣチップ近傍に外圧（曲げ応力等）がかかっても、補強部材により外圧（曲げ応力等）に対して強くなる。また、ＩＣチップの両面に補強部材を設けることにより、上下から作用するピンポイントの外圧に対応できる。また、曲げによる内部機材からのＩＣチップに対する応力に対しても強くなる。また、ＩＣチップに補強部材が設けられるのでＩＣチップの薄型化を図れる。
【００１３】
また、本発明であるＩＣモジュールを含む基板を生産（製造）する際、予めＩＣモジュールを製造しておくだけで、従来の生産ラインを変えることなく生産できるので、生産ラインの変更等が必要ない。
【００１４】
また、前記ＩＣモジュールが基板に実装される場合において、前記基板と接するＩＣモジュールを構成する補強部材の端部は、少なくとも前記集積回路の端部と同じ、又は越えている長さであるとよい。
【００１５】
このようにすれば、ＩＣチップが補強部材により保護されるとともに、基板とＩＣモジュールとの間に注入される接着剤がＩＣモジュールの側面を伝って上下方向へ移動するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記補強部材は、前記集積回路と接する面に凸部（１２ａ、２３ａ、５１ａ）が備えられていることを特徴とする。また、前記凸部は複数設けられていることを特徴とする。また、前記集積回路と前記補強部材は、接着剤（１４、２４）を介して接着されていることを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、補強部材がＩＣチップの表面（上下の面）に安定して設けられる。また、ＩＣモジュールの厚さｔを一定に保てるとともに、外圧に対しても安定した対応が取れるため、品質が一定する。また、ＩＣチップと補強部材とが剥離することなく密着して接着される。
【００１８】
また、前記補強部材は、補強体（５１）と、前記補強体の外周に垂設される外周枠（５１ｂ）と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、補強部材としての剛性が上がり強度が増す。
【００２０】
また、前記凸部は、前記補強体の中心から外側に向かって放射状に配置されていることを特徴とする。また、前記凸部は、前記補強体の中心から外側に向かって直線的に隣接する凸部の間隔がしだいに増加するように配置されていることを特徴とする。
【００２１】
このようにすれば、凸部が、集積回路の中心部に密集し、その中心から外側に向かってしだいに粗に設けられるので、曲げ等の外力において最も応力が集中する位置を補強できる。
【００２２】
また、前記集積回路の端部と補強部材の外周枠との間には、隙間が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
このようにすれば、集積回路に接着剤を介して補強部材を設ける際に、集積回路と補強部材との間に生じる気体及び余った接着剤を接着面から追い出すことができる。また、追い出された接着剤は、集積回路の側面と外周枠の端部とが接着されるとともに、接着剤が外部へ流れ出すのを抑止できる。
【００２４】
また、前記凸部（５１ａ）の一部が、前記集積回路のアースに接地されていることを特徴とする。また、集積回路の上面に備えられた補強部材と下面に備えられた補強部材との少なくとも一部が接触するように両補強部材が備えられるとよい。
【００２５】
このようにすれば、集積回路と補強部材とを同電位にすることができるので、補強部材をシールド体として機能させることができる。
【００２６】
また、フリップチップ方式で基板にＩＣモジュールが実装される過程で前記ＩＣモジュールを封止剤（２９）で封止する場合において、前記ＩＣモジュールは、前記封止剤と補強部材との間に熱を緩衝するための熱緩衝部材（２８）を介して封止されることを特徴とする。
【００２７】
このようにすれば、ＩＣモジュールの基板への実装工程における圧着等によって生じる封止剤への熱の影響を防止できる。
【００２８】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板（６０）は、少なくとも前記集積回路を封止するための封止剤を有していてもよい。
【００２９】
これにより、集積回路（ＩＣチップ）を実装した際の基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる。
【００３０】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板の製造方法として、少なくとも集積回路を封止するための封止剤を充填する封止工程を含む集積回路を実装する基板の製造方法において、前記封止工程後に、複数の凸部を有する補強部材を、前記集積回路の上面に前記凸部の先端が接触するように前記封止剤を介して前記補強部材を設ける補強部材装着工程を具備している。
【００３１】
これにより、集積回路を実装した際の基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる基板を製造することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０、図１３〜図１５を参照して、本発明によるＩＣモジュール、ＩＣモジュールを含む基板の各実施形態について説明する。なお、以下の説明において、通常、ＩＣチップが基板に装着される際に、基板と対向する側のＩＣチップの面を下面とする。
【００３３】
−第１の実施形態−
図１は第１の実施形態のＩＣモジュールの断面図、図２は図１のＡ拡大図、図３はＩＣチップの上面に設けられる補強部材の底面図、図４は図１のＢ拡大図である。
【００３４】
ＩＣモジュール１０は、ＩＣチップ１１と、補強部材１２、１３と、から構成される。また、ＩＣチップ１１と補強部材１２、１３とは接着剤１４、１４を介して接着される。また、補強部材１２、１３は、ＩＣチップ１１にかかる外圧（曲げ応力等）からこのＩＣチップ１１を保護するための部材である。具体的には、図示のように、上面に電極１１ａ（入出力端子等）を有するＩＣチップ１１の上面及び下面に、接着剤１４、１４を介して、補強部材１２、１３が備えられる。なお、本実施形態においては、ＩＣチップの両面に補強部材が備えられているが、必ずしもＩＣチップの両面に備えられる必要はない。例えば、このＩＣモジュールを基板に実装する場合、その基板自体が強度をもっている場合である。例えば、ＩＣチップの片側にリードフレームのような曲げに対して強い構造体またはそれに準じた構造体がある場合である。また、補強部材１２、１３の大きさはＩＣチップ１１の形状と同等程度の大きさである。
【００３５】
また、接着剤１４は、エポキシ等の熱硬化タイプの接着剤を使用するとよい。通常の接着剤であると、ＩＣチップ１１が駆動する際の発熱により接着効果が減少する場合が考えられるからである。
【００３６】
また、ＩＣチップ１１と接する補強部材１２、１３の表面には、円形状の凸部１２ａを複数有する。この凸部１２ａは所定間隔に設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。
【００３７】
また、この凸部１２ａは、数が多すぎると、ＩＣチップ１１との接着力が低下し、少なすぎるとＩＣチップ１１の表面に補強部材１２、１３が安定しない。また、前記凸部１２ａの高さは、接着剤１４との関係で決まり、凸部１２ａの高さが低すぎると接着剤１４が薄くなり接着能力が低くなり、凸部１２ａの高さが高すぎると接着剤１４が厚くなり、材破するので、材料に応じた高さに設定する必要がある。また、実験を行った結果、ある熱硬化型エポキシ接着剤では２５〜３５ミクロンの範囲内であることが好ましいことが分かっている。
【００３８】
以上により、補強部材１２、１３が接するＩＣチップ１１の表面に安定して設けられるので、ＩＣモジュール１０の厚さｔを一定に保てるため、品質が一定する。また、ＩＣチップ１１と補強部材１２、１３とが密着して接着される。
【００３９】
また、ＩＣチップ１１の上面に設けられる補強部材１２の所定部には、長矩形状の貫通孔１２ｂを備えている。この貫通孔１２ｂは後述する電極１１ａとワイヤ１７とを接合するために設けられる。よって、この貫通孔１２ｂは長矩形状である必要はなく、円柱形状の孔等を複数設けていてもよい。また、ワイヤボンディング方式でＩＣモジュール１０を実装する場合等においては、電極１１ａと配線回路１５ａとを接続するワイヤ１７が補強部材１４と干渉する場合もあるので、その場合には後述する図８のように、補強部材１４の端部に複数の溝２３ｂ、２３ｂ、…、２３ｂ、２３ｃ、２３ｃ、２３ｃを設けるようにしてもよい。
【００４０】
また、補強部材１２、１３の材質は好ましくは、ヤング率の高い材料であるとよい。また、補強部材１２、１３の厚さは、一般に部材の強度（外圧に対するたわみにくさ）は厚みの３乗に比例するので、厚みがある方が好ましいが、少なくとも５０ミクロン程度あることが好ましい。なお、規格等において厚みに制限がある場合にはその限りではない。
【００４１】
また、ＩＣモジュール１０を基板等に実装する場合において、基板１５と接する側の補強部材１３は、図４に示すように、少なくともＩＣチップ１１の両端面を越える長さＳを有していることが好ましい。この長さＳは、具体的には、５０ミクロン程度であると良い。この長さＳが長すぎると、基板等に外圧が作用した場合に、ＩＣチップ１１に必要以上の応力が加わるからである。これにより、基板１５とＩＣモジュール１０との間に注入される接着剤１４のＩＣチップ１１方向（上方向）への上がりを防止することができる。
【００４２】
図５は第１の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【００４３】
図示のように、ワイヤボンディング方式によりＩＣモジュール１０を実装した形態である。
【００４４】
ＩＣモジュールを含む基板５０は、上面に配線パターン１５ａを有しているプリント基板１５と、このプリント基板１５の所定位置に配置されて、上面に電極１１ａを有するＩＣチップ１１と、そのＩＣチップ１１の上下の面に設けられる補強部材１２、１３とを備えるＩＣモジュール１０と、前記電極１１ａと配線パターン１５ａとを電気的に接続するワイヤ１７、１７と、プリント基板１５上で、前記ＩＣモジュール１０とワイヤ１７とを覆うように接着するための接着剤部１８と、を含んで構成される。また、プリント基板１５とＩＣモジュール１０とが接する面には、接着剤１４が注入される。また、接着剤１４は、エポキシ等の熱硬化タイプの接着剤を使用するとよい。通常の接着剤であると、ＩＣチップ１１が駆動する際の発熱により接着効果が減少する場合が考えられるからである。また、接着剤部１８による接着は、ＩＣチップ１１内への空気・湿気の侵入防止／空気・湿気による電極１１ａ、ワイヤ１７等の劣化を防止するためである。
【００４５】
この基板５０は、この基板内にアンテナ回路を設けるか、外部にアンテナを付ければ、ＩＣカードの外部を構成する構造体の内部等に装着することによりＩＣカードとして機能する。
【００４６】
−第２の実施形態−
図６は第２の実施形態のＩＣモジュールの断面図、図７は図６のＢ拡大図、図８はＩＣチップの下面に設けられる補強部材の平面図を示し、図８（ａ）は第１実施例、図８（ｂ）は第２実施例である。
【００４７】
ＩＣモジュール２０は、ＩＣチップ２１と、補強部材２２、２３と、から構成される。また、ＩＣチップ２１と補強部材２２、２３とは接着剤２４、２４を介して接着される。また、補強部材２２、２３は、ＩＣチップ２１にかかる外圧（曲げ応力等）からこのＩＣチップ２１を保護するための部材である。具体的には、下方向に突出するように電極２１ａ（入出力端子等）を有するＩＣチップ２１の上面及び下面に、接着剤２４を介して、補強部材２２、２３が備えられる。なお、本実施形態においては、ＩＣチップの両面に補強部材が備えられているが、必ずしもＩＣチップの両面に備えられる必要はない。例えば、このＩＣモジュールを基板に実装する場合、その基板自体が強度をもっている場合である。例えば、ＩＣチップの片側にリードフレームのような曲げに対して強い構造体またはそれに準じた構造体がある場合である。また、補強部材２２、２３の大きさはＩＣチップ２１の形状と同等程度の大きさである。
【００４８】
また、接着剤２４は、エポキシ等の熱硬化タイプの接着剤を使用するとよい。通常の接着剤であると、ＩＣチップ２１が駆動する際に発生する熱により接着効果が減少する場合が考えられるからである。
【００４９】
また、ＩＣチップ２１と接触する補強部材２２、２３の面には、複数の円形状の凸部２３ａ、２３ａ・・・２３ａを有する。この凸部２３ａは、ＩＣチップ２１と接触する面に所定間隔に設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。
【００５０】
また、この凸部２３ａは、数が多すぎると、ＩＣチップ２１との接着力が低下し、少なすぎるとＩＣチップ２１の表面に補強部材２２、２３が安定しない。また、前記凸部２３ａの高さは、接着剤２４との関係で決まり、凸部２３ａの高さが低すぎると接着剤２４が薄くなり接着能力が低くなり、凸部２３ａの高さが高すぎると接着剤２４が厚くなり、材破するので、材料に応じた高さに設定する必要がある。また、実験を行った結果、熱硬化型エポキシ接着剤では２０〜３０ミクロンの範囲内であることが好ましいことが分かっている。
【００５１】
以上により、補強部材２２、２３が接するＩＣチップ２１の表面に安定して設けられるので、ＩＣモジュール２０の厚さｔを一定に保てるため、品質が一定する。また、ＩＣチップ２１と補強部材２２、２３とが密着して接着される。
【００５２】
また、ＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３には切欠き部（溝）２３ｂ、２３ｂ、…、２３ｂ、２３ｃ、２３ｃ、２３ｃが両端に備えられる。この切欠き部２３ｂ、２３ｃは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ＩＣチップの電極の配置に合わせて設けられる。よって、この切欠き部２３ｂ、２３ｃは、電極２１ａの数に応じて複数設けられる。また、この切欠き部２３ｂ、２３ｃは、丸みをおびた形状である。これにより、応力が集中するのを防ぐ。
【００５３】
また、補強部材２２、２３の材質は好ましくは、ヤング率の高い材料であるとよい。補強部材２２、２３の厚さは、一般に部材の強度（外圧に対するたわみにくさ）は厚みの３乗に比例するので、厚みがある方が好ましい。なお、規格等において厚みに制限がある場合にはこの限りでない。更にまた、フリップチップ方式でＩＣモジュールを実装する場合、ＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３は、この補強部材２３の下面から電極２１ａが突出するように補強部材２３の厚さが設定される。
【００５４】
また、ＩＣモジュール２０を基板等に実装する場合において、基板２５と接する側の補強部材２３は、少なくともＩＣチップ２１の両端面を越える長さＳを有していることが好ましい。この長さＳは、具体的には、５０ミクロン程度であると良い。この長さＳが長すぎると、基板等に外圧が作用した場合に、ＩＣチップ２１に必要以上の応力が加わるからである。これにより、基板２５とＩＣモジュール２０との間に注入される接着剤２４の上がりを防止することができる。
【００５５】
図９は第２の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【００５６】
図示のように、フリップチップ方式によりＩＣモジュール２０を実装した形態である。
【００５７】
ＩＣモジュールを含む基板３０は、主基板２５ａ上に配線回路２５ｂを有している基板２５と、下面に突出する電極２１ａを有するＩＣチップ２１と、そのＩＣチップ２１の上下の面に設けられる補強部材２２、２３とを備えるＩＣモジュール２０と、前記電極２１ａを直接配線回路２５ｂ上に配置し、前記ＩＣモジュール２０と基板２５間を接着するための接着剤部２６と、を含んで構成される。また、接着剤部２６による接着は、ＩＣチップ２１内への空気・湿気の侵入防止／空気・湿気による電極２１ａ等の劣化を防止するためである。また、接着剤部２６に使用される接着剤は、ＩＣモジュール２０のＩＣチップ２１と補強部材２２、２３とが接着される接着剤２４が用いられている。
【００５８】
この基板２５は、この基板内にアンテナ回路を設けるか、外部にアンテナを付ければ、ＩＣカードの外部を構成する構造体の内部等に装着することによりＩＣカードとして機能する。
【００５９】
図１０はフリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例である。
【００６０】
図示のように、フリップチップ方式で実装されたＩＣモジュール２０を含む基板３０ａは、ＩＣモジュール２０（補強部材２２）の上面に設けられた熱を緩衝するための熱緩衝部材２８を介し、ＩＣモジュール２０が覆われるように封止されて形成される。ＩＣモジュール２０の封止は、封止剤２９により行われる。封止剤２９は、エポキシ樹脂等が使用される。このように、ＩＣモジュール２０が、熱緩衝部材２８を介して封止剤２９により基板３０ａ上に封止されることにより、基板形成工程における接着剤を硬化させるために発生する熱の影響により、接着剤と金属の比熱の関係から、例えばこのＩＣモジュール２０をＩＣカードに実装した場合に生じるＩＣカード表面に発生するＩＣチップの跡を見えにくくすることができる。
【００６１】
−第３の実施形態−
図１３は第３の実施形態のＩＣモジュールの構造図、図１４は図１３のＣ−Ｃ断面図である。なお、図１３、図１４において、図６と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６２】
本実施形態は、フリップチップ方式で実装されるＩＣモジュール５５である。
【００６３】
ＩＣモジュール５５は、ＩＣチップ２１と、補強部材２３と、を備えている。補強部材２３は、ＩＣチップ２１の両面に備えられる。また、ＩＣチップ２１と補強部材２３とは接着剤２４を介して接着される。
【００６４】
補強部材２３は、矩形状の補強体５１と、補強体５１の一方の面の所定部から垂直方向に延ばされて形成され複数の凸部として機能する突設部５１ａ、５１ａ、・・・、５１ａと、その突設部５１ａを囲むように補強体５１の外周から垂直方向に延ばされた外周枠５１ｂと、から構成されている。また、突設部５１ａの先端はＩＣチップ２１の表面、及び／又は裏面に接触するように設けられる。
【００６５】
突設部５１ａは、円柱形状である。また、突設部５１ａは、補強体５１の中心から外周方向に直線的、且つ放射状に配置されている。また、中心から外側に向かって直線的に隣接する突設部５１ａ、５１ａの間隔は、中心から外側に向かってしだいに増加するように設けられる。故に、突設部５１ａは補強体５１の中心ほど密に設けられている。これにより、特に曲げ等の外力が多々作用する場合において、応力が集中しやすいＩＣチップ２１の中心部が保護される。
【００６６】
また、補強部材２３の長さは、ＩＣチップ２１の端部を越えて設けられる。具体的には、補強部材２３は、外周枠５１ｂの厚みと隙間ｄの分だけＩＣチップ２１の端部を越えて設けられる。これにより、ＩＣチップ２１と補強部材２３との間に注入される接着剤２４がＩＣチップ２１の端部を越えて側方へはみだしても、補強部材２３の外周枠５１ｂによってそれ以上外方へ流れ出すのを抑止できる。また、外周枠５１ｂの端面とＩＣチップ２１の側面とが接着面からはみだした接着剤により接着され、ＩＣチップ２１と補強部材２３とがより強固に接着される。また、補強部材２３の外周枠５１ｂがＩＣチップ２１の外周面を越えた位置に設けられることにより、ＩＣチップ２１の端部（外周部）を保護できる。
【００６７】
また、ＩＣチップ２１の端部と外周枠５１ｂ（補強部材２３）との間に隙間ｄを設けることにより、補強部材２３とＩＣチップ２１とを接着剤２４により固定する際に、この隙間ｄより補強部材２３とＩＣチップ２１との接着面に存在する気体が外部へ押し出されるとともに、余った接着剤２４が外部へ押し出される。そのため、補強部材２３の外周枠５１ｂの端面とＩＣチップ２１の側面とが押し出された接着剤２４により強固に固着される。
【００６８】
また、ＩＣチップ２１の上面の所定部には、アース端子２１ｂが設けられている。補強部材２３がこのＩＣチップ２１の上面に設けられる場合は、補強部材２３の突設部５１ａの一部がアース端子２１ｂと接触（接地）するように設けられる。これにより、ＩＣチップ２１と補強部材２３とが同電位となり、ＩＣチップ２１の上面に設けられた補強部材２３がシールド部材として機能する。これにより、ＩＣチップから発生する電気的なノイズの影響を排除し、安定した電波の送受信が可能となる。
【００６９】
図１５は図１３のＤ部分における他の実施形態の拡大図である。
【００７０】
アース端子２１ｂを有するＩＣチップ２１において、補強部材２３、２３がＩＣチップ２１の上下面に設けられる場合は、ＩＣチップ２１の上面に設けられる補強部材２３は、突設部５１ａの一部がアース端子２１ｂと接触するように設けられる。また、ＩＣチップ２１の上面に設けられる補強部材２３と下面に設けられる補強部材２３とは少なくとも一部分が接触するように設けられる。具体的には、両補強部材２３、２３をＩＣチップ２１に設けた際に、補強部材２３の外周枠５１ｂの一部（例えば、図１４に示すＩＣモジュールのうち左側の外周枠のみ）が接触するように設けられる。例えば、図１５に示すように、ＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３の外周枠５１ｂにおける一部の外周枠５１ｃが、他の突設部５１ａの端面を越えてＩＣチップ２１の厚み分だけ長く設けられる。また、補強部材２３の外周枠５１ｂの全部が他の突設部５１ａの端面を越えてＩＣチップ２１の厚み分だけ長く設けられてもよい。これにより、少なくともＩＣチップ２１の下面に設けられる補強部材２３の一部と上面に設けられる補強部材２３の一部とが接触し、ＩＣチップ２１、及び両補強部材２３、２３が同電位となり、補強部材２３がシールド部材として機能する。
【００７１】
また、補強部材２３は、ワイヤボンディング方式で実装されるＩＣモジュールの補強部材として用いられてもよい。この場合、ＩＣチップの電極位置により補強部材の形状は適宜変更される。具体的には、ＩＣチップの上面にのみ補強部材が使用される。ワイヤボンディング方式の場合は、通常、ＩＣチップの下面は、下側リードフレームなどで基板と固定されるからである。
【００７２】
−第４の実施形態−
図１６はフリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例である。なお、図１６において、図１０、図１３と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７３】
図示のように、他の実施形態におけるＩＣモジュールを含む基板６０は、主基板２５ａ上に配線回路２５ｂを有している基板２５と、その基板上にフリップチップ方式で実装されたＩＣチップ２１と、ＩＣチップ２１を覆うように充填された封止剤２９と、ＩＣチップ２１の上面に複数の凸部５１ａ、５１ａ、・・・、５１ａの先端が接触する程度に封止剤２９に押圧して設けられた複数の凸部５１ａを有する補強部材２３と、を備えている。
【００７４】
また、この基板６０の製造方法は、基板２５の所定部にＩＣチップ２１を装着するＩＣチップ装着工程と、ＩＣチップ２１及びそのＩＣチップ２１が接触する基板２５の表面を含んで封止剤２９を充填して封止する封止工程と、複数の凸部５１ａを有する補強部材２３をＩＣチップ２１の上側に、凸部５１ａの先端がＩＣチップ２１の上面に接触する程度まで押圧して設ける補強部材装着工程と、から構成される。
【００７５】
これにより、大量生産時において、基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる。
【００７６】
以上の説明により、本発明のＩＣモジュール１０、２０は、電極１１ａ、２１ａを有するＩＣチップ１１、２１において、前記ＩＣチップ１１、２１の少なくとも上面、下面のいずれかに前記ＩＣチップ１１、２１を補強するための補強部材１２、１３、２２、２３を備えている。また、ＩＣチップ１１、２１と補強部材１２、１３、２２、２３の間には熱硬化タイプの接着剤１４、２４が使用される。
【００７７】
また、特にＩＣモジュール１０、２０が基板１５、２５に実装される場合において、基板１５、２５と接する補強部材１３、２３の端部は、少なくともＩＣチップ１１、２１の端部と同じ、又は越えているとよい。また、補強部材２３は、補強体５１と、その補強体の外周に垂設される外周枠５１ｂと、を備えていてもよい。また、補強部材１２、１３、２２、２３は、ＩＣチップ１１、２１と接する面に凸部１２ａ、２３ａ、５１ａが備えられている。また、凸部１２ａ、２３ａ、５１ａは複数設けられていてもよい。また、突設部５１ａは、補強体５１の中心から外側に向かって放射状に配置されていてもよい。また、突設部５１ａは、補強体５１の中心から外側に向かって直線的に隣接する突設部５１ａの間隔がしだいに増加するように配置されていてもよい。また、ＩＣチップ２１の端部（側面）と補強部材２３の外周枠５１ｂとの間には隙間ｄが設けられているとよい。
【００７８】
また、電極１１ａ、２１ａを有するＩＣチップ１１、２１の電極側の面と接触する補強部材１２、２３は、電極（入出力端子等）を取り出せるように構成される。具体的には、電極２１ａが突出している場合は、電極２１ａとの干渉を避けるように丸みをおびた切欠き部２３ｂ等を備える。また、電極１１ａがＩＣチップ１１の上面に配線パターン等により有する場合は、所定の電極１１ａと接合するための貫通孔１２ｂ等を備える。
【００７９】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板３０、５０は、ＩＣモジュール１０、２０がワイヤボンディング方式で実装されている。また、ＩＣモジュール１０、２０がフリップチップ方式で実装されていてもよい。
【００８０】
また、フリップチップ方式で基板にＩＣモジュール２０が実装される過程で前記ＩＣモジュール２０を封止剤２９で封止する場合において、前記ＩＣモジュール２０は、前記封止剤２０と補強部材２２との間に熱を緩衝するための熱緩衝部材２８を介して封止されるようにするとよい。
【００８１】
これにより、ＩＣチップ１１、２１に外圧（曲げ応力等）が作用しても、補強部材１２、１３、２２、２３により曲がりにくくなり、ＩＣチップ１１、２１にも応力が作用しにくくなるためＩＣチップ１１、２１の破損を防ぐことができる。
【００８２】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板６０は、少なくとも前記集積回路２１を封止するための封止剤２９を有していてもよい。
【００８３】
これにより、ＩＣチップを実装した際の基板６０の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップ２１を外圧（曲げ等の応力）から保護することができる。
【００８４】
また、本発明のＩＣモジュールを含む基板の製造方法として、少なくとも集積回路２１を封止するための封止剤２９を充填する封止工程を含む集積回路を実装する基板の製造方法において、前記封止工程後に、複数の凸部５１ａを有する補強部材５１を、前記集積回路２１の上面に前記凸部５１ａの先端が接触するように前記封止剤２９を介して前記補強部材５１を設ける補強部材装着工程を具備している。
【００８５】
これにより、基板の高さを所定の高さに容易に維持することができるとともに、ＩＣチップを外圧（曲げ等の応力）から保護することができる基板を製造することが可能となる。
【００８６】
また、本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施できる。例えば、電極１１ａ、２１ａを有するＩＣチップ１１、２１の電極側の面と接触する補強部材１２、２３に備えられている貫通孔１２ｂは、電極を取り出せるように構成されていればどのような形状であってもよい。
【００８７】
また、図１０で説明した実施形態以外であっても、例えばワイヤボンディング方式で実装されたＩＣモジュール１０を含む基板５０が、ＩＣモジュール１０（補強部材１２）の上面に設けられた熱を緩衝するための熱緩衝部材２８を介し、ＩＣモジュール１０が封止されて形成されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のＩＣモジュールの断面図である。
【図２】図１のＡ拡大図である。
【図３】ＩＣチップの上面に設けられる補強部材の底面図である。
【図４】図１のＢ拡大図である。
【図５】第１の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態のＩＣモジュールの断面図である。
【図７】図５のＢ拡大図である。
【図８】ＩＣチップの下面に設けられる補強部材の平面図を示し、図８（ａ）は第１実施例、図８（ｂ）は第２実施例である。
【図９】第２の実施形態のＩＣモジュールを実装した基板を示す断面図である。
【図１０】フリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例を示す断面図である。
【図１１】従来のワイヤボンディング方式のＩＣチップ実装例である。
【図１２】従来のフリップチップ方式のＩＣチップ実装例である。
【図１３】第３の実施形態のＩＣモジュールの構造図である。
【図１４】図１３のＣ−Ｃ断面図である。
【図１５】図１３のＤ部分における他の実施形態の拡大図である。
【図１６】フリップチップ方式で実装されたＩＣモジュールを含む基板の他の実施例である。
【符号の説明】
１０、２０ ＩＣモジュール
１１、２１ ＩＣチップ
１１ａ、２１ａ 電極
１２、１３、２２、２３ 補強部材
１２ａ、２３ａ、５１ａ 凸部（突設部）
１４、２４ 接着剤
２５ 基板
２８ 熱緩衝部材
２９ 封止剤
３０、５０、６０ ＩＣモジュールを含む基板
５１ 補強体
５１ｂ 外周枠
Claims (16)
- 電極を有する集積回路において、前記集積回路の少なくとも上面、及び下面のいずれかに前記集積回路を補強するための補強部材を備えていることを特徴とするＩＣモジュール。
- 前記集積回路と前記補強部材は、接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣモジュール。
- 前記補強部材の端部は、少なくとも前記集積回路の端部と同じ、又は越えている長さであることを特徴とする請求項１、又は２に記載のＩＣモジュール。
- 前記補強部材は、補強体と、前記補強体の外周に垂設される外周枠と、を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＩＣモジュール。
- 前記補強部材は、前記集積回路と接する面に凸部を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＩＣモジュール。
- 前記凸部は複数設けられていることを特徴とする請求項５に記載のＩＣモジュール。
- 前記凸部は、前記補強体の中心から外側に向かって放射状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のＩＣモジュール。
- 前記凸部は、前記補強体の中心から外側に向かって直線的に隣接する凸部の間隔がしだいに増加するように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のＩＣモジュール。
- 前記集積回路の端部と補強部材の外周枠との間には、隙間が設けられていることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載のＩＣモジュール。
- 前記凸部の一部が、前記集積回路のアースに接地されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のＩＣモジュール。
- 前記集積回路の上面に備えられる補強部材と下面に備えられる補強部材の少なくとも一部が接触していることを特徴とする請求項１に記載のＩＣモジュール。
- 少なくとも請求項１〜１１のいずれかに記載のＩＣモジュールがワイヤボンディング方式で基板に実装されることを特徴とするＩＣモジュールを含む基板。
- 少なくとも請求項１〜１１のいずれかに記載のＩＣモジュールがフリップチップ方式で基板に実装されることを特徴とするＩＣモジュールを含む基板。
- フリップチップ方式で基板にＩＣモジュールが実装される過程で前記ＩＣモジュールを封止する場合において、前記ＩＣモジュールは、前記封止材と補強部材との間に熱を緩衝するための熱緩衝部材を介して封止されることを特徴とする請求項１３に記載のＩＣモジュールを含む基板。
- 少なくとも前記集積回路を封止するための封止剤を有することを特徴とする請求項１２、又は１３に記載のＩＣモジュールを含む基板。
- 少なくとも集積回路を封止するための封止剤を充填する封止工程を含む集積回路を実装する基板の製造方法において、
前記封止工程後に、複数の凸部を有する補強部材を、前記集積回路の上面に前記凸部の先端が接触するように前記封止剤を介して前記補強部材を設ける補強部材装着工程を具備していることを特徴とするＩＣモジュールを含む基板の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003034223A JP2004086850A (ja) | 2002-06-28 | 2003-02-12 | Ｉｃモジュール、ｉｃモジュールを含む基板、ｉｃモジュールを含む基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332158A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Kyodo Printing Co Ltd | Ｉｃモジュール及びｉｃカード |
| JP2006268718A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Kyodo Printing Co Ltd | Ｉｃモジュール及び非接触ｉｃカード |
| JP2007047937A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | Ｉｃカード及びｉｃカード製造方法 |
-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003034223A patent/JP2004086850A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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