JP2004264983A

JP2004264983A - 非接触ｉｃカード

Info

Publication number: JP2004264983A
Application number: JP2003052843A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Iiyama; 恵市飯山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】非接触ＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールの補強板は、外力を分散することにより半導体素子への応力を低減していたが、より大きな衝撃力が加わった場合には、さらなる補強策が必要である。また、単に補強板を厚くするという方法ではＩＣカードの厚みの規格を満たすことができない。
【解決手段】アンテナ２５が形成されたアンテナ基板２４上に半導体素子２１が接続されてなる非接触ＩＣカードであって、アンテナ基板２４上に半導体素子２１を囲むようにリング状の金属からなるスペーサー３０が構成され、さらにスペーサー３０の上部に補強用の金属からなる補強板３１が配置された構成にすることにより、安価で物理的強度の高い非接触ＩＣカードを提供できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ループ状のアンテナと半導体素子を備える非接触ＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ループ状のアンテナと半導体素子であるＩＣチップを内蔵し、電波により非接触で外部機器との間でデータ交換を行う非接触ＩＣカードの開発が進んでいる。この非接触ＩＣカードは記憶容量の大きさと高度なセキュリティ機能を有するという特徴に加えて、外部機器に近づけるだけで通信が可能なため、接触式カードのように使用の都度、カードリーダー装置にカードを出し入れする手間が不要になるとともに、接点等の機構が不要で、そのためメンテナンスフリーを実現できるという特徴を有しており、今後より広範囲な分野への普及が予想される。
【０００３】
図８は、従来の非接触ＩＣカードの構成例を示すための要部断面図である。図８に示すように、非接触ＩＣカード１は、半導体素子２がアンテナ３を表面上に形成したフィルム状のアンテナ基板４の上にボンディングされて構成される。
【０００４】
半導体素子２は、その表面上の外部接続端子部に金のバンプ５が形成され、フェースダウンでアンテナ基板４の上のアンテナ３と異方性導電フィルム（以下、ＡＣＦと記す）６を介して接続されている。バンプ５とアンテナ３を接続する方法としては、ＡＣＦ６で示しているが、異方性導電ペースト（以下、ＡＣＰと記す）や非導電性ペースト（以下、ＮＣＰと記す）での接着も一般的である。
【０００５】
このような非接触ＩＣカードでは、外力を受けた場合、半導体素子２が破損され、半導体素子２に保存されたすべてのデータが失われてしまうことから、機械的強度を上げて、折り曲げや衝撃等から半導体素子２を保護する必要がある。
【０００６】
一方で、非接触ＩＣカードは、その厚みが規格（たとえば、ＩＳＯ１４４４３では、０．７６ｍｍ±０．０８ｍｍ）で決められており、そのために単に厚みを増すことで機械的強度を上げるといった構成をとることができない。
【０００７】
そこで、カードの厚みを規格内に納めつつ、半導体素子２の機械的強度を向上させるための一方法として、半導体素子２の片面あるいは両面に保護用の補強板としての金属板７，８を配置する技術が知られている（例えば、特許文献１）。また、別の方法として、半導体素子２をトランスファーモールド９等により樹脂封止した後に、補強用の金属板をさらにつけたものもある（例えば、特許文献２）。
【０００８】
次に、半導体素子２を納める空間１０をくりぬいたコア材１１に上記構成の半導体素子２を納め、表面を保護する表面保護シート１２，１３で上下をラミネート加工することにより、非接触ＩＣカードが完成する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−４２０９７号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−４８１５１号公報（第３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、点圧強度試験のような部分的な力に対しては、半導体素子２にかかる力が分散されるため、半導体素子２が破損されるのを防止する効果が発揮されるが、鋼球落下試験のようなより大きな衝撃力が金属板７，８の上にかかった場合は、半導体素子２にその力が伝わり、半導体素子２が破損してしまうという欠点があった。今後、非接触ＩＣカードが広く使われるようになると、さらに強度を要求されるようになり、鋼球落下試験もひとつの評価法として考えられている。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、非接触ＩＣカードの厚みを増すことなく、単純な部品を追加するだけで鋼球落下試験のような衝撃に対しても強い非接触ＩＣカードを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る非接触ＩＣカードは、アンテナが形成された基板と、前記基板上で前記アンテナと接続された半導体素子と、前記基板上に形成され、前記半導体素子を囲むリング状のスペーサーと、前記スペーサー上に形成された補強板とからなり、前記半導体素子と前記補強板との間に空間がある構成とした。
【００１３】
また、さらに前記基板の下面で、少なくとも半導体素子と対向する位置に第２の補強板を備えた構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる非接触ＩＣカードの実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレット（アンテナ基板と半導体素子からなるカード化前の部品）の構成を分解して示したものである。図２は図１における半導体素子周辺の断面図である。
【００１６】
図１および図２において、半導体素子２１はその表面上の外部接続端子部に金のバンプ２２が形成され、フェースダウンでＡＣＦ２３を介してアンテナ基板２４上のアンテナ２５の端子２６と接続され、スルーホール２７、引き出し線２８を介してアンテナ２５の両端に接続されている。アンテナ２５は単数または複数ターンのループアンテナである。さらに詳細には、端子２６ａはバンプ２２ａと接続され、アンテナ基板２４のスルーホール２７ａを通して裏面の引き出し線２８ａに接続され、さらに別のスルーホール２７ｂを介してアンテナ基板２４の表面上のアンテナ２５の一端と接続されている。アンテナ２５の他端は別のスルーホール２７ｃを通して、アンテナ基板２４の裏面に引き出し、引き出し線２８ｂに接続され、さらに別のスルーホール２７ｄを介して端子２６ｂにつながり、バンプ２２ｂを通して半導体素子２１に接続される。
【００１７】
半導体素子２１に対する外部からの衝撃への機械的強度を向上させるために、アンテナ基板２４上に半導体素子２１を囲むようにリング状の金属からなるスペーサー３０が構成され、さらにスペーサー３０の上部に補強用の金属からなる補強板３１が配置されている。半導体素子２１とスペーサー３０および補強板３１の間には空間３２が存在する。ここで、スペーサー３０は金属でなくても、衝撃への機械的強度のあるものであればよい。補強板３１も同様である。また、スペーサー３０は全体の輪郭および断面が円形でも矩形でもよく、鋼板の打ち抜きにより作製しても、金属ワイヤを曲げ加工することにより作製してもよい。いずれも安価に作製でき、組み立ても容易である。円形の場合、直線部がないため、カードの曲げ試験で割れが起こりにくい。また、位置あわせがしやすい。
【００１８】
半導体素子２１の厚みは１００μｍ、金バンプ２２は２５μｍ、アンテナ２５の箔の厚みは１５μｍ、アンテナ基板２４の樹脂厚は３８μｍとすると、スペーサー３０の厚みは、１５０μｍ〜１６０μｍが適当である。
【００１９】
このような構成にすることにより、補強板３１上に大きな力が加わったときでも、スペーサー３０により、力が半導体素子２１に加わることが少ないために半導体素子２１が破損することが少なくなる。
【００２０】
半導体素子２１はアンテナ基板２４上でＡＣＦ２３を介してアンテナ２５と接続した後、空間３２内において、樹脂で封止してもよい。樹脂と補強板３１の間には、空間３２を残す方がよい。
【００２１】
非接触ＩＣカードとしては、図３に示すように、上記インレット（簡略図示）の半導体素子２１部分を納められるように一部をくりぬいたコア材４１にインレットを戴置し、さらにコア材４１とアンテナ基板２４の上下面に表面保護用の表面保護シート４２，４３をラミネート加工することにより完成される。
【００２２】
図４は本発明の第２の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの構成を示した断面図であり、図２に対し、アンテナ基板２４の裏面には引き出し線２８を絶縁保護する絶縁用フィルム２９が配置され、さらにその下に補強用の金属からなる補強板４５が少なくともスペーサー３０下部に配置されている。絶縁用フィルム２９は引き出し線２８のあるところだけの部分でも、アンテナ基板２４の裏面全体でもよい。ここで、補強板４５は金属でなくても、衝撃への機械的強度のあるものであればよい。
【００２３】
スペーサー３０を挟んで、補強板３１および４５で半導体素子２１およびアンテナ基板２４の上下を保護することにより外部からの衝撃に対しての機械的強度をさらに向上させることができる。
【００２４】
図５は本発明の第３の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの構成を示した断面図であり、図２におけるスペーサー３０および補強板３１に代わり、金属等衝撃への機械的強度のあるものでスペーサー３０および補強板３１を一体的に形成したキャップ状の補強板４６でアンテナ基板２４上に半導体素子２１を囲んで被せるようにした構成としたものである。補強板４６と半導体素子２１の間に空間を開けるようにする。補強板４６は例えばプレス加工により形成する。補強板４６の角部分は曲面にし、後処理のラミネート加工に対し、良好な接触になるようにした方がよい。
【００２５】
第２の実施の形態である非接触ＩＣカードのように絶縁用フィルム２９の下方にさらに補強板４５をつける方が機械的強度を増すのは言うまでもない。
【００２６】
図６、図７は本発明の第４の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの構成を示した斜視図および断面図であり、本発明の第１の実施の形態である非接触ＩＣカードと異なり、半導体素子２１上のバンプ２２と接続されているアンテナ２５の端子２６からの引き出し線がスルーホールを介さずにアンテナ基板２４上の表面でそのままアンテナ２５と接続されている場合であり、スペーサー４７がアンテナ２５の引き出し線と接触しないように完全なリング状ではなく、アンテナ２５の引き出し線の部分を除いてリングの一部を欠如したＣ状に構成されている。
【００２７】
本発明の第５の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの構成としては、スペーサー３０または４７を厚くし、補強板３１とアンテナ基板２４の間の距離を大きくすることにより、半導体素子２１と補強板３１との間に空間を設ける。これにより、半導体素子２１の大きさにもよるが、この間隙は数１０μｍ程度でも十分に効果がある。この空間により、補強板３１上にかかった力はスペーサー３０または４７が吸収するため、半導体素子２１にさらに力がかからない構成となる。
【００２８】
半導体素子２１の厚みは１００μｍ、金バンプ２２は２５μｍ、アンテナ２５の箔の厚みは１５μｍ、アンテナ基板２４の樹脂厚は３８μｍとすると、スペーサー３０または４７の厚みは、１９０μｍ〜２００μｍが適当である。補強板３１の厚みは約５０μｍであり、下面の絶縁用フィルム２９および補強板３１があっても厚みの合計は、３６８μｍ〜３７８μｍであり、７６０μｍのカード厚の規格に対し、表面保護シート４２，４３を１５０μｍ以上とれるため、カードへの印刷品質を十分に保てる。
【００２９】
さらに衝撃強度を要求される場合は、補強板３１，４５の厚みを、１００μｍ程度までは広げることが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の非接触ＩＣカードの構造は、アンテナが形成された基板と補強板との間に半導体素子を囲むリング状のスペーサーを配置することにより、安価で物理的耐久性の高い非接触ＩＣカードを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの断面図
【図３】本発明の非接触ＩＣカードを示す断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの断面図
【図５】本発明の第３の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの断面図
【図６】本発明の第４の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの斜視図
【図７】本発明の第４の実施の形態である非接触ＩＣカードの主要部分であるインレットの断面図
【図８】従来の非接触ＩＣカードを示す断面図
【符号の説明】
２１半導体素子
２２バンプ
２３異方性導電フィルム（ＡＣＦ）
２４アンテナ基板
２５アンテナ
２７スルーホール
２９絶縁用フィルム
３０，４７スペーサー
３１，４５，４６補強板
４１コア材
４２，４３表面保護シート

Claims

アンテナが形成された基板と、前記基板上で前記アンテナと接続された半導体素子と、前記基板上に形成され、前記半導体素子を囲むリング状のスペーサーと、前記スペーサー上に形成された補強板とからなり、前記半導体素子と前記補強板との間に空間があることを特徴とする非接触ＩＣカード。
スペーサーと補強板が金属であることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード。
スペーサーはリングの一部が欠如したＣリング状であることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード。
半導体素子が樹脂で封止され、前記樹脂と補強板との間に空間があることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード。
補強板の形状が円形であることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード。
前記基板の下面で、少なくとも半導体素子と対向する位置に第２の補強板を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の非接触ＩＣカード。
アンテナが形成された基板と、前記基板上で前記アンテナと接続された半導体素子と、前記基板上に形成され、前記半導体素子を覆うキャップ状の補強板とからなり、前記半導体素子と前記補強板との間に空間があることを特徴とする非接触ＩＣカード。
前記基板の下面で、少なくとも半導体素子と対向する位置に第２の補強板を備えたことを特徴とする請求項７記載の非接触ＩＣカード。