JP2004266109A - Ｉｃカード用回路基板及びｉｃモジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マウント部及びリード部の変形等やモールド樹脂の剥がれがなく、しかも、低コスト化を可能とする。
【解決手段】ＩＣモジュール１０は、外面に外部電極となる外部電極部１１ｂ−１が、内面に内部電極部１１ｂ−２を有するＩＣカード用回路基板１１と、回路基板１１の内部電極部１１ｂ−２に、非導電ペースト層１４を介して搭載されたＩＣチップ１３と、ＩＣチップ１３側を封止樹脂（レジン）で封止（モールド）するモールド部１６などとを備え、回路基板１１は、マウント部１１ａと、そのマウント部１１ａの周辺に、そのマウント部１１ａから間隙をおいて配置された複数のリード部１１ｂとを備え、マウント部１１ａ及びリード部１１ｂは、全て２ヶ所以上の吊り部１１ｃにより、フレーム部１１ｄに接続されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製リードフレームにより作製するＩＣカード用回路基板、及び、これを用いたＩＣモジュールとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＩＣカード用回路基板は、基板フィルムの表側面に銅箔などをパターニングした外部電極が形成され、基板フィルムの裏側面のほぼ中央部にＩＣチップが実装され、このＩＣチップと外部電極とが基板フィルムに開けられたボンディングホールを通してワイヤボンディングで接続されている。そのＩＣチップやワイヤ等は、エポキシ樹脂等の封止樹脂で封止されている。
しかし、前述した従来のＩＣモジュールは、基板に、耐熱性のよいポリイミドテープなどを使っていたので、材料を含めた製造コストがかかると共に、曲げなどの応力により、テープ上に搭載されたＩＣチップが破壊され機械的な強度が弱いという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、ＩＣカード用回路基板を金属製リードフレームで作製し、マウント部と、そのマウント部の周辺にそのマウント部から間隙をおいて配設された複数のリード部とからなり、マウント部及びリード部が、それぞれフレーム部に連設されている構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、モールド樹脂の剥がれを防止するために、マウント部及びリード部のエッジが、リードフレームの表側に向いた斜面を有する断面形状に形成された構造が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５５６３２５号公報
【特許文献２】
特許第２５４８９３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１のものは、マウント部及びリード部が、組立工程中に変形、曲がり、傾きを起こす可能性があった。
また、特許文献２のものは、マウント部及びリード部のエッジが向いた斜面となっているだけであり、モールド樹脂の剥がれ対策には、不十分であった。
さらに、ＩＣモジュールの低価格化のために、製造コストを下げたいという要請があった。
【０００７】
本発明の課題は、マウント部及びリード部の変形等やモールド樹脂の剥がれがなく、しかも、低コスト化が可能なＩＣカード用回路基板及びＩＣモジュールとその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、ＩＣモジュールに用いるＩＣカード用回路基板であって、前記ＩＣカード用回路基板は、金属製であり、マウント部と、そのマウント部の周辺に、そのマウント部から間隙をおいて配置された複数のリード部とを備え、前記マウント部及び前記リード部は、全て２ヶ所以上の吊り部により、フレーム部に接続されていることを特徴とするＩＣカード用回路基板である。
【０００９】
請求項２の発明は、ＩＣモジュールに用いるＩＣカード用回路基板であって、前記ＩＣカード用回路基板は、金属製であり、前記ＩＣモジュールのモールド部の密着性を向上させる密着性向上部を備え、前記密着性向上部は、凸形状、凹形状、切欠き状又はトンネル状に形成されていることを特徴とするＩＣカード用回路基板である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＩＣカード用回路基板と、前記ＩＣカード用回路基板の一方の面に形成された外部電極と、前記ＩＣカード用回路基板の他方の面に搭載されたＩＣチップと、前記ＩＣチップ側を樹脂封止するモールド部と、を備えたＩＣモジュールである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＩＣカード用回路基板を用いたＩＣモジュールの製造方法において、多列化した矩形状の前記ＩＣカード用回路基板に、前記ＩＣモジュールのモールド部を一括形成し、前記ＩＣモジュール毎に切断したことを特徴とするＩＣモジュールの製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるＩＣモジュールの第１実施形態を示す模式図、図２は、第１実施形態に係るＩＣカード用回路基板を示す模式図である。
第１実施形態のＩＣモジュール１０は、外面に外部電極となる外部電極部１１ｂ−２が、内面に内部電極部１１ｂ−１を有するＩＣカード用回路基板（以下、単に回路基板ということがある。）１１と、回路基板１１の内部電極部１１ｂ−１に、非導電ペースト層１４を介して搭載されたＩＣチップ１３と、ＩＣチップ１３側を封止樹脂（レジン）で封止（モールド）するモールド部１６などとを備えている。
【００１３】
本実施形態のＩＣモジュール１０では、回路基板１１は、金属製であり、例えば、Ｃｕ系又はＦｅ系の合金が用いられている。
この回路基板１１は、マウント部１１ａと、そのマウント部１１ａの周辺に、そのマウント部１１ａから間隙をおいて配置された複数のリード部１１ｂとを備え、マウント部１１ａ及びリード部１１ｂは、全て２ヶ所以上の吊り部１１ｃにより、フレーム部１１ｄに接続されている。
リード部１１ｂは、図２に示すように、ＩＣチップ１３の端子と接続される内部端子部１１ｂ−１と、外部電極となる外部端子部１１ｂ−２とが、それぞれ一方の面と他方の面に形成されており、外部端子部１１ｂ−２側に耐熱テープ１７が貼り付けられている。
【００１４】
リード部１１ｂは、厚さ約０．１ｍｍ程度の金属板材を加工して製作されており、一つのリード部１１ｂの大きさは、例えば縦３．５ｍｍ、横２．５ｍｍの長方形である。これらのリード部１１ｂは、モジュールの個片化以前の段階では、各モジュール毎の外枠部（フレーム）１１ｄに吊り部１１ｃで接続して固定してあるが、各リード部１１ｂは、前記のように、その厚さに比較して大きなサイズであるので、吊り部１１ｃが１ヶ所の場合に、ワイヤボンディングや樹脂モールド等の工程で機械的な応力が加わり、リード部１１ｂの位置がずれたり、リード部１１ｂが変形したりする可能性がある。
【００１５】
本実施形態のＩＣカード用回路基板１１では、マウント部１１ａ及び１つのリード部１１ｂに対して複数（例えば、２箇所）の吊り部１１ｃを設け、前記のような各工程でのマウント部１１ａ及びリード部１１ｂの変形や位置ズレを防いでいる。
さらに、このような吊り部１１ｃの厚みを、リード部１１ｂより肉薄部（溝）とし、個片化時にダイサーや打ち抜き加工で切断しやすく構成している。特に、このような肉薄化した吊り部１１ｃを外部端子側に設けると、樹脂モールド時に吊り部１１ｃが樹脂の中に埋まり、ＩＣモジュール１０の外部端子側に、吊り部１１ｃが露出しないで済むと共に、リード部１１ｂを樹脂モールド部１６に機械的に固定する効果がある。
【００１６】
回路基板１１は、金属板材（メタルサブストレート）を、エッチング（又はハーフエッチング）により外形加工されている。メタルサブストレートを機械的に打ち抜き加工すると、打ち抜き加工でのバリにより、モールド用の金型と回路基板が密着せずモールドフラッシュバリが発生するのに対して、エッチング加工の場合には、フラットな形状に仕上がり有利である。
また、回路基板１１は、図２（ｄ）に示すように、ハーフエッチングにより、ＩＣチップ１３を搭載する薄肉化されたマウント部（ダイパット部）１１ａが形成されている。これは、ＩＣモジュール１０の全体の薄型化に寄与する。
【００１７】
さらに、回路基板１１は、ＩＣチップ１３の端子と、マウント部１１ａ、内部端子部１１ｂ−１、外部端子部１１ｂ−２を有するリード部１１ｂに、電気的に接続する接続用金属メッキ層１８が形成されている。
この接続用金属メッキ層１８は、金メッキ層、半田メッキ層、銀メッキ層、パラジュウムメッキ層又はスズメッキ層から選択される。
ここで、メッキ層１８は、両面部分に形成される（例えば、下地銅メッキの上に、両面とも軟質の金メッキを施す）が、回路基板１１が貫通したメタルサブストレートであるので、マスク治具を作製し、裏面からメッキ液を噴射して、そのメッキ液が表面側に回り込み、マスク治具によって液跳ね返りから、表面側に電解メッキを同時に形成するようにした。このようにすれば、１回の操作で両面にメッキ層１８を形成することができ、安価に製造することができる。
【００１８】
第１実施形態のＩＣモジュール１０は、廉価なメタルサブストレートの回路基板１１を用いるために、端子部以外の部分にモールドレジン止めをつけた構造にして、端子部間にレジンを注入し、ＩＣモジュール１０の外形を形成する。
このとき、レジン漏れ対策は、封止後に液体ホーニングなどで、レジン漏れのバリ取りをするか、モールド前に下面に耐熱フィルム（例えば、３０μｍのポリイミド基材をシリコーン粘着剤で常温接着する）を敷いてモールドし、モールド後に剥離すればよい。
また、メッキ完了後のメタルサブストレートの外部端子側表面に、薄い耐熱フィルムを貼っておき、組み立て・封止後に、その耐熱フィルムを剥離することも可能である。
【００１９】
第１実施形態によれば、高価なポリイミドテープでなくて、図４（ａ）のように、リール状のＣｕ系又はＦｅ系合金のメタルサブストレートで、回路基板１１を形成するので、ＩＣモジュール１０を安価に製造することができる。
【００２０】
さらに、本実施形態のＩＣカード用回路基板１１では、マウント部１１ａ及びリード部１１ｂに対して、複数の吊り部１１ｃを設けたので、各工程でのマウント部１１ａ及びリード部１１ｂの変形や位置ズレを防ぐことができる。
【００２１】
（第２実施形態）
図３は、本発明によるＩＣモジュールの第２実施形態を示す模式図である。
なお、以下に示す各実施形態では、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第１実施形態のＩＣモジュール１０は、個別モールド型であり、端子部１１ｂ−１，１１ｂ−２を持つリード部１１ｂを形成して、ＩＣチップ１３を搭載して、ワイヤ１５をボンディングし、モールド部１６を形成する。このとき、個別のモールドキャビティで、図１の周囲に溝形状を持つ個別モールド部１６を形成していた。
【００２２】
第１実施形態では、リール状の回路基板を用いた場合のモールド後のＩＣモジュールの個片化は、具体的には、１個のＩＣモジュール１０の部分を、真空チャックで吸着して、周囲を抜き型で押して吊り部をカッティングし、そのまま搬送して、カード基材（不図示）に嵌め込む。このようにカットすることにより、今まで隣同士で共通だった端子部分が離れて、各リード部１１ｂが分離して形成される。
第２実施形態のＩＣモジュール１０ー２では、図４（ｂ）に示すように、多列化した矩形状に回路基板１１の材料を形成し、その回路基板１１に複数のＩＣモジュールを含む大きなサイズで、封止樹脂を流してモールド部１６ー２を一括形成し、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、ＩＣモジュール１０ー２毎に、ダイサーで切断したものである。
【００２３】
第２実施形態によれば、ＩＣモジュール１０ー２は、モールド部１６ー２の断面がシャープな矩形状になり、封止が端まででき、作業性と品質が向上する。
また、隣り合うＩＣモジュール間に、無駄なスペースがなくピッチを詰めることができ、同一の長さのリール状の回路基板材料より、面付け数を増やしＩＣモジュール１０ー２の取得数を多く製造することができる。
さらに、モールド部１６ー２を個片化する型抜き工程や、その型代が不要であり、コストダウンに大幅に寄与する。
【００２４】
このとき、ＩＣモジュール１０ー２は、所定個数ごとにまとめて形成されており、例えば、図５（ａ）に示すように、４×４個づつでもよいし、図５（ｂ）に示すように、４×１６個づつでもよい。
【００２５】
（第３実施形態）
図６は、本発明によるＩＣモジュールの第３実施形態を示す模式図、図７及び図８は、第３実施形態に係るＩＣモジュールの密着性向上部を説明ための模式である。
第３実施形態のＩＣモジュール１０−３では、図６に示すように、回路基板１１−３は、モールド部１６の密着性を向上させるための複数の密着性向上部である突起部１１ｅが設けられている。
この突起部１１ｅは、回路基板１１−３を形状加工するときに、ハーフエッチングにより形成されるので、図７（ｃ）に示すように、アンダーエッチングされ、クサビ状（逆台形状）部１１ｅ−１になるので、モールド部１６の封止樹脂の食い付きがより向上する。
【００２６】
また、２つの突起部１１ｅを接近させて設ければ、アンダーエッチングにより、図７（ｄ）に示すように、トンネル部１１ｆが形成され、モールド部１６の樹脂の密着性がさらに向上する。
【００２７】
なお、突起部１１ｅのように、凸形状に限らず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、凹形状の穴部１１ｇでもよし、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、切欠き部１１ｈを形成するようにしてもよい。
【００２８】
第３実施形態によれば、ＩＣモジュールの薄型化のために、ポッティングモールドタイプの片面薄肉モールド（封止樹脂の収縮力が弱く、射出圧力をかけないので密着性が悪い）を行う場合にも、回路基板１１−３に突起部１１ｅなどを設けたので、モールド部１６の密着性がよくなると共に、耐ストレス性もよくなり、品質の向上を図ることができる。
【００２９】
（第４実施形態）
図９は、本発明によるＩＣモジュールの第４実施形態を示す模式図である。
第１実施形態のＩＣモジュール１０は、回路基板１１にハーフエッチングして薄肉化したマウント部１１ａを設け、ＩＣチップ１３を搭載して、ワイヤ１５をワイヤボンディングした。通常、このワイヤボンディングは、図９（ａ）の矢印Ａに示すように、ＩＣチップ１３に打ってから、回路基板１１に打つようにしている。
第４実施形態のＩＣモジュール１０−４は、図９（ｂ）の矢印Ｂに示すように、全面を薄肉化した回路基板１１を用い、その回路基板１１に打ってから、ＩＣチップ１３に打つ（リバースワイヤボンディング）ようにしたものである。
【００３０】
普通のワイヤボンディングは、上に引き上げる動作があるから、高さが高くなる。第４実施形態によれば、逆から打っていくので、ＩＣモジュール１０−４の厚さをより薄型化することができるために、作業性と品質がより向上する。
【００３１】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、上記各実施形態は、適宜組み合わせて使用することができる。具体的には、図７及び図８の例は、第１及び第２実施形態においても適用することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、マウント部及びリード部の変形等やモールド樹脂の剥がれがなく、しかも、低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＩＣモジュールの第１実施形態を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係るＩＣモジュールの回路基板を示す模式図である。
【図３】本発明によるＩＣモジュールの第２実施形態を示す模式図である。
【図４】第２実施形態に係るＩＣモジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態に係るＩＣモジュールの製造方法を説明する図である。
【図６】本発明によるＩＣモジュールの第３実施形態を示す模式図である。
【図７】第３実施形態に係るＩＣモジュールの密着性向上部（突起部）を説明ための模式図である。
【図８】第３実施形態に係るＩＣモジュールの密着性向上部（穴部）を説明ための模式図である。
【図９】本発明によるＩＣモジュールの第４実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ ＩＣモジュール
１１ 回路基板
１１ａ マウント部
１１ｂ リード部
１１ｂ−１ 内部端子部
１１ｂ−２ 外部端子部（外部電極）
１１ｃ 吊り部
１１ｄ フレーム部
１１ｅ 突起部
１３ ＩＣチップ
１４ 非導電ペースト層
１５ ワイヤ
１６ モールド部
１７ 耐熱テープ
１８ 接続用金属メッキ層

Claims (4)

1. ＩＣモジュールに用いるＩＣカード用回路基板であって、
   前記ＩＣカード用回路基板は、金属製であり、マウント部と、そのマウント部の周辺に、そのマウント部から間隙をおいて配置された複数のリード部とを備え、
   前記マウント部及び前記リード部は、全て２ヶ所以上の吊り部により、フレーム部に接続されていること
   を特徴とするＩＣカード用回路基板。
2. ＩＣモジュールに用いるＩＣカード用回路基板であって、
   前記ＩＣカード用回路基板は、金属製であり、前記ＩＣモジュールのモールド部の密着性を向上させる密着性向上部を備え、
   前記密着性向上部は、凸形状、凹形状、切欠き状又はトンネル状に形成されていること
   を特徴とするＩＣカード用回路基板。
3. 請求項１又は請求項２に記載のＩＣカード用回路基板と、
   前記ＩＣカード用回路基板の一方の面に形成された外部電極と、
   前記ＩＣカード用回路基板の他方の面に搭載されたＩＣチップと、
   前記ＩＣチップ側を樹脂封止するモールド部と、
   を備えたＩＣモジュール。
4. 請求項１又は請求項２に記載のＩＣカード用回路基板を用いたＩＣモジュールの製造方法において、
   多列化した矩形状の前記ＩＣカード用回路基板に、前記ＩＣモジュールのモールド部を一括形成し、前記ＩＣモジュール毎に切断したこと
   を特徴とするＩＣモジュールの製造方法。

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