JP2005227937A - 集積回路装置および非接触型ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は物理的な信頼性が高い集積回路装置と非接触型ＩＣカードを提供する。
【解決手段】２つのアンテナランドと集積回路を接続する２つのボンディングワイヤ１５を、互いに略同一方向に向くように備えた集積回路装置１２を、非接触型カード１１のカード本体における偏心した位置に配置し、かつ集積回路装置１２の２つのボンディングワイヤ１５を前記カード本体の近接する長辺１１ａに向かうように配置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、集積回路を搭載した集積回路装置、およびその集積回路装置を内蔵する非接触型ＩＣカードの構造に関するものである。

近年、マイクロコンピュータ，メモリなどの集積回路をプラスティックカードに搭載し、外部機器とアンテナを介して信号の授受を行う非接触型ＩＣカードが実用化されつつある。

この非接触型ＩＣカードの用途としては、処理にスピードを必要とするアプリケーションに適用して、例えば、交通機関の定期券，コンビニエンス・ストアで買い物をする際の代金前払い（プリペイド）のキャッシュレスカード、あるいは個人認証用のＩＤ（Identification Card）カードとして実用化されつつある。このような従来の非接触型ＩＣカードは特許文献１に開示されている。

図１１は従来の非接触型ＩＣカードを示す斜視図、図１２は従来技術の集積回路装置を示す断面図、図１３は従来の集積回路装置の裏面側を示す斜視図、図１４は従来の集積回路装置の表面側を示す斜視図であり、従来の非接触型ＩＣカード１は、図１１に示すように、図１２〜図１４に示すような集積回路装置２を内蔵する構成であった。

集積回路装置２は、図１２に示すように、リードフレーム３のダイパッド３ａ上に集積回路４をダイボンディングし、２つのアンテナランド３ｂと集積回路４を接続する２つのボンディングワイヤ５を、集積回路４を挟み、かつ相反する方向に配線接続した後、金型を使用してトランスファーモールドを行い、ダイパッド３ａとアンテナランド３ｂとの分離部６ａをも含み、エポキシ樹脂を用いた、いわゆるエポキシ系の熱硬化性樹脂６により封止した後、集積回路装置２として切り出すものである。

その後、集積回路装置２の２つのアンテナランド３ｂとアンテナ７の端部７ａを接続して、カード基材８上に配線した後、図示はしないが表面基材と接着剤を介したり、熱溶着により接合して、非接触型ＩＣカード１とするものである。
特開２０００−１５５８２０号公報

しかしながら、従来の非接触型ＩＣカードに見られるような構成では、集積回路４が内蔵された集積回路装置２の２つのアンテナランド３ｂとダイパッド３ａの分離部６ａが、熱硬化性樹脂側面に露出した状態でカード基材と表面基材の中で挟持され、非接触型ＩＣカード１とする構成となっているため、非接触型ＩＣカードの実用においてカード本体に外力が加わり曲がった際、その分離部６ａに応力が集中し、分離部６ａに割れが発生し、集積回路４とアンテナランド３ｂを接続しているボンディングワイヤ５が断線したり、熱硬化性樹脂とアンテナランド３ｂの界面に剥離が生じ、アンテナランド３ｂ側のボンディングワイヤ５が断線したりするなどの問題があった。

本発明は、前記従来の集積回路装置の問題を解決し、信頼性の高い集積回路装置と非接触型ＩＣカードを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載される集積回路装置は、ダイパッドと２つのアンテナランドを備えたリードフレームにおけるダイパッド上に矩形の集積回路を搭載し、前記集積回路を熱硬化性樹脂により封止した集積回路装置であって、２つの前記アンテナランドと、前記集積回路を接続する２つのボンディングワイヤを、互いに略同一方向に向くように備えた構成によって、集積回路装置に外力が加わっても機能上の破損に至る部分を限定することができるため、集積回路とアンテナランドを接続しているボンディングワイヤが断線することを防止できる。

また、請求項２に記載される集積回路装置は、ダイパッドと２つのアンテナランドを備えたリードフレームにおけるダイパッド上に矩形の集積回路を搭載し、前記集積回路を熱硬化性樹脂により封止した集積回路装置であって、２つの前記アンテナランドと、前記集積回路を接続する２つのボンディングワイヤを、互いに略直角方向に向くように備えた構成によっても、集積回路装置に外力が加わっても機能上の破損に至る部分を限定することができるため、集積回路とアンテナランドを接続しているボンディングワイヤが断線することを防止できる。

また、請求項３に記載される非接触型ＩＣカードは、請求項１または２に記載の集積回路装置を用いる非接触型ＩＣカードであって、前記集積回路装置を当該非接触型カードのカード本体における偏心した位置に配置し、かつ前記集積回路装置の２つのボンディングワイヤを前記カード本体における近接する短辺あるいは長辺に向かうように配置する構成によって、非接触型ＩＣカードとしての実用において、カード本体に外力が加わり曲がった際の曲げ応力によって生じるボンディングワイヤの断線などを防止できる。

以上説明したように、本発明によれば、集積回路を接続する２つのボンディングワイヤを互いに略同一方向に向くように備えた構成とすることによって、集積回路装置に外力が加わっても機能上の破損に至る部分を限定することができるため、集積回路とアンテナランドを接続しているボンディングワイヤが断線することを防止でき、また、集積回路を接続する２つのボンディングワイヤを互いに略直角方向に向くように備えた構成によっても、集積回路装置に外力が加わっても機能上の破損に至る部分を限定することができるため、集積回路とアンテナランドを接続しているボンディングワイヤが断線することを防止できる。

さらに、集積回路装置を非接触型カードのカード本体における偏心した位置に配置し、かつ集積回路装置の２つのボンディングワイヤを、カード本体における近接する短辺あるいは長辺に向かうように配置する構成によって、非接触型ＩＣカードとしての実用において、カード本体に外力が加わり曲がった際、曲げ応力によって生じるボンディングワイヤの断線などを防止することができ、物理強度に優れた集積回路装置とそれを用いた非接触型ＩＣカードを得ることができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら本発明における実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係る集積回路装置の実施の形態１を示す平面図、図２は図１に示す集積回路装置の要部断面図である。

図１，図２に示すように、まず、厚さ１μｍの銀メッキが施された厚さ０．１ｍｍの銅化合物を用いたリードフレーム１３のダイパッド１３ａ上に集積回路１４をエポキシ系の接着剤（図示せず）を使用して、ダイスボンディングした後、リードフレーム１３において、ダイパッド１３ａと分離部１６ａを挟んで配置されている２つのアンテナランド１３ｂと、集積回路１４の２つのアンテナパッド１４ａを直径２５μｍの金線のボンディングワイヤ１５でボンディング接続する。ここで２つのボンディングワイヤ１５は２つのアンテナランド１３ｂの略同一方向に配置される。また、タイバー１３ｃは分離部１６ａの補強ともなっているため、２つのボンディングワイヤ１５はタイバー１３ｃに近接して配置することが望ましい。

その後、エポキシ系の熱硬化性樹脂１６でトランスファーモールド金型を使用して、ダイパッド１３ａ，集積回路１４，ボンディングワイヤ１５、および部分的にアンテナランド１３ｂを封止し、総厚が０．４ｍｍの集積回路装置１２とする。量産にあたっては、図３に示すような連続テープ状のリードフレーム１３を用いて生産することが望ましい。

次に、前記構成の集積回路装置１２を搭載した本発明に係る非接触型ＩＣカードの実施の形態１について説明する。

図４は本発明に係る接触型ＩＣカードの実施の形態１を示す平面図、図５は図４の接触型ＩＣカードにおける要部断面図、図６は図４の非接触型ＩＣカードの層構成図である。

非接触型ＩＣカード１１は、図６に示すように、ＰＥＴ−Ｇ（Polyethylene Terephthalate Glycol）、あるいはＰＶＣ（Poly Vinyl Chloride）で形成した厚さ０．１ｍｍの第１の中間基材１７にアンテナ１８を配線してなり、第１の中間基材１７には非接触型ＩＣカード１１とした際、集積回路装置１２が偏心した位置に配置されるように、集積回路装置１２のアンテナランド１３ｂの外形と略同じサイズの孔１７ａが偏心した位置に設けられている。この孔１７ａに集積回路装置１２のボンディングワイヤ１５が、図４に示す非接触型ＩＣカード１１の長辺１１ａ側に位置するように嵌め込まれる。

集積回路装置１２のアンテナランド１３ｂとアンテナ１８が、溶接などの手段により接続され、集積回路装置１２の熱硬化性樹脂１６の部分が、厚さ０．３ｍｍのＰＥＴ−Ｇ、あるいはＰＶＣで形成した第２の中間基材１９に設けられた孔１９ａに嵌め込まれ、厚さ０．２ｍｍのＰＥＴ−Ｇ、あるいはＰＶＣで形成した一対の表面基材２０の間に重ね合わせ配置され、加熱圧着あるいは層間に配置した接着剤により接合されて、図４，図５に示す総厚０．８ｍｍの非接触型ＩＣカード１１が製造される。

以上のように構成した本実施の形態１における集積回路装置１２は、２つのアンテナランド１３ｂと、集積回路１４を接続する２つのボンディングワイヤ１５を、互いに略同一方向に向くように備えた構成としたため、集積回路装置１２に外力が加わっても機能上の破損に至る部分を限定することができるため、集積回路１４とアンテナランド１３ｂを接続しているボンディングワイヤ１５が断線したりすることを防止することができる。

そして、前記構成の集積回路装置１２を用いた非接触型ＩＣカード１１によれば、集積回路装置１２がカード本体における偏心した位置に配置され、集積回路装置１２のボンディングワイヤ１５の位置が、非接触型ＩＣカード１１のカード本体における近接する長辺１１ａに向かうよう配置されているため、非接触型ＩＣカード１１に実用において加わり易い、図７に示すような曲げ外力が働いた際も、通常、カード本体の中央部１１ｃで最大応力が働き、集積回路装置１２のボンディングワイヤ１５の位置では加わる応力が少ないため、集積回路１４とアンテナランド１３ｂを接続しているボンディングワイヤ１５が断線することを防止することができる。

前述の効果を確認するため、図４のように集積回路装置１２を配置した場合（説明のためケース（１）とする）と、図８のように集積回路装置１２’を配置した場合、すなわちボンディングワイヤ１５’の位置が、非接触型ＩＣカード１１’のカード本体における近接する長辺１１’ａと逆側に向かうように配置された場合（説明のためケース（２）とする）におけるＩＳＯ−７８１６に規定する曲げ試験に準じた試験を行った。

その結果を（表１）に示すが、図４のように集積回路装置１２を配置した場合、すなわちケース（１）の方が明らかに優れた結果となった。

試験方法について説明すると、カード本体の短辺の一面を凸状に１０ｍｍ曲げる動作を２５０回行った後、他の面を凸状に１０ｍｍ曲げる動作を２５０回行うことを１サイクルとし、それを１０サイクルまで繰り返し、２５０回毎に機能確認を行った。

図９は本発明に係る集積回路装置の実施の形態２を示す平面図である。ここで、前記実施の形態１を示す図１において説明した構成材料に対応し、同等の機能を有するものには同一の符号を付して示す。

実施の形態２における集積回路１４を搭載した集積回路装置１２”の主構成は、実施の形態１と同様であるため詳細説明を省略するが、本実施の形態２は、実施の形態１と異なり、２つのボンディングワイヤ１５”が、互いに略直角方向を向くように２つのアンテナランド１３ｂに配置されている。

また、前記集積回路装置１２”を搭載した非接触型ＩＣカード１１”についても、実施の形態１と同様の手段により実現できるため、詳細説明は省略するが、図１０に示すように、互いに略直角方向に向くように配置された２つのボンディングワイヤ１５”が、それぞれ非接触型ＩＣカード１１”のカード本体の近接する短辺１１”ｂと長辺１１”ａに向かうように配置されている。

以上のように構成した本実施の形態２における集積回路装置１２”は、２つのアンテナランド１３ｂと、集積回路１４を接続する２つのボンディングワイヤ１５”を略直角方向に備えた構成としたため、集積回路装置１２”に外力が加わっても機能上の破損に至る部分を限定することができるため、集積回路１４とアンテナランド１３ｂを接続しているボンディングワイヤ１５”が断線することを防止できる。

そして、前記構成の集積回路装置１２”を用いた非接触型ＩＣカード１１”によれば、集積回路装置１２がカード本体における偏心した位置に配置され、集積回路装置１２”のボンディングワイヤ１５”が非接触型ＩＣカード１１”の短辺１１”ｂおよび長辺１１”ａに向かうよう配置されているため、実施の形態１で説明したような曲げの外力が働いた際も、集積回路装置１２”のボンディングワイヤ１５”の位置では加わる応力が少ないため、集積回路１４とアンテナランド１３ｂを接続しているボンディングワイヤ１５”が断線することを防止できる。

なお、各実施の形態は本発明の本質的な構成と作用を示すための好ましい例の一部であり、したがって、技術構成上、好ましい種々の限定を示したが、本発明の範囲は、前述した説明において、特に本発明を限定する旨を記載していない限り、これらの形態に限られるものではない。

本発明は、非接触型ＩＣカードとしての実用において、カード本体に外力が加わり曲がった際、曲げ応力によって生じるボンディングワイヤの断線などを防止することが要求され、物理強度に優れた集積回路装置と、この集積回路装置を内蔵した非接触型ＩＣカードに用いて有効である。

本発明に係る集積回路装置の実施の形態１を示す平面図 集積回路装置の実施の形態１における要部断面図 集積回路装置の実施の形態１における連続テープ状リードフレームの集積回路装置 本発明に係る接触型ＩＣカードの実施の形態１を示す平面図 接触型ＩＣカードの実施の形態１における要部断面図 接触型ＩＣカードの実施の形態１における層構成図 非接触型ＩＣカードに外力が加わり曲った状態を示す側面図 実施の形態１の非接触型ＩＣカードとの比較試験に供与した非接触型ＩＣカードを示す平面図 本発明に係る集積回路装置の実施の形態２を示す平面図 本発明に係る接触型ＩＣカードの実施の形態２を示す平面図 従来の非接触型ＩＣカードを示す斜視図 従来技術の集積回路装置を示す断面図 従来の集積回路装置の裏面側を示す斜視図 従来の集積回路装置の表面側を示す斜視図

符号の説明

１，１１，１１’，１１” 非接触型ＩＣカード
１１ａ，１１’ａ，１１”ａ ＩＣカードの長辺
１１ｂ” ＩＣカードの短辺
２，１２，１２’，１２” 集積回路装置
３，１３ リードフレーム
３ａ，１３ａ ダイパッド
３ｂ，１３ｂ アンテナランド
１３ｃ タイバー
４，１４ 集積回路
５，１５，１５’，１５” ボンディングワイヤ
６，１６ 熱硬化性樹脂
６ａ，１６ａ 分離部
７，１８ アンテナ
１７ 第１の中間基材
２０ 表面基材

Claims (3)

1. ダイパッドと２つのアンテナランドを備えたリードフレームにおける前記ダイパッド上に矩形の集積回路を搭載し、前記集積回路を熱硬化性樹脂により封止した集積回路装置であって、前記集積回路より前記２つのアンテナランドに接続する２つのボンディングワイヤを、互いに略同一方向に向くように配線したことを特徴とする集積回路装置。
2. ダイパッドと２つのアンテナランドを備えたリードフレームにおける前記ダイパッド上に矩形の集積回路を搭載し、前記集積回路を熱硬化性樹脂により封止した集積回路装置であって、前記集積回路より前記２つのアンテナランドに接続する２つのボンディングワイヤを、互いに略直角方向に向くように配線したことを特徴とする集積回路装置。
3. 請求項１または２に記載の集積回路装置を用いる矩形の非接触型ＩＣカードであって、前記集積回路装置を当該非接触型ＩＣカードのカード本体の偏心した位置に配置し、かつ前記集積回路装置の２つのボンディングワイヤを前記カード本体の近接する短辺あるいは長辺に向かうように配置したことを特徴とする非接触型ＩＣカード。

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