JP2006252050A

JP2006252050A - Ｉｃカードモジュール

Info

Publication number: JP2006252050A
Application number: JP2005065963A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Okawa; 義人大川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】平行度を保持した半導体チップを基材上に実装することができるＩＣカードモジュールを得る。
【解決手段】半導体チップ１２の電極に設けられているバンプ１１を基材１３上のアンテナ回路パターン１４に接合する際に、半導体チップ１２においてバンプ１１が設けられていない部分に対向する基材１３上にダミーパッド１５を設けたので、熱収縮する接着剤１７の厚さを薄くすることができ、半導体チップ１２の平行度を保持することできることになる。
【選択図】図１

Description

本発明はＩＣカードモジュールに係り、例えば、外部接続端子となる一対の電極のそれぞれにバンプを形成した半導体チップを基材上のアンテナ回路パターンの電極部に接合したＩＣカードモジュールに関するものである。

従来、一般的に使用されている身分証明用ＩＤカード、クレジットカード各種は、プラスチックでケーシングされた上に磁気ストライプを塗布して、この部分に記録された情報を専用のカード用リーダを用いて読み取る方法が広く用いられてきた。しかしながら磁気記録方式では、第三者によって情報が解読され易く、かつ、データの改ざんや偽造カードが出まわる可能性が高い。このような偽造カードによって被害をうける人も出てきており社会問題となっている。また、情報量の増加から記憶容量の増加も望まれている。

そこで、近年では、記憶情報量の増加及び暗号化データを搭載することができ、より個人情報のセキュリティー性を向上させられる点から、メモリ、ＣＰＵ等の機能を有する半導体ＩＣチップを備えたＩＣカードが注目を集めている。
また、そのＩＣカードの構造も、カード内部の回路とカード用のリーダとのデータ授受の手段として、電気的かつ機械的に接合するための接続端子を有している接触型のＩＣカードは、その構造上、ＩＣ回路内部の静電気破壊、接続端子の接触不良、カード用リーダの構造の複雑さ等、様々な問題を有していたため、手間が要らず携帯でき、かつ携帯した状態でカード用リーダとの情報交換が可能な非接触型ＩＣカードが望まれており、既に実用化されている。

このＩＣカードの一般的な構造は、樹脂製のシートにアルミ、銅等の金属箔を貼り付けたシート状のものを、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、写真印刷等の公知の印刷方法で印刷を施した後エッチング処理によって形成されるアンテナ回路上に、直接半導体ＩＣチップをベアチップ実装したＩＣモジュールとそのＩＣモジュール両面に接着剤もしくは、接着剤シートを積層し、更に、その外側に、プラスチック製の樹脂シートを積層させた状態で加熱プレス機による熱融着によって一体化させ、所定サイズに金型で打ち抜いたものである。

このような構造のＩＣカードとして、フリップチップ実装により、半導体ＩＣチップに設けられた一対の電極を、熱硬化型接着剤を用いて基材上のアンテナパターンの電極部に接合したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１に開示されているＩＣカードモジュール１００は、図６に示すように、基材１０１上に形成されたアンテナ回路パターン１０４と、このアンテナ回路パターン１０４に接続可能な一対の電極１０２を備えたＩＣチップ１０３とを有している。なお、電極１０２には、バンプが形成されている。そして、図７（Ａ）に示すように、ＩＣチップ１０３は、接着剤１０５によって基材１０１に実装されている。なお、接着剤１０５として熱硬化型のものが用いられており、加圧しながら熱を加えて、電極１０２とアンテナ回路パターン１０４が確実に接続されるようにしている。
特開２０００−２００３２８号公報

しかしながら、前述したようなＩＣカードモジュール１００では、図７（Ｂ）に示すように、接着剤１０５が熱収縮すると、バンプが形成されている電極１０２ではバンプによって支持されるため高さが変わらないが、バンプが設けられていない部分では、加圧や接着剤１０５の熱収縮に伴ってＩＣチップ１０３が下降することになる。このため、ＩＣチップ１０３が傾いて、基材１０１との間の平行度が保持できない虞がある。平行度が保持されないと、以下のような不都合が生じる。
（１）ＩＣカードモジュールの荷重試験で応力が不均一にかかってしまい、ＩＣチップを破損させる虞がある。
（２）製品化されたＩＣカードモジュールの外観状の問題や、カード面において印刷不良を招く虞がある。
（３）電極のアンテナ回路パターンへの食い込み量が安定せず、接続部の信頼性にかける。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基材上に実装する半導体チップの平行度を保持することにより接続部の信頼性を向上させることができるＩＣカードモジュールを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るＩＣカードモジュールは、外部接続端子となる電極にバンプを形成した半導体チップを基材上のアンテナ回路パターンに接合したＩＣカードモジュールであって、前記半導体チップにおける前記バンプを外れた位置と対向する前記基材上の面に、前記半導体チップを平行に保持するためのダミーパッドを形成したことを特徴としている。

このように構成されたＩＣカードモジュールにおいては、半導体チップの電極に設けられているバンプを基材上のアンテナ回路パターンに接合する際に、半導体チップにおいてバンプが設けられていない部分と対向する基材上にダミーパッドを設けたので、熱収縮する接着剤の厚さを薄くすることができ、半導体チップの平行度を保持することできることになる。これに伴い、接続部の信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係るＩＣカードモジュールは、前述したように、半導体チップにおけるバンプを外れた位置と対向する基材上の面に、半導体チップを平行に保持するためのダミーパッドを形成したものであって、前記ダミーパッドが、前記アンテナ回路パターンと同一材質で形成されたことを特徴としている。

このように構成されたＩＣカードモジュールにおいては、半導体チップにおいてバンプが設けられていない部分に対向する基材上に設けたダミーパッドが、アンテナ回路パターンと同一材質なので、アンテナ回路パターンと同時に容易に形成することができることになる。

また、本発明に係るＩＣカードモジュールは、前述したように、半導体チップにおけるバンプを外れた位置と対向する基材上の面に、半導体チップを平行に保持するためのダミーパッドを形成したものであって、前記ダミーパッドに対向する前記半導体チップに、ダミーバンプを設けたことを特徴としている。

このように構成されたＩＣカードモジュールにおいては、ダミーパッドに対向する半導体チップにダミーバンプを設けたので、半導体チップにおいて電極がない部分もダミーバンプとダミーパッドにより支持されることになる。このため、電極部と同様の高さで半導体チップを支持することになるので、接着剤が熱収縮しても半導体チップの平行を保持することができることになる。

また、本発明に係るＩＣカードモジュールは、前述したように、半導体チップにおけるバンプを外れた位置と対向する基材上の面に、半導体チップを平行に保持するためのダミーパッドを形成したものであって、前記バンプが前記半導体チップの一辺に沿って少なくとも２個形成されるとともに、前記２個のバンプ間を底辺として前記半導体チップ内に形成される二等辺三角形の頂点位置に対向して前記ダミーパッドが設けられることを特徴としている。

このように構成されたＩＣカードモジュールにおいては、半導体チップに設けられている２個のバンプとダミーパッドによって、２個のバンプ間を底辺とした二等辺三角形の３点で半導体チップを支持することになるので、半導体チップの平行度を保持することができることになる。

また、本発明に係るＩＣカードモジュールは、前述したように、２個のバンプとダミーパッドによって、２個のバンプ間を底辺とした二等辺三角形の３点で半導体チップを支持するものであって、前記半導体チップの前記頂点位置に前記ダミーパッドに対向するダミーバンプが設けられていることを特徴としている。

このように構成されたＩＣカードモジュールにおいては、半導体チップに設けられている２個のバンプと、この２個のバンプ間を底辺とした二等辺三角形の頂点に設けたダミーバンプの３点で半導体チップを支持することになるので、半導体チップの平行度を保持することができることになる。

また、本発明に係るＩＣカードモジュールは、前述したように、２個のバンプとダミーバンプによって、３点で半導体チップを支持するものであって、前記半導体チップにおける前記ダミーバンプの両側位置に対向してさらにダミーパッドが設けられていることを特徴としている。

このように構成されたＩＣカードモジュールにおいては、半導体チップに設けられている２個のバンプと、この２個のバンプ間を底辺とした二等辺三角形の頂点に設けたダミーバンプとの３点に加えて、ダミーバンプの両側にダミーパッドを設けたので、半導体チップが傾くのを防止することができ、半導体チップの平行度を保持することができる。

本発明によれば、半導体チップの電極に設けられているバンプを基材上のアンテナ回路パターンに接合する際に、半導体チップにおいてバンプが設けられていない部分に対向する基材上にダミーパッドを設けたので熱収縮する接着剤の厚さを薄くすることができるので、従来のような接着剤が熱収縮することにより半導体チップが傾く虞があるという問題を解消でき、半導体チップの平行度を保持して接続部の信頼性を向上させることできることになる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第１実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ａ−Ａ位置の断面図である。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明の第１実施形態であるＩＣカードモジュール１０は、外部接続端子となる一対の電極のそれぞれにバンプ１１を形成した半導体チップとしてのＩＣチップ１２を、基材１３上のアンテナ回路パターン１４の電極部に接合してある。そして、ＩＣチップ１２におけるバンプ１１を外れた位置と対向する基材１３上の面に、IＣチップ１２を平行に保持するためのダミーパッド１５を形成した。
なお、ダミーパッド１５は、アンテナ回路パターン１４と同一材質で形成されている。

図１（Ａ）に示すように、一対のバンプ（電極）１１、１１は、例えば矩形のＩＣチップ１２の対角線に配置されており、同様に対角線位置に配置されているアンテナ回路パターン１４、１４に接続した状態で、接着剤１７により基材１３に実装されている。
また、バンプ１１を外れた位置とは、バンプ１１以外の場所でＩＣチップ１２を平行に支持するのに好適な位置を言い、例えば、図１（Ａ）に示すように、矩形のＩＣチップ１２の四隅のうちの、バンプ１１が設けられていない隅部１６、１６を例示することができる。従って、図１（Ｂ）に示すように、隅部１６、１６においては、アンテナ回路パターン１４とＩＣチップ１２との間には接着剤１７が入り込んで高さの調整を行うようになっている。

以上、前述したＩＣカードモジュール１０によれば、ＩＣチップ１２の電極に設けられているバンプ１１を基材１３上のアンテナ回路パターン１４に接合する際に、ＩＣチップ１２においてバンプ１１が設けられていない部分に対向する基材１３上にダミーパッド１５を設けたので、熱収縮する接着剤１７の厚さを薄くすることができて、ＩＣチップ１２の平行度を保持することできることになる。これに伴い、接続部の信頼性を向上させることができる。また、ダミーパッド１５は、アンテナ回路パターン１４と同一材質なので、アンテナ回路パターン１４と同時に容易に形成することができることになる。

次に、本発明に係る第２実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第２実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置の断面図である。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、このＩＣカードモジュール１０Ｂは、ＩＣチップ１２におけるバンプ１１を外れた位置と対向する基材１３上の面に、ＩＣチップ１２を平行に保持するためのダミーパッド１５を形成したものであって、ダミーパッド１５に対向するＩＣチップ１２に、ダミーバンプ１８を設けたものである。

このように構成されたＩＣカードモジュール１０Ｂにおいては、例えば図１において前述したように、バンプ１１が設けられていない隅部１６、１６にダミーパッド１５を設けた場合には、これに対応してダミーバンプ１８がＩＣチップ１２の隅部１６、１６に設けられることになる。このため、矩形のＩＣチップ１２の四隅が、アンテナ回路パターン１４とバンプ１１との組み合わせ、あるいは、ダミーパッド１５とダミーバンプ１８との組み合わせにより支持されることになり、接着剤１７が熱収縮してもＩＣチップ１２の平行を保持することができることになる。
なお、ダミーバンプ１８はバンプ１１と同一形状で設けるようにするのが望ましい。これにより、四隅の支持高さを一致させることができ、より確実にＩＣチップ１２の平行度を保持することができる。

次に、本発明に係る第３実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図３（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第３実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｃ−Ｃ位置の断面図である。なお、前述した第１実施形態あるいは第２実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、このＩＣカードモジュール１０Ｃは、バンプ１１がＩＣチップ１２の一辺１２ａに沿って少なくとも２個形成されるとともに、バンプ１１の内の２個のバンプ間を底辺としてＩＣチップ１２内に形成される二等辺三角形の頂点１９位置に対向してダミーパッド１５が設けられている。
なお、図３（Ａ）においては、ダミーパッド１５として十字形状のものを図示したが、形状はこれに限るものではない。例えば、図１において示したような、直線状のものでもよい。

このように構成されたＩＣカードモジュール１０Ｃにおいては、ＩＣチップ１２内の２つのバンプ１１，１１および二等辺三角形を形成する頂点１９に設けたダミーパッド１５により熱収縮する接着剤１７の厚さを薄くすることができ、三点でＩＣチップ１２を支持することになるので、ＩＣチップ１２の平行度を保持することできることになる。また、ダミーパッド１５は、アンテナ回路パターン１４と同一材質なので、アンテナ回路パターン１４と同時に容易に形成することができることになる。

次に、本発明に係る第４実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図４（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第４実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｄ−Ｄ位置の断面図である。なお、前述した第１実施形態から第３実施形態に共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図４に示すように、このＩＣカードモジュール１０Ｄは、ＩＣチップ１２内の２つのバンプ１１，１１を底辺として形成される二等辺三角形の頂点１９位置に設けられたダミーパッド１５に対向して、ダミーバンプ１８が設けられている。
なお、ダミーバンプ１８をバンプ１１と同一形状で設けるようにするのが望ましい。これにより、３点の支持高さを一致させることができる。また、図４（Ａ）においては、ダミーパッド１５として十字形状のものを図示したが、形状はこれに限るものではない。例えば、図１において示したような、直線状のものでもよい。

このように構成されたＩＣカードモジュール１０Ｄにおいては、ＩＣチップ１２に設けられているバンプ１１およびアンテナ回路パターン１４の組み合わせで２点支持し、この２個のバンプ１１間を底辺とした二等辺三角形の頂点１９に設けたダミーバンプ１８およびダミーパッド１５の組み合わせでさらに１点支持し、全体で３点でＩＣチップ１２を支持することになるので、ＩＣチップ１２の平行度を保持することができることになる。

次に、本発明に係る第５実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図５（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第５実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｅ−Ｅ位置の断面図である。なお、前述した第１実施形態から第４実施形態に共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図５に示すように、このＩＣカードモジュール１０Ｅは、ＩＣチップ１２内の２つのバンプ１１，１１を底辺として形成される二等辺三角形の頂点１９位置に設けられたダミーバンプ１８の両側位置に対向してさらにダミーパッド２１が設けられている。
なお、ダミーパッド２１の大きさや形状については制限はないが、アンテナ回路パターン１４と同様に形成することもできる。

このように構成されたＩＣカードモジュール１０Ｅにおいては、ＩＣチップ１２に設けられている２組のバンプ１１およびアンテナ回路パターン１４の組み合わせと、この２個のバンプ間を底辺とした二等辺三角形の頂点１９に設けたダミーバンプ１８およびダミーパッド１５の組み合わせとの３点に加えて、ダミーバンプ１５の両側にダミーパッド２１を設けたので、より確実にＩＣチップ１２が傾くのを防止することができ、ＩＣチップ１２の平行度を保持することができる。

なお、本発明のＩＣカードモジュールは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。

以上のように、本発明に係るＩＣカードモジュールは、半導体チップにおいてバンプが設けられていない部分に対向する基材上にダミーパッドを設けたので、熱収縮する接着剤の厚さを薄くすることができ、半導体チップの平行度を保持して接続部の信頼性を向上させることできるという効果を有し、外部接続端子となる一対の電極のそれぞれにバンプを形成した半導体チップを基材上のアンテナ回路パターンの電極部に接合したＩＣカードモジュール等として有用である。

（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第１実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ａ−Ａ位置の断面図である。（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第２実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置の断面図である。（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第３実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｃ−Ｃ位置の断面図である。（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第４実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｄ−Ｄ位置の断面図である。（Ａ）は本発明のＩＣカードモジュールに係る第５実施形態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ｅ−Ｅ位置の断面図である。従来のＩＣカードモジュールの平面図である。（Ａ）は図６中VII−VII位置の断面図、（Ｂ）は従来の問題点を示す断面図である。

符号の説明

１０ＩＣカードモジュール
１１バンプ
１２ＩＣチップ（半導体チップ）
１２ａ一辺
１３基材
１４アンテナ回路パターン
１５ダミーパッド
１８ダミーバンプ
１９頂点

Claims

外部接続端子となる電極にバンプを形成した半導体チップを基材上のアンテナ回路パターンに接合したＩＣカードモジュールであって、
前記半導体チップにおける前記バンプを外れた位置と対向する前記基材上の面に、前記半導体チップを平行に保持するためのダミーパッドを形成したことを特徴とするＩＣカードモジュール。
前記ダミーパッドが、前記アンテナ回路パターンと同一材質で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカードモジュール。
前記ダミーパッドに対向する前記半導体チップに、ダミーバンプを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＩＣカードモジュール。
前記バンプが前記半導体チップの一辺に沿って少なくとも２個形成されるとともに、前記２個のバンプ間を底辺として前記半導体チップ内に形成される二等辺三角形の頂点位置に対向して前記ダミーパッドが設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＩＣカードモジュール。
前記半導体チップの前記頂点位置に、前記ダミーパッドに対向するダミーバンプが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のＩＣカードモジュール。
前記半導体チップにおける前記ダミーバンプの両側位置に対向してさらにダミーパッドが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のＩＣカードモジュール。