JP2008293274A - Ｉｃモジュール基板、ｉｃモジュールの製造方法、およびリーダライタ - Google Patents

Abstract

【課題】 非接触状態でＩＣモジュールとデータの送受信が可能なＩＣモジュール基板、ＩＣモジュールの製造方法、およびリーダライタを提供する。
【解決手段】 ＩＣモジュール基板１は、外部機器と接触して導通可能に形成されたコンタクトパターン７と、前記コンタクトパターン７に接続されたＩＣチップ８と、前記ＩＣチップ８に接続され、外部機器と非接触で通信するためのアンテナ４とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、外部機器と接続するためのコンタクトパターンと種々の処理を行なうＩＣチップとが搭載されたＩＣモジュール基板、ＩＣモジュールの製造方法、およびリーダライタに関する。

従来、ＩＣモジュールとして、ＩＣカードに組込まれたものが知られている。一般的に、ＩＣモジュールは、基板の一方の面に外部機器との接点として機能するコンタクトパターンを形成し、他方の面にＩＣチップを搭載することにより形成される。このようなＩＣモジュールは、通常、フレキシブルなテープ状の基板に複数形成される。

ＩＣモジュールの製造装置は、リーダライタの端子をテープ状の基板に形成されたＩＣモジュールのコンタクトパターンに接触させることにより、データをＩＣチップ内のメモリに書き込む。製造装置は、テープ状の基板からＩＣモジュールを打ち抜くことによりＩＣモジュールを製造する。このようなＩＣモジュールの製造方法として、例えば特許文献１に開示されているものがある。
特開２００３−２７１９１８号公報

上記したＩＣモジュールの製造方法では、ＩＣモジュールのコンタクトパターンにリーダライタの端子を接触させてデータの読み書きを行う、または、製品に印字された情報を読み取ることにより、製品の特定を行なっている。しかし、印字された情報を読み取る場合、印字数に制限があるため所望の処理を行なうことができない可能性がある。また、コンタクトパターンに端子を接触させる接触方式は、ＩＣモジュールの形状から製造装置のリーダライタの端子の数などが制限される。また、接触方式では、全てのＩＣモジュールを個別、または複数個ずつ処理する必要があり、時間がかかるという問題がある。

ＩＣモジュールが形成されたテープ状の基板は、通常、リール状に巻かれた状態で包装され、出荷される。この為、出荷先で製品の特定を行なう場合、包装を解いて、テープ状の基板に形成されているＩＣモジュールを個別に、または複数個ずつ検査する必要があり、大変手間が掛かる。

そこで、本発明の目的は、非接触状態でＩＣモジュールとデータの送受信が可能なＩＣモジュール基板、ＩＣモジュールの製造方法、およびリーダライタを提供することにある。

本発明の一実施形態に係わるＩＣモジュール基板は、ＩＣモジュールを製造するためのＩＣモジュール基板であって、外部機器と接触して導通可能に形成されたコンタクトパターンと、前記コンタクトパターンに接続されたＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続され、外部機器と非接触で通信するためのアンテナとを備える。

本発明の一実施形態に係わるＩＣモジュール基板は、複数のＩＣモジュールを製造するためのＩＣモジュール基板であって、基板と、前記基板に形成された複数のモジュールユニットとを備え、前記各モジュールユニットは、外部機器と接触して導通可能に形成されたコンタクトパターンと、前記コンタクトパターンに接続されたＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続され、外部機器と非接触で通信するためのアンテナとを備える。

また、本発明の一実施形態に係わるＩＣモジュールの製造方法は、ＩＣモジュール基板に外部機器と接触して導通可能な状態でコンタクトパターンを形成し、前記コンタクトパターンと導通可能なＩＣチップを設置し、前記ＩＣチップと導通可能であり、且つ、外部機器と非接触で通信するためのアンテナを形成し、前記アンテナにより前記ＩＣチップと無線通信によりデータの授受を行う。

また、本発明の一実施形態に係わるＩＣモジュールの製造方法は、ＩＣモジュール基板に、外部機器と接触して導通可能な状態でコンタクトパターンと、前記コンタクトパターンと導通可能なＩＣチップと、前記ＩＣチップと導通可能であり、且つ、外部機器と非接触で通信するためのアンテナとを含むモジュールユニットを複数形成し、前記各アンテナにより、前記複数のモジュールユニットの前記各ＩＣチップと無線通信によりデータの授受を行う。

また、本発明の一実施形態に係わる非接触式リーダライタは、ＩＣモジュール基板に複数設置されたＩＣチップにそれぞれ接続された各アンテナの共振点に対応した複数のアンテナを有する送受信手段と、操作者の操作を受け付ける操作入力手段と、前記操作入力手段による操作に基づいて前記送受信手段によるデータの送受信に用いるアンテナを前記複数のアンテナから選択する選択手段と、前記選択手段により選択したアンテナを用いて前記送受信手段により前記ＩＣチップにそれぞれ接続されたアンテナとデータの送受信を行なう制御手段とを備える。

また、本発明の一実施形態に係わる非接触式リーダライタは、ＩＣモジュール基板に複数設置されたＩＣチップにそれぞれ接続された各アンテナとデータの送受信を行なう送受信手段と、操作者の操作を受け付ける操作入力手段と、前記操作入力手段による操作に基づいて前記送受信手段から前記ＩＣチップにそれぞれ接続されたアンテナに送信する電波の周波数を変調する変調手段と、前記変調手段により変調した周波数で前記送受信手段により前記ＩＣチップにそれぞれ接続されたアンテナとデータの送受信を行なう制御部とを備える。

この発明の形態によれば、非接触状態でＩＣモジュールとデータの送受信が可能なＩＣモジュール基板、ＩＣモジュールの製造方法、およびリーダライタを提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るＩＣモジュール基板、ＩＣモジュールの製造方法、およびリーダライタについて詳細に説明する。
始めに、ＩＣモジュールの製造に用いるＩＣモジュール基板について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るテープ状のＩＣモジュール基板１の構成とデータの授受を行なう処理を概略的に説明する為の説明図である。図２は、図１に示すＩＣモジュール基板１の一部のより詳細な構成を示す図である。
ＩＣモジュール基板１は、絶縁性のエポキシ基材などにより湾曲させることができる程度の厚さで細長いテープ状に形成された基板２を有している。図１に示すように、基板２上には、複数のモジュールユニット５が基板の長手方向に沿って、例えば２列に並んで形成されている。

図２に示すように、モジュールユニット５は、ＩＣモジュール部３、アンテナ４、および、アンテナ接続部６を備えている。ＩＣモジュール部３は、打ち抜き後にＩＣモジュールとなる箇所であり、コンタクトパターン７、およびＩＣチップ８を含んでいる。即ち、基板２の片面（表面）には、外部機器と接触して導通可能にコンタクトパターン７が形成されている。また、基板２のコンタクトパターン７の反対側の面（裏面）には、ＩＣチップ８が実装されている。

アンテナ４は、外部機器と非接触通信を行なうためのものである。アンテナ４は、基板２の裏面にＩＣモジュール部３の周縁部の外側にループ状に形成された配線により形成されている。アンテナ４は、アンテナ接続部６を介してＩＣチップ８の送受信回路に電気的に接続されている。アンテナ接続部６は、ＩＣチップ８からＩＣモジュール部３の外縁を超えて延出してアンテナ４まで達している。アンテナ部は、アンテナ接続部６、および、アンテナ４を有している。

コンタクトパターン７は、導電性を有する金属などにより形成され、外部機器と接触可能に形成されている。コンタクトパターン７は、図１に示すように、外形が角丸長方形であり、その中が複数のエリアに区切られて形成されている。コンタクトパターン７は、ワイヤボンディングなどにより、ＩＣチップ８のピンと電気的に接続されている。

ＩＣチップ８は、トランジスタ、ダイオード、抵抗器、コンデンサなどの素子が組み込まれた集積回路であり、種々の演算処理、およびアンテナ４の制御などを行なう。また、ＩＣチップ８は、種々のデータが記憶される不揮発性メモリを有している。ＩＣチップ８は、アンテナ４またはコンタクトパターン７により、外部のＩＣリーダライタと非接触通信または接触通信により処理コマンド及び処理用のデータの送受信を行なう。例えば、外部のＩＣリーダライタから書き込みコマンドと書き込みデータをアンテナ４により受信した場合、ＩＣチップ８は、受信した書き込みデータを不揮発性メモリに記憶する。なお、ＩＣチップ８及びアンテナ接続部６は、エポキシ樹脂等からなるモールド９により封止されている。

上記したように構成されたＩＣモジュール基板１から、各ＩＣモジュール部３をその外縁に沿って打ち抜くことにより、ＩＣモジュールが製造される。

次に、本発明の一実施形態に係るＩＣモジュールの製造方法について詳細に説明する。
まず、ＩＣモジュールの製造方法に用いられるリーダライタについて説明する。
ＩＣリーダライタ２０は、基板２上のＩＣチップ８と無線通信によりデータの授受を行なう。

例えば、基板２上に設置されているアンテナ４の形状（パターン）が全て同じ場合、ＩＣリーダライタ２０は、ＩＣリーダライタ２０の通信範囲に存在する全てのＩＣチップ８に対して処理を行なうことができる。基板２上に設置されているアンテナ４の形状が複数種類存在する場合、特定の形状のアンテナにおける共振点と一致する周波数で通信を行なうことにより、ＩＣリーダライタ２０は、特定の形状のアンテナに接続されているＩＣチップ８とデータの授受を行なうことができる。

ＩＣリーダライタ２０は、図２に示すように、装置外面に操作キー２３、および、表示部２４を備えている。操作キー２３は、ＩＣリーダライタ２０の操作者が入力操作を入力するための複数のボタンである。表示部２４は、操作者による入力操作に応じて、各種の操作案内画面を表示する
また、ＩＣリーダライタ２０は、図３に示すように、装置内部にコントロール回路２１、記憶部２２、変調回路２５、復調回路２６、および、アンテナ２７などを備えている。図３は、本実施形態に係るＩＣリーダライタ２０の構成例を示すブロック図である。

コントロール回路２１は、ＩＣリーダライタ２０全体の制御を司るものである。コントロール回路２１は、記憶部２２に記憶された制御プログラムに基づいて動作することにより種々の機能を実現している。また、コントロール回路２１は、操作キー２３により入力された操作をＩＣリーダライタ２０の各部に反映させ、アンテナ２７によりデータの送受信、および、表示部２４に各種の表示を行なう。

記憶部２２は、予め制御用のプログラムや制御データなどが記憶されている不揮発性メモリと、ワーキングメモリとして機能する揮発性メモリとを備えている。揮発性メモリは、コントロール回路２１の処理中のデータなどを一時保管するバッファメモリとして機能する。

変調回路２５は、アンテナ２７により送信するデータの変調を行なう。即ち、変調回路２５は、コントロール回路２１から受け取ったデータを、例えば、ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ（ＡＳＫ）変調してアンテナ２７に供給する。復調回路２６は、アンテナ２７により受信したデータの復調を行なう。

アンテナ２７は、アンテナ４を介してＩＣチップ８とデータの授受を行なう。アンテナ２７は、基板２上に形成されているアンテナ４の形状に合わせて、共振点の異なる複数の形状のアンテナ２７ａ、２７ｂ、および２７ｃを備えている。コントロール回路２１は、操作者による入力操作に基づいて、アンテナ２７ａ、２７ｂ、および２７ｃのいずれかをデータの授受に用いるアンテナ２７として選択する。これにより、ＩＣリーダライタ２０は、選択したアンテナ２７から発せられる電波の周波数と一致する共振点を持つ基板２上のアンテナ４に接続されているＩＣチップ８とのみ、データの授受を行なう。なお、１つのアンテナの形状を変化させて周波数を切り替えるようにしてもよい。

図４は、本実施形態に係るＩＣモジュール基板１を製造する方法を説明するためのフローチャートである。
まず、基板２を用意し、この基板に金属膜の接着、配線、およびモールドなどを施したモジュールユニット５を複数形成し、ＩＣモジュール基板を製造する。即ち、まず、基板２の表面（後にコンタクトパターン７が形成される面）及び裏面（後にＩＣチップ８が設置される面）に銅箔などの導電性の金属膜を接着する、若しくは、銅を蒸着して薄い金属膜を形成する。

次いで、基板２に設置するアンテナ４の形状を決定し（ステップＳ１１）、決定した形状のアンテナ４及びアンテナ接続部６の配線を基板２の裏面に形成する（ステップＳ１２）。例えば、フォトリソグラフィ法により基板２上に形成した金属膜をパターニングすることによって、アンテナ４及びアンテナ接続部６を形成する。

また、基板２の表面に形成された金属膜をパターニングし、複数のエリアを有するコンタクトパターン７を形成する（ステップＳ１３）。

続いて、基板２の裏面の所定の位置にＩＣチップ８を搭載する（ステップＳ１４）。この所定の位置とは、ＩＣチップ８の送受信回路内部から延び出しているピン（アンテナ接続用のピン）がアンテナ接続部６に接触する位置である。

さらに、ＩＣチップ８の内部回路から延びだしている複数のピンをコンタクトパターン７の複数のエリアにそれぞれボンディングする（ステップＳ１５）。通常、銅箔を基板２に接着する前に基板２に複数の孔を開けておき、ＩＣチップ８を実装した後、これらの孔を通して、ＩＣチップ８のピンとコンタクトパターン７とをワイヤボンディングにより電気的に接続する。

その後、ＩＣチップ８のアンテナ接続用のピンとアンテナ接続部６とをワイヤボンディングにより電気的に接続する（ステップＳ１６）。

続いて、ＩＣチップ８が搭載されている基板２の裏側に対して、ＩＣチップ８及びボンディングを施した箇所を覆うように絶縁性の樹脂を充填し封止する（ステップＳ１７）。

ＩＣリーダライタ２０は、ＩＣモジュール基板１上のＩＣチップ８と無線通信によりデータの授受を行なう（ステップＳ１８）。ＩＣモジュール基板１上のＩＣチップ８に接続されているアンテナ４は共振点の異なるいくつかの形状のうちの１つの形状で形成されている。また、ＩＣリーダライタ２０は、通信の周波数を変調することができる。この為、ＩＣリーダライタ２０は、通信の周波数を変調することにより、所望の形状のアンテナ４に接続されているＩＣチップ８を特定して通信を行なう。また、ＩＣリーダライタ２０は、同じ形状で形成されているアンテナ４に接続されている複数のＩＣチップ８に対し同時に同じ処理を実行させることができる。

ここでは、例えば、ＩＣリーダライタ２０は、データをＩＣチップ８に送信することにより、ＩＣチップ８のメモリに所望のデータを書き込む。或いは、ＩＣリーダライタ２０は、ＩＣチップ８にコマンドを送信し、ＩＣチップ８からコマンドに対するレスポンスを受信することにより、製品の特定、ＩＣチップ８が正常に動作しているか否か、等の検査を行なう。

続いて、上記したように構成されるＩＣモジュール基板１から、ＩＣモジュールを打ち抜く。即ち、ＩＣモジュール基板１から、各ＩＣモジュール部３をその外縁に沿って打ち抜き分離する（ステップＳ１９）。この際、アンテナ部の一部であるアンテナ接続部６は、ＩＣチップ８からＩＣモジュール部３外のアンテナ４に延び出している為、ＩＣモジュール部３を打ち抜く際に切断される。以上の工程により、複数のＩＣモジュールが製造される。なお、ＩＣモジュールとして製造された後、このＩＣモジュールに対して無線通信によりデータの授受を行なう事は不可能になる。

以上のように構成されたＩＣモジュール基板は、外部機器と非接触で通信するためのアンテナと、このアンテナに接続されたＩＣチップと、このＩＣチップと導通可能であり、且つ、外部機器と接触して導通可能な状態で形成されたコンタクトパターンとをそれぞれ複数備えている。

従って、リーダライタは、ＩＣモジュール基板のアンテナを介してＩＣチップと無線通信によりデータの授受を行なう事ができる。これにより、非接触状態でＩＣモジュールとデータの送受信が可能なＩＣモジュール基板、ＩＣモジュールの製造方法、およびリーダライタを提供することができる。

また、ＩＣモジュール基板にＩＣモジュールが複数形成されている場合、リーダライタは、その通信範囲内に存在するＩＣモジュール全てと同時に無線通信によりデータの授受を行なう事ができる。この為、ＩＣモジュールを製造する工程における処理時間を短縮することができる。さらに、ＩＣモジュール基板の形状によらずＩＣモジュールと無線通信によりデータの授受を行なう事ができる為、例えば、ＩＣモジュール基板がリール状などで梱包されている場合でも、開封せずに各種の処理を行なうことができる。

またさらに、ＩＣモジュール基板上の各ＩＣモジュールにそれぞれ共振点の異なる形状のアンテナを設置した場合、リーダライタの通信の周波数を可変させることにより、所望のＩＣモジュールを特定してデータを送受信することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本実施形態では、ＩＣモジュール基板１に形成されているモジュールユニット５は、長手方向に沿って２列に並んで形成されているとしたが、これに限定されない。如何なる状態であっても、ＩＣモジュール基板１にモジュールユニット５が形成されていれば、本発明は適用され得る。例えば、ＩＣモジュール基板１に形成されているモジュールユニット５が１つの場合でも、本発明を実施することができる。

図１は、本実施形態に係るテープ状のＩＣモジュール基板の構成とデータの授受を行なう処理を概略的に説明する為の説明図である。 図２は、図１に示すＩＣモジュール基板の一部のより詳細な構成を示す図である。 図３は、本実施形態に係るＩＣリーダライタの構成例を示すブロック図である。 図４は、本実施形態に係るＩＣモジュール基板からＩＣモジュールを製造する方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…ＩＣモジュール基板、２…基板、３…ＩＣモジュール部、４…アンテナ、５…モジュールユニット、６…アンテナ接続部、７…コンタクトパターン、８…ＩＣチップ、９…モールド、２０…ＩＣリーダライタ、２７…アンテナ。

Claims (13)

1. ＩＣモジュールを製造するためのＩＣモジュール基板であって、
   外部機器と接触して導通可能に形成されたコンタクトパターンと、
   前記コンタクトパターンに接続されたＩＣチップと、
   前記ＩＣチップに接続され、外部機器と非接触で通信するためのアンテナと、
   を備えたＩＣモジュール基板。
2. 前記アンテナは、ＩＣモジュール基板からＩＣモジュールを打ち抜く際に、配線の一部が切断される位置に形成されている請求項１に記載のＩＣモジュール基板。
3. 前記アンテナは、共振周波数の異なる複数種類の配線パターンのうちの１つのパターンで形成されている請求項１または２に記載のＩＣモジュール基板。
4. 複数のＩＣモジュールを製造するためのＩＣモジュール基板であって、
   基板と、
   前記基板に形成された複数のモジュールユニットと、
   を備え、
   前記各モジュールユニットは、
   外部機器と接触して導通可能に形成されたコンタクトパターンと、
   前記コンタクトパターンに接続されたＩＣチップと、
   前記ＩＣチップに接続され、外部機器と非接触で通信するためのアンテナと、
   を備えたＩＣモジュール基板。
5. ＩＣモジュール基板に外部機器と接触して導通可能な状態でコンタクトパターンを形成し、
   前記コンタクトパターンと導通可能なＩＣチップを設置し、
   前記ＩＣチップと導通可能であり、且つ、外部機器と非接触で通信するためのアンテナを形成し、
   前記アンテナにより前記ＩＣチップと無線通信によりデータの授受を行う、
   ＩＣモジュールの製造方法。
6. 前記基板からＩＣモジュールを打ち抜く際、前記アンテナの配線の一部を切断する請求項５に記載のＩＣモジュールの製造方法。
7. 予めアンテナの共振周波数の異なる配線のパターンを複数種類記憶し、記憶した複数種類のアンテナの配線のパターンのうちの１つのパターンでアンテナを形成する請求項５に記載のＩＣモジュールの製造方法。
8. ＩＣモジュール基板に、外部機器と接触して導通可能な状態でコンタクトパターンと、前記コンタクトパターンと導通可能なＩＣチップと、前記ＩＣチップと導通可能であり、且つ、外部機器と非接触で通信するためのアンテナとを含むモジュールユニットを複数形成し、
   前記各アンテナにより、前記複数のモジュールユニットの前記各ＩＣチップと無線通信によりデータの授受を行う、
   ＩＣモジュールの製造方法。
9. 前記基板から複数のＩＣモジュールを打ち抜く際、前記各アンテナの配線の一部を切断する請求項８に記載のＩＣモジュールの製造方法。
10. 予めアンテナの共振周波数の異なる配線パターンを複数種類記憶し、記憶した複数種類のアンテナの配線のパターンのうちの１つのパターンで前記各モジュールユニットの前記アンテナを形成する請求項８に記載のＩＣモジュールの製造方法。
11. 予め記憶している共振周波数毎に異なるデータを送信する請求項１０に記載のＩＣモジュールの製造方法。
12. ＩＣモジュール基板に複数設置されたＩＣチップにそれぞれ接続された各アンテナの共振周波数に対応した複数のアンテナを有する送受信手段と、
    操作者の操作を受け付ける操作入力手段と、
    前記操作入力手段による操作に基づいて前記送受信手段によるデータの送受信に用いるアンテナを前記複数のアンテナから選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択したアンテナを用いて前記送受信手段により前記ＩＣチップにそれぞれ接続されたアンテナとデータの送受信を行なう制御手段と、
    を備えた非接触式リーダライタ。
13. ＩＣモジュール基板に複数設置されたＩＣチップにそれぞれ接続された各アンテナとデータの送受信を行なう送受信手段と、
    操作者の操作を受け付ける操作入力手段と、
    前記操作入力手段による操作に基づいて前記送受信手段から前記ＩＣチップにそれぞれ接続されたアンテナに送信する電波の周波数を変調する変調手段と、
    前記変調手段により変調した周波数で前記送受信手段により前記ＩＣチップにそれぞれ接続されたアンテナとデータの送受信を行なう制御部と、
    を備えた非接触式リーダライタ。

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