JP2010238082A - Ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】 製造歩留まりを向上できるＩＣカードを提供する。
【解決手段】 ＩＣカードは、基板１１と、基板上に形成された電極パターン１２と、電極パターンに対向して位置し電極パターンに電気的に接続された突起電極１７を有したＩＣチップ１６と、突出部１３とを備えている。突出部１３は、電極パターン１２上に形成され、ＩＣチップ１６に向かって突出し、突起電極１７から外れたＩＣチップ１６に接触し、ＩＣチップ１６を支持する。
【選択図】図２

Description

この発明は、ＩＣカードに関する。

一般に、ＩＣカードとして、接触通信の機能を有する接触式ＩＣカード、非接触通信（無線通信）の機能を有する非接触式ＩＣカード（無線ＩＣカード）、並びに接触通信及び非接触通信の双方の機能を有するデュアルインターフェイスＩＣカードが知られている。デュアルインターフェイスＩＣカードとしては、接触通信及び非接触通信を１つのＩＣで処理するコンビＩＣカードと、接触通信及び非接触通信を個々のＩＣで処理するハイブリッドＩＣカードとに分類される。

例えば、非接触式ＩＣカードは、カード型のインレットを備えている。インレットは、基板と、基板上に形成された電極パターンと、ＩＣチップとを有している。ＩＣチップは、フリップチップ実装技術を用いて基板上に実装されている。フリップチップ実装技術は、ＩＣチップに備えられた突起電極（バンプ）を基板上に形成された電極パターンに対向させて、突起電極及び電極パターンを電気的に接続する技術である。

フリップチップ実装技術を用いた接続工法として、例えば熱圧着工法が知られている。熱圧着工法は、ＩＣチップの突起電極と基板上の電極パターンとを、導電性の接着材を介して貼り合せた後、ＩＣチップの上方より熱と荷重を加え、接着材を硬化させる。これにより、基板及び電極パターンと、ＩＣチップとが接合され、電極パターンと突起電極とが電気的に接続されて回路が形成される（例えば、特許文献１参照）。すなわち、１回の圧着により、物理的な接合と、電気的な接続とが同時に行われる。上記インレットを備えたＩＣカードは、外部の通信装置との間で、非接触通信を行うことができる。

特開平９−２６０５３４号公報

しかしながら、近年は、ＩＣチップの小型化、薄型化の傾向があり、上記した熱圧着工法のように荷重を加える工法では、突起電極への集中荷重によりＩＣチップ自体に、亀裂や割れが発生する場合があった。ＩＣチップに亀裂や割れが発生すると、ＩＣチップは電気的特性を失う。熱圧着工法は、製造時の信頼性の低下につながり、製造歩留まりの低下を招いてしまう。

今後は、さらなるＩＣチップの小型化及び薄型化が図られる傾向にあるため、一層ＩＣチップに亀裂や割れが発生することが考えられる。このため、製造歩留まりを向上できるＩＣカードが求められている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、製造歩留まりを向上できるＩＣカードを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係るＩＣカードは、
基板と、
前記基板上に形成された電極パターンと、
前記電極パターンに対向して位置し前記電極パターンに電気的に接続された突起電極を有したＩＣチップと、
前記電極パターン上に形成され、前記ＩＣチップに向かって突出し、前記突起電極から外れた前記ＩＣチップに接触し、前記ＩＣチップを支持する突出部と、を備えている。

この発明によれば、製造歩留まりを向上できるＩＣカードを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るＩＣカードを示す分解斜視図である。 図１に示したインレットの一部を示す断面図である。 図２のａ方向から見たインレットを示す平面図である。 加圧／加熱処理部により、図１乃至図３に示したＩＣチップに荷重を加える状態を示す図である。 上記実施の形態に係る突出部の変形例を示す図であり、特に、インレットの一部を示す断面図である。 比較例のインレットのＩＣチップに、上記加圧／加熱処理部により荷重を加える状態を示す図である。 図６のｂ方向から見たインレットを示す平面図であり、特に、ＩＣチップに亀裂が生じた状態を示す図である。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るＩＣカードについて詳細に説明する。この実施の形態において、ＩＣカードは非接触式ＩＣカードである。
図１乃至図３に示すように、ＩＣカード１は、インレット２及び２枚のオーバレイシート３を備えている。インレット２は、基板１１と、電極パターン１２と、突出部１３と、アンテナコイル１５と、ＩＣチップ１６と、導電性の接着材１８とを備えている。

基板１１は、カード型に形成されている。基板１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、紙等の絶縁材で形成されている。電極パターン１２は基板１１上に形成されている。突出部１３は、電極パターン１２上にそれぞれ形成されている。

アンテナコイル１５は、図示しない通信装置との間で無線通信するためのものである。アンテナコイル１５は、基板１１上に形成されている。アンテナコイル１５の一端は１つの電極パターン１２に接続され、アンテナコイル１５の他端は他の１つの電極パターン１２に接続されている。

この実施の形態において、電極パターン１２、突出部１３及びアンテナコイル１５は、同一の導電材料で一体に形成されている。ここでは、電極パターン１２、突出部１３及びアンテナコイル１５は、アルミニウムで形成されている。

ＩＣチップ１６は、基板１１上に搭載されている。この実施の形態において、ＩＣチップ１６は、ＬＳＩ（large scale integrated circuit）のＩＣチップである。ＩＣチップ１６の厚みは、５０μｍ乃至１００μｍである。ＩＣチップ１６は、突起電極（バンプ）１７を有している。突起電極１７は、ＩＣチップ１６の一面側の４つの角部に設けられている。突起電極１７は、電極パターン１２に対向して位置している。

ＩＣチップ１６は、基板１１、電極パターン１２及び突出部１３上に塗布された接着材１８により、基板１１、電極パターン１２及び突出部１３に接合されている。図示しないが、電極パターン１２及び突起電極１７は、接着材１８中に分散された導電粒子を介して電気的に接続されている。この接続により回路が形成され、アンテナコイル１５を介して非接触で外部との通信を行うことが可能となっている。

上記突出部１３について詳しく説明する。突出部１３は、電極パターン１２からＩＣチップ１６に向かって突出している。突出部１３は、突起電極１７から外れたＩＣチップ１６に接触し、ＩＣチップ１６を支持するものである。突出部１３の高さ（厚さ）は、電極パターン１２及びＩＣチップ１６の一面間の隙間と同等である。
上記のようにインレット２が形成されている。

２枚のオーバレイシート３は、インレット２の両面を覆っている。インレット２及び２枚のオーバレイシート３は、例えば、熱プレス等により溶着されている。
上記のように、ＩＣカード１が形成されている。

ＩＣカード１は、通信装置のアンテナを介して供給される磁力線をアンテナコイル１５を介して受信して電力に変換し、この電力によってＩＣチップ１６のＣＰＵを動作させ、残りの電力で通信装置にレスポンスを返す。このように、このＩＣカード１は、非接触により通信装置との間でデータ通信を行なう。

次に、上記インレット２の製造方法について説明する。
図２に示すように、まず、アルミニウム箔が貼り付けられた基板１１を用意する。ここでは、図示しない樹脂付きアルミニウム箔が貼り付けられた基板１１を用意する。そして、電極パターン１２及び突出部１３の厚みの合計に等しい厚みを有したアルミニウム箔を用いた。

次いで、フォトエッチング工法を２回用い、アルミニウム箔を２回に分けて選択的にエッチング除去することにより、アルミニウム箔がパターニングされる。すなわち、アルミニウム箔の一部が除去され、他の一部に段差が形成されることにより、電極パターン１２、突出部１３及びアンテナコイル１５が形成される。なお、電極パターン１２、突出部１３及びアンテナコイル１５は、一般に知られた製造方法にて形成されていれば良い。

続いて、基板１１、電極パターン１２及び突出部１３上に導電性の接着材１８を塗布する。その後、ＩＣチップ１６の突起電極１７を電極パターン１２に対向させ、ＩＣチップ１６を基板１１、電極パターン１２及び突出部１３に貼り付ける。

図４に示すように、その後、ＩＣチップ１６が貼り付けられた基板１１を加圧／加熱処理部２０に搬送し、基板１１を加圧／加熱処理部２０の受け台２１上に載置する。続いて、ＩＣチップ１６に対向した加圧／加熱処理部２０の処理ヘッド２２を降下させ、ＩＣチップ１６をその上部側から押圧するとともに加熱する。

これにより、ＩＣチップ１６の突起電極１７が電極パターン１２に押し付けられ、接着材１８が硬化される。ＩＣチップ１６は、接着材１８により基板１１、電極パターン１２及び突出部１３に接合される。突起電極１７は、接着材１８中に分散された導電粒子を介して電極パターン１２に電気的に接続される。１回の熱圧着工法により、物理的な接合と、電気的な接続とが同時に行われる。

ところで、処理ヘッド２２による押圧時には、ＩＣチップ１６の突起電極１７に荷重が集中しようとするが、電極パターン１２とＩＣチップ１６との間には突出部１３が介在している。処理ヘッド２２の押圧により加わる荷重は、突起電極１７だけでなく、突出部１３にも分散される。荷重が突起電極１７に集中することはない。
従って、ＩＣチップ１６に生じる亀裂や割れなどの破損を防止することができる。

以上のように構成されたインレット２及びＩＣカード１によれば、インレット２は、カード型の基板１１と、電極パターン１２と、突起電極１７を有したＩＣチップ１６と、突出部１３とを備えている。突出部１３は、電極パターン１２上に形成され、ＩＣチップ１６に向かって突出し、突起電極１７から外れたＩＣチップ１６に接触し、ＩＣチップ１６を支持するものである。

熱圧着工法を用いた工程において、処理ヘッド２２の押圧によりＩＣチップ１６に加わる荷重は、突起電極１７だけでなく、突出部１３にも分散される。荷重が突起電極１７に集中することはないため、ＩＣチップ１６に生じる亀裂や割れなどの破損を防止することができる。

なお、図６及び図７に示すように、電極パターン１２とＩＣチップ１６との間に突出部１３を介在させないで処理ヘッド２２にて押圧した際、押圧により加わる荷重は突起電極１７だけに集中することになる。この場合、ＩＣチップ１６の特に突起電極１７の周辺に亀裂や割れなどの破損が生じてしまう。

上記のように、熱圧着工法を用いてもＩＣチップ１６が電気的特性を失うことはないため、熱圧着工法の信頼性の低下を抑制することができ、製造歩留まりを向上できるインレット２及びＩＣカード１を得ることができる。

フォトエッチング工法を２回用いることにより、電極パターン１２及び突出部１３を、同一のアルミニウム箔で一体に形成することができるため、製造工程の増大を抑制でき、ひいては製造コストの増大を抑制することができる。

なお、この発明は上記実施の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体化可能である。また、上記実施の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。

例えば、電極パターン１２、突出部１３及びアンテナコイル１５は、銅箔等、アルミニウム箔以外の金属箔で形成されても良い。また、突出部１３は、電極パターン１２と異なる導電材料で形成されていても良い。

図５に示すように、突出部１３は、電極パターン１２上に貼り付けられたゴム材で形成されていても良い。突出部１３は、ゴム材に限らず、布材などの緩衝材で形成されていても良い。

この場合、ＩＣチップ１６にその上方より加えられる荷重を緩衝材の緩衝作用によって吸収することができる。ＩＣチップ１６の突起電極１７のみに荷重は集中しないため、上記実施の形態と同様に、ＩＣチップ１６の亀裂や割れなどの破損を防ぐことができ、製造歩留まりを向上できるインレット２及びＩＣカード１を得ることができる。

電極パターン１２及び突出部１３の形状は種々変形可能であり、突出部１３は、少なくともＩＣチップ１６に対向した個所に形成されていれば良い。
この発明は、上記インレット２及びＩＣカード１に限らず、熱圧着工法等のフリップチップ実装技術を用いて製造されたインレット及びＩＣカードに適用することが可能である。

１…ＩＣカード、２…インレット、３…オーバレイシート、１１…基板、１２…電極パターン、１３…突出部、１５…アンテナコイル、１６…ＩＣチップ、１７…突起電極、１８…接着材、２０…加圧／加熱処理部、２１…受け台、２２…処理ヘッド。

Claims (4)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された電極パターンと、
   前記電極パターンに対向して位置し前記電極パターンに電気的に接続された突起電極を有したＩＣチップと、
   前記電極パターン上に形成され、前記ＩＣチップに向かって突出し、前記突起電極から外れた前記ＩＣチップに接触し、前記ＩＣチップを支持する突出部と、を備えていることを特徴とするＩＣカード。
2. 前記電極パターン及び突出部は、同一の導電材料で一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣカード。
3. 前記突出部は、緩衝材で形成されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣカード。
4. 前記緩衝材は、布材又はゴム材であることを特徴とする請求項３記載のＩＣカード。

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