JP2021033744A - IC module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触通信と非接触通信とが可能なデュアルICカード用のICモジュールに関する。 The present invention relates to an IC module for a dual IC card capable of contact communication and non-contact communication.
接触通信機能および非接触通信機能を有するICチップを搭載したICモジュールは、使用者の用途に応じて通信形態を使い分けられるため、様々な用途に用いられてきている。このICモジュールは、それを設置してICカードを形成するカード本体の磁界接続と電磁的な結合(電磁結合、トランス結合など)を行うことで、カード本体から非接触で電力供給と通信を行う事ができる。 An IC module equipped with an IC chip having a contact communication function and a non-contact communication function has been used for various purposes because the communication form can be properly used according to the application of the user. This IC module performs power supply and communication from the card body in a non-contact manner by performing electromagnetic coupling (electromagnetic coupling, transformer coupling, etc.) with the magnetic field connection of the card body that forms the IC card by installing it. You can do things.
デュアルICカードにおいて、例えば、クレジットなどの大量のデータ交換や決算業務の交信のような確実性と安全性が求められる用途では接触通信が用いられる。一方で、入退室のゲート管理などのように認証が主たる交信内容であり、交信データ量が少量の用途では非接触通信が用いられる。 In dual IC cards, contact communication is used in applications that require certainty and security, such as a large amount of data exchange such as credit and communication of settlement operations. On the other hand, authentication is the main communication content such as gate management for entering and exiting a room, and non-contact communication is used for applications where the amount of communication data is small.
特許文献1の様に、ICモジュールとカード本体とを電磁的な結合により電気的に接続することで、ICモジュールとカード本体との電気的な接続が不安定になることを抑制することができる。これは、ICモジュールとカード本体とをはんだなどの導電性の接続部材で直接接続した場合には、デュアルICカードを曲げたときに接続部材が破損する恐れがあるためである。 As in Patent Document 1, by electrically connecting the IC module and the card body by electromagnetic coupling, it is possible to prevent the electrical connection between the IC module and the card body from becoming unstable. .. This is because if the IC module and the card body are directly connected by a conductive connecting member such as solder, the connecting member may be damaged when the dual IC card is bent.
デュアルICカード用のICモジュールは、接触型外部機器との接触通信用の外部接触端子が上面に形成されており、下面に非接触通信用の磁界接続コイルが形成されている。 In the IC module for a dual IC card, an external contact terminal for contact communication with a contact type external device is formed on the upper surface, and a magnetic field connection coil for non-contact communication is formed on the lower surface.
ICモジュールの下面にはICチップが実装され、そのICチップの端子と、スルーホールの底に電極を露出させた外部接触端子がワイヤーボンディングにより電気的に接続される。また、ICチップの端子と、磁界接続コイルの内側に位置するスルーホールの底に端部を露出させたブリッジ配線の端部がワイヤーボンディングにより電気的に接続される。更に、ICチップの端子と、ICモジュールの下面に形成された非接触通信用の磁界接続コイルの内側の端部がワイヤーボンディングにより電気的に接続される。 An IC chip is mounted on the lower surface of the IC module, and the terminals of the IC chip and the external contact terminals whose electrodes are exposed on the bottom of the through hole are electrically connected by wire bonding. Further, the terminal of the IC chip and the end of the bridge wiring whose end is exposed at the bottom of the through hole located inside the magnetic field connection coil are electrically connected by wire bonding. Further, the terminal of the IC chip and the inner end of the magnetic field connection coil for non-contact communication formed on the lower surface of the IC module are electrically connected by wire bonding.
一方で、磁界接続コイルの外側の端子は、ワイヤーボンディングにより、磁界接続コイルの外側に位置するスルーホールの底に端部を露出させたブリッジ配線の端部に電気的に接続され、そのブリッジ配線は、磁界接続コイルを跨いで、磁界接続コイルの外側から内側まで配線し、そのブリッジ配線の、磁界接続コイルの内側に位置する端部を他のスルーホールの底に露出させる。 On the other hand, the outer terminal of the magnetic field connection coil is electrically connected to the end of the bridge wiring whose end is exposed at the bottom of the through hole located outside the magnetic field connection coil by wire bonding, and the bridge wiring is connected. Straddles the magnetic field connection coil and wires from the outside to the inside of the magnetic field connection coil, and exposes the end of the bridge wiring located inside the magnetic field connection coil to the bottom of the other through hole.
近年のコストダウンの要求から、小さいサイズのICモジュールが求められており、小さいサイズの限られたスペースにおいて必要な機能を満たすICモジュールにする為には、磁界接続コイルや、ボンディングパッド、底に電極面を露出させたスルーホール、ワイヤーボンディング等の形成位置などの制約が厳しくなり、それらの制約を満足しつつ、十分な機能を持つICモジュールを製造する課題が生じた。 Due to recent demands for cost reduction, small size IC modules are required, and in order to make IC modules that satisfy the required functions in a limited space of small size, magnetic field connection coils, bonding pads, and bottoms are used. Restrictions on the formation positions of through holes with exposed electrode surfaces, wire bonding, etc. have become stricter, and there has been a problem of manufacturing an IC module having sufficient functions while satisfying these restrictions.
本発明は、この課題を解決し、小さいサイズの限られたスペースにおいて、磁界接続コイルが通信媒体の本体側の結合用コイルとトランス結合が十分な機能を有し、かつ、十分な信頼性を有するICモジュールを得ることを目的とする。 The present invention solves this problem, and the magnetic field connection coil has a sufficient function of transformer coupling with the coupling coil on the main body side of the communication medium in a limited space of a small size, and has sufficient reliability. The purpose is to obtain an IC module to have.
上記課題を解決するために、本発明は、通信媒体に設置して用いるICモジュールであって、
基板の上面に外部接触端子とブリッジ配線を有し、前記基板の下面に磁界接続コイルとICチップを有し、
前記ブリッジ配線は、前記磁界接続コイルを跨いで配線し、
前記ブリッジ配線の内側端部を底に露出させた第1のスルーホールと、前記ブリッジ配線の外側端部を底に露出させた第2のスルーホールと、前記外部接触端子を底に露出させた第3のスルーホールを有し、
前記第2のスルーホールの直径を前記第1のスルーホール及び前記第3のスルーホールの直径と同等又はより小さく形成し、
前記第2のスルーホールを前記基板の縁側よりも中央部側寄りに形成し、
前記第2のスルーホールよりも前記基板の中央側に配線する前記磁界接続コイルを前記第2のスルーホールを避けて湾曲させ、前記磁界接続コイルの外周部を前記第2のスルーホールに接近させて前記第2のスルーホールを囲って配線し、
前記ICチップの第1の端子と、第1のワイヤと、前記ブリッジ配線の内側端部と、前記ブリッジ配線と、前記ブリッジ配線の外側端部と、第2のワイヤと、前記磁界接続コイルの外側端子部と、前記磁界接続コイルと、前記磁界接続コイルの内側端子部と、第3のワイヤと、ICチップの第2の端子、により閉回路を構成し、
前記第2のワイヤの第1の端が前記第2のスルーホールの底に露出させた前記ブリッジ配線の外側端部にボ−ルボンディング方法により接続され、
前記第2のワイヤの第2の端が前記磁界接続コイルの外側端子部にウェッジボンディング方法により接続され、
前記第1のワイヤと第2のワイヤと第3のワイヤが樹脂封止部で保護されている
ことを特徴とするICモジュールである。
In order to solve the above problems, the present invention is an IC module installed and used on a communication medium.
It has an external contact terminal and bridge wiring on the upper surface of the board, and has a magnetic field connection coil and an IC chip on the lower surface of the board.
The bridge wiring is wired across the magnetic field connection coil.
The first through hole with the inner end of the bridge wiring exposed to the bottom, the second through hole with the outer end of the bridge wiring exposed to the bottom, and the external contact terminal exposed to the bottom. Has a third through hole
The diameter of the second through hole is formed to be equal to or smaller than the diameter of the first through hole and the third through hole.
The second through hole is formed closer to the central portion side than the edge side of the substrate.
The magnetic field connection coil wired to the center side of the substrate with respect to the second through hole is curved so as to avoid the second through hole, and the outer peripheral portion of the magnetic field connection coil is brought close to the second through hole. Wire around the second through hole.
The first terminal of the IC chip, the first wire, the inner end of the bridge wiring, the bridge wiring, the outer end of the bridge wiring, the second wire, and the magnetic field connection coil. A closed circuit is formed by the outer terminal portion, the magnetic field connection coil, the inner terminal portion of the magnetic field connection coil, the third wire, and the second terminal of the IC chip.
The first end of the second wire is connected to the outer end of the bridge wiring exposed at the bottom of the second through hole by a ball bonding method.
The second end of the second wire is connected to the outer terminal portion of the magnetic field connection coil by a wedge bonding method.
The IC module is characterized in that the first wire, the second wire, and the third wire are protected by a resin sealing portion.
本発明は、この構成により、小さいサイズの限られたスペースにおいて、磁界接続コイルが通信媒体の本体側の結合用コイルとトランス結合する結合係数を大きくでき、通信媒体の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。 According to this configuration, the present invention can increase the coupling coefficient in which the magnetic field connection coil is transformer-coupled to the coupling coil on the main body side of the communication medium in a limited space of a small size, and enhances the non-contact communication function of the communication medium. It has the effect of being able to do things.
また、本発明は、上記のICモジュールであって、前記磁界接続コイルの外側端子部が前記第2のスルーホールよりも前記基板の縁側に配置され、前記磁界接続コイルの外側端子部に前記第2のワイヤの第2の端が前記基板の面から成す角度が15°以下の傾きで接続されていることを特徴とするICモジュールである。 Further, in the above IC module, the outer terminal portion of the magnetic field connection coil is arranged on the edge side of the substrate with respect to the second through hole, and the outer terminal portion of the magnetic field connection coil is the first. The IC module is characterized in that the second end of the wire 2 is connected to the surface of the substrate at an angle of 15 ° or less.
また、本発明は、上記のICモジュールであって、前記磁界接続コイルの前記第2のスルーホールを避けて湾曲させた部分の配線の幅が、それ以外の前記磁界接続コイルの配線の幅よりも細く形成されていることを特徴とするICモジュールである。 Further, in the present invention, in the above IC module, the width of the wiring of the portion of the magnetic field connecting coil curved so as to avoid the second through hole is larger than the width of the wiring of the other magnetic field connecting coil. It is an IC module characterized by being formed thinly.
また、本発明は、上記のICモジュールであって、前記第2のワイヤを覆う樹脂封止部が、他のワイヤを覆う樹脂封止部とは別の樹脂封止部であることを特徴とするICモジュールである。 Further, the present invention is characterized in that, in the above IC module, the resin sealing portion covering the second wire is a resin sealing portion different from the resin sealing portion covering the other wires. It is an IC module to be used.
また、本発明は、上記のICモジュールであって、前記第2のワイヤを覆う樹脂封止部が、他のワイヤを覆う樹脂封止部の高さよりも低く形成され、かつ、前記ICモジュールを前記通信媒体に接着するための接着テープ厚又は接着樹脂の塗布厚と同等かそれよりも低く形成されていることを特徴とするICモジュールである。 Further, in the above IC module, the resin sealing portion covering the second wire is formed to be lower than the height of the resin sealing portion covering the other wires, and the IC module is formed. The IC module is characterized in that it is formed to be equal to or less than the thickness of the adhesive tape for adhering to the communication medium or the coating thickness of the adhesive resin.
本発明のICモジュールは、ICチップの第1の端子と、第1のワイヤと、前記ブリッジ配線の内側端部と、前記ブリッジ配線と、前記ブリッジ配線の外側端部と、第2のワイヤと、前記磁界接続コイルの外側端子部と、前記磁界接続コイルと、前記磁界接続コイルの内側端子部と、第3のワイヤと、ICチップの第2の端子、により閉回路が構成されるICモジュールである。その第2のワイヤの第1の端は前記第2のスルーホールの底に露出させた前記ブリッジ配線の外側端部にボ−ルボンディング方法により接続され、前記第2のワイヤの第2の端が前記磁界接続コイルの外側端子部にウェッジボンディング方法により接続されている。そして、第1のワイヤと第2のワイヤと第3のワイヤが樹脂封止部で保護されている。 The IC module of the present invention includes a first terminal of an IC chip, a first wire, an inner end portion of the bridge wiring, the bridge wiring, an outer end portion of the bridge wiring, and a second wire. An IC module in which a closed circuit is formed by the outer terminal portion of the magnetic field connection coil, the magnetic field connection coil, the inner terminal portion of the magnetic field connection coil, the third wire, and the second terminal of the IC chip. Is. The first end of the second wire is connected to the outer end of the bridge wiring exposed at the bottom of the second through hole by a ball bonding method, and the second end of the second wire is connected. Is connected to the outer terminal portion of the magnetic field connection coil by a wedge bonding method. Then, the first wire, the second wire, and the third wire are protected by the resin sealing portion.
本発明は、この構成により、小さいサイズの限られたスペースにおいて、磁界接続コイルが通信媒体の本体側の結合用コイルとトランス結合する結合係数を大きくでき、通信媒体の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。 According to this configuration, the present invention can increase the coupling coefficient in which the magnetic field connection coil is transformer-coupled to the coupling coil on the main body side of the communication medium in a limited space of a small size, and enhances the non-contact communication function of the communication medium. It has the effect of being able to do things.
<第1の実施形態>
以下、本発明のICモジュールの第1の実施形態を、図1から図7を参照して説明する。図1は本発明のデュアルインターフェース型のICモジュール20を設置する通信媒体の1つであるICカード10を模式的に示す断面図であり、図2は、その平面図である。図3はICモジュール20の平面図であり、図4は側断面図である。図6は、ICモジュール20の樹脂封止部を示す側断面図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the IC module of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 is a sectional view schematically showing an
本発明のICモジュール20を設置する通信媒体の1つのICカード10は、図1の断面図および図2の平面図に示すように、板状のカード基材11で構成したカード本体を有し、そのカード基材11の凹部12にICモジュール20を埋め込んでICカード10を
構成している。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 1 and the plan view of FIG. 2, the
図2の平面図では、ICカード10に埋め込んだICモジュール20の、ICカード10の上面に露出した接触式の外部接触端子21と、ICカード10のカード本体の内層に埋め込んだアンテナ基板13に形成した結合用コイル15と通信用コイル16と共振用容量性素子14を透視図で示す。
In the plan view of FIG. 2, the contact type
カード基材11及びアンテナ基板13に用いる材料は、非晶質ポリエステルなどのポリエステル系材料、PVC(ポリ塩化ビニル)などの塩化ビニル系材料、ポリカーボネート系材料、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPET−G(ポリエチレンテレフタレート共重合体)やポリエチレンナフタレート(PEN)などのカード機材11や、アンテナ基板13として一般的な絶縁性や耐久性を兼ね備えた材料を用いる。
The materials used for the
(通信用コイル16と結合用コイル15)
アンテナ基板13に形成する通信用コイル16は、非接触で外部機器のリーダ/ライタと通信し、結合用コイル15は、ICモジュール20が持つ磁界接続コイル25とトランス結合する。
(
The
(ICモジュール20)
図3は、本発明の第1の実施形態に係るICモジュール20の平面図である。図3(a)は、ICモジュール20の基板接触端子面(上面)側の形状を示す図であり、図3(b)は、ICモジュール20の上面側からの透視図で表した、基板コイル形成面(下面)側のパターンを示す。ICモジュール20のモジュール基板20aの厚さは、例えば50〜200μmである。
(IC module 20)
FIG. 3 is a plan view of the
ICモジュール20の上面側の外部接触端子21は、外部の読取装置と接触型通信をするための端子である。そして、図3(b)の平面図のように、ICモジュール20のモジュール基板20aの下面に、非接触式通信部である磁界接続コイル25を設け、その面にICチップ30を接着する。
The
ICモジュール20のモジュール基板20aの上面(基板接触端子面)は、図3(a)のように、ほぼ全面を覆う、複数の接触端子(接触端子部)35と、ブリッジ配線26とを備えている。
As shown in FIG. 3A, the upper surface (board contact terminal surface) of the
(磁界接続コイル25)
モジュール基板20aの下面に形成する磁界接続コイル25は図3(b)の様に、ICチップ30、およびスルーホール22、24の周りに螺旋状に数回巻きで形成する。外側端子部25aの近くに第2のスルーホール23を形成する。
(Magnetic field connection coil 25)
As shown in FIG. 3B, the magnetic
磁界接続コイル25は、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することで形成されている。磁界接続コイル25の厚さは、例えば5〜50μmである。磁界接続コイル25は、ICカード10の結合用コイル18との電磁結合による非接触端子部を構成する。
The magnetic
ICチップ30の第2の端子32に、第3のワイヤ43のワイヤーボンディングにより、磁界接続コイル25の内側端子部25bを電気的に接続する。一方で、磁界接続コイル25の外側端子部25aは、第2のスルーホール23の底に端部を露出させたブリッジ配線26の外側端部と、第2のワイヤ42のワイヤーボンディングにより電気的に接続する。
The
(ブリッジ配線26)
図3(a)の様にモジュール基板20aの上面に形成したブリッジ配線26は、図3(b)にモジュール基板20aの上面側からの透視図であらわしたモジュール基板20aの下面に形成した磁界接続コイル25を跨ぐように形成する。
(Bridge wiring 26)
The
第2のスルーホール23の底に磁界接続コイルの外側に位置する外側端部を露出させたブリッジ配線26は、磁界接続コイル25を跨いで、磁界接続コイル25の外側から内側まで配線し、そのブリッジ配線26の磁界接続コイルの内側に位置する内側端部を、第1のスルーホール22の底に露出させる。その第1のスルーホール22の底に露出させたブリッジ配線26の内側端部を、第1のワイヤ41のワイヤーボンディングにより、ICチップ30の第1の端子31に電気的に接続する。
The
図3(b)の平面図のように、ICモジュール20のモジュール基板20aの下面にICチップ30を接着し、図5と図6の様に樹脂封止部50で保護する。
As shown in the plan view of FIG. 3B, the
(ブラインドスルーホール)
ICモジュール20は、モジュール基板20aの下面全面に銅箔を接着した後、パンチング等の方法により磁界接続コイル25の内側の第1のスルーホール22と、磁界接続コイル25の外側の第2のスルーホール23と、磁界接続コイル25の内側の第3のスルーホール24を形成する。
(Blind through hole)
After the copper foil is adhered to the entire lower surface of the
モジュール基板20aの上面に銅箔を貼り合わせてスルーホール22、23、24を塞いでブラインドスルーホールを形成する。その後に銅箔をエッチングする事で、図3の平面図と図4の断面図の様に、モジュール基板20aの下面に磁界接続コイル25のパターンを形成し、モジュール基板20aの上面(基板接触端子面)に外部接触端子21とブリッジ配線26のパターンを形成する。
A copper foil is attached to the upper surface of the
それにより、図4の様に、第1のスルーホール22の底にブリッジ配線26の内側端部を露出させて形成し、第2のスルーホール23の底にブリッジ配線26の外側端部を露出させて形成し、第3のスルーホール24の底に外部接触端子21の電極を露出させて形成する。ここで、磁界接続コイル25の外側端子部25aの近くのブリッジ配線26の外側端部が、第1のスルーホール22及び第3のスルーホール24の直径と同等、若しくはより小さい直径で形成された第2のスルーホール23の底に露出する。
As a result, as shown in FIG. 4, the inner end of the
(第2のスルーホール23の位置と磁界接続コイル25の配線)
第2のスルーホール23の底にブリッジ配線26の外側端部を露出させる。その第2のスルーホール23の直径を、第1のスルーホール22及び第3のスルーホール24の直径と同等、若しくはより小さい直径に形成する。
(Position of second through
The outer end of the
そして、磁界接続コイル25の外側の第2のスルーホール23の位置を、図7の平面図の様に、モジュール基板20aの縁側よりも、中央部側寄りに形成する。
Then, the position of the second through
それに伴い、第2のスルーホール23よりもモジュール基板20aの中央側に配線する磁界接続コイル25は、第2のスルーホール23を避けて湾曲させて配線させる。その湾曲させた磁界接続コイル25の最外周部は、第2のスルーホール23の縁に接するか、又は、第2のスルーホール23の縁から、他の導体パターンを介さずに150μm以下の距離を隔てて第2のスルーホール23を囲って配線する。
Along with this, the magnetic
その様に、第2のスルーホール23の直径を、第1のスルーホール22及び第3のスルーホール24の直径よりも同等又はより小さく形成し、更に、磁界接続コイル25の外周部を第2のスルーホール23に可能な限り近付けて配線する。
As such, the diameter of the second through
そうする事で、第2のスルーホール23を避けた磁界接続コイル25が囲む面積、すなわち、磁界接続コイル25の配線領域を広くできるので、磁界接続コイル25がアンテナ基板13の結合用コイル15とトランス結合する結合係数を大きくでき、ICカード10の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。
By doing so, the area surrounded by the magnetic
(磁界接続コイル25の外側端子部25aの位置)
磁界接続コイル25の最も外側に配された外側端子部25a、および最も内側に配された磁界接続コイル25の内側端子部25bは、素線よりも幅を広く形成する。
(Position of the outer
The outermost
磁界接続コイル25の外側端子部25aの位置は、第2のスルーホール23の近くに位置させるべく、モジュール基板20aの縁側よりも、中央部側寄りに、湾曲させて配線した磁界接続コイル25の湾曲部の中に第2のスルーホール23の近くに配置する。
The position of the outer
外側端子部25aを、図7の平面図の様に、第2のスルーホール23のモジュール基板20aの縁側に、第2のスルーホール23の中央から、モジュール基板20aの縁の線に垂直に交わる線分の方向に形成する。図7の平面図の様に、外側端子部25aは、第2のスルーホール23の縁と接するか、第2のスルーホール23の縁から他の導体パターンを介さずに150μm以下の距離を隔てた位置に形成する。
The outer
外側端子部25aを、第2のスルーホール23のモジュール基板20aの縁側に形成する事で、外側端子部25aに接続する磁界接続コイル25の部分を第2のスルーホール23よりもモジュール基板20aの縁側に配線する事ができる。それにより、第2のスルーホール23を避けた磁界接続コイル25が囲む面積、すなわち、磁界接続コイル25の配線領域を広くできるので、磁界接続コイル25がアンテナ基板13の結合用コイル15とトランス結合する結合係数を大きくでき、ICカード10の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。
By forming the outer
そうして、第2のスルーホール23の縁の周囲の大部分を磁界接続コイル25の最外周部と外側端子部25aで囲うパターンに形成する。
Then, most of the periphery of the edge of the second through
第2のスルーホール23の縁の周囲の大部分を磁界接続コイル25の最外周部と 外側端子部25aで囲うことにより、外側端子部25aへの第2のワイヤ42のワイヤーボンディングによる接続部を機械的に強化できる。それにより、その電気接続部の機械的ストレスに対する耐性を高くできる効果がある。
By surrounding most of the periphery of the edge of the second through
(ICチップ30)
ICチップ30の外面に第一の端子31、第二の端子32および複数の第3の端子33が形成されている。
(IC chip 30)
A
図4の様に、ICチップ30の第1の端子31に、第1のワイヤ(第一の導電線)41を接続し、その第1のワイヤ(第一の導電線)41の他端は、第1のスルーホール22の底に露出したブリッジ配線26の内側端部に接続する。なお、ブリッジ配線26の外側端部は、第2のスルーホール23の底に露出させ、それに第2のワイヤ42を接続する。
As shown in FIG. 4, a first wire (first conductive wire) 41 is connected to the
ここで、ICチップ30の第1の端子31、第1のワイヤ(第一の導電線)41、ブリッジ配線26と、第2のワイヤ42、磁界接続コイル25の外側端子部25a、磁界接続コイル25、磁界接続コイル25の内側端子部25b、第3のワイヤ43、ICチップ30の第2の端子32、により閉回路を構成する。
Here, the
ここで、第3のワイヤ43の一端をICチップ30の第2の端子32に接続し、その第3のワイヤ43の他端を、磁界接続コイル25の内側端子部25bに接続する。
Here, one end of the
更に、ICチップ30の第3の端子33に、第4のワイヤ44の一端を接続し、その第4のワイヤ44の他端は、第3のスルーホール24の底に露出した外部接触端子21に接続する。
Further, one end of the
ワイヤ41、42、43、44は金や銅又はアルミニウムで形成され、外径は例えば10〜40μmである。
The
(ICチップ30に接続するワイヤ)
ICチップ30の第1の端子31とブリッジ配線26の内側端部とは、第1のワイヤ41を用いたパンチングホールワイヤボンディングにより接続する。
(Wire connected to IC chip 30)
The
(第1のワイヤ41)
第1のワイヤ41をICチップ30の第一の端子31にボ−ルボンディング方法により接続する。すなわち、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第1のワイヤ41の第1の端を、放電等の熱を利用して金属ボ−ルを形成し、この金属ボ−ルを、ボンディングツ−ルで抑えながら熱圧着、熱超音波接合、超音波接合のいずれかの手段により、ボンディング領域に圧着させるボ−ルボンディング方法によりICチップ30の第一の端子31に接続する。
(First wire 41)
The
第1のワイヤ41の第2の端は、第1のスルーホール22の底に露出したブリッジ配線26の内側端部にウェッジボンディング方法により接続する。すなわち、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第1のワイヤ41の第2の端を、ボンディングツ−ルによって直接抑え、熱あるいは超音波を加えてボンディング領域に圧着させるウェッジボンディング方法により第1のスルーホール22の底に露出したブリッジ配線26の内側端部に接続する。
The second end of the
(第3のワイヤ43)
ICチップ30の第2の端子32と磁界接続コイル25の内側端子部25bは、第3のワイヤ43を用いたワイヤボンディングにより接続する。すなわち、第3のワイヤ43の第1の端をICチップ30の第2の端子32にボ−ルボンディング方法により接続する。第3のワイヤ43の第2の端は、磁界接続コイル25の内側端子部25bにウェッジボンディング方法により接続する。
(Third wire 43)
The
(第4のワイヤ44)
ICチップ30の第3の端子33と外部接触端子21は、第4のワイヤ44を用いたパンチングホールワイヤボンディングにより接続される。すなわち、第4のワイヤ44の第1の端をICチップ30の第3の端子33にボ−ルボンディング方法により接続する。第4のワイヤ44の第2の端は、第3のスルーホール24の底に露出する外部接触端子21にウェッジボンディング方法により接続する。
(Fourth wire 44)
The
(第2のワイヤ42によりブリッジ配線26と磁界接続コイル25を接続)
また、図4(b)の様に、第1のスルーホール22及び第3のスルーホール24の直径と同等若しくはより小さい直径で形成した第2のスルーホール23の底に露出させたブリッジ配線26の外側端部を、第2のワイヤ42を介して、磁界接続コイル25の外側端子部25aに接続する。
(The
Further, as shown in FIG. 4B, the
図7の平面図の様に、磁界接続コイル25の外側端子部25aは、第2のスルーホール23の縁と接するか、第2のスルーホール23の縁から、他の導体パターンを介さずに150μm以下の距離を隔てた位置に形成する。
As shown in the plan view of FIG. 7, the outer
すなわち、第2のスルーホール23の底に露出させたブリッジ配線26の外側端部に、第2のワイヤ42の第1の端をボ−ルボンディング方法により接続する。
That is, the first end of the
次に、図4(c)の断面図と図7の平面図の様に、第2のワイヤ42の第2の端を、磁界接続コイル25の外側端子部25aにウェッジボンディング方法により接続する。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4C and the plan view of FIG. 7, the second end of the
第2のワイヤ42の、第2のスルーホール23の底の接続部から外側端子部25a上の接続部への配線方向は、図7の平面図の様に、第2のスルーホール23の底の中心から、モジュール基板20aの縁の線に垂直に交わる方向から水平方向で10°以上で45°以下の角度で傾けて配線する。
The wiring direction of the
また、図4(c)の様に、第2のワイヤ42の第2の端のウェッジボンディング方法では、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第2のワイヤ42の第2の端を、ボンディングツ−ルによって直接抑え、熱あるいは超音波を加えてボンディング領域に圧着させる。ウェッジボンディング方法により、磁界接続コイル25の外側端子部25aに第2のワイヤ42を、モジュール基板20aの面から成す角度を15°以下にして接続する。
Further, as shown in FIG. 4C, in the wedge bonding method of the second end of the
こうして、第2のスルーホール23の底に露出したブリッジ配線26の外側端部にボ−ルボンディング方法により第2のワイヤ42の第1の端を接続することで、第2のワイヤ42の第1の端を接続するために設ける第2のスルーホール23の直径を小さくでき、図3(b)の様に第2のスルーホール23を避けて配線する磁界接続コイル25の配線が避ける領域を小さくできる。
In this way, by connecting the first end of the
それにより、磁界接続コイル25の配線領域を広くできるので、磁界接続コイル25がアンテナ基板13の結合用コイル15とトランス結合する結合係数を大きくでき、ICカード10の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。
As a result, the wiring area of the magnetic
また、磁界接続コイル25の外側端子部25aに第2のワイヤ42の第2の端をウェッジボンディング方法によって接続する事で以下の効果が得られる。すなわち、磁界接続コイル25の外側端子部25aに第2のワイヤ42をウェッジボンディング方法で接続することで、第2のワイヤ42の磁界接続コイル25の外側端子部25aでの高さを低く形成できる効果がある。
Further, the following effects can be obtained by connecting the second end of the
それにより、その磁界接続コイル25の外側端子部25aと第2のワイヤ42の第2の端との接合部分を樹脂封止部50で封止した部分の機械的強度を強くし、ワイヤ42の断線を防ぐ事ができる効果がある。
As a result, the mechanical strength of the portion where the joint portion between the outer
(樹脂封止部50)
図5の平面図と図6の断面図の様に、ICチップ30と、第1のワイヤ41、第2のワイヤ42、第3のワイヤ43、第4のワイヤ44の全体を覆う樹脂封止部50を設ける。樹脂封止部50は、エポキシ樹脂などで形成することができる。ICモジュール20に樹脂封止部50を備えることで、ワイヤ41、42、43、44の断線を防ぐ。
(Resin sealing part 50)
Resin sealing covering the
樹脂封止部50は、ICチップ30およびワイヤ41、42、43、44を覆うことができ、一定の強度を有するものであれば、大きさは小さい方がよい。樹脂封止部50が磁界接続コイル25の全体を覆うまで大きくする必要はない。
The
ここで、図5のように、磁界接続コイル25の外側端子部25aと第2のワイヤ42と第2のスルーホール23を樹脂封止部50で覆うため、第2のスルーホール23をICチップ30側に近づける。第2のスルーホール23は磁界接続コイル25の外側にあるため、磁界接続コイル25の一部を、ICチップ30側に湾曲させる必要がある。
Here, as shown in FIG. 5, in order to cover the outer
このように、第2のスルーホール23をICチップ30側に近づけて、第2のスルーホール23と第2のワイヤ42を他のワイヤ41、43、44と一緒に覆う樹脂封止部50の体積を小さくする。
In this way, the
また、外側端子部25aを、第2のスルーホール23のモジュール基板20aの縁側に形成して、その外側端子部25aに第2のワイヤ42の第2の端をウェッジボンディング方法により、モジュール基板20aの面から成す角度を15°以下で緩やかに接続する。その第2のワイヤ42の第2の端が15°以下で緩やかに接続している外側端子部25aを、第2のスルーホール23のモジュール基板20aの縁側に形成するので、その第2のワイヤ42を囲う樹脂封止部50の端のその部分の高さを低く設定できる。
Further, the outer
そうする事で樹脂封止部50の体積を小さくできるので、その樹脂封止部50を埋め込むICカード10の凹部12の面積を小さくできる。そのため、図1の様にICカード10の凹部12を避けて配線するICカード10の結合用コイル15の配線の内径を磁界接続コイル25の配線の内径に合わせて小さくする事ができ、それにより、ICカード10の結合用コイル15とICモジュール20の磁界接続コイル25をトランス結合させる結合係数を大きくでき、ICカード10の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。
By doing so, the volume of the
(ICモジュール20の製造方法)
次に、以上のように構成されたICモジュール20を製造するICモジュール20の製造方法について説明する。
(Manufacturing method of IC module 20)
Next, a method of manufacturing the
先ず、モジュール基板20aの下面全面に銅箔を接着した後、パンチング等の方法により第1のスルーホール22と第2のスルーホール23と第3のスルーホール24を形成する。ここで、磁界接続コイル25の外側端子部25aの近くのブリッジ配線26の外側端部を露出させる第2のスルーホール23は、第1のスルーホール22及び第3のスルーホール24よりも同等又はより小さな直径で形成する。
First, a copper foil is adhered to the entire lower surface of the
次に、モジュール基板20aの上面に銅箔を貼り合わせてスルーホール22、23、24を塞いでブラインドスルーホールを形成する。その後に銅箔をエッチングする事で、モジュール基板20aの上面に複数の外部接触端子21とブリッジ配線26のパターンを形成し、モジュール基板20aの下面に磁界接続コイル25のパターンを形成し、その磁界接続コイル25の外側の端に外側端子部25aを形成し、内側の端に内側端子部25bを形成する。
Next, a copper foil is attached to the upper surface of the
(変形例1)
変形例1として、外部接触端子21やブリッジ配線26は、予め所定のパターンが形成された銅箔パターンをモジュール基板20aの上面にラミネートすることで形成することもできる。このとき、第1のスルーホール22と第2のスルーホール23にブリッジ配線26の端が重なるように銅箔パターンを位置合わせする。
(Modification example 1)
As a modification 1, the
こうして、第1のスルーホール22の底にブリッジ配線26の内側端部を露出させて形成し、第2のスルーホール23の底にブリッジ配線26の外側端部を露出させて形成し、
第3のスルーホール24の底に外部接触端子21の電極を露出させて形成する。
In this way, the inner end of the
The electrode of the
次に、図4のように、モジュール基板20aの下面にICチップ30を接着剤で接着する。続いて、図4(a)の様に、ICチップ30の第一の端子31と、第1のスルーホール22の底に露出したブリッジ配線26の内側端部とを第1のワイヤ41で接続する。
Next, as shown in FIG. 4, the
先ず、ICチップ30の第一の端子31に、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第1のワイヤ41の第1の端を、放電等の熱を利用して金属ボ−ルを形成し、この金属ボ−ルを、ボンディングツ−ルで抑えながら熱圧着、熱超音波接合、超音波接合のいずれかの手段により、ボンディング領域に圧着させるボ−ルボンディング方法により接続する。
First, a metal ball is formed on the
次に、第1のスルーホール22の底に露出するブリッジ配線26の内側端部に、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第1のワイヤの第2の端を、ボンディングツ−ルによって直接抑え、熱あるいは超音波を加えてボンディング領域に圧着させるウェッジボンディング方法により接続する。
Next, the second end of the first wire inserted and mounted on the bonding tool is directly pressed by the bonding tool at the inner end of the
このウェッジボンディングでは、第1のスルーホール22の底に露出するブリッジ配線26の内側端部に、第1のワイヤ41の第2の端のボンディング部を載置させ、その載置した第1のワイヤ41の第2の端のボンディング部の上に、端面に滑り防止処理を施したウェッジボンディングツ−ル11を押し当て、同時に常温状態で超音波9を印加しつつ、第1のワイヤ41の第2の端のボンディング部をスルーホール22の底に露出するブリッジ配線26の内側端部に接続する。
In this wedge bonding, a bonding portion at the second end of the
また、ICチップ30の第2の端子32と、磁界接続コイル25の内側端子部25bとを、第3のワイヤ43で接続する。
Further, the
先ず、ICチップ30の第二の端子32に、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第3のワイヤの先端に、放電等の熱を利用して金属ボ−ルを形成し、この金属ボ−ルを、ボンディングツ−ルで抑えながら熱圧着、熱超音波接合、超音波接合のいずれかの手段により、ボンディング領域に圧着させるボ−ルボンディング方法により接続する。
First, a metal ball is formed at the tip of a third wire inserted and mounted on a bonding tool at the
次に、磁界接続コイル25の内側端子部25bに、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第3のワイヤの第2の端を、ボンディングツ−ルによって直接抑え、熱あるいは超音波を加えてボンディング領域に圧着させるウェッジボンディング方法により接続する。
Next, the second end of the third wire inserted and mounted on the bonding tool is directly suppressed by the bonding tool to the
また、ICチップ30の第3の端子33と、第3のスルーホール24の底に露出する外部接触端子21とを、第4のワイヤ44で接続する。
Further, the
先ず、ICチップ30の第3の端子33に、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第4のワイヤ44の第1の端を、放電等の熱を利用して金属ボ−ルを形成し、この金属ボ−ルを、ボンディングツ−ルで抑えながら熱圧着、熱超音波接合、超音波接合のいずれかの手段により、ボンディング領域に圧着させるボ−ルボンディング方法により接続する。
First, a metal ball is formed by using heat such as discharge from the first end of a
次に、第3のスルーホール24の底に露出する外部接触端子21に、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第4のワイヤ44の第2の端を、ボンディングツ−ルによって直接抑え、熱あるいは超音波を加えてボンディング領域に圧着させるウェッジボンディング方法により接続する。
Next, the second end of the
(第2のワイヤ42でブリッジ配線26の外側端部と磁界接続コイル25の外側端子部25aを接続)
第1のスルーホール22及び第3のスルーホール24より同等又はより小さな直径で形成した第2のスルーホール23の底に露出させたブリッジ配線26の外側端部と、磁界接続コイル25の外側端子部25aとを、第2のワイヤ42で接続する。
(The
The outer end of the
先ず、第2のスルーホール23の底に露出したブリッジ配線26の外側端部に、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第2のワイヤ42の端に、放電等の熱を利用して金属ボ−ルを形成し、この金属ボ−ルを、ボンディングツ−ルで抑えながら熱圧着、熱超音波接合、超音波接合のいずれかの手段により、ボンディング領域に圧着させるボ−ルボンディング方法により接続する。
First, a metal bob is used at the outer end of the
次に、図4(c)の様に、磁界接続コイル25の外側端子部25aに、ボンディングツ−ルに挿入装着させた第2のワイヤの第2の端を、ボンディングツ−ルによって直接抑え、熱あるいは超音波を加えてボンディング領域に圧着させるウェッジボンディング方法により、外側端子部25aの面と第2のワイヤ42の成す角度を15°以下にして接続する。
Next, as shown in FIG. 4C, the second end of the second wire inserted and mounted on the bonding tool is directly pressed by the bonding tool on the outer
そして、ICチップ30、ワイヤ41、42、43、44を金型中で樹脂封止し、図5と図6の様にICチップ30、ワイヤ41、42、43、44を覆う樹脂封止部50を形成してICモジュール20を製造する。
Then, the
こうして製造したICモジュール20を、図1のように、ICカード10の凹部12に埋め込み、ICモジュール20を、ホットメルトシートなどの接着剤などによりICカード10の凹部12に接着し、デュアルインターフェースのICカード10を製造する。
The
<第2の実施形態>
第2の実施形態が第1の実施形態と相違する点は、図8の平面図の様に、モジュール基板20aの縁側よりも中央部側寄りに形成した第2のスルーホール23を避けた磁界接続コイル25の、第2のスルーホール23を囲むように湾曲させた部分の配線幅を、それ以外の磁界接続コイル25の部分の磁界接続コイル25の配線幅よりも細く配線する事である。
<Second embodiment>
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, as shown in the plan view of FIG. 8, the magnetic field avoiding the second through
そうすることで、磁界接続コイル25が囲む面積、すなわち、磁界接続コイル25の配線領域を広くできるので、磁界接続コイル25がアンテナ基板13の結合用コイル15とトランス結合する結合係数を大きくでき、ICカード10の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。
By doing so, the area surrounded by the magnetic
<第3の実施形態>
第3の実施形態が以上の実施形態と相違する点は、図9の平面図と図10の断面図の様に、ICチップ30、第1のワイヤ41、第3のワイヤ43、第4のワイヤ44を覆う第1の樹脂封止部51と、磁界接続コイル25の外側端子部25aと第2のワイヤ42を覆う第2の樹脂封止部52を別々に設ける事である。
<Third embodiment>
The third embodiment differs from the above-described embodiment in that the
その様に樹脂封止部50を、第1の樹脂封止部51と第2の樹脂封止部52に分ける事で、樹脂封止部50全体の体積を小さくできる効果がある。それにより、図1の様にICカード10の凹部12を避けて配線するICカード10の結合用コイル15の配線の内径を磁界接続コイル25の配線の内径に合わせて小さくする事ができ、それにより、ICカード10の結合用コイル15とICモジュール20の磁界接続コイル25をトランス結合させる結合係数を大きくでき、ICカード10の非接触通信機能を高くする事ができる効果がある。
By dividing the
(変形例2)
第3の実施形態の変形例2として、第1の樹脂封止部51は、ダム材とフィル材の2種類の樹脂を用いてモールドし、第2の樹脂封止部52は、先のダム材又はフィル材のどちらか、若しくは他の樹脂等の一種類の樹脂を用いてモールドすることができる。
(Modification 2)
As a modification 2 of the third embodiment, the first
(変形例3)
第3の実施形態の変形例3として、第1の樹脂封止部51の高さよりも第2の樹脂封止部52の高さを低く形成することができる。
(Modification example 3)
As a modification 3 of the third embodiment, the height of the second
(変形例3)
更に、第3の実施形態の変形例4として、第1の樹脂封止部51の高さよりも低く形成する第2の樹脂封止部52の高さを、ICモジュール20をICカード10の凹部12に接着するための接着テープ厚又は接着樹脂の塗布厚と同等かそれよりも低くする。そして、ICモジュール20をICカード10の凹部12に接着剤により接着・固定する場合に、その接着層の厚みを、第2の樹脂封止部52の厚みよりも大きくなるようにする。
(Modification example 3)
Further, as a modification 4 of the third embodiment, the height of the second
そうすることで、ICカード10の凹部12に取り付け後のICモジュール20の表面に凹凸ができないように仕上げることが可能になる効果がある。それに加えて、第2の樹脂封止部52と重なる凹部12の部分の間にも接着材を塗布して接着し、ICモジュール20とICカード10の凹部12の接着信頼性を向上させることが可能となる効果がある。
By doing so, there is an effect that the surface of the
なお、本発明は、デュアルインターフェース型のICモジュール20に限定されず、外部接触端子21を持たない非接触通信専用のICモジュール20にも適用できる。すなわち、磁界接続コイル25を有して、その磁界接続コイル25をICカード10のカード本体の結合用コイル15とトランス結合させる非接触通信専用のICモジュール20に適用することもできる。
The present invention is not limited to the dual interface
10・・・・ICカード
11・・・カード基材
12・・・凹部(キャビティ)
13・・・アンテナ基板
14・・・共振用容量性素子
15・・・結合用コイル
16・・・通信用コイル
20・・・・ICモジュール
20a・・・モジュール基板
21・・・外部接触端子
22・・・第1のスルーホール
23・・・第2のスルーホール
24・・・第3のスルーホール
25・・・磁界接続コイル
25a・・・磁界接続コイルの外側端子部
25b・・・磁界接続コイルの内側端子部
26・・・ブリッジ配線
30・・・ICチップ
31・・・ICチップの第1の端子
32・・・ICチップの第2の端子
33・・・ICチップの第3の端子
41・・・第1のワイヤ
42・・・第2のワイヤ
43・・・第3のワイヤ
44・・・第4のワイヤ
50・・・樹脂封止部
51・・・第1の樹脂封止部
52・・・第2の樹脂封止部
10 ...
13 ...
Claims (5)
基板の上面に外部接触端子とブリッジ配線を有し、前記基板の下面に磁界接続コイルとICチップを有し、
前記ブリッジ配線は、前記磁界接続コイルを跨いで配線し、
前記ブリッジ配線の内側端部を底に露出させた第1のスルーホールと、前記ブリッジ配線の外側端部を底に露出させた第2のスルーホールと、前記外部接触端子を底に露出させた第3のスルーホールを有し、
前記第2のスルーホールの直径を前記第1のスルーホール及び前記第3のスルーホールの直径と同等又はより小さく形成し、
前記第2のスルーホールを前記基板の縁側よりも中央部側寄りに形成し、
前記第2のスルーホールよりも前記基板の中央側に配線する前記磁界接続コイルを前記第2のスルーホールを避けて湾曲させ、前記磁界接続コイルの外周部を前記第2のスルーホールに接近させて前記第2のスルーホールを囲って配線し、
前記ICチップの第1の端子と、第1のワイヤと、前記ブリッジ配線の内側端部と、前記ブリッジ配線と、前記ブリッジ配線の外側端部と、第2のワイヤと、前記磁界接続コイルの外側端子部と、前記磁界接続コイルと、前記磁界接続コイルの内側端子部と、第3のワイヤと、ICチップの第2の端子、により閉回路を構成し、
前記第2のワイヤの第1の端が前記第2のスルーホールの底に露出させた前記ブリッジ配線の外側端部にボ−ルボンディング方法により接続され、
前記第2のワイヤの第2の端が前記磁界接続コイルの外側端子部にウェッジボンディング方法により接続され、
前記第1のワイヤと第2のワイヤと第3のワイヤが樹脂封止部で保護されていることを特徴とするICモジュール。 An IC module installed on a communication medium for use.
It has an external contact terminal and bridge wiring on the upper surface of the board, and has a magnetic field connection coil and an IC chip on the lower surface of the board.
The bridge wiring is wired across the magnetic field connection coil.
The first through hole with the inner end of the bridge wiring exposed to the bottom, the second through hole with the outer end of the bridge wiring exposed to the bottom, and the external contact terminal exposed to the bottom. Has a third through hole
The diameter of the second through hole is formed to be equal to or smaller than the diameter of the first through hole and the third through hole.
The second through hole is formed closer to the central portion side than the edge side of the substrate.
The magnetic field connection coil wired to the center side of the substrate with respect to the second through hole is curved so as to avoid the second through hole, and the outer peripheral portion of the magnetic field connection coil is brought close to the second through hole. Wire around the second through hole.
The first terminal of the IC chip, the first wire, the inner end of the bridge wiring, the bridge wiring, the outer end of the bridge wiring, the second wire, and the magnetic field connection coil. A closed circuit is formed by the outer terminal portion, the magnetic field connection coil, the inner terminal portion of the magnetic field connection coil, the third wire, and the second terminal of the IC chip.
The first end of the second wire is connected to the outer end of the bridge wiring exposed at the bottom of the second through hole by a ball bonding method.
The second end of the second wire is connected to the outer terminal portion of the magnetic field connection coil by a wedge bonding method.
An IC module characterized in that the first wire, the second wire, and the third wire are protected by a resin sealing portion.
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