JP2022083598A - Ｉｃモジュールおよび情報媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的な衝撃が加わった場合でも、衝撃がＩＣチップに直接伝わりにくく、衝撃によりＩＣチップが破壊されるのを防ぐことができるＩＣモジュールおよび情報媒体を提供する。【解決手段】ＩＣチップ５が封入されたＩＣ部４、中間層３、補強材２が順次積層されたＩＣモジュールであって、中間層は、ＩＣ部側、補強材側のうちの少なくとも一方の側に凸部６が複数形成され、凸部の頂部で対向する部材と接触しており、凸部は、頂部がＩＣチップの直上とならない部位に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、カード、パスポートなどＩＣチップを搭載した媒体において、局所的な圧力によるＩＣチップの破壊を防ぐことができるＩＣモジュールおよびそれを搭載した情報媒体に関する。

ＩＣカードに内蔵されているＩＣチップ部分のモールドやリードフレームが外部からの局所的な圧力などで破壊されるのを保護するために、接着剤を介してＳＵＳなどの金属製の補強材を設けてＩＣモジュールとした構造が広く採用されている。

この様な構造とした場合、接着剤部分を柔らかい材料(ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂等)で構成すると、補強材側から衝撃が加わった際に接着剤部分が潰れやすくなり、厚みが十分でないと結果的に衝撃がＩＣチップに直接伝わってしまいやすく、ＩＣチップが破損しやすいという問題点があった。

一方、接着剤部分を硬い材料(金属、セラミック、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等)で構成すると、衝撃が加わった際に衝撃を逃がす手段が無いため、やはり衝撃がＩＣチップに直接伝わってしまいやすく、ＩＣチップが破損しやすいという問題点があった。

また、接着剤部分を繊維(ガラス、アラミド、ケブラー等)と接着剤で構成することも行われるが、その場合は接着面が平滑であるため、ＳＵＳなどの補強材全面と接触してしまい、補強材に局所的に加わった衝撃や曲げの撓みが接着剤部分の他の部分に伝わりやすく、衝撃がＩＣチップに直接伝わってしまいやすいことは変わりがなかった。

また特許文献１には、補強材もしくはＩＣチップの中央部の接着剤を弾性率の高いものとし、周縁部の接着剤を弾性率の低いものとしたＩＣカードが開示されており、強度の均一化が図れることで曲げ応力や衝撃力に強いＩＣカードが得られるとしている。しかしこの場合、２種類の接着剤を用意しなければならず、その塗分けもばらつきが出やすく、強度の均一化が難しいという問題があった。また接着剤層が一定の厚みを持つ平坦な層となっているため、補強材と全面で接していることから、補強材に局所的に加わった衝撃や曲げの撓みが接着剤層の他の部分に伝わりやすく、ＩＣチップにダメージが伝わりやすいという問題があった。

特開第４４４１８５０号公報

本発明は、補強材側から局所的な衝撃が加わった場合でも、衝撃がＩＣチップに直接伝わりにくく、衝撃によりＩＣチップが破壊されるのを防ぐことができるＩＣモジュールおよび情報媒体を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
ＩＣチップが封入されたＩＣ部、中間層、補強材が順次積層されたＩＣモジュールであっ
て、
前記中間層は、前記ＩＣ部側、前記補強材側のうちの少なくとも一方の側に、凸部が複数形成され、
前記凸部の頂部で対向する部材と接触しており、
前記凸部は、前記頂部が前記ＩＣチップの直上とならない部位に形成されていることを特徴とする。

上記ＩＣモジュールにおいて、前記凸部は、千鳥状の配置パターンで形成されていて良い。

上記ＩＣモジュールにおいて、前記凸部は、ＩＣチップの部位を中心として放射状の配置パターンで形成されていて良い。

上記ＩＣモジュールにおいて、前記凸部は、ランダムな配置パターンで形成されていて良い。

上記ＩＣモジュールにおいて、前記頂部は、滑らかな曲面状であって良い。

上記ＩＣモジュールにおいて、前記中間層の前記凸部の間の空隙に、前記中間層の材料よりも弾性率の低い接着剤が前記空隙を充填しない態様で含まれていても良い。

本発明の別側面は、上記のいずれかのＩＣモジュールが搭載された情報媒体である。

本発明の情報媒体によれば、補強材側から局所的な衝撃が加わったとき、衝撃が複数の凸部の頂点に分散して加わり、またＩＣチップの直上に凸部の頂点が来ない様に設けることでＩＣチップに直接衝撃が伝わらないようにすることが出来るため、ＩＣチップの破壊を防ぐことができる。

本発明のＩＣモジュールの一形態の断面模式図である。 本発明のＩＣモジュールの一形態の層構成の説明図である。 凸部の配置を例示する平面図である。 本発明のＩＣモジュールに衝撃が加わったときの態様を示す断面模式図である。 接着剤を使用したときの断面模式図である。 本発明のＩＣモジュールの別形態の断面模式図である。 凸部の別形状の例を示す模式図である。 本発明の情報媒体の一形態の断面模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また以下に示す実施形態では、発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。

図１は、本発明のＩＣモジュールの一形態の断面模式図である。また図２はその層構成の説明図である。ＩＣモジュール１は、ＩＣ部４、中間層３、補強材２が順次積層されて構成されている。ＩＣ部４は、ＩＣチップ５がモールド樹脂中に埋設されたモールド部、ＩＣチップ５と電気的に接続しているリードフレーム、バンプ、ワイヤボンディングなどを含んでいる。

中間層３は、補強材２に向かって同じ高さの複数の凸部６が突出した形状であり、その頂部を接触点６ａとして対向する部材、図１の例では補強材２と接触している。なおここで言う接触点は、数学的な意味での点に限らず、ある程度の面積を持つ領域状のものも含むものである。凸部６の形状は特に限定されないが、図２に示すような半球状に突出した形状で良く、その頂部は滑らかな曲面状となっていると好ましい。凸部６を平面視したときのその基部の形状は、凸部６が半球状であれば円形となるが、それ以外にも矩形、三角形、六角形などの多角形状、楕円形など任意の形状をとり得る。また頂部までの高さが同一であれば基部の大きさは適宜設定し得るもので、凸部６の基部を全て同一の大きさおよび形状としても、異なる大きさや形状のものが混在する態様としても良い。

また凸部６の配置は、図３（ａ）に例示した千鳥状、図３（ｂ）に例示した放射状、図３（ｃ）に例示したランダム配置、図３（ｄ）に例示した形状や大きさが異なるものを混在させた配置、図３（ｅ）に例示したハニカムの壁部分を凸部とした形状、などとすることができるが、これらに限定されない。なお凸部６は、接触点６ａがＩＣ部４中に埋設されたＩＣチップ５の直上となる部位５´に来ないような位置に設ける。

上記の配置の態様を具体的に例示するならば、
千鳥状：凸部６のピッチが１０００μｍで形状が半球形をなし、直線的に配列された凸部６が配列方向と直交する方向に半ピッチずれた状態（市松模様状とも言える）で配置されている。
ランダム配置：凸部を成す形状が半球形で、それが全方位にランダムに配置されている。放射状：凸部を成す形状が半球形（アスペクト比２：１）で、中心から放射状に移動するにしたがって疎から密に線形的に密度が変化していく。
などとすることができる。

中間層３を形成する材料としては、弾性率が高い材料が好ましく、例えば金属、セラミック、カーボンファイバー、ガラス繊維、アラミド繊維、エポキシ系、ポリ塩化ビニル系、ポリアミド系、シアノアクリレート系等などが挙げられるが、これに限定されない。

補強材２は、中間層３の凸部６上に積層され、接触点６ａで凸部６の頂部と接触している。すなわち補強材２と中間層３は全面では接触しておらず、凸部６の頂部に対向する部位を接触点６ａとして部分的に接触している。補強材２は落下や外部からの打撃などの衝撃からＩＣチップを保護するために設けられ、従ってその材料としては強度と弾性を有するものが好ましく、ＳＵＳなどの金属、セラミック、カーボンファイバー、ガラス繊維、アラミド繊維、エポキシ系、ポリ塩化ビニル系、ポリアミド系、シアノアクリレート系等などの弾性率が高い材料が例示できるが、これに限定されない。

上記の様な構成のＩＣモジュール１に、例えば補強材２側から局所的な衝撃が加わると、図４に示す様に衝撃が加わった部位およびその近傍で補強材２は変形し、その変形による応力が中間層３に伝わる。その際、応力は接触点６ａから凸部６へ、そしてＩＣ部４へと伝わってゆくが、凸部６は接触点６ａがＩＣチップ５の直上とならないように形成されているため、凸部６に伝わった衝撃はＩＣチップ５に伝わりにくく、ＩＣチップ５の破壊を防ぐことができる。

補強材２と中間層３は典型的には接着剤で接着されるが、その際に、図５に示す様に接着剤７が接触点６ａの近傍だけでなく、補強材２と中間層３の間の凸部６以外の空隙部分にはみ出して、空隙部分を充填しないが部分的に埋める様な態様となることがある。ＩＣモジュール１ａの様に空隙部分に接着剤７が空隙部分を充填しない態様で含まれていても、中間層３より弾性率が低い接着剤７を用いることで、弾性率が高い中間層３に衝撃が伝搬するため、衝撃がＩＣチップ５に伝わりにくくなる効果が同様に得られる。

図６は本発明のＩＣモジュールの別形態の断面模式図である。本実施形態においては、中間層３はＩＣ部４側の表面に凸部６が形成されている。この様な形状のＩＣモジュール１ｂの補強材２に衝撃が加わった場合、補強材２の変形は中間層３に伝わり、さらに凸部６に伝わるが、凸部６は接触点６ａがＩＣチップ５の直上に来ないように形成されているため、凸部６から更に下層側のＩＣ部４からＩＣチップ５に伝わる衝撃を小さくでき、ＩＣチップ５の破損を防ぐことができる。

図７は凸部の別形状の例を示す模式図である。凸部６ｂは中央部に貫通孔が設けられており、半ループ状（半ドーナツ状）の形態である。貫通孔があることで衝撃が加わった際に変形が起こりやすく、衝撃を吸収しやすい。

以上説明した様な凸部は、中間層の両面、すなわちＩＣ部側、補強材側の両面に設けても良いことは言うまでもない。

図８は本発明の情報媒体の一形態の断面模式図である。本実施形態はＩＣカード１０の形態を例示したものである。本発明のＩＣモジュール１を搭載したインレット８を表裏のシート材１１ａ、１１ｂの間に挿入し、接着剤９を充填してカード状に成形したものである。インレット８にはＩＣモジュール１と電気的に接続する電極（図示せず）やアンテナパターン１２が形成されている。カードの形態としたときに前述のようなＩＣチップの破損を防ぐ効果が同様に得られる。本発明の情報媒体は、カードの形態に限らず、パスポートなどの冊子の形態、ＩＣタグ、ＩＣラベルなどの種々の形態をとり得る。

補強材、中間層をＩＣ部のリードフレームが設けられた側に貼り付け、点状の衝撃を加え、その後、搭載したＩＣチップとの通信が正常に行えるか通信検査を行った。
＜構造＞
ＩＣモジュールはレーザーかしめによりインレットに実装した。
＜材料＞
補強材：ＳＵＳ３０４－Ｈ 四角型 ６ｍｍ角
接着剤：スリーボンド製、刷毛付き瞬間接着剤 １７４３Ｆ
中間層：ガラスクロス粘着テープ（日東電工製 Ｎｏ．９７３ＵＬ－Ｓ 厚み１３０μｍ）
インレット：東洋アルミ製
モールド部のモールド樹脂はエポキシ樹脂。

＜テストとその結果＞
（１）インレットにレーザーかしめにより実装したＩＣモジュールのリードフレーム側に、モールド樹脂と同じ形、大きさのガラスクロス粘着テープを貼り付ける。
（２）補強材の縁付近に瞬問接着剤を付け、ガラスクロス表面に貼り付ける。
（３）ＩＣチップの中央部の法線上に圧力１．９６×１０^６Ｐａとなる点状衝撃を加えた。
（４）その後、通信検査を行ったところ、通信が問題なく行え、ＩＣチップが破壊されていないことが確認できた。

１・・・ＩＣモジュール
２・・・補強材
３・・・中間層
４・・・ＩＣ部
５・・・ＩＣチップ
６、６ｂ・・・凸部
６ａ・・・接触点
７・・・接着剤
８・・・インレット
９・・・接着剤
１０・・・情報媒体（ＩＣカード）
１１ａ、１１ｂ・・・シート材

Claims (7)

1. ＩＣチップが封入されたＩＣ部、中間層、補強材が順次積層されたＩＣモジュールであって、
   前記中間層は、前記ＩＣ部側、前記補強材側のうちの少なくとも一方の側に凸部が複数形成され、
   前記凸部の頂部で対向する部材と接触しており、
   前記凸部は、前記頂部が前記ＩＣチップの直上とならない部位に形成されていることを特徴とするＩＣモジュール。
2. 前記凸部は、千鳥状の配置パターンで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣモジュール。
3. 前記凸部は、ＩＣチップの部位を中心として放射状の配置パターンで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣモジュール。
4. 前記凸部は、ランダムな配置パターンで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣモジュール。
5. 前記頂部は、滑らかな曲面状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のＩＣモジュール。
6. 前記中間層の前記凸部の間の空隙に、前記中間層の材料よりも弾性率の低い接着剤が前記空隙を充填しない態様で含まれていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のＩＣモジュール。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のＩＣモジュールが搭載された情報媒体。

Images