JP3122651B2 - 非接触型半導体カード及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板とそれに搭載
された電子部品をカード基体内に埋設してなる非接触型
半導体カード及びその製造方法に係り、特にその基板と
電子部品の封止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、メモリＩＣやＣＰＵ、それにデー
タ入出力用のコイルなど、所定の電子部品が搭載された
プリント基板などの基板を樹脂製のカード基体内に完全
に埋設し、リーダ／ライタに備えられたデータ入出力用
コイルと前記基板に搭載された前記コイルとの間でデー
タの授受を行なう非接触型の半導体カードが提案されて
いる。

【０００３】この半導体カードは、カードの表面に外部
端子を露出し、リーダ／ライタに備えられた接続端子を
前記外部端子に接触することによってデータの授受を行
う接触型の半導体カードに比べて、外部端子が汚損した
り摩耗するということがなく、耐久性に優れ、かつ信頼
性の高いデータ通信ができるという特長を有する。

【０００４】従来、この種の非接触型半導体カードにお
いて、特開平２−２０４０９６号公報に記載されている
ような製造方法が提案されている。この製造方法は、回
路基板の電子部品が搭載されていない個所に貫通孔を形
成し、この回路基板を第１の金型に装着して回路基板の
電子部品が搭載されていない個所に電子部品とほぼ同じ
高さを有する枠体を形成するとともに、前記貫通孔を通
して樹脂の一部を回路基板の裏面から突出させて突起を
形成する。

【０００５】この枠体付きの回路基板を別の第２の金型
に入れて、周囲の全体を封止樹脂層で封止する。このと
き回路基板の裏側に突起が設けられているから、金型底
面と回路基板の間に隙間が形成され、回路基板の裏側に
も樹脂を回り込ませることができ、回路基板を封止樹脂
層内に完全に埋設するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この半導体カードは、
電子部品を搭載した回路基板と枠体の周囲全体を封止樹
脂層で封止する構造であるため、枠体付き回路基板を第
２の金型に入れたとき、前記突起がただ金型底面に載っ
ているだけで、他の部分は第２の金型の内面から封止樹
脂層の厚さに相当する間隔だけ離れており、金型内での
固定ができない。そのためこの状態で第２の金型の空間
部に封止樹脂を射出注入した際、樹脂の射出圧力により
回路基板がずれたり、斜めになって封止樹脂層中に埋設
される。

【０００７】非接触型の半導体カードは、リーダ／ライ
タに装着した際に回路基板上の入出力用コイルとリーダ
／ライタ側の入出力用コイルとが適正に対向することに
より、データの授受が行なわれる。

【０００８】しかし、前記半導体カードは金型で封止樹
脂層を成形する際、金型内で回路基板がずれたり、斜め
になるため、半導体カード内での前記コイルの位置が水
平方向または（ならびに）垂直方向にずれたり、姿勢が
斜めになる。従ってリーダ／ライタ側のデータ入出力用
コイルとのカップリングが適正に行なわれず、そのため
データの授受に支障をきたし、信頼性が低下するととも
に製品毎の通信特性にばらつきを生じる。このようにこ
の種の非接触型半導体カードにおいて、カード基体内の
所定の位置にいかに正確にデータ入出力用コイルを埋
設、固定するかは極めて重要な問題である。

【０００９】また前記半導体カードは、回路基板の裏面
側にも封止樹脂を回り込ませるために回路基板の裏面側
に突起を設けているが、予め形成された突起と後から形
成される封止樹脂層とは別体であり、両者の接合強度が
弱い。そのため半導体カードの落下などの衝撃により、
回路基板の裏側の薄い封止樹脂層から剥がれるなどの欠
点を有している。

【００１０】本発明は、この従来技術の欠点を解消し、
カード基体内に入出力用コイルが適正に固定できる動作
信頼性の高い非接触型半導体カード及びその製造方法を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の本発明は、基板およびその基板に搭載された
データ入出力用コイルならびに半導体チップを含む電子
部品をカード基体内に埋設してなる非接触型半導体カー
ドを対象とするものである。

【００１２】そして前記カード基体が少なくとも合成樹
脂で成形された例えば後述の成形部からなる第１の成形
部と合成樹脂で成形された後述のケース部からなる第２
の成形部を有し、前記第２の成形部が、前記基板を保持
するとともに、半導体カードの少なくとも厚さを規定す
るための成形部であり、前記第１の成形部が、前記第２
の成形部に隣接するように設けられて、第２の成形部と
ともに半導体カードの外形を形成することにより、前記
基板と電子部品とを前記カード基体内に埋設することを
特徴とするものである。

【００１３】前記目的を達成するため、第２の本発明
は、基板およびその基板に搭載されたデータ入出力用コ
イルならびに半導体チップを含む電子部品をカード基体
内に埋設してなる非接触型半導体カードの製造方法を対
象とするものである。

【００１４】そして前記カード基体が少なくとも例えば
後述の成形部からなる第１の成形部と後述のケース部か
らなる第２の成形部とを有し、前記カード基体の厚さを
規定するための前記第２の成形部を形成する工程と、前
記電子部品を搭載した基板と前記第２の成形部との複合
体を金型に装着して、カード基体の残りの部分を成形し
て第１の成形部を形成する工程とを有していることを特
徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】前述のように本発明は、半導体カ
ードの厚さが第２の成形部により規定されるようになっ
ている。このような構成をとることにより、図３に示す
ように第１の成形部を形成してカード基体を完成すると
きに、上下の金型により第２の成形部を介して基板が金
型内に安定に保持され、そのためカード基体内でのデー
タ入出力用コイルが所定の位置に保持・固定され、その
ためデータ授受の信頼性を高めることができる。

【００１６】以下、本発明の実施形態を図とともに説明
する。図１は本発明に係る半導体カードの断面図、図２
はその半導体カードの平面図、図３はその半導体カード
の製造工程を説明するための断面図である。

【００１７】半導体カードは、図２に示すように例えば
メモリＩＣ１ａやＣＰＵ１ｂ、それにデータ入出力用の
コイル１ｃなどの電子部品１が搭載されたプリント基板
などの基板２が、カード基体３内に完全に埋設され、そ
のカード基体３の表裏両面にラミネートフイルム５，５
を貼着している。

【００１８】カード基体３は図１及び図２に示すよう
に、それの外周部分を構成し、その厚さ方向のほぼ中央
位置に電子部品１と基板２を保持する第１の成形部３ａ
と、基板２の電池４を封入するケース状の第２の成形部
３ｂとからなる。図１に示すように第１の成形部３ａと
第２の成形部３ｂの表面（表裏両面）はほぼ同一平面状
になっており、両者の接合部を隠すようにカード基体３
の表裏両面にラミネートフイルム５，５が貼着されてい
る。またこの接合部は、カード基体３の外周部に達して
おらずカード基体３の内側部分に存在する。

【００１９】第１の成形部３ａと第２の成形部３ｂは、
同種または異種の樹脂材料によって成形される。カード
基体３（第１の成形部３ａ及び第２の成形部３ｂ）は、
任意の樹脂材料でもって成形することができるが、電子
部品保護のため、なるべく溶融温度が低くかつ硬化収縮
率が小さい樹脂材料が好ましい。かかる好ましい樹脂材
料としては、不飽和ポリエステルを挙げることができ
る。

【００２０】基板２の電子部品１が搭載されていない位
置に、１個ないし複数個の樹脂層連結用のスルーホール
６が開設されている。第１の成形部３ａの成形時に、こ
の第１の成形部３ａを構成する樹脂の一部がスルーホー
ル６内に充填されるとともに、そのスルーホール６内の
充填樹脂により基板２の上側に形成される上側樹脂層３
ａ−１と、基板２の下側に形成される下側樹脂層３ａ−
２が相互に連結される（図３参照）。また、第１の成形
部３ａを構成する樹脂の一部は図１、図２に示すように
基板２の外周全体に回り込み、その外周側樹脂層３ａ−
３により上側樹脂層３ａ−１と下側樹脂層３ａ−２も相
互に連結される。

【００２１】以下、この実施形態に係る半導体カードの
製造方法について説明する。図３に示すように金型１１
は、上金型１１ａと下金型１１ｂとからなり、両金型１
１ａ，１１ｂの対向面に、カード基体３の外形と同形の
キャビティ１３と、そのキャビティ１３に連通する樹脂
注入部１４とが形成されている。

【００２２】この金型１１に装着される前に、第２の成
形部３ｂは図示しない別の金型により成形されている。
第１の成形部３ａの成形に際しては、上金型１１ａと下
金型１１ｂとを開き、基板２に搭載された電池４をカバ
ーするように基板２の電池搭載部をケース状の第２の成
形部３ｂで上下から挟み込んだ状態で、基板２と第２の
成形部３ｂを下金型１１ｂ内に設置して、上金型１１ａ
を閉じ、基板２を介して上下の第２の成形部３ｂを上金
型１１ａと下金型１１ｂで挟む。

【００２３】このとき第２の成形部３ｂの凹部１５と金
型１１の凸部１６が係合し、キャビティ１３内における
基板２の面内方向（カード厚さ方向と直交する平面方
向）の位置決めがなされる。また、電子部品１ならびに
基板２は上下の第２の成形部３ｂで挟まれた状態で、キ
ャビティ１３の上下方向のほぼ中央位置に固定される。

【００２４】この状態で樹脂注入口４から樹脂が注入さ
れ、図３に示すように第１の成形部３ａが形成される。
上金型１１ａと下金型１１ｂがそれぞれ上下の第２の成
形部３ｂに当接した状態で金型１１が閉じられてキャビ
ティ１３が形成され、そこに樹脂を注入して第１の成形
部３ａが形成されるから、結局、上下の第２の成形部３
ｂによって第１の成形部３ａの厚さ、すなわちカード基
体３の厚さが規定されることになる。

【００２５】このようにして形成された第１の成形部３
ａの上下表面は、図１に示すように第２の成形部３ｂの
上下表面とほぼ同一平面状になる。第１の成形部３ａと
第２の成形部３ｂによって構成されたカード基体３の上
下両面にラミネートフィルム５，５が貼着され、第１の
成形部３ａと第２の成形部３ｂの接合部がラミネートフ
ィルム５によって覆われる。

【００２６】図中の３ｃは第２の成形部３ｂの外周に設
けられた鍔部、１２は上金型１１ａと上側の第２の成形
部３ｂとの間、ならびに下金型１１ｂと下側の第２の成
形部３ｂとの間に設けられた空間部で、電池４に対する
金型温度の熱的影響を軽減するために設けられている。

【００２７】基板２及び当該基板２に搭載された電子部
品１をカード基体３の厚さ方向のほぼ中央位置に配置し
て完全に樹脂製のカード基体３内に埋設し、樹脂の硬化
収縮に起因する内部応力を基板２の表裏両面にほぼ等分
に作用させるようにしたので、カード基体３に生じる反
り等の変形を小さくすることができる。

【００２８】また、基板２にスルーホール６を設け、そ
のスルーホール６内に樹脂が充填されて基板２の表裏両
面側に成形された樹脂層３ａ−１、３ａ−２がスルーホ
ール６内に樹脂によって相互に連結されるので、基板２
とカード基体３を強固に一体化できる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１ならびに請求項１０記載の本発
明は、半導体カードの厚さが第２の成形部により規定さ
れるようになっている。このような構成をとることによ
り、図３に示すように第１の成形部を形成してカード基
体を完成するときに、上下の金型により第２の成形部を
介して基板が金型内に安定に保持され、そのためカード
基体内でのデータ入出力用コイルが所定の位置に保持・
固定され、そのためデータ授受の信頼性を高めることが
できる。

【００３０】請求項２記載の本発明は、基板がカード基
体の厚さ方向のほぼ中央位置に埋設されている。また請
求項３記載の本発明は、基板と電子部品がカード基体の
厚さ方向のほぼ中央位置に埋設されている。このように
構成することにより、樹脂の硬化収縮に起因する内部応
力が基板の表裏両面でほぼ均等になり、従ってカード基
体に生じる反り等の変形を小さくすることができる。ま
たカード基体の反りによる基板ならびに電子部品への機
械的影響を最小限に止めることもできる。

【００３１】請求項４記載の本発明は、スルーホール内
の樹脂により上側樹脂層と下側樹脂層を相互に連結して
いるため、基板とカード基体とを強固に一体化できる。

【００３２】請求項５記載の本発明は、基板が第１の成
形部から第２の成形部にかけて埋設されているから、基
板が第１の成形部と第２の成形部の連結部材としても機
能し、第１の成形部と第２の成形部の接合強度が高ま
る。

【００３３】請求項６記載の本発明は、第１の成形部と
第２の成形部の接合部が、カード基体の外周部に達して
おらずカード基体の内側部分に存在している。カード基
体の外周部は例えば落下などによる外部からの衝撃を受
け易い。そのため第１の成形部と第２の成形部の接合部
がカード基体の外周部に達していると、外部からの衝撃
によりその接合部からカード基体にクラックが発生し易
いが、本発明のように接合部がカード基体の内側部分に
あると、クラックの発生が防止できる。

【００３４】請求項７記載の本発明は、第１の成形部と
第２の成形部の表面がほぼ同一平面であるから、両者の
間に段差がなく、リーダ／ライタなどへの挿入がスムー
ズである。

【００３５】請求項８記載の本発明は、第１の成形部と
第２の成形部の接合部を被覆部材で覆って隠しているか
ら、接合部によって外観を損ねることがない。

【００３６】請求項９記載の本発明は、第２の成形部が
半導体カード内部における基板の面内方向の位置を規定
するようになっているから、カード基体内でのデータ入
出力用コイルが所定の位置に保持・固定され、そのため
データ授受の信頼性を高めることができるなどの特長を
有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体カードの断面
図である。

【図２】この半導体カードの平面図である。

【図３】この半導体カードの製造工程を説明するための
断面図である。

【符号の説明】

１ 電子部品 １ａ メモリＩＣ １ｂ ＣＰＵ １ｃ データ入出力用のコイル ２ 基板 ３ カード基体 ３ａ 第１の成形部 ３ａ−１ 上側樹脂層 ３ａ−２ 下側樹脂層 ３ａ−３ 外周側樹脂層 ３ｂ 第２の成形部 ４ 電池 ５ ラミネートフィルム ６ スルーホール １１ 金型 １１ａ 上金型 １１ｂ 下金型 １３ キャビテ １５ 凹部 １６ 凸部

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板およびその基板に搭載されたデータ
   入出力用コイルならびに半導体チップを含む電子部品を
   カード基体内に埋設してなる非接触型半導体カードにお
   いて、 前記カード基体が少なくとも合成樹脂からなる第１の成
   形部と合成樹脂からなる第２の成形部を有し、 前記第２の成形部が、前記基板を保持するとともに、半
   導体カードの少なくとも厚さを規定するための成形部で
   あり、 前記第１の成形部が、前記第２の成形部に隣接するよう
   に設けられて、第２の成形部とともに半導体カードの外
   形を形成することにより、前記基板と電子部品とを前記
   カード基体内に埋設することを特徴とする非接触型半導
   体カード。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記基板が前記
   カード基体の厚さ方向のほぼ中央位置に埋設されている
   ことを特徴とする非接触型半導体カード。
3. 【請求項３】 請求項１記載において、前記基板と電子
   部品が前記カード基体の厚さ方向のほぼ中央位置に埋設
   されていることを特徴とする非接触型半導体カード。
4. 【請求項４】 請求項１記載において、前記基板の電子
   部品が搭載されていない個所に樹脂層連結用スルーホー
   ルが形成され、 前記基板をカード基体内に埋設することにより、基板の
   上側に前記第１の成形部の上側樹脂層を、基板の下側に
   第１の成形部の下側樹脂層を形成するとともに、第１の
   成形部を構成する樹脂の一部を前記樹脂層連結用スルー
   ホール内に充填させて、そのスルーホール内の樹脂によ
   り前記上側樹脂層と下側樹脂層を相互に連結したことを
   特徴とする非接触型半導体カード。
5. 【請求項５】 請求項１記載において、前記基板が前記
   第１の成形部から第２の成形部にかけて埋設されている
   ことを特徴とする非接触型半導体カード。
6. 【請求項６】 請求項１記載において、前記第１の成形
   部と第２の成形部の接合部が、前記カード基体の外周部
   に達しておらず、カード基体の内側部分に存在すること
   を特徴とする非接触型半導体カード。
7. 【請求項７】 請求項１記載において、前記第１の成形
   部の表面と第２の成形部の表面がほぼ同一平面であるこ
   とを特徴とする非接触型半導体カード。
8. 【請求項８】 請求項７記載において、前記第１の成形
   部と第２の成形部の接合部が被覆部材で覆われているこ
   とを特徴とする非接触型半導体カード。
9. 【請求項９】 請求項１記載において、前記第１の成形
   部と第２の成形部が同種の樹脂材料によって成形されて
   いることを特徴とする非接触型半導体カード。
10. 【請求項１０】 基板およびその基板に搭載されたデー
    タ入出力用コイルならびに半導体チップを含む電子部品
    をカード基体内に埋設してなる非接触型半導体カードの
    製造方法において、 前記カード基体が第１の成形部と第２の成形部からな
    り、 前記カード基体の厚さを規定するための前記第２の成形
    部を形成する工程と、 前記電子部品を搭載した基板と前記第２の成形部との複
    合体を金型に装着して、カード基体の残りの部分を成形
    して第１の成形部を形成する工程とを有していることを
    特徴とする非接触型半導体カードの製造方法。