JP3252722B2 - Ｉｃモジュールおよびｉｃカード - 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、携帯型の記憶媒体
または通信媒体に用いられるＩＣモジュールおよびＩＣ
カードに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣチップを埋設したＩＣカードは、例
えばコンピュータの外部記憶手段として、あるいはクレ
ジットカード、ＩＤカード、キャッシュカードなどとし
て、実用化されている。このうち、接触式のＩＣカード
においては、カード表面に露出した複数の表面端子と、
ＩＣチップの複数のチップ端子とをそれぞれ接続し、読
取・書込装置とＩＣチップとの間の信号の送受信を表面
端子を介して行うことが可能とされている。表面端子
は、ＩＣカード基体に接合した端子基板の表面に形成さ
れ、この端子基板にはスルーホールが穿設され、スルー
ホールの内周面には金属メッキが施されている。また、
端子基板の裏面には、配線パターンが形成され、配線パ
ターンとＩＣチップのチップ端子とがワイヤボンディン
グ、テープオートメーテッドボンディング、バンプボン
ディングなどの接続方式で接続されている。このように
して、表面端子からスルーホールのメッキ層および配線
パターンを介してチップ端子まで接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このＩＣカー
ドは、チップ端子と配線パターンとの接続、配線パター
ンとスルーホールのメッキ層との接続、メッキ層と表面
端子との接続のうち一箇所でも、切り離された場合に
は、正常に作動しなくなる。そして、このような場合、
とりわけＩＣカードの内部にあるチップ端子と配線パタ
ーンとの接続が切り離された場合には、ＩＣカードを分
解しなければ、ＩＣチップに記憶した情報を読み取るこ
とが不可能になる。しかし、ＩＣカードの分解は煩雑で
あり、しかもＩＣチップに損傷を与えるおそれがある。

【０００４】かかる導通遮断の主な要因として、端子基
板の裏面の配線パターンとＩＣチップの接続がＩＣカー
ドの製造時から不完全な場合があることが挙げられる。
上記の接続技術は向上してきてはいるが、製造されたＩ
Ｃカードのなかには、不良品も存在する。製造直後の導
通試験で不良品と判断されたＩＣカードは、その場で排
除され使用されることはないが、接続不良と判断されな
いＩＣカードのなかにも、短期間の使用で外力や環境的
要因によって導通が遮断されてしまうものが少なくな
い。

【０００５】このため、製造されたＩＣカードの接続部
分の耐用寿命は一様ではなく、使用中、予期せぬ時に接
続不良が発生しうる。またＩＣカードは、薄いＩＣカー
ド基体にＩＣチップを埋設したものであるから、外力な
どによってＩＣチップが故障することがある。従って、
ＩＣカードに送受信不能となる故障が起こった場合、Ｉ
Ｃチップが故障したのか、途中の導通が遮断されたのか
を直ちに知ることは困難である。

【０００６】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
のであり、チップ端子から表面端子に至る導通経路の導
通が遮断されてもＩＣチップの記録情報の読み取りや、
ＩＣチップの検査が容易に行えるＩＣモジュールおよび
ＩＣカードを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るＩＣモジュールは、基板と、上記基板
の表面に配設された表面端子と、上記基板の裏面側に配
置され、同一機能のチップ端子を複数有するＩＣチップ
と、上記基板の裏面に配設され、上記各チップ端子に個
別に接続された複数の導通ラインと、上記表面端子に対
して上記複数の導通ラインを導通させるため上記基板に
穿設された複数のスルーホールとを備え、同一機能の複
数の上記チップ端子に各々接続される上記複数のスルー
ホールのうちの少なくとも一つが上記表面端子に対して
導通されることによって同一機能の上記チップ端子のい
ずれかと上記表面端子とが電気的に接続される一方、そ
の他のスルーホールは上記基板の表面上で一定距離を隔
てて絶縁されていることを特徴としている。上記ＩＣモ
ジュールにおいては、基板に複数のスルーホールが穿設
されていることによって、基板の表面に配設された表面
端子が複数のスルーホールのそれぞれに接続可能にされ
ている。スルーホールは、それぞれ別々に複数の同一機
能を有するチップ端子に接続されている。従って、表面
端子がスルーホールのいずれかに接続されていれば、そ
の表面端子は同一機能のチップ端子のいずれかに接続さ
れる。そして、すでに表面端子に接続されたスルーホー
ルからチップ端子に至る導通経路がなんらかの原因で遮
断された場合でも、その他のスルーホールと表面端子と
が接続されていれば、もしくは新たに接続されれば、表
面端子から同一機能のチップ端子に至る接続関係が確保
もしくは回復される。従って、この後もＩＣカードは使
用可能であるし、ＩＣチップに記録された情報を読み取
ることも可能である。そして、もしそれでもＩＣチップ
の記録情報の読み取りができない場合には、ＩＣチップ
の故障であると判断することができる。

【０００８】さらに、同一機能のチップ端子に接続され
たスルーホールの全てが上記表面端子に接続されている
と、スルーホールからＩＣチップに至る導通経路の全て
が遮断されるまで、導通遮断の発生を知るのは困難であ
る。これに対し、本発明によれば、複数のスルーホール
のうちの少なくとも一つが表面端子に導通される一方、
その他は基板の表面上で一定距離を隔てて絶縁されてい
るから、直ちに導通経路の遮断を知ることができる。そ
して、すでに表面端子に接続されたスルーホールからチ
ップ端子に至る導通経路が遮断されたならば、その他の
スルーホールと表面端子とを新たに接続し、表面端子か
ら同一機能のチップ端子に至る接続関係を回復させるこ
とができる。

【０００９】また、上記ＩＣチップは平面形状が矩形で
あり、上記同一機能のチップ端子は、互いに対向する辺
側に設けられていると好ましい。ＩＣモジュールの製造
時において、ＩＣチップのチップ端子と、端子基板の裏
面の導通ラインとの接続不良を使用中に発生させる要因
となるのは、ＩＣチップの一方の辺側で接続が適切に行
われ、他方の辺側で接続が不適切に行われた場合が比較
的多い。すなわち、ＩＣチップの互いに対向する両方の
辺側で同時に接続が不適切となることは少ない。従っ
て、同一機能の複数の上記チップ端子が、上記ＩＣチッ
プの一方の辺側と他方の辺側にそれぞれ配置されている
と、接続不良が発生しても、多くの場合は、接続不良の
発生した方と反対の辺側ではチップ端子と導通ラインの
接続は確保されている。このため、表面端子から同一機
能のチップ端子に至る接続関係は確保されているか、も
しくは回復可能である。

【００１０】本発明に係るＩＣカードは、上記のいずれ
かのＩＣモジュールが、上記表面を露出した状態で埋設
されていることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 （１） 実施形態の構成 まず、図１は本発明に係るＩＣモジュールを備えたＩＣ
カードを示す平面図である。同図に示すように、このＩ
Ｃカードは、矩形平板状のカード基体１と、カード基体
１に埋設されたＩＣモジュール２とから構成されてい
る。カード基体１の材料としては、塩化ビニル樹脂、Ａ
ＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチエンテレフタラート）樹
脂、エポキシ樹脂などの、従来からＩＣカードの基体に
使用されている公知の材料が用いられる。

【００１２】図２に示すように、ＩＣモジュール２は、
ガラスエポキシやポリイミド樹脂などからなる端子基板
３を備えている。端子基板３の表面には、金属薄膜から
なるほぼ矩形に区画された八つの表面端子４が形成され
ており、図１に示すように、表面端子４が、カード基体
１の表面に露出している。端子基板３には、１６個のス
ルーホール５が穿設されている。スルーホール５は、表
面端子４が形成された各区域に二つずつ形成されてい
る。スルーホール５の内周面には、メッキにより金属薄
膜層が形成されており、端子基板３の表面と裏面との間
の導通がとられるようになっている。

【００１３】図３に示すように、一つの表面端子４にお
いては、各スルーホール５を中心とする二つの周溝６，
７が形成されている。周溝６，７が形成された部分は、
端子基板３が露出しており、ここでは電気的に絶縁され
ている。一つの周溝６は、完全な円環状に形成されてお
り、その内側には、スルーホール５の金属薄膜層とだけ
接続された円環状の導電区域８が設けられている。他の
一つの周溝７は、Ｃ字状に形成されており、その内側に
もスルーホール５の金属薄膜層と接続された円環状の導
電区域９が設けられている。導電区域８が完全に表面端
子４から絶縁されているのに対して、導電区域９は周溝
７がＣ字状であるため架橋部１０によって表面端子４と
接続されている。

【００１４】上記のように導電区域８，９、架橋部１０
を設けるには、あらかじめ表面端子４となる薄膜を形成
した後、エッチングなどによって完全な円環状およびＣ
字状にその薄膜の一部を取り除いて周溝６，７を形成す
ればよい。このようにして、同一の表面端子４の区域に
二つのスルーホール５が形成されていながらも、そのう
ちの一つのスルーホール５の内部の金属薄膜層だけが、
表面端子４に導通されている。

【００１５】図４は、ＩＣモジュール２の裏面を示す。
端子基板３の裏側には、平面形状が矩形のＩＣチップ１
２が配置されている。このＩＣチップ１２の内部には、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどが設けられている。ＩＣチ
ップ１２の一つの面には、１６個のチップ端子１３が形
成されている。チップ端子１３は、図中の左右の辺側に
八個ずつ配列されている。１６個のチップ端子１３のう
ち、一つのチップ端子１３について全く同じ機能のチッ
プ端子１３が必ず一つずつ存在する。従って、１６個の
チップ端子１３があっても、全体のチップ端子１３の合
計の機能は八つである。ここでいう機能とは、例えば、
電源入力用、ＲＯＭまたはＲＡＭへ記録される情報信号
の入出力用などの各種の機能をいう。

【００１６】図４において、左方の上から一番目のチッ
プ端子１３ａと右方の上から二番目のチップ端子１３ｂ
は同一の機能を有する。また、右方の上から一番目のチ
ップ端子１３ｃと左方の上から二番目のチップ端子１３
ｄも同一の機能を有する。さらに、左方の上から三番目
のチップ端子１３ｅと右方の上から四番目のチップ端子
１３ｆも同一の機能を有する。右方の上から三番目のチ
ップ端子１３ｇと左方の上から四番目のチップ端子１３
ｈも同一の機能を有する。以下、左方の一つのチップ端
子１３に対して、右方に同一の機能のチップ端子１３が
存在するように配列がされている。

【００１７】また、端子基板３の裏面には、配線パター
ン１４が形成されている。配線パターン１４の各導通ラ
イン１５の一端は、いずれかのスルーホール５の金属薄
膜層に導通されており、他端はいずれかのチップ端子１
３に導通されている。具体的には、左方の上から一番目
のチップ端子１３ａには、左方の上から一番目のスルー
ホール５から延びるライン１５ａが導通されており、右
方の上から二番目のチップ端子１３ｂには、左方の上か
ら二番目のスルーホール５から延びるライン１５ｂが導
通されている。また、右方の上から一番目のチップ端子
１３ｃには、右方の上から一番目のスルーホール５から
延びるライン１５ｃが導通されており、左方の上から二
番目のチップ端子１３ｄには、右方の上から二番目のス
ルーホール５から延びるライン１５ｄが導通されてい
る。さらに、左方の上から三番目のチップ端子１３ｅに
は、左方の上から三番目のスルーホール５から延びるラ
イン１５ｅが導通されており、右方の上から四番目のチ
ップ端子１３ｆには、左方の上から四番目のチップ端子
１３ｆが導通されている。右方の上から三番目のチップ
端子１３ｇには、右方の上から三番目のスルーホール５
から延びるライン１５ｇが導通されており、左方の上か
ら四番目のチップ端子１３ｈには、右方の上から四番目
のスルーホール５から延びるライン１５ｈが導通されて
いる。

【００１８】図２を参照すると明らかなように、隣接す
る上下のスルーホール５は、一つの表面端子４の区域に
形成されている。従って、同一の表面端子４の区域にあ
る図４の左方の上から一番目と二番目のスルーホール５
には、同一の機能を有するチップ端子１３ａ，１３ｂ
が、それぞれ導通されている。また、同一の表面端子４
の区域にある右方の上から一番目と二番目のスルーホー
ル５には、同一の機能を有するチップ端子１３ｃ，１３
ｄが、それぞれ導通されている。さらに、同一の表面端
子４の区域にある左方の上から三番目と四番目のスルー
ホール５には、同一の機能を有するチップ端子１３ｅ，
１３ｆが、それぞれ導通されている。また、同一の表面
端子４の区域にある右方の上から三番目と四番目のスル
ーホール５には、同一の機能を有するチップ端子１３
ｇ，１３ｈが、それぞれ導通されている。

【００１９】このようにして、図中左右に配置された二
つの同一機能を有するチップ端子１３が、同一の表面端
子４の区画内の二つのスルーホール５にそれぞれ導通さ
れている。図３に示して上述したように、同一の表面端
子４の区域に二つのスルーホール５については、そのう
ちの一つのスルーホール５の内部の金属薄膜層だけが、
導電区域９および架橋部１０を通して表面端子４に導通
されている。従って、二つの同一の機能を有するチップ
端子１３のうち、各表面端子４には一つだけが接続され
ている。

【００２０】なお、図４に示す実施形態では、ＩＣチッ
プ１２は、フリップチップ方式、より具体的にはバンプ
方式で接続されている。すなわち、ＩＣチップ１２のチ
ップ端子１３の形成された面は、端子基板３の配線パタ
ーン１４が形成された裏面に対向させられて、この状態
でチップ端子１３が配線パターン１４の対応するライン
１５に接続されている。ＩＣチップ１２のチップ端子１
３は、その形成されている平面状の面に対して凸にされ
ている。一方、配線パターン１４のライン１５全体また
はライン１５のチップ端子１３に対向する部分は、端子
基板３の裏面に対して凸にされている。そして、対応す
るチップ端子１３とライン１５が当接され、図示しない
結合手段によってＩＣチップ１２が端子基板３に対して
結合されている。

【００２１】図５は、接続方式を変更した例を示す。配
線パターン１４は各ライン１５の長さが図４の場合と異
なるが、接続の対応関係は図４と同じである。図５で
は、ＩＣチップ１２は、ワイヤボンディング方式で接続
されている。すなわち、ＩＣチップ１２のチップ端子１
３は、図４とは反対に紙面手前側に向けられており、対
応するチップ端子１３とライン１５は、ワイヤ１６の一
つによって接続されている。なお、ワイヤボンディング
方式に代えてテープオートメーテッドボンディング方式
で接続してもよい。

【００２２】（２） 実施形態の作用 上述したように、ＩＣモジュール２においては、表面端
子４が、表面に形成された二つの導電区域８，９のうち
の導電区域９に架橋部１０を通して導通されており、こ
れによって、二つの同一の機能を有するチップ端子１３
のうち、各表面端子４には一つだけが接続されている。
従って、通常のＩＣカードの使用時には、表面端子４を
介して外部の読取・書込装置とＩＣチップ１２との間
で、信号の送受信が可能である。そして、使用中に、す
でに表面端子４に接続された導電区域９から対応するチ
ップ端子１３に至る導通経路がなんらかの原因で遮断さ
れた場合には、信号の送受信ができなくなる。このとき
には、表面端子４から絶縁されている方の円環状の導電
区域８と表面端子４を新たに導通する。この導通方式と
しては、例えば、半田付けや金属線または金属片の接着
などが利用できる。接着を利用する場合には、テープを
用いて行ってもよい。

【００２３】従来、このように導通経路が遮断された場
合、ことにＩＣカードの内部にあるチップ端子１３とラ
イン１５との接続が切り離された場合には、ＩＣカード
を分解しなければ、ＩＣチップ１２に記憶した情報を読
み取ることが不可能であった。しかし、このＩＣモジュ
ール２によれば、表面端子４から同一機能のチップ端子
１３に至る接続関係が回復されるから、ＩＣチップ１２
と読取・書込装置との間で信号の授受が可能になる。そ
して、もしこのように接続を回復したとしても、ＩＣチ
ップ１２の記録情報の読み取りができない場合や、各表
面端子４を介した各チップ端子１３との導通試験の結果
が不正常である場合には、ＩＣチップ１２が故障したの
であると判断することができる。なお、ＩＣカードの製
造直後は、全ての導電区域８，９と対応するチップ端子
１３との間の導通を試験し、一つの導通経路でも導通不
良がある場合は、その場で排除するのがよい。既に接続
不良がある導通経路と同一機能のチップ端子１３に接続
されている他方の導通経路で導通不良が発生したとき、
その後のＩＣチップ１２に記録された情報の読み取りが
できなくなるからである。

【００２４】一方、新たに導電区域８と表面端子４とを
導通した後、ＩＣチップ１２の記録情報の読み取りがで
きた場合、またはチップ端子１３との導通試験の結果が
正常であった場合には、その後、ＩＣカードを以前と同
様に使用することが可能である。あるいは、ＩＣチップ
１２に記録された情報を読取装置で読み取ったり、さら
にはその記録情報を別のＩＣカードのＩＣチップに再度
記録したりして、導通遮断が発生したＩＣカードを廃棄
するという方策を採ることも可能である。これは、既に
導電区域９から対応するチップ端子１３に至る導通経路
においては、導通が遮断されているのが確実であり、新
たに接続した導電区域８から対応するチップ端子１３に
至る導通経路がこの後遮断されてしまうと、その後の記
録情報の読み取りができなくなってしまうからである。

【００２５】なお、上記のように、ＩＣカードの使用を
続行するにしても、ＩＣカードの廃棄の前にＩＣチップ
１２の記録情報を読み取るにしても、以前から表面端子
４と導電区域９とを接続していた架橋部１０を除去する
のが好ましい。すでに導電区域９から対応するチップ端
子１３までに至る導通経路が遮断されているのは確実で
あるが、振動などの外的要因で、遮断されていた導通経
路が一時的または断続的に接続されてしまう場合があ
る。この場合には、表面端子４から新たに有効にした導
通区域８を経てチップ端子１３に至る導通経路を経て、
送受信している信号にノイズがはいることも考えられ
る。架橋部１０を除去してしまえば、かかる懸念は不要
である。

【００２６】上記の実施形態においては、図４および図
５に示すいずれの構成においても、図中左方の一つのチ
ップ端子１３に対して、右方に同一の機能のチップ端子
１３が存在するように配列がされており、図中左右に配
置された二つの同一機能を有するチップ端子１３が、同
一の表面端子４の区画内の二つのスルーホール５にそれ
ぞれ接続されている。これは、以下の理由によるもので
ある。上記のようにＩＣモジュールの製造時において
は、ＩＣチップ１２のチップ端子１３と、端子基板３の
裏面のライン１５は、フリップチップ方式、ワイヤボン
ディング方式またはテープオートメーテッドボンディン
グ方式によって接続される。ところが、かかる接続工程
で、端子基板３に対するＩＣチップ１２の位置決めが不
適当な場合には、導通が不適切となる場合がある。例え
ば、フリップチップ方式で、チップ端子１３とライン１
５の接続部が所定位置からずれてしまった場合がこれに
該当する。また、ワイヤボンディング方式やテープオー
トメーテッドボンディング方式でも、ワイヤ１６やテー
プの金属部分で、適切にチップ端子１３とライン１５と
を適切に導通できない場合がある。

【００２７】製造直後の導通試験でに導通不良と認定さ
れたＩＣカードは、その場で排除され、使用されること
はないが、導通が不適切でもしばらくの間は使用が可能
なＩＣカードがありうる。一般に、これらの接続工程に
起因する不具合が発生する場合でも、ＩＣチップ１２の
左右の辺側で同時にチップ端子１３とライン１５の導通
が不適切となることは少なく、左右の一方の辺側で導通
が不適切となり他方では導通が適切に行われることが多
い。従って、同一機能の二つの上記チップ端子１３が、
上記ＩＣチップ１２の左右の辺側にそれぞれ配置されて
いると、導通不良が発生しても、多くの場合は、導通不
良の発生した方と反対の側端面側ではチップ端子１３と
ライン１５の導通は確保されている。このため、上記の
ように、表面端子４と導電区域８とを新たに導通すれ
ば、表面端子４から同一機能のチップ端子１３に至る接
続関係が回復されることが多いと考えられる。

【００２８】（３） 変更例 上記の実施形態においては、図３に示すように、同一の
表面端子４の区域内における二つのスルーホール５の一
方の周囲に円環状の周溝６を形成し、他方の周囲にＣ字
形の周溝７を形成しているが、両方のスルーホール５の
周囲にＣ字形の周溝を形成し、両方のスルーホール５の
内周面と表面端子４との導通を確保しておくことも可能
である。ただし、この場合には、同一の表面端子４の区
域内に穿設されたスルーホール５から対応するチップ端
子１３に至る導通経路の両方が遮断されるまで、導通遮
断の発生を知ることはほとんど不可能である。従って、
定期的または不定期的に、各スルーホール５の内周面と
対応するチップ端子１３との導通を試験するのが好適で
ある。この点では、上記の実施形態のように、あらかじ
め一方のスルーホール５のみを表面端子４に接続してお
く方が、直ちに導通経路の遮断を知ることができて有利
である。

【００２９】また、スルーホール５と表面端子４との間
に導電区域８，９を設けずに、スルーホール５の内周面
の金属薄膜層と表面端子４とを直接接続するようにして
もよい。なお、上記の実施形態においては、スルーホー
ル５を表面端子４の区域内に穿設しているが、これに限
ることなく、スルーホール５を表面端子４の区域外に穿
設してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップ端子から表面端子に至る導通経路の導通が遮断さ
れてもＩＣチップの記録情報の読み取りや、ＩＣチップ
の検査を容易に行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るＩＣモジュールを
備えたＩＣカードを示す平面図である。

【図２】 上記ＩＣモジュールを示す平面図である。

【図３】 上記ＩＣモジュールの一つの表面端子４を拡
大して示す平面図である。

【図４】 上記ＩＣモジュールを示す裏面図である。

【図５】 上記ＩＣモジュールの変更例を示す裏面図で
ある。

【符号の説明】

１…カード基体、２…ＩＣモジュール、３…端子基板、
４…表面端子、５…スルーホール、６,７…周溝、８,９
…導電区域、１０…架橋部、１２…ＩＣチップ、１３
（１３ａ〜１３ｈ）…チップ端子、１４…配線パター
ン、１５（１５ａ〜１５ｈ）…ライン（導通ライン）、
１６…ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−341897（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 19/07 - 19/077 H01L 21/60 H05K 3/00 - 3/42

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、 上記基板の表面に配設された表面端子と、 上記基板の裏面側に配置され、同一機能のチップ端子を
   複数有するＩＣチップと、 上記基板の裏面に配設され、上記各チップ端子に個別に
   接続された複数の導通ラインと、 上記表面端子に対して上記複数の導通ラインを導通させ
   るため上記基板に穿設された複数のスルーホールとを備
   え、同一機能の複数の上記チップ端子に各々接続される上記
   複数のスルーホールのうちの少なくとも一つが上記表面
   端子に対して導通されることによって同一機能の上記チ
   ップ端子のいずれかと上記表面端子とが電気的に接続さ
   れる一方、その他のスルーホールは上記基板の表面上で
   一定距離を隔てて絶縁されている ことを特徴とするＩＣ
   モジュール。
2. 【請求項２】 上記ＩＣチップは平面形状が矩形であ
   り、上記同一機能のチップ端子は、互いに対向する辺側
   に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＩ
   Ｃモジュール。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のＩＣモジュー
   ルが、上記表面を露出した状態で埋設されていることを
   特徴とするＩＣカード。