JP3521586B2

JP3521586B2 - Ｉｃカードの製造方法

Info

Publication number: JP3521586B2
Application number: JP32799295A
Authority: JP
Inventors: 淳渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2015-11-22
Also published as: JPH08252995A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップ及び送
受信機能を有し、パレット管理、入退室管理、車両管
理、定期券、スキー場でのリフト券、航空手荷物タグ等
に用いられるＩＣカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示されるように、開口部３
２を有し上面に回路パターン２２が形成された基板２１
と、基板２１の下に基板２１と同様の開口部３２を有し
半硬化状の絶縁性基板としてのプリプレグ３０と、プリ
プレグ３０の下に接地パターン２５としての銅箔とを順
次積み重ね、熱間プレスにより積層形成した後、上記開
口部３２よりも大きな開口部３３を有する絶縁性のスペ
ーサ２４の下面に接着剤２９を塗布し、そのスペーサ２
４を基板２１の上面に熱間プレスにより積層固定し、上
記開口部３２、３３からＩＣチップ２７を挿入し、ＩＣ
チップ２７の底面と接地パターン２５とを半田ペースト
３１にて接続し、ＩＣチップ２７の上面に形成された端
子と回路パターン２２とをワイヤ２６を介したワイヤボ
ンディングにより電気的に接続し、上記開口部３２、３
３とＩＣチップ２７との隙間にモールド剤２０を充填し
て構成されたＩＣカード２００が知られている（特開平
６−１０９６号）。これは基板２１（プリプレグ３０を
含む）を挟んで回路パターン２２（アンテナパターンを
含む）と接地パターン２５とが形成された構造であり、
この構造のＩＣカード２００の場合、接地パターン２５
が電波の反射を遮断するため、主として回路パターン２
２から電波が放射されるようになっている。

【０００３】しかしながら図３に示される構成では、Ｉ
Ｃチップ２７の端子と回路パターン２２との電気的接続
をワイヤボンディングで行うために、ＩＣカード２００
の肉厚が増し、薄型軽量化できないという問題がある。
この問題を解決する手段として、特開平２−２１２１９
６号公報に示されるようにバンプを介してＩＣチップと
回路パターンとを電気的に接続する実装方法が知られて
いる。しかし、この公報に記載されているＩＣカード
は、アンテナとして片面基板のダイポールアンテナを採
用したものである。このダイポールアンテナの特徴は、
接地パターンのような電波を遮断する面がないため、ア
ンテナ面の両方（ＩＣカードの両面）に電界が立ち、ほ
ぼ全方位で送受信が可能なことである。これは一見良い
ように思えるが、全方位的に送信ができるということ
は、全方位的に外界の影響を受けるということである。
そしてこの種のＩＣカードで採用されるマイクロ波通信
は水分すなわち体の影響を非常に受ける。すなわち、こ
のカードを人が持つ場合、カードの端を摘んで通信する
場合は手の影響はほとんど受けないが、手の甲で覆うよ
うにカードを持った場合には手の影響を受け通信距離が
極端に低下するという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、外
界からの影響を受けにくいマイクロストリップアンテナ
（パッチアンテナとも呼ぶ）を採用したＩＣカードにお
いて、薄型軽量化を図るために前述したバンプを介して
ＩＣチップと回路パターンとを接続する実装方法を採用
することを考えた。しかし、そのためには接地パターン
と回路パターン（アンテナパターンを含む）とで挟んだ
両面基板を如何にして作るかが問題となり、また接地パ
ターンと回路パターンとを接続するスルーホールを如何
にして作るかということも問題となる。すなわち、本発
明の目的は、バンプを介してＩＣチップと回路パターン
と接続する実装方法に適したスルーホール付き両面基板
を作ることであり、これによりマイクロストリップアン
テナを採用したＩＣカードの厚みを薄くすることであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１に記載の手段を採用することできる。この
手段によると、まずスペーサにＩＣチップを配すること
のできる開口部、及びスペーサの両側の面の間に貫通孔
を形成した後に、絶縁性基板の一方の面上に回路パター
ンを形成する。次に絶縁性基板の回路パターンが形成さ
れた面とスペーサとを接着する。このとき回路パターン
上に貫通孔が位置するようにする。続いてスペーサの絶
縁性基板と接着していない側の面上に流動性の導電性ペ
ーストを用いて接地パターンを形成すると同時に、貫通
孔内に導電性ペーストを流し込み、回路パターンと接地
パターンとを電気的に接続する。そしてスペーサの開口
部にＩＣチップを配し、そのバンプと回路パターンとを
電気的に接続する。これによりＩＣカードの薄型軽量化
が可能となる。ここで従来からあるスルーホール付きＩ
Ｃカード３００の製造方法を図９に示す。この製造方法
では、まず基材４０の両面に銅箔４１を形成する（図９
（ａ））。次に基材４０の下面４０ｂ側に形成された銅
箔４１に対してパターンエッチングを施し、回路パター
ン４２を形成する（図９（ｂ））。基材４０の上面４０
ａ側の銅箔４１はそのままで接地パターン４３を形成す
る。続いて基材４０、接地パターン４３、及び回路パタ
ーン４２を貫いて貫通孔４４を形成する（図９
（ｃ））。この後、貫通孔４４内に導電物質４７をめっ
きにより形成してスルーホール４５を形成し、このスル
ーホール４５を介して回路パターン４２と接地パターン
４３とを電気的に接続する（図９（ｄ））。そして回路
パターン４２にＩＣチップ４６を電気的に接続する（図
９（ｅ））。このようにしてＩＣカード３００が形成さ
れるが、回路パターン４２が図中下側の外部表面に形成
されるために、ＩＣチップ４６の実装は基盤の外側とな
り、全体の厚みが増してしまう。しかし請求項１に記載
の手段によれば、絶縁性基板に設けられた回路パターン
が上方向に向けられた状態で絶縁性基板とスペーサとが
接着されるために、スペーサの開口部を介して上方向を
向いた回路パターン上にＩＣチップを実装することがで
き、全体の厚みがＩＣチップ実装前の状態を超えること
はない。さらに導電性ペーストが貫通孔内に充填される
ときに貫通孔の一方の端部が塞がれているが、導電性ペ
ーストが流し込まれるかたちで充填されるため、貫通孔
の奥まで十分に充填され、回路パターンと接地パターン
との電気的接続が確実に行われる。

【０００６】請求項２に記載の手段を採用することによ
り、従来のワイヤボンディングによる電気的接続のよう
に手間がかからず、より容易にＩＣカードの製造を行う
ことができる。

【０００７】請求項３に記載の手段を採用することによ
り、貫通孔内に導電性ペーストを充填しやすくなるた
め、また接続パターンと貫通孔内の導電性ペーストが滑
らかにつながり、途中での切断が起こりにくくなるた
め、貫通孔内の導電性ペーストを介して回路パターンと
接地パターンとの電気的接続をより確実に行うことがで
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施例の断面の構
成を示した模式図である。ＩＣカード１００は、上面１
ａ（絶縁性基板の一方の面に相当）上に回路パターン２
及び受信機能としてのアンテナパターン３が形成された
基板１（絶縁性基板に相当）、開口部１２及びスルーホ
ール６が設けられ、上面４ａ（スペーサの一方の面に相
当）上に接地パターン５が形成された絶縁性のスペーサ
４、スペーサ４と同様の開口部１２及びスルーホール６
が設けられ、基板１の上面１ａとスペーサ４の下面４ｂ
との接着を行うシート接着フィルム１１、スペーサ４の
開口部１２に配置され、端子としてバンプ８を有し、回
路パターン２と電気的に接続するＩＣチップ７、ＩＣチ
ップ７のバンプ８と回路パターン２との電気的接続及び
接着を行う異方性導電接着剤９、スペーサ４の開口部１
２とＩＣチップ７との隙間を充填するエポキシ系のモー
ルド剤１０から構成される。

【０００９】基板１は２５μｍ厚のＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）から成り、回路パターン２及びアン
テナパターン３は銀ペーストにて形成されている。スペ
ーサ４は、５００μｍ厚のＰＥＴを用い、接地パターン
５は銀ペーストにて形成されている。スルーホール６
は、その内部に銀ペーストから成る導電性ペースト６ｂ
が充填され、アンテナパターン３と接地パターン５とを
電気的に接続して形成されている。

【００１０】異方性導電接着剤９は、非導電性接着剤中
にニッケル（Ｎｉ）粒子が混入されて構成された圧着方
向のみの電気的接続を行う接着剤である。その作用は、
圧着されると圧着方向のニッケル粒子が接触することに
よって、圧着方向のみの電気的接続を行い、圧着方向以
外ではニッケル粒子は接触することがなく、圧着方向以
外での電気的接続を行わないというものである。シート
接着フィルム１１は、絶縁性の接着剤を成し、特には所
定の温度域に達すると溶融し、常温に戻ると固形化して
接着を行うホットメルト接着剤である。

【００１１】上記に示されるように、異方性導電接着剤
９を介してＩＣチップ７のバンプ８を回路パターン２に
圧着し、バンプ８と回路パターン２との圧着方向のみの
電気的接続を行い、また、スペーサ４に設けられたスル
ーホール６によってアンテナパターン３と接地パターン
５との電気的接続を行う構成とすることにより、ＩＣチ
ップ７をスペーサ４の肉厚の範囲内に収めることがで
き、ＩＣカード１００の薄型軽量化が可能となる。

【００１２】次に、ＩＣカード１００の製造方法につい
て説明する。図２は製造工程順の断面構成を示したもの
である。まず、図２（ａ）に示されるように、スペーサ
４の上面４ａに接地パターン５を形成し、接地パターン
５とスペーサ４とを貫通して接地パターン５と回路パタ
ーン２（図２（ｂ）参照）とを電気的に接続するための
スルーホール６用の孔部６ａ（貫通孔に相当）と、ＩＣ
チップ７（図２（ｅ）参照）を配置することのできるだ
けの大きさの開口部１２とを形成する。次に、図２
（ｂ）のようにスペーサ４の下に部品を積み重ねる。つ
まり、スペーサ４の下にスペーサ４と同様の開口部１２
及び孔部６ａが形成されたシート接着フィルム１１を設
け、このシート接着フィルム１１の下に回路パターン２
及びアンテナパターン３がその上面１ａ上に形成された
基板１を順次積み重ねる。このとき、基板１に開口部や
孔部を形成する必要はない。

【００１３】スペーサ４、シート接着フィルム１１、基
板１とを順次積み重ねた後、熱間プレスを行い、シート
接着フィルム１１の溶融によって、基板１とスペーサ４
との接着を行う（図２（ｃ））。続いて、貫通孔６ａ内
に導電性ペースト６ｂを充填させてスルーホール６を形
成し、そのスルーホール６を介してアンテナパターン３
と接地パターン５との電気的接続を行う（図２
（ｄ））。この後、回路パターン２上に異方性導電接着
剤９を塗布し、開口部１２からＩＣチップ７を挿入し、
ＩＣチップ７のバンプ８を異方性導電接着剤９を介して
回路パターン２上に圧着することによって、バンプ８と
回路パターン２との圧着方向の電気的接続を行う。異方
性導電接着剤９を用いてＩＣチップ７を回路パターン２
上に固着させた後、開口部１２とＩＣチップ７との隙間
にモールド剤１０を充填し、ＩＣカード１００が完成す
る（図２（ｅ））。

【００１４】上記により、バンプ８と異方性導電接着剤
９とを用いてＩＣチップ７を回路パターン２に圧着し
て、ＩＣチップ７と回路パターン２との圧着方向の電気
的接続を行うことにより、より短時間にてＩＣカード１
００の製造を行うことができると共に、ＩＣチップ７を
スペーサ４の肉厚ｔ（図２（ｅ））の範囲内に収めるこ
とができるため、ＩＣカード１００を薄型にすることが
できる。

【００１５】上記において、基板１及びスペーサ４を構
成するＰＥＴの厚みを、２５μｍ、５００μｍとした
が、これに限定されるものではなく、必要に応じた厚み
でよい。また、基板１及びスペーサ４を構成する材料と
してＰＥＴを用いたが、これに限定されるものではな
く、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＴと
ＰＰＳの複合シート、ポリイミドフィルム、ガラスエポ
キシフィルム、ＢＴレジン材等一般に基板材料に用いら
れるものであればよい。

【００１８】回路パターン２、アンテナパターン３を構
成する材料として銀ペーストを用いたが、銅ペースト、
銀／カーボンペースト等の導電性ペーストでもよく、銅
箔のエッチングパターンでもよい。また、モールド剤１
０はエポキシ系を用いたが、ＵＶ硬化系でもよい。接地
パターン５は銀ペーストで形成したが、アルミ箔等の金
属箔を貼付した構成としてもよい。

【００１９】次にＩＣカード１００の別の製造方法につ
いて説明する。図４はＩＣカード１００の別の製造方法
を模式的に示した説明図である。図４の特徴は、図２を
用いて説明した製造工程と比較して、接地パターン５を
形成する順番が異なり、基板１とスペーサ４とを接着
し、孔部６ａ内に導電性ペースト６ｂを充填してスルー
ホール６を形成した後に接地パターン５を形成する点で
ある。図４に示されるように、まずスペーサ４に孔部６
ａ及び開口部１２を形成する（図４（ａ））。次にスペ
ーサ４と同様の孔部６ａ及び開口部１２が設けられたシ
ート接着フィルム１１と、上面１ａ上に回路パターン２
及びアンテナパターン３が形成された基板１をスペーサ
４の下側は配置して位置決めする（図４（ｂ））。続い
て熱間プレスによりシート接着フィルム１１を溶融さ
せ、基板１とスペーサ４とを接着させる（図４
（ｃ））。この後孔部６ａ内に導電性ペースト６ｂを充
填してスルーホール６を形成し、アンテナパターン３と
電気的に接続させ（図４（ｄ））、さらにスペーサ４の
上面４ａ上に銀ペーストにてスクリーン印刷により接地
パターン５を形成し、スルーホール６を介して接地パタ
ーン５とアンテナパターン３とを電気的に接続させる
（図４（ｅ））。そして開口部１２内にＩＣチップ７を
配し、異方性導電接着剤９を介してＩＣチップ７を回路
パターン２上に圧着して、バンプ８と回路パターン２と
の電気的接続をとり、開口部１２とＩＣチップ７との隙
間にモールド剤１０を充填する（図４（ｆ））。このよ
うに接地パターン５の形成は、スルーホール６の形成後
に行っても良く、図２で示したようにスペーサ４上に最
初から形成しておく必要はない。

【００２０】（実施例）本発明の実施例に係るＩＣカード１００の製造方法につ
いて説明する。図５はＩＣカード１００の第三の製造方
法を模式的に示した説明図である。本実施例の特徴は、
孔部６ａ内に導電性ペースト６ｂを充填する処理と接地
パターン５を形成する処理とを同時に行う点である。図
５（ａ）〜図５（ｃ）に示されるように、孔部６ａ及び
開口部１２が形成されたスペーサ４と、回路パターン２
及びアンテナパターン３が形成された基板１とをシート
接着フィルム１１を介して、熱間プレスにより接着する
工程までは第二の製造方法と同一である。この後、図５
（ｄ）に示されるように、孔部６ａを設けたスペーサ４
の上面４ａ上に、流動性を有する銀ペーストにて接地パ
ターン５を印刷する際、孔部６ａの上にも印刷がなされ
る。このとき銀ペーストはその流動性によって孔部６ａ
の内壁面に沿って下方向に流動して導電性ペースト６ｃ
として孔部６ａ内に形成される。そして導電性ペースト
６ｃはアンテナパターン３に接触することによって電気
的に接続し、接地パターン５とアンテナパターン３との
電気的な接続がなされ、スルーホール６が完成する。

【００２１】このように流動性の導電性ペースト６ｃに
てスペーサ４の上面４ａ上に接地パターン５を印刷する
のみで、導電性ペースト６ｃの性質により自然に孔部６
ａ内に導電性ペースト６ｃが流入し、アンテナパターン
３との電気的接続がなされるため、製造工程が短縮され
る。また接地パターン５とスルーホール６内の配線と
が、共に同一の性質から成るので剥離等による破壊の恐
れが少ない。尚、導電性ペースト６ｂ、６ｃは銀粒子を
印刷塗料中に分散させたものであり、印刷後加熱するこ
とにより乾燥し、導電性を有する印刷パターンを形成す
るものである。また導電性ペースト６ｂ、６ｃは、その
流動性が導電性ペースト６ｂ、６ｃの上記成分の配合割
合等により調整される。

【００２２】次に孔部６ａ内に導電性ペースト６ｂを充
填させる方法として、図６に示される方法がある。これ
は図６に示されるように、孔部６ａ内にノズル１３を挿
入し、そのノズル１３から導電性ペースト６ｂを吐出し
て孔部６ａ内の奥にあるアンテナパターン３に導電性ペ
ースト６ｂが接触するように、導電性ペースト６ｂを充
填させるというものである。これにより基板１にて一方
が塞がれている孔部６ａであったとしても、ノズル１３
を挿入して、その奥のアンテナパターン３に導電性ペー
スト６ｂを接触（図６（ａ））させるので、接地パター
ン５とアンテナパターン３との電気的接続が確実になさ
れる。またノズル１３にて注入する導電性ペースト６ｂ
の量をほぼスルーホール６の容積と同じ量とすれば、導
電性ペースト６ｂと接地パターン５との接触がより確実
なものとなる（図６（ｂ））。

【００２３】次に、図２（ａ）の孔部６ａ及び開口部１
２を形成後、図７に示されるように、孔部６ａにテーパ
部６ｄを設けるという方法がある。このように構成する
ことで、接地パターン５の形成のための導電性ペースト
６ｂが孔部６ａ内に入りやすくなり、孔部６ａ内部のノ
ズルで注入された導電性ペースト６ｂがアンテナパター
ン３に確実に接触するようになる（図７（ａ）参照）。
また図５に示した製造工程のように、孔部６ａ内への流
動性の導電性ペースト６ｃの形成と接地パターン５の形
成とを同時に行うものについては、流動する導電性ペー
スト６ｃの量が多くなるので、孔部６ａ内の導電性ペー
スト６ｃとアンテナパターン３との接触がより確実にな
り、特にこの構成が有効となる（図７（ｂ）参照）。

【００２４】図２を用いて説明した製造工程において
は、開口部１２とＩＣチップ７との隙間にモールド剤１
０を充填した時点で完成（図８（ａ））したが、図８に
示されるように基板１の外部表面及び接地パターン５の
表面にそれぞれラベル１４、１５を接着剤等を介して貼
ってもよい（図８（ｂ）参照）。この場合、ラベル１
４、１５は塩化ビニール（ＰＶＣ）或いはポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）等の材質からなり、厚さは１
００μｍ以下、望ましくは２５〜５０μｍのものが使用
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる実施例の構成を示した模式的な
断面図。

【図２】ＩＣカードの製造方法を示した模式的な説明
図。

【図３】従来のＩＣカードの構成を示した模式的な断面
図。

【図４】ＩＣカードの製造方法を示した模式的な説明
図。

【図５】本発明の実施例に係わる製造方法を示した模式
的な説明図。

【図６】孔部内への導電性ペーストの充填方法を模式的
に示した説明図。

【図７】上端にテーパ部が設けられたスルーホール６の
構成を示した模式的な断面図。

【図８】外部表面にラベルが貼られたＩＣカードの構成
を模式的に示した断面図。

【図９】従来のスルーホール付き両面基板の製造方法を
示した模式図。

【符号の説明】

１基板（絶縁性基板）２回路パターン３アンテナパターン４スペーサ５接地パターン６スルーホール７ＩＣチップ８バンプ９異方性導電接着剤１０モールド剤（充填材）１１シート接着フィルム（絶縁性接着剤）１２開口部１００ＩＣカード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B42D 15/10 G06K 19/07

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロストリップアンテナとしてのアン
テナパターンと接地パターンとがスペーサを挟むように
形成され、前記アンテナパターン及び前記接地パターン
と電気的に接続されたＩＣチップが内蔵されたＩＣカー
ドの製造方法であって、前記スペーサに前記ＩＣチップを配置することのできる
開口部、及び前記スペーサの両側の面の間に貫通孔を形
成する工程と、絶縁性基板の一方の面上に前記アンテナパターンを含む
回路パターンを形成する工程と、前記回路パターン上に前記貫通孔が位置するように、前
記絶縁性基板の前記回路パターンが形成された前記面と
前記スペーサとを接着する工程と、前記スペーサの前記絶縁性基板と接着していない側の面
上に流動性の導電性ペーストを用いて前記接地パターン
を形成すると同時に、前記回路パターンと前記接地パタ
ーンとを電気的に接続するように前記貫通孔内に前記導
電性ペーストを同時に配する工程と、前記スペーサの前記開口部に前記ＩＣチップを配し、前
記ＩＣチップのバンプで構成された端子と、前記絶縁性
基板に形成された前記回路パターンとを電気的に接続す
る工程とを備えたことを特徴とするＩＣカードの製造方
法。
【請求項２】前記ＩＣチップの前記バンプと前記絶縁性
基板上に形成された前記回路パターンとを電気的接続を
行う接着剤が、異方性導電接着剤から成ることを特徴と
する請求項１に記載のＩＣカードの製造方法。
【請求項３】前記スペーサの両側の面の間に前記貫通孔
を形成する前記工程は、前記貫通孔の前記接地パターン
側の端部にテーパ部を形成することを特徴とする請求項
１に記載のＩＣカードの製造方法。