JP3753984B2 - 非接触通信機器用モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ＩＣカード、携帯電話、携帯端末等の非接触で通信が行われる機器に用いられる非接触通信機器用モジュールにに関し、特に、送受信用のアンテナのアンテナパットとＩＣチップ等をバンプで接続する接続部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体技術の進展により、携帯電話、携帯情報端末、携帯型のデータ処理装置の小型化、低電力化が著しい。一方で、インターネットに代表されるネットワーク技術及びその環境が急速に整備されてきている。さらに、これら携帯型の機器において移動体の情報端末としての利便性を向上するため、これらの機器と物理的なネットワーク間を無線、すなわち非接触で通信する応用が拡大している。
【０００３】
これら非接触通信機能を備えた情報端末の有する利便性は基地局を有する大規模で広域をカバーする通信システムのみならず、非接触型ＩＣカードに代表される近距離間の通信においても当てはまる。
【０００４】
ＩＣカードは、リーダ／ライタ装置との情報インターフェイスの形態により、機械的な接続端子を有する接触型、接続端子を有しない非接触型、接触型と非接触型の両方のインターフェイスを有するコンビネーション型に分類される。このうち、非接触型とコンビネーション型のＩＣカードは、リーダ／ライタ装置にかざしてデータ処理（かざし処理）を行う。または、リーダ／ライタ装置に瞬間的に接触させてデータ処理（タッチ＆ゴー処理）を行う。
【０００５】
以上のようなＩＣカードに使用される非接触通信機器用モジュールは、電磁波によって非接触通信を行うためのアンテナを備えている。しかし、ＩＣカード、特に非接触型及びコンビネーション型のＩＣカードは、その厚さが非常に薄く機械的強度が弱いために、外力に対して接続部での接続不良が発生する可能性がある。
【０００６】
そこで、ＩＣチップとアンテナとの接続部の信頼性を向上する構造が特開平１１−３４５３０２号公報に開示されている。
【０００７】
図１２は、同公報に示される非接触通信機器用モジュールにおけるＩＣチップとアンテナとの接続部を示している。このモジュールでは、アンテナ基板４上にアンテナ５が形成され、この上に、ＩＣチップ１がフリップチップ法で実装される。ＩＣチップ１とアンテナ５との電気的及び機械的な接続はＩＣチップ１のパット２をバンプ３を介してアンテナパット６に接続することによって行われる。バンプ３の周囲は樹脂７で固められている。フリップチップ法で基板との接続の信頼性を向上するには、ＩＣチップ１に形成されるバンプ３の高さを正確に揃えたり基板の実装面を平滑にする等の高いコストを要する工程を必要とするために、この技術では、バンプ３をアンテナパット６にめり込ませて接続する。つまり、アンテナパット６とパット２とをバンプ３を介してフリップチップ法にて接続するとき、その接続部においてアンテナパット６にバンプ３がめり込むようにＩＣチップ１の裏面から加圧、加熱する。図１３は、バンプ３がその接続面より大きい面積のアンテナパット６にのめり込んで接続している状態を示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナとＩＣチップとの接続を行う接続部の信頼性を向上する図１２に示す従来の構造では、アンテナパット６がバンプ３に押しつぶされて凹形状の状態で接続されている。この凹形状の接続状態では、アンテナパット６の上に面積のより小さなバンプ３が乗っている状態となっており、バンプ３よりアンテナ基板の材質が柔らかければ、フリップチップ法によってアンテナパット６はバンプ３に押されて容易にお皿状態に沈み込む。すなわち、バンプ３がアンテナパット６に沈みこんだ凹形状の接続状態では、接触面積が大きくなる分だけ接続状態の信頼性が向上する。
【０００９】
ところが、バンプ３の周囲にあるバンプ固定用の樹脂７及び固定用接着剤（図示せず）は、温度上昇によって膨張とするいう温度依存性を有するため、周囲の温度によってアンテナパット６とバンプ３の接続部に機械的なストレスが加わり、その接続強度が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記接続部の形状を凹凸形状にすることによってアンテナパットとバンプとの接続強度を大きくする非接触通信機器用モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、アンテナと、アンテナを介して送受信される信号の処理を行うＩＣチップと、前記アンテナ及び該アンテナのアンテナパットが形成されたアンテナ基板と、該アンテナパットと前記ＩＣチップ側の端子とを接続する接続部と、を備える非接触通信機器用モジュールにおいて、
前記接続部は、複数本の前記アンテナパットが該接続部に含まれるように形成され、該接続部のＩＣチップ側の一つの端子と複数本の前記アンテナパットが凹凸状に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、バンプとアンテナとの接続が凹凸状にされているために、接続部に対する縦横方向のせん断力だけではなく、曲げモーメント力に対しても強くなる。すなわち、接続部を固定するための接着剤や固定用樹脂が温度上昇によって膨張しても、或いは接続部に対して曲げや捩じり等による物理的なひき剥がし力が加わっても接続状態の悪化を防ぐことができる。この理由は、バンプ又はアンテナパットが凹凸状となって相互に嵌合するように接続されているため、水平、垂直方向へのせん断力又は曲げモーメント力等が生じた場合でも、凹部構造又は凸部構造のみで接続されている構造に比べて、それらの外力に勝つことができるからである。
【００１３】
また、従来のように凹部のみによって接続する場合に比べて接触面積も増加するため、その増加した分の機械的接続強度も増加する。
【００１４】
バンプを凹凸状にするための構造としては各種考えられる。
【００１５】
たとえば、アンテナの配線パターンを折り返すことによってこの折り返した２本のアンテナパットの間隙にバンプを配置し、該バンプを凹凸状に嵌合させることができる。また、この２本のアンテナパットの間隙と端部とにバンプを凹凸状に嵌合したり、アンテナパットを環状にしてこの環状のアンテナパットの周辺部にバンプを凹凸状に嵌合したり、１本の直線上のアンテナパットの幅よりも大きな径を有するバンプを該アンテナパットを包み込むように凹凸状に嵌合したり、直線上のアンテナパットの両端に２つのバンプのそれぞれの端部が凹凸状に包み込みように嵌合したりすることが可能である。
【００１６】
なお、アンテナ配線パターンを折り返して２本並走する形状にすることによって、アンテナパットとしての接続範囲が拡大し、フリップチップ法によってバンプを接続する際、位置ズレによる接続不良を低減できる利点がある。
【００１７】
アンテナ基板としてＰＥＴＧ（非晶性コポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（Polyvinyl Chloride Regin）、ＰＬＡ（生分解性樹脂）等の樹脂系素材を使用することで、アンテナ基板のアンテナパット周辺に凹状態の歪みを生じるが、アンテナ基板の弾性率が大きいことから凹状態になる前の状態に戻ろうとする力が作用する。この作用によってアンテナパットを上に押し上げ凹凸状態の接続安定性を更に向上させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態である非接触型ＩＣカードの断面図を示している。図２は、同ＩＣカードの平面図を示す。チップ１は、演算処理等を行うＩＣチップ、パット２は、チップ１の電気的な接続を行う電極、バンプ３はパット２上に形成される接続部材、アンテナ基板４はアンテナ５を形成した基板、アンテナパット６はアンテナ５の電気的な接続を行う電極、樹脂７は、チップ１、パット２、及びアンテナパット６との接続部を固定するための樹脂、カード印刷基材８はＩＣカードの本体となる基材である。
【００１９】
本実施形態の非接触通信機器用モジュールは、上記の構成において、カード印刷基材８を除いた部分で構成される。
【００２０】
上記非接触通信機器用モジュールは、図１２に示す従来のモジュールに比較して、パット２上に形成されたバンプ３とアンテナパット６の接続部分の形状、具体的にはバンプ３の形状が異なっている。すなわち、図１２に示す従来のモジュールでは、アンテナパット６が皿状に沈みこんでバンプ３が凸状に接続されているのに対し、図１に示すモジュールでは、バンプ３が凹凸状となってアンテナパット６に接続されている。この実施例では、アンテナパット６が２本並走する形状にあって、この間隙にバンプ３が位置しているが、バンプ３の両端部が凹状となってアンテナパット６の特に上部の領域に接続され、バンプ３の中央部分が凸状となってアンテナパット６の特に側部の領域に接続されている。
【００２１】
図１においては、アンテナパット６が２本並走する形状となっているが、２本並走する形状の実施例として、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）は、アンテナの配線パターン（アンテナパターン）を折り返すことによって図に示すように２本並走する形状にしたものである。この２本並走する位置Ａでアンテナパット６が形成され、このアンテナパット６の間隙にバンプ３が位置している。図３（Ｂ）はアンテナパット６の間隙と端部とに２つのバンプ３が位置している。上記図３（Ａ）及び（Ｂ）いずれの場合も、２本のアンテナパットの間隙にバンプ３が凹凸状に嵌合し、図３（Ｂ）においては更に、図の上側のアンテナパット６の上側端部においてバンプ３が凹凸状に嵌合している。
【００２２】
図３（Ｃ）、（Ｄ）は、更に他の実施例を示している。
【００２３】
図３（Ｃ）はアンテナパット６が環状の形状を有し、この環状のアンテナパットの周辺部にバンプ３が位置して凹凸状に嵌合している。また、図３（Ｄ）は直線上のアンテナパット６の幅より大きな径を有するバンプ３がアンテナパット６を包み込んだ状態で凹凸状に嵌合している。いずれの実施例でも、バンプが凹凸状となってアンテナパット６に嵌合する。また、接続部が凹凸状となっているために、バンプ３とアンテナパット６の接触面積がより大きくなるから、その分機械的な強度も強くなる。
【００２４】
なお、以上のいずれの実施例でもバンプ３がアンテナパット６にめり込んで凹凸状を形成することから、アンテナパット６の厚さが図１２に示す従来のモジュールに使用されるアンテナよりもかなり厚く設定される。一例として、９０μｍの厚さに設定される。
【００２５】
次に、上記モジュールを用いたＩＣカードの製造方法について説明する。
【００２６】
図１のアンテナ基板４の約２５０μｍに線形１００〜２３０μｍの銅線を描画して、アンテナ５がアンテナ基材４の表面と同一高さとなるように該アンテナ５をアンテナ基材４に埋め込み形成する。
【００２７】
次に、アンテナ基板４にチップ１を搭載する空間となるザグリ部（アンテナ基板４を部分的に凹状に切削加工した部分）を形成する。図４を用いて、ザグリ加工方法について説明する。
【００２８】
アンテナ基板４に対して、チップ１のサイズよりも少し大きなサイズの領域にレーザビーム照射による切削加工を行う。アンテナ基材には、ＰＥＴ系、ＰＶＣ系等の物が使用される。レーザビームは、線形が１８０μｍのアンテナ５のほぼ半分が露出する強さに設定される。このようにして切削加工したザグリ９には、アンテナ５の一部が露出するが、この露出したアンテナ５に対してもレーザビームが照射される。アンテナ５には、銅等の導電性金属が使用されているため、該アンテナの絶縁被覆が剥離するが、アンテナ本体の部分は残存して露出状態となる。以上のようなレーザビームによる切削加工によって、露出したアンテナ５が切削されたザグリ９が形成され、このザグリ９内にアンテナパット６が露出した状態となる。
【００２９】
次に、フリップチップ法でチップ１を搭載する工程について図５を参照して説明する。
【００３０】
チップ１のパット２に金メッキしたバンプ３を形成する。または、チップ上のパット２にワイヤボンドによって金メッキしたバンプ３を形成する。次に、図５のザグリ９に、チップ１と同サイズの熱硬化性樹脂フィルム７を貼り付ける。または、この領域に接着剤を塗布する。こうして、チップ１をフリップチップ法にてザグリ９に実装する。その後、実装したチップ１の裏面から５０〜２８０°Ｃの熱と７５〜２４０ｇｆ／バンプの圧力をかけて、チップ１のパット２に形成したバンプ３とアンテナパット６とを加熱・加圧接着させる。この工程により、図５に示すように、バンプ３は中央部が凸状態、両端が凹状態となってアンテナパット６に凹凸状に嵌合して接続する。
【００３１】
上記加熱・加圧を行う時に、同時に熱硬化性樹脂フィルム７を硬化させ、バンプ３とアンテナパット６の接続状態を固定する。最後に、チップ１を搭載したアンテナ基板４の両面にカード印刷基材８（図１参照）を貼り合わすことによってＩＣカードとして完成させる。
【００３２】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００３３】
上記の実施形態では、アンテナ基材４に設けられるザグリ９をレーザビーム照射により形成したが、これを機械的なミーリング切削加工により形成することもできる。この場合の製造方法を図６、７を参照して説明する。
機械的なミーリング切削加工では、ザグリ９を形成するときに、アンテナ線５が同時に切削加工される（図６）。この状態から、さらに、アンテナパット６は、図７に示すように、その端部が下方に向けて少し切削され凹部状にされる。このときの切削される端部は、並走しているアンテナパットが相互に向き合う内側の端部である。すなわち、該加工においては、アンテナパット６がザグリ９の平坦な底面よりもさらに下方向に切削加工され、この切削部にパンプ３が嵌合してバンプ３が凹凸状となってアンテナパット６に接続する。このような加工により、バンプ３がアンテナパット６にめり込みやすくなる。
【００３４】
さらに、第３の実施形態として、アンテナ基材４に厚み５〜２５μｍの銅板を貼り合わした後、この銅板を所定の形状にエッチングしてアンテナパターンを形成してもよい。
【００３５】
図８〜図１０は、上記銅板をエッチングしてアンテナパターンを形成したモジュール例を示している。図８は、２本の並走しているアンテナパット間にパンプ３を形成した実施例、図９は、１本のアンテナパット６を覆うようにパンプ３を形成した実施例、図１０は、２本の並走しているアンテナパットのそれぞれの外側の端部にバンプ３を形成した実施例を示している。本実施形態のモジュールでは、銅板をエッチングしてアンテナパターンを形成した後、チップ１のパットをフリップチップ法によりアンテナパット６に接続し、その後、樹脂７によりバンプ３の周囲を含むチップ１底部を固定する。モジュール形成後歯、図１１のように、カード印刷基材８を上下に重ねて固定してＩＣカートを作成する。このとき、上側のカード印刷基材８にはザグリ９が形成され、このザグリ９内にチップ１が収納される。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、バンプが凹凸状となっていて、この凹凸状の接続部で前記バンプと前記アンテナパットとが互いに嵌合するため、接続部に対する縦横方向のせん断力だけではなく、曲げモーメント力に対しても強くなる。すなわち、接続部を固定するための接着剤や固定用樹脂が温度上昇によって膨張しても、或いは接続部に対して曲げや捩じり等による物理的なひき剥がし力が加わっても接続状態の悪化を防ぐことができる。よって、上記モジュール全体の信頼性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である非接触型ＩＣカードの断面図
【図２】同ＩＣカードの平面図
【図３】アンテナパットの実施例
【図４】ザグリ形成法を示す図
【図５】モジュール製造方法を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態においてザグリ形成法を示す図
【図７】本発明の第２の実施形態においてモジュール製造方法を示す図
【図８】本発明の第３の実施形態においてモジュール製造方法の実施例を示す図
【図９】本発明の第３の実施形態においてモジュール製造方法の他の実施例を示す図
【図１０】本発明の第３の実施形態においてモジュール製造方法の他の実施例を示す図
【図１１】本発明の第３の実施形態において製造したＩＣカードの構造図
【図１２】従来のモジュール製造方法を示す図
【図１３】従来のモジュールの接続部を示す図
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ＩＣカード、携帯電話、携帯端末等の非接触で通信が行われる機器に用いられる非接触通信機器用モジュールにに関し、特に、送受信用のアンテナのアンテナパットとＩＣチップ等をバンプで接続する接続部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体技術の進展により、携帯電話、携帯情報端末、携帯型のデータ処理装置の小型化、低電力化が著しい。一方で、インターネットに代表されるネットワーク技術及びその環境が急速に整備されてきている。さらに、これら携帯型の機器において移動体の情報端末としての利便性を向上するため、これらの機器と物理的なネットワーク間を無線、すなわち非接触で通信する応用が拡大している。
【０００３】
これら非接触通信機能を備えた情報端末の有する利便性は基地局を有する大規模で広域をカバーする通信システムのみならず、非接触型ＩＣカードに代表される近距離間の通信においても当てはまる。
【０００４】
ＩＣカードは、リーダ／ライタ装置との情報インターフェイスの形態により、機械的な接続端子を有する接触型、接続端子を有しない非接触型、接触型と非接触型の両方のインターフェイスを有するコンビネーション型に分類される。このうち、非接触型とコンビネーション型のＩＣカードは、リーダ／ライタ装置にかざしてデータ処理（かざし処理）を行う。または、リーダ／ライタ装置に瞬間的に接触させてデータ処理（タッチ＆ゴー処理）を行う。
【０００５】
以上のようなＩＣカードに使用される非接触通信機器用モジュールは、電磁波によって非接触通信を行うためのアンテナを備えている。しかし、ＩＣカード、特に非接触型及びコンビネーション型のＩＣカードは、その厚さが非常に薄く機械的強度が弱いために、外力に対して接続部での接続不良が発生する可能性がある。
【０００６】
そこで、ＩＣチップとアンテナとの接続部の信頼性を向上する構造が特開平１１−３４５３０２号公報に開示されている。
【０００７】
図１２は、同公報に示される非接触通信機器用モジュールにおけるＩＣチップとアンテナとの接続部を示している。このモジュールでは、アンテナ基板４上にアンテナ５が形成され、この上に、ＩＣチップ１がフリップチップ法で実装される。ＩＣチップ１とアンテナ５との電気的及び機械的な接続はＩＣチップ１のパット２をバンプ３を介してアンテナパット６に接続することによって行われる。バンプ３の周囲は樹脂７で固められている。フリップチップ法で基板との接続の信頼性を向上するには、ＩＣチップ１に形成されるバンプ３の高さを正確に揃えたり基板の実装面を平滑にする等の高いコストを要する工程を必要とするために、この技術では、バンプ３をアンテナパット６にめり込ませて接続する。つまり、アンテナパット６とパット２とをバンプ３を介してフリップチップ法にて接続するとき、その接続部においてアンテナパット６にバンプ３がめり込むようにＩＣチップ１の裏面から加圧、加熱する。図１３は、バンプ３がその接続面より大きい面積のアンテナパット６にのめり込んで接続している状態を示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナとＩＣチップとの接続を行う接続部の信頼性を向上する図１２に示す従来の構造では、アンテナパット６がバンプ３に押しつぶされて凹形状の状態で接続されている。この凹形状の接続状態では、アンテナパット６の上に面積のより小さなバンプ３が乗っている状態となっており、バンプ３よりアンテナ基板の材質が柔らかければ、フリップチップ法によってアンテナパット６はバンプ３に押されて容易にお皿状態に沈み込む。すなわち、バンプ３がアンテナパット６に沈みこんだ凹形状の接続状態では、接触面積が大きくなる分だけ接続状態の信頼性が向上する。
【０００９】
ところが、バンプ３の周囲にあるバンプ固定用の樹脂７及び固定用接着剤（図示せず）は、温度上昇によって膨張とするいう温度依存性を有するため、周囲の温度によってアンテナパット６とバンプ３の接続部に機械的なストレスが加わり、その接続強度が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記接続部の形状を凹凸形状にすることによってアンテナパットとバンプとの接続強度を大きくする非接触通信機器用モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、アンテナと、アンテナを介して送受信される信号の処理を行うＩＣチップと、前記アンテナ及び該アンテナのアンテナパットが形成されたアンテナ基板と、該アンテナパットと前記ＩＣチップ側の端子とを接続する接続部と、を備える非接触通信機器用モジュールにおいて、
前記接続部は、複数本の前記アンテナパットが該接続部に含まれるように形成され、該接続部のＩＣチップ側の一つの端子と複数本の前記アンテナパットが凹凸状に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、バンプとアンテナとの接続が凹凸状にされているために、接続部に対する縦横方向のせん断力だけではなく、曲げモーメント力に対しても強くなる。すなわち、接続部を固定するための接着剤や固定用樹脂が温度上昇によって膨張しても、或いは接続部に対して曲げや捩じり等による物理的なひき剥がし力が加わっても接続状態の悪化を防ぐことができる。この理由は、バンプ又はアンテナパットが凹凸状となって相互に嵌合するように接続されているため、水平、垂直方向へのせん断力又は曲げモーメント力等が生じた場合でも、凹部構造又は凸部構造のみで接続されている構造に比べて、それらの外力に勝つことができるからである。
【００１３】
また、従来のように凹部のみによって接続する場合に比べて接触面積も増加するため、その増加した分の機械的接続強度も増加する。
【００１４】
バンプを凹凸状にするための構造としては各種考えられる。
【００１５】
たとえば、アンテナの配線パターンを折り返すことによってこの折り返した２本のアンテナパットの間隙にバンプを配置し、該バンプを凹凸状に嵌合させることができる。また、この２本のアンテナパットの間隙と端部とにバンプを凹凸状に嵌合したり、アンテナパットを環状にしてこの環状のアンテナパットの周辺部にバンプを凹凸状に嵌合したり、１本の直線上のアンテナパットの幅よりも大きな径を有するバンプを該アンテナパットを包み込むように凹凸状に嵌合したり、直線上のアンテナパットの両端に２つのバンプのそれぞれの端部が凹凸状に包み込みように嵌合したりすることが可能である。
【００１６】
なお、アンテナ配線パターンを折り返して２本並走する形状にすることによって、アンテナパットとしての接続範囲が拡大し、フリップチップ法によってバンプを接続する際、位置ズレによる接続不良を低減できる利点がある。
【００１７】
アンテナ基板としてＰＥＴＧ（非晶性コポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（Polyvinyl Chloride Regin）、ＰＬＡ（生分解性樹脂）等の樹脂系素材を使用することで、アンテナ基板のアンテナパット周辺に凹状態の歪みを生じるが、アンテナ基板の弾性率が大きいことから凹状態になる前の状態に戻ろうとする力が作用する。この作用によってアンテナパットを上に押し上げ凹凸状態の接続安定性を更に向上させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態である非接触型ＩＣカードの断面図を示している。図２は、同ＩＣカードの平面図を示す。チップ１は、演算処理等を行うＩＣチップ、パット２は、チップ１の電気的な接続を行う電極、バンプ３はパット２上に形成される接続部材、アンテナ基板４はアンテナ５を形成した基板、アンテナパット６はアンテナ５の電気的な接続を行う電極、樹脂７は、チップ１、パット２、及びアンテナパット６との接続部を固定するための樹脂、カード印刷基材８はＩＣカードの本体となる基材である。
【００１９】
本実施形態の非接触通信機器用モジュールは、上記の構成において、カード印刷基材８を除いた部分で構成される。
【００２０】
上記非接触通信機器用モジュールは、図１２に示す従来のモジュールに比較して、パット２上に形成されたバンプ３とアンテナパット６の接続部分の形状、具体的にはバンプ３の形状が異なっている。すなわち、図１２に示す従来のモジュールでは、アンテナパット６が皿状に沈みこんでバンプ３が凸状に接続されているのに対し、図１に示すモジュールでは、バンプ３が凹凸状となってアンテナパット６に接続されている。この実施例では、アンテナパット６が２本並走する形状にあって、この間隙にバンプ３が位置しているが、バンプ３の両端部が凹状となってアンテナパット６の特に上部の領域に接続され、バンプ３の中央部分が凸状となってアンテナパット６の特に側部の領域に接続されている。
【００２１】
図１においては、アンテナパット６が２本並走する形状となっているが、２本並走する形状の実施例として、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）は、アンテナの配線パターン（アンテナパターン）を折り返すことによって図に示すように２本並走する形状にしたものである。この２本並走する位置Ａでアンテナパット６が形成され、このアンテナパット６の間隙にバンプ３が位置している。図３（Ｂ）はアンテナパット６の間隙と端部とに２つのバンプ３が位置している。上記図３（Ａ）及び（Ｂ）いずれの場合も、２本のアンテナパットの間隙にバンプ３が凹凸状に嵌合し、図３（Ｂ）においては更に、図の上側のアンテナパット６の上側端部においてバンプ３が凹凸状に嵌合している。
【００２２】
図３（Ｃ）、（Ｄ）は、更に他の実施例を示している。
【００２３】
図３（Ｃ）はアンテナパット６が環状の形状を有し、この環状のアンテナパットの周辺部にバンプ３が位置して凹凸状に嵌合している。また、図３（Ｄ）は直線上のアンテナパット６の幅より大きな径を有するバンプ３がアンテナパット６を包み込んだ状態で凹凸状に嵌合している。いずれの実施例でも、バンプが凹凸状となってアンテナパット６に嵌合する。また、接続部が凹凸状となっているために、バンプ３とアンテナパット６の接触面積がより大きくなるから、その分機械的な強度も強くなる。
【００２４】
なお、以上のいずれの実施例でもバンプ３がアンテナパット６にめり込んで凹凸状を形成することから、アンテナパット６の厚さが図１２に示す従来のモジュールに使用されるアンテナよりもかなり厚く設定される。一例として、９０μｍの厚さに設定される。
【００２５】
次に、上記モジュールを用いたＩＣカードの製造方法について説明する。
【００２６】
図１のアンテナ基板４の約２５０μｍに線形１００〜２３０μｍの銅線を描画して、アンテナ５がアンテナ基材４の表面と同一高さとなるように該アンテナ５をアンテナ基材４に埋め込み形成する。
【００２７】
次に、アンテナ基板４にチップ１を搭載する空間となるザグリ部（アンテナ基板４を部分的に凹状に切削加工した部分）を形成する。図４を用いて、ザグリ加工方法について説明する。
【００２８】
アンテナ基板４に対して、チップ１のサイズよりも少し大きなサイズの領域にレーザビーム照射による切削加工を行う。アンテナ基材には、ＰＥＴ系、ＰＶＣ系等の物が使用される。レーザビームは、線形が１８０μｍのアンテナ５のほぼ半分が露出する強さに設定される。このようにして切削加工したザグリ９には、アンテナ５の一部が露出するが、この露出したアンテナ５に対してもレーザビームが照射される。アンテナ５には、銅等の導電性金属が使用されているため、該アンテナの絶縁被覆が剥離するが、アンテナ本体の部分は残存して露出状態となる。以上のようなレーザビームによる切削加工によって、露出したアンテナ５が切削されたザグリ９が形成され、このザグリ９内にアンテナパット６が露出した状態となる。
【００２９】
次に、フリップチップ法でチップ１を搭載する工程について図５を参照して説明する。
【００３０】
チップ１のパット２に金メッキしたバンプ３を形成する。または、チップ上のパット２にワイヤボンドによって金メッキしたバンプ３を形成する。次に、図５のザグリ９に、チップ１と同サイズの熱硬化性樹脂フィルム７を貼り付ける。または、この領域に接着剤を塗布する。こうして、チップ１をフリップチップ法にてザグリ９に実装する。その後、実装したチップ１の裏面から５０〜２８０°Ｃの熱と７５〜２４０ｇｆ／バンプの圧力をかけて、チップ１のパット２に形成したバンプ３とアンテナパット６とを加熱・加圧接着させる。この工程により、図５に示すように、バンプ３は中央部が凸状態、両端が凹状態となってアンテナパット６に凹凸状に嵌合して接続する。
【００３１】
上記加熱・加圧を行う時に、同時に熱硬化性樹脂フィルム７を硬化させ、バンプ３とアンテナパット６の接続状態を固定する。最後に、チップ１を搭載したアンテナ基板４の両面にカード印刷基材８（図１参照）を貼り合わすことによってＩＣカードとして完成させる。
【００３２】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００３３】
上記の実施形態では、アンテナ基材４に設けられるザグリ９をレーザビーム照射により形成したが、これを機械的なミーリング切削加工により形成することもできる。この場合の製造方法を図６、７を参照して説明する。
機械的なミーリング切削加工では、ザグリ９を形成するときに、アンテナ線５が同時に切削加工される（図６）。この状態から、さらに、アンテナパット６は、図７に示すように、その端部が下方に向けて少し切削され凹部状にされる。このときの切削される端部は、並走しているアンテナパットが相互に向き合う内側の端部である。すなわち、該加工においては、アンテナパット６がザグリ９の平坦な底面よりもさらに下方向に切削加工され、この切削部にパンプ３が嵌合してバンプ３が凹凸状となってアンテナパット６に接続する。このような加工により、バンプ３がアンテナパット６にめり込みやすくなる。
【００３４】
さらに、第３の実施形態として、アンテナ基材４に厚み５〜２５μｍの銅板を貼り合わした後、この銅板を所定の形状にエッチングしてアンテナパターンを形成してもよい。
【００３５】
図８〜図１０は、上記銅板をエッチングしてアンテナパターンを形成したモジュール例を示している。図８は、２本の並走しているアンテナパット間にパンプ３を形成した実施例、図９は、１本のアンテナパット６を覆うようにパンプ３を形成した実施例、図１０は、２本の並走しているアンテナパットのそれぞれの外側の端部にバンプ３を形成した実施例を示している。本実施形態のモジュールでは、銅板をエッチングしてアンテナパターンを形成した後、チップ１のパットをフリップチップ法によりアンテナパット６に接続し、その後、樹脂７によりバンプ３の周囲を含むチップ１底部を固定する。モジュール形成後歯、図１１のように、カード印刷基材８を上下に重ねて固定してＩＣカートを作成する。このとき、上側のカード印刷基材８にはザグリ９が形成され、このザグリ９内にチップ１が収納される。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、バンプが凹凸状となっていて、この凹凸状の接続部で前記バンプと前記アンテナパットとが互いに嵌合するため、接続部に対する縦横方向のせん断力だけではなく、曲げモーメント力に対しても強くなる。すなわち、接続部を固定するための接着剤や固定用樹脂が温度上昇によって膨張しても、或いは接続部に対して曲げや捩じり等による物理的なひき剥がし力が加わっても接続状態の悪化を防ぐことができる。よって、上記モジュール全体の信頼性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である非接触型ＩＣカードの断面図
【図２】同ＩＣカードの平面図
【図３】アンテナパットの実施例
【図４】ザグリ形成法を示す図
【図５】モジュール製造方法を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態においてザグリ形成法を示す図
【図７】本発明の第２の実施形態においてモジュール製造方法を示す図
【図８】本発明の第３の実施形態においてモジュール製造方法の実施例を示す図
【図９】本発明の第３の実施形態においてモジュール製造方法の他の実施例を示す図
【図１０】本発明の第３の実施形態においてモジュール製造方法の他の実施例を示す図
【図１１】本発明の第３の実施形態において製造したＩＣカードの構造図
【図１２】従来のモジュール製造方法を示す図
【図１３】従来のモジュールの接続部を示す図
Claims (9)
- アンテナと、アンテナを介して送受信される信号の処理を行うＩＣチップと、前記アンテナ及び該アンテナのアンテナパットが形成されたアンテナ基板と、該アンテナパットと前記ＩＣチップ側の端子とを接続する接続部と、を備える非接触通信機器用モジュールにおいて、
前記接続部は、複数本の前記アンテナパットが該接続部に含まれるように形成され、該接続部のＩＣチップ側の一つの端子と複数本の前記アンテナパットが該アンテナパットの間隙で凹凸状に接続されている非接触通信機器用モジュール。 - アンテナと、アンテナを介して送受信される信号の処理を行うＩＣチップと、前記アンテナが形成され前記ＩＣチップを搭載するアンテナ基板と、前記アンテナのアンテナパットと前記ＩＣチップとが互いにバンプを介して接続される接続部と、を備える非接触通信機器用モジュールにおいて、
前記接続部は、前記バンプが凹凸状となっていて、この凹凸状の接続部で前記バンプと前記アンテナパットとが互いに嵌合し、
前記接続部は、前記アンテナの配線パターンの一部であるアンテナパットが複数本並走する形状を有し、前記複数本のアンテナパットの間隙に前記バンプが凹凸状に嵌合するようにした非接触通信機器用モジュール。 - アンテナと、アンテナを介して送受信される信号の処理を行うＩＣチップと、前記アンテナが形成され前記ＩＣチップを搭載するアンテナ基板と、前記アンテナのアンテナパットと前記ＩＣチップとが互いにバンプを介して接続される接続部と、を備える非接触通信機器用モジュールにおいて、
前記接続部は、前記バンプが凹凸状となっていて、この凹凸状の接続部で前記バンプと前記アンテナパットとが互いに嵌合し、
前記接続部は、前記アンテナの配線パターンの一部であるアンテナパットが複数本並走する形状を有し、前記複数本のアンテナパットの間隙と端部とに前記バンプが凹凸状に嵌合するようにした非接触通信機器用モジュール。 - アンテナと、アンテナを介して送受信される信号の処理を行うＩＣチップと、前記アンテナが形成され前記ＩＣチップを搭載するアンテナ基板と、前記アンテナのアンテナパットと前記ＩＣチップとが互いにバンプを介して接続される接続部と、を備える非接触通信機器用モジュールにおいて、
前記接続部は、前記バンプが凹凸状となっていて、この凹凸状の接続部で前記バンプと前記アンテナパットとが互いに嵌合し、
前記接続部は、前記アンテナの配線パターンの一部であるアンテナパットが直線状の形状を有し、前記直線状のアンテナパッドの両端に２つのパンプのそれぞれの端部が凹凸状に包み込んだ状態で嵌合するようにした非接触通信機器用モジュール。 - 請求項１から請求項３記載のいずれかの非接触通信機器用モジュールであって、
前記複数本並走するアンテナパットは、配線パターンが折り返されて形成されている非接触通信機器用モジュール。 - 請求項１から請求項５記載のいずれかの非接触通信機器用モジュールであって、
前記複数本並走するアンテナパットは、２本の配線パターンが折り返されて形成されている非接触通信機器用モジュール。 - 請求項１〜６のいずれかの非接触通信機器用モジュールをカード基材に一体的に設けたＩＣカード。
- 前記カード基材は、前記非接触通信機器用モジュールの両面に張り合わせて構成され、一方のカード基材にはザグリ加工によって該モジュールを収納するためのザグリ部が形成された請求項７記載のＩＣカード。
- アンテナと、前記アンテナとＩＣチップ側の端子との接続用パットであるアンテナパットと、を備える非接触通信機器用モジュール用のアンテナ基板において、
前記ＩＣチップ側の端子と前記アンテナとの接続を行う箇所は、アンテナ基板に配置された配線パターンを用いて形成されるアンテナパットが、各パットの間隙において前記端子を凹凸状に嵌合可能なように複数本並走する形状を有している非接触通信機器用モジュール用のアンテナ基板。
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