JP3960645B2 - 回路チップ搭載カードおよび回路チップモジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回路チップを搭載したカードおよび回路チップモジュールに関し、特に、回路チップを搭載したカード等の信頼性の向上、製造コストの低減等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキー場のリフトや鉄道の自動改札、荷物の自動仕分け等に、非接触型のＩＣカードが用いられる。従来の非接触型のＩＣカードの一例を図１２に示す。図１２に示すＩＣカード２は、１コイル型のＩＣカードであり、アンテナとして用いられるコイル４、コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８を備えている。
【０００３】
コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８は、フィルム状の合成樹脂基板に実装されている。コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８を実装した基板を、タブ（ｔａｂ：tape automated bonding）１０という。
【０００４】
図１３Ａに、ＩＣカード２の断面図を示す。合成樹脂のコア部材１２が一対の表層材１４、１６に挟まれている。コア部材１２に設けられた空洞部１８内に露出した表層材１４に、コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８を実装したタブ１０が固定されている。タブ１０とＩＣチップ８との接合部は、エポキシ樹脂などの封止材９で被覆されている。
【０００５】
コイル４は、表層材１４とコア部材１２との間に配置されている。コイル４とタブ１０とは、ワイヤ２０により接続されている。
【０００６】
図１３Ｂに、ＩＣカード２の回路図を示す。ＩＣカード２は、リーダー／ライター（書込み／読出装置、図示せず）から送られる電磁波を、コイル４およびコンデンサＣ１により構成される共振回路２２で受け、これを電力源とする。なお、コンデンサＣ２は、電力平滑用のコンデンサである。
【０００７】
また、該電磁波に重畳して送られる情報をＩＣチップ８に設けられた制御部（図示せず）が解読し、返答を行なう。返答は、共振回路２２のインピーダンスを変化させることにより行なう。リーダー／ライターは、ＩＣカード２側の共振回路２２のインピーダンス変化に伴う自己の共振回路（図示せず）のインピーダンスの変化（インピーダンス反射）を検出することにより、返答内容を知る。
【０００８】
このように、ＩＣカード２を用いれば、カード内に電源を必要とせずかつ非接触で情報の授受を行なうことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のＩＣカードには、次のような問題点があった。ＩＣカード２においては、コイル４とタブ１０とをワイヤ２０により接続しなければならない。
【００１０】
一方、ＩＣカード２は、財布やズボンのポケットなどに入れられることが多く、かなり強い曲げ力や捩り力や押力を受けることがある。しかし、図１３Ａに示すＩＣカード２の厚さｔは規格寸法であり、それほど厚くない。したがって、曲げや捩りや押しに対する剛性はそれほど大きくない。このため、ＩＣカード２が強い曲げ力等を受けた場合、その撓みはかなり大きくなる。このような撓みが生ずると、ワイヤ２０が断線したり、ワイヤ２０と、コイル４またはタブ１０との接続が外れたりすることがある。また、ワイヤ２０と、コイル４またはタブ１０とを接続する作業において、接続不良が生ずることもある。
【００１１】
また、コイル４を設ける場所を確保するために、タブ１０を設ける位置が制限される。このため、大きな撓みの生ずる位置にタブ１０を配置せざるを得ない場合が生ずる。このような場合、ＩＣチップ８も大きく変形することとなる。このような変形により、ＩＣチップ８に割れが生じ、ＩＣカードとしての機能が損われる。
【００１２】
このように、従来のＩＣカードは、取扱いが難しく、信頼性に欠けるという問題があった。
【００１３】
また、コイル４とタブ１０とをワイヤ２０により接続しなければならないため、組み立てに手間がかかり、製造コストを上昇させていた。また、タブ１０にコンデンサＣ１，Ｃ２等を実装しなければならず、製造コストをさらに上昇させていた。
【００１４】
この発明はこのような問題を解決し、信頼性が高く、また、製造コストの低い回路チップ搭載カード等を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この発明の回路チップモジュールは、少なくとも処理部の一部を含むとともに端子を有する第１の回路チップとアンテナおよび処理部の残部を含むとともに端子を有する第２の回路チップとを積層した回路チップ結合体であって、第１の回路チップの第２の回路チップ側に端子を設け、第２の回路チップの第１の回路チップ側に端子を設け、第１の回路チップと第２の回路チップとを積層することにより、第１の回路チップに設けた前記端子と、第２の回路チップに設けた前記端子とを電気的に接続するよう構成するとともに、第１の回路チップおよび第２の回路チップの少なくとも一方の回路チップに、当該一方の回路チップの２つの端子間を電気的に接続する迂回配線を設け、当該２つの端子にそれぞれ接続される他方の回路チップ上では電気的に接続されていない２つの端子間を、当該迂回配線を介して、電気的に直接接続するよう構成した回路チップモジュールであって、第１の回路チップの第２の回路チップ側、および第２の回路チップの第１の回路チップ側に、第１および第２の回路チップを結合しても他方の回路チップの処理部又はアンテナに対して電気的に接続しないダミー端子を互いに対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００３０】
この発明の回路チップ搭載カードは、上記回路チップモジュールを搭載したことを特徴とする。
【００４７】
【発明の作用および効果】
この発明の回路チップモジュールは、第１の回路チップおよび第２の回路チップの少なくとも一方の回路チップに、当該一方の回路チップの２つの端子間を電気的に接続する迂回配線を設け、当該２つの端子にそれぞれ接続される他方の回路チップ上では電気的に接続されていない２つの端子間を、当該迂回配線を介して、電気的に直接接続するよう構成し、第１の回路チップの第２の回路チップ側、および第２の回路チップの第１の回路チップ側に、第１および第２の回路チップを結合しても他方の回路チップの処理部又はアンテナに対して電気的に接続しないダミー端子を互いに対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００４８】
したがって、２つの回路チップを結合してはじめて本来の機能を果たす。このため、回路チップモジュールを２つの回路チップに分解したとしても、各端子から機能を解析することは困難である。また、複数の迂回配線を設けることにより、機能の解析がいっそう困難になる。すなわち、機密保護効果の高い回路チップモジュールを実現することができる。
【００４９】
この発明の回路チップ搭載カードは、 上記回路チップモジュールを搭載したことを特徴とする。したがって、機密保護効果の高い回路チップ搭載カードを実現することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の一実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード７０の外観構成を示す。ＩＣカード７０は、１コイル型のＩＣカードであり、スキー場のリフトや鉄道の自動改札、荷物の自動仕分け等に用いることができる。
【００５１】
図２に、図１における断面Ｓ２−Ｓ２を示す。ＩＣカード７０は、第１の基材である表層材３２、コア部材層を形成するコア部材３４、第２の基材である表層材３６をこの順に積層した構造を有している。表層材３２、３６として、塩化ビニル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂を用いている。また、コア部材３４は、合成樹脂により構成されている。
【００５２】
コア部材３４で形成された層の中に空洞部７２が設けられている。空洞部７２には、表層材３２に接して、回路チップモジュールであるＩＣチップモジュール７４が固定されている。
【００５３】
図３Ａに、ＩＣチップモジュール７４の正面図を示す。ＩＣチップモジュール７４は、第１の回路チップであるＩＣチップ７６と第２の回路チップであるＩＣチップ７８とを、異方性導電体８０を介してＩＣカード７０の厚さ方向（図２参照）に積層して結合した結合体である。
【００５４】
図３Ｂに、結合前のＩＣチップモジュール７４の各要素を示す。ＩＣチップ７６は、上部に端子である複数のバンプ８２を備えている。ＩＣチップ７８は、下部に端子である複数のバンプ８４を備えている。各バンプ８２とバンプ８４とは、互いに対向する位置に設けられている。
【００５５】
異方性導電体８０は、一方向にのみ導電性を有する導電体で、接着性を有している。異方性導電体として、たとえば熱硬化性の接着剤であるアニソルム（日立化成）を用いることができる。このような異方性導電体８０を用いることにより、ＩＣチップ７６およびＩＣチップ７８を強固に接着することができる。異方性導電体８０を用いて、ＩＣチップ７６およびＩＣチップ７８を接着することにより、互いに対向する位置に設けられた各バンプ８２とバンプ８４とが、電気的に接続される。このようにして、ＩＣチップモジュール７４を形成することができる。
【００５６】
図４は、ＩＣチップ７６を上方（バンプ８２側）から見た概念図である。ＩＣチップ７６には、処理部の一部である、不揮発性メモリ（図示せず）、変復調回路（図示せず）などが設けられている。
【００５７】
図５は、ＩＣチップ７８を下方（バンプ８４側）から見た概念図である。ＩＣチップ７８には、アンテナであるコイル４４と、処理部の残部であるコンデンサＣ１，Ｃ２などが設けられている。コイル４４は、金属配線層をループ状に形成することにより構成されている。コンデンサＣ１，Ｃ２のうち、少なくともひとつのコンデンサは強誘電体により構成されている。また、コイル４４とコンデンサＣ１とにより、共振回路を形成している。コンデンサＣ２は電源平滑用のコンデンサである。
【００５８】
このように構成すると、処理部およびアンテナの機能が収められた２つのＩＣチップ７６、７８を積層するだけで、通信を行なう機能が完成するので、ＩＣチップ７６、７８の外部で配線を行なう必要がない。このため、外部配線の接続作業にともなう接続不良が生ずることはない。また、ＩＣカード７０に対し撓みが繰り返し加えられたとしても、外部配線が断線したり、接続が外れたりする事故は起こり得ない。
【００５９】
また、コイル４４はＩＣチップ７８に収められてＩＣチップ７６に重ねされるから、コイルを設ける場所を確保するために、ＩＣチップを設ける位置が制限されるということもない。このため、大きな撓みの生じない任意の位置に、重ねた小面積のＩＣチップ７６、７８を配置することができる。このため、ＩＣカード７０に対し大きな力が加えられたとしても、重ねたＩＣチップ７６、７８が大きく変形することはない。
【００６０】
また、外部配線の接続作業がないため、組み立てが極めて容易になる。このため、製造コストを低下させることができる。また、コンデンサＣ１，Ｃ２もＩＣチップ７８に内蔵されているため、これらのコンデンサＣ１，Ｃ２を実装する手間が不要となる。このため、製造コストをさらに引下げることができる。
【００６１】
また、ひとつの小さなＩＣチップモジュール７４のみで、通信機能を果すことができる。このため、ＩＣカード７０内における配置の自由度が高い。また、組みつけ作業においては、予め形成されたひとつのＩＣチップモジュール７４のみを取扱えばよいので、作業性の向上による製造コストのいっそうの低減が可能となる。
【００６２】
つぎに、ＩＣチップモジュール７４に用いられている迂回配線、ダミーバンプ、ダミー配線について説明する。図６は、ダミーバンプ、迂回配線を説明するための図面である。
【００６３】
ＩＣチップ７６、７８には、図４、図５に示すバンプ８２、８４以外に、図６に示すバンプ８６ａ〜８６ｅ、８８ａ〜８８ｃが設けられている。また、配線９０ａ，９０ｂ，９２が設けられている。図６に示す配線が、迂回配線である。また、バンプ８６ｅ、８８ｃが、ダミーバンプである。
【００６４】
ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ａとバンプ８６ｂとは、ＩＣチップ７６の内部に設けられた配線９０ａにより接続されている。バンプ８６ｃとバンプ８６ｄとは、ＩＣチップ７６の内部に設けられた配線９０ｂにより接続されている。一方、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ａとバンプ８８ｂとは、ＩＣチップ７８の内部に設けられた配線９２により接続されている。
【００６５】
また、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ｂと、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ａとは、互いに対向する位置に設けられている。同様に、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ｃと、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ｂとは、互いに対向する位置に設けられている。
【００６６】
したがって、異方性導電体８０（図３Ｂ参照）を介してＩＣチップ７６とＩＣチップ７８とを結合すると、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ａは、配線９０ａ、バンプ８６ｂ、バンプ８８ａ、配線９２、バンプ８８ｂ、バンプ８６ｃ、配線９０ｂを介して、バンプ８６ｄに接続される。
【００６７】
このように構成すると、ＩＣチップ７６、７８の２つのＩＣチップを結合しなければ、ＩＣカード７０本来の機能を奏し得ない。このため、ＩＣチップモジュール７４を２つのＩＣチップに分解したとしても、各端子から機能を解析することは困難である。
【００６８】
また、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ｅと、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ｃとは、互いに対向する位置に設けられているが、ともに、なににも接続されていないダミーバンプである。さらに、バンプ以外の何にも接続されない配線（図示せず）を設けることもできる。これをダミー配線という。
【００６９】
このような迂回配線、ダミーバンプ、ダミー配線を複数設けることにより、機能の解析がいっそう困難になる。すなわち、機密保護効果の高いＩＣチップモジュールを実現することができる。また、このようなＩＣチップモジュール７４を搭載することにより、機密保護効果の高いＩＣカードを実現することができる。
【００７０】
なお、この実施形態においては、表層材３２、３６の厚さはともに０．１ｍｍであり、ＩＣカード７０全体の厚さは０．７６８ｍｍである。また、ＩＣチップ７６、７８は、いずれも、一辺３ｍｍの正方形であり、本体部分の厚さは０．２ｍｍで、バンプ８２、８４の厚さは、いずれも０．０２ｍｍである。異方性導電体８０の厚さは０．１１ｍｍである。結合後のＩＣチップモジュール７４の厚さは約０．５５ｍｍである。ただし、この発明は、これらの寸法や材質に限定されるものではない。
【００７１】
ＩＣカード７０の動作は、従来のＩＣカード２と同様である。すなわち、リーダー／ライター（書込み／読出装置、図示せず）から送られる電磁波を、ＩＣチップ７８に内蔵されたコイル４４およびコンデンサＣ１により構成される共振回路（図示せず）で受け、これを電力源とする。得られた電力はコンデンサＣ２により平滑化される。
【００７２】
また、該電磁波に重畳して送られる情報をＩＣチップ７６に設けられた制御部（図示せず）が解読し、返答を行なう。返答は、共振回路のインピーダンスを変化させることにより行なう。リーダー／ライターは、ＩＣカード７０側の共振回路のインピーダンス変化に伴う自己の共振回路（図示せず）のインピーダンスの変化を検出することにより、返答内容を知る。
【００７３】
このようにして、カード内に電源を持つことなく、かつ非接触で情報の授受を行なうことができる。
【００７４】
なお、上述の実施形態においては、ＩＣチップ７６とＩＣチップ７８とを、異方性導電体８０を介して積層して結合したが、ＩＣチップ７６とＩＣチップ７８とを、異方性導電体８０を介することなく、直接、積層して結合することもできる。この場合、たとえば、バンプ８２、８４のいずれか一方を金（Ａｕ）により形成し、他方を錫（Ｓｕ）で形成することで共晶を利用して結合するようにしてもよい。このように構成すれば、端子相互を結合する従来の技術を用いて、容易に２つのＩＣチップ７６、７８を結合してモジュール化することができる。
【００７５】
また、上述の実施形態においては、コンデンサＣ１，Ｃ２のうち、少なくともひとつのコンデンサを強誘電体により構成したが、全てのコンデンサを通常の常誘電体コンデンサとしてもよい。
【００７６】
また、ＩＣチップ７８に内蔵されたアンテナを、金属配線層をループ状に形成したコイル４４としたが、アンテナは、このような形態に限定されるものではない。また、コイル４４とコンデンサＣ１，Ｃ２とをともにＩＣチップ７８内に形成したが、コイルとコンデンサとを異なるＩＣチップに形成するよう構成することもできる。
【００７７】
つぎに、図７に、この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード３０の断面構成を示す。ＩＣカード３０の外観は、ＩＣカード７０とほぼ同様である（図１参照）。また、ＩＣチップモジュール７４自体も、ＩＣカード７０の場合とほぼ同様である（図３〜図６参照）。したがって、ＩＣカード３０の動作も、ＩＣカード７０の場合と同様である。
【００７８】
図７に示すように、ＩＣカード３０は、第１の基材である表層材３２、コア部材３４、第２の基材である表層材３６をこの順に積層した構造を有している。表層材３２、３６として、塩化ビニル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂を用いている。また、コア部材３４は、合成樹脂により構成されている。
【００７９】
コア部材３４で形成された層の中にセラミックフレーム３８が埋設されている。セラミックフレーム３８は、セラミックで構成され、円筒形状に形成されている。セラミックフレーム３８は補強体の枠体に該当する。つまり、この実施形態においては、補強体は枠体のみで構成されている。
【００８０】
セラミックフレーム３８の内部３８ａは、空洞となっている。セラミックフレーム３８の内部３８ａの下端部には、表層材３２に接して、緩衝部材である弾力材４０が敷かれている。弾力材４０として、接着性のあるシリコンゴムを用いている。弾力材４０の上に、回路チップモジュールであるＩＣチップモジュール７４が支持されている。
【００８１】
このように、補強体をセラミックにより形成することにより、高剛性を得ることができる。したがって、コア部材３４で形成された層の中にセラミックフレーム３８を埋設することで、セラミックフレーム３８近傍におけるＩＣカード３０の曲げ剛性、捩り剛性、押圧剛性を、格段に高めることができる。
【００８２】
このため、ＩＣカード３０に強い曲げ力や捩り力や押力が加えられたとしても、セラミックフレームの内部３８ａに配置されたＩＣチップモジュール７４が大きく変形することはない。このため、曲げ力や捩り力や押力が加えられたとしても、ＩＣチップモジュール７４が破損することはほとんどない。すなわち、ＩＣカード３０の信頼性を向上させることができる。
【００８３】
また、弾力材４０を介してＩＣチップモジュール７４を固定することで、ＩＣカード３０に衝撃が加えられたとしても、その衝撃がＩＣチップモジュール７４に直接伝達されることはない。このため、衝撃によるＩＣチップモジュール７４の破損を軽減することができる。
【００８４】
なお、この実施形態においては、表層材３２、３６の厚さはともに０．１ｍｍであり、ＩＣカード３０全体の厚さは０．７６８ｍｍである。また、ＩＣチップモジュール７４は、一辺３ｍｍの正方形である。ただし前述の実施形態と異なり、ＩＣチップモジュール７４の厚さは約０．４ｍｍに設定されている。
【００８５】
弾力材４０の厚さは０．１１８ｍｍである。セラミックフレーム３８の高さは、０．５６８ｍｍである。セラミックフレーム３８の内径は、内蔵されたＩＣチップモジュール７４とのクリアランスが０．２〜０．３ｍｍ程度になるように設定されている。また、セラミックフレーム３８の外径は約２３ｍｍである。ただし、この発明は、これらの寸法や材質に限定されるものではない。
【００８６】
なお、この実施形態においては、図７に示すように、弾力材４０を介してＩＣチップモジュール７４を表層材３２に固定するよう構成したが、弾力材４０を介することなく、ＩＣチップモジュール７４を直接、表層材３２に固定するよう構成することもできる。
【００８７】
つぎに、図８に、この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード５０の断面構成を示す。ＩＣカード５０の外観構成は、ＩＣカード３０と同様である（図１参照）。
【００８８】
ただし、図８に示すように、ＩＣカード５０においては、セラミックフレーム５２の形状が、ＩＣカード３０におけるセラミックフレーム３８（図７参照）と異なる。つまり、セラミックフレーム５２は、枠体である円筒部５２ａと、円筒部５２ａの下端に連続して一体的に設けられた板状体である底部５２ｂとを備えている点で、円筒状の枠体のみから構成されるセラミックフレーム３８と異なる。
【００８９】
また、図８に示すように、ＩＣチップモジュール７４は、セラミックフレーム５２の円筒部５２ａと底部５２ｂとにより形成された凹状空間５２ｃの底部５２ｂに直接固定するよう構成されている。
【００９０】
このように、円筒部５２ａの下端に連続して一体的に底部５２ｂを設けることで、セラミックフレーム５２の剛性を、いっそう高めることができる。このため、セラミックフレーム５２の面方向（図１のＸ方向およびＹ方向）の寸法をある程度大きくしても、所望の剛性を確保することができる。したがって、ＩＣチップモジュール７４の寸法を大きくすることができる。これにより、ＩＣチップモジュール７４に内蔵されたコイル４４（図５参照）の寸法を、より大きくすることができる。
【００９１】
また、図８に示すように、セラミックフレーム５２とセラミックフレーム５２に固定されたＩＣチップモジュール７４とで、フレームモジュール５４を構成している。このようにモジュール化することで、製造時の作業性が向上し、製造コストが低減する。
【００９２】
なお、この実施形態においては、ＩＣチップモジュール７４は、セラミックフレーム５２の底部５２ｂに直接固定するよう構成したが、ＩＣチップモジュール７４と、セラミックフレーム５２の底部５２ｂとの間に、図７に示すような弾力材４０を介在させるよう構成することもできる。このように構成すれば、カードに加えられた衝撃を緩和することができ、好都合である。
【００９３】
つぎに、図９に、この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード１７０の断面構成を示す。ＩＣカード１７０の外観構成は、ＩＣカード３０と同様である（図１参照）。
【００９４】
ただし、図９に示すように、ＩＣカード１７０においては、枠体であるセラミックフレーム１７２の形状が、ＩＣカード３０におけるセラミックフレーム３８（図７参照）と異なる。つまり、セラミックフレーム１７２は、外側はセラミックフレーム３８同様、単一円筒状に形成されているが、内側は、段付き円筒状に形成されている点で、セラミックフレーム３８と異なる。
【００９５】
また、図９に示すように、セラミックフレーム１７２の段部１７２ａには、緩衝部材である支持フィルム１７４が接着されている。支持フィルム１７４は中空円板状に形成された合成樹脂のフィルムである。したがって、支持フィルム１７４は、セラミックフレーム１７２の内部空間１７２ｂにおいて、セラミックフレーム１７２の段部１７２ａに支持され、宙づり状態となっている。
【００９６】
支持フィルム１７４のほぼ中央に、ＩＣチップモジュール７４が接着されている。したがって、ＩＣチップモジュール７４は、セラミックフレーム１７２の内部空間１７２ｂにおいて、支持フィルム１７４に支持され、宙づり状態となっている。
【００９７】
このように構成することで、カードに加えられた衝撃をより確実に緩和することができ、好都合である。また、図９に示すように、セラミックフレーム１７２、支持フィルム１７４、ＩＣチップモジュール７４で、フレームモジュール１７６を構成している。このようにモジュール化することで、製造時の作業性が向上し、製造コストが低減する。
【００９８】
なお、この実施形態においては、緩衝部材として中空円板状の合成樹脂フィルムを用いたが、緩衝部材の形状、材質は、これに限定されるものではない。
【００９９】
また、上述の実施形態においては、補強体として貫通円筒状または有底円筒状の筒体を用いたが、筒の外側の形状、内側の形状はこのような円筒形状に限定されるものではない。たとえば、補強体として、四角筒状のもの等を用いることもできる。さらに、補強体は、筒状のものに限定されるものではなく、たとえば平板状のものを用いることもできる。また、補強体を複数設けることもできる。たとえば、回路チップを挟むように、回路チップの上下に補強体を設けることもできる。
【０１００】
また、上述の実施形態においては、補強体をセラミックにより構成したが、剛性の大きい材料であれば、セラミック以外のものであってもよい。たとえば、ステンレススチール等の金属材料や、硬質の合成樹脂などを用いることができる。
【０１０１】
つぎに、この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールであるＩＣチップモジュールについて説明する。このＩＣチップモジュールは、図３に示すＩＣチップモジュール７４とほぼ同様の構造である。ただし、図３に示すＩＣチップモジュール７４の共振回路が、図１３Ｂに示す共振回路２２と同様の回路であるのに対し、本実施形態におけるＩＣチップモジュールを構成するＩＣチップの共振回路は、図１０に示す共振回路１５０である点で異なる。
【０１０２】
共振回路１５０は、５個のコンデンサＣ１〜Ｃ５および５個のレーザタップＴ１〜Ｔ５を備えたコンデンサ部１５２と、コイルＬとにより構成され、図１０のように接続されている。コンデンサ部１５２において、コンデンサＣ１〜Ｃ５は、それぞれ、レーザタップＴ１〜Ｔ５を介して、並列に接続されている。レーザタップＴ１〜Ｔ５は、導電性を有するタップであり、レーザを照射して切断することができる。
【０１０３】
レーザタップＴ１〜Ｔ５のうち、適当なタップを切断することによりコンデンサ部１５２の合成容量を調整することができる。コンデンサ部１５２の合成容量を調整することにより、共振回路１５０の共振周波数を調整できる。なお、レーザタップＴ１〜Ｔ５の切断は、ＩＣチップにコンデンサＣ１〜Ｃ５、コイルＬ等を形成した後の工程で行なう。
【０１０４】
たとえば、レーザタップＴ１〜Ｔ５を順次切断しながら共振周波数を測定し、共振周波数が所定のしきい値に達したときに、切断を終了するようにすることができる。
【０１０５】
また、同一の工程で製造されたＩＣチップ間でバラ付きが少ないような場合には、テストサンプルのＩＣチップを用いて、最適な切断パターンを見つけ、以後、同一の工程で製造されたＩＣチップについては、同じ切断パターンで、レーザタップＴ１〜Ｔ５を切断するようにしてもよい。
【０１０６】
また、ＩＣチップが複数種類ある場合には、ＩＣチップの種類ごとにレーザタップＴ１〜Ｔ５の切断パターンを変えることで、ＩＣチップの種類ごとに異なる共振周波数を設定することができる。
【０１０７】
コンデンサＣ１〜Ｃ５の容量は、全て同一でもよいし、それぞれ異なるよう構成してもよい。たとえば、コンデンサＣ１〜Ｃ５の容量を、それぞれ１μＦ、２μＦ、４μＦ、８μＦ、１６μＦとすることもできる。このようにすれば、合成容量を、１μＦ〜３１μＦの間で、１μＦ間隔で調整することができる。なお、コンデンサ、レーザタップの数は、５個に限定されるものではない。
【０１０８】
図１０に示す共振回路１５０に代え、図１１に示す共振回路１６０を用いることもできる。共振回路１６０は、６個のコイルＬ１〜Ｌ６および５個のレーザタップＴ１〜Ｔ５を備えたコイル部１６２と、コンデンサＣとにより構成され、図１１のように接続されている。コイル部１６２において、コイルＬ１〜Ｌ６は直列に接続され、各コイルの接続点はレーザタップＴ１〜Ｔ５を介して短絡するよう構成されている。
【０１０９】
レーザタップＴ１〜Ｔ５を、この順に切断してゆくことにより、コイル部１６２の合成インダクタンスを調整することができる。コイル部１６２の合成インダクタンスを調整することにより、共振回路１６０の共振周波数を調整できる。なお、コイル、レーザタップの数は、５個に限定されるものではない。
【０１１０】
また、共振周波数を調整できる共振回路は、これらに限定されるものではない。たとえば、図１０の共振回路１５０と図１１の共振回路１６０とを組合せて、共振回路を構成することもできる。
【０１１１】
このように、共振回路の共振周波数を調整可能とすることにより、コンデンサ、コイルをＩＣチップに形成した後に、共振回路のキャパシタンスまたはインダクタンスを調整することができる。このため、共振回路を構成する回路素子を全てＩＣチップ内に形成するにもかかわらず、該素子の形成後に共振周波数を調整することができる。
【０１１２】
すなわち、製造条件にバラ付きがあっても、共振周波数をある程度一定にすることができるため、このようなＩＣチップを搭載したＩＣカードの信頼性が高い。また、ＩＣチップの製造工程において回路素子を形成するマスクパターンを変更することなく、種々の共振周波数に対応したＩＣチップを得ることができるため、製造コストを低く抑えることができる。
【０１１３】
なお、上述の各実施形態においては、アンテナとしてループ状に形成したコイルを用いたが、アンテナの形態はこれに限定されるものではない。アンテナとして、たとえば、直線状の金属線、蛇行状に形成した金属線などを用いることができる。
【０１１４】
なお、上述の各実施形態においては、１コイル型の非接触型のＩＣカードに、この発明を適用した場合を例に説明したが、この発明は、いわゆる複数コイル型の非接触型のＩＣカードにも適用することができる。また、非接触型のＩＣカード以外に、接触型のＩＣカードにも適用することができる。さらに、ＩＣカードのみならず、回路チップを搭載したモジュール全般およびカード全般に適用することができる。ここでいうカードとは、略板状の部材をいい、クレジットカード、鉄道の定期券、鉄道の切符等が、該当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード７０の外観構成を示す図面である。
【図２】図１における断面Ｓ２−Ｓ２を示す図面である。
【図３】図３Ａは、ＩＣチップモジュール７４の正面図である。図３Ｂは、結合前のＩＣチップモジュール７４の各要素を示す図面である。
【図４】図３Ｂに示すＩＣチップ７６を、上方（バンプ８２側）から見た概念図である。
【図５】図３Ｂに示すＩＣチップ７８を、下方（バンプ８４側）から見た概念図である。
【図６】迂回配線、ダミーバンプを説明するための図面である。
【図７】この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード３０の断面構成を示す図面である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード５０の断面構成を示す図面である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード１７０の断面構成を示す図面である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールであるＩＣチップモジュールの共振回路１５０を示す図面である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールであるＩＣチップモジュールの共振回路１６０を示す図面である。
【図１２】従来の非接触型のＩＣカードの一例を示す図面である。
【図１３】図１３Ａは、図１２における断面Ｓ１−Ｓ１を示す図面である。図１３Ｂは、ＩＣカード２の回路図である。
【符号の説明】
７４・・・・・・ＩＣチップモジュール
７６・・・・・・ＩＣチップ
７８・・・・・・ＩＣチップ
８０・・・・・・異方性導電体
８２・・・・・・バンプ
８４・・・・・・バンプ
【発明の属する技術分野】
この発明は回路チップを搭載したカードおよび回路チップモジュールに関し、特に、回路チップを搭載したカード等の信頼性の向上、製造コストの低減等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキー場のリフトや鉄道の自動改札、荷物の自動仕分け等に、非接触型のＩＣカードが用いられる。従来の非接触型のＩＣカードの一例を図１２に示す。図１２に示すＩＣカード２は、１コイル型のＩＣカードであり、アンテナとして用いられるコイル４、コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８を備えている。
【０００３】
コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８は、フィルム状の合成樹脂基板に実装されている。コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８を実装した基板を、タブ（ｔａｂ：tape automated bonding）１０という。
【０００４】
図１３Ａに、ＩＣカード２の断面図を示す。合成樹脂のコア部材１２が一対の表層材１４、１６に挟まれている。コア部材１２に設けられた空洞部１８内に露出した表層材１４に、コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＣチップ８を実装したタブ１０が固定されている。タブ１０とＩＣチップ８との接合部は、エポキシ樹脂などの封止材９で被覆されている。
【０００５】
コイル４は、表層材１４とコア部材１２との間に配置されている。コイル４とタブ１０とは、ワイヤ２０により接続されている。
【０００６】
図１３Ｂに、ＩＣカード２の回路図を示す。ＩＣカード２は、リーダー／ライター（書込み／読出装置、図示せず）から送られる電磁波を、コイル４およびコンデンサＣ１により構成される共振回路２２で受け、これを電力源とする。なお、コンデンサＣ２は、電力平滑用のコンデンサである。
【０００７】
また、該電磁波に重畳して送られる情報をＩＣチップ８に設けられた制御部（図示せず）が解読し、返答を行なう。返答は、共振回路２２のインピーダンスを変化させることにより行なう。リーダー／ライターは、ＩＣカード２側の共振回路２２のインピーダンス変化に伴う自己の共振回路（図示せず）のインピーダンスの変化（インピーダンス反射）を検出することにより、返答内容を知る。
【０００８】
このように、ＩＣカード２を用いれば、カード内に電源を必要とせずかつ非接触で情報の授受を行なうことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のＩＣカードには、次のような問題点があった。ＩＣカード２においては、コイル４とタブ１０とをワイヤ２０により接続しなければならない。
【００１０】
一方、ＩＣカード２は、財布やズボンのポケットなどに入れられることが多く、かなり強い曲げ力や捩り力や押力を受けることがある。しかし、図１３Ａに示すＩＣカード２の厚さｔは規格寸法であり、それほど厚くない。したがって、曲げや捩りや押しに対する剛性はそれほど大きくない。このため、ＩＣカード２が強い曲げ力等を受けた場合、その撓みはかなり大きくなる。このような撓みが生ずると、ワイヤ２０が断線したり、ワイヤ２０と、コイル４またはタブ１０との接続が外れたりすることがある。また、ワイヤ２０と、コイル４またはタブ１０とを接続する作業において、接続不良が生ずることもある。
【００１１】
また、コイル４を設ける場所を確保するために、タブ１０を設ける位置が制限される。このため、大きな撓みの生ずる位置にタブ１０を配置せざるを得ない場合が生ずる。このような場合、ＩＣチップ８も大きく変形することとなる。このような変形により、ＩＣチップ８に割れが生じ、ＩＣカードとしての機能が損われる。
【００１２】
このように、従来のＩＣカードは、取扱いが難しく、信頼性に欠けるという問題があった。
【００１３】
また、コイル４とタブ１０とをワイヤ２０により接続しなければならないため、組み立てに手間がかかり、製造コストを上昇させていた。また、タブ１０にコンデンサＣ１，Ｃ２等を実装しなければならず、製造コストをさらに上昇させていた。
【００１４】
この発明はこのような問題を解決し、信頼性が高く、また、製造コストの低い回路チップ搭載カード等を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この発明の回路チップモジュールは、少なくとも処理部の一部を含むとともに端子を有する第１の回路チップとアンテナおよび処理部の残部を含むとともに端子を有する第２の回路チップとを積層した回路チップ結合体であって、第１の回路チップの第２の回路チップ側に端子を設け、第２の回路チップの第１の回路チップ側に端子を設け、第１の回路チップと第２の回路チップとを積層することにより、第１の回路チップに設けた前記端子と、第２の回路チップに設けた前記端子とを電気的に接続するよう構成するとともに、第１の回路チップおよび第２の回路チップの少なくとも一方の回路チップに、当該一方の回路チップの２つの端子間を電気的に接続する迂回配線を設け、当該２つの端子にそれぞれ接続される他方の回路チップ上では電気的に接続されていない２つの端子間を、当該迂回配線を介して、電気的に直接接続するよう構成した回路チップモジュールであって、第１の回路チップの第２の回路チップ側、および第２の回路チップの第１の回路チップ側に、第１および第２の回路チップを結合しても他方の回路チップの処理部又はアンテナに対して電気的に接続しないダミー端子を互いに対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００３０】
この発明の回路チップ搭載カードは、上記回路チップモジュールを搭載したことを特徴とする。
【００４７】
【発明の作用および効果】
この発明の回路チップモジュールは、第１の回路チップおよび第２の回路チップの少なくとも一方の回路チップに、当該一方の回路チップの２つの端子間を電気的に接続する迂回配線を設け、当該２つの端子にそれぞれ接続される他方の回路チップ上では電気的に接続されていない２つの端子間を、当該迂回配線を介して、電気的に直接接続するよう構成し、第１の回路チップの第２の回路チップ側、および第２の回路チップの第１の回路チップ側に、第１および第２の回路チップを結合しても他方の回路チップの処理部又はアンテナに対して電気的に接続しないダミー端子を互いに対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００４８】
したがって、２つの回路チップを結合してはじめて本来の機能を果たす。このため、回路チップモジュールを２つの回路チップに分解したとしても、各端子から機能を解析することは困難である。また、複数の迂回配線を設けることにより、機能の解析がいっそう困難になる。すなわち、機密保護効果の高い回路チップモジュールを実現することができる。
【００４９】
この発明の回路チップ搭載カードは、 上記回路チップモジュールを搭載したことを特徴とする。したがって、機密保護効果の高い回路チップ搭載カードを実現することができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の一実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード７０の外観構成を示す。ＩＣカード７０は、１コイル型のＩＣカードであり、スキー場のリフトや鉄道の自動改札、荷物の自動仕分け等に用いることができる。
【００５１】
図２に、図１における断面Ｓ２−Ｓ２を示す。ＩＣカード７０は、第１の基材である表層材３２、コア部材層を形成するコア部材３４、第２の基材である表層材３６をこの順に積層した構造を有している。表層材３２、３６として、塩化ビニル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂を用いている。また、コア部材３４は、合成樹脂により構成されている。
【００５２】
コア部材３４で形成された層の中に空洞部７２が設けられている。空洞部７２には、表層材３２に接して、回路チップモジュールであるＩＣチップモジュール７４が固定されている。
【００５３】
図３Ａに、ＩＣチップモジュール７４の正面図を示す。ＩＣチップモジュール７４は、第１の回路チップであるＩＣチップ７６と第２の回路チップであるＩＣチップ７８とを、異方性導電体８０を介してＩＣカード７０の厚さ方向（図２参照）に積層して結合した結合体である。
【００５４】
図３Ｂに、結合前のＩＣチップモジュール７４の各要素を示す。ＩＣチップ７６は、上部に端子である複数のバンプ８２を備えている。ＩＣチップ７８は、下部に端子である複数のバンプ８４を備えている。各バンプ８２とバンプ８４とは、互いに対向する位置に設けられている。
【００５５】
異方性導電体８０は、一方向にのみ導電性を有する導電体で、接着性を有している。異方性導電体として、たとえば熱硬化性の接着剤であるアニソルム（日立化成）を用いることができる。このような異方性導電体８０を用いることにより、ＩＣチップ７６およびＩＣチップ７８を強固に接着することができる。異方性導電体８０を用いて、ＩＣチップ７６およびＩＣチップ７８を接着することにより、互いに対向する位置に設けられた各バンプ８２とバンプ８４とが、電気的に接続される。このようにして、ＩＣチップモジュール７４を形成することができる。
【００５６】
図４は、ＩＣチップ７６を上方（バンプ８２側）から見た概念図である。ＩＣチップ７６には、処理部の一部である、不揮発性メモリ（図示せず）、変復調回路（図示せず）などが設けられている。
【００５７】
図５は、ＩＣチップ７８を下方（バンプ８４側）から見た概念図である。ＩＣチップ７８には、アンテナであるコイル４４と、処理部の残部であるコンデンサＣ１，Ｃ２などが設けられている。コイル４４は、金属配線層をループ状に形成することにより構成されている。コンデンサＣ１，Ｃ２のうち、少なくともひとつのコンデンサは強誘電体により構成されている。また、コイル４４とコンデンサＣ１とにより、共振回路を形成している。コンデンサＣ２は電源平滑用のコンデンサである。
【００５８】
このように構成すると、処理部およびアンテナの機能が収められた２つのＩＣチップ７６、７８を積層するだけで、通信を行なう機能が完成するので、ＩＣチップ７６、７８の外部で配線を行なう必要がない。このため、外部配線の接続作業にともなう接続不良が生ずることはない。また、ＩＣカード７０に対し撓みが繰り返し加えられたとしても、外部配線が断線したり、接続が外れたりする事故は起こり得ない。
【００５９】
また、コイル４４はＩＣチップ７８に収められてＩＣチップ７６に重ねされるから、コイルを設ける場所を確保するために、ＩＣチップを設ける位置が制限されるということもない。このため、大きな撓みの生じない任意の位置に、重ねた小面積のＩＣチップ７６、７８を配置することができる。このため、ＩＣカード７０に対し大きな力が加えられたとしても、重ねたＩＣチップ７６、７８が大きく変形することはない。
【００６０】
また、外部配線の接続作業がないため、組み立てが極めて容易になる。このため、製造コストを低下させることができる。また、コンデンサＣ１，Ｃ２もＩＣチップ７８に内蔵されているため、これらのコンデンサＣ１，Ｃ２を実装する手間が不要となる。このため、製造コストをさらに引下げることができる。
【００６１】
また、ひとつの小さなＩＣチップモジュール７４のみで、通信機能を果すことができる。このため、ＩＣカード７０内における配置の自由度が高い。また、組みつけ作業においては、予め形成されたひとつのＩＣチップモジュール７４のみを取扱えばよいので、作業性の向上による製造コストのいっそうの低減が可能となる。
【００６２】
つぎに、ＩＣチップモジュール７４に用いられている迂回配線、ダミーバンプ、ダミー配線について説明する。図６は、ダミーバンプ、迂回配線を説明するための図面である。
【００６３】
ＩＣチップ７６、７８には、図４、図５に示すバンプ８２、８４以外に、図６に示すバンプ８６ａ〜８６ｅ、８８ａ〜８８ｃが設けられている。また、配線９０ａ，９０ｂ，９２が設けられている。図６に示す配線が、迂回配線である。また、バンプ８６ｅ、８８ｃが、ダミーバンプである。
【００６４】
ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ａとバンプ８６ｂとは、ＩＣチップ７６の内部に設けられた配線９０ａにより接続されている。バンプ８６ｃとバンプ８６ｄとは、ＩＣチップ７６の内部に設けられた配線９０ｂにより接続されている。一方、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ａとバンプ８８ｂとは、ＩＣチップ７８の内部に設けられた配線９２により接続されている。
【００６５】
また、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ｂと、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ａとは、互いに対向する位置に設けられている。同様に、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ｃと、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ｂとは、互いに対向する位置に設けられている。
【００６６】
したがって、異方性導電体８０（図３Ｂ参照）を介してＩＣチップ７６とＩＣチップ７８とを結合すると、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ａは、配線９０ａ、バンプ８６ｂ、バンプ８８ａ、配線９２、バンプ８８ｂ、バンプ８６ｃ、配線９０ｂを介して、バンプ８６ｄに接続される。
【００６７】
このように構成すると、ＩＣチップ７６、７８の２つのＩＣチップを結合しなければ、ＩＣカード７０本来の機能を奏し得ない。このため、ＩＣチップモジュール７４を２つのＩＣチップに分解したとしても、各端子から機能を解析することは困難である。
【００６８】
また、ＩＣチップ７６に設けられたバンプ８６ｅと、ＩＣチップ７８に設けられたバンプ８８ｃとは、互いに対向する位置に設けられているが、ともに、なににも接続されていないダミーバンプである。さらに、バンプ以外の何にも接続されない配線（図示せず）を設けることもできる。これをダミー配線という。
【００６９】
このような迂回配線、ダミーバンプ、ダミー配線を複数設けることにより、機能の解析がいっそう困難になる。すなわち、機密保護効果の高いＩＣチップモジュールを実現することができる。また、このようなＩＣチップモジュール７４を搭載することにより、機密保護効果の高いＩＣカードを実現することができる。
【００７０】
なお、この実施形態においては、表層材３２、３６の厚さはともに０．１ｍｍであり、ＩＣカード７０全体の厚さは０．７６８ｍｍである。また、ＩＣチップ７６、７８は、いずれも、一辺３ｍｍの正方形であり、本体部分の厚さは０．２ｍｍで、バンプ８２、８４の厚さは、いずれも０．０２ｍｍである。異方性導電体８０の厚さは０．１１ｍｍである。結合後のＩＣチップモジュール７４の厚さは約０．５５ｍｍである。ただし、この発明は、これらの寸法や材質に限定されるものではない。
【００７１】
ＩＣカード７０の動作は、従来のＩＣカード２と同様である。すなわち、リーダー／ライター（書込み／読出装置、図示せず）から送られる電磁波を、ＩＣチップ７８に内蔵されたコイル４４およびコンデンサＣ１により構成される共振回路（図示せず）で受け、これを電力源とする。得られた電力はコンデンサＣ２により平滑化される。
【００７２】
また、該電磁波に重畳して送られる情報をＩＣチップ７６に設けられた制御部（図示せず）が解読し、返答を行なう。返答は、共振回路のインピーダンスを変化させることにより行なう。リーダー／ライターは、ＩＣカード７０側の共振回路のインピーダンス変化に伴う自己の共振回路（図示せず）のインピーダンスの変化を検出することにより、返答内容を知る。
【００７３】
このようにして、カード内に電源を持つことなく、かつ非接触で情報の授受を行なうことができる。
【００７４】
なお、上述の実施形態においては、ＩＣチップ７６とＩＣチップ７８とを、異方性導電体８０を介して積層して結合したが、ＩＣチップ７６とＩＣチップ７８とを、異方性導電体８０を介することなく、直接、積層して結合することもできる。この場合、たとえば、バンプ８２、８４のいずれか一方を金（Ａｕ）により形成し、他方を錫（Ｓｕ）で形成することで共晶を利用して結合するようにしてもよい。このように構成すれば、端子相互を結合する従来の技術を用いて、容易に２つのＩＣチップ７６、７８を結合してモジュール化することができる。
【００７５】
また、上述の実施形態においては、コンデンサＣ１，Ｃ２のうち、少なくともひとつのコンデンサを強誘電体により構成したが、全てのコンデンサを通常の常誘電体コンデンサとしてもよい。
【００７６】
また、ＩＣチップ７８に内蔵されたアンテナを、金属配線層をループ状に形成したコイル４４としたが、アンテナは、このような形態に限定されるものではない。また、コイル４４とコンデンサＣ１，Ｃ２とをともにＩＣチップ７８内に形成したが、コイルとコンデンサとを異なるＩＣチップに形成するよう構成することもできる。
【００７７】
つぎに、図７に、この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード３０の断面構成を示す。ＩＣカード３０の外観は、ＩＣカード７０とほぼ同様である（図１参照）。また、ＩＣチップモジュール７４自体も、ＩＣカード７０の場合とほぼ同様である（図３〜図６参照）。したがって、ＩＣカード３０の動作も、ＩＣカード７０の場合と同様である。
【００７８】
図７に示すように、ＩＣカード３０は、第１の基材である表層材３２、コア部材３４、第２の基材である表層材３６をこの順に積層した構造を有している。表層材３２、３６として、塩化ビニル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂を用いている。また、コア部材３４は、合成樹脂により構成されている。
【００７９】
コア部材３４で形成された層の中にセラミックフレーム３８が埋設されている。セラミックフレーム３８は、セラミックで構成され、円筒形状に形成されている。セラミックフレーム３８は補強体の枠体に該当する。つまり、この実施形態においては、補強体は枠体のみで構成されている。
【００８０】
セラミックフレーム３８の内部３８ａは、空洞となっている。セラミックフレーム３８の内部３８ａの下端部には、表層材３２に接して、緩衝部材である弾力材４０が敷かれている。弾力材４０として、接着性のあるシリコンゴムを用いている。弾力材４０の上に、回路チップモジュールであるＩＣチップモジュール７４が支持されている。
【００８１】
このように、補強体をセラミックにより形成することにより、高剛性を得ることができる。したがって、コア部材３４で形成された層の中にセラミックフレーム３８を埋設することで、セラミックフレーム３８近傍におけるＩＣカード３０の曲げ剛性、捩り剛性、押圧剛性を、格段に高めることができる。
【００８２】
このため、ＩＣカード３０に強い曲げ力や捩り力や押力が加えられたとしても、セラミックフレームの内部３８ａに配置されたＩＣチップモジュール７４が大きく変形することはない。このため、曲げ力や捩り力や押力が加えられたとしても、ＩＣチップモジュール７４が破損することはほとんどない。すなわち、ＩＣカード３０の信頼性を向上させることができる。
【００８３】
また、弾力材４０を介してＩＣチップモジュール７４を固定することで、ＩＣカード３０に衝撃が加えられたとしても、その衝撃がＩＣチップモジュール７４に直接伝達されることはない。このため、衝撃によるＩＣチップモジュール７４の破損を軽減することができる。
【００８４】
なお、この実施形態においては、表層材３２、３６の厚さはともに０．１ｍｍであり、ＩＣカード３０全体の厚さは０．７６８ｍｍである。また、ＩＣチップモジュール７４は、一辺３ｍｍの正方形である。ただし前述の実施形態と異なり、ＩＣチップモジュール７４の厚さは約０．４ｍｍに設定されている。
【００８５】
弾力材４０の厚さは０．１１８ｍｍである。セラミックフレーム３８の高さは、０．５６８ｍｍである。セラミックフレーム３８の内径は、内蔵されたＩＣチップモジュール７４とのクリアランスが０．２〜０．３ｍｍ程度になるように設定されている。また、セラミックフレーム３８の外径は約２３ｍｍである。ただし、この発明は、これらの寸法や材質に限定されるものではない。
【００８６】
なお、この実施形態においては、図７に示すように、弾力材４０を介してＩＣチップモジュール７４を表層材３２に固定するよう構成したが、弾力材４０を介することなく、ＩＣチップモジュール７４を直接、表層材３２に固定するよう構成することもできる。
【００８７】
つぎに、図８に、この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード５０の断面構成を示す。ＩＣカード５０の外観構成は、ＩＣカード３０と同様である（図１参照）。
【００８８】
ただし、図８に示すように、ＩＣカード５０においては、セラミックフレーム５２の形状が、ＩＣカード３０におけるセラミックフレーム３８（図７参照）と異なる。つまり、セラミックフレーム５２は、枠体である円筒部５２ａと、円筒部５２ａの下端に連続して一体的に設けられた板状体である底部５２ｂとを備えている点で、円筒状の枠体のみから構成されるセラミックフレーム３８と異なる。
【００８９】
また、図８に示すように、ＩＣチップモジュール７４は、セラミックフレーム５２の円筒部５２ａと底部５２ｂとにより形成された凹状空間５２ｃの底部５２ｂに直接固定するよう構成されている。
【００９０】
このように、円筒部５２ａの下端に連続して一体的に底部５２ｂを設けることで、セラミックフレーム５２の剛性を、いっそう高めることができる。このため、セラミックフレーム５２の面方向（図１のＸ方向およびＹ方向）の寸法をある程度大きくしても、所望の剛性を確保することができる。したがって、ＩＣチップモジュール７４の寸法を大きくすることができる。これにより、ＩＣチップモジュール７４に内蔵されたコイル４４（図５参照）の寸法を、より大きくすることができる。
【００９１】
また、図８に示すように、セラミックフレーム５２とセラミックフレーム５２に固定されたＩＣチップモジュール７４とで、フレームモジュール５４を構成している。このようにモジュール化することで、製造時の作業性が向上し、製造コストが低減する。
【００９２】
なお、この実施形態においては、ＩＣチップモジュール７４は、セラミックフレーム５２の底部５２ｂに直接固定するよう構成したが、ＩＣチップモジュール７４と、セラミックフレーム５２の底部５２ｂとの間に、図７に示すような弾力材４０を介在させるよう構成することもできる。このように構成すれば、カードに加えられた衝撃を緩和することができ、好都合である。
【００９３】
つぎに、図９に、この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード１７０の断面構成を示す。ＩＣカード１７０の外観構成は、ＩＣカード３０と同様である（図１参照）。
【００９４】
ただし、図９に示すように、ＩＣカード１７０においては、枠体であるセラミックフレーム１７２の形状が、ＩＣカード３０におけるセラミックフレーム３８（図７参照）と異なる。つまり、セラミックフレーム１７２は、外側はセラミックフレーム３８同様、単一円筒状に形成されているが、内側は、段付き円筒状に形成されている点で、セラミックフレーム３８と異なる。
【００９５】
また、図９に示すように、セラミックフレーム１７２の段部１７２ａには、緩衝部材である支持フィルム１７４が接着されている。支持フィルム１７４は中空円板状に形成された合成樹脂のフィルムである。したがって、支持フィルム１７４は、セラミックフレーム１７２の内部空間１７２ｂにおいて、セラミックフレーム１７２の段部１７２ａに支持され、宙づり状態となっている。
【００９６】
支持フィルム１７４のほぼ中央に、ＩＣチップモジュール７４が接着されている。したがって、ＩＣチップモジュール７４は、セラミックフレーム１７２の内部空間１７２ｂにおいて、支持フィルム１７４に支持され、宙づり状態となっている。
【００９７】
このように構成することで、カードに加えられた衝撃をより確実に緩和することができ、好都合である。また、図９に示すように、セラミックフレーム１７２、支持フィルム１７４、ＩＣチップモジュール７４で、フレームモジュール１７６を構成している。このようにモジュール化することで、製造時の作業性が向上し、製造コストが低減する。
【００９８】
なお、この実施形態においては、緩衝部材として中空円板状の合成樹脂フィルムを用いたが、緩衝部材の形状、材質は、これに限定されるものではない。
【００９９】
また、上述の実施形態においては、補強体として貫通円筒状または有底円筒状の筒体を用いたが、筒の外側の形状、内側の形状はこのような円筒形状に限定されるものではない。たとえば、補強体として、四角筒状のもの等を用いることもできる。さらに、補強体は、筒状のものに限定されるものではなく、たとえば平板状のものを用いることもできる。また、補強体を複数設けることもできる。たとえば、回路チップを挟むように、回路チップの上下に補強体を設けることもできる。
【０１００】
また、上述の実施形態においては、補強体をセラミックにより構成したが、剛性の大きい材料であれば、セラミック以外のものであってもよい。たとえば、ステンレススチール等の金属材料や、硬質の合成樹脂などを用いることができる。
【０１０１】
つぎに、この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールであるＩＣチップモジュールについて説明する。このＩＣチップモジュールは、図３に示すＩＣチップモジュール７４とほぼ同様の構造である。ただし、図３に示すＩＣチップモジュール７４の共振回路が、図１３Ｂに示す共振回路２２と同様の回路であるのに対し、本実施形態におけるＩＣチップモジュールを構成するＩＣチップの共振回路は、図１０に示す共振回路１５０である点で異なる。
【０１０２】
共振回路１５０は、５個のコンデンサＣ１〜Ｃ５および５個のレーザタップＴ１〜Ｔ５を備えたコンデンサ部１５２と、コイルＬとにより構成され、図１０のように接続されている。コンデンサ部１５２において、コンデンサＣ１〜Ｃ５は、それぞれ、レーザタップＴ１〜Ｔ５を介して、並列に接続されている。レーザタップＴ１〜Ｔ５は、導電性を有するタップであり、レーザを照射して切断することができる。
【０１０３】
レーザタップＴ１〜Ｔ５のうち、適当なタップを切断することによりコンデンサ部１５２の合成容量を調整することができる。コンデンサ部１５２の合成容量を調整することにより、共振回路１５０の共振周波数を調整できる。なお、レーザタップＴ１〜Ｔ５の切断は、ＩＣチップにコンデンサＣ１〜Ｃ５、コイルＬ等を形成した後の工程で行なう。
【０１０４】
たとえば、レーザタップＴ１〜Ｔ５を順次切断しながら共振周波数を測定し、共振周波数が所定のしきい値に達したときに、切断を終了するようにすることができる。
【０１０５】
また、同一の工程で製造されたＩＣチップ間でバラ付きが少ないような場合には、テストサンプルのＩＣチップを用いて、最適な切断パターンを見つけ、以後、同一の工程で製造されたＩＣチップについては、同じ切断パターンで、レーザタップＴ１〜Ｔ５を切断するようにしてもよい。
【０１０６】
また、ＩＣチップが複数種類ある場合には、ＩＣチップの種類ごとにレーザタップＴ１〜Ｔ５の切断パターンを変えることで、ＩＣチップの種類ごとに異なる共振周波数を設定することができる。
【０１０７】
コンデンサＣ１〜Ｃ５の容量は、全て同一でもよいし、それぞれ異なるよう構成してもよい。たとえば、コンデンサＣ１〜Ｃ５の容量を、それぞれ１μＦ、２μＦ、４μＦ、８μＦ、１６μＦとすることもできる。このようにすれば、合成容量を、１μＦ〜３１μＦの間で、１μＦ間隔で調整することができる。なお、コンデンサ、レーザタップの数は、５個に限定されるものではない。
【０１０８】
図１０に示す共振回路１５０に代え、図１１に示す共振回路１６０を用いることもできる。共振回路１６０は、６個のコイルＬ１〜Ｌ６および５個のレーザタップＴ１〜Ｔ５を備えたコイル部１６２と、コンデンサＣとにより構成され、図１１のように接続されている。コイル部１６２において、コイルＬ１〜Ｌ６は直列に接続され、各コイルの接続点はレーザタップＴ１〜Ｔ５を介して短絡するよう構成されている。
【０１０９】
レーザタップＴ１〜Ｔ５を、この順に切断してゆくことにより、コイル部１６２の合成インダクタンスを調整することができる。コイル部１６２の合成インダクタンスを調整することにより、共振回路１６０の共振周波数を調整できる。なお、コイル、レーザタップの数は、５個に限定されるものではない。
【０１１０】
また、共振周波数を調整できる共振回路は、これらに限定されるものではない。たとえば、図１０の共振回路１５０と図１１の共振回路１６０とを組合せて、共振回路を構成することもできる。
【０１１１】
このように、共振回路の共振周波数を調整可能とすることにより、コンデンサ、コイルをＩＣチップに形成した後に、共振回路のキャパシタンスまたはインダクタンスを調整することができる。このため、共振回路を構成する回路素子を全てＩＣチップ内に形成するにもかかわらず、該素子の形成後に共振周波数を調整することができる。
【０１１２】
すなわち、製造条件にバラ付きがあっても、共振周波数をある程度一定にすることができるため、このようなＩＣチップを搭載したＩＣカードの信頼性が高い。また、ＩＣチップの製造工程において回路素子を形成するマスクパターンを変更することなく、種々の共振周波数に対応したＩＣチップを得ることができるため、製造コストを低く抑えることができる。
【０１１３】
なお、上述の各実施形態においては、アンテナとしてループ状に形成したコイルを用いたが、アンテナの形態はこれに限定されるものではない。アンテナとして、たとえば、直線状の金属線、蛇行状に形成した金属線などを用いることができる。
【０１１４】
なお、上述の各実施形態においては、１コイル型の非接触型のＩＣカードに、この発明を適用した場合を例に説明したが、この発明は、いわゆる複数コイル型の非接触型のＩＣカードにも適用することができる。また、非接触型のＩＣカード以外に、接触型のＩＣカードにも適用することができる。さらに、ＩＣカードのみならず、回路チップを搭載したモジュール全般およびカード全般に適用することができる。ここでいうカードとは、略板状の部材をいい、クレジットカード、鉄道の定期券、鉄道の切符等が、該当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード７０の外観構成を示す図面である。
【図２】図１における断面Ｓ２−Ｓ２を示す図面である。
【図３】図３Ａは、ＩＣチップモジュール７４の正面図である。図３Ｂは、結合前のＩＣチップモジュール７４の各要素を示す図面である。
【図４】図３Ｂに示すＩＣチップ７６を、上方（バンプ８２側）から見た概念図である。
【図５】図３Ｂに示すＩＣチップ７８を、下方（バンプ８４側）から見た概念図である。
【図６】迂回配線、ダミーバンプを説明するための図面である。
【図７】この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード３０の断面構成を示す図面である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード５０の断面構成を示す図面である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードである、非接触型のＩＣカード１７０の断面構成を示す図面である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールであるＩＣチップモジュールの共振回路１５０を示す図面である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールであるＩＣチップモジュールの共振回路１６０を示す図面である。
【図１２】従来の非接触型のＩＣカードの一例を示す図面である。
【図１３】図１３Ａは、図１２における断面Ｓ１−Ｓ１を示す図面である。図１３Ｂは、ＩＣカード２の回路図である。
【符号の説明】
７４・・・・・・ＩＣチップモジュール
７６・・・・・・ＩＣチップ
７８・・・・・・ＩＣチップ
８０・・・・・・異方性導電体
８２・・・・・・バンプ
８４・・・・・・バンプ
Claims (2)
- 少なくとも処理部の一部を含むとともに端子を有する第１の回路チップとアンテナおよび処理部の残部を含むとともに端子を有する第２の回路チップとを積層した回路チップ結合体であって、
第１の回路チップの第２の回路チップ側に端子を設け、第２の回路チップの第１の回路チップ側に端子を設け、第１の回路チップと第２の回路チップとを積層することにより、第１の回路チップに設けた前記端子と、第２の回路チップに設けた前記端子とを電気的に接続するよう構成するとともに、
第１の回路チップおよび第２の回路チップの少なくとも一方の回路チップに、当該一方の回路チップの２つの端子間を電気的に接続する迂回配線を設け、当該２つの端子にそれぞれ接続される他方の回路チップ上では電気的に接続されていない２つの端子間を、当該迂回配線を介して、電気的に直接接続するよう構成した回路チップモジュールであって、
第１の回路チップの第２の回路チップ側、および第２の回路チップの第１の回路チップ側に、第１および第２の回路チップを結合しても他方の回路チップの処理部又はアンテナに対して電気的に接続しないダミー端子を互いに対向する位置に設けたこと、
を特徴とする回路チップモジュール。 - 請求項１の回路チップモジュールを搭載したことを特徴とする回路チップ搭載カード。
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