JP4450921B2 - IC chip mounting substrate for IC card - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICカード用ICチップ実装基板に関し、更に詳しくは接触、非接触両方式に動作する通称コンビチップ用のICカードに搭載するICチップ実装基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
図面を参照して従来技術について説明する。ICカード用のICチップ実装基板には、片側、又は、両側に電気回路を形成した絶縁層を複数積層した多層基板と、一枚の絶縁層の片側に電気回路を形成した一層基板がある。通常の接触型ICカードは絶縁層の片面に金属層が図3のように形成され、その裏側には図2に示すようにチップが接着剤で固定され、チップ面に形成された接続端子とICカードの外部端子を形成する金属層Aの裏側が図2、図3に示すスルーホール22を通してボンディングワイヤで配線されている。一方接触・非接触両方式で動作する通称コンビカードにおいては、前記接触型ICカードとして機能すると同時にカード本体側に形成されたアンテナからの信号を受信して動作しなければならずしたがってカード本体側に形成されたアンテナと基板に搭載されたICチップに配線された端子を接続するための接続端子を基板上に形成する必要が生じる。
【0003】
前記のような機能を満たすコンビチップ用基板は、通常図1に示すような形状をしている。まず、接触型ICカードとして機能させるために、チップ側の接触端子42から絶縁層2に開けられたスルーホール22を通して直接金属層Aに金属製のボンディングワイヤ5で接続するが、前記コンビチップ上に形成されたアンテナ端子41の位置は、チップメーカーによって一定していないために、アンテナ端子41から配線されたボンディングワイヤが、前記接触型ICカードのための複数のボンディングワイヤと交差したり、接触することなく極力距離が近いところに接地する必要である。そのために、ICチップの端子が形成されているチップの両サイドに平行に、非接触端子3を帯状に形成している。一方従来のコンビチップ用基板は図1の非接触端子3が、図4に示すように、絶縁層のスルーホールのエッジまで非接触端子の金属が形成されているために接触型として機能させるための外部端子とチップ上の端子を接続するボンディングワイヤがアンテナ接続用の非接触端子に接触し、製品の不良率が高かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明はコンビカード用ICチップ実装基板1においてチップ上の各接触端子42と基板の外部端子を接続するボンディングワイヤが非接触端子3と接触することが無く、不良率が極めて低いICカード実装基板を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1の発明のICカード用ICチップ実装基板は、絶縁層の一方の面に,ICカード外部端子がパターニングされた薄板形状の金属層Aが設けられ、前記絶縁層の他方の面に,帯状の非接触端子とアンテナ端子が電気的に導通するようにパターニングされた薄板形状の金属層Bが設けられ、前記絶縁層と前記金属層Bにパターニングされた前記非接触端子とに開けられた複数のスルーホールを通して、前記金属層B側の絶縁層上に接着されたICチップの接触端子と前記金属層Aの前記ICカード外部端子の絶縁層側とがワイヤボンディングされるICカード用ICチップ実装基板において、前記絶縁層に開けられた複数のスルーホールの前記金属層B側周辺部が絶縁部になっていることを特徴とするものである。
【0006】
また、本発明の請求項2の発明のICカード用ICチップ実装基板は、請求項1において、前記スルーホールを通して,前記接触端子と前記ICカード外部端子の絶縁層側とをワイヤボンディングした際,ボンディングワイヤの下にあたる前記スルーホールの前記金属層B側の周辺部全てを絶縁部としたことを特徴とするものである。
【0007】
【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。
【0008】
図1はコンビチップ型ICカードのICチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。図2は接触型ICカードのICチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。図3は、ICチップ実装基板の表面の一実施例を示す表面平面図である。図4は、金属層Bの一部で従来の非接触端子の形状を説明するための平面図である。図5は、金属層Bの一部で本発明のスルーホール周辺に絶縁部を設けた一例を説明するための平面図である。図6は、図4のB−B線断面図である。図7は、図5のC−C線断面図である。図8は、図1のA−A線断面図である。図9は、本発明の内容を説明するために図8のEの部分を拡大した図である。図10は、金属層Bの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の他の一例を示す平面図である。図11は、金属層Bの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の更に他の一例を示す平面図である。
【0009】
図1、図2、及び図3において、ICチップ実装基板1は、図3に示すICカード実装基板表面の外部接続端子6(金属層A)、事前にスルーホール22が開けられた絶縁層2、及び、非接触端子3およびアンテナ端子31(金属層B)からなる3層構成でできている。
【0010】
ここで、前記の基板の作製方法について説明する。絶縁フィルム2の片面全面に銅箔を接着した後、パンチング等の方法によりスルーホール22を開け、絶縁フィルムの残った片側に前記同様銅箔を貼り合わせる。絶縁フィルムには、ガラスエポキシ、ガラスBTレジン、ポリイミド等、物理的、化学的に強く、耐熱性の材料が一般的に使用される。前記銅箔の上に印刷法により前記両側にパターン状のレジストを形成して、レジスト以外の部分を腐食(エッチング)し、残った銅箔の表面からレジストを除去した後、金属層Aに(必要ならば金属層Bにも)ニッケル、又は、金メッキが施され、基板ができあがる。前記の他に、基板の作製方法として、やはり前記同様絶縁フィルムの片側全面に銅箔を接着した後、パンチングによりスルーホール22を開け、その後で絶縁フィルムの別の片側に銅箔を貼り合わせる。両面に感光材料が塗布され、所定のパターンが焼き付けられ、現像、腐食(エッチング)、レジスト除去の工程を経て金属層Aに(必要ならば金属層Bにも)ニッケル、金メッキを施し図1及び図2のパターンを形成する。
【0011】
ICカード実装基板は、同一のパターンを複数列帯状に並べ、ロール状に仕上げる場合と、同一の基板を縦横に複数個並べ、シート状に仕上げる場合があり、これを使用する後工程の要求によって決められる。
【0012】
次に、図1のICチップ4の裏側にダイボンディング用の接着剤が部分塗布され(図示せず)その上にICチップ4が固定される。チップ4が固定されると、ワイヤボンダーでチップ側のアンテナ端子41、接触端子42と、スルーホール奥の外部接続用の端子6の絶縁層側金属面が金、又は、アルミニウム等金属製のボンディングワイヤ5で配線される。図3に示すようにICチップ搭載基板1の表面は、接点の機能別に絶縁溝61によって、6ないし8の独立した部分に分割されている。
【0013】
ICカードの製造手順として、まずICカード基材であるポリ塩化ビニル、ポリエステル、ABS等のプラスチックフィルムに印刷を施し、これら印刷された基材フィルムの間にアンテナ又はコイルを挟みこみ、透明な保護フィルムで印刷面を被覆した後、全体に熱、圧を加えながら積層する。積層された中間製品から1枚1枚のカードに型抜きされた後、ICチップ実装基板を埋めこむための凹部がカードの表面に形成される。前記凹部にはカード基材の間に埋めこまれたアンテナ又はコイルの端子が所定の位置に形成されていて、前記図1のアンテナ端子31の位置と前記アンテナまたはコイルの端子がICチップ実装基板をカード本体に実装する際に対向するようになっていて実装時に導電性の接着剤などで固定される。樹脂による射出成型の場合は、カードの成型時にアンテナ又はコイルを封入し、ICチップ実装基板を実装するための凹部も同時に形成する。前記積層方式でカードを作製したときと同様ICチップ実装基板のアンテナ端子に対向した位置にカード本体側のアンテナ端子が形成されている。成型時に印刷パターンを転写しても、ICチップ実装基板を実装した後で、表裏印刷しても良い。
【0014】
図1では非接触端子3及びアンテナ端子31がH状の形状でつながっているが、前記非接触端子3及びアンテナ端子31は電気的に導通していれば良いので前記H状の形状にこだわるものではない。
【0015】
図1により、チップの接触端子42に向かって伸びているボンディングワイヤの方向に本発明の絶縁部が形成されていることによって、ボンディングされたボンディングワイヤが非接触端子に接触する危険が無いことが明確に理解できる。また、非接触端子3が図1のように形成されていれば、アンテナ端子41がICチップ4の縦ライン上のどの位置に形成されていても、最も近くに在る非接触端子3にボンディングワイヤを飛ばすことができ、非接触端子はスルーホール22が並ぶライン上付近に在ることが好ましい事がわかる。
【0016】
図4、及び、図6は非接触端子3のスルーホールの周辺に絶縁層を設けない従来の基板の一例を図示したものであり、図5、及び、図7は本発明の非接触端子3のスルーホールの周辺に絶縁層を設けた場合の一例を図示したものである。前記従来例の問題点については、図9で詳しく説明する。図4、図5、図6、図7において3は非接触端子で、2は絶縁層、6はICカード外部端子、22はスルーホール、23はスルーホール周辺絶縁部である。
【0017】
図9は、図8のEの部分の拡大図で、スルーホールの周辺に絶縁部が在る場合と無い場合について、ボンディングワイヤを配線した時にどのような状態になるかを判りやすく説明した図である。図9において従来の非接触端子の形状では、ICチップ4から導かれたボンディングワイヤ5aは金属層AのICカード外部端子裏側に接地する際に非接触端子のエッジ、すなわち金属層Bのエッジ3aに接触してしまう可能性がある。更に前記接触を避けようとすると図9で判るように、ボンディングワイヤの高さが高くなってしまう。然るにISOの規格に基づいて造られたICカードはカードの厚さが最大0.76mmプラス10%、最小0.76mmマイナス10%と決まっているために前記ワイヤボンディングの際のボンディングワイヤの高さをできるだけ低く抑えることが要求される。実際には絶縁フィルム(絶縁層)の厚さ、金属層Bの厚さは極めて薄いので、DaとDbの差はさほど無くても効果は得られるがDa=Dbの場合と較べれば格段の違いが現れる。
【0018】
また、最近チップを低コストで薄くできるようになったためにボンディングワイヤの高さが極めて低く設定できるようになったが、このような傾向の中で後述、図11のようにボンディングワイヤの下側全部を絶縁部にすることの効果はきわめて大きいことが判る。また、チップ及びボンディングワイヤを保護するために樹脂で封止するが、このような際にもボンディングワイヤの下側は絶縁されている方がより安全で都合が良い。
【0019】
図10は、スルーホール周辺絶縁部が四角形の場合、図11は、非接触端子3の絶縁部スルーホール22からチップの各端子まで配線されたボンディングワイヤの下に当たるスルーホール周辺部分を、全て絶縁部23にした場合について説明するための平面図である。
【0020】
【実施例】
(実施例)次に図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【0021】
図1に示すパターンにしたがってICチップ実装基板を試作しボンディングボンディングワイヤの非接触端子3への接触トラブルによる不良率を確認した。スルーホールの直径を0.7mmとし、スルーホール周辺絶縁部の直径を1.0mmとした。まず、絶縁フィルムとして厚さ100μmのポリイミドフィルムを選定して、エポキシ系の接着剤を使用して片側に35μmの銅箔を接着した。シルクスクリーン印刷機によって水溶性のレジストをパターン印刷し、非印刷面を塩化第二鉄水溶液でエッチングした。このようにして図1のパターンを形成し、パンチングによってスルーホール22を開けた。次に表側に前記同様銅箔を全面に貼りつけ、前記同様図3に示すメッキのためのリード61を伴ったパターンを印刷した後エッチングを行い、表面のレジストを除去しニッケル、及びその上に金メッキを施し、裏面のレジストの除去を行った。このようにして得た試作品を500ヶ作製し、チップボンディング、ワイヤボンディングを行い、図1の非接触端子3のスルーホールが隠れる程度に封止樹脂を流し込み、チップ及びボンディングワイヤを固定した。
【0022】
比較のために図1の非接触端子3のパターンを図4のパターンに変えた基板を同様の方法で500ヶ作製し、チップボンディング、ワイヤボンディングを行い、図1の非接触端子3のスルーホールが隠れる程度に封止樹脂を流し込み、チップ及びボンディングワイヤを固定した。
【0023】
チップ動作テスターによってボンディングワイヤと非接触端子の短絡状況を調査した結果、不良枚数は、従来方式が50枚で、本発明方式は0枚であった。
【発明の効果】
【0024】
本発明のICチップ実装基板によれば、実施例によっても明らかな如くコンビチップ対応汎用ICチップ実装基板において裏面の非接触端子部分のスルーホール周辺部を絶縁部とすることによって、ICチップ実装時の収率を格段に高めることができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンビチップ型ICカードのICチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。
【図2】接触型ICカードのICチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。
【図3】図1、または、図2に示すICチップ実装基板の表面の一実施例を示す表面平面図である。
【図4】金属層Bの一部で従来の非接触端子の形状を説明するための平面図である。
【図5】金属層Bの一部で本発明のスルーホール周辺に絶縁部を設けた一例を説明するための平面図である。
【図6】図4のB−B線断面図である。
【図7】図5のC−C線断面図である。
【図8】図1のA−A線断面図である。
【図9】本発明の内容を説明するために図8のEの部分を拡大した図である。
【図10】金属層Bの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の他の一例を示す平面図である。
【図11】金属層Bの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の更に他の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ICチップ実装基板
2 絶縁層
22 絶縁層スルーホール
23 本発明のスルーホール周辺絶縁部
3 基板側の非接触端子
31 基板側のアンテナ端子
3a 金属層Bと絶縁層のスルーホールの孔がDaで、同じ大きさである場合の金属層Bのエッジの位置
3b 絶縁層のスルーホールの孔の大きさがDaで金属層Bのスルーホールの孔の大きさがDbの場合の金属層Bのエッジの位置
4 IC(コンビ)チップ
41 チップ側(非接触カード)のアンテナ端子
42 チップ側(接触カード)の接触端子
5、5a、5b ボンディングワイヤ
6 金属層A(ICカード外部端子)
61 外部端子溝
62 メッキリード
7 チップボンディング用接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC chip mounting substrate for an IC card, and more particularly to an IC chip mounting substrate mounted on an IC card for a so-called combination chip that operates in both a contact and non-contact manner.
[0002]
[Prior art]
Prior art will be described with reference to the drawings. An IC chip mounting substrate for an IC card includes a multilayer substrate in which a plurality of insulating layers having an electric circuit formed on one side or both sides are stacked, and a single-layer substrate in which an electric circuit is formed on one side of one insulating layer. In a normal contact IC card, a metal layer is formed on one side of an insulating layer as shown in FIG. 3, and on the back side, a chip is fixed with an adhesive as shown in FIG. The back side of the metal layer A forming the external terminal of the IC card is wired with a bonding wire through the
[0003]
A combination chip substrate that satisfies the above-described functions usually has a shape as shown in FIG. First, in order to function as a contact type IC card, a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention provides an IC card mounting with an extremely low defect rate, in which bonding wires connecting the contact terminals 42 on the chip and the external terminals of the substrate do not contact the
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the IC chip mounting substrate for an IC card according to claim 1 of the present invention is provided with a thin plate-shaped metal layer A in which IC card external terminals are patterned on one surface of the insulating layer. And a thin plate-like metal layer B patterned so that the band-shaped non-contact terminal and the antenna terminal are electrically connected to each other on the other surface of the insulating layer, and patterned on the insulating layer and the metal layer B. through a plurality of through holes in which the bored in the non-contact terminal is, the insulating layer side of the IC card external terminal of the metal layer a and the contact terminals of glued IC chip to the metal layer B side of the insulating layer And an IC chip mounting substrate for an IC card that is wire-bonded to the metal layer B side peripheral portion of a plurality of through-holes opened in the insulating layer. It is intended.
[0006]
An IC chip mounting substrate for an IC card according to
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0008]
FIG. 1 is a back plan view for explaining an embodiment of the back surface of an IC chip mounting substrate of a combination chip IC card. FIG. 2 is a plan view of the back surface for explaining one embodiment of the back surface of the IC chip mounting substrate of the contact IC card. FIG. 3 is a surface plan view showing an example of the surface of the IC chip mounting substrate. FIG. 4 is a plan view for explaining the shape of a conventional non-contact terminal in a part of the metal layer B. FIG. FIG. 5 is a plan view for explaining an example in which an insulating portion is provided around the through hole of the present invention in a part of the metal layer B. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 9 is an enlarged view of a portion E in FIG. 8 for explaining the contents of the present invention. FIG. 10 is a plan view showing another example of the shape of the insulating part around the through hole of the present invention in a part of the metal layer B. FIG. FIG. 11 is a plan view showing still another example of the shape of the insulating portion around the through hole of the present invention in a part of the metal layer B. FIG.
[0009]
1, 2, and 3, the IC chip mounting substrate 1 includes an external connection terminal 6 (metal layer A) on the surface of the IC card mounting substrate shown in FIG. 3, and an
[0010]
Here, a method for manufacturing the substrate will be described. After a copper foil is bonded to the entire surface of one side of the
[0011]
The IC card mounting board has the same pattern arranged in multiple rows of strips and finished in a roll shape, and the same board is arranged in a plurality of lengths and widths and finished in a sheet shape. It is decided.
[0012]
Next, an adhesive for die bonding is partially applied to the back side of the IC chip 4 in FIG. 1 (not shown), and the IC chip 4 is fixed thereon. When the chip 4 is fixed, the metal side of the insulating layer side metal surface of the antenna terminal 41 and the contact terminal 42 on the chip side and the
[0013]
The IC card manufacturing procedure is as follows: First, a plastic film such as polyvinyl chloride, polyester, or ABS, which is the base material of the IC card, is printed, and an antenna or coil is sandwiched between the printed base material films to provide transparent protection. After coating the printing surface with a film, the whole is laminated while applying heat and pressure. After the laminated intermediate product is die-cut one by one, a recess for embedding the IC chip mounting substrate is formed on the surface of the card. An antenna or coil terminal buried between card bases is formed at a predetermined position in the recess, and the position of the antenna terminal 31 and the antenna or coil terminal of FIG. Is mounted on the card body and is fixed with a conductive adhesive or the like at the time of mounting. In the case of resin injection molding, an antenna or a coil is enclosed when molding a card, and a recess for mounting an IC chip mounting substrate is also formed at the same time. The antenna terminal on the card body side is formed at a position facing the antenna terminal of the IC chip mounting substrate as in the case where the card is manufactured by the lamination method. The printed pattern may be transferred at the time of molding, or the front and back may be printed after the IC chip mounting substrate is mounted.
[0014]
In FIG. 1, the
[0015]
According to FIG. 1, since the insulating portion of the present invention is formed in the direction of the bonding wire extending toward the contact terminal 42 of the chip, there is no risk that the bonded bonding wire contacts the non-contact terminal. Understand clearly. Further, if the
[0016]
4 and 6 show an example of a conventional substrate in which an insulating layer is not provided around the through hole of the
[0017]
FIG. 9 is an enlarged view of a portion E in FIG. 8, which is an easy-to-understand description of what a bonding wire is in when an insulating portion is present around a through hole and when an insulating portion is not present. It is. In the conventional non-contact terminal shape in FIG. 9, the
[0018]
Further, since the chip can be thinned at a low cost recently, the height of the bonding wire can be set very low. Under such a tendency, the lower side of the bonding wire will be described later as shown in FIG. It can be seen that the effect of making all the insulating parts is extremely large. In addition, the chip and the bonding wire are sealed with resin in order to protect the chip and the bonding wire. Even in such a case, it is safer and more convenient to insulate the lower side of the bonding wire.
[0019]
10 shows that when the through hole peripheral insulating portion is a square, FIG. 11 shows that all the through hole peripheral portions corresponding to the bonding wires wired from the insulating through
[0020]
【Example】
(Embodiments) Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
An IC chip mounting substrate was prototyped according to the pattern shown in FIG. 1, and the defect rate due to contact trouble of the bonding bonding wire to the
[0022]
For comparison, 500 substrates in which the pattern of the
[0023]
As a result of investigating the short-circuit state of the bonding wire and the non-contact terminal by the chip operation tester, the number of defectives was 50 in the conventional method and 0 in the present invention.
【The invention's effect】
[0024]
According to the IC chip mounting substrate of the present invention, as apparent from the embodiments, the peripheral portion of the non-contact terminal portion on the back surface of the combination chip compatible general-purpose IC chip mounting substrate is used as an insulating portion, so that the IC chip mounting substrate can be mounted. It was found that the yield of can be significantly increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a back plan view for explaining one embodiment of a back surface of an IC chip mounting substrate of a combination chip IC card.
FIG. 2 is a back plan view for explaining one embodiment of the back surface of the IC chip mounting substrate of the contact type IC card.
3 is a surface plan view showing an example of the surface of the IC chip mounting substrate shown in FIG. 1 or FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a plan view for explaining the shape of a conventional non-contact terminal in a part of a metal layer B. FIG.
FIG. 5 is a plan view for explaining an example in which an insulating portion is provided around a through hole according to the present invention in a part of a metal layer B;
6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 9 is an enlarged view of a portion E in FIG. 8 for explaining the contents of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing another example of the shape of the insulating part around the through hole of the present invention in a part of the metal layer B.
FIG. 11 is a plan view showing still another example of the shape of the insulating portion around the through hole of the present invention in a part of the metal layer B.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 IC chip mounting board |
61
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