JPH0851259A

JPH0851259A - 非接触カード用プリント配線板

Info

Publication number: JPH0851259A
Application number: JP18495694A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogura; 宏小倉
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の磁気カード等のカード機能を併せもち、
カードとして薄型化が要求される非接触型カード用とし
て適し、また品質安定性も高い、非接触カード用プリン
ト配線基板を提供する。【構成】可塑性をもつ絶縁性基材の両面に配線が形成さ
れている非接触カード用プリント配線板において、配線
は、半導体チップ搭載部近傍においては、半導体チップ
搭載面側にのみ存在し、搭載面側にのみ配線が存在する
部位で、前記絶縁性基材及び配線が、半導体チップ搭載
部が設けられていない側に屈曲されていることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配線がアンテナの機能
を有する非接触カード、特に従来の磁気カードやＩＣカ
ード等の機能を併せもつ非接触カードに用いることがで
きるプリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触型の送受信装置を用い、例えば駅
の改札、ビルの入退場等における通行管理や、盲人の目
的物への誘導等を行うシステムが、従来から知られ、そ
の需要が高まっている。例えば、駅の改札で従来の定期
券の替わりとなるもので、駅の改札に呼び出し装置を設
置し、駅の改札を通過しようとする人間が、非接触カー
ド等の送受信装置を所持し、呼び出し装置から発する電
波を、送受信装置が受信し、送受信装置内に記憶され
た、駅区間、有効期間等の情報を、呼び出し装置に送
り、呼び出し装置が通行の可、不可を判断し、必要に応
じて警告等を発するというものである。

【０００３】そのようなシステムでは、電波を用いて情
報の送受信を行うため、送受信装置を所持していればよ
く、読み取り装置に挿入する必要がない。送受信装置と
しては、アンテナをカード化したものが、携帯しやすく
便利である。そして、具体的には支持基板上に配線をコ
イル状に形成し、配線をアンテナとして用いることが、
アンテナを簡易にカード化及び小型化することができ
る。例えば、使用目的は異なるが、絶縁性基板上にコイ
ルを形成したプリント配線板としては、実公平３−１１
８５１号公報に記載されているようなもので、図６のよ
うに、絶縁性基板６１の両面にコイル６２が形成されて
いる。図６の（ａ）は表面、（ｂ）は裏面から見た図で
ある。

【０００４】ところで、上記のような送受信装置の送受
信方式、構造は種々のものがあるが、受信機側（カード
側）に電池等の電源を有する方式のものは、電池の交換
が必要であり、また電池の容量が減少すると送受信がで
きなくなるため、受信機側には電池等の電源を有しない
ものが望ましい。具体的構造は、例えば特開平１−１１
２１８６号公報に記載されているようなもので、コイル
とコンデンサーで並列共振回路を構成し、受信部とする
ものである。そして、電波を受信後、共振回路によって
共振させ、得た電流をコンデンサに蓄積し、蓄積した電
荷を受信機から送信機への送信の際の電源として用いる
というものである。

【０００５】このような受信部の構成で、共振回路のコ
イルの性能を決定するのは、いわゆるＱ値といわれてい
るもので、Ｑ値が大きいほど共振した周波数の電流とし
て大きな電流を得ることができる。Ｑ値は具体的には、
共振周波数をｆ₀、コイルのインダクタンスをＬ、コイ
ルの抵抗をＲすると、Ｑ＝２πｆ₀Ｌ／Ｒで表される数値である。即ち、共振回路のコイルとして
は、インダクタンスＬが大きく、抵抗Ｒが小さいという
ことが望ましい。

【０００６】そこで、コイルの長さを長くすることによ
り、インダクタンスを大きくしている。また、絶縁性基
板の両面に配線を形成することにより、小型化も図って
いる。さらに、配線を厚くし、配線の断面積を大きくす
ることにより、抵抗を小さくしている。具体的には、配
線の厚さとしては、５０μｍ以上、好ましくは１００μ
ｍ以上が要求されることになる。このようにして、形成
されたプリント配線板に半導体チップを実装する。図７
を例に説明すると、プリント配線板７１上に半導体チッ
プ７２を銀ペースト７３によって接着し、金、アルミニ
ウム等からなるボンディングワイヤ７４によって半導体
チップの電極７５と、プリント配線板の電極７６を接続
する。なお、プリント配線板に搭載される半導体チップ
の厚さは、５００μｍ程度であり、非接触カードやＩＣ
カード等のカード用としては、薄型化をはかるため、特
に薄型加工された２００μｍから３００μｍ程度の厚さ
のチップが用いられている。

【０００７】そして、半導体チップ搭載部あるいはプリ
ント配線板全体を、エポキシ樹脂等の封止材料によって
封止した後、図８のように、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂等
からなるカード材料により被覆する。即ち、一方のカー
ド材料８１に、座ぐり加工により凹部８２が形成され、
プリント配線板８３がはめこまれ、他方のカード材料８
４を貼り合わせるというものである。上記のような工程
後、表面及び裏面に、用途に応じて、印刷表示を行った
り、顔写真を形成したりという加工を行って非接触カー
ドとして完成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】非接触カードは、上述
のように、読み取り装置に挿入する必要がないため、非
常に有利であるが、実用化は始まったばかりであり、呼
び出し装置等が設置されている場所もほとんど存在しな
いのが実情である。呼び出し装置等が設置されていなけ
れば、非接触カードが機能しないことはもちろんのこと
であり、そのため、従来の磁気カードやＩＣカード等の
カードシステムと共用できる非接触カードが求められて
いる。非接触カードの機能しか有しないカードでは、呼
び出し装置等の非接触カード用システムがあまり普及し
ていない現状では、カードシステムとしてはあまり有効
に機能せず、特殊用途等に制限されてしまう。つまり、
非接触カードにさらに磁気テープを設けたり、あるいは
非接触カード内の半導体チップに、ＩＣカードとしても
機能するような半導体チップを用い、非接触カードとし
ての機能と、磁気カード、ＩＣカード等の機能を併せも
つというカードが求められている。このようなカードで
は、呼び出し装置等が設置されている場所では、非接触
カードとして機能し、呼び出し装置等の非接触カード用
システムが設置されていない場所では磁気カードあるい
はＩＣカードとして機能することになる。しかし、この
ようなカードでは、磁気カードあるいはＩＣカードとし
て機能する場合には、読み取り装置に入れる必要があ
る。

【０００９】ところが、上述のような構成から、プリン
ト配線板に半導体チップを搭載した状態の厚さは最低で
も、基材厚５０μｍ程度と、コイルの配線厚が１００μ
ｍで、両面に形成され、さらにワイヤボンディング接続
のため、半導体チップの上側に１５０μｍ程度のスペー
スが必要であることを考えると、合計で４００μｍの厚
みとなる。厚さが最も薄い場合を考えてもこのような厚
さとなり、プリント配線板に樹脂封止を行うことを考え
るとかなり厚くなる。また、読み取り装置に入れる必要
性から、薄型化が求められており、例えば磁気カードに
関して規定されている、ＪＩＳＸ６３０１の規格に
よれば、磁気カードの厚さは、０．７６ｍｍと規定され
ている。上述のように、かなりの薄型化の努力をした場
合でも、プリント配線板に半導体チップを搭載した状態
で、４００μｍ、即ち、０．４ｍｍもあり、半導体チッ
プ搭載部あるいはプリント配線板全体を、エポキシ樹脂
等の封止材料によって封止したり、さらに、その両側を
カード材料で被覆し、カード表面に文字等を印刷すると
いう点も考えると、カードとしてはかなり厚くなる。な
お、カード材料の厚さは、薄いもので、０．１ｍｍ程度
はある。

【００１０】また、上記の薄型化の努力とは、絶縁性基
板の薄型化を図る、カード材料を薄くする、半導体チッ
プ実装後のプリント配線板をカード化するにあたり樹脂
封止を行わない、あるいは封止樹脂の薄型化をはかる、
ワイヤボンディングの際にボンディングワイヤの高さを
低くする等の種々の方法を採用するというものである。
しかしこれらの方法は、非接触カードに要求される品質
項目、具体的には、電気的特性、低ノイズ、機械的強
度、高信頼性、製造時の低不良率等の品質項目に影響を
与え、実際に要求される品質項目が満たされなくなる可
能性が高い。以上のような点から、非接触カード全体の
厚さを、例えば磁気カードについてＪＩＳ規格に規定さ
れている０．７６ｍｍにすることは、高い品質が要求さ
れることを考えれば、かなり難しかった。

【００１１】本発明は、上記のように、従来の磁気カー
ド、ＩＣカード等のカード機能を併せもつ非接触カード
であり、内部の配線として、厚い配線が要求されるにも
かかわらず、カードとして規格に適合するように、しか
も要求される品質項目に影響を与えることがなく、薄型
化を実現することができ、またカード材料との貼り合わ
せ工程等の後工程を経ても非接触カードの厚さ等に影響
が小さい、さらに均一な厚さの非接触カードを得ること
ができる、非接触カード用プリント配線板を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の発明では、可塑性をもつ絶
縁性基材の両面に、アンテナの機能を有する配線が形成
され、一方の面に半導体チップ搭載部が設けられている
非接触カード用プリント配線板において、前記配線は、
半導体チップ搭載部近傍においては、半導体チップ搭載
面側にのみ存在し、搭載面側にのみ配線が存在する部位
で、前記絶縁性基材及び配線が、半導体チップ搭載面と
は反対面側に屈曲されていることを特徴としている。

【００１３】このような技術的手段において、絶縁性基
材及び配線を屈曲する工程は、半導体チップ実装後に行
ってもよい。つまり、半導体チップをプリント配線板に
搭載し、ワイヤボンディングあるいはＴＡＢ等により電
気的接続を行う場合に、プリント配線板が屈曲されてい
ないほうが、半導体チップをプリント配線板に搭載する
工程や、電気的接続の工程を行いやすい場合もある。絶
縁性基材及び配線の屈曲工程をどの時点で行うかは、上
記のような後工程が行いやすいように選択すればよい。

【００１４】そして絶縁性基材及び配線の屈曲工程を、
半導体チップ実装前に行うか、半導体チップ実装後に行
うかを問わず、絶縁性基材及び配線の屈曲状態が保持さ
れていることが望ましい。即ち屈曲工程を行っても、絶
縁性基材の復元力によって、屈曲状態が長時間保持され
ない場合は、屈曲工程後すぐに、樹脂封止あるいは、カ
ード材料による被覆工程を行ったり、屈曲工程を後に再
び行ったりしなければならない。屈曲工程後も屈曲状態
が、保持されていれば、後に行われる工程の作業性が高
まる。請求項２記載の発明は、このような技術的要求に
基づいてなされたものである。

【００１５】即ち請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明を前提とし、前記配線の、少なくとも屈曲される
部分の厚さが、５０μｍ以上であることを特徴としてい
る。さらに、非接触カードは、表面及び裏面に印刷表示
等を行うため、表面及び裏面が平坦であることが要求さ
れる。平坦でないと、印刷ムラが生じたり、顔写真等の
挿入されるべき情報が、うまく入らなかったりという問
題が生じる。請求項３記載の発明は、このような技術的
要求に基づいてなされたものである。

【００１６】即ち請求項３記載の発明は、請求項１また
は請求項２記載の発明を前提とし、半導体チップ搭載部
の絶縁基板の、半導体チップ搭載面とは反対面と、半導
体チップ搭載面とは反対面に形成されている配線の上面
が、略同一平面になっていることを特徴としている。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、配線は、半導体
チップ搭載部近傍においては、半導体チップ搭載面側に
のみ存在し、搭載面側にのみ配線が存在する部位で、前
記絶縁性基材及び配線が、半導体チップ搭載面とは反対
面側に屈曲されているため、非接触カードに要求される
品質項目に影響を与えるような薄型化の努力を行わず
に、半導体チップを搭載し、電気的接続を行うためのス
ペースを形成することができる。

【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、前記
配線の、少なくとも屈曲される部分の厚さが、５０μｍ
以上であるため、絶縁性基材及び配線の屈曲後に、屈曲
された状態を保持することができる。

【００１９】さらに、請求項３記載の発明によれば、半
導体チップ搭載部の絶縁基板の、半導体チップ搭載面と
は反対面と、半導体チップ搭載面とは反対面に形成され
ている配線の上面が、略同一平面になっているため、絶
縁性基材及び配線を屈曲した場合でも、平滑性の高いプ
リント配線板を得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により、本発明を詳述する。図
１を参照して説明する。なお、図１の（ａ）は表面、
（ｂ）は裏面から見た図である。厚さ５０μｍのポリイ
ミドフィルムを絶縁性基板として、両面に厚さ７０μｍ
の銅箔を積層した両面銅貼積層板を材料として用いた。
絶縁性基板は支持体及び両面の銅箔の絶縁の確保する、
という性格を有するものであり、薄型化という観点から
すると薄いものが好ましいが、高い絶縁性が要求される
ため、３０μｍから７０μｍ、好ましくは５０μｍ以上
のものが適する。材質についても、テフロン、エポキ
シ、アクリル等を用いることが可能である。そして、ス
ルーホール用の孔をドリルによって穿孔し、厚さ７０μ
ｍのドライフィルムを貼着し、所望の配線のネガ状態と
なるように露光現像を行った。そして、銅の無電解メッ
キを厚さ０．２μｍ程度で施し、電解銅メッキを厚さ７
０μｍで行った。塩化第二銅を用い、表面を数μｍエッ
チングした後、再度、厚さ７０μｍのドライフィルムを
貼着し、所望の配線のネガ状態となるように露光現像を
行った。そして、電解銅メッキを厚さ６０μｍで行っ
た。そして、ドライフィルムを剥離した。

【００２１】配線形成の他の方法としては、まず、上記
の方法と同様の絶縁性基板を仮基材として用い、厚さ７
０μｍ程度のドライフィルムを貼着し、露光、現像によ
り、配線を形成する部分のドライフィルムを除去し、無
電解銅メッキ及び電解銅メッキにより、厚さ１００μｍ
の銅の配線を形成する。この場合、７０μｍのドライフ
ィルムを越える部分の銅メッキは、ドライフィルム上に
も若干オーバーラップして形成され、マッシュルーム状
になるが、特に支障はない。そして、ドライフィルム及
び配線上に、接着剤を塗布し、その上に新たに用意した
基材を貼着する。そして、仮基材を剥離する。この時点
で、ドライフィルムが除去された部分の銅の配線は露出
することになる。そして、電解メッキにより露出部分に
配線を形成し、１００μｍの厚さの銅の配線を形成す
る。なお、配線形成方法としては、上記の方法の他に、
転写を数回繰り返して厚い配線を形成するという方法も
ある。

【００２２】以上のようにして、ポリイミドフィルム１
１の両面に、スルーホール１２で接続された２００μｍ
の厚さを有するコイル状の配線１３及び電極１４を形成
した。この配線はアンテナとして、機能することにな
る。

【００２３】以下さらに図２も併せて参照して説明す
る。図２は図１の半導体チップ搭載部１５近傍部分の拡
大側面図である。半導体チップ搭載部１５近傍の、半導
体チップ搭載面側にのみ配線が存在する部位１６で、金
型を用い、ポリイミドフィルム１１及び配線２１を、半
導体チップ搭載部が設けられていない側に屈曲加工を行
った。この屈曲工程の際に、半導体チップ搭載部の絶縁
基板の、半導体チップ搭載面とは反対面２２が、半導体
チップ搭載面とは反対面に形成されている配線の上面２
３と、略同一平面になるように加工を行った。

【００２４】以上のような工程で、非接触カード用プリ
ント配線板を製造した。なお、ポリイミドフィルム１１
及び配線２１の屈曲工程については、次に記する半導体
チッップ搭載工程の後に行ってもよいことは、既に記し
た通りである。また、図１では、半導体チップ搭載部１
５をコイル状の配線１３の外側に設け、電極１４をその
近傍に設けて、電極から連続的に、コイル状の配線１３
を形成しているが、半導体チップ搭載部をコイルの中心
部に設け、その近傍に電極を設け、電極の周囲にコイル
状の配線を形成してもよい。この場合、コイルの中心部
を屈曲加工することになるが、例えば上述したような、
ポリイミド、テフロン、エポキシ、アクリル等のよう
に、多少の延伸性がある材料の場合、屈曲加工は可能で
ある。また、小型化という観点からすると、半導体チッ
プ搭載部をコイルの中心部に設けたほうが、コイル状の
配線の外側に設けるより、より一層の小型化を図ること
ができ、好ましい。

【００２５】以下、本発明によって得たプリント配線板
に半導体チップを搭載し、非接触カードに組み込む工程
を、さらに図３、図４も併せて参照して説明する。図１
及び図２の状態から、半導体チップ搭載部１５に半導体
チップ３１を、銀ペースト３２を用いて接着することに
より搭載し、プリント配線板の電極３３と半導体チップ
の電極３４の間をボンディングワイヤ３５を用いて接続
した。この状態が図３の状態であり、図３の半導体チッ
プ搭載部近傍の拡大側面図が図４である。なお、図５に
示すように、プリント配線板の電極３３と半導体チップ
の電極３４の間の接続を、ポリイミド等の絶縁フィルム
５１上に銅、アルミニウム等からなるリード５２を形成
し、さらに半田、金等からなるバンプ５３を形成したＴ
ＡＢを用いて行ってもよい。コスト面ではやや高くなる
ものの、一括接続が可能であるという点から考えると、
接続時の作業性は向上する。そして、プリント配線板と
及び半導体チップの全体を覆うように、エポキシ樹脂に
より封止を行い、プリント配線板を嵌め込めるように、
予め座ぐり加工により凹部を形成した塩化ビニルからな
るカード材料の凹部にプリント配線板を嵌合させ、両面
のカード材料を貼り合わせることにより、非接触カード
を得た。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、厚みが増加することな
く、半導体チップを搭載するためのスペースを形成する
ことができるため、規格に要求されるような薄型のカー
ドを容易に実現できる、非接触カード用プリント配線板
を得ることができる。また、プリント配線板の屈曲後
に、屈曲された状態を保持することができるため、半導
体チップの搭載工程、樹脂封止工程、カード材料との貼
合せ工程等の後工程を経ても、配線基板の屈曲状態に変
化を与えることがなく、後工程によっても品質に影響が
小さい非接触カードを実現できる、非接触カード用プリ
ント配線板を得ることができる。さらに、プリント配線
板を屈曲した場合でも、平滑性の高いプリント配線板を
得ることができるため、表面凹凸が少なく、安定した厚
さの非接触カードを実現できる、非接触カード用プリン
ト配線板を得ることが可能となる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント配線板の実施例の説明
図。

【図２】本発明に係るプリント配線板の実施例の部分拡
大説明図。

【図３】本発明に係るプリント配線板に半導体チップを
搭載した状態の説明図。

【図４】本発明に係るプリント配線板に半導体チップを
搭載した状態の部分拡大説明図。

【図５】本発明に係るプリント配線板に半導体チップを
搭載し、ＴＡＢ接続した状態の部分拡大説明図。

【図６】従来技術に係るプリント配線板の説明図。

【図７】従来技術に係るプリント配線板に半導体チップ
を搭載した状態の説明図。

【図８】プリント配線板にカード材料を貼り合わせる際
の説明図。

【符号の説明】

１１ポリイミドフィルム１２スルーホール１３配線１４電極１５半導体チップ搭載部１６半導体チップ搭載面側にのみ配線が存在する部位２１配線２２半導体チップ搭載部の絶縁基板の、半導体チップ
搭載面とは反対面２３半導体チップ搭載面とは反対面に形成されている
配線の上面３１半導体チップ３２銀ペースト３３プリント配線板の電極３４半導体チップの電極３５ボンディングワイヤ５１絶縁フィルム５２リード５３バンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可塑性をもつ絶縁性基材の両面に、アンテ
ナの機能を有する配線が形成され、一方の面に半導体チ
ップ搭載部が設けられている非接触カード用プリント配
線板において、前記配線は、半導体チップ搭載部近傍においては、半導
体チップ搭載面側にのみ存在し、搭載面側にのみ配線が
存在する部位で、前記絶縁性基材及び配線が、半導体チ
ップ搭載面とは反対面側に屈曲されていることを特徴と
する非接触カード用プリント配線板。
【請求項２】前記配線の、少なくとも屈曲される部分の
厚さが、５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１
記載の非接触カード用プリント配線板。
【請求項３】半導体チップ搭載部の絶縁基板の、半導体
チップ搭載面とは反対面と、半導体チップ搭載面とは反
対面に形成されている配線の上面が、略同一平面になっ
ていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
非接触カード用プリント配線板。