JPH10193848A - 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

回路チップ搭載カードおよび回路チップモジュール

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JPH10193848A
JPH10193848A JP35137796A JP35137796A JPH10193848A JP H10193848 A JPH10193848 A JP H10193848A JP 35137796 A JP35137796 A JP 35137796A JP 35137796 A JP35137796 A JP 35137796A JP H10193848 A JPH10193848 A JP H10193848A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 ICチップ76、78は、ともに複数の
バンプ82、84を備えている。異方性導電体80を介
してICチップ76とICチップ78とを接着すること
により、互いに対向する位置に設けられた各バンプ8
2、84が、電気的に接続される。このようにして、I
Cチップモジュール74を形成する。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、I
Cチップ76、78の外部で配線を行なう必要がない。
このため、配線の断線事故等が生ずることはない。ま
た、配線の接続作業が不要であるため、組み立てが極め
て容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、I
C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。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の回路チップ搭
載カードは、電磁波を利用して通信を行なうアンテナ
と、通信に関する処理を行なう処理部とを搭載したカー
ドであって、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、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、を
備え、第1の回路チップと第2の回路チップとをカード
の厚さ方向に積層することにより、前記端子相互を電気
的に接続するよう構成したことを特徴とする。
【0016】請求項2の回路チップ搭載カードは、請求
項1の回路チップ搭載カードにおいて、第1の回路チッ
プの第2の回路チップ側に端子を設けるとともに、第2
の回路チップの第1の回路チップ側に、第1の回路チッ
プに設けられた前記端子に対向して端子を設け、前記第
1の回路チップと第2の回路チップとを直接的に積層す
ることにより結合したことを特徴とする。
【0017】請求項3の回路チップ搭載カードは、請求
項1の回路チップ搭載カードにおいて、第1の回路チッ
プの第2の回路チップ側に端子を設けるとともに、第2
の回路チップの第1の回路チップ側に、第1の回路チッ
プに設けられた前記端子に対向して端子を設け、前記第
1の回路チップと第2の回路チップとを異方性導電体を
介して積層することにより結合したことを特徴とする。
【0018】請求項4の回路チップ搭載カードは、請求
項1ないし請求項3のいずれかの回路チップ搭載カード
において、前記第2の回路チップは、コンデンサと前記
アンテナであるコイルとを備えたことを特徴とする。
【0019】請求項5の回路チップ搭載カードは、請求
項4の回路チップ搭載カードにおいて、前記第2の回路
チップを構成する回路素子のうち少なくともひとつのコ
ンデンサおよびコイルにより共振回路を構成したことを
特徴とする。
【0020】請求項6の回路チップ搭載カードは、請求
項4ないし請求項5のいずれかの回路チップ搭載カード
において、前記コイルは、金属配線層をループ状に形成
したものであることを特徴とする。
【0021】請求項7の回路チップ搭載カードは、請求
項4ないし請求項6のいずれかの回路チップ搭載カード
において、前記コンデンサのうち、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ことを特徴とす
る。
【0022】請求項8の回路チップ搭載カードは、請求
項1ないし請求項7のいずれかの回路チップ搭載カード
において、前記第1の回路チップは、処理部を構成する
不揮発性メモリと変復調回路とを備えたことを特徴とす
る。
【0023】請求項9の回路チップ搭載カードは、電磁
波を利用して通信を行なうアンテナと、通信に関する処
理を行なう処理部とを搭載したカードであって、第1の
基材、第1の基材に対しカードの厚さ方向に所定距離を
隔てて配置された第2の基材、第1の基材と第2の基材
との間に配置されたコア部材層、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前記端子に対
向して設けられた端子を有する第2の回路チップとを、
異方性導電体を介してカードの厚さ方向に積層して結合
することにより前記端子相互を電気的に接続した結合体
であって、前記コア部材層の中に配置された回路チップ
モジュール、を備えたことを特徴とする。
【0024】請求項10の回路チップ搭載カードは、請
求項1ないし請求項9のいずれかの回路チップ搭載カー
ドにおいて、カードの厚さ方向に直交する方向である面
方向に前記第1の回路チップおよび第2の回路チップを
囲うよう配置された枠体を備えた補強体を、カード内に
設けたことを特徴とする。
【0025】請求項11の回路チップモジュールは、請
求項1ないし請求項10のいずれかの請求項に記載され
た第1の回路チップおよび第2の回路チップを積層して
結合したことを特徴とする。
【0026】請求項12の回路チップモジュールは、請
求項11の回路チップモジュールにおいて、前記回路チ
ップに設けられたコンデンサとアンテナであるコイルと
により構成される共振回路の共振周波数を調整可能とし
たことを特徴とする。
【0027】請求項13の回路チップモジュールは、請
求項12の回路チップモジュールにおいて、回路チップ
の内部に予め作り込まれた複数のコンデンサの配線を選
択的に切断することにより所望の共振周波数を得るよう
構成したことを特徴とする。
【0028】請求項14の回路チップモジュールは、請
求項12の回路チップモジュールにおいて、回路チップ
の内部に予め作り込まれた複数のコイルの配線を選択的
に切断することにより所望の共振周波数を得るよう構成
したことを特徴とする。
【0029】請求項15の回路チップモジュールは、第
1の回路チップと第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の2つの端子間を、当該迂
回配線を介して、電気的に接続し得るよう構成したこと
を特徴とする。
【0030】請求項16の回路チップ搭載カードは、請
求項15の回路チップモジュールを搭載したことを特徴
とする。
【0031】
【発明の作用および効果】請求項1、および請求項4な
いし請求項8の回路チップ搭載カードは、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の回路チップとを備え、第1の回路チップ
と第2の回路チップとをカードの厚さ方向に積層するこ
とにより、端子相互を電気的に接続するよう構成したこ
とを特徴とする。
【0032】したがって、処理部およびアンテナの機能
が収められた2つの回路チップを積層するだけで、通信
を行なう機能が完成するので、回路チップ外で配線を行
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、カードに対し
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。
【0033】また、アンテナは第2の回路チップに収め
られて第1の回路チップに重ねられるから、アンテナを
設ける場所を確保するために、回路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、重ねた小面積の回路チップを
配置することができる。このため、カードに対し大きな
力が加えられたとしても、回路チップが大きく変形する
ことはない。
【0034】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、コンデンサも回路チップ
に内蔵されているため、コンデンサ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。
【0035】すなわち、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を実現することができ
る。
【0036】請求項2の回路チップ搭載カードは、第1
の回路チップの第2の回路チップ側に端子を設けるとと
もに、第2の回路チップの第1の回路チップ側に、第1
の回路チップに設けられた端子に対向して端子を設け、
第1の回路チップと第2の回路チップとを直接的に積層
することにより結合したことを特徴とする。
【0037】したがって、端子相互を結合する従来の技
術を用いて、容易に2つの回路チップを結合してモジュ
ール化することができる。このため、製造時の作業性の
向上による製造コストのいっそうの低減が可能となる。
【0038】請求項3および請求項9の回路チップ搭載
カードは、第1の回路チップの第2の回路チップ側に端
子を設けるとともに、第2の回路チップの第1の回路チ
ップ側に、第1の回路チップに設けられた端子に対向し
て端子を設け、第1の回路チップと第2の回路チップと
を異方性導電体を介して積層することにより結合したこ
とを特徴とする。
【0039】したがって、異方性導電体を介して積層す
ることにより、2つの回路チップをさらに強固に結合す
ることができる。
【0040】また、カードに組込まれる前の回路チップ
には、表面の保護膜を介してアルミニウムなどの配線層
に達する開口が、外部配線等のために設けられるのが一
般的である。したがって、回路チップを製造した後カー
ドに組込まれるまでの間および組み立て後経年変化によ
り、配線層のアルミニウム等が腐食されるおそれがあっ
た。しかしながら、この発明による回路チップ搭載カー
ドにおいては、カードに組込む際の外部配線が不要であ
るから、第1の回路チップ、第2の回路チップの製造
後、異方性導電体を介して、双方の回路チップを結合す
ることができる。すなわち、異方性導電体を介して第1
の回路チップと第2の回路チップとを密着させること
で、配線層のアルミニウム等の腐食を軽減することがで
きる。
【0041】請求項10の回路チップ搭載カードは、カ
ードの面方向に第1の回路チップおよび第2の回路チッ
プを囲うよう配置された枠体を備えた補強体を、カード
内に設けたことを特徴とする。
【0042】したがって、積層した回路チップを収納す
る空間を確保しつつ、回路チップ近傍におけるカードの
剛性を効果的に高めることができる。このため、カード
に強い曲げ力や捩り力や押力が加えられたとしても、積
層された回路チップが大きく変形することはない。すな
わち、回路チップ搭載カードの信頼性をさらに向上させ
ることができる。
【0043】請求項11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の回路チップを積層して結合
したことを特徴とする。したがって、ひとつの小さな回
路チップモジュールのみで、通信機能を果すことができ
る。このため、カード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
のモジュール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。
【0044】請求項12、請求項13および請求項14
の回路チップモジュールは、回路チップの内部に設けら
れたコンデンサとアンテナであるコイルとにより構成さ
れる共振回路の共振周波数を調整可能としたことを特徴
とする。
【0045】したがって、コンデンサ、コイルを回路チ
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回路チップ内に形成す
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。
【0046】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、回路チップ搭載カードの信頼性が高い。また、回路
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
た回路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。
【0047】請求項15の回路チップモジュールは、第
1の回路チップと第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
路チップの2つの端子間を、当該迂回配線を介して、電
気的に接続し得るよう構成し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】請求項16の回路チップ搭載カードは、請
求項15の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8
2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8
4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、I
C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7
0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、I
C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3
2、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、I
C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38
a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3
2、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7
4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7
4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5
0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5
2b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1
70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、I
C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1
72、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1
0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1μ
F、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〜31μ
F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1
1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〜T
5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1
0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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年6月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図11
【補正方法】変更
【補正内容】
【図11】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正内容】
【図12】
【手続補正13】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図13
【補正方法】変更
【補正内容】
【図13】

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁波を利用して通信を行なうアンテナ
    と、通信に関する処理を行なう処理部とを搭載したカー
    ドであって、 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、 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、 を備え、 第1の回路チップと第2の回路チップとをカードの厚さ
    方向に積層することにより、前記端子相互を電気的に接
    続するよう構成したことを特徴とする回路チップ搭載カ
    ード。
  2. 【請求項2】請求項1の回路チップ搭載カードにおい
    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る
    とともに、 第2の回路チップの第1の回路チップ側に、第1の回路
    チップに設けられた前記端子に対向して端子を設け、 前記第1の回路チップと第2の回路チップとを直接的に
    積層することにより結合したことを特徴とするもの。
  3. 【請求項3】請求項1の回路チップ搭載カードにおい
    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る
    とともに、 第2の回路チップの第1の回路チップ側に、第1の回路
    チップに設けられた前記端子に対向して端子を設け、 前記第1の回路チップと第2の回路チップとを異方性導
    電体を介して積層することにより結合したことを特徴と
    するもの。
  4. 【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれかの回路
    チップ搭載カードにおいて、 前記第2の回路チップは、コンデンサと前記アンテナで
    あるコイルとを備えたことを特徴とするもの。
  5. 【請求項5】請求項4の回路チップ搭載カードにおい
    て、 前記第2の回路チップを構成する回路素子のうち少なく
    ともひとつのコンデンサおよびコイルにより共振回路を
    構成したことを特徴とするもの。
  6. 【請求項6】請求項4ないし請求項5のいずれかの回路
    チップ搭載カードにおいて、 前記コイルは、金属配線層をループ状に形成したもので
    あることを特徴とするもの。
  7. 【請求項7】請求項4ないし請求項6のいずれかの回路
    チップ搭載カードにおいて、 前記コンデンサのうち、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ことを特徴とするもの。
  8. 【請求項8】請求項1ないし請求項7のいずれかの回路
    チップ搭載カードにおいて、 前記第1の回路チップは、処理部を構成する不揮発性メ
    モリと変復調回路とを備えたことを特徴とするもの。
  9. 【請求項9】電磁波を利用して通信を行なうアンテナ
    と、通信に関する処理を行なう処理部とを搭載したカー
    ドであって、 第1の基材、 第1の基材に対しカードの厚さ方向に所定距離を隔てて
    配置された第2の基材、 第1の基材と第2の基材との間に配置されたコア部材
    層、 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
    とともに前記端子に対向して設けられた端子を有する第
    2の回路チップとを、異方性導電体を介してカードの厚
    さ方向に積層して結合することにより前記端子相互を電
    気的に接続した結合体であって、前記コア部材層の中に
    配置された回路チップモジュール、 を備えたことを特徴とする回路チップ搭載カード。
  10. 【請求項10】請求項1ないし請求項9のいずれかの回
    路チップ搭載カードにおいて、 カードの厚さ方向に直交する方向である面方向に前記第
    1の回路チップおよび第2の回路チップを囲うよう配置
    された枠体を備えた補強体を、カード内に設けたことを
    特徴とするもの。
  11. 【請求項11】請求項1ないし請求項10のいずれかの
    請求項に記載された第1の回路チップおよび第2の回路
    チップを積層して結合したことを特徴とする回路チップ
    モジュール。
  12. 【請求項12】請求項11の回路チップモジュールにお
    いて、 前記回路チップに設けられたコンデンサとアンテナであ
    るコイルとにより構成される共振回路の共振周波数を調
    整可能としたことを特徴とするもの。
  13. 【請求項13】請求項12の回路チップモジュールにお
    いて、 回路チップの内部に予め作り込まれた複数のコンデンサ
    の配線を選択的に切断することにより所望の共振周波数
    を得るよう構成したことを特徴とするもの。
  14. 【請求項14】請求項12の回路チップモジュールにお
    いて、 回路チップの内部に予め作り込まれた複数のコイルの配
    線を選択的に切断することにより所望の共振周波数を得
    るよう構成したことを特徴とするもの。
  15. 【請求項15】第1の回路チップと第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の2つの端子
    間を、当該迂回配線を介して、電気的に接続し得るよう
    構成したことを特徴とする回路チップモジュール。
  16. 【請求項16】請求項15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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