KR100355209B1 - 비접촉형ic카드및그제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판에 IC칩을 부착한 전자부품(201)을 갖는 IC카드에 있어서, 전자부품(201)을 안테나 코일(202)의 루프의 외측에 배치한다. 상기 기판에 대한 상기 IC칩의 부착면측의 이 IC칩의 외주테를 둘러싸는 보강판(126)을 설비한다. 비접촉형 IC카드는 상기 카드의 외형면적보다도 넓고 상기 전자부품(201)의 높이보다도 두꺼운 구멍을 갖는 스페이서(205)와, 수지성의 필름으로 형성된 수지공에 반고형 모양의 고정수지를 충전한 후, 상기 전자부품(201) 및 상기 안테나 코일(202)을 상기 고정수지에 묻어 가고정하고, 상기 고정수지의 적어도 한면에 필름을 압접한 상태에서 고정수지를 경화시켜 상기 고정수지 및 상기 필름의 일부를 동시에 찍어내어 형성한다.
Description
최근, 스키장의 리프트의 회수권용 카드, 전철이나 버스 등의 회수권용 및 정기권용 카드, 또는 재고관리용 태그 등으로서 카드를 수시로 꺼내어 개찰구 등의 판독장치에 통과하지 않아도 데이타의 확인 및 갱신할 수 있는 비접촉형 IC카드가 사용되게 되었다.
이런 종류의 비접촉형 IC카드(다음에는 IC카드라고 함)의 기본구성은 제14도에 단면도로 도시한 바와 같은 구조를 하고 있다. 즉, 제 14(a)도에 도시한 바와 같이, 트레이모양을 한 수지성의 케이스(203c)안에 전자부품을 탑재한 기판(201) 및 안테나 코일(202)을 배치하여 수지성의 피복체(203d) 등으로 상부를 덮도록 형성되거나, 제 14(b)도에 도시한 바와 같이 수지성의 박판(203c)위에 카드의 크기에 맞추어 형성된 수지성의 스페이서(203e)를 배치하여 그 안에 전자부품을 탑재한 기판(1) 및 안테나 코일(202)을 삽입한 후 다시 수지성의 피복체(203d)로 상부를 덮도록 형성되어 있다.
이와 같이 형성된 IC카드에는 일반적으로 전원이 되는 전지는 내장되어 있지않다. 카드(210)가 필요로 하는 전력은 스키장 등의 개찰구에 설치된 개찰장치의 근방을 통과할 때에, 개찰장치의 송신수단에서 보내어 지는 전파를 안테나 코일(202)에서 수신하고, 기판(201)위의 전자부품으로 검파하여 콘덴서에 충전하는 것에 의해 필요한 전력을 얻도록 되어 있다. 이 전력을 사용하여 전자부품으로서 내장된 마이크로 컴퓨터 등의 반도체장치를 구동하여 요금 등의 데이터를 바꿔쓰고, 이 결과를 개찰장치로 송신하는 것에 의해 개찰장치에서 IC카드의 사용상황을 확인하고, 이용가능한 사람이나 물건만을 통과시키거나, 소정의 방향으로 인도하도록 되어 있다.
이와 같이 전파를 사용한 상호통신에 의해 비접촉으로 데이터를 확인할 수 있으므로, 개찰구 등을 통과할 때마다 카드(210)를 꺼내어 개찰장치에 늘 통과할 필요가 없어 개찰시간이 단축되며, 정체가 완화된다. 이와같은 편리성에 앞으로 고속도로의 요금확인 등의 응용을 비롯하여 널리 사용되도록 하고자 한다.
이와 같이 앞으로 보급이 기대되는 IC카드는 사용 후에 버려질 경우도 많고, 싸게 대량으로 공급될 필요가 있지만, 제 14도에 도시한 바와 같은 제조방법으로는 양산성이나 가격 및 성능적인 문제가 있었다.
즉, 제 14도의 종래의 제조방법에서는 케이스나 스페이서와 피복체(203d)와의 위치맞춤이 어렵고, 생산성이 나쁘며, 아울러 피복체(203d)를 벗겨서 개조하는 것이 비교적 간단히 행해진다는 문제가 있다. 또한 사용자가 바지주머니 등에 카드(210)를 넣고 있을 때, 카드(210)에 걸리는 응력으로 피복체 등이 만곡하는 것에 의해 내부의 전자부품이나 접속개소가 파손하거나, 진동으로 안테나 코일(202)이 움직이는 것에 의해 배선이 절단하기도 하여 쉽게 고장이 난다는 문제가 있다.
또한 종래에 있어서, 이런 종류의 비접촉형 IC카드의 일예를 제 14도 ∼ 제 18도에 도시한다. 제 15도는 종래의 비접촉형 IC카드를 도시하는 평면도이고, 제 16도는 그 투시사시도이다. 또, 제 17도는 종래의 비접촉형 IC카드에 있어서 카드체와 커버체를 맞댄 상태의 정면도이다.
도면에 있어서 부호(121)는 비접촉형 IC카드이다. 이 비접촉형 IC카드(121)에 있어서 여러 가지의 목적을 달성하기 위해 필요한 회로, 예를들면 마이크로프로세서나 메모리 등이 내장된 IC칩(123)을 모듈기판(122)의 윗면에 접착하고, 이 모듈기판(122)과 안테나 코일(125)을 리드(124)로 접속한 후 상기 모듈기판(122)을 카드기재(121a)의 윗면에 탑재한다. 또한 전파에 의해 외부와의 데이타의 주고받음을 하기 위해 사용되는 루프형상의 안테나 코일(125)이 상기 카드기재(121a)의 윗면의 거의 외주를 따라 프린트되어 있다. 또, 상기 모듈기판(122)은 상기 카드기재(121a)의 안테나 코일(125)의 루프의 내측의, 예를들면 카드기재(121a)의 거의 중앙부에 위치하도록 배치되어 있다. 그리고 상기 모듈기판(122)과 상기 안테나 코일(125)을 리드(124)로 결선한 후, 제 17도와 같이 미리 IC칩(123)이나 모듈기판(122)의 위치에 대응하는 개소에 오목하게 형성한 커버기재(121b)를 상기 카드기재(121a)에 접착하도록 하여 이 비접촉형 IC카드(121)는 구성되어 있다.
그러나 상기 비접촉형 IC카드(121)를 예를들면 바지주머니 등에 넣은 상태로 가지고 다닐(휴대할)때, 그 바지를 입은 사람이 자세를 바꾸는 것 만으로, 상기 비접촉형 IC카드(121)에는 휘는 응력이 걸린다. 제 18도는 종래의 비접촉형 IC카드가휜 상태를 도시하는 설명도이다. 상기 비접촉형 IC카드(121)는 매우 얇은 것으로, 당해 IC카드(121)를 구성하는 카드기재(121a) 및 키버기재(121b)는 플라스틱 등의 유연한 소재로 형성되는 것이 많기 때문에, 어느 정도의 휘는 응력이 걸리면, 제 18도에 도시하는 바와 같이 휘는 경우가 있다. 특히 IC카드 중앙부는 휘는 응력집중을 받게 되고, IC모듈은 IC카드의 중앙부에 있으므로 파괴되기 쉽다.
그래서 예를들면, 제 19도 또는 일본국 특개평 2-2096호 공보 또는 일본국 특개평 3-158296호 공보에 나타낸 바와 같이 IC모듈의 모듈기판(122)의 아래면(제 19(a)도 참조) 또는 IC칩(123)측의 일면(제 19(b)도 참조)에 고강성의 보강판(126)을 삽입하여 설비한 후, 카드기재(121)a)와 커버기재(121b)를 접착하여, IC모듈주위의 카드기재(121a) 또는 커버기재(121b)로의 휘는 응력집중에 의한 IC모듈 부근에서의 카드의 평면형상의 변형을 방지하는 것이 제안되고 있다.
그러나 이러한 보강판(126)에서 IC모듈에 가해지는 휘는 응력을 완화하는 방법으로는 카드기재에 탑재되는 IC모듈의 두께외에 상기 보강판(126)의 두께가 가해지므로 IC카드 전체의 두께가 두꺼워져 비접촉형 IC카드로서 사용에 접합하지 않은 것이 되버린다는 결점이 있다.
즉, 이 문제에 대하여 모듈기판(122)의 판두께를 늘리거나, 보강판(126)을 단순히 추가하는 등의 대책은 어느 것도 IC모듈 등의 두께의 증대를 초래하고, IC카드의 박형화의 경향에 역행하는 것으로 바람직한 것은 아니다.
그래서 보강판을 추가해도, IC모듈 전체의 두께를 증대시키지 않도록 상기 모듈기판(122) 대신에 박막 필름을 이용하는 테이프 캐리어 패키지(다음에는 TCP라고 함)에 의한 IC칩의 실장방법이 개발되고 있다.
그러나, 이 TCP에 의한 경우는 현재, IC모듈 내에서 IC칩을 외부전극에 접속하는 리드의 리드폭은 50㎛, 피치는 100㎛정도이지만, 최근에는 IC카드의 소형화, 박형화의 요구가 강하고, 보다 더 고밀도실장이 요구되고 있다. 그 때문에 리드패턴의 미세화, 다수핀화에는 리드폭, 리드피치 축소에 의해 대응하지 않으면 안되는 상황이다.
그 결과 리드폭이 작게됨에 따라, 리드강도가 저하하고, IC모듈에 휘는 응력이 가해진 경우, 리드와 IC칩과의 접속부가 불안정하게 되어 IC카드 전체의 파손으로 연결될 염려가 있다.
그래서 본 발명은 상기 종래기술이 갖고 있던 과제로서, IC카드의 두께를 늘리지 않고, IC칩이나 리드의 파손을 방지할 수 있는 IC모듈을 응용한 IC카드를 제공하는 것으로, 특히 박형화가 요구되는 비접촉형 IC카드에 있어서, 휘는 응력이 가해진 경우라도 IC모듈이 파손되는 경우가 적은 구조를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또 본 발명은 신뢰성이 높은 IC카드를 싸게 대량으로 제조하기 위한 IC카드의 구조 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
이 기술적 과제를 달성하기 위해 제 1의 발명은 평면시에 있어서 편평한 직사각형 모양의 카드체의 거의 외주를 따라 루프형상의 안테나 코일을 탑재하고, 또한 전자부품을 상기 카드체에 탑재하여 이루어지는 비접촉형 IC카드에 있어서, 상기 전자부품을 상기 카드체의 평면시에 있어서 안테나 코일의 루프의 외주에 배치하는 구성으로 했다.
이와같이 모듈기판을 평면시에 있어서, 안테나 코일의 루프의 외측에 배치하는 것에 의하여 비접촉형 IC카드에 휘는 응력이 가해지고, 이 비접촉형 IC카드를 구성하는 카드체가 휜 경우라도 휘는 응력의 영향을 받기 쉬운 카드체에 있어서 중심부를 피하는 개소에 모듈기판 및 집적회로칩을 위치시킬수가 있으므로, 모듈기판 및 집적회로칩에는 휘는 응력이 거의 가해지지 않고, 이들 모듈기판 및 집적회로칩이 파손하는 것도 감소한다.
또 제 2의 발명은 필름기판에 IC칩을 부착한 IC모듈을 내부에 매설한 IC카드에 있어서, 상기 필름기판에 대한 상기 IC칩의 부착면측의 이 IC칩의 외주테를 따라 설비된 보강판과 상기 IC모듈의 거의 외주를 따라 형성된 루프형상의 안테나 코일을 갖는 것을 특징으로 한다.
제 2발명에서는 필름기판에 대한 IC칩의 부착면측의 이 IC칩의 외주테를 따라 보강판을 설비한 것으로, 필름기판의 두께방향에 있어서 보강판이 IC칩에 겹치지 않고, 보강판의 설비에 의한 IC모듈의 두께의 증대를 경감 또는 해소할 수 있다.
또, 보강판은 IC칩 주변의 필름기판을 보강하므로, 외부에서 기계적 스트레스 특히 IC카드의 중앙부에 집중하기 쉬운 휘는 응력이 가해진다고 해도, IC모듈에서 상기 필름기판의 휘는 또는 젖혀짐에 의한 IC칩의 파손 또는 손상을 경감할 수 있다. 또한 필름 기판위에 형성된 리드와 IC칩과의 접속부가 안정되기 때문에 신뢰성이 향상한다.
제 3의 발명에 관한 비접촉형 IC카드는 카드의 내부에 전자부품 및 안테나 코일이 내장되어 이루어지는 비접촉형 IC카드의 구조에 있어서 전자부품 및 안테나 코일의 적어도 일부가 절연성을 갖는 고정수지로 파묻혀져 있고 아울러 고정수지는 고정수지의 적어도 한면에 수지성의 필름이 압접된 상태에서 경화하고, 고정수지 및 상기 필름의 일부를 일체적으로 찍어내어 IC카드가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 제 4의 발명에 관한 비접촉형 IC카드의 제조방법은 카드의 내부에 전자부품 및 안테나 코일이 내장되어 이루어지는 비접촉형 IC카드의 제조방법에 있어서 카드의 외형면적 보다도 넓고 전자부품의 높이보다도 두꺼운 구멍을 갖는 스페이서와 수지성의 필름으로 형성된 수지구멍에 반고형 모양의 고정수지를 충전한 후 진자부품 및 안테나 코일을 고정수지에 묻어 가고정하고, 고정수지의 적어도 한면에 필름을 압정한 상태에서 고정수지를 경화시켜, 고정수지 및 필름의 일부를 동시에 찍어내어 IC카드를 형성하는 것을 특징으로 한다.
제 4의 발명의 구조에 의하면 기판 및 안테나 코일을 소정의 위치에 간단하고 확실하게 고정할 수 있게 된다. 또, 제 4의 발명의 제조방법에 의하면 카드본체와 필름의 위치맞춤이 간단하게 됨과 동시에 IC카드를 연속적으로 제조하는 것이 가능해 진다.
본 발명은 비접촉형 IC카드에 관하며 자세하게는 비접촉형 IC카드의 구조 및 비접촉형 IC카드를 효율적으로 조절하기 위한 제조방법에 관한 것이다.
제 1도는 제 1의 실시예에 있어서 카드체와 커버체를 맞대는 상태의 정면도.
제 2도는 제 1실시예를 도시하는 사시도.
제 3도는 제 1도의 III-III 시시도.
제 4도는 제 2의 실시예에 있어서 카드체와 커버체를 맞대는 상태의 정면도.
제 5도는 제 2의 실시예를 도시하는 사시도.
제 6도는 제 4도의 VI-VI 시시도
제 7도는 본 발명의 제 3의 실시예에 관한 IC모듈의 IC칩을 실장하는 테이프 캐리어 개구부 주변의 부분평면도.
제 8도는 본 발명의 제 3의 실시예에 관한 IC모듈의 단면 설명도 및 개략사시도.
제 9도는 본 발명의 제 3의 실시예에 관한 IC칩 실장의 설명도.
제 10도는 본 발명의 제 3의 실시예에 관한 IC카드의 카드기재와 커버기재를 맞대는 상태의 정면 설명도.
제 11도는 본 발명의 제 4의 실시예를 도시하는 IC모듈의 단면설명도.
제 12도는 본 발명의 제 5의 실시예에 의한 비접촉형 IC카드의 구조를 도시하는 설명도.
(a) 비접촉형 IC카드의 윗면도예.
(b) 비접촉형 IC카드의 측면 단면도예.
제 13도는 본 발명에 의한 비접촉형 IC카드의 제조방법을 도시하는 설명도.
제 14도는 종래의 비접촉형 IC카드의 구조를 도시하는 설명도.
제 15도는 종래의 비접촉형 IC카드를 도시하는 평면도.
제 16도는 종래의 비접촉형 IC카드를 도시하는 사시도.
제 17도는 종래의 비접촉형 IC카드에 있어서 카드기재와 커버기재를 맞대는 상태의 정면도.
제 18도는 종래의 비접촉형 IC카드의 휜상태를 도시하는 설명도.
제 19도는 종래의 보강판을 삽입하여 설비한 IC모듈 및 IC카드의 정면 설명 도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
다음 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
제 1도∼제 3도는 제 1의 실시예를 도시한다. 도면에 있어서 부호(1)는 비접촉형 IC카드이다. 당해 비접촉형 IC카드(1)에 있어서, 우선 여러 가지 목적을 달성하기 위해 필요한 회로, 예를들면 마이크로 프로세서나 메모리 등이 내장된 집적회로칩(13)등의 전자부품을 모듈기판(122)의 윗면에 실장한다. 또한 본 발명에서 전자부품이라 함은 집적회로칩 등 이외에 집적회로칩 지지체로서의 모듈기판 등의 기구부품도 포함하는 개념이다. 이어서 당해 모듈기판(12)을 플라스틱제품 등의 편평한 직사각형 모양의 카드체(11a)의 윗면에 탑재하고 또한 전파에 의해 외부와의 데이터의 주고받음을 하기 위해 사용되는 루프형상의 안테나 코일(14)이 정면시에서 상기 카드체(11a)의 윗면의 거의 외주를 따라서 프린트되어 있다. 또, 상기 모듈기판(12)은 평면시에서 상기 카드체(11a)의 안테나 코일(14)의 루프의 외측의, 카드체(11a)에서 직사각형의 짧은 변에 가까운 단부에 위치하도록 배치되어 있다. 그리고 상기 모듈기판(12)과 상기 안테나 코일(14)을 결선한 후에 제 1도와 같이 미리집적회로칩(13)이나 모듈기판(12)의 위치에 대응하는 개소에 오목하게 형성한 편평한 직사각형 모양의 커버체(11b)를 상기 카드체(11a)에 접착하는 것이다.
이와같이 모듈기판(12)을 평면시에서 안테나 코일(14)의 루프의 외측에 배치하는 것에 의해 비접촉형 IC카드(1)에 휘는 응력이 가해지고, 이 비접촉형 IC카드(1)를 구성하는 카드체(11a)가 제 18도와 같이 휜 경우에도, 휘는 응력의 영향을 받기 쉬운 카드체(11a)에서 중심부를 피하는 개소에 모듈기판(12) 및 집적회로칩(13)을 위치시킬 수가 있으므로 모듈기판(12) 및 집적회로칩(13)에는 휘는 응력이 거의 가해지지 않고, 이들 모듈기판(12) 및 집적회로칩(13)이 파손되는 경우도 감소하는 것이다.
또, 집적회로칩이 모듈기판을 통하지 않고, 카드체에 직접 탑재되어 있는 경우에 있어서도 이 집적회로칩을 평면시에서 카드체의 안테나 코일의 루프의 외측의 상기 카드체에서 직사각형의 짧은 변에 가까운 단부에 위치하도록 배치하는 것에 의해 상기 제 1의 실시예와 마찬가지의 효과를 나타낸다.
또한 제 4도∼제 6도에 도시하는 제 2의 실시예와 같이 모듈기판(22)에서 직사각형의 긴변과 비접촉형 IC카드(1)를 구성하는 카드체(21a)에서 직사각형의 짧은 변이 평행하게 되도록 하는 것에 의해, 모듈기판(22)에서 직사각형의 긴변과 카드체(21a)에서 직사각형의 긴변이 평행하게 된다고 하는 것, 바꿔말하면 휘기쉬운 변 끼리가 평행하게 되는 일이 없어지므로, 카드체(21a) 및 모듈기판(22)은 휘기 어렵게 되고, 상기의 제 1의 실시예의 효과에 덧붙여서 이 모듈기판(22) 및 그 윗면에 실장되어 있는 집적회로칩(23)이 파손되는 경우도 또한 감소한다.
또, 집적회로칩이 모듈기판을 통하지 않고 카드체에 직접 탑재되어 있는 경우 또는 모듈기판이 필름형상의 유연성을 갖는 소재로 이루어지는 경우(즉, 강성을 갖는 소재로 이루어지는 모듈기판과 비교하여 직사각형의 긴변, 짧은 변 어느쪽에 있어서도 훨씬 휘기 쉬운 경우)는 집적회로칩에서 직사각형의 긴변과 카드체에서 직사각형의 짧은 변이 평행하게 되도록 하는 것으로, 상기 제2의 실시예의 경우와 마찬가지의 효과가 있는 것은 말할 필요도 없다.
또한 상기의 실시예에서는 집적회로칩 등을 탑재한 카드체에 커버체를 접착하는 구성의 비접촉형 IC카드에 대하여 설명했지만, 그 이외에도 집적회로칩 등을 탑재한 카드체를 소정의 틀에 넣어서 수지주입하여 일체로 형성하여 이루어지는 비접촉형 IC카드 등에 있어서도 상기의 실시예와 마찬가지의 효과를 나타내는 것은 물론이다.
제 7도∼제 12도는 본 발명의 제 3의 실시예를 도시하는 IC모듈 및 그 IC모듈을 응용하여 IC카드를 작제하는 설명도이다. 제 7도는 TCP의 조립방법에 의해 IC모듈을 작제하는 경우에 있어서 하나의 IC칩을 실장하는 테이프 캐리어 개구부주변을 도시하는 부분평면도이다.
우선 여러 가지의 목적을 달성하기 위해 필요한 회로, 예를들면 마이크로 프로세서나 메모리 등이 내장된 IC칩(101) 등의 전자부품을 필름기판(104)의 아랫면측에 실장한 IC모듈을 작제한다. 또한 본 발명에서 IC모듈이라 함은 IC칩(101)이외에 IC칩(101)의 지지체로서의 필름기판 등의 기구부품도 포함하는 개념이다.
제 8(a)도는 제 7도의 A-B선 위치에서의 단면에 상당하는 IC모듈의 설명도이고, 제 8(b)도는 상기 IC모듈을 뒤집은 경우의 개략 사시도이다.
필름기판(104)에는 IC칩(101)을 실장하는 개구부(104a)가 열리고, 필름기판(104)위에 마련된 리드(103)의 선단부 안쪽리드(103a)는 상기 개구부(104a)에 돌출하여 그 선단부가 IC칩(101)의 본딩용 범프전극(102)과 열압착되어 접속되고 있다. 그리고 상기 필름기판(104)의 IC칩(101) 부착면측에 상기 개구부(104a)보다도 큰 개구부(106a)를 갖는 보강판(106)이 상기 IC칩(1)의 외주테를 따라 접착제(105)에 의해 필름기판(104)의 표면에 접착하여 고정되고 있다.
보강판(106)의 두께는 필름기판(104)에 접착되었을 때에 필름기판(104)의 면에서 돌출하는 IC칩의 두께를 크게 초과하여 IC모듈의 두께가 극단으로 증대하지 않은 한, 임의의 두께로 설정할 수 있지만, 상기 필름기판(104)의 면에서 돌출하는 IC칩의 두께와 같은 정도가 되는 두께로 하는 것이 강도 및 박형화의 면에서 바람직하다.
또, 보강판(106)은 상기 개구부(104a)의 외주테의 전체를 따라서 연속하여 필름기판(104)의 표면에 접착하여 고정되어 있을 필요는 없고, 외주테의 일부가 단절되고 있는 것이어도 좋다.
제 8(a)도에 도시되는 바와 같이 안쪽리드(103a)의 선단부가 개구부(104a)의 필름기판(104a)의 길이 방향으로 눌러 밑으로 내려간 포밍처리가 되어 있고, 안쪽 리드(103a)와 IC칩(101)의 단부의 사이에서 단락이 일어나는 것을 방지하여 신뢰성이 높아지고 있다. 본 실시예에서는 상기 안쪽리드(103a)의 선단부를 아래쪽으로 굴곡시키고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
이와같은 TCP의 조절방법에 의한 IC모듈 및 IC카드는 다음과 같이 작제된다.
제 7도에 도시되는 바와 같이, TCP용의 필름기판(104)에 개구부(104a)를 마련하고, 배선패턴인 리드 패턴을 필름기판(104)위에 도체막으로 형성한다. 필름기판(104)으로서는 예를들면 폴리이미드, 유리 에폭시, 폴리에스텔 등의 필름으로 이루어지는 가요성 필름이 이용된다. 이 리드패턴의 개구부(104a)로부터 돌출하는 부분을 안쪽 리드(103a)로서, 필름기판(104) 위의 부분을 바깥쪽 리드(103b)로서 작제한다. 다음으로 IC칩(101)의 전극단자 패드 위에는 안쪽 리드(103a)와 접합하기 위한 범프전극(102)을 마련한다.
그리고 이와 같은 구조의 필름기판(104)의 개구부(104a)의 중앙부에 IC칩(1)을 리드패턴 형성면 바깥쪽, 또는 리드패턴 형성면 뒤쪽에서 위치결정을 한 후, 도시하지 않은 본딩 툴로 안쪽 리드(103a)의 선단부와 범프전극(102)을 열압착하는 것으로 IC칩(101)을 필름기판(104)에 실장한다.
제 9도는 상기 IC칩(1)이 리드 패턴형성면 뒤쪽에서 개구부(104a)의 내측에 접합된 상태를 도시하는 설명도이다. 상기 개구부(104a)의 크기는 IC칩(101)보다도 약한 크게 형성되며 IC모듈의 IC칩(101)의 부착면측에는 이 개구부(104a)보다도 큰 개구부(106a)를 갖는 보강판(106)을, 그 개구부(106a)에서 상기 개구부(104a)를 포위하도록 접착제(105)에 의해 상기 필름기판(104)의 뒷면에 접착하여 고정한다.
상기 보강판(106)의 재료로서는 알루미늄 등의 금속, 이것들을 포함하는 고강성의 금속재질 또는 합금 등의 도전재질 또는 폴리이미드, 폴리에스텔 에폭시 등의 수지, 베크판, 유리 에폭시, 유리 등의 판재나, 그 외의 절연재료를 널리 사용할 수가 있지만, 이들 중에서도 도전재질은 상기 IC칩의 회로에 대한 자기잡음 및 전자파 잡음에 대한 실드로서의 역할을 함께 가질 수 있으므로 바람직하고, 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 금속재질 등의 경질재료는 더욱 바람직하다.
그리고 제 8(a)도에 도시되는 바와 같이 상기 IC칩(101) 및 상기 보강판(106)의 부착후, 상기 양 개구부(104a), (106a)에 액상 또는 페이스트 형상의 수지를 본딩에 의해 충전하여 경화시키고, IC칩(101)과 안쪽 리드(103a)의 접속부를 수지(107)로 봉함하는 것에 의해 TCP를 이용한 IC모듈을 완성한다.
또한 IC칩과 리드의 접합부를 빨리 수지로 보호하기 위해서, 상기 보강판(106)을 상기 필름기판(104)에 부착하기 전에 상기 IC칩(101)을 수지(107)로 봉함해도 좋다. 수지(107)로서는 예를들면 일반적으로 봉함용 수지인 순도가 높은 에폭시계 수지 등을 이용할 수가 있다.
다음으로 제 10도에 도시되는 바와같이 TCP의 조립방법에 의해 작제된 상기 IC모듈을 플라스틱 제품 등의 카드기재(108a)의 아래면에 탑재한다. 이 카드기재(108a)에는 전파에 의해 외부와의 데이터의 주고받음을 하기 위해 사용되는 루프형상의 도시하지 않은 안테나 코일이 평면시에서 상기 카드기재(108a)의 아래면의 거의 외주를 따라 프린트되어 있다. 그리고, 상기 IC모듈의 리드패턴과 상기 안테나 코일을 결선한 후에, 미리 상기 필름기판(104), 상기 IC칩(101) 및 상기 보강판(106) 등의 상기 IC모듈의 위치에 대응하는 개소에 오목하게 형성된 커버기재(108b)를 상기 카드기재(108a)에 접착하여 IC카드를 작제한다.
IC카드에 매설되는 IC모듈의 필름기판에 접착되는 상기 보강판은 IC칩의 외주테를 둘러싸는 평면형상인 이상, 한 장으로 형성되어 있을 필요는 없고, 분할된 여러 장으로 이루어지는 보강판이어도 같은 효과를 기대할 수 있는 것은 명백하다.
그러나 상기 IC칩의 외주테를 따라 형성되어, 필름기판에 접착된 보강판이 한 장의 평면형상의 보강판인 경우에는 상기 IC모듈이 IC카드기재 및 커버기재에 의해 접착되었을 때에, 이 IC칩의 주변에 단차가 생기는 일도 없고, 또는 강도를 높게 할 수 있으므로, 보다 더 IC카드에 휘는 응력이 가해지는 것에 의한 IC칩의 파괴라는 사태를 회피할 수 있는 이점이 있다.
또한 상기의 실시예에서는 IC모듈을 카드기재와 커버기재를 접착하여 내포하는 구성의 IC카드에 대하여 설명했지만, 그 이상으로도 IC칩 등을 탑재한 IC모듈 또는 IC모듈을 탑재한 카드기재를 소정의 틀에 넣어 수지주입하여 일체로 형성되어 이루어지는 IC카드 등에 있어서도 상기의 실시예와 같은 효과를 나타내는 것은 물론이다.
제 11도는 본 발명의 제 4의 실시예를 도시하는 IC모듈의 단면 설명도이다.
필름기판(104)에 개구부를 마련하지 않고, IC칩(101)이 이 필름기판(104)위에 올려 놓여져 이 IC칩(101)의 본딩용 범프전극(102)과 상기 필름기판(104) 위에 형성된 배선패턴의 리드단자가 열압착에 의해 접합되고 있다.
그리고 상기 필름기판(104)에서 IC칩(101)의 부착면과 같은 축에, 이 IC칩(101)의 외주를 에워싸도록 개구부(106a)를 갖는 보강판(106)이 접착제(105)에 의해 필름기판(104)의 표면에 접착하여 고정되어 있으므로 상기 제 3의 실시예와 같이 IC모듈 전체의 두께의 증대를 해소 또는 경감할 수 있다.
또한 상기 IC칩(101) 및 상기 보강판(106)의 부착후 상기 개구부(106a)에 본딩 수지(107)를 충전하여 봉함하는 것은 상기 제 3의 실시예와 같다.
또한 상기 제 4의 실시예는 TCP에 의한 IC칩의 실장방법을 채용한 예이지만 IC칩의 실장방법으로서는 이것에 한정되지 않고, IC칩을 IC카드의 모듈 기판위에 올려놓은 후, 이 IC칩과 이 모듈기판위에 형성된 리드단자를 와이어 본딩으로 접속하는 것에 의해 IC칩을 실장할 수도 있다.
본 발명 제 3, 제 4실시예에 의하면, IC카드의 두께의 증대를 경감 또는 해소할 수 있고, 외부에서 휘는 응력이 가해져 IC카드가 휘거나, 또는 젖혀진 경우라도 IC모듈 또는 IC칩등에 상기 휘는 응력이 거의 가해지지도 않고, 효과적으로 보호할 수 있는 얇고, 또한 신뢰성이 높은 IC카드를 제공할 수가 있다.
특히, 박형화의 요구되는 비접촉형 IC카드에 있어서 IC모듈 또는 IC칩의 파손을 방지할 수 있는 효과는 크다.
다음으로 본 발명의 제 5실시예인 비접촉형 IC카드(다음에는 IC카드라 함)의 구조 및 제조방법을 제 12도 및 제 13도를 참조하면서 자세하게 설명한다. 제 12도는 본 발명에서 IC카드의 구조를 도시하는 설명도이고, 제 12(a)도는 그 윗면도를 도시하고, 제 12(b)도는 제 12(a)도의 IC카드를 Z1-2로 절단했을 때의 단면형상을 도시하고 있다.
제 12(a)도의 윗면도 및 제 12(b)도의 측면단면도에 있어서, 스페이서(205)는 두께가 0.5mm 내지 2.0mm 정도의 철이나 동 등의 금속으로 이루어지고, IC카드의 외형면적보다도 넓고 전자부품의 높이 보다도 두꺼운 수지공(205b)을 갖고, 아울러 양측의 띠형상면에는 위치결정 및 스페이서(205)를 다음공정으로 보내기 위한 보내는 구멍(205a)이 형성되어 있다. 또, 상측 및 하측의 필름(203a) 및 (203b)는 두께가0.1mm 정도의 폴리에틸렌 테레 후타레이트(PET)등으로 형성되어 있고, 아울러 스페이서(205)의 보내는 구멍(205a)에 대응한 보내는 구멍이 마련되어 있다. 기판(201)에는 수신한 전파를 검파하여 전력과 데이터를 얻음과 동시에 데이터를 송신하기 위한 마이크로 컴퓨터나 콘덴서 등의 전자부품이 탑재되어 동선등이 코일모양으로 감겨 전파를 수신 및 송신하기 위한 안테나 코일(202)이 접속되어 있다.
소정의 표시가 실시된 필름(203a)과 수지공(205b)에 의해 형성된 오목부내에는 플라스틱 수지 등의 반고형 모양의 고정수지(204)가 충전되고 그 안에 기판(201)과 안테나 코일(202)이 묻히고, 이 상태의 스페이서(205)의 상부를 필름(203b)으로 덮음과 동시에 가열하여 수지(204)를 경화시킨다. 그 후 점선으로 표시된 절단부분(210a)을 뒤에 설명하는 찍어내는 장치에 의해 찍어내어 IC카드가 형성되고 있다.
또한 제 12도에서는 기판(201)은 안테나 코일(202)의 내측에 위치하고 있지만, 안테나 코일(202)의 외측에 위치하고 있어도 좋고, 기판의 위치나 크기에 의존하지 않는다.
또한 스페이서(205)는 위에 설명한 철이나 동 등의 금속이외에 스테인레스동 등의 합금이어도 좋고, 뒤에 설명하는 재이용을 생각하지 않는 경우에는 수지성이어도 좋다. 고정수지(204)는 위에 설명한 플라스틱 수지이외에 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등과 같은 열가소성 폴리에스테르수지나 에톡시수지나 페놀수지 등의 열경화형 수지등 절연성을 갖는 수지라면 좋다. 또 필름은 위에 설명한 PET외에 150℃ 정도의 온도에 견디고, 표면에 표시가능한 수지이면 좋고, 상측 또는 하측의 필름의 적어도 한쪽에 소정의 표시가 실시되고 있다.
제 13도는 본 발명에서 IC카드의 제조방법 예를 도시하는 설명도이다. 제 13도에 의거하여 제조방법을 도시한다. 롤형상으로 감겨진 스페이서(205)와 하측의 필름(203a)을 보내는 구멍(205a)에 감합하는 볼록형상의 돌기를 갖는 보내는 롤러(206)에서 꺼냄과 동시에 압접하여 고정수지(204)를 모으기 위한 오목부를 형성한다. 형성된 오목부내에 반고형 모양의 고정수지(204)를 충전하고, 지지 대(207)위에서 기판(201) 및 안에나 코일(202)을 소정의 위치에 배치한 후 롤형상으로 감겨진 상측의 필름(203b)으로 덮으면서 압정 롤러(206a)로 압접하여 기판(201) 및 안테나 코일(202)을 고정수지(204) 내로 채워간다. 이렇게 하여 연속적으로 형성된 IC카드를 가열기(208a) 및 (208b)에 의해 100℃ 내지 150℃정도로 가열하여 고정수지(204)를 경화시킴과 동시에 필름(203a) 및 (203b)와 일체적으로 접착한다. 마지막으로 연속적으로 형성된 IC카드의 위아래를 끼워집는 장치(209a)에서 끼워서, 찍어내는 장치(209b)에서 찍어 내는 것에 의해 개별의 IC카드(210)를 얻을 수 있다.
또한 본 실시예에서는 하측 및 상측의 필름(203a) 및 (203b)을 사용하는 경우를 도시했지만 기판(201) 및 안테나 코일(202)을 가는 봉 등으로 확실하게 밀어넣는 것에 의해 상측의 필름(203b)을 사용하지 않고 고정수지(204)를 경화시키 도록 해도 좋다. 이 때 고정수지(204)로서 우레탄 아크릴레이트 등의 광경화성 수지를 사용하는 것도 가능하며, 가열장치(208a), (208b) 대신에 자외선램프 등을 배치하여 고정수지(204)를 경화하도록 한다. 이 경우 필름에는 온도보다도 자외선등에 대하여 내성있는 수지를 사용하도록 하고, 고정수지(204)를 경화시킨 후에 상측의 필름(203b)을 접착하여, 일체적으로 찍어내도록 하면 좋다.
이렇게 하여 형성하면 전자부품(201) 및 안테나 코일(202)은 고정수지(204)에 의해 확실하게 고정되므로, 응력에 대하여 강해짐과 동시에 진동 등에 의해 단선하는 일이 없으므로 신뢰성이 향상한다. 또 IC카드와 필름과의 위치맞춤을 간단하고 확실하게 하는 것이 가능해진다. 또한 IC카드와 필름을 절단부분(210a)에서 일체적으로 절단하므로 IC카드의 단부에서 IC카드와 필름 사이에 고정수지나 접착제가 새는 것을 염려하지 않아도 된다. 또 IC카드를 찍어낸 뚫어진 후의 스페이서(205)는 불필요한 수지(204)를 벗기면서 감으면 재이용도 가능해지고 또한 원가절감등의 효과를 기대할 수 있다.
이상으로 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명의 제 5실시예의 구조에 의하면 기판 및 안테나 코일을 소정의 위치에 간단하고 확실하게 고정할 수 있게 되므로, IC카드의 신뢰성이 향상하는 효과가 있음과 동시에 IC카드의 제조공정이 간략화되어 보다 저렴한 IC카드를 제공할 수 있게 된다는 효과가 있다.
또, 본 발명의 제조방법에 의하면 카드본체와 필름의 위치맞춤이 간단하게 이루어짐과 동시에 IC카드를 연속적으로 제조하는 것이 가능해지므로 IC카드를 대량으로 생산할 수 있고, 원가절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 평면시(平面視)에서 편평한 직사각형 모양의 카드체(11a)의 거의 외주를 따라 루프형상의 안테나 코일(202)을 탑재하고 또한 전자부품(201)을 상기 카드체(11a)에 탑재하여 이루어지는 비접촉형 IC카드에 있어서 상기 전자부품(201)을 상기 카드체(11a)의 평면시에 안테나 코일(202)의 루프외측에 배치하고,상기, 전자부품(201)에서 직사각형의 긴변과 카드체(11a)에서 직사각형의 짧은 변이 평행하게 되도록 한 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드.
- 제1항에 있어서, 상기 전자부품(201)은 필름기판(104), 상기 필름기판(104)에 부착된 IC 칩 및 상기 필름기판(104)에 대한 상기 IC 칩의 부착면측의 이 IC칩의 외주테를 따라 설비된 보강판(126)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드.
- 제2항에 있어서, 상기 보강판(126)이 상기 IC칩의 외주테를 따라서 설비된 한장의 평면형상인 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드.
- 제2항에 있어서, 상기 보강판(126)을 금속재질로 하는 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드.
- 제1항에 있어서, 상기 전자부품(201) 및 상기 안테나 코일(202)의 적어도 일부가 절연성을 갖는 고정수지로 묻혀 있음과 동시에 상기 고정수지는 상기 고정수지의 적어도 한면에 수지성의 필름이 압접된 상태로 경화되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드.
- 카드의 내부에 전자부품(201) 및 안테나 코일(202)이 내장되어 이루어지는 비접촉형 IC카드의 제조방법에 있어서, 상기 카드의 외형면적보다도 넓고 상기 전자부품(201)의 높이보다도 두꺼운 구멍을 갖는 스페이서(205)와 수지성의 필름으로 형성된 수지구멍에 반고형 모양의 고정수지를 충전한후, 상기 전자부품(201) 및 상기 안테나 코일(202)을 상기 고정수지에 묻어 가고정하고 상기 고정수지의 적어도 한면에 필름을 압접한 상태에서 상기 고정수지를 경화시켜, 상기 고정수지 및 상기 필름의 일부를 동시에 찍어내어 IC카드를 형성하는 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 고정수지 및 상기 필름을 찍어낸 부분의 양사이드의 스폐이서(205)에는 위치결정 및 스페이서를 다음 공정으로 보내기 위한 보내는 구멍을 갖고, 볼록형상의 돌기를 갖는 보내는 롤러를 상기 보내는 구멍에 감합하는 것에 의해 자동적으로 위치가 맞춰지는 것을 특징으로 하는 비접촉형 IC카드의 제조방법.
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