(57)【要約】【課題】この発明は、ＩＣチップのクラックを電気的に検出できＩＣチップの将来的な破壊を未然に防止できるＩＣカードを提供することを課題とする。【解決手段】ＩＣチップ４は、回路形成層６に樹脂層８を重ねて形成されている。樹脂層８の回路形成層６から離間した表面８ａには、配線パターン１０が形成されている。回路形成層６に届かないクラックが樹脂層８の表面８ａ側から生じた場合、このクラックが将来的に回路形成層６まで達する可能性が高いため、クラックによって配線パターン１０が破断したことを検出してＩＣチップ４の破壊を未然に検出するようにした。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面に回路パターンを形成した回路形成層と、この回路形成層の表面に積層された樹脂層と、を有するＩＣチップと、
このＩＣチップを実装したカード本体と、を有し、
上記樹脂層は、上記回路形成層に達しないクラックにより破断する配線パターンを有することを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
上記配線パターンは、上記樹脂層の上記回路形成層から離間した表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
上記配線パターンは、上記樹脂層の内部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項４】
上記ＩＣチップは、上記配線パターンが破断していることを電気的に検出するためのＣＰＵを備えていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項５】
上記ＣＰＵは、ＩＣカードのリーダライタとの間でデータ処理をする際に、上記配線パターンが破断していることを検出したとき、当該ＩＣチップが破損していることを上記リーダライタに通知することを特徴とする請求項４に記載のＩＣカード。
【請求項６】
上記ＩＣチップは、上記配線パターンが破断していることを電気的に検出するための検出回路を有することを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項７】
上記カード本体は、リーダライタとの間で無線通信するためのアンテナコイルを有し、
上記ＩＣチップの配線パターンが上記アンテナコイルの一部を構成していることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項８】
上記配線パターンは、上記樹脂層の略全体をカバーする領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項９】
上記配線パターンは、上記樹脂層をその面方向に分割した複数の領域のうち少なくとも１つの領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項１０】
上記配線パターンは、複数の独立した配線パターンを含むことを特徴とする請求項１または請求項９に記載のＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＩＣチップをカード本体に実装したＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カード本体に実装されるＩＣチップとして、ＩＣチップのミラー面および側面をエッチング処理することで、ダイシングの際にＩＣチップに生じたチッピングを除去し、ＩＣチップの曲げ強度を大きくしたＩＣチップが知られている（例えば、特許文献１参照。）。一般に、ＩＣカードは、携帯して使用するため、このようにチッピングを処理してＩＣチップの曲げ強度を大きくすることは、外部応力によるカードの耐久性を高める上で有効である。
【０００３】
しかし、このように製造工程において発生したＩＣチップ表面の傷（クラック）は、上述したエッチング処理では完全に除去することはできない。このため、製造工程におけるＩＣチップ表面の傷が将来的に大きくなってＩＣチップの破壊原因となる可能性がある。
【特許文献１】特開２０００−９９６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、ＩＣチップのクラックを電気的に検出できＩＣチップの将来的な破壊を未然に防止できるＩＣカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のＩＣカードは、少なくとも表面に回路パターンを形成した回路形成層と、この回路形成層の表面に積層された樹脂層と、を有するＩＣチップと、このＩＣチップを実装したカード本体と、を有し、上記樹脂層は、上記回路形成層に達しないクラックにより破断する配線パターンを有する。
【０００６】
上記発明によると、ＩＣチップの樹脂層に形成した配線パターンの破断を電気的に検出することで、回路形成層に達していない将来的にチップの破壊につながる可能性の高いクラックを検出することができ、将来的なＩＣチップの破壊を未然に防ぐことができ、より信頼性の高いＩＣチップを実装したＩＣカードを提供できる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のＩＣカードは、上記のような構成および作用を有しているので、ＩＣチップのクラックを電気的に検出できＩＣチップの将来的な破壊を未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。  
図１には、この発明の実施の形態に係る無線ＩＣカード１（以下、単にＩＣカード１と称する）の等価回路を示してある。ＩＣカード１は、図示しないリーダライタとの間で無線通信するためのアンテナコイル２、およびＩＣチップ４を有する。ＩＣチップ４は、アンテナコイル２を備えたカード本体に対して実装される。
【０００９】
このＩＣカード１は、リーダライタの図示しないアンテナを介して供給される磁力線をアンテナコイル２を介して受信して電力に変換し、この電力によってＩＣチップ４の後述するＣＰＵを動作させ、残りの電力でリーダライタにレスポンスを返す。このように、このＩＣカード１は、非接触によりリーダライタとの間でデータ通信を行なう。
【００１０】
図２には、ＩＣチップ４の断面概略図を示してある。ＩＣチップ４は、少なくとも表面６ａに回路パターン（後述する）を形成した回路形成層６と、この表面６ａ上に積層した樹脂層８と、を有する。樹脂層８は、シリコンにより形成され、回路形成層表面６ａの回路パターンを保護するとともにチップの強度を確保する目的で積層されている。また、樹脂層８は、製品としてのＩＣカード１の厚さの規格に合わせてその厚さが決められるため、ＩＣチップ４の厚さを所望する厚さに調節するために削られる。なお、ここでは、回路形成層６の構造については、詳細な説明を省略する。
【００１１】
ＩＣチップ４の製造工程において、回路形成層６にクラック７（割れ）を生じた場合、回路パターンが断線したりＣＰＵなどの電子部品が故障したりして、このＩＣチップ４は動作不能となる。しかし、回路形成層６に達しない大きさで上述した樹脂層８の表面８ａ側からクラック９を生じた場合、このＩＣチップ４は動作可能である。このため、従来は、ＩＣチップ４の樹脂層８側にクラック９があっても、検査工程で動作不能を検出しない限りそのまま使用していた。
【００１２】
しかし、樹脂層８側に生じたクラック９は、将来的に回路形成層６に達する可能性があり、このようなクラック９を生じたままのＩＣチップ４を実装したＩＣカード１を出荷してしまうと、このＩＣカード１は将来的に動作不能になる可能性が高い。つまり、このように、見かけ上、ＩＣチップ４の動作に影響の無い樹脂層８側のクラック９であっても、経時的にＩＣチップ４の破壊につながる可能性が高いため、製品の信頼性を確保する上では、このまま見過ごすわけにはいかない。
【００１３】
このため、本実施の形態では、図３に示すように、ＩＣチップ４の樹脂層８の回路形成層６から離間した表面８ａに、連続した１本の線からなる細かい配線パターン１０を形成し、この配線パターン１０が破断していることを後述する検出回路で電気的に検出することで、上述した樹脂層８側のクラック９を検出するようにした。言い換えると、表面８ａにクラック９を生じた場合に破断する位置および形状で配線パターン１０を樹脂層８の表面８ａに形成してある。そして、クラック９を検出したＩＣチップ４は、そのまま出荷することなく破棄するようにした。
【００１４】
なお、本実施の形態の配線パターン１０は、例えば、銀ペーストを表面８ａに印刷して形成され、クラック９を生じ易い方向と交差する方向に長く、隣り合う線分の間隔をできるだけ狭く、且つ表面８ａの略全面をカバーする領域にジグザグに形成されている。クラック９の方向が予め予想できる場合には、このクラック９により配線パターン１０が確実に切れる方向、すなわちクラック９を横切る方向に配線パターン１０を延設する。また、配線パターン１０の両端は、ＩＣチップ４の隣接する２つの角部で終わっており、それぞれ、接続端子１１ａ、１１ｂが設けられている。
【００１５】
図４に示すように、ＩＣチップ４の回路形成層６の裏面６ｂ側の４角には、４つの接続端子１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂが設けられている。そのうち２つの接続端子１２ａ、１２ｂには、上述したアンテナコイル２の両端が接続される。なお、残り２つの接続端子１３ａ、１３ｂは、ＩＣチップ４の厚さ方向に関して、上述した配線パターン１０の２つの接続端子１１ａ、１１ｂにそれぞれ対向する位置関係で設けられている。
【００１６】
つまり、例えば、図５（ａ）に示すように、上述したＩＣチップ４をフリップチップによりカード本体側の基板に実装した場合、基板にパターニングされたアンテナコイル２の両端がＩＣチップ４の裏面にある２つの接続端子１２ａ、１２ｂに接続され、残り２つの接続端子１３ａ、１３ｂが、基板の独立した配線１４ａ、１４ｂにそれぞれ接続されるようになっている。
【００１７】
図５（ｂ）には、ＩＣチップ４を基板側から見た平面概略図を示してある。これによると、ＩＣチップ４のアンテナコイル２を接続しない２つの接続端子１３ａ、１３ｂは、それぞれ、独立して基板にパターニングされた２本の細長い配線１４ａ、１４ｂに接続されている。また、これら２本の配線１４ａ、１４ｂには、ＩＣチップ４の樹脂層８の表面８ａに形成された配線パターン１０の接続端子１１ａ、１１ｂが、それぞれ、ワイヤ１５ａ、１５ｂを介して接続されている（図５ａ）。
【００１８】
図６には、上述した配線パターン１０の破断を検出するための等価回路（検出回路）を示してある。上述したように、ＩＣチップ４の接続端子１３ａ、ワイヤ１５ａ、配線パターン１０の接続端子１１ａ、配線パターン１０、接続端子１１ｂ、ワイヤ１５ｂ、および接続端子１３ｂを繋げた閉回路には、アンテナコイル２を介して電力供給される電力源２１が接続されている。また、閉回路には、一端をグランドに接続した抵抗２２が接続されている。このため、ＩＣチップ４に動作電力が供給されると、抵抗２２に電流が流れてその両端に電圧が生じる。
【００１９】
つまり、ＩＣチップ表面８ａの配線パターン１０が破断していない状態では、上述した閉回路を通して抵抗２２に電流が流れるため、このときの抵抗両端の電圧を入力ポート２３を介して検出することで、ＣＰＵ２０は、ＩＣチップ表面８ａにクラック９が無いことを検出できる。一方、配線パターン１０が破断している場合、抵抗２２に電流が流れないため、ＣＰＵ２０は、抵抗両端に電圧が無いことをもって、ＩＣチップ表面８ａにクラック９が生じていることを検出できる。
【００２０】
図７には、上記ＩＣチップ４を実装したＩＣカード１の検査工程を説明するためのフローチャートを示してある。この検査工程では、図示しない検査装置のリーダライタのアンテナに上述したＩＣチップ４を実装したＩＣカード１を翳して検査する。
【００２１】
ＩＣカード１が検査装置のアンテナに翳されると、このアンテナから発生されている磁力線をＩＣカード１のアンテナコイル２が遮り、ＩＣカード１に動作電力が供給されてＩＣカード１が活性化される（ステップ１）。このとき、ＩＣチップ４のＣＰＵ２０は、抵抗２２の両端に電圧が生じているか否かを検出し（ステップ２）、ＩＣチップ表面８ａにクラック９が生じているか否かを検出する。
【００２２】
ステップ２の処理で、ＣＰＵ２０が電圧有りを検出して（ステップ２；ＹＥＳ）表面８ａ側にクラック９が生じていないことを検出した場合、ＣＰＵ２０は、リーダライタからのポーリングコマンドに応じて（ステップ３；ＹＥＳ）通常の応答処理を実行し、当該ＩＣカード１を正常動作させる（ステップ４）。このとき、ＩＣカード１から正常な返信を受けたリーダライタは、当該ＩＣカード１が正常に動作する正常なカードであることを判断し、検査装置のオペレータに対して図示しない表示部を介して通知する。
【００２３】
一方、ステップ２で電圧無しを検出すると（ステップ２；ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、当該ＩＣチップ４の表面８ａにクラック９が生じていることを検出する（ステップ５）。この後、ＣＰＵ２０は、リーダライタからの初期コマンドを待って（ステップ６；ＹＥＳ）、検査装置のリーダライタへクラック９有りを通知する（ステップ７）。
【００２４】
これにより、検査装置は、当該ＩＣカードのＩＣチップ４が将来的に破壊される可能性があることを判断し、当該ＩＣカード１を破棄すべきであることを表示部を介してオペレータに通知する。
【００２５】
以上のように、本実施の形態によると、ＩＣチップ４の回路形成層６から離間した表面８ａに配線パターン１０を形成し、表面８ａのクラック９による配線パターン１０の破断をＩＣチップ４のＣＰＵ２０を介して検出するようにしたため、将来的に回路形成層６まで達する可能性の高いクラック９を早期に発見でき、当該ＩＣチップ４を実装したＩＣカード１の信頼性を高めることができる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態では、ＩＣカード１の検査工程でクラック９を検出する場合について説明したが、ＩＣカード１を出荷した後、通常の使用時において、データ処理装置のリーダライタとの間でデータ通信をした際にクラック９の有無を検出するようにしても良く、ＩＣチップ４が破壊される可能性が高いＩＣカード１を早期に発見して交換などのサービスを提供できる。
【００２７】
また、上述した実施の形態では、リーダライタとの間で無線通信するためのアンテナコイル２を備えた無線ＩＣカード１に本発明を適用した場合について説明したが、本実施の形態の発明は、アンテナコイル２を持たない接触式のＩＣカードに適用することもできる。
【００２８】
さらに、上述した実施の形態では、ＩＣカード１の検査時および使用時においてＩＣチップ４のクラック９を検出して破棄或いは交換を促す例について説明したが、クラック９を生じたときにこのＩＣチップ４を実装したＩＣカード１を動作不能とするようにしても良い。
【００２９】
図８には、この発明の他の実施の形態を説明するための図を示してある。以下の説明では、上述した実施の形態と同様に機能する構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。また、ここでは、ＩＣチップ４の回路形成層６から離間した樹脂層８の表面８ａにクラック９を生じた際に、当該ＩＣチップ４を実装したＩＣカード１を動作不能にする方法を説明する。
【００３０】
図８（ａ）にはアンテナコイル３１を形成した基板にＩＣチップ３０を実装した状態の側面概略図を示してあり、図８（ｂ）には図８（ａ）の構造を基板側から見た裏面側概略図を示してある。
【００３１】
この例では、ＩＣチップ３０の表面８ａに形成した配線パターン１０の接続端子１１ａ、１１ｂをアンテナコイル３１の途中に接続した。つまり、本実施の形態では、配線パターン１０をアンテナコイル３１の途中に配線した。これにより、配線パターン１０が破断した場合に、アンテナコイル３１も破断することになり、クラック９を生じたと同時に当該ＩＣチップ３０を実装したＩＣカード１が動作不能となる。
【００３２】
この実施の形態のＩＣカード１においても、上述した実施の形態と同様に、将来的にＩＣチップ３０の破壊につながる可能性の高いクラック９を電気的に検出でき、検出と同時に当該ＩＣチップ３０を実装したＩＣカード１を動作不能とすることができ、ＩＣチップ３０の将来的な破壊を未然に防止できる。
【００３３】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００３４】
例えば、上述した実施の形態では、図３に示す配線パターン１０をＩＣチップ４の樹脂層８の表面８ａに形成した場合について説明したが、これに限らず、配線パターン１０の形状は任意に変更可能であり、表面８ａに限らず樹脂層８の内部に形成しても良い。例えば、配線パターン１０を回路形成層６との境界近くに形成すると、樹脂層８の表面８ａ側から生じたクラック９が回路形成層６に達する直前に配線パターン１０が破断されることになり、クラック９の検出タイミングを実際にＩＣチップが破壊されるタイミングに近づけることができる。言い換えると、配線パターン１０を形成する境界（回路形成層６の表面６ａ）からの距離を変えることで、クラック９の検出タイミングを任意のタイミングに変更できる。
【００３５】
また、配線パターン１０を樹脂層８の表面８ａから後退した位置、すなわち樹脂層８の内部に形成することで、ＩＣチップ４の厚さを調節するため樹脂層８を削る場合に配線パターン１０を削ってしまうことを防止できる。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、ＩＣチップ４、３０の樹脂層８の表面８ａ（或いは内部）の略全体をカバーする領域に配線パターン１０を形成した場合について説明したが、樹脂層８をその面方向に複数の領域に分割して少なくとも１つの領域に配線パターンを形成するようにしても良い。
【００３７】
例えば、ＩＣチップの製造工程においてクラック９を生じ易い領域やクラック９を生じた場合に重大な欠陥につながる領域にだけ配線パターンを形成しても良い。この場合、配線パターンを形成する銀ペーストを少なくでき、その分、製造コストを低減できる。また、配線パターンをアンテナコイルの途中に配線する場合には、このように小さな領域にだけ配線パターンを形成することで、アンテナコイルの特性に対する影響を小さくできる。
【００３８】
また、分割した全ての領域に独立した配線パターンを形成し、各配線パターンに破断を検出するための検出回路をそれぞれ接続してクラック９を検出するようにしても良い。この場合、クラック９を生じ易い領域を統計的に判断でき、ＩＣチップの製造装置の保守点検に役立てることができる。
【００３９】
さらに、上述した実施の形態では、ＩＣチップ４、３０をカード本体の基板に実装する際に、フリップチップにより実装した場合について説明したが、ワイヤボンディングによってＩＣチップを実装するＩＣカードに本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態に係るＩＣカードの等価回路を示す図。
【図２】図１のＩＣカードに実装されるＩＣチップのクラックについて説明するための断面概略図。
【図３】図１のＩＣカードに実装されるＩＣチップの配線パターンを示す外観斜視図。
【図４】ＩＣチップの裏面側の接続端子を示す背面概略図。
【図５】ＩＣチップの接続状態を説明するための図。
【図６】クラックの検出回路を説明するための配線図。
【図７】クラックを検出する方法について説明するためのフローチャート。
【図８】この発明の他の実施の形態に係るＩＣチップの接続状態を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１…ＩＣカード、２…アンテナコイル、４、３０…ＩＣチップ、６…回路形成層、６ａ…表面、８…樹脂層、８ａ…表面、９…クラック、１０…配線パターン、１１ａ、１１ｂ…接続端子、１４ａ、１４ｂ…配線、１５ａ、１５ｂ…ワイヤ、２０…ＣＰＵ、２２…抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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