(57)【要約】【課題】カード基体内アンテナとの接続信頼性を高めることができる複合ＩＣカード用ＩＣモジュールを提供する。【解決手段】本発明の複合ＩＣカード用ＩＣモジュール１は、接触、非接触の両方のインターフェースを持つＩＣチップが内蔵されたＩＣカード用ＩＣモジュールであって、該ＩＣチップを搭載するプリント基板の表面はＩＳＯ７８１６が規定する８つの端子群を有し、該プリント基板の裏面には接触、非接触両用のＩＣチップ３が搭載され、ＩＣチップの接続端子と表面の端子の金属層とが接続されているＩＣモジュールにおいて、カード基体内のアンテナと接続するためのプリント基板裏面に設けられた２つのアンテナ接続用端子板２４，２５の導電性接着材料と接する面には、プリント基板の絶縁層に達する深さの複数の凹孔が穿孔さた金属層からなることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触、非接触の両方のインターフェースを持つＩＣチップが内蔵されたＩＣカード用ＩＣモジュールであって、該ＩＣチップを搭載するプリント基板の表面はＩＳＯ７８１６が規定する８つの端子群を有し、該プリント基板の裏面には接触、非接触両用のＩＣチップが搭載され、ＩＣチップの接続端子と表面の端子の金属層とが接続されているＩＣモジュールにおいて、カード基体内のアンテナと接続するためのプリント基板裏面に設けられた２つのアンテナ接続用端子板の導電性接着材料と接する面は、プリント基板の絶縁層に達する深さの複数の凹孔が穿孔された金属層からなることを特徴とする複合ＩＣカード用ＩＣモジュール。
【請求項２】
アンテナ接続用端子板の金属層の厚みが、３５μｍから７０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の複合ＩＣカード用ＩＣモジュール。
【請求項３】
複数の凹孔が規則的に配列した格子凹孔であって、アンテナ接続用端子板の平面外観が格子形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の複合ＩＣカード用ＩＣモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合ＩＣカード用ＩＣモジュールに関する。
詳しくは、接触と非接触の両用の機能を持つＩＣチップが内蔵された複合ＩＣカード用ＩＣモジュールにおいて、カード基体内のアンテナとの接着強度を高めることができるＩＣモジュールに関する。
したがって、本発明の利用分野は、複合ＩＣカード用ＩＣモジュールの製造や複合ＩＣカードの製造や利用の分野に関する。
【０００２】
【従来技術】
接触と非接触の両方のインターフェースを持つ複合ＩＣカード用ＩＣチップが登場している。通常、このＩＣチップを使ったＩＣモジュールはカード基体内の非接触用アンテナとの接続をプリント基板裏面のアンテナ接続用端子板を介して行っている。当該接続用端子板とカード基体内のアンテナとが導電性材料によって接着されてＩＣチップの非接触通信機能部に導通する。
一方、カード表面には６個ないし８個のＩＳＯ７８１６接触方式の端子群が設けられていて接触通信を行う。
これらにより、接触、非接触の両用となるようにされている。
【０００３】
かかるＩＣモジュールとカード基体内のアンテナとの接続方法を記載する先行技術には、特許文献１、特許文献２、等の多数があるが、具体的な内容を図面を参照して説明することとする。
図４は、従来の接触型ＩＣカードの平面図、図５は、従来の接触、非接触両用ＩＣカードの平面図、図６は、ＩＣモジュールの接触端子の端子群を表わす平面図、図７は、従来の複合ＩＣカード用ＩＣモジュールの裏面のボンディング状態を表わす図、図８は、図７の複合ＩＣモジュールをカード基体に装着した接触、非接触両用ＩＣカードの断面図、である。
【０００４】
従来の接触型ＩＣカード１１は、図４のように均一な薄板状のカード基体１１ｂに接触型ＩＣモジュール１４を埋設した周知の形態のものである。
ＩＳＯの規格に基づき、基板１１ｂのサイズは、５３．９８×８５．６０ｍｍ、厚みは、０．６８〜０．８４ｍｍの範囲、通常０．７６ｍｍにされている。
接触、非接触両用の複合ＩＣカード１２も同一形状の基板であって、図５のように、カード基体１２ｂ内にアンテナコイル２１を有している。
アンテナコイル２１は破線で示しているが、実際にはカード基体内に埋設されていて見えないので外観上は、接触型ＩＣカード１１と異なるものではない。
アンテナコイル２１の両端は、接触、非接触両用の複合ＩＣカード用ＩＣモジュール１５のアンテナ接続用端子板に接続するようにされている。
【０００５】
従来の接触型ＩＣモジュール１４の端子群は、図６のように、ＩＳＯ７８１６の規格によりＣ１〜Ｃ８の８つの端子が規定されている。
なお、Ｃ１はＶＣＣ（供給電圧）、Ｃ２はＲＳＴ（リセット信号）、Ｃ３はＣＬＫ（クロック信号）、Ｃ５はＧＮＤ（接地）端子で通常、ＩＣモジュール１４の端子板中心部分と電気的につながって形成されている。Ｃ６はＶＰＰ（可変供給電圧；プログラム供給電圧など）、Ｃ７はＩ／Ｏ（データ入出力）である。
Ｃ４とＣ８は、ＲＦＵ（予備端子）であって現在は使用していない。
【０００６】
従来の複合ＩＣカード用ＩＣモジュール１５の裏面のボンディング状態は、図７のようになっている。
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７端子板背面の絶縁基板には、ワイヤボンディング基板側パッド２６が形成されていて、当該パッドを介して、それぞれＩＣチップ３側の接続端子（パッド）にボンディングワイヤ２７で接続されている。
Ｃ４，Ｃ８端子板は予備端子なので基板側パッドは設けられていない。Ｃ６のＶＰＰも使用しない場合が多い。
Ｃ２，Ｃ３端子とＣ６，Ｃ７端子の背面を利用してアンテナ接続用端子板２４，２５が設けられ、Ｃ４，Ｃ８端子の背面を通る回路を介して、ＩＣチップ３の非接触インターフェース部Ａ１，Ａ２にボンディングされている。
ＩＣモジュールのＩＣチップ３やボンディングワイヤ２７部分は樹脂モールドされて実装されている。
【０００７】
図８は、図７のＩＣモジュール１５をカード基体１２ｂに装着した接触、非接触両用ＩＣカードの断面図である。アンテナ接続用端子板２４，２５を横切りボンディングワイヤ２７に沿う断面が示されている。
ＩＣモジュール１５は、プリント基板のカード表面側に接触端子群を有しカード内面側にＩＣチップ３とワイヤボンディング部を有している。
ＩＣモジュールの装着は、まず予めアンテナコイル２１が形成され埋設されているカード基体１２ｂの当該カード基体表面からアンテナコイル両端の接続用端子面が現われるようにＩＣモジュール装着用凹部５を掘削する。
次に、凹部５内にＩＣモジュール１５を装填して、接続用端子面とＩＣモジュール側のアンテナ接続用端子板２４，２５間を導電性接着剤６で導通させる。
同時に、当該導電性接着剤、あるいは通常の接着剤も併用してＩＣモジュール１５を装着用凹部５内に固定する。
複合ＩＣカード用ＩＣモジュール１５の樹脂モールド部７は、一段と深く切削された装着用凹部５の中央部分に嵌合するようにされている。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１２３６５４号公報
【特許文献２】特開平１１−３２８３５５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の複合ＩＣカード用のＩＣモジュール１５は、上述のようにしてアンテナ接続用端子板が、ＩＣチップの非接触インターフェース部に接続しているが、アンテナ接続用端子板が平面な金属板であるため、曲げなどの外部応力が加わることによって、導電性材料との間で剥離が生じることがあった。
そこで本発明は、この欠点を改善した複合ＩＣカード用ＩＣモジュールの構造を研究して本発明の完成に至ったものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、接触、非接触の両方のインターフェースを持つＩＣチップが内蔵されたＩＣカード用ＩＣモジュールであって、該ＩＣチップを搭載するプリント基板の表面はＩＳＯ７８１６が規定する８つの端子群を有し、該プリント基板の裏面には接触、非接触両用のＩＣチップが搭載され、ＩＣチップの接続端子と表面の端子の金属層とが接続されているＩＣモジュールにおいて、カード基体内のアンテナと接続するためのプリント基板裏面に設けられた２つのアンテナ接続用端子板の導電性接着材料と接する面は、プリント基板の絶縁層に達する深さの複数の凹孔が穿孔さた金属層からなることを特徴とする複合ＩＣカード用ＩＣモジュール、にある。
【００１１】
上記複合ＩＣカード用ＩＣモジュールにおいて、アンテナ接続用端子板の金属層の厚みを、３５μｍから７０μｍの範囲である、ようにすることができ、複数の凹孔が規則的に配列した格子凹孔として、アンテナ接続用端子板の平面外観が格子形状である、ようにすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、複合ＩＣカード用ＩＣモジュール（以下、「複合ＩＣモジュール」とも表現する。）において、アンテナ接続用端子板の導電性材料との接触面を格子状等の接触面積の大きい形状にし、かつ可能な限り端子板厚みを厚くすることにより、接続の信頼性向上を図ろうとするものである。
以下、本発明の複合ＩＣモジュールについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の複合ＩＣモジュールの実施形態を示す背面図、図２は、アンテナ接続用端子板を示す図、図３は、従来のアンテナ接続用端子板を示す図、である。
【００１３】
図１は、本発明の複合ＩＣモジュール１の実施形態を示し、裏面のボンディング状態が表れている。図１（Ａ）は背面平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図示方法が多少異なるが、図１自体は、図７の従来例と実質的に同一のものである。
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７端子板背面の絶縁基板には、ワイヤボンディング基板側パッド２６１，２６２，２６３，２６５，２６７が形成されていて、当該パッドを介して、それぞれＩＣチップ３側の接続端子（パッド）にワイヤ接続されている。Ｃ４，Ｃ８端子板は予備端子なので基板側パッドは設けられていない。Ｃ６のＶＰＰも使用しない場合が多く同様にされている。
各ワイヤボンディング基板側パッドは、プリント基板８の絶縁層材料に予め貫通孔を空けておいてから銅箔８Ａ，８ｃとラミネートして形成するものであるが、絶縁層と表裏の銅箔間をスルーホールで導通させるものであってもよい。
【００１４】
アンテナ接続用端子板２４，２５は、ボンディングワイヤ２７によって回路２４１，２５１に接続し、さらにＩＣチップ３の非接触インターフェース部Ａ１，Ａ２にワイヤ接続されている。アンテナ接続用端子板２４，２５と回路２４１，２５１は、図７のように連続した回路板であっても良い。
なお、ＩＣチップ３とボンディングワイヤ２７接続部は点線で囲った樹脂モールド部７となっている。
【００１５】
図１（Ｂ）（Ｃ）のように、ワイヤボンディング基板側パッド２６３，２６５，２６７は、複合ＩＣモジュールの表面側銅箔からＩＣチップ３にワイヤ接続されており、回路２５１は裏面側銅箔からＩＣチップ３の非接触通信機能部Ａ２に通じるようにされている。
【００１６】
図２は、アンテナ接続用端子板２４の拡大図であって、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、端子板２５も同様であるので図示していない。図３は、同様に従来例のアンテナ接続用端子板２４の平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
アンテナ接続用端子板自体の大きさは、本発明のものも従来例のものも同様であって、Ｌ＝２〜３ｍｍ、Ｗ＝３〜４ｍｍ程度である。
従来例のアンテナ接続用端子板が、単に平面な金属板であるのに対し、本発明のアンテナ接続用端子板２４，２５は、例えば、矩形状の凹孔９が規則的に空けられていて、全体として格子状にされている特徴がある。
図２（Ａ）の場合、２列の平行格子列にされているが、列状でなくてもよく、３列でも４列であっても良い。
【００１７】
アンテナ接続用端子板２４のプリント基板８は、ガラスエポキシ基材等の絶縁材料８ｂの両面に銅箔８ａ，８ｃを接着剤等でラミネートした基板から構成されている。銅箔８ａ，８ｃは表面側をニッケル下地めっきしてから硬質金めっきする処理が通常されている。銅箔８ａは、前記ＩＳＯで規定する８個の端子板側であり、銅箔８ｃは、アンテナ接続用端子板２４，２５側のものである。
従来例のアンテナ接続用端子板２４，２５は、図３（Ｂ）のように、銅箔８ａと銅箔８ｃが、ほぼ同一の厚みにされていたが、本発明では端子板側の銅箔８ｃを銅箔８ａよりも厚くすることが好ましい。これは、端子板を格子状等することと同様に、導電性接着剤で接着する場合に凹孔側面部による接着面積を広くして接合強度を高くする目的のためである。
【００１８】
従来の銅箔８ａ，８ｃの厚みは、１８μｍから３５μｍ程度であるが、本発明では銅箔８ｃの厚みＤを３５μｍから７０μｍ程度にするのが好ましい。銅箔８ａは従来どおりの厚みであってよい。
凹孔９の幅、長さ、ピッチ等は自由に設定できる。矩形状に限らず円形や不定形状であってもよい。接着面積を広くする目的から凹孔９の数は２〜３個ないしは数個以上の数であることが好ましい。
凹孔９を例えば、矩形状の格子凹孔として規則的に開口する場合は、図２のように、その平面外観は格子形状を呈するようになる。ただし、平面外観は格子形状に限らず、波形状であっても、規則的な水玉状または散点状に凹孔が形成されたものであっても良い。
【００１９】
このような凹孔を設けた端子板は、単に導電性接着剤との接着面積を拡大するだけの効果ではなく、凹孔９内の底面では、例えば絶縁材料であるガラスエポキシ樹脂が露出するので、ガラスエポキシ樹脂と導電性ペーストが接着する組み合わせになり、銅箔との接着よりも接着性の高い材料間の接合が得られ、剥離強度を高度に高くすることができる。
【００２０】
このように本発明の複合ＩＣカード用ＩＣモジュール１は、独自構造のアンテナ接続用端子板２４，２５を有するので、ＩＣカード基体内のアンテナコイルと高い強度で接続させることができる。
【００２１】
このような複合ＩＣモジュールの製造は、まずＩＣモジュール用プリント基板８の準備から行う。これには、絶縁性基材の基板側パッド２６の各位置に、予め貫通孔（穴部）を形成したものを用いて製造する。絶縁性基材としては、例えば、厚さ７５〜１００μｍ程度のガラスエポキシフィルム、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ビスマレイド−トリアジン樹脂フィルムなどのフィルムと熱硬化性接着シートを接着したものを用いる。
【００２２】
所定の位置に貫通孔（穴部）を形成した後、絶縁性基材の両面に銅箔をヒートプレスにより接着して一体化する。これを、通常のフォトエッチング法により表面側端子群（Ｃ１〜Ｃ８）や背面側のアンテナ接続用端子板２４，２５を形成することによりパターニングを行う。
【００２３】
アンテナ接続用端子板２４，２５のパターニングは、裏面の銅箔８ｃに対して所定の端子板形状を残すフォトエッチングと同時の工程で、あるいは別個の工程で、アンテナ接続用端子板２４，２５の表面を必要な格子形状または波形形状等にするフォトエッチング工程を行う。これには所定形状を備えたフォトマスクパターンを使用する。
レジスト剥離後、残存する銅箔層を電極として、表面側端子群と背面のアンテナ接続用端子板２４，２５に対してニッケルメッキ及び金めっき処理を行う。
【００２４】
複合ＩＣカード用ＩＣチップ３をエポキシダイ接着剤によりプリント基板８にダイボンディングし、ＩＣチップ３の各接続端子（パッド）と基板側の各パッド（穴部）２６間および回路２４１，２５１間のワイヤボンディングを行う。
最後に、ＩＣチップ３、ボンディングワイヤ２７部分をトランスファーモールディング法、キャスティング法等により樹脂モールドし、更に必要に応じて裏面側を研磨して厚みを整えて、複合ＩＣモジュール１が完成する。
【００２５】
【実施例】
図１、図２、図３等を参照して本発明の実施例、比較例を説明する。
（実施例）
複合ＩＣモジュール１用のプリント基板８として、厚み１００μｍのガラスエポキシ材料８ｂに厚み３５μｍの表面側銅箔８ａと、厚み７０μｍの背面側銅箔８ｃを積層したものを使用した。なお、ガラスエポキシ材料８ｂには、ワイヤボンディング基板側パッド２６を予め必要個数穿孔したものを使用した。
このプリント基板８に対して、表面側端子板と、背面側アンテナ接続用端子板２４，２５、回路２４１，２５１をフォトエッチング工程で形成した。
アンテナ接続用端子板２４，２５のサイズは、Ｌ＝３．０ｍｍ×Ｗ＝２．０ｍｍになるようにし、各アンテナ接続用端子板２４，２５には、図２（Ａ）のように幅２００μｍ、長さ６００μｍの凹孔９が２００μｍ間隔で各６個並ぶようにし、このものが２列に並列するようにした。凹孔９の深さは、ガラスエポキシ材料８ｂに達する深さとした。
その結果、端子板は図２（Ａ）のように格子状の平面外観となった。
【００２６】
エッチング後、表裏の銅箔に対して、ニッケルめっき２μｍ、金めっき０．２μｍを施した。
その後、図１のように、表面側接触端子（ワイヤボンディング基板側パッド２６）につなげるボンディングワイヤ５本と非接触通信機能部Ａ１，Ａ２に接続するボンディングワイヤ２本の合計７本を打ち込みし、最後に、ＩＣチップ３とワイヤ部を樹脂封止して複合ＩＣモジュール１を完成した。
【００２７】
（比較例）
プリント基板８として、厚み１００μｍのガラスエポキシ材料８ｂに厚み３５μｍの表面側銅箔８ａは実施例と同一にしたが、背面側銅箔８ｃには厚み３５μｍのものを使用した。
このプリント基板８に対して、実施例と同一の条件で、表面側端子板と、背面側アンテナ接続用端子板２４，２５、回路２４１，２５１をフォトエッチング工程で形成し、アンテナ接続用端子板２４，２５のサイズは、Ｌ＝３．０ｍｍ×Ｗ＝２．０ｍｍになるようにして形成した。ただし、アンテナ接続用端子板２４，２５に凹孔９を設けず、平面な状態のままの銅箔とした（図３）。
その後、実施例と同様に、ワイヤ接続し樹脂封止して比較例の複合ＩＣモジュールを完成した。
【００２８】
導電性接着剤６として、導電性ペースト（パナソニックファクトリーソリューションズ製「ＬＡＣ３００Ｄ」）を使用して、実施例と比較例の複合ＩＣモジュールの各１０枚を、アンテナコイル埋め込み済みのＩＣカード基板にＩＣモジュール埋設用凹部５を掘削してから装着した（図８参照）。
【００２９】
複合ＩＣモジュール装着後、ＩＣカードの耐久性の比較試験を行った。
試験は、ＩＳＯ７８１６−１に基づく「曲げ試験（合計１０００回の動的曲げ試験）」を行った。
その結果、比較例では、１０枚中２枚の導電ペーストの剥離が生じたが、実施例では、全数剥離を生じることは無かった。
【００３０】
【発明の効果】
上述のように、本発明の複合ＩＣモジュールは、アンテナ接続用端子板表面には、プリント基板の絶縁層に達する深さの複数の凹孔が穿孔されているので、導電性接着剤との接合を強固にすることができ、ＩＣカードの通信信頼性を高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合ＩＣモジュールの実施形態を示す背面図である。
【図２】アンテナ接続用端子板を示す平面図である。
【図３】従来のアンテナ接続用端子板を示す図である。
【図４】従来の接触型ＩＣカードの平面図である。
【図５】従来の接触、非接触両用ＩＣカードの平面図である。
【図６】ＩＣモジュールの接触端子の端子群を表わす平面図である。
【図７】従来の複合ＩＣモジュールの裏面のボンディング状態を表わす図である。
【図８】複合ＩＣモジュールをカード基体に装着した接触、非接触両用ＩＣカードの断面図である。
【符号の説明】
１    複合ＩＣカード用ＩＣモジュール、複合ＩＣモジュール
３    ＩＣチップ
５    凹部
６    導電性接着剤
７    樹脂モールド部
８    プリント基板
９    凹孔
１１    接触型ＩＣカード
１２    接触、非接触両用ＩＣカード
１４    接触型ＩＣモジュール
１５    複合ＩＣカード用ＩＣモジュール（従来品）
２１    アンテナコイル
２４，２５    アンテナ接続用端子板
２６    ワイヤボンディング基板側パッド
２７    ボンディングワイヤ
【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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