(57)【要約】      （修正有）【課題】  曲げに強く、信頼性が高く、かつ低コストの半導体装置を提供する。【解決手段】上側カバーシート１１７とカバーシート１１８の間に、コンデンサ１１４、印刷コイル１１５および薄型集積回路３１２が設けられ、これらの間の空隙は、接着剤によって充填されて通信用カードが形成されている。基板３１０の厚さと薄いコンデンサ１１４の厚さは、所定の関係を有している。信頼性が高く、低コストの各種カードが作成できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された可撓性を有する第１および第２のカード基板と、当該第１および第２のカード基板に形成された集積回路、コンデンサ若しくははコイルを少なくとも具備した半導体装置において、当該半導体装置の厚さが７６０３μｍ以下、５００μｍ以下および２５０μｍ以下のときの上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルの厚さが、それぞれ１１０μｍ以下、１９μｍ以下および４μｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記半導体装置の厚さは５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルの厚さは０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の半導体装置。
【請求項４】
上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルは、上記第１および第２のコイル基板の中立面に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項５】
上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルは、上記半導体装置の厚さが７５０μｍ以下のときは、上記第１および第２のコイル基板の中立面から上下５５μｍ以内の位置、上記半導体装置の厚さが５００μｍ以下のときは、上記第１および第２のコイル基板の中立面から上下９．５μｍ以内の位置、上記半導体装置の厚さが２５０μｍ以下のときは、上記第１および第２のコイル基板の中立面から上下２μｍ以内の位置に、それぞれ配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルは、導電性物質によって互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記導電性物質は、導電性ペースト若しくは異方導電性接着剤であることを特徴とする特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記第１および第２のカード基板は、接着剤層によって互いに接着され、上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルは、上記接着剤層によってそれぞれ所定の位置に固定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記第１および第２のカード基板には、当該第１および第２のカード基板より硬質の材料からなる膜が、それぞれ配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１０】
上記硬質の材料からなる膜の表面と上記第１および第２のカード基板の表面の間には、段差が実質的にないことを特徴とする請求項１から９のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１１】
上記コイルは、外部からの電磁波によって誘導起電力を発生し、上記コンデンサにエネルギを供給する機能を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１２】
上記コイルは、外部からの情報を上記コンデンサに伝達する機能を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１３】
上記コイルは、外部からの情報を上記コンデンサからの電磁波として外部ヘ送る機能を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１４】
上記集積回路、コンデンサ若しくはコイルは、上記第１および第２のカード基板の平面中心点を中心とし、上記第１および第２のカード基板の短辺を直径とする円内に配置されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１５】
上記カード基板の表面には、所望の像が印刷されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し、詳しくは、極めて薄型で曲げに強く、信頼性が高く、かつコストが低い、ＩＣカード、無線マルチチップモジュールまたは移動通信端末などに特に好適な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードに関しては、例えば「データキャリア〔ＩＩ〕」（日本工業新聞社、平成３年３月１５日発行）１３７〜１９４頁には、図２０に示す断面構造を有するカードが記載されている。
【０００３】
このカードは、図２０から明らかなように、基板４１０に搭載された厚いコンデンサチップ４１１が、ボンディングワイヤ４１６によってプリント基板４１２と接続され、樹脂４１５によってモールドされており、さらにセンタコア４１３の中に組み込まれて、２枚のオーバシート４０９、４１４によって上下が覆われている。
また、特開平３−８７２９９には、薄いチップを用いたＩＣカードが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−８７２９９号公報
【非特許文献１】「データキャリア〔ＩＩ〕」（日本工業新聞社、平成３年３月１５日発行）１３７〜１９４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図２０に示した構造を有する上記従来のカードでは、コンデンサ４１２などの部品ガ厚いので、これらに加わる曲げ応力に対して弱く、破損しやすいという問題があった。
【０００６】
また、上記特開平３−８７２９９に提案されているカードの場合は、図８に示したように、厚い基板４２が曲がった際に、この厚い基板４２に接着されたコンデンサチップ４１は、表面と裏面に引っ張りまたは圧縮の応力が働き、大きな応力がコンデンサチップ４１（厚さ２００μｍ）に加わるため、メタライズパターン層４３とこれに接着されたコンデンサ４１の接続が不良となったり、薄いために機械的強度が弱いコンデンサチップ４１は、上記応力によって容易に破壊されてしまうなど、信頼性は著しく低かった。
【０００７】
このような従来構造のコンデンサチップ４１を用いたカードでは、コンデンサチップ４１を曲げやすい薄いカード４２に貼り付け、ワイヤボンディングによって形成されるので、コンデンサチップ４１が割れやすくて信頼性が低く、また、実装工数が多いため、コストを低くするのは困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解決し、曲げに強く、信頼性が高く、かつ、低コストな半導体装置、特にＩＣカード、マルチチップモジュールまたは移動通信端末としての機能を有する薄型の半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、コンデンサなどからなる薄い素子や集積回路を、カードと同じ大きさの可撓性のカード基板に装着し、かつ、上記コンデンサ、集積回路若しくはコイルの厚さ、およびこれらコンデンサ、集積回路若しくはコイルを具備するカードの厚さを、それぞれ所定の厚さにするものである。
【００１０】
すなわち、完成したカードの厚さが７６０μｍ以下、５００μｍ以下および１５０μｍ以下のときのコンデンサの厚さを、それぞれ１１０μｍ以下、１０μｍ以下および４μｍ以下とするもので、カードおよびコンデンサの厚さの最小限はそれぞれ５０μｍおよび０．１μｍである。
【００１１】
〔作用〕
コンデンサの厚さを上記のように薄くすることにより、コンデンサは曲げに強くなり、ＩＣカードのような薄い基板に、可撓性の接着剤によって接続すると、曲げに強く、信頼性が高いＩＣカードを得ることができる。
【００１２】
カードに貼り付けられた薄型コンデンサは、薄いため、基板とコンデンサとの間を導電性ペーストによって配線することが可能になり、従来行われた、金線を利用したワイヤボンディングと比べ、大量生産向きで材料費が安く、平坦で薄いＩＣカードを作成することが可能になる。
【００１３】
薄いコンデンサを用いたこの構造は、ＩＣカードのみではなく、同様な形状を有する他の装置の形成にも適用でき、マルチチップ実装にも適用できる。
【００１４】
曲げられたカードの断面では、わん曲した基板の表面では伸びが発生し、裏面では縮みが発生している。このとき、カードの断面の中心部では収縮がなく、応力も小さいので、この部分に薄いコンデンサチップを存在させれば、このコンデンサチップに加わる応力を小さくすることができる。
【００１５】
この際、当該コンデンサチップが薄ければよいことはいうまでもないが、カードが厚い場合は、カードの有する剛性のために、限界曲率が大きくなって、曲げ難くなるので、コンデンサチップはある程度厚くても良い。
【００１６】
これとは逆に、カードの厚さが薄い場合は、曲がりやすくなるので、コンデンサチップの応力を緩和するには、コンデンサチップの厚さも薄くしなくてはならない。コンデンサを薄くするにあたって、薄くなるほど、コンデンサの形成に精密な装置が必要になるから、どの程度まで薄くするかは、経済性および信頼度の確保の両面から考慮する必要がある。
【００１７】
このように、カードとコンデンサチップの厚さの間には、一定の相関関係が存在し、上記のように、完成したカードの厚さが７６０μｍ以下、５００μｍ以下および１５０μｍ以下のときのコンデンサの厚さを、それぞれ１１０μｍ以下、１０μｍ以下および４μｍ以下とすることによって、曲げに強く、信頼性の高い各種カードを、低いコストで得ることができる。これは、コンデンサのみではなく、カード内に配置されるコイルや集積回路の厚さについても同様であることはいうまでもない。
【００１８】
なお、上記完成したカードおよびコンデンサの厚さの最小限は、それぞれ５０μｍおよび０．１μｍであり、カードの厚さが５０μｍより小さいと、カードの可撓性が著しく低下して実用が難しくなり、厚さが０．１μｍのコンデンサを形成するのは困難である。
【発明の効果】
【００１９】
上記説明から明らかなように、本発明によれば下記の効果が得られる。
（１）曲げに対して破損の恐れが少なく、信頼性が高い。
（２）構造が簡単で製造が容易であり、価格も低い。
（３）コンデンサが極めて薄いため、基板とコンデンサを導電性ペーストによって配線することができ、コストが低いばかりでなく、表面を平坦にできる。
（４）ＳＯＩウエハを用いることにより、厚さが５〜１０μｍという極度に薄いコンデンサを形成でき、曲げによる破損の恐れをさらに少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〈実施例１〉
図１は本発明の第１の実施例を示す断面図である。
図１に示したように、薄型コンデンサ３０３およびコイル３０５は、導電性材料（アニソルム；商品名、日立化成株式会社製）膜３０２によって、カード基板３０１の表面上に接着されている。
【００２１】
上記薄型コンデンサ３０３の厚さは、１から１０μｍ程度まで薄くされているので、基板３０１に接着された後における基板３０１との段差は小さく、上記導電性材料膜３０１として、ペーストまたはインク状の液体状のものを用いて、容易に接続することができる。
【００２２】
そのため、高さが極めて低く、かつ平坦な接続が可能になり、カードに最適な形状が得られる。また、導電性ペースト層は厚さが１０μｍ程度と薄く、しかも可撓性に富んでいるで、曲げや熱膨張差に強いという特長を有している。
【００２３】
上記薄型コンデンサチップ３０３は下記のようにして形成した。
まず、図２に示したように、シリコン基板３１１およびその上に形成された酸化物膜と単結晶シリコン膜からなる積層膜３１０によって、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハを形成した。
【００２４】
次に、このＳＯＩウエハの主面側に、下部電極３０７、絶縁物膜３０８および上部電極３０９からなるコンデンサ３０３を、周知の半導体プロセスによって形成した。下部電極３０７としては、耐熱性がすぐれたチタンや白金などを使用し、絶縁物膜３０８としてはＰＺＴ（ジルコン酸鉛とチタン酸鉛の固溶体）のような誘電率の大きな材料からなる膜を使用した。
【００２５】
次に、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の４０％水溶液をエッチング液として用いた選択的にエッチングを行って、上記シリコン基板３１１を除去し、図３に示す構造を形成した。この際、シリコン基板３１１上に形成されてあった上記酸化物膜は、エッチング対するストッパとして作用するので、シリコン基板３１１を選択的に除去してシリコン膜都酸化物膜からなる積層膜３１０を残すことができ、その結果、電極３０７、絶縁膜３０８および電極３０９からなるコンデンサ３０３が、薄い積層膜３１０上に形成された構造が得られた。
【００２６】
さらに、薄型集積回路３１２および導電性パターンとして印刷によるコイル１１５を周知の方法によって形成して、図４に示す平面構造を有するカード１１３を形成した。導電性パターンとして、本実施例では印刷によるコイル１１５を用いたが、印刷によるコイル以外のものを使用することもできる。
【００２７】
コイル１１５は、外部からの電磁波を受けて、誘導起電力を発生し、薄型コンデンサ１１４にエネルギーを供給する。このコイル１１５と薄型コンデンサ１１４は、導電性ペーストまたは異方導電性接着剤によって、上記集積回路３１０に高密度に固着され、互いに電気的に接続されている。また、このコイル１１５はカード１１３の外部からの情報データを受けて、薄型コンデンサ１１４にデータを渡したり、カード１１２の外部へ薄型コンデンサ１１４からのデータを、電磁波にして送り出す作用を有している。カード１１２をこのように構成することによって、非接触で信頼性の高い通信用カードが得られた。
【００２８】
従来のカードのうち、接触型と呼ばれるカードは、電極がカードの表面上に配置されているため、コンタクト不良が発生したり、静電気に弱いという欠点があったが、本発明を従来の接触型のカードに適用することも可能である。
【００２９】
次に、上記薄型コンデンサ１１４、集積回路３１２および印刷コイル１１５の間の空隙を、例えばシリコーンのような可撓性の接着剤１１９によって充填するとともに、この接着剤１１９によって上側カバーシート１１７と下側カバーシート１１８を固定して、図５に示した断面構造を有するカードを作成した。
【００３０】
上記接着剤１１９は、接着と充填の両作用を有して、薄膜コンデンサ１１４などは、軟らかいゴム状の材料によって包囲および保持されているので、コンデンサ１１４などの表面にストレスが印加され難く、しかも、曲げに強いカードが得られた。
【００３１】
また、局部的な力が衝撃的に加わってカードが変形しても、上記接着剤層１１９によって外部からの力が緩和されて、薄型コンデンサ１１４へのストレス印加が防止されることが認められた。
【００３２】
〈実施例２〉
極めて薄いコンデンサを、カードの中立面にはさむことによって、曲げ強度を確保した本発明の他の実施例を、図６に示した。
本実施例では、図６から明らかなように、例えばコンデンサチップやコイルなど薄型部品３１５が、接着剤３１４によって上側のカード基板３１７と下側のカード基板３１８の間に固定され、さらに、これらカード基板３１７、３１８より固い材料からなる薄板３１３、３１６をカード基板３１７、３１８にそれぞれ設けて補強されている。
【００３３】
上記薄型部品３１５の厚さは１乃至１１０μｍで、従来の部品よりはるかに薄いため、薄型部品３１５を中立面に配置して、上記薄板３１３、３１６によって補強することができ、さらにカード表面を平坦にすることも可能となった。
【００３４】
〈実施例３〉
従来よりも曲げ強度の優れたカードを形成できる本発明の他の実施例を、平面配置を示した図７を用いて説明する。
図７から明らかなように、本実施例においては、例えばコンデンサチップやコイルなど薄型部品３１５は、カード３１９の中心を中心とし、直径をカードの短辺距離とする円３２１内に配置される。これによって、曲げに対する耐性が向上し、従来よりはるかに簡便に使用できる。
【００３５】
図９に、上記薄型部品３１５として薄型コンデンサを用い、この薄型コンデンサ３１５を、カード基板３６の中心の位置３７に埋め込んだ例を示した。
カード基板３６が曲がった場合には、引っ張りまたは圧縮の応力が表面と裏面に働くが、薄型コンデンサ３１５がカード基板３６の中心３７に配置されているので、このような力が薄型コンデンサ３１５に働くことなく、曲げに強く、高い信頼度性を有するカードが得られた。
【００３６】
図９に示した構造のカードを形成するには、図１０に示したように、まずカード基板３９の表面上に薄型コンデンサ３１５を貼り付け、次に、このカード基板３９と同じ厚さを有する第２のカード基板３６を貼り合わせれば、図９に示した構造が容易に形成される。この薄型コンデンサ３１５は、基板３９の中心部のみではなく、図７の示した円３２１内の所望の位置に配置できることはいうまでもない。
【００３７】
〈実施例４〉
図１１は本発明の一実施例を説明するための図であり、曲げ応力によってカードがわん曲されている状態を示している。
薄型コンデンサチップ１０４は、カードの断面の中心線１０２ａに配置されているため、曲げによる影響を最も受け難く、薄型コンデンサチップ１０４に応力は印加されない。カードが曲ると、薄膜コンデンサチップ１０４も曲がるが、薄型コンデンサチップ１０４が極めて薄いために、応力は極めて小さい。
【００３８】
コンデンサチップ１０４が曲っている場合を図１２に示したが、コンデンサチップ１０４が曲がっているときは、ナビエの定理より、コンデンサチップ１０４表面の応力σは、σ＝Ｅ×ｔ／Ｒで示される。ここで、図１２にも示したように、Ｅはコンデンサのヤング率、Ｒは極率半径、ｔはコンデンサチップ１０４の厚さの１／２を、それぞれ表わす。
【００３９】
また、コンデンサチップ１０４の表面はシリコン酸化物からなっているため、Ｅは等価的にシリコン酸化物のヤング率に等しい。上記式から、コンデンサチップ１０４の表面の応力は、コンデンサチップ１０４の厚さに比例し、曲率半径Ｒに反比例することがわかる。コンデンサチップ１０４が曲げによって破壊されるのは、表面の応力がコンデンサチップ１０４の機械的強度より大きくなった場合である。曲げがないときは曲率半径Ｒは無限大であるから、表面の応力σはゼロであり、曲げが進んでＲが小さくなると応力σは大きくなり、遂にはコンデンサチップ１０４が破壊される。
【００４０】
しかし、コンデンサチップ１０４が薄いと、同じ曲率半径の曲げに対して表面の応力は低下するので、機械的破壊の限界に達しない範囲でコンデンサチップ１０４を薄くすれば、曲げに対して十分に強くすることができる。
【００４１】
しかし、コンデンサチップ１０４がこのように薄くなると、取扱いが困難になってしまう。そのため、図１１に示したように、プラスチックや金属などからなる２枚のカード基板１０２、１０３の間に、薄型コンデンサチップ１０４を挟み込めば、取扱いが容易になるとともに強度を増大できる。このとき、薄型コンデンサチップ１０４を中立面１０２ａに配置することが最も好ましい。このように配置すれば、曲げた場合でも応力がゼロであるカード１０１の中立面１０２ａに、コンデンサ１０４の中立面が一致して、カード１０１を曲げても、上記薄型コンデンサチップ１０４を単独で曲げた場合と同様に、上記薄型コンデンサチップ１０４が破壊される恐れはない。
【００４２】
図１３は、ＬＳＩの表面の応力のＬＳＩの厚さとカードの厚さの比依存性を、カードの厚さをパラメータとして測定した結果を示す。薄型コンデンサをカード基板の中立面に置き、コンデンサの厚さとカードの厚さの比をとって、その薄型コンデンサ表面の応力を求めた。
【００４３】
ＬＳＩ表面の応力は、カードの曲がりの程度と大きく関係し、カードの曲がりの程度は、カードの厚さや材料、印加された力およびカードの位置などによって大きく異なるが、カードの平面の中央位置にコンＬＳを置き、カードの材料としては、一般の磁気カードやクレジットカードで使用されている塩化ビニールを用いた。ＰＥＴ材は、演歌ビニールよりも固く曲げにくい性質を持っているので、塩化ビニールを用いて得られた結果は、他の材料を用いた場合にも広く適用できる。
【００４４】
曲がりの程度を定める曲率半径は、カードに印加される曲げモーメントに依存するが、カードが折曲がる限界まで印加した。塩化ビニールのカードの厚さが０．７６ｍｍのときのカ−ド中央での曲率半径は５０ｍｍであった。この場合、コンデンサチップの厚さがカードの厚さと同じであれば、上記応力の式から、コンデンサの表面の応力は８Ｅ１２×０．３８／５０（Ｐａ）となり、これを計算すると６００ＭＰａであった。なお、ヤング率は、理科年表からガラスの値を利用した。コンデンサチップの表面は、シリコン酸化膜層が主体であるから、ガラスと同じ物性を有していると見做すことができる。
【００４５】
曲率半径とカードの厚さの関係には、カードの慣性モメントが関係する。曲率半径ＲはＥ×Ｉ／Ｍで与えられ、ここでＥはカードのヤング率、Ｉは慣性モーメント、Ｍは曲げモーメントを、それぞれ示す。カードの慣性モーメントはカードの厚さの３乗に比例するので、図１５に示す曲率半径の特性曲線が得られた。図１５から、コンデンサの厚さとカードの厚さがの比が１．０のときの、コンデンサ表面の応力を求めると、カードの厚さが０．５ｍｍのときは２．４ＧＰａ、カードの厚さが０．２５ｍｍの時は５．４ＧＰａであった。この状態ではコンデンサは簡単に破壊されてしまうが、本発明では、コンデンサを薄くしてカードの中立面に挟んで配置しているので、このような破壊が防止される。
【００４６】
すなわち、コンデンサの厚さとカードの厚さの比をパラメータとし、薄くされたコンデンサ表面の応力を測定した結果をに示しのが図１３であり、図１３の一部を拡大してコンデンサの厚さとカードの厚さの比が、０から０．１６までの部分を図１４に示した。
【００４７】
図１４において、コンデンサが曲げに耐え得る応力は９０ＭＰａであるが、この値は、コンデンサの破壊強度がガラスの破壊強度と同じであると見做して、理科年表からとった値である。従って、カードの厚さを変えたときの薄型コンデンサの必要な厚さおよびコンデンサを薄くする限度を、図１４から求めることができる。すなわち、カードの厚さが０．７６ｍｍのときのコンデンサの厚さが１１０μｍ以下、カードの厚さが０．５ｍｍのときのコンデンサの厚さが１９μｍ以下、カードの厚さが０．２５ｍｍのときはのコンデンサの厚さが４μｍ以下であれば、カードの曲げによってコンデンサが破壊されることはない。
【００４８】
コンデンサを極限まで薄くした方が、信頼性は極めて大きく向上することはいうまでもないが、形成可能な厚さの限界はほぼ０．１μｍであり、これより薄いコンデンサを形成するのは、困難である。。
【００４９】
薄型コンデンサの中立面がカードの中立面と一致するのが最も好ましいが、薄型コンデンサの上面または下面が、カードの厚さによって定まる限界の厚さを有するコンデンサを、カードの中立面に置いたときの範囲内にあれば良い。
【００５０】
すなわち、薄型集積回路、薄型コンデンサまたはコイルなどの上面または下面の位置が、完成したカードの厚さが７６０μｍ以上のときは、このカードの中立面から上または下５５μｍ内、完成したカードの厚さが５００μｍ以上のときは、このカードの中立面から上または下９．５μｍ内、完成したカードの厚さが２５０μｍ以上のときは、このカードの中立面から上または下２μｍ内に、それぞれなるようにすればよい。
【００５１】
〈実施例５〉
図１６に本発明の他の実施例を示した。
薄型コンデンサ３２２には、各種の制御機能をもたせることが可能である。すなわち、先に説明したように、ＳＯＩウエハと周知の半導体プロセスを用いることによって、薄型コンデンサ３２２の中に、回路素子部３２３とコンデンサ部３２４を互いに隣接して作成することも可能であり、このようにすると、各種の制御をワンチップに納めることができ、高性能化と低コスト化を実現することができる。例えば、無線カードでは、この回路素子部３２３をデータの保持に利用できる。
【００５２】
〈実施例６〉
図１７に本発明の他の実施例を示した。本発明によれば、薄い部品をカード基板の中に挟んでカードが形成されるので、カードの表面は極めて平坦であるが、従来の厚い部品を使用すると、曲げに弱いのみではなく、表面に１５０μｍにも達する段差が形成されてしまい、感圧型印刷方式に要求される段差３０μｍまで平坦化することが困難になる。また、表面を平坦化するために構造が高精密化して、コストが上昇してしまう。
【００５３】
本実施例では、図１７に示したように、写真３２７の下に薄型部品３２６を置くことが可能となって、印刷の自由度が向上した。
【００５４】
〈実施例７〉
図１８は、表面に印刷が行われるカードの断面構造を示したものであり、印刷材料３２８は薄型部品３３２の上にかかるように配置されている。この構造では薄型部品３２２が薄く、接着剤３３１によってカバーシート３２９とカバーシート３３０が接着されているので表面は平坦になる。従って、印刷のロールが薄型部品３３２のエッジにきても圧力が分散されて、薄型部品３３２が割れることはない。表面に印刷すべきものとしては、例えばカード所有者の顔写真でもよく、この場合、写真部分は丁寧に扱われれるので、使用法を考慮した望ましい部分に薄型部品３３２を置くことができる。
【００５５】
図１９は図１８の平面構造を示す図であり、カード３３３に設けられた薄型部品３３２の上方を印刷材料３３２が通過するように配置されている。このような構造の場合は、従来は薄型部品３３２が破壊されることが多かったが、本実施例では、部品薄型部品３３２が破壊される恐れなしに、印刷することができた。
また、構造が複雑になることもなく、簡単な構造で、高い信頼性を有するカードが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための図、
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための図、
【図３】本発明の第１の実施例を説明するための図、
【図４】本発明の第１の実施例を説明するための図、
【図５】本発明の第１の実施例を説明するための図、
【図６】本発明の第２の実施例を示す図、
【図７】本発明の第３の実施例を説明するための図、
【図８】従来のカードの問題点を説明するための図、
【図９】本発明の第３の実施例を説明するための図、
【図１０】本発明の第３の実施例を説明するための図、
【図１１】本発明の第４の実施例を説明するための図、
【図１２】本発明の第４の実施例を説明するための図、
【図１３】本発明の第４の実施例を説明するための図、
【図１４】本発明の第４の実施例を説明するための図、
【図１５】本発明の第４の実施例を説明するための図、
【図１６】本発明の第５の実施例を説明するための図、
【図１７】本発明の第６の実施例を説明するための図、
【図１８】本発明の第７の実施例を説明するための図、
【図１９】本発明の第７の実施例を説明するための図、
【図２０】従来のカードの一例を示す図、
【図２１】従来のカードの一例を示す図。
【符号の説明】
【００５７】
３６…カード基板、  ３７…カード基板の中心、  ３９…カード基板、
４１…コンデンサ、  ４２…厚い基板、  ４３…メタライズパターン層、
１０１…カード、  １０２…上側のカード基板、  １０２ａ…カードの中心線、
１０３…下側のカード基板、  １０４…コンデンサチップ、  １０６…中心線、
１０７…曲率の中心、  １１３…カード、  １１７…上側カバーシート、  １１
８…カバーシート、１１９…接着剤、  ３０１…カード基板、  ３０２…導電性
材料、３０３…コンデンサ、  ３０５…コイル、３０７…電極、  ３０８…絶縁
物、３０９…電極、  ３１０…ＳＯＩ膜、  ３１１…シリコン基板、
３１２…薄型集積回路、  ３１３…固い材料膜、  ３１４…接着剤、
３１５…薄型部品、  ３１６…固い材料膜、  ３１７…カード基板、
３１８…カード基板、  ３１９…カード、３２１…直径がカードの短辺距離とする円、  ３２２…コンデンサ、３２３…回路素子部、  ３２４…コンデンサ部、
３２５…カード、３２６…薄型部品、  ３２７…写真、  ３２８…印刷材料、
３２９…カバーシート、  ３３０…カバーシート、  ３３１…接着剤、
３３２…薄型部品、  ３３３…カード、  ４０９…オーバシート、４１０…基板、
４１１…コンデンサチップ、  ４１２…プリント基板、４１３…センタコア、  
４１４…オーバシート、  ４１５…樹脂、４１６…ボンディングワイヤ。
【図１】
2005202973.tif 000003
【図２】
2005202973.tif 000004
【図３】
2005202973.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005202973.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005202973.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005202973.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005202973.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月25日(2005.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン膜と酸化物膜からなる積層膜上に、下部電極、絶縁物膜、上部電極が順に積層された、厚さが１１０μｍ以下の薄型コンデンサチップと、
前記薄型コンデンサチップに電気的に接続された、厚さが１１０μｍ以下の集積回路チップと、
前記薄型コンデンサチップ及び前記集積回路チップとを挟んで設けられた、可撓性を有する第１および第２の基板と、
前記薄型コンデンサチップを覆って設けられ、前記第１および第２の基板よりも堅い薄板を有することを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記集積回路チップは複数個実装されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記薄型コンデンサチップと前記第１の基板とは導電性ペーストで接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＩＣカード。
【請求項４】
シリコン膜と酸化物膜からなる積層膜上に、回路素子部と、下部電極、絶縁物膜、上部電極が順に積層されたコンデンサ部とを有し、厚さが１１０μｍ以下の薄型コンデンサチップと、
前記コンデンサ部にエネルギーを供給する、厚さが１１０μｍ以下のコイルと、
前記薄型コンデンサチップ及び前記コイルを挟んで設けられた、可撓性を有する第１および第２の基板と、
前記薄型コンデンサチップを覆って設けられ、前記第１および第２の基板よりも堅い薄板を有することを特徴とするＩＣカード。
【請求項５】
前記第１および第２の基板の材料はＰＥＴであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記薄型コンデンサチップはＩＣカードの中立面から上又は下５５μｍ以内の位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のＩＣカード。
【請求項７】
前記薄板は、前記ＩＣカードに部分的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のＩＣカード。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、極めて薄型で曲げに強く、信頼性が高く、かつコストが低い、ＩＣカードに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかし、図２０に示した構造を有する上記従来のカードでは、コンデンサ４１１などの部品が厚いので、これらに加わる曲げ応力に対して弱く、破損しやすいという問題があった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
このような従来構造のコンデンサチップ４１を用いたカードでは、コンデンサチップ４１を曲げやすい薄いカードに貼り付け、ワイヤボンディングによって形成されるので、コンデンサチップ４１が割れやすくて信頼性が低く、また、実装工数が多いため、コストを低くするのは困難であった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解決し、曲げに強く、信頼性が高く、かつ、低コストなＩＣカードを提供することである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
曲げられたカードの断面では、わん曲した基板の表面側では伸びが発生し、裏面側では縮みが発生している。このとき、カードの断面の中心部では収縮がなく、応力も小さいので、この部分に薄いコンデンサチップを存在させれば、このコンデンサチップに加わる応力を小さくすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記薄型コンデンサ３０３の厚さは、１から１０μｍ程度まで薄くされているので、基板３０１に接着された後における基板３０１との段差は小さく、上記導電性材料膜３０２として、ペーストまたはインク状の液体状のものを用いて、容易に接続することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
そのため、高さが極めて低く、かつ平坦な接続が可能になり、カードに最適な形状が得られる。また、導電性ペースト層は厚さが１０μｍ程度と薄く、しかも可撓性に富んでいるので、曲げや熱膨張差に強いという特長を有している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の４０％水溶液をエッチング液として用いて選択的にエッチングを行って、上記シリコン基板３１１を除去し、図３に示す構造を形成した。この際、シリコン基板３１１上に形成されてあった上記酸化物膜は、エッチングに対するストッパとして作用するので、シリコン基板３１１を選択的に除去してシリコン膜と酸化物膜からなる積層膜３１０を残すことができ、その結果、電極３０７、絶縁膜３０８および電極３０９からなるコンデンサ３０３が、薄い積層膜３１０上に形成された構造が得られた。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
コイル１１５は、外部からの電磁波を受けて、誘導起電力を発生し、薄型コンデンサ１１４にエネルギーを供給する。このコイル１１５と薄型コンデンサ１１４は、導電性ペーストまたは異方導電性接着剤によって、上記集積回路３１２に高密度に固着され、互いに電気的に接続されている。また、このコイル１１５はカード１１３の外部からの情報データを受けて、薄型コンデンサ１１４にデータを渡したり、カード１１３の外部へ薄型コンデンサ１１４からのデータを、電磁波にして送り出す作用を有している。カード１１３をこのように構成することによって、非接触で信頼性の高い通信用カードが得られた。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図９に、上記薄型部品３１５として薄型コンデンサを用い、この薄型コンデンサ３１５を、カード基板３６の中心３７の位置に埋め込んだ例を示した。
カード基板３６が曲がった場合には、引っ張りまたは圧縮の応力が表面と裏面に働くが、薄型コンデンサ３１５がカード基板３６の中心３７に配置されているので、このような力が薄型コンデンサ３１５に働くことなく、曲げに強く、高い信頼性を有するカードが得られた。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図９に示した構造のカードを形成するには、図１０に示したように、まずカード基板３９の表面上に薄型コンデンサ３１５を貼り付け、次に、このカード基板３９と同じ厚さを有する第２のカード基板３６を貼り合わせれば、図９に示した構造が容易に形成される。この薄型コンデンサ３１５は、基板３９の中心部のみではなく、図７に示した円３２１内の所望の位置に配置できることはいうまでもない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ＬＳＩ表面の応力は、カードの曲がりの程度と大きく関係し、カードの曲がりの程度は、カードの厚さや材料、印加された力およびカードの位置などによって大きく異なるが、カードの平面の中央位置にコンデンサとＬＳＩを置き、カードの材料としては、一般の磁気カードやクレジットカードで使用されている塩化ビニールを用いた。ＰＥＴ材は、塩化ビニールよりも固く曲げにくい性質を持っているので、塩化ビニールを用いて得られた結果は、他の材料を用いた場合にも広く適用できる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
すなわち、コンデンサの厚さとカードの厚さの比をパラメータとし、薄くされたコンデンサ表面の応力を測定した結果を示したのが図１３であり、図１３の一部を拡大してコンデンサの厚さとカードの厚さの比が、０から０．１６までの部分を示したのが図１４である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
コンデンサを極限まで薄くした方が、信頼性は極めて大きく向上することはいうまでもないが、形成可能な厚さの限界はほぼ０．１μｍであり、これより薄いコンデンサを形成するのは、困難である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図１９は図１８の平面構造を示す図であり、カード３３３に設けられた薄型部品３３２の上方を印刷材料３２８が通過するように配置されている。このような構造の場合は、従来は薄型部品３３２が破壊されることが多かったが、本実施例では、部品薄型部品３３２が破壊される恐れなしに、印刷することができた。
また、構造が複雑になることもなく、簡単な構造で、高い信頼性を有するカードが得られた。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2005202973.tif 000024