(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の一方の面に，ＩＣカード外部端子がパターニングされた薄板形状の金属層Ａが設けられ、前記絶縁層の他方の面に，接触端子が設けられたＩＣチップの両サイドと平行になるように形成された帯状の非接触端子とアンテナ端子が電気的に導通するようにパターニングされた薄板形状の金属層Ｂが設けられ、前記絶縁層と前記金属層Ｂにパターニングされた前記非接触端子とに開けられた複数のスルーホールを通して、前記金属層Ｂ側の前記絶縁層上に接着された前記ＩＣチップの前記接触端子と前記金属層Ａの前記ＩＣカード外部端子の前記絶縁層側とがワイヤボンディングされるＩＣカード用ＩＣチップ実装基板において、前記絶縁層に開けられた複数の前記スルーホールの前記金属層Ｂ側の周辺部が絶縁部になっていることを特徴とするＩＣカード用ＩＣチップ実装基板。
【請求項２】
前記スルーホールを通して，前記接触端子と前記ＩＣカード外部端子の絶縁層側とをワイヤボンディングした際，ボンディングワイヤの下にあたる前記スルーホールの前記金属層Ｂ側の周辺部全てを絶縁部としたことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード用ＩＣチップ実装基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカード用ＩＣチップ実装基板に関し、更に詳しくは接触、非接触両方式に動作する通称コンビチップ用のＩＣカードに搭載するＩＣチップ実装基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図面を参照して従来技術について説明する。ＩＣカード用のＩＣチップ実装基板には、片側、又は、両側に電気回路を形成した絶縁層を複数積層した多層基板と、一枚の絶縁層の片側に電気回路を形成した一層基板がある。通常の接触型ＩＣカードは絶縁層の片面に金属層が図３のように形成され、その裏側には図２に示すようにチップが接着剤で固定され、チップ面に形成された接続端子とＩＣカードの外部端子を形成する金属層Ａの裏側が図２、図３に示すスルーホール２２を通してボンディングワイヤで配線されている。一方接触・非接触両方式で動作する通称コンビカードにおいては、前記接触型ＩＣカードとして機能すると同時にカード本体側に形成されたアンテナからの信号を受信して動作しなければならずしたがってカード本体側に形成されたアンテナと基板に搭載されたＩＣチップに配線された端子を接続するための接続端子を基板上に形成する必要が生じる。
【０００３】
前記のような機能を満たすコンビチップ用基板は、通常図１に示すような形状をしている。まず、接触型ＩＣカードとして機能させるために、チップ側の接触端子４２から絶縁層２に開けられたスルーホール２２を通して直接金属層Ａに金属製のボンディングワイヤ５で接続するが、前記コンビチップ上に形成されたアンテナ端子４１の位置は、チップメーカーによって一定していないために、アンテナ端子４１から配線されたボンディングワイヤが、前記接触型ＩＣカードのための複数のボンディングワイヤと交差したり、接触することなく極力距離が近いところに接地する必要である。そのために、ＩＣチップの端子が形成されているチップの両サイドに平行に、非接触端子３を帯状に形成している。一方従来のコンビチップ用基板は図１の非接触端子３が、図４に示すように、絶縁層のスルーホールのエッジまで非接触端子の金属が形成されているために接触型として機能させるための外部端子とチップ上の端子を接続するボンディングワイヤがアンテナ接続用の非接触端子に接触し、製品の不良率が高かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明はコンビカード用ＩＣチップ実装基板１においてチップ上の各接触端子４２と基板の外部端子を接続するボンディングワイヤが非接触端子３と接触することが無く、不良率が極めて低いＩＣカード実装基板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明のＩＣカード用ＩＣチップ実装基板は、絶縁層の一方の面に，ＩＣカード外部端子がパターニングされた薄板形状の金属層Ａが設けられ、前記絶縁層の他方の面に，帯状の非接触端子とアンテナ端子が電気的に導通するようにパターニングされた薄板形状の金属層Ｂが設けられ、前記絶縁層と前記金属層Ｂにパターニングされた前記非接触端子とに開けられた複数のスルーホールを通して、前記金属層Ｂ側の絶縁層上に接着されたＩＣチップの接触端子と前記金属層Ａの前記ＩＣカード外部端子の絶縁層側とがワイヤボンディングされるＩＣカード用ＩＣチップ実装基板において、前記絶縁層に開けられた複数のスルーホールの前記金属層Ｂ側周辺部が絶縁部になっていることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２の発明のＩＣカード用ＩＣチップ実装基板は、請求項１において、前記スルーホールを通して，前記接触端子と前記ＩＣカード外部端子の絶縁層側とをワイヤボンディングした際，ボンディングワイヤの下にあたる前記スルーホールの前記金属層Ｂ側の周辺部全てを絶縁部としたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
図１はコンビチップ型ＩＣカードのＩＣチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。図２は接触型ＩＣカードのＩＣチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。図３は、ＩＣチップ実装基板の表面の一実施例を示す表面平面図である。図４は、金属層Ｂの一部で従来の非接触端子の形状を説明するための平面図である。図５は、金属層Ｂの一部で本発明のスルーホール周辺に絶縁部を設けた一例を説明するための平面図である。図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図８は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図９は、本発明の内容を説明するために図８のＥの部分を拡大した図である。図１０は、金属層Ｂの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の他の一例を示す平面図である。図１１は、金属層Ｂの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の更に他の一例を示す平面図である。
【０００９】
図１、図２、及び図３において、ＩＣチップ実装基板１は、図３に示すＩＣカード実装基板表面の外部接続端子６（金属層Ａ）、事前にスルーホール２２が開けられた絶縁層２、及び、非接触端子３およびアンテナ端子３１（金属層Ｂ）からなる３層構成でできている。
【００１０】
ここで、前記の基板の作製方法について説明する。絶縁フィルム２の片面全面に銅箔を接着した後、パンチング等の方法によりスルーホール２２を開け、絶縁フィルムの残った片側に前記同様銅箔を貼り合わせる。絶縁フィルムには、ガラスエポキシ、ガラスＢＴレジン、ポリイミド等、物理的、化学的に強く、耐熱性の材料が一般的に使用される。前記銅箔の上に印刷法により前記両側にパターン状のレジストを形成して、レジスト以外の部分を腐食(エッチング)し、残った銅箔の表面からレジストを除去した後、金属層Ａに（必要ならば金属層Ｂにも）ニッケル、又は、金メッキが施され、基板ができあがる。前記の他に、基板の作製方法として、やはり前記同様絶縁フィルムの片側全面に銅箔を接着した後、パンチングによりスルーホール２２を開け、その後で絶縁フィルムの別の片側に銅箔を貼り合わせる。両面に感光材料が塗布され、所定のパターンが焼き付けられ、現像、腐食（エッチング）、レジスト除去の工程を経て金属層Ａに（必要ならば金属層Ｂにも）ニッケル、金メッキを施し図１及び図２のパターンを形成する。
【００１１】
ＩＣカード実装基板は、同一のパターンを複数列帯状に並べ、ロール状に仕上げる場合と、同一の基板を縦横に複数個並べ、シート状に仕上げる場合があり、これを使用する後工程の要求によって決められる。
【００１２】
次に、図１のＩＣチップ４の裏側にダイボンディング用の接着剤が部分塗布され（図示せず）その上にＩＣチップ４が固定される。チップ４が固定されると、ワイヤボンダーでチップ側のアンテナ端子４１、接触端子４２と、スルーホール奥の外部接続用の端子６の絶縁層側金属面が金、又は、アルミニウム等金属製のボンディングワイヤ５で配線される。図３に示すようにＩＣチップ搭載基板１の表面は、接点の機能別に絶縁溝６１によって、６ないし８の独立した部分に分割されている。
【００１３】
ＩＣカードの製造手順として、まずＩＣカード基材であるポリ塩化ビニル、ポリエステル、ＡＢＳ等のプラスチックフィルムに印刷を施し、これら印刷された基材フィルムの間にアンテナ又はコイルを挟みこみ、透明な保護フィルムで印刷面を被覆した後、全体に熱、圧を加えながら積層する。積層された中間製品から１枚１枚のカードに型抜きされた後、ＩＣチップ実装基板を埋めこむための凹部がカードの表面に形成される。前記凹部にはカード基材の間に埋めこまれたアンテナ又はコイルの端子が所定の位置に形成されていて、前記図１のアンテナ端子３１の位置と前記アンテナまたはコイルの端子がＩＣチップ実装基板をカード本体に実装する際に対向するようになっていて実装時に導電性の接着剤などで固定される。樹脂による射出成型の場合は、カードの成型時にアンテナ又はコイルを封入し、ＩＣチップ実装基板を実装するための凹部も同時に形成する。前記積層方式でカードを作製したときと同様ＩＣチップ実装基板のアンテナ端子に対向した位置にカード本体側のアンテナ端子が形成されている。成型時に印刷パターンを転写しても、ＩＣチップ実装基板を実装した後で、表裏印刷しても良い。
【００１４】
図１では非接触端子３及びアンテナ端子３１がＨ状の形状でつながっているが、前記非接触端子３及びアンテナ端子３１は電気的に導通していれば良いので前記Ｈ状の形状にこだわるものではない。
【００１５】
図１により、チップの接触端子４２に向かって伸びているボンディングワイヤの方向に本発明の絶縁部が形成されていることによって、ボンディングされたボンディングワイヤが非接触端子に接触する危険が無いことが明確に理解できる。また、非接触端子３が図１のように形成されていれば、アンテナ端子４１がＩＣチップ４の縦ライン上のどの位置に形成されていても、最も近くに在る非接触端子３にボンディングワイヤを飛ばすことができ、非接触端子はスルーホール２２が並ぶライン上付近に在ることが好ましい事がわかる。
【００１６】
図４、及び、図６は非接触端子３のスルーホールの周辺に絶縁層を設けない従来の基板の一例を図示したものであり、図５、及び、図７は本発明の非接触端子３のスルーホールの周辺に絶縁層を設けた場合の一例を図示したものである。前記従来例の問題点については、図９で詳しく説明する。図４、図５、図６、図７において３は非接触端子で、２は絶縁層、６はＩＣカード外部端子、２２はスルーホール、２３はスルーホール周辺絶縁部である。
【００１７】
図９は、図８のＥの部分の拡大図で、スルーホールの周辺に絶縁部が在る場合と無い場合について、ボンディングワイヤを配線した時にどのような状態になるかを判りやすく説明した図である。図９において従来の非接触端子の形状では、ＩＣチップ４から導かれたボンディングワイヤ５ａは金属層ＡのＩＣカード外部端子裏側に接地する際に非接触端子のエッジ、すなわち金属層Ｂのエッジ３ａに接触してしまう可能性がある。更に前記接触を避けようとすると図９で判るように、ボンディングワイヤの高さが高くなってしまう。然るにＩＳＯの規格に基づいて造られたＩＣカードはカードの厚さが最大０．７６ｍｍプラス１０％、最小０．７６ｍｍマイナス１０％と決まっているために前記ワイヤボンディングの際のボンディングワイヤの高さをできるだけ低く抑えることが要求される。実際には絶縁フィルム（絶縁層）の厚さ、金属層Ｂの厚さは極めて薄いので、ＤａとＤｂの差はさほど無くても効果は得られるがＤａ＝Ｄｂの場合と較べれば格段の違いが現れる。
【００１８】
また、最近チップを低コストで薄くできるようになったためにボンディングワイヤの高さが極めて低く設定できるようになったが、このような傾向の中で後述、図１１のようにボンディングワイヤの下側全部を絶縁部にすることの効果はきわめて大きいことが判る。また、チップ及びボンディングワイヤを保護するために樹脂で封止するが、このような際にもボンディングワイヤの下側は絶縁されている方がより安全で都合が良い。
【００１９】
図１０は、スルーホール周辺絶縁部が四角形の場合、図１１は、非接触端子３の絶縁部スルーホール２２からチップの各端子まで配線されたボンディングワイヤの下に当たるスルーホール周辺部分を、全て絶縁部２３にした場合について説明するための平面図である。
【００２０】
【実施例】
（実施例）次に図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００２１】
図１に示すパターンにしたがってＩＣチップ実装基板を試作しボンディングボンディングワイヤの非接触端子３への接触トラブルによる不良率を確認した。スルーホールの直径を０．７ｍｍとし、スルーホール周辺絶縁部の直径を１．０ｍｍとした。まず、絶縁フィルムとして厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを選定して、エポキシ系の接着剤を使用して片側に３５μｍの銅箔を接着した。シルクスクリーン印刷機によって水溶性のレジストをパターン印刷し、非印刷面を塩化第二鉄水溶液でエッチングした。このようにして図１のパターンを形成し、パンチングによってスルーホール２２を開けた。次に表側に前記同様銅箔を全面に貼りつけ、前記同様図３に示すメッキのためのリード６１を伴ったパターンを印刷した後エッチングを行い、表面のレジストを除去しニッケル、及びその上に金メッキを施し、裏面のレジストの除去を行った。このようにして得た試作品を５００ヶ作製し、チップボンディング、ワイヤボンディングを行い、図１の非接触端子３のスルーホールが隠れる程度に封止樹脂を流し込み、チップ及びボンディングワイヤを固定した。
【００２２】
比較のために図１の非接触端子３のパターンを図４のパターンに変えた基板を同様の方法で５００ヶ作製し、チップボンディング、ワイヤボンディングを行い、図１の非接触端子３のスルーホールが隠れる程度に封止樹脂を流し込み、チップ及びボンディングワイヤを固定した。
【００２３】
チップ動作テスターによってボンディングワイヤと非接触端子の短絡状況を調査した結果、不良枚数は、従来方式が５０枚で、本発明方式は０枚であった。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＩＣチップ実装基板によれば、実施例によっても明らかな如くコンビチップ対応汎用ＩＣチップ実装基板において裏面の非接触端子部分のスルーホール周辺部を絶縁部とすることによって、ＩＣチップ実装時の収率を格段に高めることができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンビチップ型ＩＣカードのＩＣチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。
【図２】接触型ＩＣカードのＩＣチップ実装基板の裏面の一実施例を説明するための裏面平面図である。
【図３】図１、または、図２に示すＩＣチップ実装基板の表面の一実施例を示す表面平面図である。
【図４】金属層Ｂの一部で従来の非接触端子の形状を説明するための平面図である。
【図５】金属層Ｂの一部で本発明のスルーホール周辺に絶縁部を設けた一例を説明するための平面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】本発明の内容を説明するために図８のＥの部分を拡大した図である。
【図１０】金属層Ｂの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の他の一例を示す平面図である。
【図１１】金属層Ｂの一部で本発明のスルーホール周辺の絶縁部の形状の更に他の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  ＩＣチップ実装基板
２  絶縁層
２２  絶縁層スルーホール
２３  本発明のスルーホール周辺絶縁部
３  基板側の非接触端子
３１  基板側のアンテナ端子
３ａ  金属層Ｂと絶縁層のスルーホールの孔がＤａで、同じ大きさである場合の金属層Ｂのエッジの位置
３ｂ  絶縁層のスルーホールの孔の大きさがＤａで金属層Ｂのスルーホールの孔の大きさがＤｂの場合の金属層Ｂのエッジの位置
４  ＩＣ（コンビ）チップ
４１  チップ側（非接触カード）のアンテナ端子
４２  チップ側（接触カード）の接触端子
５、５ａ、５ｂ  ボンディングワイヤ
６  金属層Ａ（ＩＣカード外部端子）
６１  外部端子溝
６２  メッキリード
７  チップボンディング用接着剤
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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