JP2005011212A - IC card and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型化が可能で、外部応力からICチップを保護し、信頼性の高いICカードを提供する。
【解決手段】可撓性のシート材料からなり、回路パターン102の形成された回路基板101と、前記回路基板表面に、接続されたICチップ103とを有するカード基板と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルム107,108とを備え、この回路基板を2層構造で形成している。
【選択図】 図1To provide a highly reliable IC card that can be thinned and protects an IC chip from external stress.
A circuit board made of a flexible sheet material and having a circuit pattern formed thereon, a card board having an IC chip connected to the surface of the circuit board, a surface of the card board, Protective films 107 and 108 bonded to cover the back surface are provided, and this circuit board is formed in a two-layer structure.
[Selection] Figure 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICカードおよびその製造方法に係り、特に薄型のICカードの強度の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
カード上に半導体集積回路チップ(ICチップ)を搭載し、さまざまな機能をもたせたICカードを取りまく技術革新はまさに日進月歩で、新しい機能のCPU、メモリ、カード素材等が着目され、利用技術の高度化も高まる一方である。
【0003】
ICカードは、接触型のものと非接触型のものに分類されるが、最近では各々の特徴を生かし、接触型と非接触型を一体化したいろいろなタイプのICカード(ハイブリッドカード、コンビネーションカードなど)も登場している。
【0004】
例えば、非接触型ICカードは、カード上にコイルとCPUなどのICチップが搭載されてなり、コイルに誘起される起電力により、ICチップが駆動されるしくみである。このICカードは、その一例を図14に示すように、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムからなる回路基板101表面に形成されたアルミニウムパターンからなるコイルパターン102と、前記コイルパターンにフェースダウンで異方性導電膜104を介して接続された半導体集積回路チップ(以下ICチップ)103と、このICチップの裏面に樹脂層106を介して貼着された補強板105とで構成されたカード基板の表面及び裏面をPETからなる保護フィルム107、108で被覆して形成される。
【0005】
ICチップ103と回路基板101との接続に際してもさまざまな工夫がなされており、回路基板101上の回路パターンに異方性導電膜を介してICチップ103を搭載したものも提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0006】
このようなICカードは、0.86mm程度と極めて薄いものであるため、カードケースなどに収納してポケットやかばんの中にいれて持ち運びがなされる際、カード基板にかかる応力により破損し易いという問題がある。
【0007】
特に、ICチップの割れや欠けが問題となっており、ICチップの補強が重要な課題となっている。補強板105としては前述したように、通常ICチップとほぼ同程度の大きさで、SUS製ビッカース硬度370以上のものが用いられている。
【0008】
【特許文献1】
特開平09−148378号公報
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、このような従来のICカードは、外部応力に対してICチップの破損が生じ易いという問題があった。
【0010】
また、近年薄型化への要求は高まる一方であり、より薄いものへの要求が高いが、従来のICカードは薄型化しようとすると、補強板を薄くしたり、樹脂の厚さを薄くしたりする必要があり、外部応力により破損し易く、薄型化に限界があった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、外部応力からICチップを保護し、薄型化が可能で、信頼性の高いICカードを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明のICカードは、可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板と、前記回路パターンに接続するように前記回路基板表面に、接続されたICチップとを有するカード基板と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルムとを備え、前記回路基板が前記ICチップを囲む領域で、2層構造をなすように形成されたことを特徴とする。
【0012】
この構成により、回路基板がICチップを囲む領域で2層構造をなしているため、厚さが大きくなる領域を避けて、2層構造を構成しているため、全体の厚さを増大することなく、高強度化をはかることができる。
また、2層構造を構成しているため、各層間で応力は緩和され同一厚さで1層構造の場合よりもICカードとしての強度は増大する。
【0013】
また本発明では、上記ICカードにおいて、前記回路基板は、回路パターンの形成された第1のシート基板と、前記ICチップ搭載領域に開口を有し、前記第1のシート基板上に重畳せしめられた第2のシート基板とを具備している。
この構成により、組み立ても容易で信頼性の高いICカードを得ることができる。
また本発明のICカードでは、前記第2のシート基板は厚さ12.5〜25μmである。
この範囲に選択することにより、強度が増し、薄型化をはかることができるという効果がある。
【0014】
また本発明のICカードでは、前記第1のシート基板は厚さ12.5〜25μmである。
この範囲に選択することにより、同様に強度が増し、薄型化をはかることができるという効果がある。
【0015】
さらにまた本発明のICカードでは、第2のシート基板は、前記第1のシート基板よりも剛性の低い材料で形成されている。
これにより、回路パターンを第2のシート基板に担持させた場合にも位置ずれもなく、信頼性の高い実装が可能である。
【0016】
また、本発明のICカードでは、前記第2のシート基板は、前記第1のシート基板と同一組成の材料で構成されている。
同一組成の材料を用いることにより、熱膨張係数が同程度であり、熱圧着時における歪の発生を抑制することができ、ずれやたわみを低減することができる。同一組成で厚さの異なる材料を用いることも可能である。
【0017】
また、本発明のICカードでは、前記第2のシート基板は、前記第1のシート基板と同一材料で構成されている。
これにより、多数種のシートを用意する必要がないため、製造が容易でより信頼性の高いICカードを得ることができる。
【0018】
また、本発明のICカードでは、前記第2のシート基板は、前記ICチップに形成されるバンプの高さよりも薄いことを特徴とする。
この構成により、実装時に回路パターンとバンプとの接触性を高めることができ、信頼性の向上をはかることができる。
【0019】
さらにまた、本発明のICカードでは、前記第1および第2のシート基板は、真空接合により固着されている。
これにより、接着剤が不要となり、クリーンで信頼性の高い回路基板を得ることができる。
また、本発明のICカードでは、前記第1および第2のシート基板は、接着性樹脂層を介して固着されている。
この構成により、接着性樹脂層による緩衝効果も得ることができ、より強度を高めることができる。
【0020】
また、本発明のICカードでは、前記ICチップは、絶縁性のフィルムシートを介して前記回路基板に固着されている。
この構成により、ICチップと回路基板との間に絶縁性のフィルムシートが介在しているため、外部応力による回路基板の伸びをこのフィルムシートで抑制することができ、ICチップにかかる応力を緩和することができる。このように、強度の向上をはかることができるため、ICチップの厚さも薄くすることができ、保護フィルムの厚さ、回路基板の厚さも低減することができ、薄型化をはかることができる。このフィルムシートは回路基板を構成する可撓性基板よりも剛性の高いものを用いるのが望ましい。
【0021】
また、本発明のICカードでは、ICチップ周辺にスリットが形成されている。
この構成により、外部応力による回路基板の伸びをこのスリットで逃がすことにより、ICチップの割れを抑制することができる。すなわち、このスリットの存在により、ICチップは、回路基板に自由度をもって固定されることになり、回路基板に応力がかかったとしても、ICチップへの伝達は低減される。このように、応力の緩和をはかることができ、従って強度の向上をはかることができるため、ICチップの厚さも薄くすることができる。また、保護フィルムの厚さ、回路基板の厚さも低減することができ、薄型化をはかることができる。
【0022】
また、上記ICカードにおいて、前記スリットは、前記ICチップの対角線上にある2つの角部の近傍に設けられている。
【0023】
この構成により、もっとも力のかかりやすい角部の2箇所にスリットが設けられているため、効率よく応力を逃がすことができ、しかもスリットの存在により回路基板自体の強度の低下を招くこともない。
【0024】
また、上記ICカードにおいて、前記スリットは、前記ICチップの4つの角部の近傍に設けられている。
【0025】
この構成により、ICカードの近傍がスリットに囲まれた、吊り状態をとることになり、より効率よく応力を逃がすことができる。
前記ICチップは、前記回路基板上に絶縁性のフィルムを介して固着されている
【0026】
また、上記ICカードにおいて、ICチップと回路基板との間に絶縁性のフィルムシートが介在しているため、ICチップの周囲の応力をスリットで効率よく逃がした上で、外部応力による回路基板の伸びをこのフィルムシートで抑制することができ、ICチップにかかる応力をさらに緩和することができる。
【0027】
また、上記ICカードにおいて、前記ICチップの裏面に、補強板が配設されている。
この構成により、ICチップが、表面側では絶縁性のフィルムシートで補強され、裏面側では補強板で補強されているため、応力耐性のさらなる向上をはかることができる。
【0028】
さらにまた、前記フィルムシートは、前記ICチップの接続端子に相当する部分を除いて、ICチップの表面全体に配設されている。
この構成により、回路基板上の回路パターンとの接続は異方性導電膜などにより良好に達成され、ICチップ表面に突出する接続端子以外の部分をフィルムシートで埋めることになるため、平坦性が向上するとともに、ICチップの周辺の剛性を高めることが可能となる。
【0029】
また、回路基板とICチップとの間に介在させる前記フィルムシートをポリイミドフィルムで構成している。
通常、回路基板はPETなどで構成されるが、この構成により、PETより剛性の高いポリイミドフィルムによって応力による伸びを抑制することができるため、ICチップにかかる応力を緩和することができる。
【0030】
また、前記フィルムシートを、前記補強板と相対向する領域に配設することにより、最も強度的に弱い領域であるICチップの領域に対してのみ、貼着するようにすれば、コストの低減を図ることができる。特にポリイミドなどのコストの高いフィルムの場合にはより有効である。
【0031】
また本発明のICカードでは、前記フィルムシートはポリイミドフィルムで構成される。
この構成により、応力に対する伸びが少なく、ICチップに対する保護性を高めることができる。
【0032】
また本発明のICカードでは、前記回路基板は前記ICチップの厚さの4分の1以下である。
この構成により、上記効果に加え、より薄型化をはかることができる。
この範囲を外れると厚みが大きくなりすぎるという不都合がある。また実験の結果、回路基板は前記ICチップの厚さの4分の1以下としたとき、強度も維持できることがわかった。
【0033】
また本発明のICカードは、前記カード基板は総厚が300μm以下である。
この構成により、より薄型化をはかることができる。
【0034】
また本発明のICカードは、総厚が0.76mm以下である。
【0035】
本発明のICカードの製造方法は、可撓性のシート材料からなる第1のシート基板表面に第2のシート基板を貼着し、回路パターンの形成された回路基板を用意する工程と、前記回路基板表面に、ICチップを接続し、カード基板を形成する工程と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように保護フィルムを熱圧着により接合する工程とを備えたことを特徴とする。
この方法により、あらかじめ第2のシート基板を第1のシート基板に張り合わておくようにしているため、従来の製造工程をそのまま利用することが出来、生産性の向上をはかることができ、容易に強度の高い薄型のICカードを形成することができる。
【0036】
また、本発明のカードの製造方法で、前記回路基板を用意する工程は、可撓性のシート材料からなる第1のシート基板表面に回路パターンを形成する工程と、ICチップ搭載領域に相当する領域および前記回路パターンの形成された領域に相当する領域に第2のシート基板を貼着する工程とを含む。
この方法により、回路基板をシート状態で巻き取りながら連続形成することができ、生産性が向上する。
【0037】
また、本発明のICカードの製造方法では、前記回路基板の前記ICチップ搭載領域の近傍にスリットを形成する工程を含む。
【0038】
この構成により、スリットを形成する工程を付加するのみで容易に信頼性の高いICカードを形成することが可能となる。また、このスリットをあらかじめパンチングなどで形成しておくことにより、ICチップ搭載工程における、位置決めに利用することも可能である。
【0039】
また本発明のICカードの製造方法では、前記カード基板を形成する工程は、半導体ウェハ上に所望の素子列を形成する工程と、前記半導体ウェハをダイシングし、ICチップを形成する工程と、前記フィルムシートを挟むように前記ICチップを前記回路基板に接合する工程とを含む。
【0040】
この方法によっても容易に強度の高いICカードを形成することができる。またこの絶縁性のフィルムシートに代えて、ポリイミド樹脂など、硬化後に剛性が高くなるような組成をもつ絶縁性樹脂を用いて、塗布形成するようにしてもより作業性を高めることができる。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のICカードおよびその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態のICカードの断面図を図1に示す。また図2(a)はこのICカードの保護フィルム107,108を除去した状態を示す平面図、(b)は要部拡大断面図である。図において、従来の技術で説明したものと同一部位は同一符号で示すものとする。
このICカードは、可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板101と、この回路パターンに接続するように回路基板表面に搭載されるICチップ103とを有するカード基板と、このカード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルム107,108とを備え、この回路基板が第1のシート基板101aと第2のシート基板101bとの2層構造で構成されたことを特徴とする。なお、第1のシート基板101aと第2のシート基板101bとの間は熱圧着で接合されている。
【0042】
すなわちこの回路基板は図3(a)に示すように、厚さ20μmのPENフィルムからなり、厚さ20μm以下のアルミニウム箔で形成された回路パターン102を備えた第1のシート基板101aと、図3(b)に示すようにICチップ搭載領域に対応する開口Wを形成した厚さ15μmのPENフィルムからなる第2のシート基板101bとが、熱圧着により接合されて回路基板101(図4参照)を形成している。
【0043】
そしてこの回路基板101表面に、厚さ25μm以下のポリイミドフィルムからなるフィルムシート100を介して接続されたICチップ103とを有するカード基板と、ICチップ103の裏面側に接着性樹脂106によって固着された補強板105と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられたポリエチレンテレフタレート(PET)からなる保護フィルム107,108とを備えている。
【0044】
ここでICチップ103表面には図5及び図6にICチップの要部拡大裏面図及び断面図を示すように、バンプ109が突出するように形成されており、このバンプ109は回路基板上の回路パターン102に異方性導電膜110を介して接続されている。
【0045】
このICカードは、次のようにして用いられる。たとえばICカードリーダ/ライタを通じて、ICカードのバンプ(外部接触端子)のVccに回路電圧3V〜5Vが加えられる。
また、バンプを介してクロック信号が供給され、同端子(I/O端子)を通じて情報のシリアル入出力が行われる。
【0046】
回路基板がICチップを囲む領域で2層構造をなしているため、厚さが大きくなる領域を避けて、2層構造を構成しているため、全体の厚さを増大することなく、高強度化をはかることができる。
また、2層構造を構成しているため、各層間で応力は緩和され同一厚さで1層構造の場合よりもICカードとしての強度は増大する。
このように、応力の緩和をはかることができることにより、強度の向上をはかることができるため、ICチップ103の厚さも薄くすることができる。また、保護フィルム107,108の厚さ、回路基板101の厚さも低減することができ、薄型化をはかることができる。
【0047】
また、ICチップの裏面側にSUS製の補強板を備えているためこの補強板105とフィルムシート100とによってICチップは保護されており、またバンプと回路パターンとの接続部もこのフィルムシート100で囲まれているため電気的接続も確実となる。この補強板はSUS301(ステンレス板)で構成されている。ここでICチップが3mm角である場合、補強板は直径6〜8mmとする。なお補強板の形状は円形が望ましい。
【0048】
なお、他は同様にして補強板のみを硬度の異なるもので構成し、強度を測定した。この結果からも、ビッカース硬度530以上のものを用いるのが望ましいことがわかる。すなわち、従来はビッカース硬度370程度のものが用いられていたがこれに比べて、強度が大幅に向上することがわかった。
【0049】
また、接着性樹脂106としては、ワックスなどの離型剤を含有しないものを用いるのが望ましい。これにより強度が従来のワックス含有樹脂に比べて30%以上向上する。これはスリットSの有無にかかわらず強度が向上する。
【0050】
このICカードの総厚さは、0.74mm、カード基板の厚さは300μm以下であった。
【0051】
このICカードをJIS X 6303で規定された試験後も機能障害は生じることなく維持できた。
また動的ねじれ強さについても十分な強度を維持することができた。
さらにまたJIS K 5600に規定されている耐おもり落下性試験についても剥がれが生じることなく、信頼性を維持することができた。
【0052】
なお、ICチップの厚さを小さくし、保護フィルムの厚さ、回路基板の厚さを低減しても、信頼性の低下を招くことなく信頼性の高いICカードを形成することができる。
また、もっともICチップに応力がかかりやすい領域に対してのみ、フィルムシートを貼着するようにすれば、コストの低減を図ることができる。特にポリイミドなどのコストの高いフィルムの場合にはより有効である。
この構成により、応力に対する伸びを低減し、ICチップに対する保護性を高めることができる。
【0053】
なお、前記ICカードでは、補強板としてSUS板を用いたが、これに限定されることなく、他の材料で構成してもよい。また補強板は無くても良い場合もある。
【0054】
また、回路基板についても、PEN,のほかPETなど他の材料を用いても良い。
【0055】
次に、本発明の実施の形態のICカードの製造方法について説明する。図7乃至図12は本発明の実施の形態のICカードの製造工程について説明する。
まず、図7および図8に示すように、回路基板101を形成する。まず、図7に示すように、第1のシート基板101aを形成する。このとき図7に示すように供給ロール200と巻き取りロール201との間で第1のシート基板101aとなる帯状のフィルムを走行させながら印刷部202でアルミニウムペーストを用いて回路パターンを印刷するとともに加熱焼成する。一方第2のシート基板101bとなる帯状のフィルムを走行させながら、パンチ部203で開口Wをパンチングする。図3(a)は印刷によりアルミニウムパターンからなる回路パターン102を形成した第1のシート基板を示す。図3(b)は開口W形成後の第2のシート基板101bを示す。
この後、図8に示すように供給ローラ200から第1のシート基板101aを供給しつつ第2のシート基板101bを供給し、加熱手段206で熱圧着しシート状の回路基板101を形成し、これを巻き取りローラ201で巻き取る。
【0056】
一方ICチップは半導体ウェハ1上に形成される。
まず、図9に示すように、半導体ウェハ1上に所望の素子列を形成するとともに、図10に示すように、この素子列を構成する各素子の各接続端子部であるバンプ109を高さ25〜40μmとなるように形成する。このとき、バンプ形成領域以外の領域に、ポリイミドフィルムなどのフィルムシート100を貼着する。
【0057】
続いて、図11に示すようにダイシングラインDCでICチップ103に分断する。
【0058】
図12に示すようにこのICチップ103のバンプ109を異方性導電膜110を介して回路パターン102に接続する。
そして、厚さ50〜150μmの補強板105を加熱硬化型エポキシ配合樹脂である接着性樹脂106を介して固着する。
【0059】
最後に厚さ12.5〜25μmの2枚のポリイミドシートからなる保護フィルム107,108で圧着し、図1に示したようなICカードが形成される。
【0060】
この方法によれば、回路基板が2層構造を有しているため、組み立て時にも、応力が緩和され、ICチップの破損を抑制することができる。
したがって組み立て時のICチップの割れを防止し歩留まりの向上をはかることができる。
【0061】
このようにして容易に作業性よく信頼性の高いICカードを形成することができる。
【0062】
なお、このフィルムシートの形成はウェハレベルでフィルムシートを貼着したのち、ダイシングラインに沿って個々のICチップに分断するようにしているため位置決めも容易である。また、半導体ウェハをダイシングし、ICチップを形成したのち、フィルムシート100を挟むようにICチップ103を回路基板101に接合するようにしてもよい。
【0063】
(第2の実施の形態)
さらに前記実施の形態では、この例では、図13に示すように回路基板101を構成する第1のシート基板に、スリットSを設けたことを特徴とする。
他は図1に示した前記第1の実施の形態と同様である。
【0064】
また、スリットは、ICチップの4つの角部の近傍に設けられており、ICカードの近傍がスリットに囲まれた、吊り状態をとることになり、より効率よく応力を逃がすことができる。スリットSの最外縁の間隔Lは10mm、スリット幅は1mmで4つの角部にL字状をなすように形成する。
【0065】
この構成により、回路基板101のICチップ103周辺にスリットSが形成されているため、外部応力による回路基板101の伸びをこのスリットSで逃がすことにより、ICチップ103の割れを抑制することができる。すなわち、このスリットSの存在により、ICチップ103は、回路基板101に自由度をもって固定されることになり、回路基板に応力がかかったとしても、ICチップへの伝達は低減される。このように、応力の緩和をはかることができることにより、強度の向上をはかることができるため、ICチップ103の厚さも薄くすることができる。また、保護フィルム107,108の厚さ、回路基板101の厚さも低減することができ、薄型化をはかることができる。
また、回路基板が2層構造で構成され、第1のシート基板に形成されたスリットを覆うように第2のシート基板が形成されているため、効率よく応力を逃がすことができ、しかも強度の低下を抑制し、スリットの存在により回路基板自体の強度の低下を招くこともない。
【0066】
この方法によっても容易に強度の高いICカードを形成することができる。またこの絶縁性のフィルムシートはポリイミド樹脂など、硬化時に剛性が高い絶縁性樹脂に代え、塗布形成するようにしてもより作業性を高めることができる。
加えて、前記実施の形態では補強板が形成されているが、強固に固着されていれば補強板は省くことも可能である。
【0067】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明のICカードは、回路基板が2層構造で形成されているため、ICチップにかかる応力を緩和することができ、強度の向上をはかることができる。
また、ICチップの厚さを低減することができる。
さらにまた本発明の方法によれば、実装時の応力によってICチップが破損したりすることもなく、容易に、位置ずれもなく信頼性の高いICカードを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のICカードの断面図
【図2】(a)は保護フィルムを形成する前のICカードの平面図、(b)は同要部拡大断面図
【図3】(a)は第1のシート基板を示す平面図、(b)は第2のシート基板を示す平面図
【図4】本発明の回路基板を示す平面図
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるICチップの表面側を示す図
【図6】本発明の第1の実施の形態におけるICチップの断面図
【図7】本発明の第1の実施の形態におけるICカードの製造工程を示す図
【図8】本発明の第1の実施の形態におけるICカードの製造工程を示す図
【図9】本発明の第1の実施の形態におけるICカードの製造工程を示す図
【図10】本発明の第1の実施の形態におけるICカードの製造工程を示す図
【図11】本発明の第1の実施の形態におけるICカードの製造工程を示す図
【図12】本発明の第1の実施の形態におけるICカードの製造工程を示す図
【図13】本発明の第2の実施の形態におけるICカードを示す図
【図14】従来例のICカードを示す図
【符号の説明】
1 半導体ウェハ
101a 第1のシート基板
101b 第2のシート基板
101 回路基板
102 回路パターン
103 ICチップ
104 異方性導電膜
105 補強板
106 樹脂層
107,108 保護フィルム
S スリット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC card and a method for manufacturing the same, and more particularly to improving the strength of a thin IC card.
[0002]
[Prior art]
The technological innovation surrounding IC cards with various functions mounted on a card with a semiconductor integrated circuit chip (IC chip) is steadily advancing, and attention has been paid to new functions of CPU, memory, card materials, etc. The trend is increasing.
[0003]
IC cards are classified into contact type and non-contact type. Recently, various types of IC cards (hybrid card, combination card) that integrate contact type and non-contact type by taking advantage of each feature. Etc.) has also appeared.
[0004]
For example, a non-contact type IC card has a mechanism in which an IC chip such as a coil and a CPU is mounted on the card, and the IC chip is driven by an electromotive force induced in the coil. As shown in FIG. 14, an example of this IC card is a
[0005]
Various devices have been devised for connecting the
[0006]
Since such an IC card is extremely thin, about 0.86 mm, when it is stored in a card case or the like and carried in a pocket or bag, it is easily damaged by stress applied to the card substrate. There's a problem.
[0007]
In particular, cracking and chipping of the IC chip is a problem, and reinforcement of the IC chip is an important issue. As described above, the
[0008]
[Patent Document 1]
JP 09-148378 A [Problems to be Solved by the Invention]
[0009]
However, such a conventional IC card has a problem that the IC chip is easily damaged by an external stress.
[0010]
In recent years, the demand for thinning has been increasing, and the demand for thinner ones is high. However, when trying to make a conventional IC card thinner, the reinforcing plate can be made thinner or the resin can be made thinner. It was necessary to do this, and it was easily damaged by external stress, and there was a limit to thinning.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an IC card that protects an IC chip from external stress, can be thinned, and has high reliability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the IC card of the present invention is made of a flexible sheet material, and has a circuit board on which a circuit pattern is formed, and an IC chip connected to the surface of the circuit board so as to be connected to the circuit pattern. Comprising a substrate and a protective film bonded so as to cover a front surface and a back surface of the card substrate, wherein the circuit substrate is formed in a region surrounding the IC chip so as to form a two-layer structure. To do.
[0012]
With this configuration, since the circuit board has a two-layer structure in the area surrounding the IC chip, the entire thickness is increased because the two-layer structure is configured to avoid the area where the thickness is increased. And high strength can be achieved.
Further, since the two-layer structure is formed, the stress is relaxed between the respective layers, and the strength as an IC card is increased as compared with the case of the single-layer structure with the same thickness.
[0013]
According to the present invention, in the IC card, the circuit board has a first sheet substrate on which a circuit pattern is formed and an opening in the IC chip mounting region, and is superimposed on the first sheet substrate. And a second sheet substrate.
With this configuration, an IC card that is easy to assemble and highly reliable can be obtained.
In the IC card of the present invention, the second sheet substrate has a thickness of 12.5 to 25 μm.
By selecting in this range, there is an effect that the strength is increased and the thickness can be reduced.
[0014]
In the IC card of the present invention, the first sheet substrate has a thickness of 12.5 to 25 μm.
By selecting in this range, there is an effect that the strength can be similarly increased and the thickness can be reduced.
[0015]
Furthermore, in the IC card of the present invention, the second sheet substrate is formed of a material having lower rigidity than the first sheet substrate.
As a result, even when the circuit pattern is carried on the second sheet substrate, there is no positional deviation and high-reliability mounting is possible.
[0016]
In the IC card of the present invention, the second sheet substrate is made of a material having the same composition as the first sheet substrate.
By using materials having the same composition, the coefficients of thermal expansion are approximately the same, the occurrence of distortion during thermocompression bonding can be suppressed, and deviation and deflection can be reduced. It is also possible to use materials having the same composition and different thicknesses.
[0017]
In the IC card of the present invention, the second sheet substrate is made of the same material as the first sheet substrate.
Thereby, since it is not necessary to prepare many kinds of sheets, it is possible to obtain an IC card that is easy to manufacture and more reliable.
[0018]
In the IC card of the present invention, the second sheet substrate is thinner than the height of the bump formed on the IC chip.
With this configuration, the contact between the circuit pattern and the bump can be improved during mounting, and the reliability can be improved.
[0019]
Furthermore, in the IC card of the present invention, the first and second sheet substrates are fixed by vacuum bonding.
Thereby, no adhesive is required, and a clean and highly reliable circuit board can be obtained.
In the IC card of the present invention, the first and second sheet substrates are fixed via an adhesive resin layer.
With this configuration, a buffering effect by the adhesive resin layer can be obtained, and the strength can be further increased.
[0020]
In the IC card of the present invention, the IC chip is fixed to the circuit board via an insulating film sheet.
With this configuration, an insulating film sheet is interposed between the IC chip and the circuit board, so that the expansion of the circuit board due to external stress can be suppressed by this film sheet, and the stress applied to the IC chip is relieved. can do. Since the strength can be improved in this way, the thickness of the IC chip can be reduced, the thickness of the protective film and the thickness of the circuit board can be reduced, and the thickness can be reduced. It is desirable to use a film sheet having a higher rigidity than the flexible substrate constituting the circuit board.
[0021]
In the IC card of the present invention, a slit is formed around the IC chip.
With this configuration, cracking of the IC chip can be suppressed by releasing the elongation of the circuit board due to external stress through the slit. That is, due to the presence of the slit, the IC chip is fixed to the circuit board with a degree of freedom, and even if stress is applied to the circuit board, transmission to the IC chip is reduced. In this manner, stress can be relieved, and therefore the strength can be improved, so that the thickness of the IC chip can also be reduced. Moreover, the thickness of a protective film and the thickness of a circuit board can also be reduced, and thickness reduction can be achieved.
[0022]
In the IC card, the slit is provided in the vicinity of two corners on a diagonal line of the IC chip.
[0023]
With this configuration, since the slits are provided at two corners where the force is most likely to be applied, the stress can be released efficiently, and the presence of the slit does not cause a decrease in the strength of the circuit board itself.
[0024]
In the IC card, the slit is provided in the vicinity of the four corners of the IC chip.
[0025]
With this configuration, a suspended state in which the vicinity of the IC card is surrounded by a slit is taken, and stress can be released more efficiently.
The IC chip is fixed on the circuit board via an insulating film.
Further, in the IC card, since an insulating film sheet is interposed between the IC chip and the circuit board, the stress around the IC chip is efficiently released by the slit, and the circuit board due to external stress is released. Elongation can be suppressed by this film sheet, and the stress applied to the IC chip can be further relaxed.
[0027]
In the IC card, a reinforcing plate is disposed on the back surface of the IC chip.
With this configuration, since the IC chip is reinforced with an insulating film sheet on the front surface side and reinforced with a reinforcing plate on the back surface side, the stress resistance can be further improved.
[0028]
Furthermore, the film sheet is disposed on the entire surface of the IC chip except for portions corresponding to the connection terminals of the IC chip.
With this configuration, the connection with the circuit pattern on the circuit board is satisfactorily achieved by an anisotropic conductive film or the like, and the portions other than the connection terminals protruding on the surface of the IC chip are filled with the film sheet. In addition to the improvement, it is possible to increase the rigidity around the IC chip.
[0029]
The film sheet interposed between the circuit board and the IC chip is made of a polyimide film.
Usually, the circuit board is made of PET or the like, but with this structure, elongation due to stress can be suppressed by a polyimide film having rigidity higher than that of PET, so that stress applied to the IC chip can be relieved.
[0030]
In addition, if the film sheet is disposed in a region opposite to the reinforcing plate so as to be attached only to the region of the IC chip which is the weakest region, the cost can be reduced. Can be achieved. This is particularly effective in the case of a high-cost film such as polyimide.
[0031]
In the IC card of the present invention, the film sheet is composed of a polyimide film.
With this configuration, the elongation against stress is small, and the protection against the IC chip can be enhanced.
[0032]
In the IC card of the present invention, the circuit board is not more than a quarter of the thickness of the IC chip.
With this configuration, in addition to the above effects, the thickness can be further reduced.
If it is out of this range, there is a disadvantage that the thickness becomes too large. As a result of experiments, it was found that the strength of the circuit board can be maintained when the thickness of the circuit board is ¼ or less of the thickness of the IC chip.
[0033]
In the IC card of the present invention, the card substrate has a total thickness of 300 μm or less.
With this configuration, the thickness can be further reduced.
[0034]
The IC card of the present invention has a total thickness of 0.76 mm or less.
[0035]
The method of manufacturing an IC card of the present invention includes a step of attaching a second sheet substrate to the surface of a first sheet substrate made of a flexible sheet material, and preparing a circuit substrate on which a circuit pattern is formed, An IC chip is connected to the surface of the circuit board to form a card board, and a process of bonding a protective film by thermocompression bonding so as to cover the front and back surfaces of the card board.
By this method, the second sheet substrate is attached to the first sheet substrate in advance, so that the conventional manufacturing process can be used as it is, productivity can be improved, and easily A thin IC card with high strength can be formed.
[0036]
In the card manufacturing method of the present invention, the step of preparing the circuit board corresponds to a step of forming a circuit pattern on the surface of the first sheet substrate made of a flexible sheet material and an IC chip mounting region. And a step of attaching a second sheet substrate to the region and a region corresponding to the region where the circuit pattern is formed.
By this method, the circuit board can be continuously formed while being wound in a sheet state, and the productivity is improved.
[0037]
The IC card manufacturing method of the present invention includes a step of forming a slit in the vicinity of the IC chip mounting region of the circuit board.
[0038]
With this configuration, it is possible to easily form a highly reliable IC card only by adding a step of forming a slit. Further, by forming this slit in advance by punching or the like, it can be used for positioning in the IC chip mounting process.
[0039]
In the IC card manufacturing method of the present invention, the step of forming the card substrate includes a step of forming a desired element array on a semiconductor wafer, a step of dicing the semiconductor wafer to form an IC chip, Bonding the IC chip to the circuit board so as to sandwich the film sheet.
[0040]
Also by this method, an IC card with high strength can be easily formed. Further, in place of the insulating film sheet, workability can be further improved by using an insulating resin having a composition that increases rigidity after curing, such as a polyimide resin.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an IC card according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
A sectional view of the IC card according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 2A is a plan view showing a state where the
This IC card is made of a flexible sheet material, and a card substrate having a
[0042]
That is, as shown in FIG. 3A, the circuit board is made of a PEN film having a thickness of 20 μm and includes a
[0043]
Then, a card substrate having an
[0044]
Here, bumps 109 are formed on the surface of the
[0045]
This IC card is used as follows. For example, a circuit voltage of 3 V to 5 V is applied to Vcc of the bump (external contact terminal) of the IC card through the IC card reader / writer.
Further, a clock signal is supplied through the bump, and serial input / output of information is performed through the terminal (I / O terminal).
[0046]
Since the circuit board has a two-layer structure in the area surrounding the IC chip, it has a two-layer structure that avoids an area where the thickness is increased, so that high strength is achieved without increasing the overall thickness. Can be realized.
Further, since the two-layer structure is formed, the stress is relaxed between the respective layers, and the strength as an IC card is increased as compared with the case of the single-layer structure with the same thickness.
Since the stress can be relaxed in this way, the strength can be improved, and the thickness of the
[0047]
Further, since the SUS reinforcing plate is provided on the back surface side of the IC chip, the IC chip is protected by the reinforcing
[0048]
In the same manner, only the reinforcing plate was made of different hardness and the strength was measured. This result also shows that it is desirable to use a material having a Vickers hardness of 530 or higher. That is, in the past, a material having a Vickers hardness of about 370 was used, but it was found that the strength was significantly improved.
[0049]
As the
[0050]
The total thickness of this IC card was 0.74 mm, and the thickness of the card substrate was 300 μm or less.
[0051]
This IC card could be maintained without any functional failure even after the test specified in JIS X 6303.
In addition, sufficient dynamic torsional strength could be maintained.
Furthermore, in the weight drop resistance test specified in JIS K 5600, the reliability could be maintained without causing peeling.
[0052]
Note that even if the thickness of the IC chip is reduced, the thickness of the protective film, and the thickness of the circuit board are reduced, a highly reliable IC card can be formed without causing a decrease in reliability.
Further, if the film sheet is attached only to the region where the stress is most likely to be applied to the IC chip, the cost can be reduced. This is particularly effective in the case of a high-cost film such as polyimide.
With this configuration, the elongation against stress can be reduced and the protection against the IC chip can be enhanced.
[0053]
In the IC card, the SUS plate is used as the reinforcing plate. However, the present invention is not limited to this, and may be made of other materials. In some cases, the reinforcing plate may be omitted.
[0054]
In addition to the PEN, other materials such as PET may be used for the circuit board.
[0055]
Next, an IC card manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described. 7 to 12 describe the manufacturing process of the IC card according to the embodiment of the present invention.
First, as shown in FIGS. 7 and 8, a
Thereafter, the
[0056]
On the other hand, the IC chip is formed on the semiconductor wafer 1.
First, as shown in FIG. 9, a desired element array is formed on the semiconductor wafer 1, and as shown in FIG. 10, the
[0057]
Subsequently, as shown in FIG. 11, the
[0058]
As shown in FIG. 12, the
Then, the reinforcing
[0059]
Finally, pressure-bonding is performed with
[0060]
According to this method, since the circuit board has a two-layer structure, stress can be relaxed even during assembly, and damage to the IC chip can be suppressed.
Therefore, the IC chip can be prevented from cracking during assembly, and the yield can be improved.
[0061]
In this way, it is possible to easily form a highly reliable IC card with good workability.
[0062]
The film sheet can be easily positioned because the film sheet is bonded at the wafer level and then divided into individual IC chips along the dicing line. Further, after the semiconductor wafer is diced to form an IC chip, the
[0063]
(Second Embodiment)
Further, the embodiment is characterized in that, in this example, the slit S is provided in the first sheet substrate constituting the
Others are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0064]
In addition, the slits are provided in the vicinity of the four corners of the IC chip, and the vicinity of the IC card is in a suspended state surrounded by the slits, so that stress can be released more efficiently. An interval L between the outermost edges of the slit S is 10 mm, a slit width is 1 mm, and four corners are formed in an L shape.
[0065]
With this configuration, since the slit S is formed around the
In addition, since the circuit board has a two-layer structure and the second sheet substrate is formed so as to cover the slit formed in the first sheet substrate, the stress can be efficiently released and the strength can be increased. The decrease is suppressed, and the presence of the slit does not cause a decrease in the strength of the circuit board itself.
[0066]
Also by this method, an IC card with high strength can be easily formed. Further, this insulating film sheet can be improved in workability even if it is formed by coating instead of an insulating resin having high rigidity at the time of curing, such as a polyimide resin.
In addition, although the reinforcing plate is formed in the embodiment, the reinforcing plate can be omitted if it is firmly fixed.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, in the IC card of the present invention, since the circuit board is formed in a two-layer structure, the stress applied to the IC chip can be relieved and the strength can be improved.
In addition, the thickness of the IC chip can be reduced.
Furthermore, according to the method of the present invention, the IC chip is not damaged by the stress at the time of mounting, and it is possible to easily form a highly reliable IC card with no displacement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an IC card according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view of the IC card before forming a protective film, and FIG. 3A is a plan view showing a first sheet substrate, FIG. 3B is a plan view showing a second sheet substrate, and FIG. 4 is a plan view showing a circuit board according to the present invention. The figure which shows the surface side of the IC chip in 1st Embodiment of this invention [FIG. 6] Sectional drawing of the IC chip in 1st Embodiment of this invention [FIG. 7] IC in 1st Embodiment of this invention The figure which shows the manufacturing process of a card | curd. [FIG. 8] The figure which shows the manufacturing process of the IC card in the 1st Embodiment of this invention. [FIG. 9] The manufacturing process of the IC card in the 1st Embodiment of this invention. FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the IC card in the first embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diagram showing an IC card manufacturing process in the first embodiment of the invention. FIG. 12 is a diagram showing an IC card manufacturing process in the first embodiment of the invention. FIG. 13 is a second embodiment of the invention. FIG. 14 is a diagram showing an IC card according to a conventional example. FIG. 14 is a diagram showing a conventional IC card.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記回路パターンに接続するように前記回路基板表面に接続されたICチップとを有するカード基板と、
前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルムとを備え、
前記回路基板が前記ICチップを囲む領域で、2層構造をなすように形成されたことを特徴とするICカード。A circuit board made of a flexible sheet material and having a circuit pattern formed thereon;
A card substrate having an IC chip connected to the surface of the circuit board to be connected to the circuit pattern;
A protective film bonded to cover the front and back surfaces of the card substrate;
An IC card, wherein the circuit board is formed to have a two-layer structure in a region surrounding the IC chip.
前記回路基板表面に、ICチップを接続し、カード基板を形成する工程と、
前記カード基板の表面及び裏面を覆うように保護フィルムを熱圧着により接合する工程とを備えたICカードの製造方法。A step of attaching a second sheet substrate to the surface of a first sheet substrate made of a flexible sheet material, and preparing a circuit board on which a circuit pattern is formed;
A step of connecting an IC chip to the surface of the circuit board to form a card board;
And a step of joining the protective film by thermocompression bonding so as to cover the front and back surfaces of the card substrate.
可撓性のシート材料からなる第1のシート基板表面に回路パターンを形成する工程と、
ICチップ搭載領域に相当する領域および前記回路パターンの形成された領域に相当する領域を避けて前記第1のシート基板表面に第2のシート基板を貼着する工程とを含むICカードの製造方法。The IC card manufacturing method according to claim 13, wherein the step of preparing the circuit board includes:
Forming a circuit pattern on the surface of the first sheet substrate made of a flexible sheet material;
A method of manufacturing an IC card including a step of attaching a second sheet substrate to the surface of the first sheet substrate while avoiding a region corresponding to an IC chip mounting region and a region corresponding to the region where the circuit pattern is formed .
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