JP4037332B2 - Icモジュールおよびicカード - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICチップをプリント配線基板に電気的に接続し、プリント配線基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、外部との電気的接続を行う外部接続端子を設けた半導体装置である、いわゆるICモジュール、および、該ICモジュールを備えたICカードに関するものであり、より詳しくは、該ICモジュール内部のICチップを静電気から保護するための構成を有するICモジュールおよびICカードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ICモジュールは、プリント配線基板等の基板にIC(integrated circuit)チップを電気的に接続してなり、このプリント配線基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、外部との電気的接続端子を設けた半導体装置である。
【0003】
図9に、一般的なICモジュールの断面の概略構成を示す。
図9に示すように、ICモジュールは、一般的に、絶縁支持基板101(プリント配線基板等の基板)を介して一方の面に、外部との接続端子(電気的接続端子)であり、外部とアクセスできる入力/出力コンタクト端子を含むコンタクト端子102を有し、もう一方の面に、ICチップ103を備えている。上記コンタクト端子102とICチップ103とは、絶縁支持基板101に設けられたスルーホール104や、絶縁支持基板101上の図示しない配線パターン等を介して上記コンタクト端子102とそれに対応するICチップ103の端子とが接続されることで、電気的に接続されている。
【0004】
該ICモジュールは、例えばICカードに搭載して用いられる。このように、ICカードに搭載されたICモジュールは、ICカードが携帯して使用されるために常に静電気環境に曝されている。本来、ICカードに内蔵されるICチップ103自体は、該ICチップ103の入出力部に、静電気破壊に対する保護回路(過電圧保護素子)として、静電気保護ダイオード等のESD(electro-static discharge)保護回路を有している。
【0005】
しかしながら、ICカード表面に露出したICモジュール表面のコンタクト端子102に静電気が印加された場合、該静電気は、スルーホール104を介してICチップ103へと入り込む。このとき、該静電気の強度が、ICチップ103で許容可能な静電強度であれば、ICチップ103内で、該静電気による静電ストレスは吸収される。しかしながら、上記静電強度が、ICチップ103による許容外の強度であれば、該静電気による静電ストレスを全て吸収することはできなくなり、ICチップ103の入力/出力端子(図示せず)が損傷あるいは破壊されることになる。
【0006】
以下に、ICモジュールにおけるコンタクト端子102の構造について説明する。
【0007】
接触型ICカードのモジュール端子は、ISO7816で規定されている。図10は、ISO7816で規定された、接触型ICカードのモジュール端子における各コンタクト端子102の配置を概略的に示す平面図である。
【0008】
図10に示すように、接触型ICカードのモジュール端子は、ISO7816で規定されており、図9に示すコンタクト端子102として、図10に示すように、基準電位用の接地端子であるGND端子204、電源用の端子であるVCC端子208およびVPP端子203、クロック入力用の端子であるCLK端子206、リセット信号入力用の端子であるRST端子207、データ入出力用の端子であるIO端子202、拡張用入出力端子(Reserve For User端子)としてのRFU0端子201およびRFU1端子205を備えている。ICモジュールを構成するこれらコンタクト端子102のうち、GND端子204は、他の全てのコンタクト端子102に隣接するように配置されている。
【0009】
このようにICカードのモジュール端子の配置は、ISO7816で決まっているが、該モジュール端子を構成する各コンタクト端子102の端子形状に関しては任意である。
【0010】
図10に示すICモジュールでは各コンタクト端子102・102間の距離dは例えば150μmと一律である。しかしながら、このように各コンタクト端子102・102間の距離が同一であると、コンタクト端子102に静電気が印加され、この静電気が該コンタクト端子102のスルーホール104を介してICチップ103(図9参照)に吸収される前に、隣接するコンタクト端子102・102間で空気を介してサージ放電(電気アーク)が発生した場合、該コンタクト端子102に隣接する、GND端子204以外のコンタクト端子102(入力/出力コンタクト端子)に対してもサージ放電が生じる可能性がある。もし、この隣接するコンタクト端子102(入力/出力コンタクト端子)にサージ放電が印加された場合、このサージ放電は、該隣接するコンタクト端子102(入力/出力コンタクト端子)のスルーホール104を介してICチップ103へと入り込み、ICチップ103を破壊してしまうおそれがある。
【0011】
そこで、コンタクト端子102に静電気が生じサージ放電が発生した場合、この静電気によるサージ放電をGND端子204に誘導することでICチップ103の入力/出力端子を静電気から保護する試みがなされている。
【0012】
図11は、特許文献1に記載のICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成の一例を示す平面図である。
【0013】
図11に示すICモジュールは、コンタクト端子102と、GND端子301以外のコンタクト端子102との間、すなわち、入力/出力コンタクト端子302とGND端子301との間で発生するサージ放電(電気アーク)を助長し、サージ放電の発生に必要な最小電圧を小さくすることで入力/出力コンタクト端子302に印加される過電圧を小さくするものであり、このために、GND端子301と、GND端子301以外のコンタクト端子102である入力/出力コンタクト端子302とにそれぞれ複数の金属突起301a・302aを設けてGND端子301と、GND端子301以外の入力/出力コンタクト端子302との間の最短距離eを100μm未満と小さくしている。
【0014】
また、図12および図13はそれぞれ、特許文献2に記載のICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成の一例を示す平面図である。
【0015】
図12に示すICモジュールでは、サージ放電(電気アーク)成分の送り側の入力/出力コンタクト端子402とサージ放電(電気アーク)成分の受け側の入力/出力コンタクト端子402となるGND端子401との間のギャップfを、GND端子401以外の隣接する入力/出力コンタクト端子402・402間のギャップgよりも一様に小さく設定している。
【0016】
また、図13に示すICモジュールでは、サージ放電(電気アーク)成分の受け側の入力/出力コンタクト端子402となるGND端子401の延長部401aの側面に対向する、サージ放電(電気アーク)成分の送り側の入力/出力コンタクト端子402の側面に突起部402aを突設することで、該突起部402aとGND端子401の延長部401aとの間のギャップh、つまり、GND端子401とGND端子401以外の入力/出力コンタクト端子402との間のギャップを、GND端子401以外の隣接する入力/出力コンタクト端子402・402間のギャップgよりも小さく設定している。
【0017】
【特許文献1】
特開平01−14696号公報(公開日1989年6月8日)
【0018】
【特許文献2】
特開平05−262081号公報(公開日1993年10月12日)
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1では、GND端子301以外のコンタクト端子102・102間で発生するサージ放電(電気アーク)成分が持つインパルス電流成分について考慮がなされていない。
【0020】
ICモジュールの各コンタクト端子102・102間の距離は通常数百μm(図10の例では例えば150μm)であり、コンタクト端子102に生じた静電気による電界強度が、該コンタクト端子102と、該コンタクト端子102に隣接するコンタクト端子102との間に存在する空気の絶縁耐圧(ブレークダウン電圧)を越えたときにサージ放電が発生する。空気のブレークダウン電圧は約100kV/cmであることが知られており、コンタクト端子102に印加された静電気が、約100kV/cmを超える電界強度に達した場合、該静電気は、サージ放電(電気アーク)成分となって隣接するコンタクト端子102に放電される。
【0021】
実証実験により、このサージ放電成分は人体モデル(HBM:Human Body Model)における通常の静電強度に対して、約3倍程度の特殊なインパルス電流成分を含んでいることが明らかになっている。
【0022】
このため、サージ放電成分が発生した場合、隣接するコンタクト端子102が受ける静電強度は、上記ICモジュールに静電気が直接印加された場合の静電強度よりも大きくなり、その特殊なインパルス電流成分に対して、通常のICチップ103に内蔵されている過電圧保護素子(ESD保護回路)が許容しきれない場合、ICチップ103は損傷あるいは破壊される。
【0023】
上記特許文献1では、このサージ放電(電気アーク)成分を故意に発生させて回路保護を行うものであり、このために、前記したようにGND端子301とその他の入力/出力コンタクト端子302とにそれぞれ複数の金属突起301a・302aを設けて、GND端子301とその他の入力/出力コンタクト端子302との間の最短距離eを小さくしている。このため、上記特許文献1に記載のICモジュールでは、GND端子301に静電気が生じた場合、GND端子301からGND端子301以外の入力/出力コンタクト端子302へのサージ放電も容易に発生することになる。
【0024】
したがって、上記特許文献1に記載のICモジュールでは、該ICモジュールに静電気が発生する度に、ICチップ103(図9参照)がインパルス電流成分を繰り返し受けることになる。
【0025】
つまり、上記特許文献1に記載のICカードでは、その表面に設けられたICモジュールのGND端子301とその他の入力/出力コンタクト端子302とに複数の金属突起301a・302aが互いに対向して設けられているため、ICカード表面の上記金属突起301a・302a間でサージ放電が生じることになる。しかも、複数の金属突起301a・302aのうちどの金属突起にサージ放電(電気アーク)成分が飛ぶかわからない。ICカードは携帯されるものであるから、使用状態によっては何回もICカード表面でサージ放電が生じる。このため、このサージ放電(電気アーク)成分が持つインパルス電流成分により、絶縁支持基板101(図9参照)に設けられた配線等が焼き切れる場合もあり得る。
【0026】
また、一般的な静電耐圧強度評価試験においては、GND端子基準(GND端子を評価装置のGND電位に接続(GND端子を接地))とVCC基準(VCC端子を評価装置のGND電位に接続(VCC端子を接地))の2種類があり、後者の場合、サージ放電を故意に発生させる構造となっている上記特許文献1のモジュール構造においては、GND端子301に発生した静電気により、該GND端子301から該GND端子301に隣接する他のコンタクト端子102に向かって容易にサージ放電が発生することが十分に考えられる。
【0027】
このように、サージ成分が持つインパルス電流成分を考えると、上記特許文献1に記載のICモジュールの構造は、ESDに対する保護としては有効とは言い難い。
【0028】
また、複数の金属突起を100μm未満の端子間距離となるように加工するには高い加工精度が要求され、生産性を低下させる要因となる。さらに、GND端子301とその他の入力/出力コンタクト端子302との対向面にはそれぞれ上記金属突起301a・302aが設けられており、また、この金属突起301a・302aは非常に小さいことから、サージ放電時にこの金属突起301a・302aの先端(突起先端)に電界が集中し、この突起先端が破損し易い。
【0029】
前記したようにICカードは携帯することが前提であり、その信頼性は通常の半導体装置に比べて高いものが要求される。このため、上記特許文献1に記載のICモジュールの各入力/出力コンタクト端子302形状は、ICカードへの利用には不都合があると考えられる。
【0030】
一方、特許文献2に記載のICモジュールは、何れも、GND端子401を直線パターンにて形成することで特許文献1のようにGND端子401に突起を形成することなく、GND端子401とGND端子401以外の入力/出力コンタクト端子402との間のギャップを、GND端子401以外の隣接する入力/出力コンタクト端子402・402間のギャップよりも小さく設定している。このため、上記特許文献2によれば、入力/出力コンタクト端子402に静電気が印加された場合、この静電気によるサージ放電をGND端子204に優先的に誘導することが可能となる。
【0031】
しかしながら、上記特許文献2の入力/出力コンタクト端子402は、何れも、GND端子401が直線パターンにて形成されているため、GND端子401の延長部401aの側面は何れも直線形状を有し、ICカードが屈曲した場合に、その力学的ストレスが、GND端子401とGND端子401以外の入力/出力コンタクト端子402との間のギャップにかかり、結果的にチップ割れを起こし易いという問題点を有している。
【0032】
さらに、上記特許文献1、2は、何れも、リザーブ端子(予備端子)として、非接続端子(Non-Connection端子;以下、NC端子と記す)が設けられている場合のサージ放電については考慮していない。
【0033】
つまり、図10において、ICモジュールを構成するコンタクト端子102のうち、拡張用入出力端子であるRFU0端子201、RFU1端子205、並びに、データ書き込み電源用のVPP端子203は、ICモジュールの仕様によっては、ICチップ103との接続を完全に切断させた、電気的に完全にフローティング状態にあるNC端子とする必要がある。
【0034】
このようにICモジュール表面のコンタクト端子102(図9参照)にNC端子が存在する場合、このNC端子に印加された静電気はICチップ103に吸収されず、該NC端子と該NC端子に隣接するコンタクト端子102との間の空気に全ての静電気が印加される。
【0035】
NC端子と該NC端子に隣接するコンタクト端子102との間に印加された静電気が、空気のブレークダウン電圧である約100kV/cmを超える電界強度に達した場合、NC端子から該NC端子と隣接するコンタクト端子102にサージ放電(電気アーク)が生じる。
【0036】
このため、NC端子からのサージ放電は、他のコンタクト端子102から発生するサージ放電と比べると、その発生確率が高い。
【0037】
前記したように、サージ放電成分は人体モデル(HBM)における通常の静電強度に対して、約3倍程度の特殊なインパルス電流成分を含んでいることが明らかであり、NC端子からサージ放電(電気アーク)成分が発生した場合、隣接するコンタクト端子102が受ける静電強度は、ICモジュールに静電気が直接印加された場合の静電強度よりも大きくなり、その特殊なインパルス電流成分に対して、通常のICチップ103に内蔵されている過電圧保護素子が許容しきれない場合、ICチップ103は損傷あるいは破壊される。
【0038】
このため、NC端子を有するICモジュールの静電気に対する実効的な耐圧は、NC端子がないICモジュールに対して低下する場合があり、ICモジュールにNC端子が設けられている場合、NC端子がないICモジュールと比べて、ICチップ103が損傷あるいは破壊される確率が高くなる。
【0039】
通常、ICモジュール表面のコンタクト端子102・102間の距離は数百μm(図10の例では例えば150μm)であり、人体が帯電する静電電荷が数kVに達することや、NC端子は電気的に完全にフローティング状態にあるため、NC端子に印加された静電気はICチップ103への放電経路がなく、該NC端子と、該NC端子に隣接するコンタクト端子102との間に存在する空気に集中することを考えると、静電気が印加されたNC端子から放電されたサージ放電(電気アーク)成分が、該NC端子に隣接するコンタクト端子102に影響を及ぼすことは、非常に高い確率で起こり得る現象であると言える。
【0040】
特に、図10に示すICモジュールでは、各コンタクト端子102・102間の距離は一律であり、かつ、NC端子が、隣接するコンタクト端子102に向かって突起状のパターン209を形成しているため、隣接するコンタクト端子102へのサージ成分を助長する構造となっている。このため、図10に示す構造を有するICモジュールでは、NC端子が設けられている場合、NC端子から放電されたサージ放電成分は、GND端子ではなく、コンタクト端子102に高い確率で印加される。したがって、このサージ放電成分に含まれる特殊なインパルス電流成分によってICチップ103が損傷あるいは破壊される確率は高いと言える。
【0041】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ICカードの屈曲強度を確保し、かつ、加工が容易でしかもICチップを静電気から保護することができるICモジュールおよびICカードを提供することにある。
【0042】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、基板(例えばプリント配線基板等の絶縁支持基板)の一方の面にICチップが搭載され、該基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、互いに隣接して配された複数の端子からなる端子群を備え、該端子群のうち1つの端子が接地端子(いわゆるGND端子)であり、その他の端子群が、少なくとも、上記ICチップと電気的に接続された複数の外部接続端子(例えば入力/出力コンタクト端子)からなるICモジュールであって、上記接地端子は、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、その他の端子(例えば入力/出力コンタクト端子等の外部接続端子や、必要に応じて設けられる予備端子等のNC端子)の何れにも一定の間隔(ギャップa)を介して隣接し、かつ、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子は何れも凸曲面を有し、上記接地端子におけるその他の端子との対向面は何れもその他の端子の凸曲面と一定の間隔(ギャップa)を有して接する凹曲面を有し、上記接地端子とその他の端子との間の間隔(ギャップa)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されており、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔(ギャップc)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されていることを特徴としている。
【0043】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられていることを特徴としている。
【0044】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔(ギャップc)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されていることを特徴としている。
【0045】
上記の構成によれば、上記接地端子とその他の端子との間の間隔が何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔よりも小さくなるように形成されていることで、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子に静電気が印加され、さらに、静電気が印加された端子からサージ放電が生じた場合には、このサージ放電(電気アーク)成分を、最も電界集中が起こり易い、上記ギャップaの放電経路を通じて、接地端子以外のその他の端子から接地端子に向かって放電させることができる。これにより、接地端子以外のその他の端子間でのサージ放電を無くすことができ、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となる。
【0046】
そして、この場合、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子が何れも凸曲面を有し、上記接地端子におけるその他の端子との対向面が何れもその他の端子の凸曲面と一定の間隔を有して接する凹曲面を有することで、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、サージ放電成分の受け側の端子となる上記接地端子に確実に飛ばすことができると共に、静電気の局所的な電界集中を緩和もしくは防止し、上記接地端子以外のその他の端子から上記接地端子に向かって放電するサージ放電成分による端子の破損(損傷)を抑制、好適には防止することができる。
【0047】
さらに、上記の構成によれば、サージ放電成分の送り側の端子(すなわち、接地端子以外のその他の端子)もサージ放電成分の受け側の端子(すなわち、接地端子)も共に曲面を有していることで、当該ICモジュールをICカードに搭載した場合に該ICカードが屈曲されたとしても、該屈曲によるストレスが分散されることから、ICチップの割れ(破損)を防止することが可能となる。
【0048】
このため、上記の構成によれば、ESD対策としてサージ放電成分を確実に飛ばすことができると共に、当該ICモジュールをICカードに搭載した場合にICカードの高い屈曲強度を確保することができる。
【0049】
また、本発明にかかるICモジュールは、従来のモジュール構造と比べても明らかなように、非常に簡単な構造であるため、安価かつ容易に生産することができる。
【0050】
また、上記ICモジュールは、上記したように、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられていることで、発生したサージ放電成分の放電経路を、上記基板のICチップ搭載面側に確保することが可能となる。このため、上記の構成によれば、両配線パターン(A)・(B)間のギャップ(ギャップc)において、配線パターン(B)を通じて、サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かって確実にサージ放電成分を飛ばすことができる。これにより、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となる。
【0051】
さらに、上記ICモジュールは、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔(ギャップc)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されていることで、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、配線パターン(B)を通じて、上記サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かってより確実に飛ばすことができ、上記ICチップの静電気およびサージ放電成分からの保護をより確実なものとすることができる。
【0052】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子群が、ICチップと非接続の予備端子(いわゆるリザーブ端子)を少なくとも1つ備えていることを特徴としている。
【0053】
このように上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子のうち少なくとも1つが予備端子として、ICチップと非接続の、いわゆるNC(Non-Connection)端子と称される非接続端子である場合、該NC端子に印加された静電気は、サージ放電成分となって隣接する外部接続端子(入力/出力コンタクト端子)に向かって放電する確率が非常に高くなる。このため、サージ放電成分の放電経路を上記接地端子側に確保する必要性は非常に高くなる。
【0054】
上記の構成によれば、当該ICモジュールが非接続端子を有する場合でも、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、サージ放電成分の受け側の端子となる上記接地端子に確実に飛ばすことができる。これにより、接地端子以外のその他の端子間でのサージ放電を無くすことができ、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となる。
【0055】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた各端子における、当該ICモジュールの外周部において互いに隣接する各角部(外周側コーナー部)が、曲線形状を有していることを特徴としている。
【0056】
上記の構成によれば、上記角部での端子同士でのサージ放電を無くし、サージ放電成分の放電経路を、上記接地端子側に、より確実に確保することができる。
【0057】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、基板(例えばプリント配線基板等の絶縁支持基板)の一方の面にICチップが搭載され、該基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、互いに隣接して配された複数の端子からなる端子群を備え、該端子群のうち1つの端子が接地端子(いわゆるGND端子)であり、その他の端子群が、少なくとも、上記ICチップと電気的に接続された複数の外部接続端子(例えば入力/出力コンタクト端子)からなるICモジュールであって、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子(例えば入力/出力コンタクト端子等の外部接続端子)と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた全ての端子同士の間隔(ギャップaおよびギャップb)よりも小さくなるように形成されていることを特徴としている。
【0058】
上記の構成によれば、発生したサージ放電成分の放電経路を、上記基板のICチップ搭載面側に確保することが可能となる。このため、上記の構成によれば、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、両配線パターン(A)・(B)間のギャップ(ギャップc)において、配線パターン(B)を通じて、サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かって確実に飛ばすことができる。これにより、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となる。
【0059】
また、上記ICモジュールは、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた全ての端子同士の間隔(ギャップaおよびギャップb)よりも小さくなるように形成されていることで、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子同士の間でサージ放電が発生する前に、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間でサージ放電を発生させることができるので、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された端子形 状によることなく、上記基板におけるICチップ搭載面側において単独でESD対策を講じることができる。このため、上記の構成によれば、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された端子形状の制約が少なくなるため、より自由度の高い、ユーザーフレンドリーなデザインを用いることが可能となる。
【0060】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記配線パターン(A)は凹曲面を有する端子部を備え、上記配線パターン(B)は凸曲面を有する端子部を備え、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)とは、各端子部における凸曲面と凹曲面とが対向するように近接して設けられていることを特徴としている。
【0061】
上記の構成によれば、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、配線パターン(B)を通じて、上記サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かってより確実に飛ばすことができると共に、静電気の局所的な電界集中を緩和もしくは防止し、上記サージ放電成分による端子の破損(損傷)を抑制、好適には防止することができる。
【0062】
本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記配線パターン(A)における凹曲面を有する端子部が、上記配線パターン(B)における凸曲面を有する端子部との対向面が一部切欠かれた中空の円形状を有し、上記配線パターン(A)における凹曲面を有する端子部の開口部のエッジ部分が丸みを有していることを特徴としている。
【0063】
接地端子用の配線パターン(A)に対向する放電パターンの形状、すなわち、上記配線パターン(B)における端子部に、繰り返しサージ放電が発生した場合の耐久性を考慮すると、上記配線パターン(B)の端子部は、針状パターンよりも円状パターンのほうが望ましい。但し、接地端子に静電気が生じた場合に、上記上記配線パターン(B)における端子部に対向する接地端子用の配線パターン(A)にエッジが存在すると、その部分で電界集中が発生し、上記配線パターン(B)に対してサージ放電が容易に発生する可能性がある。このため、上記の構成は、接地端子から、接地端子以外のその他の端子の方向へのサージ放電の放電発生頻度を抑制することに対して有効である。
【0064】
また、サージ放電成分の送り側の端子である、接地端子以外のその他の端子における接地端子との対向面は、半円形状に近い程、屈折強度が高くなることから、半円形状に形成されていることが好ましい。
【0065】
また、接地端子以外のその他の端子における凸型パターンと、接地端子における凹型パターンとが重なり合う領域(重なりq)が存在しない場合を、「連続した屈曲線が存在する」と言い、このように連続した屈曲線が存在すると、この部分(連続する屈曲線)にかかった応力は緩和されず、該屈曲線に沿ってモジュールが割れる可能性がある。屈折強度は、ギャップ a が小さい程、言い換えれば、接地端子以外のその他の端子の凸曲面と、接地端子の凹曲面との重なりが大きいほど強くなる。
【0066】
そこで、本発明にかかるICモジュールは、上記の課題を解決するために、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子における上記接地端子との対向面は、上記接地端子以外のその他の端子におけるコンタクティブエリアの中央を経由して延びる延長線上に位置し、かつ、コンタクティブエリアにおける上記接地端子側の端部の中心から上記接地端子側に、上記接地端子以外のその他の端子が、該端子に隣り合うその他の端子と対向する端部と、該端子のコンタクティブエリアにおける上記端部と対向する端部との間のギャップ(マージン)分離間した点を中心点とする半円形状に形成されていることを特徴としている。
【0067】
本発明にかかるICカードは、上記の課題を解決するために、本発明にかかる上記ICモジュールを備えていることを特徴としている。
【0068】
上記の構成によれば、当該ICカードが本発明にかかる上記ICモジュールを備えていることで、ICカードの屈曲強度を確保し、かつ、加工が容易でしかもICチップを静電気から保護することができるICカードを提供することができる。
【0069】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図5、図9、図10、および図14〜18に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、従来のICモジュールにおける構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。なお、以下の実施の形態では、ICモジュールをICカードに搭載した場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0070】
図1は、本実施の形態にかかるICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成を示している。また、図14は、本実施の形態にかかるICカードの概略構成を示している。図15は、図14に示すICカードの要部の概略構成を示している。本実施の形態では、ICカードとして、接触式のICカードを例に挙げて説明するものとするが、本実施の形態にかかるICモジュール並びにICカードの構成は、これに限定されるものではない。
【0071】
図14に示すように、本実施の形態にかかるICカード1は、例えば、ICカード基材からなるカード本体2の表面の一端部に、本実施の形態にかかるICモジュール3が設けられている構成を有している。上記ICモジュール3は、図14および図15に示すように、カード本体2表面側に、封止樹脂41で封止されたICチップ103を備え、上記カード本体2には、例えば、該カード本体2の周端に沿って、アンテナ用モジュール端子51を介して上記ICチップ103と電気的に接続されたアンテナ線材52が設けられている。
【0072】
本実施の形態にかかる上記ICモジュール3の断面の概略構成は従来と同じであり、図9に示したように、絶縁支持基板101(プリント配線基板等の基板)を介して一方の面に、互いに隣接して配された複数のコンタクト端子102(端子)からなる端子群を備え、もう一方の面に、ICチップ103を備えている。
【0073】
上記コンタクト端子102は、例えば、プリント配線基板等、両面に銅箔が貼られた絶縁支持基板101における各々の面の銅箔をエッチングによりパターニングし、必要箇所について両面のパターンをスルーホールにより電気的に接続することで形成される。
【0074】
そして、本実施の形態では、ICチップ103搭載面側の絶縁支持基板101上に形成された所定の配線パターンと、ICチップ103の入力/出力端子となる、該ICチップ103上に設けられた電極パッド(端子パッド)とが、フリップチップボンドと称される実装工法や、金やアルミニウム等の極細線による、ワイヤボンドと称される実装工法で接続され、上記コンタクト端子102と、ICチップ103上に配置された端子パッドとが、スルーホール104や、絶縁支持基板101上の上記配線パターン等を介して各々対応する端子同士接続されることで、上記コンタクト端子102とICチップ103とが互いに電気的に接続されている。また、上記ICチップ103には、その入出力部に、静電気保護ダイオード等のESD保護回路が設けられている。
【0075】
そして、上記絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面とは反対側の面に設けられた上記コンタクト端子102…(端子群)のうち1つは、GND端子11と称される端子であり、その他のコンタクト端子102…(端子群)は、少なくとも、上記ICチップ103と電気的に接続され、かつ、外部とアクセス可能な外部接続端子としての入力/出力コンタクト端子13からなっている。
【0076】
上記各コンタクト端子102の配置は、ISO7816で規定されており、図10に示すコンタクト端子102とは端子形状は異なるものの、本実施の形態にかかるICモジュール3もまた、図10に示すICモジュール同様、基準電位用の接地端子であるGND端子11の他に、電源用の端子であるVCC端子およびVPP端子、クロック入力用の端子であるCLK端子、リセット信号入力用の端子であるRST端子、データ入出力用の端子であるIO端子、拡張用入出力端子としてのRFU0端子およびRFU1端子を備えている。
【0077】
また、ICモジュール3を構成するこれらコンタクト端子102のうちGND端子11は、例えばICモジュール3の中心線に沿って延びる延設部11aを有し、この延設部11aの側面11b、つまり、該延設部11aにおける、ICモジュール3の中心線に沿って延びる辺が、他の全てのコンタクト端子102に、一定のギャップaを介して隣接するように配置されている。
【0078】
なお、本実施の形態では、上記ICカード1におけるICモジュール3に、リザーブ端子(予備端子)として、ICチップ103との接続を完全に切断させた、電気的に完全にフローティング状態にある非接続端子(Non-Connection端子;以下、NC端子と記す)12が設けられているものとするが、本実施の形態にかかるICモジュール並びにICカード1の構成は、これに限定されるものではない。なお、図1中、模様を施したコンタクト端子102がNC端子12であり、少なくとも1つ以上のスルーホール104が形成されているコンタクト端子102がNC端子12以外のコンタクト端子102に相当する。
【0079】
上記NC端子12としては、例えば、拡張用入出力端子であるRFU0端子やRFU1端子、データ書き込み電源用のVPP端子等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0080】
このように上記コンタクト端子102のうち少なくとも1つがリザーブ端子として、ICチップ103との接続が電気的に完全にフローティングされたNC端子12である場合、NC端子12に印加された静電気は、サージ放電成分となって隣接する入力/出力コンタクト端子13に向かって放電する確率が非常に高くなるため、サージ放電成分の放電経路をGND端子11側に確保する必要性は非常に高くなる。
【0081】
そこで、本実施の形態にかかるICモジュール3においても、GND端子11と、GND端子11以外のコンタクト端子102(すなわち、GND端子11以外の各入力/出力コンタクト端子13およびNC端子12)との間のギャップaは、GND端子11以外の各コンタクト端子102・102間のギャップbに対して小さくなるように設定されている(a<b)。なお、本発明において、端子間のギャップとは、GND端子11も含めて互いに隣り合うコンタクト端子102同士のギャップを示すものとする。
【0082】
本実施の形態において、GND端子11と、GND端子11以外のコンタクト端子102との間のギャップaは50μm以上、150μm以下であり、GND端子11以外の各コンタクト端子102・102間のギャップbは、200μm以上、540μm以下であることが好ましい。
【0083】
上記ギャップaが50μm未満であれば、加工精度によっては、上記GND端子11と、GND端子11以外のコンタクト端子102との間の電気的短絡を引き起こすおそれがある。つまり、ICチップ103に用いられるプリント基板を高精細にパターニングし、上記GND端子11と、GND端子11以外のコンタクト端子102との間の絶縁抵抗を10×1012Ω以上確保するためには、上記ギャップaは、50μm以上確保されていることが望ましく、加工の容易性を考えると、100μmよりも大きいことがより望ましい。また、上記ギャップaが150μmを越えると、GND端子11方向へのサージ放電経路確保の効力が小さくなるおそれがある。
【0084】
同じく、上記ギャップbが200μm未満であればGND端子11方向へのサージ放電経路確保の効力が小さくなるおそれがある。また、上記ギャップbが540μmを越えると、カード本体2上にICモジュール3を実装する際の実装精度にもよるが、ISO7816によって定められた端子配置位置の規定を違反するおそれがある。
【0085】
つまり、ICカードにおけるモジュール端子は、前記したようにISO7816によって規定されており、上記モジュール端子におけるコンタクティブエリア(Contactive Area)と称される外部とのコンタクト領域の配置位置もまた、上記ISO7816で規定されている。
【0086】
図16は、ISO7816で規定された、ICカードにおけるモジュール端子パターンとコンタクティブエリアとの関係を模式的に示す説明図である。
【0087】
ISO7816の規定によれば、図16に示すように、コンタクティブエリア105は、必ず各コンタクト端子102の領域内に含まれている必要がある。なお、各コンタクト端子102は、上記したようにコンタクティブエリア105を含んでいれば、そのパターン形状は特に限定されない。各コンタクティブエリア105の短手方向の長さ、すなわち、GND端子11の長手方向における各コンタクティブエリア105の幅iは1.7mmであり、GND端子11の長手方向に互いに隣り合うコンタクト端子102・102にそれぞれ含まれるコンタクティブエリア105・105間のギャップjは0.84mmである。
【0088】
上記コンタクティブエリア105の配置位置は、通常、ICカード(本実施の形態ではICカード1)のエッジを原点として一律に規定されている。このため、以下の説明においては、位置関係のスケールについてはその説明を省略する。
【0089】
図16において、GND端子11と、該GND端子11以外のコンタクト端子102との間のギャップをaとし、GND端子11以外の各コンタクト端子102・102間のギャップをbとし、コンタクティブエリア105とモジュール端子パターンとの間のギャップ、より具体的には、GND端子11以外のコンタクト端子102において、上記ギャップbを挟んで該コンタクト端子102以外のコンタクト端子102と対向する端部102cと、該コンタクト端子102に含まれるコンタクティブエリア105における上記端部102cと対向する端部105cとの間のギャップ(マージン)をwとすると、上記ギャップwは、上記ICモジュール3をカード本体2に実装する際の位置精度を考慮すれば、0.15mm以上必要であると考えられる。
【0090】
従って、上記ギャップbの最大値b(max)は、以下に示す値となる。このため、上記ギャップbの最大値b(max)は、
b(max)=0.84mm−(0.15mm×2)=0.54mm
となる。
【0091】
上記ギャップaおよびbを上記したように設定することで、ICモジュール3のコンタクト端子102に静電気が印加され、さらに、静電気が印加されたコンタクト端子102からサージ放電が生じた場合には、このサージ放電成分を、最も電界集中が起こり易い、ギャップaの放電経路を通じて、GND端子11以外のコンタクト端子102からGND端子11に向かって放電させることができる。これにより、GND端子11以外の入力/出力コンタクト端子13とNC端子12との間、並びに、GND端子11以外の入力/出力コンタクト端子13・13間でのサージ放電を無くすことができ、ICチップ103を、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となる。
【0092】
さらに、本実施の形態にかかるICモジュール3では、図1に示すように、GND端子11以外の各コンタクト端子102におけるGND端子11側の端部形状を、GND端子11方向に曲線化された凸型の形状としている。
【0093】
すなわち、本実施の形態にかかるICモジュール3は、GND端子11の延設部11aの側面11bに対向する、GND端子11以外の全てのコンタクト端子102の側面102aが凸曲面を有している。
【0094】
GND端子11の延設部11aの側面11bに対向する、GND端子11以外の全てのコンタクト端子102の側面102aを上記形状とすることで、NC端子12の有無に拘らず、サージ放電成分の送り側のコンタクト端子102に生じた静電気によるサージ放電(電気アーク)成分を、サージ放電成分の受け側のコンタクト端子102となるGND端子11に確実に飛ばすことができると共に、静電気の局所的な電界集中を緩和もしくは防止し、GND端子11以外のコンタクト端子102からGND端子11に向かって放電するサージ放電成分によるコンタクト端子102の破損(損傷)を抑制、好適には防止することができる。
【0095】
さらに、本実施の形態にかかるICモジュール3は、図1に示すように、サージ放電(電気アーク)成分の送り側のコンタクト端子102(すなわち、各NC端子12および各入力/出力端子13)もサージ放電(電気アーク)成分の受け側のコンタクト端子(すなわち、GND端子11)も共に曲面を有している。
【0096】
本実施の形態においては、凸曲面を有するコンタクト端子102に対向する上記GND端子11の延設部11aの側面11bは、上記コンタクト端子102の凸曲面と一定のギャップaを介して接する凹曲面となるように形成されている。つまり、本実施の形態においては、GND端子11以外の全てのコンタクト端子102は、凸曲面を有し、GND端子11以外のコンタクト端子102・102間のスペース(ギャップb)よりも小さいスペース(ギャップa)を介して、凹曲面を有するGND端子11に対向して設けられている。
【0097】
このように、本実施の形態によれば、GND端子11とその他のコンタクト端子102との間の隣接面積を広く取る構造としているため、静電電荷の集中を、従来よりもさらに緩和もしくは防止する構造となっており、従来のICカード、例えば前記特許文献1に記載のモジュール構造(図11参照)と比較して、サージ放電が発生した場合にコンタクト端子が受ける損傷を、より一層小さくすることができる。
【0098】
また、このようにGND端子11とその他のコンタクト端子102との対向面の金属パターンが共に曲面を有していることで、上記ICカード1が屈曲されたとしても、該屈曲によるストレスは分散され、ICチップ103の割れ(破損)までには至らない。
【0099】
よって、本実施の形態にかかるICモジュール3は、ESD対策としてサージ放電成分を確実に飛ばすことができると共に、上記金属パターンが直線パターンのみの場合と比較して、ICカード1の高い屈曲強度を確保することができる。また、本実施の形態にかかるICモジュール3は、図11に示す従来のモジュール構造と比べても明らかなように、非常に簡単な構造であるため、生産の容易性も高いものとなっている。
【0100】
上記コンタクト端子102における凸曲面、つまり、サージ放電成分の送り側のコンタクト端子102である、GND端子11以外のコンタクト端子102におけるGND端子11の延設部11aとの対向面(側面102a)は、半円形状に近い程、屈折強度が高くなることから、半円形状に形成されていることが好ましい。
【0101】
また、屈折強度は、ギャップaが小さい程、言い換えれば、上記凸曲面(凸型パターン)と、GND端子11の凹曲面(凹型パターン)との重なりqが大きいほど強くなる。
【0102】
上記凸曲面の曲率半径(R)は、凸曲面を半円形状とする場合、ギャップbと、ISO7816により規定された端子配置位置、具体的には、各コンタクティブエリア105の配置位置により決定され、ギャップbにより、1.00mm以上、1.19mm以下の範囲内に設定される。
【0103】
図17は、GND端子以外のコンタクト端子における、GND端子の延設部と対向する凸型パターンが半円形状の場合におけるICモジュール3の要部の構成を模式的に示している。
【0104】
前記したように、ギャップbは、200μm≦b≦540μmの範囲内に設定されることが望ましい。一方、ギャップw(マージン)は、ギャップbが200μmの場合、w=340μmは必要であり、ギャップbが540μmの場合、w=150μmは必要である。
【0105】
従って、上記凸型パターンにおける曲率半径(R)は、下記の計算(単位:mm)
{1.7+(0.15×2)}/2≦R≦{1.7+(0.34×2)}/2
により、1.0mm≦R≦1.19mmとなる。
【0106】
但し、上記凸曲面を形成する凸型パターンの中心点oは、上記凸型パターンが設けられていない場合のGND端子11以外のコンタクト端子102におけるGND端子11側の短辺中心、すなわち、コンタクティブエリア105の長手方向に沿って該コンタクティブエリア105の中央を経由して延びる延長線上に位置し、かつ、コンタクティブエリア105におけるGND端子11側の端部105aの中心からGND端子11側にギャップwだけ離間した位置とする。
【0107】
一方、図18に、GND端子以外のコンタクト端子における、GND端子の延設部と対向する凸型パターンが半円形状でない場合におけるICモジュール3の要部の構成を模式的に示す。
【0108】
図17および図18に示す、GND端子11以外のコンタクト端子102における凸型パターンと、GND端子11における凹型パターンとが重なり合う領域(重なりq)が存在しない場合を、「連続した屈曲線が存在する」と言い、このように連続した屈曲線が存在すると、この部分(連続する屈曲線)にかかった応力は緩和されず、該屈曲線に沿ってモジュールが割れる可能性がある。
【0109】
よって、実使用上の応力に対応するためには、上記重なりqは、q≧500μmを満足していることが好ましい。よって、上記GND端子11以外のコンタクト端子102の凸型パターンが半円形状でない場合、該凸型パターン(凸曲面)の曲率半径(R)およびその中心点o’は、ギャップaが、前記の範囲(a<b、好適には50μm≦a≦150μm、加工の容易性を考えると100μmよりも大きいことが望ましい)を満足しており、かつ、q≧500μmを確保していれば、任意に設定可能である。なお、この場合の中心点o’は、コンタクティブエリア105の長手方向に沿って該コンタクティブエリア105の中央を経由して延びる延長線上に位置し、上記凸型パターンが設けられていない場合のGND端子11以外のコンタクト端子102におけるGND端子11側の短辺の両端(両コーナー部)を通る円の中心点となる。
【0110】
また、上記ICモジュール3は、各コンタクト端子102における、当該ICモジュール3の外周部(モジュール外周部)において互いに隣接する各角部(つまり、各コンタクト端子102の外周側コーナー部)のパターンエッジ102bが曲線化されていることがより望ましい。
【0111】
このようにコンタクト端子102における各外周側コーナー部(エッジ)を曲線形状とすることで、この部分でのコンタクト端子102同士でのサージ放電を無くし、サージ放電成分の放電経路を、GND端子11側に、より確実に確保することができる。この場合、上記パターンエッジ102bでの電界集中を抑制するためには、上記パターンエッジ102bの曲率半径(R)が、500μm以上に設定されていることが好ましい。
【0112】
以下に、本実施の形態にかかる保護構造を有するICモジュール3におけるサージ放電電流成分の波形をHBM評価にて観測した結果を、図10に示す従来のICモジュールにおけるそれと併せて示す。
【0113】
図2は、ICチップ103の静電耐圧強度を評価する一般的な方法の1つであるHBM評価(静電耐圧強度評価試験)における評価装置の等価回路である。
【0114】
図2に示す評価装置は、充電用の回路と放電用の回路とを備え、まず、充電用の回路にて抵抗R1を介して高電圧源によってコンデンサに電荷を蓄積した後、回路切り替えスイッチを切り替えて放電用の回路にて、上記コンデンサに蓄積した電荷をサンプル用ソケット内の評価サンプルに、シリーズ抵抗(R2)を介してモジュールソケット印加ピンを通じて印加するようになっている。
【0115】
また、図2の回路において静電容量100pFに充電された+2kVの静電電荷を1.5kΩのシリーズ抵抗(R2)を介してモジュールソケット印加ピンに印加した時の電流波形を図3に示す。なお、図3は、サンプル(モジュール)を使用せずに、上記回路(印加装置)からモジュールソケット印加ピンに向けて出力されるESDストレスを、電流プローブを介してシンクロスコープで直接観測した波形を示す。
【0116】
さらに、図10に示す従来のICモジュールにおけるNC端子に、上記+2kVの静電電荷を印加した時に、該NC端子に隣接する入力/出力コンタクト端子に向かって放電するサージ放電成分の電流波形を図4に示す。なお、図4では、上記回路(印加装置)からモジュールソケット印加ピンを通じて評価サンプル(モジュール)のNC端子に印加したESDストレスによって、隣接する入力/出力コンタクト端子に放電するサージ成分を、図3と同様に、電流プローブを介してシンクロスコープで直接観測した波形を示す。なお、図10に示す従来のICモジュールにおけるNC端子の突起状パターン先端から隣接する入力/出力コンタクト端子までの端子間距離は150μmに設定されている。
【0117】
なお、本実施の形態におけるHBM評価(静電耐圧強度評価試験)におけるサージ放電電流成分の波形の観測(評価)は、以下の条件の下で行った。
評価装置;「HED−S5000」(製品名:阪和電子工業株式会社製)
評価環境;温度 25±5℃
湿度 60±10%RH
容量(c) 100pF±5%(図2参照)
シリーズ抵抗(R2) 1.5kΩ±5%(図2参照)
評価条件;GND端子基準、+電荷印加
(GND端子を接地し、NC端子に前記静電電荷を印加)
上記の観測の結果、図3に示すように、通常のHBM静電強度(+2kV)のピーク電流成分が1A程度であるのに対して、図4に示すように、NC端子に隣接する入力/出力コンタクト端子に向かって放電するサージ放電成分のピーク電流成分は3A程度であり、その立ち上り時間も含めて両波形を比較すると、サージ放電成分が持つインパルス電流成分がICチップ103に与える影響が大きいことは明らかである。
【0118】
また、図5は、本実施の形態にかかる保護構造を有するICモジュール3に、上記したHBM評価と同様にしてNC端子12に+2kVの静電電荷を印加した時に、該NC端子12に隣接する入力/出力コンタクト端子13に向かって放電するサージ放電成分の電流波形を示すグラフであり、図5においても、図4同様、前記の回路(印加装置)からモジュールソケット印加ピンを通じて評価サンプル(モジュール)のNC端子に印加したESDストレスによって、隣接する入力/出力コンタクト端子13に放電するサージ成分を電流プローブを介してシンクロスコープで直接観測した波形を示す。
【0119】
図5における0.7A程度の電流成分は、NC端子12からGND端子11へサージ放電が発生した瞬間の高周波成分が、コンタクト端子間の容量結合によってNC端子12に隣接する入力/出力コンタクト端子13側に入り込んだものであるが、その電流成分からも明らかな通り、ICチップ103への影響はない。
【0120】
この結果から、本実施の形態にかかるICモジュール3によれば、コンタクト端子102に静電気が印加され、さらにそのコンタクト端子102からサージ放電が発生した場合において、そのサージ放電成分の放電経路をGND端子11側に確保し、ICチップ103をサージ放電から保護することができることが判る。
【0121】
なお、各図で記載した波形データは前記したGND端子基準、+印加によるものであるが、同基準の−印加においても、また、VCC端子基準(VCC端子を接地)の+印加、−印加のそれぞれの場合においても、本実施の形態にかかる保護構造を有するICモジュールが、図10に示す従来のICモジュールに比べて、そのESD強度が向上することが確認された。
【0122】
〔実施の形態2〕
本発明にかかる実施の他の形態について、主に図6〜図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、前記実施の形態1との相違点について説明するものとする。なお、説明の便宜上、従来のICモジュール並びに実施の形態1にかかるICモジュールにおける構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【0123】
前記実施の形態1では、絶縁支持基板101のICチップ103非搭載面に設けられたコンタクト端子102の形状(コンタクトパターン)を改良して静電気放電(ESD)に対する強度向上を行う場合について説明した。本実施の形態では、主に、ICチップ103搭載面(実装面)側の絶縁支持基板101上に設けられた配線パターンの端子形状を改良してESDに対する強度向上を行う場合について説明する。
【0124】
図6は、絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側に配置された静電気保護用のサージ放電パターン21の概略構成を示す平面図であり、ICモジュール3のNC端子12を含む全てのコンタクト端子102を、スルーホール104を介して、図7(a)および図8に示す、絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側の配線パターン31に電気的に接続(導通)し、この配線パターン31上でサージ放電を発生させるためのパターンである。
【0125】
図7(a)は、図6に示すサージ放電パターン21を用いたICモジュール3における絶縁支持基板101のICチップ103搭載面側の構成を概略的に示す平面図であり、図7(b)は、図7(a)に示すICモジュール3のA−A線矢視断面図である。なお、図7(b)では、絶縁支持基板101のICチップ103非搭載面に設けられたコンタクト端子102については図示を省略する。また、図8は、図7(a)・(b)に示すICモジュール3における樹脂封止前の絶縁支持基板101のICチップ103搭載面側の要部の概略構成を示す平面図である。
【0126】
本実施の形態では、ICカード1表面からは見えない、絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側に、金属パターン(サージ放電パターン21)によるESD対策を施している。
【0127】
なお、本実施の形態では、ICモジュール3として、図7(a)・(b)および図8に示すように、ICチップ103が、ワイヤボンディングにより絶縁支持基板101に搭載(実装)されたワイヤボンド接続方式のICモジュールを用いた場合を例に挙げて説明するものとするが、本実施の形態は、これに限定されるものではない。
【0128】
上記ICモジュール3は、図7(a)および図8に示すように、絶縁支持基板101にスルーホール104を設けることで、該スルーホール104並びに上記絶縁支持基板101の他方の面に形成された配線パターン31(GND信号線32、サージ放電パターン21、接続用配線パターン33並びにワイヤ34等)を介して、上記絶縁支持基板101の一方の面に形成されたコンタクト端子102(入力/出力コンタクト端子13、GND端子11、図1および図9参照)と、それに対応するICチップ103の電極パッド103a(入力/出力端子、GND端子11)とが電気的に接続されている構成を有している。なお、図7(a)および図8において、サージ放電パターン21が形成されていない配線がGND端子11の配線である。
【0129】
上記ICチップ103は、例えば図示しない導電性ペースト等により、上記絶縁支持基板101に接着されている。上記ICチップ103は、ワイヤボンディング後、図7(a)・(b)に示すようにワイヤ34ごと、封止樹脂41にて封止される。
【0130】
なお、上記ICチップ103は、該ICチップ103上に設けられた電極パッド103aと、ICチップ103搭載面側の絶縁支持基板101上に形成された配線パターン31とが、フリップチップボンドと称される実装工法により実装(搭載)されている構成を有していてもよい。
【0131】
本実施の形態では、上記ICチップ103の電極パッド103aは、図7(a)および図8に示すように、金やアルミニウム等の極細線からなるワイヤ34により、スルーホール104から延びる接続用配線パターン33(配線パターン(B))と接続(ワイヤボンディング)されている。
【0132】
また、上記接続用配線パターン33は、スルーホール104を介して、図6に示す静電気保護用のサージ放電パターン21における、GND端子11以外のコンタクト端子102用の配線パターン(以下、単にコンタクト端子用配線パターンと記す)23(配線パターン(B))に電気的に接続(導通)されている。該コンタクト端子用配線パターン23の先端には、サージ放電成分の送り側となる、凸曲面を有する端子24が設けられている。本実施の形態では、上記端子24は例えば円形状に形成されているが、これに限定されるものではない。
【0133】
また、上記サージ放電パターン21は、凸曲面を有する端子24と対向するように、図7(a)および図8に示すGND信号線32(配線パターン(A))から延びるGND端子用配線パターン22(配線パターン(A))が設けられた構成を有している。該GND端子用配線パターン22の先端には、サージ放電成分の受け側となる、GND信号線32側の端子として、凹曲面を有する端子25が、上記凸曲面を有する端子24と近接して設けられている。本実施の形態では、上記端子25は例えばC字状、つまり、端子25との対向面が一部切欠かれた中空の円形状(半円状)に形成されているが、これに限定されるものではない。
【0134】
但し、GND端子11に静電気が生じた場合に、GND端子用配線パターン22にエッジ(例えばC字の開口部)が存在すると、その部分で電界集中が発生し、入力/出力端子用配線であるコンタクト端子用配線パターン23に対してサージ放電が容易に発生する可能性が存在する。このため、GND端子用配線パターン22のエッジに丸みを持たせることは、GND端子11から、ICチップ103の電極パッド103a(入力/出力端子)方向へのサージ放電の放電発生頻度を抑制することに対して有効である
さらに、GND端子用配線である上記GND端子用配線パターン22に対向する放電パターンの形状、すなわち、上記コンタクト端子用配線パターン23の端子24に、繰り返しサージ放電が発生した場合の耐久性を考慮すると、上記コンタクト端子用配線パターン23の端子24は、針状パターンよりも円状パターンのほうが望ましい。
【0135】
このように、本実施の形態によれば、図6および図7(a)に示すように、絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側の配線パターンの一部において、図7(a)および図8に示すGND信号線32から延びるGND端子用配線パターン22とコンタクト端子用配線パターン23とが局所的に近接する構造を設けることにより、発生したサージ放電成分の放電経路を、絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側に確保することが可能となる。このため、本実施の形態によれば、両端子24・25間のギャップcにおいて、サージ放電成分の送り側の端子24からGND信号線側の端子25に向かって確実にサージ放電成分を飛ばす(放電させる)ことができる。
【0136】
また、本実施の形態においても、図6、図7(a)および図8に示すように、前記実施の形態1に示すコンタクト端子102と同様に、GND端子用配線パターン22と、GND端子以外のコンタクト端子用配線パターン23とが近接する部分には曲線状のパターン、例えば凹曲面と凸曲面とを形成し、該凹曲面と凸曲面とが対向するように近接して配されること、特に、GND信号線32側の端子である凹曲面を有する端子25が、凸曲面を有する端子24を、所定のギャップ(ギャップc)を介して覆うように対向して設けられていることにより、電界集中を緩和し、サージ放電が発生した時のパターン損傷を抑制、好適には防止することができる。
【0137】
上記した絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側のサージ放電パターン21によるESD対策は、前記実施の形態1に記載のコンタクトパターンによるESD対策と併用して用いてもよく、各々単独で用いてもよい。
【0138】
なお、前記実施の形態1に記載のコンタクトパターンを有するICモジュール3に上記サージ放電パターン21を形成する場合には、前記実施の形態1に記載のコンタクトパターンによるICチップ103の保護を、上記サージ放電パターン21により補助することが可能となる。このように、上記絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側と非搭載面側との両方でESD対策を講じることで、ESD保護効果、つまり、静電気およびサージ放電成分からのICチップ103の保護効果をさらに向上させることができる。
【0139】
上記両端子24・25間のギャップc、つまり、絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側の局所的に近接したGND端子用配線パターン22とGND端子以外のコンタクト端子用配線パターン23との間のギャップcは、前記実施の形態1に記載の、絶縁支持基板101におけるICチップ103非搭載面側のGND端子11とその他のコンタクト端子102との間の端子間距離(ギャップa)と同等に設定すればよい(c=a<b;なお、bは絶縁支持基板101におけるICチップ103非搭載面側のGND端子11以外のコンタクト端子102・102間のギャップを示す)。
【0140】
一方、上記サージ放電パターン21によるESD対策を単独で用いる場合には、絶縁支持基板101におけるICチップ103非搭載面側のコンタクト端子102・102間でサージ放電が発生する前に、上記絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側の上記サージ放電パターン21でサージ放電を発生させる必要がある。
【0141】
このためには、局所的に近接したGND端子用配線パターン22とGND端子以外のコンタクト端子用配線パターン23との間のギャップcを、上記絶縁支持基板101におけるICチップ103非搭載面側のGND端子11とGND端子以外のコンタクト端子102・102間のギャップaおよびGND端子以外のコンタクト端子同士の端子間距離(ギャップb)よりも小さく抑える(c<a≦b)ことが必要である。
【0142】
なお、このようにサージ放電パターン21によるESD対策を単独で用いる場合にはギャップaとギャップbとの関係は、上記絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側のサージ放電パターン21にてサージ放電を発生させるため、事実上制約はなくなるが、万が一、サージ放電パターン21が破壊されたときでも対応できるように、a<bとする方が望ましい。
【0143】
このようにサージ放電パターン21によるESD対策を単独で用いる場合には、ICモジュール3表面のコンタクト端子102の形状の制約が少なくなるため、より自由度の高い、ユーザーフレンドリーなデザインを用いることが可能となる。
【0144】
以上のようにして得られたICモジュール3は、前記実施の形態1に記載したように、カード本体2に、例えば図示しない接着剤等によって接着されることで、ICカード1が形成される。
【0145】
以上のように、本来、ICカードに内蔵されているICチップ103自体は、該ICチップ103の入出力部に、静電気保護ダイオード等のESD保護回路を有しているが、本発明は、このICチップ103側ではなく、ICチップ103を実装している基板側、つまり、絶縁支持基板101上の金属パターンに形状的な改良を加えて、さらにESD強度を上げようとするものである。
【0146】
そして、本発明によれば、上述したように、ICモジュール3表面の各コンタクトパターンあるいは絶縁支持基板101におけるICチップ103搭載面側の配線パターン(プリント配線パターン)を加工することによって、GND端子11側、さらには、GND端子用配線パターン22を通じてGND信号線32側にサージ放電を誘導し、ICチップ103のコンタクト端子102を、静電気から保護する構造にすることができる。また、本発明によれば、上記コンタクト端子102の形状加工を容易にすることができるか、もしくはICモジュール3表面のコンタクト端子102のデザインの自由度を向上し、かつ、長期的な静電気およびサージ放電が発生した場合でもコンタクト端子102に破損が生じ難いICモジュール3並びにICカード1を提供することができる。
【0147】
なお、上記実施の形態1および2では、ICカードとして、接触式のICカードを例に挙げて説明したが、本発明にかかるICモジュール並びにICカードの構成は、これに限定されるものではなく、ICモジュールの一部に設けた端子と外部アンテナとを電気的に接続することにより、非接触式ICカードの機能を合わせ持つことが可能なコンビネーション型のICカードであってもよく、本発明にかかるICモジュールは、上記したコンビネーション型ICカード用のICチップを搭載したモジュールとしても好適に利用することができる。
【0148】
また、上記ICモジュールのICカード用以外の用途としては、例えば、携帯電話に差し込んで使用するSIM(Subscriber Identify Module)カードや、カードエッジ型と呼ばれるICチップ一体型の記憶素子等が挙げられる。以上のように、上記ICモジュールは、ICカードモジュールとしての用途以外にも種々の用途に使用することができるが、上記ICモジュールは、ICカードのように携帯して使用されるIC関連製品、特にICカードに、特に好適に用いられる。
【0149】
また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0150】
【発明の効果】
本発明にかかるICモジュールは、以上のように、基板の一方の面にICチップが搭載され、該基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、互いに隣接して配された複数の端子からなる端子群を備え、該端子群のうち1つの端子が接地端子であり、その他の端子群が、少なくとも、上記ICチップと電気的に接続された複数の外部接続端子からなるICモジュールであって、上記接地端子は、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、その他の端子の何れにも一定の間隔(ギャップa)を介して隣接し、かつ、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子は何れも凸曲面を有し、上記接地端子におけるその他の端子との対向面は何れもその他の端子の凸曲面と一定の間隔(ギャップa)を有して接する凹曲面を有し、上記接地端子とその他の端子との間の間隔(ギャップa)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されており、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔(ギャップc)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されている構成である。
【0151】
それゆえ、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子に静電気が印加され、さらに、静電気が印加された端子からサージ放電が生じた場合には、このサージ放電(電気アーク)成分を、最も電界集中が起こり易い、上記ギャップaの放電経路を通じて、接地端子以外のその他の端子から接地端子に向かって放電させることができる。これにより、接地端子以外のその他の端子間でのサージ放電を無くすことができ、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となる。
【0152】
そして、この場合、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子が何れも凸曲面を有し、上記接地端子におけるその他の端子との対向面が何れもその他の端子の凸曲面と一定の間隔を有して接する凹曲面を有することで、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、サージ放電成分の受け側の端子となる上記接地端子に確実に飛ばすことができると共に、静電気の局所的な電界集中を緩和もしくは防止し、上記接地端子以外のその他の端子から上記接地端子に向かって放電するサージ放電成分による端子の破損(損傷)を抑制、好適には防止することができる。
【0153】
さらに、上記の構成によれば、サージ放電成分の送り側の端子(すなわち、接地端子以外のその他の端子)もサージ放電成分の受け側の端子(すなわち、接地端子)も共に曲面を有していることで、当該ICモジュールをICカードに搭載した場合に該ICカードが屈曲されたとしても、該屈曲によるストレスが分散されることから、ICチップの割れ(破損)を防止することが可能となる。
【0154】
このため、上記の構成によれば、ESD対策としてサージ放電成分を確実に飛ばすことができると共に、当該ICモジュールをICカードに搭載した場合にICカードの高い屈曲強度を確保することができる。
【0155】
また、本発明にかかるICモジュールは、従来のモジュール構造と比べても明らかなように、非常に簡単な構造であるため、安価かつ容易に生産することができる。
【0156】
よって、上記の構成によれば、ICカードの屈曲強度を確保し、かつ、加工が容易でしかもICチップを静電気から保護することができるICモジュールを提供することができるという効果を奏する。
【0157】
また、上記ICモジュールは、上記したように、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられていることで、発生したサージ放電成分の放電経路を、上記基板のICチップ搭載面側に確保することが可能となる。このため、上記の構成によれば、両配線パターン(A)・(B)間のギャップ(ギャップc)において、配線パターン(B)を通じて、サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かって確実にサージ放電成分を飛ばすことができる。これにより、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となるという効果を奏する。
【0158】
さらに、上記ICモジュールは、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔(ギャップc)は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔(ギャップb)よりも小さくなるように形成されていることで、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、配線パターン(B)を通じて、上記サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かってより確実に飛ばすことができ、上記ICチップの静電気およびサージ放電成分からの保護をより確実なものとすることができるという効果を奏する。
【0159】
本発明にかかるICモジュールは、以上のように、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子群が、ICチップと非接続の予備端子を少なくとも1つ備えている構成である。
【0160】
ICモジュールが上記非接続端子を有する場合、サージ放電成分の放電経路を上記接地端子側に確保する必要性は非常に高くなる。上記の構成によれば、当該ICモジュールが非接続端子を有する場合でも、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、サージ放電成分の受け側の端子となる上記接地端子に確実に飛ばすことができる。これにより、接地端子以外のその他の端子間でのサージ放電を無くすことができ、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となるという効果を奏する。
【0161】
本発明にかかるICモジュールは、以上のように、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた各端子における、当該ICモジュールの外周部において互いに隣接する各角部が、曲線形状を有している構成である。
【0162】
上記の構成によれば、上記角部での端子同士でのサージ放電を無くし、サージ放電成分の放電経路を、上記接地端子側に、より確実に確保することができるという効果を奏する。
【0163】
本発明にかかるICモジュールは、以上のように、基板の一方の面にICチップが搭載され、該基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、互いに隣接して配された複数の端子からなる端子群を備え、該端子群のうち1つの端子が接地端子であり、その他の端子群が、少なくとも、上記ICチップと電気的に接続された複数の外部接続端子からなるICモジュールであって、上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子(例えば入力/出力コンタクト端子等の外部接続端子)と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた全ての端子同士の間隔(ギャップaおよびギャップb)よりも小さくなるように形成されている構成である。
【0164】
上記の構成によれば、発生したサージ放電成分の放電経路を、上記基板のICチップ搭載面側に確保することが可能となる。このため、上記の構成によれば、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、両配線パターン(A)・(B)間のギャップ(ギャップc)において、配線パターン(B)を通じて、サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かって確実に飛ばすことができる。これにより、ICチップを、静電気およびサージ放電成分から保護することが可能となるという効果を奏する。
【0165】
また、上記ICモジュールは、以上のように、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔が何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた全ての端子同士の間隔(ギャップaおよびギャップb)よりも小さくなるように形成されていることで、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子同士の間でサージ放電が発生する前に、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間でサージ放電を発生させることができるので、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された端子形状によることなく、上記基板におけるICチップ搭載面側において単独でESD対策を講じることができる。このため、上記の構成によれば、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された端子形状の制約が少なくなるため、より自由度の高い、ユーザーフレンドリーなデザインを用いることが可能となるという効果を奏する。
【0166】
本発明にかかるICモジュールは、以上のように、上記配線パターン(A)は凹曲面を有する端子部を備え、上記配線パターン(B)は凸曲面を有する端子部を備え、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)とは、各端子部における凸曲面と凹曲面とが対向するように近接して設けられている構成である。
【0167】
上記の構成によれば、サージ放電成分の送り側の端子に生じた静電気によるサージ放電成分を、配線パターン(B)を通じて、上記サージ放電成分の送り側の端子から接地端子用の配線パターン(A)に向かってより確実に飛ばすことができると共に、静電気の局所的な電界集中を緩和もしくは防止し、上記サージ放電成分による端子の破損(損傷)を抑制、好適には防止することができるという効果を奏する。
【0168】
本発明にかかるICモジュールは、以上のように、上記配線パターン(A)における凹曲面を有する端子部が、上記配線パターン(B)における凸曲面を有する端子部との対向面が一部切欠かれた中空の円形状を有し、上記配線パターン(A)における凹曲面を有する端子部の開口部のエッジ部分が丸みを有している構成である。
【0169】
接地端子用の配線パターン(A)に対向する放電パターンの形状、すなわち、上記配線パターン(B)における端子部に、繰り返しサージ放電が発生した場合の耐久性を考慮すると、上記配線パターン(B)の端子部は、針状パターンよりも円状パターンのほうが望ましい。但し、接地端子に静電気が生じた場合に、上記上記配線パターン(B)における端子部に対向する接地端子用の配線パターン(A)にエッジが存在すると、その部分で電界集中が発生し、上記配線パターン(B)に対してサージ放電が容易に発生する可能性がある。このため、上記の構成は、接地端子から、接地端子以外のその他の端子の方向へのサージ放電の放電発生頻度を抑制することに対して有効である。
【0170】
また、サージ放電成分の送り側の端子である、接地端子以外のその他の端子における接地端子との対向面は、半円形状に近い程、屈折強度が高くなることから、半円形状に形成されていることが好ましい。
【0171】
また、接地端子以外のその他の端子における凸型パターンと、接地端子における凹型パターンとが重なり合う領域(重なりq)が存在しない場合を、「連続した屈曲線が存在する」と言い、このように連続した屈曲線が存在すると、この部分(連続する屈曲線)にかかった応力は緩和されず、該屈曲線に沿ってモジュールが割れる可能性がある。屈折強度は、ギャップ a が小さい程、言い換えれば、接地端子以外のその他の端子の凸曲面と、接地端子の凹曲面との重なりが大きいほど強くなる。
【0172】
そこで、本発明にかかるICモジュールは、以上のように、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子における上記接地端子との対向面は、上記接地端子以外のその他の端子におけるコンタクティブエリアの中央を経由して延びる延長線上に位置し、かつ、コンタクティブエリアにおける上記接地端子側の端部の中心から上記接地端子側に、上記接地端子以外のその他の端子が、該端子に隣り合うその他の端子と対向する端部と、該端子のコンタクティブエリアにおける上記端部と対向する端部との間のギャップ(マージン)分離間した点を中心点とする半円形状に形成されていることが好ましい。
【0173】
本発明にかかるICカードは、以上のように、本発明にかかる上記ICモジュールを備えている構成である。
【0174】
上記の構成によれば、当該ICカードが本発明にかかる上記ICモジュールを備えていることで、ICカードの屈曲強度を確保し、かつ、加工が容易でしかもICチップを静電気から保護することができるICカードを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態にかかるICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成を示す平面図である。
【図2】 ICチップの静電耐圧強度を評価する一般的な方法の1つであるHBM評価における評価装置の等価回路である。
【図3】 図2の回路において静電容量100pFに充電された+2kVの静電電荷を1.5kΩの抵抗を介して評価サンプルに印加した時の電流波形を示すグラフである。
【図4】 従来のICモジュールにおけるNC端子に+2kVの静電電荷を印加した時に、該NC端子に隣接する入力/出力コンタクト端子に向かって放電するサージ放電成分の電流波形を示すグラフである。
【図5】 本発明の一実施の形態にかかるICモジュールのNC端子に+2kVの静電電荷を印加した時に、該NC端子に隣接する入力/出力コンタクト端子に向かって放電するサージ放電成分の電流波形を示すグラフである。
【図6】 絶縁支持基板のICチップ搭載面側にてサージ放電経路をGND端子側に確保するための静電気保護用のサージ放電パターンの概略構成を示す平面図である。
【図7】 図7(a)は、図6に示すサージ放電パターンを用いたICモジュールにおける絶縁支持基板のICチップ搭載面側の構成を概略的に示す平面図であり、図7(b)は、図7(a)に示すICモジュールのA−A線矢視断面図である。
【図8】 図7(a)・(b)に示すICモジュールにおける樹脂封止前の絶縁支持基板のICチップ搭載面側の要部の概略構成を示す平面図である。
【図9】 一般的なICモジュールの概略構成を示す断面図である。
【図10】 ISO7816で規定された、接触型ICカードのモジュール端子における各コンタクト端子の配置を概略的に示す平面図である。
【図11】 特許文献1に記載のICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成の一例を示す平面図である。
【図12】 特許文献2に記載のICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成の一例を示す平面図である。
【図13】 特許文献2に記載のICカードにおけるICモジュール形成部の概略構成の他の例を示す平面図である。
【図14】 本発明の一実施の形態にかかるICカードの概略構成を示す平面図である。
【図15】 図14に示すICカードの要部の概略構成を示す平面図である。
【図16】 ISO7816で規定された、ICカードにおけるモジュール端子パターンとコンタクティブエリアとの関係を模式的に示す説明図である。
【図17】 GND端子以外のコンタクト端子の凸曲面が半円形状の場合における、本発明の一実施の形態にかかるICモジュールの要部の構成を模式的に示す平面図である。
【図18】 GND端子以外のコンタクト端子の凸曲面が半円形状でない場合における、本発明の一実施の形態にかかるICモジュールの要部の構成を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
1 ICカード
2 カード本体
3 ICモジュール
11 GND端子(接地端子)
11a 延設部
11b 側面
12 NC端子(非接続端子)
13 入力/出力コンタクト端子(外部接続端子)
21 サージ放電パターン
22 GND端子用配線パターン(配線パターン(A))
23 コンタクト端子用配線パターン(配線パターン(B))
24 端子
25 端子
31 配線パターン
32 GND信号線
33 接続用配線パターン
34 ワイヤ
41 封止樹脂
51 アンテナ用モジュール端子
52 アンテナ線材
101 絶縁支持基板(基板)
102 コンタクト端子
103 ICチップ
103a 電極パッド
104 スルーホール
a ギャップ
b ギャップ
c ギャップ
Claims (8)
- 基板の一方の面にICチップが搭載され、該基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、互いに隣接して配された複数の端子からなる端子群を備え、該端子群のうち1つの端子が接地端子であり、その他の端子群が、少なくとも、上記ICチップと電気的に接続された複数の外部接続端子からなるICモジュールであって、
上記接地端子は、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、その他の端子の何れにも一定の間隔を介して隣接し、かつ、
上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子は何れも凸曲面を有し、上記接地端子におけるその他の端子との対向面は何れもその他の端子の凸曲面と一定の間隔を有して接する凹曲面を有し、上記接地端子とその他の端子との間の間隔は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔よりも小さくなるように形成されており、
上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、
上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、接地端子以外の全てのその他の端子同士の間隔よりも小さくなるように形成されていることを特徴とするICモジュール。 - 上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた端子群が、ICチップと非接続の予備端子を少なくとも1つ備えていることを特徴とする請求項1記載のICモジュール。
- 上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた各端子における、当該ICモジュールの外周部において互いに隣接する各角部が、曲線形状を有していることを特徴とする請求項1または2記載のICモジュール。
- 基板の一方の面にICチップが搭載され、該基板のICチップ搭載面とは反対側の面に、互いに隣接して配された複数の端子からなる端子群を備え、該端子群のうち1つの端子が接地端子であり、その他の端子群が、少なくとも、上記ICチップと電気的に接続された複数の外部接続端子からなるICモジュールであって、
上記基板のICチップ搭載面側に形成された、接地端子用の配線パターン(A)と、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に形成された接地端子以外のその他の端子と電気的に接続された、上記基板のICチップ搭載面側の配線パターン(B)とが、局所的に近接して設けられており、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)との間の間隔は何れも、上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた全ての端子同士の間隔よりも小さくなるように形成されていることを特徴とするICモジュール。 - 上記配線パターン(A)は凹曲面を有する端子部を備え、上記配線パターン(B)は凸曲面を有する端子部を備え、上記配線パターン(A)と配線パターン(B)とは、各端子部における凸曲面と凹曲面とが対向するように近接して設けられていることを特徴とする請求項4記載のICモジュール。
- 上記配線パターン(A)における凹曲面を有する端子部が、上記配線パターン(B)における凸曲面を有する端子部との対向面が一部切欠かれた中空の円形状を有し、上記配線パターン(A)における凹曲面を有する端子部の開口部のエッジ部分が丸みを有している ことを特徴とする請求項5記載のICモジュール。
- 上記基板のICチップ搭載面とは反対側の面に設けられた、上記接地端子以外のその他の端子における上記接地端子との対向面は、
上記接地端子以外のその他の端子におけるコンタクティブエリアの中央を経由して延びる延長線上に位置し、かつ、コンタクティブエリアにおける上記接地端子側の端部の中心から上記接地端子側に、上記接地端子以外のその他の端子が、該端子に隣り合うその他の端子と対向する端部と、該端子のコンタクティブエリアにおける上記端部と対向する端部との間のギャップ分離間した点を中心点とする半円形状に形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のICモジュール。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載のICモジュールを備えていることを特徴とするICカード。
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