JPH11134461A - Ｉｃカード用モジュールおよびこれを内蔵したｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線基材を安価な材質としつつも、その配線
基材とＩＣチップとの接合を強固に維持することができ
るＩＣカード用モジュールを提供する。 【解決手段】 配線基材１０上にＩＣチップ１１を接合
搭載した一体構造をもってＩＣカードに内蔵されるＩＣ
カード用モジュールＢであって、上記配線基材１０に上
記ＩＣチップ１１を端子間導通させた状態で接合させる
異方性導電接着剤よりなる接着層１４と、その接着層１
４によって上記ＩＣチップ１１が接合される上記配線基
材１０の接合面部に、その接着層１４との接着性が良好
な銅箔をエッチングすることにより表面形成された線条
の接合パターン１３とを備えたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、配線基材上にＩ
Ｃチップを接合搭載した一体構造をもってＩＣカードに
内蔵されるＩＣカード用モジュール、およびこれを内蔵
したＩＣカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カードには、メモリチップなどの
ＩＣチップを内蔵した、いわゆるＩＣカードがある。こ
のようなＩＣカードは、長矩形状のプラスチックカード
内にＩＣチップを内蔵しており、さらに記憶容量を増大
させたメモリチップやＣＰＵなど、あるいはアンテナコ
イルをカード本体内に組み込んで、より高度な情報処理
機能や通信機能をもたせた非接触型のＩＣカードも提案
されている。将来、このようなＩＣカードは、テレホン
カードや電子マネーに関連する情報携帯ツールとして利
用されることが予想される。

【０００３】また、非接触型のＩＣカードとして、ＩＣ
チップを配線基材上に接合搭載した一体構造を有する、
いわゆるＩＣカード用モジュールを内蔵したものが提案
されている。このＩＣカード用モジュールは、ポリイミ
ド樹脂でできた薄膜フィルムを配線基材とし、その配線
基材表面にアンテナコイルを有するものである。そし
て、アンテナコイルの中心部付近に形成された端子を介
してそのアンテナコイルとＩＣチップとが導通接続され
ている。また、このような導通接続状態を保ちながらＩ
Ｃチップを接合した配線基材の接合面部には、ＩＣチッ
プとの接合間隔の方向、すなわち端子間方向にのみ導電
性を有する異方性導電接着フィルム（以下、略称してＡ
ＣＦという）が製造過程において仮圧着される。このＡ
ＣＦは、エポキシ樹脂系の接着剤を母材としたものであ
って、端子間の導電性を確保しながら熱硬化によって所
望の接着力を発揮するものである。

【０００４】一方、上記ポリイミド樹脂でできた薄膜フ
ィルムは高価であることから、今後、配線基材として
は、たとえばポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、
略称してＰＥＴという）などでできた安価な薄膜フィル
ムが用いられる傾向にあり、ＩＣカード自体の単価を下
げることが要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術の項で説明したように、安価なＰＥＴなどの薄膜フィ
ルムを配線基材としたＩＣカード用モジュールでは、配
線基材とＩＣチップとの間に所望の接着力を確保するこ
とができず、配線基材に接合されたＩＣチップが外れや
すいという不具合があった。具体的に説明すると、接着
層となるＡＣＦは、分子レベルでの水素結合によって被
着体との間に強固な接着力を発揮する。また、ＡＣＦ
は、被着体が金属である場合にも良好な接着性を有し、
ＩＣチップとの間に大きな接着力が生じることが知られ
ている。それに対し、被着体の材質がＰＥＴなどの場
合、水素結合を生起する起因分子が存在しないために、
ＡＣＦとＰＥＴとの間に強い接着力を確保できないとさ
れている。したがって、ＡＣＦを接着層とした場合、安
価なＰＥＴなどの配線基材とＩＣチップとを互いに強固
に接合させることができなかった。

【０００６】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、配線基材を安価な材質としつつ
も、その配線基材とＩＣチップとの接合を強固に維持す
ることができるＩＣカード用モジュール、およびこれを
内蔵したＩＣカードを提供することをその課題とする。

【０００７】

【発明の開示】上記課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００８】すなわち、本願発明の第１の側面により提
供されるＩＣカード用モジュールは、配線基材上にＩＣ
チップを接合搭載した一体構造をもってＩＣカードに内
蔵されるＩＣカード用モジュールであって、上記配線基
材に上記ＩＣチップを端子間導通させた状態で接合させ
る接着層と、上記接着層によって上記ＩＣチップが接合
される上記配線基材の接合面部に、その接着層との接着
性が良好な材質をもって表面形成された接合パターンと
を備えたことを特徴としている。

【０００９】上記技術的手段が講じられた第１の側面に
より提供されるＩＣカード用モジュールでは、配線基材
とＩＣチップとは、互いに端子間導通した状態で接着層
によって接合されている。すなわち、配線基材とＩＣチ
ップとの間には、接着層が介在した状態とされ、ＩＣチ
ップを接合した配線基材の接合面部には、接着層が密着
した状態となる。このような接合面部には、接着層との
接着性が良好な材質の接合パターンが表面形成されてい
るため、この接合パターンに接着層が直接密着すること
となる。よって、配線基材自体が安価なものであって接
着層との接着性が悪くても、接合パターンを介して接着
層による大きな接着力が確保されることから、配線基材
とＩＣチップとの接合が接着層を媒体として強固に保た
れる。

【００１０】したがって、第１の側面により提供される
ＩＣカード用モジュールによれば、配線基材自体が安価
なものであって接着層との接着性が悪くても、ＩＣチッ
プが接合される配線基材の接合面部には、接合パターン
を介して接着層による接着力が確保されるので、配線基
材を安価な材質としつつも、その配線基材とＩＣチップ
との接合を接着層を媒体として強固に維持することがで
きる。

【００１１】なお、上記配線基材の材質としては、たと
えばＰＥＴなどの熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂
が適用され、接着層との接着性が悪いその他の材質でも
適用可能である。

【００１２】また、上記接着層としては、エポキシ樹脂
系の接着剤を主成分として形成したものが好ましい。

【００１３】好ましい実施の形態においては、上記接着
層は、上記配線基材と上記ＩＣチップとの接合間隔の方
向にのみ導電性を有する異方性導電接着剤よりなる。

【００１４】このような実施形態によれば、接着層は、
配線基材とＩＣチップとの接合間隔の方向にのみ導電性
を有する異方性導電接着剤よりなるので、配線基材およ
びＩＣチップの両端子が対峙した状態とされると、それ
ら両端子間に異方性導電接着剤が介在することとなり、
この異方性導電接着剤を介して端子間の導通接続が確実
に行われつつも、配線基材とＩＣチップとの接合を強固
とすることができる。

【００１５】なお、上記異方性導電性接着剤としては、
エポキシ樹脂系の接着剤を母材としてその中に金属粒子
を分散混入して薄膜化した、いわゆる異方性導電接着フ
ィルム（ＡＣＦ）やのり状の異方性導電接着ペーストが
好適であり、配線基材とＩＣチップとの接合間隔の方
向、つまり端子間の方向にのみ導通性を有し、その接合
間隔に対して水平方向には絶縁性が保たれるものが望ま
しい。

【００１６】他の好ましい実施の形態においては、上記
接合パターンは、互いに所定の間隔をあけて密集形成さ
れている。

【００１７】このような実施形態によれば、接合パター
ンは、互いに所定の間隔をあけて密集形成されているの
で、接合工程において熱硬化や熱圧着により溶融状態と
される接着層は、それら接合パターンの間隔に流動しつ
つ均一化され、これにより配線基材とＩＣチップとの平
行性が一様に保たれることから、配線基材上のＩＣチッ
プを安定した姿勢で接合させることができる。

【００１８】また、他の好ましい実施の形態において
は、上記接合パターンは、上記配線基材上の端子を回避
して形成されている。

【００１９】このような実施形態によれば、接合パター
ンは、配線基材上の端子を回避して形成されているの
で、ＩＣチップとの導通接続に関与する配線基材上の互
いに異なる端子を短絡させることなく、配線基材とＩＣ
チップとの導通接続を確実に保証することができる。

【００２０】さらに、他の好ましい実施の形態において
は、上記接合パターンは、上記配線基材上の端子と同様
の導電性部材により形成されている。

【００２１】このような実施形態によれば、接合パター
ンは、配線基材上の端子と同様の導電性部材により形成
されているので、配線基材上に導電性部材よりなる金属
パターンの端子を形成する際、同時に接合パターンを形
成するだけでよく、接合パターンを形成するために特別
な工程を必要としないことから、既存の製造プロセスに
よって接合パターンを形成することができる。

【００２２】さらに、他の好ましい実施の形態において
は、上記配線基材には、端子を介して上記ＩＣチップに
導通接続されたアンテナコイルが形成されており、その
アンテナコイルの一部が上記接合パターンの一部を形成
している。

【００２３】このような実施形態によれば、配線基材に
は、端子を介してＩＣチップに導通接続されたアンテナ
コイルが形成されているので、このアンテナコイルを介
してＩＣチップ外部との信号送受信や電力供給を無接点
方式により非接触で行うことができる。

【００２４】また、本願発明の第２の側面により提供さ
れるＩＣカードは、請求項１ないし請求項６のいずれか
に記載のＩＣカード用モジュールを内蔵していることを
特徴としている。

【００２５】上記技術的手段が講じられた第２の側面に
より提供されるＩＣカードによれば、本願発明の第１の
側面によって提供されるＩＣカード用モジュールによっ
て得られるのと同様の効果が期待できる。

【００２６】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。

【００２８】図１は、本願発明にかかるＩＣカードの一
実施形態を示した外観斜視図、図２は、図１におけるＸ
−Ｘ線断面を分解して示した分解断面図であって、これ
らの図によく示されるように、ＩＣカードＡは、平面視
形状が長矩形状であり、カード本体１、２枚のカバーシ
ート２ａ，２ｂ、およびＩＣカード用モジュールＢを具
備して構成されている。このようなＩＣカードＡ全体の
大きさは、キャッシュカードやテレホンカードなどとほ
ぼ同程度の大きさである。

【００２９】カード本体１は、たとえばＰＥＴまたはポ
リ塩化ビニル（以下、略称してＰＶＣという）などの合
成樹脂製であり、その一部分には、後述するＩＣカード
用モジュールＢを収容配置するための収容部１ａがあけ
られている。

【００３０】２枚のカバーシート２ａ，２ｂは、上記カ
ード本体１に合致する平面視形状に形成されており、そ
のカード本体１の厚みより薄く形成されている。このカ
バーシート２ａ，２ｂも、カード本体１の材質と同様
に、たとえばＰＥＴまたはＰＶＣなどの合成樹脂製であ
る。これら２枚のカバーシート２ａ，２ｂは、上記収容
部１ａにＩＣカード用モジュールＢが収容配置された後
に、カード本体１の表裏面に貼着されるものである。し
たがって、収容部１ａの上下開口部は、カバーシート２
ａ，２ｂによって閉塞され、ＩＣカード用モジュールＢ
は、収容部１ａ内に封入された状態でＩＣカードＡに内
蔵されている。

【００３１】次に、図３は、上記ＩＣカードＡに内蔵さ
れる本願発明にかかるＩＣカード用モジュールＢの一実
施形態を示した断面図であって、この図に示すように、
ＩＣカード用モジュールＢは、配線基材１０、ＩＣチッ
プ１１、アンテナコイル１２、接合パターン１３、接着
層１４、および保護カバー１５を具備して概略構成され
ている。このＩＣカード用モジュールＢは、配線基材１
０上にＩＣチップ１１を接合搭載して一体構造化したも
のである。

【００３２】さらに、図４は、図３に示すＩＣカード用
モジュールＢの一部部材を省略して示した平面図、図５
は、図４に示すＩＣカード用モジュールＢの要部を拡大
して示した拡大断面図であって、これらの図も参照して
ＩＣカード用モジュールＢの各構成部材について詳細に
説明する。なお、図４および図５においては、保護カバ
ー１５を省略した。

【００３３】配線基材１０は、たとえばＰＥＴなどの安
価な薄膜フィルムで可撓性を有するものである。この配
線基材１０は、その全体の平面視形状を円形状としてい
る。また、配線基材１０上には、後述するアンテナコイ
ル１２やその端子（以下、ランドという）１２ａが形成
されているとともに、アンテナコイル１２の一部を含ん
で後述する接合パターン１３が形成されている。このよ
うな配線基材１０の中心部付近を接合面部として後述す
るＩＣチップ１１が接合搭載される。

【００３４】ＩＣチップ１１は、主に情報記憶機能を有
するメモリとして用いられ、後述するアンテナコイル１
２で生起される誘導起電力に基づいて駆動される。この
ＩＣチップ１１は、図５によく示されるように、その主
面（接合面）に設けられている端子（以下、バンプとい
う）１１ａが、アンテナコイル１２との接点となる上記
配線基材１０上のランド１２ａに対峙した状態で接合さ
れる。

【００３５】アンテナコイル１２は、上記配線基材１０
の表面に形成されている。このアンテナコイル１２は、
配線基材１０の表面に形成された銅箔などの導電層をエ
ッチングすることにより所定のパターン形状に形成され
ている。図４によく示されるように、アンテナコイル１
２は、配線基材１０の円形状と略同心円状の渦巻き部１
２ｂと、この渦巻き部１２ｂからその内方へ向かう延入
部１２ｃとを有している。この延入部１２ｃは、アンテ
ナコイル１２の線条が互いに短絡しないように、配線基
材１０の接合面部に配置された上記２つのランド１２
ａ，１２ａを回避するようにして配線されている。これ
ら２つのランド１２ａ，１２ａは、アンテナコイル１２
の線条両端に導通接続されている。このようなアンテナ
コイル１２は、上記ＩＣカードＡ外に存在する所定の送
受信機との間で電波（電磁波）を送受信するデバイスと
して機能する。すなわち、アンテナコイル１２は、所定
の電波を受信したときは、電磁誘導効果により誘導起電
力を生起してＩＣチップ１１にこの電力を供給する一
方、ＩＣチップ１１から所定の信号出力が合ったとき
は、この信号に見合う電波を発生させる。

【００３６】接合パターン１３は、上記ＩＣチップ１１
が接合される配線基材１２の接合面部に形成されてい
る。この接合パターン１３とは、上記２つのランド１２
ａ，１２ａ間を回避するように配線された上記延入部１
２ｃの配線パターン一部分を含んで、その他の部分に捨
てパターン１３ａを表面形成したものである。捨てパタ
ーン１３ａは、上記アンテナコイル１２と同様に、銅箔
などの導電層をエッチングすることにより線条パターン
に形成されている。そのパターン形状は、ランド１２ａ
や延入部１２ｃの線条に短絡しないように、互いに所定
の間隔をあけて密集形成した形状とされている。特に図
４によく示されるように、捨てパターン１３ａの一部
は、上記延入部１２ｃの配線パターンに沿って屈曲状に
形成されており、その他の部分は、直線状に形成されて
いる。このような接合パターン１３が形成された接合面
部上に対して、後述する接着層１４を媒体としてＩＣチ
ップ１１が接合されることとなる。

【００３７】接着層１４は、たとえばエポキシ樹脂系の
接着剤を主成分として形成されたものであって、上記接
合面部のランド１２ａと上記ＩＣチップ１１のバンプ１
１ａとを端子間導通させた状態で、これら接合面部とＩ
Ｃチップ１１とを接合させるものである。このような接
着層１４は、接合工程において上記接合面部に異方性導
電性接着フィルム（ＡＣＦ）や異方性導電性接着ペース
トを仮圧着し、さらにその上にＩＣチップ１１を載せた
状態で熱硬化や熱圧着して形成される。このＡＣＦや異
方性導電性接着ペーストとは、図５によく示されるよう
に、エポキシ樹脂系の接着剤を母材１４ａとしてその中
に金属粒子１４ｂを分散混入したものであり、前者は薄
膜フィルム状で、後者はのり状のものである。また、Ａ
ＣＦや異方性導電性接着ペーストは、配線基材１０とＩ
Ｃチップ１１との接合間隔の方向、つまり互いの端子間
方向にのみ導通性を有し、その接合間隔に対して水平方
向には絶縁性を保つという特性を有する。これにより、
上記ランド１２ａと上記バンプ１１ａとの間に接着層１
４が介在した状態でこれら端子の導通接続が保たれてい
る。さらに、接着層１４は、接合面部における上記接合
パターン１３の全体に密着した状態で接着している一
方、ＩＣチップ１１の接合面全体に密着した状態とされ
ている。このような接着層１４は、その主成分などの特
性により、金属やポリイミド樹脂などの高価な薄膜フィ
ルムに対して良好な接着性を示すが、上記配線基材１０
にて例示したような安価なＰＥＴなどの薄膜フィルムに
対しては、所望の接着力を得ることができないものであ
る。しかしながら、この接着層１４は、その大部分が配
線基材１０の表面に形成された金属からなる接合パター
ン１３に直接密着しているため、大きな接着力が確保さ
れている。なお、この接着層１４の接着作用の詳細につ
いては、後述の作用の説明に委ねる。

【００３８】保護カバー１５は、上記配線基材１０上に
ＩＣチップ１１が接合搭載された状態で金型を用いて樹
脂成形されたものであり、上記配線基材１０と平面視形
状が同様の円形状に形成されている。この保護カバー１
５は、たとえばＰＥＴやアクリロニトリル・ブタジエン
・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）製である。これにより、
ＩＣチップ１１は、保護カバー１５に覆われた状態で配
線基材１０に接合搭載されている。

【００３９】次に、上記ＩＣカードＡおよびＩＣカード
用モジュールＢの作用について説明する。

【００４０】まず、ＩＣカードＡは、全体が薄肉扁平状
であって、可撓性を有するために、使用者の取り扱い時
において、それらの全体または一部が曲げられる場合が
ある。それに応じて、ＩＣカードＡに内蔵されたＩＣカ
ード用モジュールＢにも変形が生じ、配線基材１０とＩ
Ｃチップ１１との接合状態が不安定となる。

【００４１】ここで、配線基材１０とＩＣチップ１１と
の間には、接着層１４が介在した状態とされ、ＩＣチッ
プ１１を接合した配線基材１０の接合面部には、接着層
１４が密着した状態となっている。このような接合面部
には、接着層１４との接着性が良好な銅箔などの金属か
らなる接合パターン１３が表面全体に形成されているた
め、この接合パターン１３に接着層１４が直接密着する
こととなる。

【００４２】一方、上記従来の技術の項目でも詳述した
ように、接着層１４となるＡＣＦや異方性導電接着ペー
ストは、分子レベルでの水素結合によって被着体との間
に強固な接着力を発揮し、被着体が金属である場合にも
良好な接着性を有するものである。そのため、接着層１
４は、ＩＣチップ１１との間に大きな接着力が生じると
ともに、他方の金属からなる接合パターン１３を介して
配線基材１０に強固に接着した状態となる。つまり、接
着層１４は、所望の接着力を確保できないＰＥＴなどを
材質とした配線基材１０のみに密着するのではなく、接
着性のよい接合パターン１３に密着することで強い接着
力が確保されている。したがって、安価なＰＥＴなどの
配線基材１０とＩＣチップ１１との接合は、ＡＣＦなど
からなる接着層１４を媒体として強固に保たれた状態と
なっている。

【００４３】このようにして接合媒体となる接着層１４
は、配線基材１０とＩＣチップ１１との接合工程におい
てＡＣＦや異方性導電接着ペーストを熱硬化および熱圧
着することにより形成される。この際、溶融状態とされ
たＡＣＦや異方性導電接着ペーストは、接合パターン１
３の間隔に流動しつつ均一化することとなる。これによ
り、配線基材１０とＩＣチップ１１との平行性が一様に
保たれることから、配線基材１０上のＩＣチップ１１
は、安定した姿勢で接合搭載されている。

【００４４】したがって、上記構成、作用を有するＩＣ
カード用モジュールＢによれば、配線基材１０自体の材
質が安価なＰＥＴなどであって接着層１４との接着性が
悪くても、ＩＣチップ１１が接合される配線基材１０の
接合面部には、接合パターン１３を介して接着層１４に
よる接着力が確保されるので、配線基材１０を安価な材
質としつつも、その配線基材１０とＩＣチップ１１との
接合を接着層１４を媒体として強固に維持することがで
きる。

【００４５】また、そのような優れた効果を有するＩＣ
カード用モジュールＢを内蔵することによって、カード
自体の単価を抑えつつも所望の接合性・信頼性に優れた
ＩＣカードＡを作製することができる。

【００４６】なお、本実施形態にかかる接合パターン１
３は、図４によく示されるように、線条パターンとされ
ているが、特にそのようなパターン形状に限られるもの
ではない。たとえば、図６に示されるように、曲線状の
捨てパターン２３ａなどによって曲線の接合パターン２
３としてもよい。あるいは、図７に示されるように、点
線状の捨てパターン３３ａなどによって接合パターン３
３を点在化させてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかるＩＣカードの一実施形態を示
した外観斜視図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ線断面を分解して示した分
解断面図である。

【図３】図１に示したＩＣカードに内蔵される本願発明
にかかるＩＣカード用モジュールの一実施形態を示した
断面図である。

【図４】図３に示すＩＣカード用モジュールの一部部材
を省略して示した平面図である。

【図５】図４に示すＩＣカード用モジュールの要部を拡
大して示した拡大断面図である。

【図６】本願発明にかかるＩＣカード用モジュールの他
の実施形態を示した平面図である。

【図７】本願発明にかかるＩＣカード用モジュールの他
の実施形態を示した平面図である。

【符号の説明】

Ａ ＩＣカード Ｂ ＩＣカード用モジュール １０ 配線基材 １１ ＩＣチップ １１ａ バンプ（ＩＣチップの端子） １２ アンテナコイル １２ａ ランド（アンテナコイルの端子） １３，２３，３３ 接合パターン １４ 接着層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線基材上にＩＣチップを接合搭載した
   一体構造をもってＩＣカードに内蔵されるＩＣカード用
   モジュールであって、 上記配線基材に上記ＩＣチップを端子間導通させた状態
   で接合させる接着層と、 上記接着層によって上記ＩＣチップが接合される上記配
   線基材の接合面部に、その接着層との接着性が良好な材
   質をもって表面形成された接合パターンと、 を備えたことを特徴とする、ＩＣカード用モジュール。
2. 【請求項２】 上記接着層は、上記配線基材と上記ＩＣ
   チップとの接合間隔の方向にのみ導電性を有する異方性
   導電接着剤よりなる、請求項１に記載のＩＣカード用モ
   ジュール。
3. 【請求項３】 上記接合パターンは、互いに所定の間隔
   をあけて密集形成されている、請求項１または請求項２
   に記載のＩＣカード用モジュール。
4. 【請求項４】 上記接合パターンは、上記配線基材上の
   端子を回避して形成されている、請求項１ないし請求項
   ３のいずれかに記載のＩＣカード用モジュール。
5. 【請求項５】 上記接合パターンは、上記配線基材上の
   端子と同様の導電性部材により形成されている、請求項
   １ないし請求項４のいずれかに記載のＩＣカード用モジ
   ュール。
6. 【請求項６】 上記配線基材には、端子を介して上記Ｉ
   Ｃチップに導通接続されたアンテナコイルが形成されて
   おり、そのアンテナコイルの一部が上記接合パターンの
   一部を形成している、請求項１ないし請求項５のいずれ
   かに記載のＩＣカード用モジュール。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
   載のＩＣカード用モジュールを内蔵していることを特徴
   とする、ＩＣカード。