JPH08287208A - 非接触式ｉｃカード及びその製造方法 - Google Patents

非接触式ｉｃカード及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電磁界を伝送媒体として情報伝達をする
非接触式ＩＣカードのアンテナコイルをエッチング方法
で形成する場合に、アンテナコイルとＩＣチップトとの
間を、ジャンパー線を使用することなく接続できるよう
にする。 【構成】 絶縁基板１上に配設された少なくともＩＣチ
ップ６とエッチング法により形成されたアンテナコイル
２とを含む非接触式ＩＣカードにおいて、アンテナコイ
ル２の接続用の端子２ａ（２ｂ）とＩＣチップ６の接続
用バンプ６ａ（６ｂ）とを、ジャンパー線を使用するこ
となく、異方性導電接着剤層５を介してフェイスダウン
式に直接接続するかあるいはワイヤーボンディング法に
より接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電磁界を伝送媒体
として情報伝達をするための非接触式ＩＣカードに関す
る。より詳しくは、ＩＣチップとエッチング法で形成さ
れたアンテンコイルとの間をジャンパー線を用いずに接
続した構造の非接触式ＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、交通分野、金融分野あるいは物流
分野等において、バーコード、磁気カード、ＩＣカー
ド、光カードなどを使用したデータキャリアシステムが
普及している。これらの中でも、比較的短距離で且つ非
接触で信号の送受信を行うデータキャリアシステムとし
て、質問器（リーダ／ライタ）が発した電磁波により、
応答器（非接触式ＩＣカード）内のアンテナコイルの近
傍の磁界を変化させてアンテナコイル内に誘導電圧を発
生させ、それを電源として利用するものが注目されてい
る。
【０００３】このような非接触式ＩＣカードの基本的な
回路構成は、図７に示すように、アンテナコイル２と同
調用コンデンサ７とからなる共振回路に、整流用ダイオ
ードＤｉ、平滑用コンデンサー８及びＩＣチップ６が接
続された構成となっている。なお、アンテナコイル２は
ＩＣチップ６と別部品として使用されるが、同調用コン
デンサ７、整流用ダイオードＤｉ及び平滑用コンデンサ
ー８はＩＣチップ６内に搭載する場合もある。
【０００４】図７に示すような回路構成を有する非接触
式ＩＣカードの具体的構造は、基板上に少なくともＩＣ
チップとアンテナコイルとを配設し、そのＩＣチップを
配設した側にウレタン系樹脂からなるコア材を配し、更
にその両面をポリエチレンテレフタレートなどの絶縁フ
ィルムで挟持したものとなっている。
【０００５】従来、このような非接触式ＩＣカードに利
用されているアンテナコイルとしては、金属の細い線材
を同一面上でリング状に捲回したものが、主に使用され
ている。この場合、アンテナコイルの内周側端部と外周
側端部とを引き出し、ＩＣチップ接続用パッドに接続し
ている。
【０００６】しかし、線材から作製されたシート状のア
ンテナコイルは、特性上又は強度上の観点から、その線
径に下限があり、また、巻数が多い場合には巻線組立て
後のコイルが偏平したりするために、ＩＣカードを十分
に薄くすることができないという問題があった。また、
ある程度の数の組立工程数も必要となるので歩留まりを
向上させることに限界があり、そのため製造コストを低
減化することに制約が生じるという問題もあった。更
に、信頼性の点でも問題があった。
【０００７】このため、非接触式ＩＣカードの薄層化と
その製造コストの低下とを目的として、アンテンコイル
を金属線材からではなく、絶縁基板上に積層された銅箔
をエッチングすることにより作製することが試みられて
いる。この場合、ＩＣチップとアンテナコイルとの接続
は、図８に示すように行われている。
【０００８】即ち、図８に示すように、まず、絶縁基板
１上にエッチング法により形成したアンテナコイル２の
内周側端子２ａと外周側端子２ｂとを、絶縁基板１上に
おいてアンテナコイル２の内側に固定配設したＩＣチッ
プ６の接続用パッド６ｃと６ｄに、それぞれジャンパー
線４ａと４ｂとで接続する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＣチ
ップとアンテナコイルとをジャンパー線にて接続する場
合、ジャンパー線の配線操作が繁雑となり、製造コスト
も増加するという問題があった。また、アンテナコイル
の接続用端子とＩＣチップの接続用パッドとは比較的遠
く離れているために、ジャンパー線が基板から浮き上が
り、非接触式ＩＣカードの厚みが厚くなるという問題が
あった。また、ジャンパー線に曲げ応力が直接加わるの
で、その接続部分の一部剥離や断線が生じるという問題
があった。
【００１０】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、非接触式ＩＣカードのＩ
Ｃチップとエッチング法で形成されたアンテナコイルと
の間を、非接触式ＩＣカードの厚みを過度に厚くせず、
しかも高い接続信頼性で且つ低い製造コストで接続でき
るようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、非接触式
ＩＣカードのＩＣチップとエッチング法で形成されたア
ンテナコイルとの間を、異方性導電接着剤を介してフェ
イスダウン式に直接接続するか、あるいはワイヤーボン
ディング法により接続することにより上述の目的が達成
できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】即ち、本発明は、誘導電磁界を伝送媒体と
して情報伝達をする非接触式ＩＣカードであって、基板
と、その上に配設された少なくともＩＣチップとエッチ
ング法により形成されたアンテナコイルとを含む非接触
式ＩＣカードにおいて、該アンテナコイルの接続用端子
とＩＣチップの接続用バンプとが、異方性導電接着剤層
を介してフェイスダウン式に直接接続されていることを
特徴とする非接触式ＩＣカードを提供する。
【００１３】また、本発明は、誘導電磁界を伝送媒体と
して情報伝達をする非接触式ＩＣカードであって、基板
と、その上に配設された少なくともＩＣチップとエッチ
ング法により形成されたアンテナコイルとを含む非接触
式ＩＣカードにおいて、該アンテナコイルの接続用端子
とＩＣチップの接続用バンプとがワイヤーボンディング
法により接続されていることを特徴とする非接触式ＩＣ
カードを提供する。
【００１４】更に、本発明は、絶縁基板上に設けられた
導電層上に、少なくともアンテナコイルパターンを有す
るレジスト層を形成する工程、そのレジスト層をマスク
として導電層をエッチングすることにより少なくともア
ンテナコイル及びその接続用端子を形成する工程、アン
テナコイルの接続用端子上に異方性導電接着剤層を形成
する工程、及び異方性導電接着剤層を介してアンテナコ
イルの接続用端子とＩＣチップの接続用バンプとをフェ
イスダウン式に接続する工程を有することを特徴とする
非接触式ＩＣカードの製造方法を提供する。
【００１５】
【作用】本発明の非接触式ＩＣカードにおいては、アン
テナコイルの接続用端子とＩＣチップの接続用バンプと
が、それらの層間に形成された異方性導電接着剤層を介
してフェイスダウン式に接続されているか、あるいはワ
イヤーボンディング法により接続されている。従って、
ジャンパー線を使用することなく両者の間の接続が可能
となる。しかも、異方性導電接着剤を使用した場合に
は、高い接続信頼性を有し、しかも接続操作が容易であ
り、材料コストも低い。従って、アンテナコイルとＩＣ
チップとを、厚みを過度に厚くせず、しかも高い接続信
頼性で且つ低い製造コストで接続することが可能とな
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説
明する。
【００１７】図１は、本発明の非接触式ＩＣカードに使
用する基本的な回路基板の平面図（同図（ａ））とＩＣ
チップ近傍の部分断面図（同図（ｂ））である。この回
路基板は、絶縁基板１と、その上にエッチング法により
形成されたアンテナコイル２と、それに接続されている
ＩＣチップ６とから構成されている。ここで、アンテナ
コイル２とＩＣチップ６との間には異方性導電性接着剤
層５が形成されており、その異方性導電接着剤層５を介
して、アンテナコイル２の内周側端子２ａと外周側端子
２ｂとが、ＩＣチップ６の接続用バンプ６ａと６ｂとに
接続されている。 図２は、本発明の非接触式ＩＣカー
ドに使用する別の態様の回路基板の平面図（同図
（ａ））と部分断面図（同図（ｂ））である。この回路
基板においては、絶縁基板１にエッチング法により形成
されたアンテナコイル２の外周側端子２ｂが、ビアホー
ルＶｈ１及びＶｈ２と裏面導電層２ｃにより、絶縁基板
１の内周側端子２ａの側に引き回されている。
【００１８】図１又は図２に示すような構造とすること
により、ジャンパー線を使用することなくアンテナコイ
ル２とＩＣチップ６とをフェイスダウン式に直接接続す
ることができる。従って、ＩＣカードの厚みを過度に厚
くすることもなく、高い接続信頼性で且つ低いコストで
ＩＣカードを製造することができる。特に、図１に示す
ように、ＩＣチップ６がアンテナコイル２をその幅方向
に跨ぐようにすると、材料コストの低い片面銅張り基板
を使用してＩＣカードを作製することができる。
【００１９】ところで、アンテナコイル２のターン数、
開口面積Ｓ（図１）、アンテナコイル２の幅Ｔ（図１）
は、非接触式ＩＣカードの搬送波送受信特性により決定
される。従って、アンテナコイル２の内周側端子２ａと
外周側端子２ｂとの距離が、ＩＣチップ６の接続用バン
プ６ａと６ｂとの距離よりも広い場合がある。このよう
な場合には、図３に示すように、アンテナコイル２の内
周側端子２ａと外周側端子２ｂとの間隔２ｔを、ＩＣチ
ップ６の接続用バンプ６ａと６ｂとの間隔６ｔと略同一
となるように、アンテナコイル２の一部を幅方向に狭め
ることが好ましい。
【００２０】なお、図１〜図３に示した例は、ＩＣチッ
プとして、共振回路を構成する同調用コンデンサと電圧
平滑用コンデンサとをそれ自体に搭載したものを使用し
たものであるが、ＩＣチップ６とは別に、同調用コンデ
ンサ７と電圧平滑用コンデンサ８とを絶縁基板１上に配
設する必要がある場合には、図４（同図（ａ）平面図、
同図（ｂ）裏面図）に示すように、それらのコンデンサ
７及び８をアンテナコイル２と同様にエッチング法によ
り形成したものを使用することが好ましい。このような
構造は、両面銅張り基板をそれぞれのコンデンサが形成
されるようにエッチングすることにより形成することが
できる。
【００２１】なお、図４の態様の場合、アンテナコイル
２とＩＣチップ６との接続は、スルーホールＴｈ１とＴ
ｈ２とを使用し、更に異方性導電接着剤層５（図示せ
ず）を介して接続すればよい。
【００２２】図１〜図４の例においては、アンテナコイ
ル２とＩＣチップ６と異方性導電接着剤層５を介して接
続したが、図５（同図（ａ）平面図、同図（ｂ）断面
図）に示すように、半導体装置の製造時に利用されるワ
イヤーボンディング装置を使用して、ボンディングワイ
ヤー９により接続した構造とすることもできる。このよ
うな構造とすることによりジャンパー線の使用が不要と
なる。この場合も、図１の場合と同様に、アンテナコイ
ル２を跨ぐようにＩＣチップ６を設けることが好まし
い。また、図３の場合と同様に、アンテナコイルの内周
側端子と外周側端子との間隔を、二つのＩＣチップの接
続用バンプの間隔と略同一となるように、アンテナコイ
ルの一部を幅方向に狭めることが好ましい。また、ＩＣ
チップとして、共振回路を構成する同調用コンデンサと
電圧平滑用コンデンサとをそれ自体に搭載したものを使
用してもよく、ＩＣチップとは別に、同調用コンデンサ
と電圧平滑用コンデンサとを絶縁基板上に配設する必要
がある場合には、図４の場合と同様に、それらのコンデ
ンサをアンテナコイルと同様にエッチング法により形成
したものを使用することが好ましい。
【００２３】本発明の非接触式ＩＣカードは、以上説明
したような基板のＩＣチップ搭載側面にウレタン樹脂か
らなるコア材を配し、両面をポリエステルフィルムなど
の耐擦過性に優れた樹脂フィルムなどで挟持させた構造
とすることができる。
【００２４】図１に示した発明の非接触式ＩＣカード
は、図６に示すように製造することができる。
【００２５】まず、片面に銅箔などの導電層２０が貼り
付けられたポリエステルフィルムやポリイミドフィルム
などの絶縁基板１を用意し、その導電層２０上に、少な
くともアンテナコイルパターンを有するレジスト層Ｒを
形成する（図６（ａ））。このようなレジスト層Ｒは、
ピンホールフリーの層を形成することが容易な公知のド
ライフィルムレジストを使用することが好ましい。
【００２６】次に、レジスト層Ｒをマスクとして導電層
２０を塩化第二鉄水溶液などのエッチャントを使用して
エッチングする。これにより、少なくとも内周側端子２
ａと外周側端子２ｂとを有するアンテナコイル２を絶縁
基板１上に形成する（図６（ｂ））。
【００２７】次に、アンテナコイル２の端子２ａと２ｂ
との上に、ＩＣチップのバンプ高さを考慮して約１０〜
５０μｍ厚の異方性導電接着剤層５を常法により形成す
る（図６（ｃ））。この場合、異方性導電接着剤として
は公知の接着剤を使用することができるが、アンテナコ
イルの微細パターン上への付着性を考慮するとその粘度
（２５℃）が４０００〜２００００ｃｐｓ、好ましくは
６０００〜９０００ｃｐｓのものが好ましい。
【００２８】異方性導電接着剤に含有させる導電粒子の
径は、アンテナコイルのパターン幅などにより異なる
が、通常は径が２〜８μｍのものが好ましい。また、導
電粒子の異方性導電接着剤中の含有量は、通常２〜８重
量％である。
【００２９】なお、図６の場合、異方性導電接着剤層５
をアンテナコイル２上に形成したが、ＩＣチップ６の接
続用バンプ６ａ、６ｂ側に積層してもよい。
【００３０】次に、異方性導電接着剤層５を介してアン
テナコイル２の端子２ａ、２ｂに対し、ＩＣチップ６の
接続用バンプ６ａ、６ｂを位置合わせし、圧着し、必要
に応じて加熱し、あるいは紫外線を照射することにより
接続する（図６（ｄ））。そして、ＩＣチップ６の搭載
側面にウレタン樹脂からなるコア材９を配し、両面をポ
リエステルフィルムなどの耐擦過性に優れた樹脂フィル
ム１０などで挟持する。これにより、本発明の非接触式
ＩＣカードが得られる（図６（ｅ））。
【００３１】なお、図２〜図４に示す態様の本発明の非
接触式ＩＣカードについても、図６に示した製造方法と
公知の手法を使用することにより製造することができ
る。
【００３２】例えば、図３の態様の非接触式ＩＣカード
は、具体的には次に示すように製造することができる。
【００３３】即ち、１８μｍ厚の銅箔と５０μｍ厚のポ
リイミドフィルムとからなる片面銅張基板の当該銅箔
に、幅Ｔが１１ｍｍのアンテナコイル２（２２ターン）
を形成する。但し、内周側端子２ａと外周側端子２ｂと
の距離２ｔが４．５ｍｍとなるように、アンテナコイル
２の一部の幅を狭める。
【００３４】次に、内周側端子２ａと外周側端子２ｂと
の上に、異方性導電接着剤を塗工する。
【００３５】次に、バンプ径１５０μｍの接続用バンプ
６ａ、６ｂとを有するＩＣチップ６（但し、バンプ間距
離６ｔ＝４．５ｍｍ）の接続バンプ６ａ、６ｂとを、ア
ンテナコイルの端子２ａ、２ｂとに対向するように位置
合わせし、圧着装置を用いて１１ｋｇ／ｍｍ2 の圧力で
且つ１７０℃の温度で両者を接続する。
【００３６】次に、ＩＣチップ６側の面にコア材用ウレ
タン樹脂を供給し、その両面を厚さ１８μ厚のポリエス
テルフィルムで挟持し、更に７０℃で３ｋｇ／ｍｍ2 で
圧縮プレスし、所定形状に外形カットする。これによ
り、０．７６ｍｍ厚の非接触式ＩＣカードが得られる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、非接触式ＩＣカードの
ＩＣチップとエッチング法で形成されたアンテナコイル
との間を、非接触式ＩＣカードの厚みを過度に厚くせ
ず、しかも高い接続信頼性で且つ低い製造コストで接続
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非接触式ＩＣカードに使用する基本的
な回路基板の平面図（同図（ａ））と部分断面図（同図
（ｂ））である。
【図２】本発明の非接触式ＩＣカードに使用する別の態
様の回路基板の平面図（同図（ａ））と部分断面図（同
図（ｂ））である。
【図３】本発明の非接触式ＩＣカードに使用する別の態
様の回路基板のＩＣチップ近傍の部分拡大図である。
【図４】本発明の非接触式ＩＣカードに使用する別の態
様の回路基板の平面図（同図（ａ）及び同図（ｂ）裏面
図である。
【図５】本発明の非接触式ＩＣカードに使用する別の態
様の回路基板の平面図（同図（ａ））と部分断面図（同
図（ｂ））である。
【図６】本発明の非接触式ＩＣカードの製造方法の説明
図である。
【図７】非接触式ＩＣカードの基本的な回路構成図であ
る。
【図８】従来の非接触式ＩＣカードにおけるＩＣチップ
とアンテナコイルとの接続方法の説明図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板 ２ アンテナコイル ２ａ アンテナコイルの内周側端子 ２ｂ アンテナコイルの外周側端子 ５ 異方性導電接着剤層 ６ ＩＣチップ ６ａ，６ｂ 接続用バンプ ６ｃ，６ｄ 接続用パッド ７ 同調用コンデンサ ８ 平滑用コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 英之 栃木県鹿沼市さつき町12−３ ソニーケミ カル株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 誘導電磁界を伝送媒体として情報伝達を
    する非接触式ＩＣカードであって、基板と、その上に配
    設された少なくともＩＣチップとエッチング法により形
    成されたアンテナコイルとを含む非接触式ＩＣカードに
    おいて、該アンテナコイルの接続用端子とＩＣチップの
    接続用バンプとが、異方性導電接着剤層を介してフェイ
    スダウン式に直接接続されていることを特徴とする非接
    触式ＩＣカード。
  2. 【請求項２】 アンテナコイルを跨ぐようにＩＣチップ
    が配設されている請求項１記載の非接触式ＩＣカード。
  3. 【請求項３】 アンテナコイルの内周側の接続用端子と
    外周側の接続用端子との間隔が、それらと接続するため
    のＩＣチップの接続用バンプの間隔と略同一となるよう
    に、アンテナコイルの少なくとも一部の幅が狭められて
    いる請求項２記載の非接触式１Ｃカード。
  4. 【請求項４】 ＩＣチップ内に、共振回路を構成する同
    調用コンデンサと電圧平滑用コンデンサとが搭載された
    請求項１〜３のいずれかに記載の非接触式ＩＣカード。
  5. 【請求項５】 ＩＣチップとは別に、共振回路を構成す
    る同調用コンデンサ及び／又は電圧平滑用コンデンサと
    が基板上に配設され、それらのコンデンサがエッチング
    法により形成されたものである請求項１〜３のいずれか
    に記載の非接触式ＩＣカード。
  6. 【請求項６】 誘導電磁界を伝送媒体として情報伝達を
    する非接触式ＩＣカードであって、絶縁基板と、その上
    に配設された少なくともＩＣチップとエッチング法によ
    り形成されたアンテナコイルとからなる回路基板を含む
    非接触式ＩＣカードにおいて、該アンテナコイルの接続
    用端子とＩＣチップの接続用バンプとがワイヤーボンデ
    ィング法により接続されていることを特徴とする非接触
    式ＩＣカード。
  7. 【請求項７】 アンテナコイルを跨ぐようにＩＣチップ
    が配設されている請求項６記載の非接触式ＩＣカード。
  8. 【請求項８】 アンテナコイルの内周側の接続用端子と
    外周側の接続用端子との間隔が、それらと接続するため
    のＩＣチップの接続用バンプの間隔と略同一となるよう
    に、アンテナコイルの少なくとも一部の幅が狭められて
    いる請求項７記載の非接触式１Ｃカード。
  9. 【請求項９】 ＩＣチップ内に、共振回路を構成する同
    調用コンデンサと電圧平滑用コンデンサとが搭載された
    請求項６〜８のいずれかに記載の非接触式ＩＣカード。
  10. 【請求項１０】 ＩＣチップとは別に、共振回路を構成
    する同調用コンデンサ及び／又は電圧平滑用コンデンサ
    とが基板上に配設され、それらのコンデンサがエッチン
    グ法により形成されたものである請求項６〜８のいずれ
    かに記載の非接触式ＩＣカード。
  11. 【請求項１１】 絶縁基板上に設けられた導電層上に、
    少なくともアンテナコイルパターンを有するレジスト層
    を形成する工程、そのレジスト層をマスクとして導電層
    をエッチングすることにより少なくともアンテナコイル
    及びその接続用端子を形成する工程、アンテナコイルの
    接続用端子上に異方性導電接着剤層を形成する工程、及
    び異方性導電接着剤層を介してアンテナコイルの接続用
    端子とＩＣチップの接続用バンプとをフェイスダウン式
    に直接接続する工程を有することを特徴とする非接触式
    ＩＣカードの製造方法。
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