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JP2001344587A - プリント配線基板およびそれを用いたicカード用モジュールならびにその製造方法 - Google Patents

プリント配線基板およびそれを用いたicカード用モジュールならびにその製造方法

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Publication number
JP2001344587A
JP2001344587A JP2000369833A JP2000369833A JP2001344587A JP 2001344587 A JP2001344587 A JP 2001344587A JP 2000369833 A JP2000369833 A JP 2000369833A JP 2000369833 A JP2000369833 A JP 2000369833A JP 2001344587 A JP2001344587 A JP 2001344587A
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JP
Japan
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region
resin
semiconductor device
wiring
base material
Prior art date
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JP2000369833A
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JP2001344587A5 (ja
Inventor
Kenji Maeda
健児 前田
Takashi Takada
隆 高田
Hiroki Naraoka
浩喜 楢岡
Futoshi Honma
太 本間
Shigeru Nonoyama
茂 野々山
Yoshiyuki Arai
良之 新井
Yuichiro Yamada
雄一郎 山田
Fumito Ito
史人 伊藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ICカードの信頼性の向上に好適に用いられ
るプリント配線基板およびそれを用いたICカード用モ
ジュールを提供する。 【解決手段】 ICカード用モジュール10は、上面に
配線12がプリントされたプリント配線基板11と、そ
のプリント配線基板11上に搭載された半導体装置13
と、配線12と半導体装置13とを互いに接続するワイ
ヤー14と、抵抗器やコンデンサー等のチップ部品15
と、半導体装置13およびワイヤー14を封止した樹脂
16とから構成されており、半導体装置13と端子18
とが基材17上の互いに離れた位置に設けられている。
このため、ICカード用モジュール10を用いて製造さ
れたICカードと、ICカードスロットを備えた外部機
器とを互いに接続する場合、端子18をスロット内に挿
入する際に、半導体装置13をスロット内に挿入しなく
とも接続できる。つまり、半導体装置13が外部からの
機械的ストレスや外部機器からの熱などの影響を受けな
い構造を有するICカードを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
およびそれを用いたICカード用モジュールに関し、特
に、ICカードの信頼性の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、ICカードの小型化、部品点数の
削減、折り曲げ強度の向上、コスト削減等のため、半導
体装置をプリント配線基板に直接搭載し、その半導体装
置を樹脂封止した構造のICカード用モジュールが提案
されている。
【0003】以下、従来のICカード用モジュールにつ
いて図12を用いて説明する。図12(a)は、従来の
ICカード用モジュールの上面図であり、図12(b)
は、図12(a)のX−X線に沿った断面図である。
【0004】従来のICカード用モジュール110は、
基板111と、基板111上に搭載された半導体装置1
13と、基板111の下面に設けられた端子118と、
基板111を貫通して端子118に到達する接続孔(不
図示)と、基板111上に形成され、接続孔を通じて端
子118に接続されている接続用ランド(不図示)と、
接続用ランドと半導体装置113とを互いに接続するワ
イヤー114と、半導体装置113を封止した樹脂11
6とからなるものである。ワイヤー114は、金やアル
ミニウム等の金属からなる導電ワイヤーである。
【0005】半導体装置113を封止した樹脂116
は、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールド工
法、ポッティング工法、印刷工法、熱可塑性樹脂を用い
た射出成形工法等により成形されている。
【0006】上記のICカード用モジュール110を、
端子118を露出させてケース等に取り付けることによ
って、ICカードを構成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ICカード用モジュール110は、基板111を挟んで
半導体装置113の反対側に端子118が設けられてい
る。このため、例えば、ICカードスロットを備えた外
部機器とICカードとを接続する場合、端子118をス
ロット内に挿入する際に、半導体装置113がスロット
内に挿入されることになる。従って、半導体装置113
が外部からの機械的ストレスや外部機器からの熱などの
影響を受けるおそれがある。
【0008】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、ICカードの信頼性の向上に好適に
用いられるプリント配線基板およびそれを用いたICカ
ード用モジュールを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のICカード用モ
ジュールは、樹脂封止領域と、上記樹脂封止領域の周縁
部のうち封止金型によってクランプされるクランプ領域
と、上記樹脂封止領域の周縁部のうちクランプされない
非クランプ領域とを有する基材と、上記基材の上面の上
に搭載された半導体装置と、上記基材の上面の上に設け
られた外部接続用の端子と、上記基材の上面の上に設け
られ、上記半導体装置と上記端子とを互いに接続する配
線と、上記半導体装置を封止する樹脂とを備え、上記端
子は、上記樹脂封止領域、上記クランプ領域、および上
記非クランプ領域以外の領域に設けられている。
【0010】このことにより、半導体装置と端子とが基
材上の互いに離れた位置に設けられる。このため、IC
カード用モジュールを用いて製造されたICカードと、
ICカードスロットを備えた外部機器とを互いに接続す
る場合、端子をスロット内に挿入する際に、半導体装置
をスロット内に挿入しなくとも接続できる。従って、半
導体装置が外部からの機械的ストレスや外部機器からの
熱などの影響を受けない構造を有するICカードを製造
することができる。つまり、本発明によれば、非常に高
い信頼性を有するICカードが得られる。
【0011】上記配線は、上記基材の上面の上において
非クランプ領域を経由して設けられていることが好まし
い。
【0012】このことによって、封止金型でクランプす
ることによる配線の損傷が抑制・防止される。従って、
断線やショートが低減されたICカード用モジュールが
得られる。また、配線が封止金型によってクランプされ
ることを避けて配置されているので、プリント配線基板
上にソルダーレジストを設けた場合、封止金型でクラン
プされる領域には表面が波状になったソルダーレジスト
が存在しない。従って、樹脂漏れが発生せず、精度良く
樹脂封止されたICカード用モジュールが得られる。
【0013】上記基材の上面の上記非クランプ領域は、
封止金型の樹脂注入ゲート部またはエアベント部に対応
する領域としてもよい。
【0014】上記基材の上面の上には、少なくとも1層
の内層配線と、その上の絶縁層とが設けられており、上
記半導体装置は上記絶縁層の上に設けられ、上記配線の
うち上記周縁部に位置する部分は内層配線であることが
好ましい。
【0015】このことによって、内層配線の配線は、基
材で上下に挟まれ、機械的に保護された状態となる。す
なわち、外力によってICカード用モジュールが撓んだ
ときに樹脂封止されていない部分が撓むことによる配線
への損傷を低減することができる。
【0016】上記樹脂封止領域の周縁部のうち配線が設
けられていない領域には、ベタパターンが設けられてい
ることが好ましい。
【0017】このことによって、樹脂封止領域の周縁部
の撓みが減少し、配線や基材への損傷をさらに低減する
ことができる。
【0018】上記ベタパターンの上面は、上記配線の上
面以上の高さに位置することが好ましい。
【0019】このことによって、樹脂封止領域の周縁部
において封止金型によって配線がクランプされることが
防止される。従って、クランプの際に配線への損傷を防
止することができる。
【0020】上記ベタパターンは電源配線またはグラン
ド配線として機能することが好ましい。
【0021】このことにより、供給電源の電圧の安定を
図ることができる。
【0022】上記基材の下面上に設けられたもう1つの
半導体装置と、上記もう1つの半導体装置と上記端子と
を接続する配線と、上記もう1つの半導体装置を封止す
る樹脂とを備えることが好ましい。
【0023】このような両面構造とすることにより、基
材上に搭載可能な半導体装置の数量を増やす、あるいは
半導体装置を実装する際の収容容積を小さくすることが
可能である。すなわち、高い集積度で半導体装置が搭載
されたICカード用モジュールを得ることができる。
【0024】本発明のプリント配線基板は、樹脂封止領
域と、上記樹脂封止領域の周縁部のうち封止金型によっ
てクランプされるクランプ領域と、上記樹脂封止領域の
周縁部のうちクランプされない非クランプ領域とを有す
る基材と、上記基材の上面の上に設けられ、半導体装置
が接続される接続用ランドと、上記基材の上面の上に設
けられた外部接続用の端子と、上記基材の上面の上に設
けられ、上記接続用ランドと上記端子とを互いに接続す
る配線とを備え、上記端子は、上記樹脂封止領域、上記
クランプ領域、および上記非クランプ領域以外の領域に
設けられ、上記配線は、上記基材の上面の上において非
クランプ領域を経由して設けられている。
【0025】このことによって、封止金型でクランプす
ることによる配線の損傷が抑制・防止される。従って、
断線やショートが低減されたICカード用モジュールに
好適に用いられるプリント配線基板が得られる。また、
配線が封止金型によりクランプされることを避けて配置
されているので、プリント配線基板上にソルダーレジス
トを設けた場合、封止金型でクランプされる領域には表
面が波状になったソルダーレジストが存在しない。従っ
て、樹脂漏れが発生せず、精度良く樹脂封止されたIC
カード用モジュールに好適に用いられるプリント配線基
板が得られる。
【0026】上記基材の上面の上記非クランプ領域は、
封止金型の樹脂注入ゲート部またはエアベント部に対応
する領域としてもよい。
【0027】上記樹脂封止領域の周縁部のうち配線が設
けられていない領域には、ベタパターンが設けられてい
ることが好ましい。
【0028】このことによって、樹脂封止領域の周縁部
の撓みが減少し、配線や基材への損傷をさらに低減する
ことができる。
【0029】上記ベタパターンの上面は、上記配線の上
面以上の高さに位置することが好ましい。
【0030】このことによって、樹脂封止領域の周縁部
において封止金型によって配線がクランプされることが
防止される。従って、クランプの際に配線への損傷を防
止することができる。
【0031】上記基材の上面の上には、少なくとも1層
の内層配線と、その上の絶縁層とが設けられており、上
記半導体装置は上記絶縁層の上に設けられ、上記配線の
うち上記周縁部に位置する部分は内層配線であることが
好ましい。
【0032】このことによって、内層配線の配線は、基
材と絶縁層とで挟まれ、機械的に保護された状態とな
る。すなわち、外力によってプリント配線基板が撓んだ
ときに樹脂封止されていない部分が撓むことによる配線
への損傷を低減することができる。
【0033】本発明のICカード用モジュールの製造方
法は、樹脂封止領域と、上記樹脂封止領域の周縁部のう
ち封止金型によってクランプされるクランプ領域と、上
記樹脂封止領域の周縁部のうちクランプされない非クラ
ンプ領域とを有する基材と、上記基材の上面の上に設け
られ、半導体装置が接続される接続用ランドと、上記基
材の上面の上に設けられた外部接続用の端子と、上記基
材の上面の上に設けられ、上記接続用ランドと上記端子
とを互いに接続する配線とを備え、上記端子は、上記樹
脂封止領域、上記クランプ領域、および上記非クランプ
領域以外の領域に設けられ、上記配線は、上記基材の上
面の上において非クランプ領域を経由して設けられてい
るプリント配線基板を用意する工程(a)と、上記半導
体装置を上記基材上に固定し、樹脂封止領域内に搭載す
る工程(b)と、上記半導体装置と上記接続用ランドと
を導体部材により互いに接続する工程(c)と、上記プ
リント配線基板を封止金型でクランプし、上記半導体装
置を樹脂封止する工程(d)とを備える。
【0034】このことによって、金型でクランプするこ
とによる配線の損傷が抑制・防止される。従って、断線
やショートが低減されたICカード用モジュールが得ら
れる。
【0035】上記工程(a)では、上記基材の上面の上
記非クランプ領域が、封止金型の樹脂注入ゲート部また
はエアベント部に対応する領域であるプリント配線基板
を用意してもよい。
【0036】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。簡単のため、各実施形態に
共通する構成要素は、同一の参照符号で示す。
【0037】(実施形態1)実施形態1のICカード用
モジュール10について、図1、図2および図3を参照
しながら説明する。図1(a)は、本実施形態のICカ
ード用モジュール10の上面図、図1(b)は、図1
(a)のI−I線に沿った断面図である。図2は、本実
施形態のICカード用モジュール10に用いられるプリ
ント配線基板11の上面図である。図3(a)は、本実
施形態のICカード用モジュール10を備えるICカー
ドの上面図、図3(b)は、図3(a)のIII−IIIに沿
った断面図である。
【0038】図1(a)、(b)に示すように、本実施
形態のICカード用モジュール10は、上面に配線12
がプリントされたプリント配線基板11と、そのプリン
ト配線基板11上に搭載された半導体装置13と、配線
12と半導体装置13とを互いに接続するワイヤー14
と、抵抗器やコンデンサー等のチップ部品15と、半導
体装置13およびワイヤー14を封止した樹脂16とか
ら構成される。半導体装置13、ワイヤー14、チップ
部品15、および樹脂16は、全てプリント配線基板1
1の配線12がプリントされた面に設けられている。
【0039】次に、プリント配線基板11の構造を以下
に説明する。
【0040】図2に示すように、上記ICカード用モジ
ュール10に用いられるプリント配線基板11は、樹脂
等の絶縁材から形成された基材17と、基材17上にプ
リントされた配線12と、基材17の上面の端部に設け
られた端子18と、基材17上に抵抗器やコンデンサー
等のチップ部品15を搭載するための実装用ランド19
と、搭載する半導体装置13の周辺部に配置するように
設けられた接続用ランド20とを有する。本実施形態の
プリント配線基板11では、端子18、実装用ランド1
9、および接続用ランド20が、全てプリント配線基板
11の配線12がプリントされた面に設けられ、プリン
トされた導電材料(銅など)からなる配線12によって
それぞれが互いに接続されている。
【0041】端子18および実装用ランド19は、基材
17上の封止金型でクランプされる領域C、樹脂注入ゲ
ート領域21およびエアベント領域22の外に設置され
ている。なお、実装用ランド19は、必要に応じて設け
ればよく、設けられる場所も限定されない。
【0042】接続用ランド20は、樹脂封止される領域
R内に設けられ、半導体装置13が搭載される領域の周
辺に配置されている。
【0043】次に、ICカード用モジュール10の製造
方法を説明する。
【0044】まず、基材17の上面に、端子18と、実
装用ランド19と、接続用ランド20とを備え、端子1
8、実装用ランド19、接続用ランド20とを互いに接
続する配線12が基材17の上面にプリントされたプリ
ント配線基板11を用意する。本実施形態では、プリン
ト配線基板11の上面には、端子18、実装用ランド1
9、接続用ランド20を除いてソルダーレジスト(不図
示)が設けられている。なお、ソルダーレジストは、必
要に応じて設ければよく、特に設けなくてもよい。
【0045】次に、半導体装置13を基材17上に接着
剤などで固定し、樹脂封止される領域R内に搭載する。
【0046】次に、ワイヤー14を用いたワイヤーボン
ディングにより半導体装置13と接続用ランド20とを
互いに接続する。本実施形態では、ワイヤーボンディン
グによって半導体装置13をプリント配線基板11上に
搭載しているが、BGA(Ball Grid Arr
ay)等の公知の方法を用いてもよい。
【0047】次に、プリント配線基板11上に搭載され
た半導体装置13を樹脂16で封止する。本実施形態で
は、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールド工法
によって封止を行なう。なお、公知の成形方法(ポッテ
ィング工法、印刷工法、熱可塑性樹脂を用いた射出成形
工法等)により樹脂封止してもよい。特に、トランスフ
ァーモールド工法、または射出成形工法を用いると樹脂
封止を寸法精度良く、かつ、小型の硬化した樹脂に成形
できる。
【0048】トランスファーモールド工法では、使用す
る封止樹脂が熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)で
あり、樹脂注入ゲート部およびエアベント部を有する封
止金型を用いる。封止工程では、封止金型を使ってプリ
ント配線基板を強くクランプし、続いて熱硬化性樹脂を
封止金型の内部に充填する。このとき、図2に示す基材
17上の樹脂注入ゲート領域21に対応する封止金型の
樹脂注入ゲート部から樹脂を圧入し、同時に封止金型内
の空気を、図2に示す基材17上のエアベント領域22
に対応する封止金型のエアベント部から排出する。樹脂
の充填が完了したら、封止金型を180℃程度に加熱す
ることにより樹脂を硬化させて封止する。
【0049】上述のICカード用モジュール10を端子
16を露出させてケース23に取り付けることにより、
図3(a)、(b)に示すICカード24を構成するこ
とができる。ケース23はプラスチックあるいは金属か
らなるものである。また、カード状のプラスチックや金
属からなる薄板に凹部を設け、この凹部にICカード用
モジュール10を埋め込むことによりICカードを作製
することもできる。
【0050】本実施形態のICカード用モジュール10
は、半導体装置13と端子18とが基材17上の互いに
離れた位置に設けられている。このため、ICカード用
モジュール10を用いて上述のように製造されたICカ
ード24と、ICカードスロットを備えた外部機器とを
互いに接続する場合、端子18をスロット内に挿入する
際に、半導体装置13をスロット内に挿入しなくとも接
続できる。つまり、半導体装置13が外部からの機械的
ストレスや外部機器からの熱などの影響を受けない構造
を有するICカード24を製造することができる。従っ
て、本実施形態によれば、非常に高い信頼性を有するI
Cカードが得られる。
【0051】(実施形態2)次に、実施形態2のICカ
ード用モジュールについて図4、図5および図6を参照
しながら説明する。図4は、本実施形態のICカード用
モジュール40を示す上面図である。図5は、本実施形
態のICカード用モジュール40に用いられるプリント
配線基板41を示す上面図である。図6は、プリント配
線基板41を用いたICカード用モジュール40を製造
する際の樹脂封止工程における封止金型によるクランプ
時の状態を示す部分的な断面図である。
【0052】図4に示すように、本実施形態のICカー
ド用モジュール40は、上記実施形態1のICカード用
モジュール10と全て同じ部品を備えており、図4のVI
−VI線に沿った断面は、実施形態1のICカード用モジ
ュール10と同じになる(図1(b)参照)。しかし、
用いられるプリント配線基板41にプリントされた配線
42のパターンが異なる。
【0053】次に、プリント配線基板41のプリントさ
れた配線42のパターンを、図5を参照しながら説明す
る。
【0054】図5に示すように、上記ICカード用モジ
ュール40に用いられるプリント配線基板41は、上記
実施形態1のプリント配線基板11と同様に、樹脂等の
絶縁材から形成された基材17と、基材17上にプリン
トされた配線42と、基材17の上面の端部に設けられ
た端子18と、基材17上に抵抗器やコンデンサー等の
チップ部品15を搭載するための実装用ランド19と、
搭載される半導体装置13の周辺部に配置するように設
けられた接続用ランド20とを有する。本実施形態のプ
リント配線基板41では、端子18、実装用ランド1
9、および接続用ランド20が、全てプリント配線基板
41の配線42がプリントされた面に設けられており、
配線42は、基材17上において、封止金型でクランプ
されない樹脂注入ゲート領域21およびエアベント領域
22を経由するようにプリントされている。
【0055】端子18および実装用ランド19は、基材
17上の封止金型でクランプされる領域C、樹脂注入ゲ
ート領域21およびエアベント領域22の外に設置され
ている。接続用ランド20は、樹脂封止される領域R内
に設けられ、搭載される半導体装置13の周辺に配置さ
れるように設けられている。これら端子18と、実装用
ランド19と、接続用ランド20とは、基材17の上面
にプリントされた導電材料(銅など)からなる配線42
によってそれぞれ接続されている。
【0056】次に、本実施形態のICカード用モジュー
ル40の製造方法について説明する。なお、本実施形態
のICカード用モジュール40は、プリント配線基板4
1に半導体装置13を搭載する工程まで上記実施形態1
のICカード用モジュール10と同様の方法で製造され
る。従って、ここでは特に、プリント配線基板41に半
導体装置13を搭載した後の樹脂による封止工程以降に
ついて説明する。
【0057】図6は、プリント配線基板41を用いたI
Cカード用モジュール40を製造する際の樹脂封止工程
における封止金型によるクランプ時の状態を示す部分的
な断面図であり、この断面図は、図5に示したプリント
配線基板41のV−V線に沿った断面に対応する。
【0058】図6に示すように、半導体装置13はプリ
ント配線基板41の基材17上に接着剤等で固定され、
半導体装置13と接続用ランド20はボンディング用の
ワイヤー14で接続されている。また端子18や実装用
ランド19は、封止金型でクランプされる領域C、樹脂
注入ゲート領域21およびエアベント領域22の外に設
置されている。端子18と、あるいは実装用ランド19
上に搭載したチップ部品15と、半導体装置13とを電
気的に接続するための配線42とソルダーレジスト25
とは、樹脂封止される領域Rから樹脂注入ゲート領域2
1およびエアベント領域22の外に亘って設けられてい
る。なお、ソルダーレジスト25は、プリント配線基板
41上に必要に応じて設ければよく、特に設けなくても
よい。
【0059】封止工程の際には、封止金型でクランプさ
れる領域Cを封止金型の上金型26、下金型27により
クランプし、溶融した樹脂を樹脂注入ゲート領域21に
対応する封止金型の樹脂注入ゲート部から圧入する。こ
の際、上金型26、下金型27で形成されたキャビティ
K内の空気はエアベント領域22に対応する封止金型の
エアベント部から排出される。
【0060】上記実施形態1では、配線12は、基材1
7上の封止金型でクランプされる領域Cの上にも配置さ
れているのに対し、本実施形態のプリント配線基板41
では、配線42は、基板18上の樹脂注入ゲート領域2
1、エアベント領域22を経由して設けられており、封
止金型によりクランプされることを避けて配置されてい
る。このため、図6に示すように、樹脂封止工程で上金
型26は配線42に接触しない。この特徴により、上記
実施形態1の効果に加えて、封止金型でクランプするこ
とによる配線42の損傷が抑制・防止される。従って、
断線やショートが低減されたICカード用モジュール4
0が得られる。
【0061】なお、本実施形態では、全ての配線42を
樹脂注入ゲート領域21およびエアベント領域22に経
由させたが、断線や隣接配線とのショートが特に懸念さ
れる配線についてのみ、樹脂注入ゲート領域21、エア
ベント領域22を経由させてもよい。この場合でも、樹
脂注入ゲート領域21、エアベント領域22を経由させ
た配線については樹脂封止時のクランプによる損傷を抑
制・防止することができ、信頼性の高いICカード用モ
ジュールが得られる。
【0062】また、本実施形態によれば、精度良く樹脂
封止することができる。このことについて以下に説明す
る。
【0063】プリント配線基板上にソルダーレジストを
設けた場合、配線の上のソルダーレジストは表面が波状
になる。上記実施形態1でソルダーレジストを設けた場
合、配線12は基材17上の封止金型でクランプされる
領域Cの上に配置されているので、封止工程でクランプ
する際に、封止金型でクランプされる領域Cにおいて封
止金型と表面が波状のソルダーレジストとの間には隙間
が生じ、樹脂漏れが発生することがある。しかし、本実
施形態において、プリント配線基板41上にソルダーレ
ジスト25を設けた場合、配線42が封止金型によりク
ランプされることを避けて配置されているので、封止金
型でクランプされる領域Cには表面が波状になったソル
ダーレジスト25が存在しない。従って、樹脂漏れが発
生せず、精度良く樹脂封止することができる。
【0064】上述のようにして得られた本実施形態のI
Cカード用モジュール40を、端子18を露出させてケ
ース等に取り付けることにより、上記実施形態1の図3
(a)、(b)に示すようなICカード24と同様のI
Cカードを構成することができる。ケースはプラスチッ
クあるいは金属からなるものが用いられる。また、カー
ド状のプラスチックや金属からなる薄板に凹部を設け、
この凹部にICカード用モジュール10を埋め込むこと
によりICカードを作製することもできる。
【0065】(実施形態3)次に、実施形態3のICカ
ード用モジュールについて図7を参照しながら説明す
る。図7は、本実施形態のICカード用モジュール70
を示す断面図である。
【0066】図7に示すように、本実施形態のICカー
ド用モジュール70は、プリント配線基板71の上面
に、上記実施形態2のICカード用モジュール40と全
て同じ部品を備えており、さらに、プリント配線基板7
1の下面にも半導体装置13を搭載し、プリント配線基
板71の上面および下面の両面に半導体装置13を搭載
した両面構造としたものである。このような両面構造と
することにより、プリント配線基板71上に搭載可能な
半導体装置13の数量を増やす、あるいは半導体装置を
実装する際の収容容積を小さくすることが可能である。
すなわち、高い集積度で半導体装置が搭載されたICカ
ード用モジュールを得ることができる。
【0067】次に、本実施形態のICカード用モジュー
ル70の製造方法を説明する。
【0068】まず、基材17の上面に、端子18と、実
装用ランド19と、接続用ランド20と、さらに下面に
接続用ランド(不図示)とを備え、端子18、実装用ラ
ンド19、接続用ランド20および下面の接続用ランド
を互いに接続する配線(不図示)が基材17の上面にプ
リントされたプリント配線基板71を用意する。ここ
で、下面の接続用ランドは、基材17を貫通する接続孔
(不図示)によって、上面の配線と接続されている。
【0069】次に、半導体装置13を、それぞれ基材1
7の上下両面に接着剤で固定し、樹脂封止される領域R
内に搭載する。
【0070】次に、ワイヤー14を用いたワイヤーボン
ディングにより半導体装置13と接続用ランド20とを
互いに接続する。本実施形態では、ワイヤーボンディン
グによって半導体装置13をプリント配線基板71上に
搭載しているが、BGA(Ball Grid Arr
ay)等の公知の方法を用いてもよい。
【0071】次に、プリント配線基板11上に搭載され
た半導体装置13を樹脂16で封止する。本実施形態で
は、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールド工法
によって封止を行なう。なお、公知の成形方法(ポッテ
ィング工法、印刷工法、熱可塑性樹脂を用いた射出成形
工法等)により樹脂封止してもよい。
【0072】本実施形態のICカード用モジュールは、
図1および図4に示した実施形態1および2のICカー
ド用モジュールに比べて、搭載可能な半導体装置13の
数量を増やすことができ、ICカードの能力を向上させ
ることができる。また、プリント配線基板71の基材1
7の面積を小さくすることにより、片面配線基板を用い
たICカードと同じの能力を有する小型のICカードを
製造することも可能である。
【0073】(実施形態4)次に、実施形態4のICカ
ード用モジュールについて図8および図9を参照しなが
ら説明する。図8は、本実施形態のICカード用モジュ
ールに用いられるプリント配線基板81を示す平面図で
あり、図9は、図8のVIII−VIII線に沿った断面図であ
る。
【0074】本実施形態のICカード用モジュールは、
上記実施形態2のICカード用モジュール40と全て同
じ部品を備えているが、図8に示すように、用いられる
プリント配線基板81にプリントされた配線82のパタ
ーンが異なる。
【0075】本実施形態のプリント配線基板81は、上
記実施形態2のプリント配線基板41と同様に、樹脂等
の絶縁材から形成された基材17と、基材17上にプリ
ントされた配線82と、基材17の上面の端部に設けら
れた端子18と、基材17上に抵抗器やコンデンサー等
のチップ部品15を搭載するための実装用ランド19
と、搭載される半導体装置13の周辺部に配置するよう
に設けられた接続用ランド20とを有する。本実施形態
のプリント配線基板81では、端子18、実装用ランド
19、および接続用ランド20が、全てプリント配線基
板81の配線82がプリントされた面上に設けられてい
る。
【0076】本実施形態において、端子18およびチッ
プ部品15の実装用ランド19と、接続用ランド20と
を電気的に接続する配線82は、基材17上において、
樹脂注入ゲート領域21およびエアベント領域22を経
由するようにプリントされている。さらに、プリント配
線基板81を構成する基材17は、4層の多層配線基材
となっており、樹脂注入ゲート領域21またはエアベン
ト領域22に対応する部分の配線82は、内層配線(図
8中の破線)となっている。内層配線と外層配線は、接
続孔83で互いに接続されている。
【0077】上記の4層の多層配線基材は、図9に示す
ように、両面に配線82がプリントされた両面配線基板
84と、ベタパターン85とを有する。ベタパターン8
5は、特に材料は限定されないが、両面配線基板84よ
りも剛性の高い材料で形成されているものが好ましい。
本実施形態では箔状の金属板であり、電源用あるいはグ
ランド用の配線として使用される。両面配線基板84と
ベタパターン85とは、両面配線基板84と同じ絶縁性
材料を用いたプリプレグで形成された接着剤層86によ
って互いに貼り合わされている。なお、接着剤層86
は、絶縁性材料であれば、特に限定されない。さらに、
ベタパターン85の上にはソルダーレジスト87が設け
られている。
【0078】本実施形態のプリント配線基板81を使用
して樹脂封止を行なうと、上記実施形態2と同様に、配
線82は、基材17上の樹脂注入ゲート領域21、エア
ベント領域22を経由して設けられており、封止金型に
よりクランプされることを避けて配置されている。この
ため、封止金型でクランプすることによる配線82の損
傷が抑制・防止される。従って、断線やショートが低減
されたICカード用モジュールが得られる。
【0079】本実施形態では、全ての配線82が樹脂注
入ゲート領域21およびエアベント領域22を経由する
ように配置したが、断線や隣接配線とのショートが特に
懸念される配線についてのみ、樹脂注入ゲート領域2
1、エアベント領域22を経由させてもよい。この場合
でも、樹脂注入ゲート領域21、エアベント領域22を
経由させた配線については樹脂封止時のクランプによる
損傷を抑制・防止することができ、信頼性の高いICカ
ード用モジュールが得られる。
【0080】さらに、本実施形態では、図8および図9
に示すように、プリント配線基板81の樹脂注入ゲート
領域21およびエアベント領域22を経由する部分の配
線82を内層配線としている。
【0081】樹脂注入ゲート領域21およびエアベント
領域22を経由する部分の配線42を外層配線とした上
記実施形態2の場合、樹脂封止工程の後に、外力によっ
てICカード用モジュールが撓むと、基材17とは弾性
率が異なる配線42の樹脂で封止されていない部分に応
力が集中することがある。
【0082】従って、本実施形態のプリント配線基板8
1を使用して、ICカード用モジュール80を作製する
と、内層配線の配線82は、弾性率の低いプリプレグで
形成された接着剤層86で上下に挟まれ、機械的に保護
された状態となる。すなわち、本実施形態のプリント配
線基板81を使用することにより、樹脂封止時のダメー
ジが低減されることに加えて、ICカード使用時に樹脂
封止されていない部分が撓むことによる配線82への損
傷をも低減することができる。
【0083】また、内層配線の配線82の上下に機械的
強度の強いベタパターン85設けることにより、機械的
な保護機能が高まる。特にベタパターン85は、幅が広
く、両面配線基板84よりも剛性が高いので、応力に対
して変形しにくい。このため、ICカード使用時に樹脂
封止されていない部分の撓みが減少し、配線82への損
傷をさらに低減することができる。
【0084】さらに、ベタパターン85を金属で形成
し、電源またはグランドの配線として利用することによ
り、供給電源の電圧の安定を図ることができる。
【0085】(実施形態5)次に、実施形態5のICカ
ード用モジュールについて図10および図11を参照し
ながら説明する。図10は、本実施形態のICカード用
モジュールに用いられるプリント配線基板91を示す平
面図であり、図11は、本実施形態のICカード用モジ
ュールを製造する際の樹脂封止工程における封止金型に
よるクランプ時の状態を示す部分的な断面図である。図
11は、図10に示したプリント配線基板91のIX−IX
線に沿った断面に対応する。
【0086】本実施形態のプリント配線基板91は、上
記実施形態2に示した構成に、さらに基材17上の封止
金型でクランプされる領域Cに、配線42の上面とほぼ
同じ高さの上面を有するベタパターン88を設けたもの
である。本実施形態では、ベタパターン88は、電源や
グランド等に使用される金属板で形成されているが、剛
性の高い材料であれば特に限定されない。
【0087】封止金型でクランプされる領域Cに機械的
強度の強いベタパターン88設けることにより以下の効
果が得られる。
【0088】ベタパターン88は、幅が広く、剛性が高
いので、応力に対して変形しにくい。このため、封止金
型でクランプされる領域Cの撓みが減少し、配線42や
基材17への損傷をさらに低減することができる。
【0089】また、プリント配線基板91上の封止金型
でクランプされる領域Cに、配線42の上面の高さとほ
ぼ同じ高さの上面を有するベタパターン88を設けるこ
とにより、図11に示すように配線42がクランプされ
ることを確実に防止することができる。勿論、ベタパタ
ーンの上面の高さは配線42の上面の高さ以上であって
もよい。
【0090】また、図11ではソルダーレジスト25を
プリント配線基板41上に設けた場合を示したが、勿論
ソルダーレジスト25を設けない場合でも、同様に配線
42への損傷を防止することができる。
【0091】なお、本実施形態では、図10に示すよう
に、配線42を封止金型でクランプされる領域Cを避け
て配置している。しかし、配線を封止金型でクランプさ
れる領域に配置している場合にも、ベタパターンを設け
ることによって同様の効果が得られる。つまり、上記実
施形態1のプリント配線基板11の封止金型でクランプ
される領域Cのうち配線12を除く領域に、配線12の
上面の高さとほぼ同じ高さの上面を有するベタパターン
を設けることによって、配線12がクランプされること
を防止することができる。
【0092】さらに、ベタパターン88を金属で形成
し、電源またはグランドの配線として利用することによ
り、供給電源の電圧の安定を図ることができ、著効を発
揮することができる。さらに、上記実施形態4のような
内層配線を設ける場合にも、本実施形態を適用すること
は可能である。
【0093】
【発明の効果】本発明によれば、半導体装置が外部から
の機械的ストレスや外部機器からの熱などの影響を受け
ない構造を有するICカードを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、実施形態1のICカード用モジ
ュール10の上面図、図1(b)は、図1(a)のI−
I線に沿った断面図である。
【図2】実施形態1のICカード用モジュール10に用
いられるプリント配線基板11の上面図である。
【図3】図3(a)は、実施形態1のICカード用モジ
ュール10を備えるICカードの上面図、図3(b)
は、図3(a)のIII−IIIに沿った断面図である。
【図4】図4は、実施形態2のICカード用モジュール
40を示す上面図である。
【図5】図5は、実施形態2のICカード用モジュール
40に用いられるプリント配線基板41を示す上面図で
ある。
【図6】図6は、プリント配線基板41を用いたICカ
ード用モジュール40を製造する際の樹脂封止工程にお
ける封止金型によるクランプ時の状態を示す部分的な断
面図である。
【図7】実施形態3のICカード用モジュール70を示
す断面図である。
【図8】実施形態4のICカード用モジュールに用いら
れるプリント配線基板81を示す平面図である。
【図9】図8のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図10】図10は、実施形態5のICカード用モジュ
ールに用いられるプリント配線基板91を示す平面図で
ある。
【図11】実施形態5のICカード用モジュールを製造
する際の樹脂封止工程における封止金型によるクランプ
時の状態を示す部分的な断面図である。
【図12】図12(a)は、従来のICカード用モジュ
ールの上面図であり、図12(b)は、図12(a)の
X−X線に沿った断面図である。
【符号の説明】
10、40、70、110 ICカード用モジュール 11、41、71、81、91 プリント配線基板 12、42、82、112 配線 13、113 半導体装置 14、114 ワイヤー 15、115 チップ部品 16、116 樹脂 17 基材 18、118 端子 19 実装用ランド 20 接続用ランド 21 樹脂注入ゲート領域 22 エアベント領域 23 ケース 24 ICカード 25、87 ソルダーレジスト 26 上金型 27 下金型 83 接続孔 84 両面配線基板 85、88 ベタパターン 86 接着剤層 111 基板
フロントページの続き (72)発明者 楢岡 浩喜 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 本間 太 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 野々山 茂 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 新井 良之 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 山田 雄一郎 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 伊藤 史人 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 2C005 MA07 MA39 NA05 NB06 NB20 NB22 NB26 NB29 NB34 PA01 QC07 RA19 4M109 AA01 AA02 BA04 CA21 DA01 DB16 GA03 5B035 AA07 BB09 CA02 CA08

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂封止領域と、上記樹脂封止領域の周
    縁部のうち封止金型によってクランプされるクランプ領
    域と、上記樹脂封止領域の周縁部のうちクランプされな
    い非クランプ領域とを有する基材と、 上記基材の上面の上に搭載された半導体装置と、 上記基材の上面の上に設けられた外部接続用の端子と、 上記基材の上面の上に設けられ、上記半導体装置と上記
    端子とを互いに接続する配線と、 上記半導体装置を封止する樹脂とを備え、 上記端子は、上記樹脂封止領域、上記クランプ領域、お
    よび上記非クランプ領域以外の領域に設けられているこ
    とを特徴とするICカード用モジュール。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のICカード用モジュー
    ルにおいて、 上記配線は、上記基材の上面の上において非クランプ領
    域を経由して設けられていることを特徴とするICカー
    ド用モジュール。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のICカード用モジュー
    ルにおいて、 上記基材の上面の上記非クランプ領域は、封止金型の樹
    脂注入ゲート部またはエアベント部に対応する領域であ
    ることを特徴とするICカード用モジュール。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1つに記載の
    ICカード用モジュールにおいて、 上記基材の上面の上には、少なくとも1層の内層配線
    と、その上の絶縁層とが設けられており、 上記半導体装置は上記絶縁層の上に設けられ、 上記配線のうち上記周縁部に位置する部分は内層配線で
    あることを特徴とするICカード用モジュール。
  5. 【請求項5】 請求項1または2に記載のICカード用
    モジュールにおいて、 上記樹脂封止領域の周縁部のうち配線が設けられていな
    い領域には、ベタパターンが設けられていることを特徴
    とするICカード用モジュール。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のICカード用モジュー
    ルにおいて、 上記ベタパターンの上面は、上記配線の上面以上の高さ
    に位置することを特徴とするICカード用モジュール。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のICカード用モジュー
    ルにおいて、 上記ベタパターンは電源配線またはグランド配線として
    機能することを特徴とするICカード用モジュール。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載のICカード用モジュー
    ルにおいて、 上記基材の下面上に設けられたもう1つの半導体装置
    と、上記もう1つの半導体装置と上記端子とを接続する
    配線と、上記もう1つの半導体装置を封止する樹脂とを
    備えることを特徴とするICカード用モジュール。
  9. 【請求項9】 樹脂封止領域と、上記樹脂封止領域の周
    縁部のうち封止金型によってクランプされるクランプ領
    域と、上記樹脂封止領域の周縁部のうちクランプされな
    い非クランプ領域とを有する基材と、 上記基材の上面の上に設けられ、半導体装置が接続され
    る接続用ランドと、 上記基材の上面の上に設けられた外部接続用の端子と、 上記基材の上面の上に設けられ、上記接続用ランドと上
    記端子とを互いに接続する配線とを備え、 上記端子は、上記樹脂封止領域、上記クランプ領域、お
    よび上記非クランプ領域以外の領域に設けられ、 上記配線は、上記基材の上面の上において非クランプ領
    域を経由して設けられていることを特徴とするプリント
    配線基板。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のプリント配線基板に
    おいて、 上記基材の上面の上記非クランプ領域は、封止金型の樹
    脂注入ゲート部またはエアベント部に対応する領域であ
    ることを特徴とするプリント配線基板。
  11. 【請求項11】 請求項9または10に記載のプリント
    配線基板において、 上記樹脂封止領域の周縁部のうち配線が設けられていな
    い領域には、ベタパターンが設けられていることを特徴
    とするプリント配線基板。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載のプリント配線基板
    において、 上記ベタパターンの上面は、上記配線の上面以上の高さ
    に位置することを特徴とするプリント配線基板。
  13. 【請求項13】 請求項9から12のいずれか1つに記
    載のプリント配線基板において、 上記基材の上面の上には、少なくとも1層の内層配線
    と、その上の絶縁層とが設けられており、 上記半導体装置は上記絶縁層の上に設けられ、 上記配線のうち上記周縁部に位置する部分は内層配線で
    あることを特徴とするプリント配線基板。
  14. 【請求項14】 樹脂封止領域と、上記樹脂封止領域の
    周縁部のうち封止金型によってクランプされるクランプ
    領域と、上記樹脂封止領域の周縁部のうちクランプされ
    ない非クランプ領域とを有する基材と、上記基材の上面
    の上に設けられ、半導体装置が接続される接続用ランド
    と、上記基材の上面の上に設けられた外部接続用の端子
    と、上記基材の上面の上に設けられ、上記接続用ランド
    と上記端子とを互いに接続する配線とを備え、上記端子
    は、上記樹脂封止領域、上記クランプ領域、および上記
    非クランプ領域以外の領域に設けられ、上記配線は、上
    記基材の上面の上において非クランプ領域を経由して設
    けられているプリント配線基板を用意する工程(a)
    と、 上記半導体装置を上記基材上に固定し、樹脂封止領域内
    に搭載する工程(b)と、 上記半導体装置と上記接続用ランドとを導体部材により
    互いに接続する工程(c)と、 上記プリント配線基板を封止金型でクランプし、上記半
    導体装置を樹脂封止する工程(d)と、 を備えるICカード用モジュールの製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載のICカード用モジ
    ュールの製造方法において、 上記工程(a)では、上記基材の上面の上記非クランプ
    領域が、封止金型の樹脂注入ゲート部またはエアベント
    部に対応する領域であるプリント配線基板を用意するこ
    とを特徴とするICカード用モジュールの製造方法。
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