特開 2023-179093 ＩＣモジュール及びＩＣカード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179093

(43)【公開日】2023-12-19

(54)【発明の名称】ＩＣモジュール及びＩＣカード

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20231212BHJP

   H01Q 7/00 20060101ALI20231212BHJP

   B42D 25/305 20140101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 196

G06K19/077 244

G06K19/077 216

G06K19/077 272

G06K19/077 296

H01Q7/00

B42D25/305 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092157

(22)【出願日】2022-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】金子 真士

(72)【発明者】

【氏名】片岡 慎

(72)【発明者】

【氏名】塚田 哲也

【テーマコード（参考）】

2C005

【Ｆターム（参考）】

2C005MA19

2C005NA04

2C005NB03

(57)【要約】

【課題】本発明に係るＩＣモジュール及びＩＣカードによれば、アンテナ設計の自由度が高く、また、製造工程においてアンテナ断線が無く、生産性の高いＩＣモジュール及びＩＣカードを提供することができる。
【解決手段】本発明に係るＩＣモジュール２０は、シート状に形成され、板厚方向に貫通する貫通孔を有する基板２１と、基板２１の裏面に設けられ、螺旋状に形成された接続コイル２３と、基板の裏面へ設けられ、接続コイル２３の内周側に配置されたＩＣチップ２２と、基板の表面に設けられた接触端子と、ＩＣチップ２２と接触端子とを電気的に接続し、貫通孔２６を挿通するワイヤ２５と、を備え、接続コイル２３は、少なくとも一部に内周側に突出して貫通孔２６と接する導通性の補助パターン部２７を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状に形成され、板厚方向に貫通する貫通孔を有する基板と、
前記基板の裏面に設けられ、螺旋状に形成された接続コイルと、
前記基板の前記裏面へ設けられ、前記接続コイルの内周側に配置されたＩＣチップと、
前記基板の表面に設けられた接触端子と、
前記ＩＣチップと前記接触端子とを電気的に接続し、前記貫通孔を挿通するワイヤと、
を備え、
前記接続コイルは、少なくとも一部に前記内周側に突出して前記貫通孔と接する導通性の補助パターン部を有する
ＩＣモジュール。

【請求項2】

前記補助パターン部は、前記貫通孔の縁部の少なくとも一部に沿って形成される
請求項１に記載のＩＣモジュール。

【請求項3】

前記補助パターン部は、前記貫通孔の縁部と前記接続コイルとの間に形成される
請求項１または請求項２に記載のＩＣモジュール。

【請求項4】

前記補助パターン部は、前記貫通孔が前記接続コイルの最内周の導線を断線した状態で、最内周の導線を通電する
請求項１または請求項２に記載のＩＣモジュール。

【請求項5】

前記貫通孔の縁部は、前記補助パターン部を有する前記接続コイルの領域内に形成される
請求項４に記載のＩＣモジュール。

【請求項6】

表裏面に設けられた外装基材と、
外装基材に内包されたインレットと、
表面側に備えられ、シート状に形成され板厚方向に貫通する貫通孔を有する基板と、前記基板の裏面に設けられ、螺旋状に形成された接続コイルと、前記基板の前記裏面へ設けられ、前記接続コイルの内周側に配置されたＩＣチップと、前記基板の表面に設けられた接触端子と、前記ＩＣチップと前記接触端子とを電気的に接続し前記貫通孔を挿通するワイヤと、を有するＩＣモジュールと、
を備え、
前記インレットは、前記表面側に前記接続コイルと電磁結合可能なアンテナを有し、
前記接続コイルは、少なくとも一部に前記内周側に突出して前記貫通孔と接する導通性の補助パターン部を有する
ＩＣカード。

【請求項7】

前記補助パターン部は、前記貫通孔の少なくとも一部に沿って形成される
請求項６に記載のＩＣカード。

【請求項8】

前記補助パターン部は、前記貫通孔と前記接続コイルとの間に形成される
請求項６または請求項７に記載のＩＣカード。

【請求項9】

前記補助パターン部は、前記貫通孔が前記接続コイルの最内周の導線を断線した状態で、前記最内周の導線を通電する
請求項６または請求項７に記載のＩＣカード。

【請求項10】

前記貫通孔の縁部は、前記補助パターン部を有する前記接続コイルの領域内に形成される
請求項９に記載のＩＣカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＩＣモジュール及びＩＣカードに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体メモリー等を内蔵するＩＣカードとして、接触型及び非接触型の双方として機能する、いわゆる複合ＩＣカード（デュアルＩＣカード）が知られている。複合ＩＣカードは、例えば、クレジットカードや、キャッシュカード、プリペイドカード、会員カード、ギフトカード、交通カード、パスポートおよび免許証などに使用されている。複合ＩＣカードは、例えば、接触型外部機器と接触するための接触端子及び接触型及び非接触型の双方として機能するＩＣチップとを搭載し、コイルが形成されたＩＣモジュールと、ＩＣモジュールに形成されたコイルへ非接触で電気的に結合するための結合用コイルと外部の端末と非接触通信するための通信用のアンテナパターン（アンテナコイル）とを有するアンテナを備えたアンテナシートと、を外装基材で挟持して構成される（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１に記載の接触端子は、スルーホールと呼ばれる金属めっきが施された貫通孔を介して、ＩＣモジュールの裏面への導通経路を備える。ＩＣモジュールの裏面上に形成されたスルーホールの金属めっきの一部は、ワイヤボンディング等によってＩＣチップ上の電極と電気的に接続され、ワイヤボンディングを含むＩＣチップの周囲は封止樹脂により保護されている。

【0004】

また、近年ＩＣモジュールの低コスト化案として、スルーホールがなく、金属めっきの施されていない貫通孔のみを備えたＩＣモジュール基板が知られている。スルーホールを形成するためには、専用の電解めっき工程が必要となるため、同工程を省くことで、基板コストやＩＣモジュールの製作時間を削減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－０４１２７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載されたスルーホールは、ＩＣモジュール基板に貫通孔が形成される際に、ＩＣモジュール基板に応力変化を与え、ＩＣモジュールに形成されたコイルのはく離及び断線のリスクを高くする虞があった。また、スルーホールや貫通孔の工程位置にズレが生じると、ＩＣモジュールに形成されたコイルが断線してしまうため、リスク回避のためコイルを含む金属パターンから一定以上の距離を開けてスルーホールや貫通孔を形成する必要があった。

【0007】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、アンテナ設計の自由度が高く、また、製造工程においてアンテナ断線が無く、生産性の高いＩＣモジュール及びＩＣカードを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係るＩＣモジュールは、シート状に形成され、板厚方向に貫通する貫通孔を有する基板と、前記基板の裏面に設けられ、螺旋状に形成された接続コイルと、前記基板の前記裏面へ設けられ、前記接続コイルの内周側に配置されたＩＣチップと、前記基板の表面に設けられた接触端子と、前記ＩＣチップと前記接触端子とを電気的に接続し、前記貫通孔を挿通するワイヤと、を備え、前記接続コイルは、少なくとも一部に前記内周側に突出して前記貫通孔と接する導通性の補助パターン部を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るＩＣモジュール及びＩＣカードによれば、アンテナ設計の自由度が高く、また、製造工程においてアンテナ断線が無く、生産性の高いＩＣモジュール及びＩＣカードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第一実施形態に係るＩＣカードを模式的に示す平面図である。

【図2】同ＩＣカードのインレットの模式的な平面図である。

【図3】同ＩＣカードを短辺方向から見た状態を模式的に示す断面図である。

【図4】同ＩＣカードのＩＣモジュールを模式的に示す断面図である。

【図5】同ＩＣカードのＩＣモジュールを模式的に示す平面図である。

【図6】図５の同ＩＣカードのＩＣモジュールの貫通孔を拡大した図である。

【図7】本発明の第二実施形態に係るＩＣカードのＩＣモジュールの貫通孔を拡大した図である。

【図8】本発明の第三実施形態に係るＩＣカードのＩＣモジュールの貫通孔を拡大した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第一実施形態）
本発明の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態や変形例において、相互に対応する構成については同一の符号を付し、重複部分については説明を省略する場合がある。さらに、以下の説明において、例えば「平行」や「直交」、「中心」、「同軸」等の相対的又は絶対的な配置を示す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差や同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード１を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＩＣカード１のインレット１０の模式的な平面図である。図３は、図１のＩＣカード１を短辺方向Ｄ２から見た状態を模式的に示す断面図である。

【0013】

以下のＩＣカード１の説明において、ＩＣカード１の長辺に沿う方向を長辺方向Ｄ１とし、水平面上で長辺方向Ｄ１に直交するＩＣカード１の短辺に沿う方向を短辺方向Ｄ２とする。長辺方向Ｄ１及び短辺方向Ｄ２に沿う面は水平面とする（以下、単に水平面という）。また、長辺方向Ｄ１及び短辺方向Ｄ２と直交する鉛直方向を板厚方向Ｄｔとする。

【0014】

長辺方向Ｄ１において、ＩＣカード１の板厚方向Ｄｔに沿う中心軸（不図示）から離れる一方側を左方ＬＨとし、他方側を右方ＲＨとする。また、短辺方向Ｄ２において、一方側を前方ＦＲとし、他方側を後方ＲＲとする。さらに、ＩＣカード１の板厚方向Ｄｔにおいて、上方側を上側ＵＰとし、下方側を下側ＤＷとする。なお、板厚方向Ｄｔの上側ＵＰ側に備えられた面を表面とし、下側ＤＷに備えられた面を裏面とする。

【0015】

図１に示すように、ＩＣカード１は、外部機器との間で、接触型通信と非接触型通信とを可能としたデュアルＩＣカードである。ＩＣカード１は、板状であり、板厚方向Ｄｔの上側ＵＰ側から見て、互いに対抗する長辺及び短辺を有する長方形形状に形成されている。ＩＣカード１は、板厚方向Ｄｔの厚みが、例えば、０．５～１．０ｍｍ程度に形成されている（ＩＣカード１がクレジットカードである場合、ＩＣカード１の厚みは０．７６ｍｍ）。

【0016】

ＩＣカード１は、インレット１０と、ＩＣモジュール２０と、外装基材４０と、を備えている。

【0017】

［インレット１０］
インレット１０は、本実施形態において、図３に示すように、外装基材４０に内包される。インレット１０は、図２に示すように、アンテナシート本体１１と、アンテナ１２と、キャパシタ１３と、を備える。

【0018】

アンテナシート本体１１は、外装基材４０内に備えられた可撓性を有する絶縁性の基板である。アンテナシート本体１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴ－Ｇ（テレフタル酸－シクロヘキサンジメタノール－エチレングリコール共重合体）、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン系、ＡＢＳ、ポリアクリル酸エステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリイミド、ガラスエポキシ、フェノール樹脂等の材料を適宜選択することができる。

【0019】

アンテナシート本体１１は、図３に示すように、後述する外装基材４０にミリング加工等によって凹部５０が形成され、加工範囲がアンテナシート本体１１へ達する場合に、開口部１１ｈを形成する。この場合、開口部１１ｈは、凹部５０に連通して形成されている。開口部１１ｈは、後述する外装基材４０に備えられた凹部５０に加えて、外装基材４０を介してＩＣモジュール２０が接合される場合に、ＩＣモジュール２０の裏面２０ｇに備えられた樹脂封止部３０によってＩＣカード１の表面１ｆ上に凹凸が出ないようインレット１０に設けられている。なお、アンテナシート本体１１は、外装基材４０にミリング加工等によって凹部５０が形成され、加工範囲がアンテナシート本体１１に達しない場合は、開口部１１ｈを形成しない。そのため、アンテナシート本体１１は、必ずしも開口部１１ｈを設けていなくてもよい。

【0020】

アンテナ１２は、結合用コイル１２１と、主コイル１２２とを有する。なお、アンテナ１２の幅（太さ）、間隔、巻数は、アンテナ１２の特性や配置による制限などに応じて適宜設定できる。

【0021】

結合用コイル（アンテナ）１２１は、図２に示すように、アンテナシート本体１１の表面１１ｆに円を描くように螺旋状に備えられ、図示しない配線等によって主コイル１２２またはキャパシタ１３へ電気的に接続される。結合用コイル１２１は、図３に示すように、インレット１０の表面１０ｆ側から外装基材４０を介してＩＣモジュール２０が接合されたときに、ＩＣモジュール２０の接続コイル２３と電磁結合可能となるように配置されている。結合用コイル１２１の内径は、特に限定されないが、ＩＣモジュール２０の樹脂封止部３０の大きさを考慮して、形成されるのがよい。

【0022】

主コイル１２２は図示しない配線等によって結合用コイル１２１またはキャパシタ１３へ電気的に接続されて、リーダライタなどの非接触型外部機器との非接触型通信を行う。主コイル１２２は、アンテナシート本体１１の周縁１１ｋに沿って矩形状に形成されている。主コイル１２２は、図２に示すように、アンテナシート本体１１の周縁１１ｋに沿って一巻き、または二巻きに形成されている。ただし、主コイル１２２は、非接触型外部機器との非接触型通信が可能であればよく、巻き数、形状及び線幅等については限定されない。

【0023】

主コイル１２２の線幅は、結合用コイル１２１の線幅よりも広い。結合用コイル１２１および主コイル１２２の線幅は適宜設定することができ、設定により、設定通信周波数における両者の虚部インピーダンスを同等とするのが好ましい。ただし、主コイル１２２の線幅は、結合用コイル１２１の線幅と略同じであってもよいし、結合用コイル１２１の線幅よりも細くてもよい。

【0024】

アンテナ１２の結合用コイル１２１および主コイル１２２の製造方法に特に制限はなく、様々な方法で形成することができる。製造方法として、金属板や金属箔のレーザー切断や打ち抜き、金属箔や金属層のエッチング、金属線の配置などを例示できる。打ち抜きは、特に主コイル１２２を幅広に形成する際に好適である。絶縁被覆された金属線を使って結合用コイル１２１を形成すると、立体交差部位に別途絶縁体を配置する必要がなく、簡便に形成できる。結合用コイル１２１と主コイル１２２とを異なる材料で形成する場合、両者の接続方法としては、はんだ付け、溶接、圧接などを採用できる。

【0025】

キャパシタ１３は、主コイル１２２へ直列又は並列に接続され、例えばチップコンデンサ等(平板コンデンサも含む)である。キャパシタ１３は、主コイル１２２と共振回路を構成し共振周波数を調整する。

【0026】

［ＩＣモジュール２０］
図４は、ＩＣカード１のＩＣモジュール２０を模式的に示す断面図である。図５は、ＩＣカード１のＩＣモジュール２０を模式的に示す平面図である。
ＩＣモジュール２０は、図４に示すように、モジュール基板（基板）２１と、ＩＣチップ２２と、接続コイル２３と、接触端子２４と、ワイヤ２５と、樹脂封止部３０とを備える。ＩＣモジュール２０の外形サイズは、例えば接触端子２４が、６端子で構成されている場合には、水平面において、約８ｍｍ×１０．６ｍｍの寸法で形成される。ＩＣモジュール２０は、本実施形態では、ＩＣカード１の中心軸（不図示）よりも長辺方向Ｄ１において左方ＬＨであって、短辺方向Ｄ２において前方ＦＲへ配置される。

【0027】

モジュール基板（基板）２１は、ガラスエポキシやＰＥＴなどの材料を用いて水平面上に形成されたシート状の基板である。モジュール基板２１は、板厚方向Ｄｔにおいて、表面２１ｆと、裏面２１ｇとを有し、板厚方向Ｄｔから見て、矩形状に形成されている。モジュール基板２１の厚さは、例えば、５０～２００μｍである。モジュール基板２１は、貫通孔２６を備える。

【0028】

貫通孔２６は、モジュール基板２１を板厚方向Ｄｔに貫通する孔である。貫通孔２６は、ＩＣチップ２２の周囲に備えられる。貫通孔２６は、例えば、板厚方向Ｄｔから見て断面が略円状となるように、略円柱状に形成される。貫通孔２６には、図４に示すように、後述のワイヤ２５が挿通する。貫通孔２６の個数は、特に限定されないが、本実施形態では、ワイヤ２５を介して接触端子２４と接続されるＩＣチップ２２の電極２２０の個数に合わせて形成されている。なお、貫通孔２６の配置、形状及び大きさ等は、特に限定されない。貫通孔２６は、図５に示すように、接続コイル２３近傍を貫通する貫通孔２６ｐと、接続コイル２３よりも内周側２３ｉに離れて配置された貫通孔２６ｑとを備える。

【0029】

ＩＣチップ２２は、モジュール基板２１の裏面２１ｇへ備えられる。ＩＣチップ２２は、接触型通信機能および非接触型通信機能を有する公知の構成のものを用いることができる。ＩＣチップ２２は、図４または図５に示すように、表面に複数の電極２２０を備えている。ＩＣチップ２２は、板厚方向Ｄｔから見て矩形状に形成されている。また、ＩＣチップ２２は、接続コイル２３の内周側２３ｉへ配置されている。

【0030】

接続コイル２３は、モジュール基板２１の裏面２１ｇに備えられる。接続コイル２３は、内周側２３ｉに、ＩＣチップ２２、貫通孔２６及びワイヤ２５が配置されるように、螺旋状に１０数回程度巻いて形成されている。

【0031】

接続コイル２３は、例えば、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することで形成され、接続コイル２３の厚さは、５～５０μｍである。接続コイル２３は、インレット１０へ備えられた結合用コイル１２１と電磁結合する。接続コイル２３の最外端及び最内端には、接続コイル２３の線幅（太さ）よりも幅が広く形成された最外周端子部２３１及び最内周端子部２３２が形成されている。最外周端子部２３１及び最内周端子部２３２は、スルーホール（不図示）を備えており、ＩＣチップ２２が備えている複数の電極２２０の一部へワイヤボンディング等で電気的に接続される。また、接続コイル２３の最内周の導線２３ａには、内周側２３ｉに断線防止パターン部（補助パターン部）２７が備えられている。

【0032】

図６は、図５のＩＣカード１のＩＣモジュール２０の貫通孔２６を拡大した図である。
断線防止パターン部（補助パターン部）２７は、図６に示すように、接続コイル２３の内周側２３ｉに備えられ、最内周の導線２３ａから内周側２３ｉに突出した部分である。断線防止パターン部２７は、例えば、複数の貫通孔２６のうち、接続コイル２３近傍を貫通する貫通孔２６ｐに合わせて設けられている。断線防止パターン部２７は、図５に示すように、接続コイル２３よりも内周側２３ｉに離れて配置された貫通孔２６ｑには備えていなくてもよい。

【0033】

以下の断線防止パターン部２７の説明においては、説明の便宜のため、複数の断線防止パターン部２７のうち図６に示すＩＣチップ２２よりも後方ＲＲかつ右方ＲＨに備えられた１つの断線防止パターン部２７のみを説明して、その他の断線防止パターン部２７は同様の構成であるとして説明を省略する。なお、配置や方向については、特に限定されず、断線防止パターン部２７の形成場所に従って、任意に設定される。また、図６においては、ワイヤ２５の図示を省略する。

【0034】

断線防止パターン部２７は、接続コイル２３の最内周の導線２３ａの一部に備えられる。断線防止パターン部２７は、短辺方向Ｄ２の後方ＲＲを接続コイル２３の最内周の導線２３ａに連結され、上側ＵＰを貫通孔２６ｐに接するように内周側２３ｉに突出して設けられる。具体的には、断線防止パターン部２７は、貫通孔２６ｐの縁部２６０の少なくとも一部に接している。本実施形態では、断線防止パターン部２７は、貫通孔２６ｐの縁部２６０の後方ＲＲに接している。すなわち、断線防止パターン部２７は、表面において貫通孔２６ｐと接続コイル２３との間に形成される。

【0035】

断線防止パターン部２７は、例えば、貫通孔２６ｐの形状に沿って形成される。本実施形態では、貫通孔２６ｐは略円柱状に形成されており、縁部２６０は、断面形状と同じ円状である。そのため、断線防止パターン部２７は、貫通孔２６ｐの縁部２６０に沿って形成される。具体的には、断線防止パターン部２７は、貫通孔２６ｐの縁部２６０の円状の一部に沿って円弧をもつ略扇状に形成され、板厚方向Ｄｔからみて貫通孔２６ｐと重なる部分が切り取られた残りの部分である。このとき、扇状の中心は、貫通孔２６ｐの中心Ｏと略同じ位置に配置されている。扇状の断線防止パターン部２７の外径は、貫通孔２６ｐの外径よりも大きく、少なくとも接続コイル２３の最内周の導線２３ａに連結されている。

【0036】

ここで、貫通孔２６ｐの中心Ｏから接続コイル２３の最内周の導線２３ａに向けて垂直に延びる線を垂直線Ｌ１とする。また、貫通孔２６ｐの中心Ｏから垂直線Ｌ１よりも長辺方向Ｄ１の右方ＲＨの第一点Ｐ１を結ぶ線を第一線Ｌ２とする。貫通孔２６ｐの中心Ｏから垂直線Ｌ１よりも長辺方向Ｄ１の左方ＬＨの第二点Ｐ２を結ぶ線を第二線Ｌ３とする。第一点Ｐ１及び第二点Ｐ２は、図６に示すように、垂直線Ｌ１と、第一線Ｌ２及び第二線Ｌ３のそれぞれとがなす角度Ｒが６０度以上（合わせて１２０度以上）となるように設定される。断線防止パターン部２７の扇状の中心から円弧の両端部に向けて延びる２辺は、本実施形態では、それぞれ第一線Ｌ２及び第二線Ｌ３に沿う。なお、断線防止パターン部２７の形状は、特に限定されず、貫通孔２６ｐの縁部２６０の全体に接するように形成されていてもよいし、貫通孔２６ｐの縁部２６０の一部に接するように形成されていてもよい。

【0037】

断線防止パターン部２７は導電性であり、接続コイル２３と同様に、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することで形成される。本実施形態では、断線防止パターン部２７は、製造工程において接続コイル２３と同じタイミングで製造される。

【0038】

接触端子２４は、図示しない接触型外部機器と接触可能に構成される。接触端子２４は、図３に示すように、モジュール基板２１の表面２１ｆへ形成される。接触端子２４は、裏面に図示しない電極を備える。接触端子２４は、ワイヤ２５を介してＩＣチップ２２へ電気的に接続される。

【0039】

ワイヤ２５は、図３に示すように、ワイヤボンディング等によってモジュール基板２１の裏面２１ｇのＩＣチップ２２の電極２２０と、表面２１ｆの接触端子２４とを接続する。ワイヤ２５は、図４に示すように、貫通孔２６を挿通する。ＩＣチップ２２と接触端子２４とは、ワイヤ２５を介して電気的に接続される。ワイヤ２５としては、金ワイヤが好ましい。ただし、ワイヤ２５は、銀、白金、アルミニウム、銅、合金、異種金属によるコーティング線等のワイヤを使用してもよい。

【0040】

樹脂封止部３０は、ＩＣチップ２２とワイヤ２５とを被覆する突起状部位である。樹脂封止部３０は、図３に示すように、モジュール基板２１の裏面２１ｇに備えられている。樹脂封止部３０は、例えば、公知のエポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂等などで形成することができる。樹脂封止部３０は、ＩＣチップ２２を外力負荷や環境負荷から保護したり、ワイヤ２５等の断線を防いだりすることができる。樹脂封止部３０は、一般的にＩＣチップ２２に中心を合わせて配置する。

【0041】

［外装基材４０］
外装基材４０は、図３に示すように、ＩＣカード１の表裏面に配置され、インレット１０を内包する基材である。外装基材４０は、例えば、非晶質ポリエステルなどのポリエステル系材料、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの塩化ビニル系材料、ポリカーボネート系材料、ＰＥＴ－Ｇ（ポリエチレンテレフタレート共重合体）などの絶縁性を有し、十分な強度やエンボス性などのカードに必要な特性が得られる基材を用いて形成されている。また、外装基材４０は、金属シートや磁性体材料などを用いて形成されることもある。また、外装基材４０は、ＵＶ硬化タイプや混合液反応硬化タイプ等の高い流動性と絶縁性とを有するプラスチック材料を用いて、カード形状に成形することもある。外装基材４０の外形等の形状は、適宜カード規格に準じた外形等の形状を採用することができる。外装基材４０は、本実施形態では、中間樹脂層と、中間樹脂層よりもＩＣカード１の表裏面側に印刷層である外装樹脂層とを有する２層以上の積層体として構成される。なお、外装基材４０は、単層であってもよい。また、外装基材４０は、さらに磁気層、保護層等を設けてもよいし、感熱・熱転写・インクジェット等の機能性の表面コートが施されていてもよい。

【0042】

外装基材４０は、ＩＣカード１の表面１ｆに凹部５０を備えている。凹部５０は、図３に示すように、外装基材４０をミリング加工することで形成される。凹部５０は、モジュール基板２１の裏面２１ｇに備えられたＩＣチップ２２及びＩＣチップ２２を保護する樹脂封止部３０が収容可能である。凹部５０は、例えば、表面１ｆ側の上段が裏面１ｇ側の下段よりも幅の大きい二段の階段状に形成されている。ただし、凹部５０は、階段状に形成されていなくてもよいし、二段以上に形成されていてもよい。また、凹部５０は、テーパ形状に形成されていてもよい。

【0043】

ＩＣカード１は、外装基材４０と、外装基材４０に内包されたインレット１０と、ＩＣモジュール２０とを、熱圧によるラミネートあるいは接着等により挟み込んで一体化させ、その後、カードの形状に打ち抜いて成形される。ＩＣカード１は、さらに成形されたあとにエンボス加工等を施されていてもよい。

【0044】

（作用）
次にＩＣカード１の作用について、ＩＣモジュール２０の製造工程を用いて説明する。

【0045】

ＩＣカード１は、ＩＣモジュール２０を備えている。ＩＣモジュール２０の製造工程として、初めに、断線防止パターン部２７を備えた接続コイル２３が、例えば、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することによって、モジュール基板２１に形成される。その後、モジュール基板２１には、貫通孔２６が形成され、ＩＣチップ２２と、接触端子２４と、ワイヤ２５と、樹脂封止部３０とをそれぞれ搭載して、ＩＣモジュール２０が形成される。

【0046】

貫通孔２６は、設計上接続コイル２３の近傍に配置される。貫通孔２６は、形成される段階で、モジュール基板２１に曲げ応力や引張り圧縮等の応力変化を与える。モジュール基板２１は、貫通孔２６によって、特に貫通孔２６に近い接続コイル２３の通信機能に影響を受ける。しかし、断線防止パターン部２７が貫通孔２６ｐと接続コイル２３との間に形成され、貫通孔２６ｐに接するように内周側２３ｉに突出して設けられることで、断線防止パターン部２７が応力を緩衝する部分となり、応力変化を減らすことができる。

【0047】

なお、上述したＩＣモジュール２０の製造工程は、ＩＣカード１の作用の説明のための一例であって、これに限定されない。例えば、貫通孔２６が形成された後に、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することによって断線防止パターン部２７を備えた接続コイル２３が形成されてもよい。ＩＣモジュール２０は、上述の製造工程の順序が前後していてもよい。

【0048】

本実施形態では、上述の構成により、接続コイル２３の断線防止パターン部２７が貫通孔２６によるモジュール基板２１への応力変化を減らすことができる。そのため、接続コイル２３の断線防止パターン部２７は、応力変化によるコイルの剥離や断線リスク等を低減することができる。

【0049】

また、本実施形態では、接続コイル２３の断線防止パターン部２７によって、モジュール基板２１への応力変化を減らすことで、接続コイル２３の通信機能に大きな影響を与えることなく、コイルの剥離や断線リスク等を低減することができる。

【0050】

また、本実施形態では、断線防止パターン部２７の扇状の中心から円弧の両端部に向けて延びる２辺は、本実施形態では、それぞれ第一線Ｌ２及び第二線Ｌ３に沿う。そのため、貫通孔２６によるモジュール基板２１への応力変化を確実に低減しつつ、接続コイル２３の断線防止パターン部２７を、貫通孔２６ｐの縁部２６０の全体ではなく、一部に設けられることで最小限に小さくして、製造コストや製造の難易度を低減することができる。

【0051】

また、本実施形態では、接続コイル２３に断線防止パターン部２７を設けることで、貫通孔工程の位置精度をある程度許容することができる。そのため、ＩＣモジュール２０の製造の難易度を低減することができる。また、本実施形態では、アンテナ設計の自由度の高いＩＣモジュール２０の製造が可能となり、生産性の高いＩＣモジュール２０を提供することができる。

【0052】

以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態及び以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0053】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について、図７を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施形態は、いずれも第一実施形態と比較してＩＣモジュールの接続コイルの断線防止パターン部が異なっている。従って、以下の説明では、第一実施形態との相違点を中心に説明する。本発明の第二実施形態に係るＩＣカード１のＩＣモジュール２０に備えられた接続コイル２３Ａは、内周側２３ｉに断線防止パターン部（補助パターン部）２７Ａを備える。なお、接続コイル２３Ａは、断線防止パターン部２７Ａが第一実施形態と異なる点を除き、第一実施形態と同様の構成である。

【0054】

図７は、第二実施形態に係るＩＣカード１のＩＣモジュール２０の貫通孔２６を拡大した図である。断線防止パターン部２７Ａは、図７に示すように、接続コイル２３Ａの内周側２３ｉに備えられ、最内周の導線２３Ａａから内周側２３ｉに突出した部分である。以下の断線防止パターン部２７Ａの説明においては、第一実施形態と同様に、複数の断線防止パターン部２７Ａのうち図７に示すＩＣチップ２２よりも後方ＲＲかつ右方ＲＨに備えられた１つの断線防止パターン部２７Ａのみを説明する。

【0055】

断線防止パターン部２７Ａは、貫通孔２６ｐを中心として、長辺方向Ｄ１において対称となるように、貫通孔２６ｐの両側に２つ備えられる。２つの断線防止パターン部２７Ａは、短辺方向Ｄ２の後方ＲＲを接続コイル２３Ａの最内周の導線２３Ａａに連結され、前方ＦＲを貫通孔２６ｐに接するように内周側２３ｉに突出して設けられる。

【0056】

断線防止パターン部２７Ａは、例えば、接続コイル２３Ａの最内周の導線２３Ａａに連結された位置から前方ＦＲにおいて、長辺方向Ｄ１の両側の２つの断線防止パターン部２７Ａを繋げると円環体（ドーナツ型）状となるように形成された状態から、貫通孔２６によって切り取られた残りの部分である。このとき、円環体状の内側の曲線Ｋ１は、例えば、貫通孔２６の縁部２６０の円径よりも小さく設定されている。また、円環体状の外側の曲線Ｋ２は、貫通孔２６の縁部２６０の円径よりも大きく設定されている。また、円環体状の中心は、貫通孔の中心Ｏよりも後方ＲＲ側に配置される。

【0057】

上述の実施形態においても、断線防止パターン部２７Ａは、貫通孔２６ｐに接するように内周側２３ｉに突出して設けられる。そのため、接続コイル２３Ａの断線防止パターン部２７Ａは、貫通孔２６によるモジュール基板２１への応力変化を減らすことができる。さらに、接続コイル２３Ａの断線防止パターン部２７Ａは、応力変化によるコイルの剥離や断線リスク等を低減することができる。

【0058】

また、本実施形態では、接続コイル２３Ａの断線防止パターン部２７Ａによって、モジュール基板２１への応力変化を減らすことで、接続コイル２３Ａの通信機能に大きな影響を与えることなく、コイルの剥離や断線リスク等を低減することができる。

【0059】

なお、断線防止パターン部２７Ａは、製造工程において、断線防止パターン部２７Ａが、円環体（ドーナツ型）状となるように形成された状態に形成されたのち、貫通孔２６の形成時に同時に切り取られて形成されてもよい。また、断線防止パターン部２７Ａは、貫通孔２６が形成されたのち、長辺方向Ｄ１において貫通孔の両側に接するように形成されてもよい。断線防止パターン部２７Ａは、製造工程において特に限定されない。

【0060】

以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態及び以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0061】

（第三施形態）
次に、本発明の第三実施形態について、図８を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施形態は、いずれも第二実施形態と比較してＩＣモジュールのモジュール基板に備えられた貫通孔と、接続コイルの断線防止パターン部とが異なっている。従って、以下の説明では、第二実施形態との相違点を中心に説明する。本発明の第三実施形態に係るＩＣカード１のＩＣモジュール２０に備えられたモジュール基板（基板）２１Ｂは、貫通孔２６Ｂを備える。また、接続コイル２３Ｂは、断線防止パターン部（補助パターン部）２７Ｂを備える。なお、モジュール基板２１Ｂは、貫通孔２６Ｂが第二実施形態と異なる点を除き、第二実施形態と同様の構成である。また、接続コイル２３Ｂは、断線防止パターン部２７Ｂが第二実施形態と異なる点を除き、第二実施形態と同様の構成である。

【0062】

図８は、第三実施形態に係るＩＣカード１のＩＣモジュール２０の貫通孔２６Ｂを拡大した図である。ここで、図８に示す貫通孔２６Ｂは、複数の貫通孔２６ＢのうちＩＣチップ２２よりも後方ＲＲかつ右方ＲＨに備えられた１つの貫通孔２６Ｂのみを示している。その他の貫通孔２６Ｂは、図８に示す貫通孔２６Ｂと同様の構成であるとして説明を省略する。なお、配置や方向については、特に限定されず、貫通孔２６Ｂの形成場所に従って、任意に設定される。

【0063】

モジュール基板２１Ｂに備えられた貫通孔２６Ｂは、第一実施形態及び第二実施形態と比較して、図８に示すように、さらに接続コイル２３Ｂに近い内周側２３ｉと反対の外周側２３ｊに配置される。貫通孔２６Ｂは、接続コイル２３Ｂの最内周の導線２３Ｂａに重なるように位置しており、長辺方向Ｄ１に沿う最内周の導線２３Ｂａを切断する。

【0064】

断線防止パターン部２７Ｂは、第二実施形態と比較して、円環体状となるように形成された状態から、貫通孔２６によって切り取られない形状である。このとき、円環体状の中心と貫通孔２６Ｂの中心ＯＢとは、例えば、略同じ位置に配置される。断線防止パターン部２７Ｂは、円環体状の外側の曲線Ｋ２が、貫通孔２６の縁部２６０の円径よりも大きく設定されているため、貫通孔２６によって前方ＦＲを切り取られず、円環体状の形状を維持する。なお、断線防止パターン部２７Ｂは、上述の実施形態と同様に、導電性であり、接続コイル２３Ｂと同様に、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することで形成される。

【0065】

上述の実施形態においても、断線防止パターン部２７Ｂは、貫通孔２６Ｂに接するように内周側２３ｉに突出して設けられる。そのため、接続コイル２３Ｂの断線防止パターン部２７Ｂは、貫通孔２６Ｂによるモジュール基板２１Ｂへの応力変化を減らすことができる。さらに、接続コイル２３Ｂの断線防止パターン部２７Ｂは、応力変化によるコイルの剥離や断線リスク等を低減することができる。

【0066】

また、本実施形態では、貫通孔２６Ｂが、長辺方向Ｄ１に沿う最内周の導線２３Ｂａを切断する。しかし、断線防止パターン部２７Ｂが貫通孔２６の縁部２６０の円径よりも大きく設定されているため、貫通孔２６によって前方ＦＲを切り取られず、円環体状の形状を維持する。そのため、貫通孔２６によって導線２３Ｂａを切断された状態でも、導電性の断線防止パターン部２７Ｂが導通時に迂回路の役目を果たすため、接続コイル２３Ｂは、最内周の導線２３Ｂａを通電可能に導通経路を確保することができる。また、上述の構成によって、貫通孔工程の位置精度をある程度許容することができる。そのため、ＩＣモジュール２０の製造の難易度を低減することができる。また、本実施形態では、アンテナ設計の自由度の高いＩＣモジュール２０の製造が可能となり、生産性の高いＩＣモジュール２０を提供することができる。

【0067】

以上、本発明の第三実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態及び以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0068】

（変形例）
例えば、上述した実施形態では、金属めっきの施されていない貫通孔を備えたＩＣモジュール基板を用いているが、特に限定されず、スルーホールを備えたＩＣモジュール基板を用いてもよい。

【0069】

また、上述した実施形態では、ＩＣモジュール基板の貫通孔は、略円柱状に形成されるが、貫通孔の形状は、特に限定されず、例えば円錐状や多角柱状であってもよい。

【0070】

また、上述した第一実施形態では、断線防止パターン部２７は、貫通孔２６ｐと接続コイル２３との間に形成されるが、特に限定されない。断線防止パターン部は、貫通孔の周囲に形成されていればよい。この場合においても、断線防止パターン部は、貫通孔によるモジュール基板への応力変化を減らすことができる。

【0071】

また、ＩＣモジュール基板の貫通孔は、断線防止パターン部（補助パターン部）を有する接続コイルの領域内に形成されていてもよい。具体的には、貫通孔の縁部は、接続コイルの領域内に形成され、貫通孔が接続コイルの外周縁部内に形成される。この場合においても、断線防止パターン部は、貫通孔によるモジュール基板への応力変化を減らすことができる。

【0072】

また、上述した実施形態では、ＩＣカードの例として、接触型及び非接触型の双方として機能する、いわゆる複合ＩＣカードの例を説明したが、特に限定されず、接触型のみ機能するＩＣカードや、非接触型のみ機能するＩＣカードにおいても適用可能である。

【0073】

また、本発明の樹脂封止部は、略円形状に形成されるが、樹脂封止部の形状は、特に限定されず、例えば四角形状や多角形状であってもよい。

【0074】

また、上述した実施形態の凹部の形状及び大きさ及び形状は、上述の実施形態に限らず、モジュール基板、ＩＣチップ及び樹脂封止部の形状及び大きさに応じて適宜変更可能である。

【0075】

いずれの上記形態においても、本発明に係るＩＣモジュール及びＩＣカードによれば、アンテナ設計の自由度が高く、また、製造工程においてアンテナ断線が無く、生産性の高いＩＣモジュール及びＩＣカードを提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明に係るＩＣモジュール及びＩＣカードによれば、アンテナ設計の自由度が高く、また、製造工程においてアンテナ断線が無く、生産性が高いので産業上利用可能である。

【符号の説明】

【0077】

１ ＩＣカード
１ｆ 表面
１ｇ 裏面
１０ インレット
１０ｆ 表面
１０ｇ 裏面
１１ アンテナシート本体
１２ アンテナ
１２１ 結合用コイル（アンテナ）
１２２ 主コイル
２０ ＩＣモジュール
２１、２１Ｂ モジュール基板（基板）
２１ｆ 表面
２１ｇ 裏面
２２ ＩＣチップ
２２０ 電極
２３、２３Ａ、２３Ｂ 接続コイル
２３ａ、２３Ａａ、２３Ｂａ 最内周の導線
２３ｉ 内周側
２４ 接触端子
２５ ワイヤ
２６、２６Ｂ 貫通孔
２６０ 縁部
２７、２７Ａ、２７Ｂ 断線防止パターン部（補助パターン部）
３０ 樹脂封止部
４０ 外装基材
５０ 凹部
Ｄ１ 長辺方向
Ｄ２ 短辺方向
Ｄｔ 板厚方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】