JP2000048162A - Ｉｃカード用モジュール、ｉｃカード用モジュールの製造方法、混成集積回路モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の熱硬化性樹脂を使ったモールド方法で
はサイクル時間がかかり、またサイクル時間が短い熱可
塑性樹脂では溶融温度が高く、射出圧力が高い等の問題
からチップの割れ、金属細線の断線等の問題があった。 【解決手段】 第１の支持部材１２を予め成型してお
き、この上に混成集積回路基板１を載置し、この混成集
積回路基板１が載置された第１の支持部材１２を金型に
配置し、再度熱可塑性樹脂２でモールドした。注入され
た高熱の熱可塑性樹脂２は、第１の支持部材１２と当た
り、当たった部分は、その表面が溶け出す。従って基板
裏面を覆ったフルモールドが可能となる。また半導体チ
ップやコイルの導出部にはエポキシのポッティングを施
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に固化時間が短
い熱可塑性樹脂を採用したＩＣカード、混成集積回路装
置およびこれらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣカードは、最近色々な所で活用され
てきている。例えばクレジットカードから始まり、スキ
ー場のリフト券、電車のチケット、またはスイミングプ
ールの回数券等にも要求があり、過酷な条件でも使用で
きることが望ましい。

【０００３】しかし封止方法としては、一般に、２種類
の方法がコストメリットの点から採用されている。１つ
は、半導体素子等の回路素子が実装された絶縁性基板の
上に蓋をかぶせるような手段、一般にはケースと呼ばれ
ているものを採用して封止しているものがある。この構
造は、中空構造やこの中に別途樹脂が注入されている。

【０００４】２つ目は、半導体ＩＣのモールド方法とし
て有名なトランスファーモールドである。このトランス
ファーモールドは、一般に熱硬化性樹脂を採用し、金型
を約１８０度まで上昇させ、この温度を維持して硬化
（以下熱で反応して重合し固化する現象を指す。）さ
せ、その後金型から取り出し封止体としている。ここで
リードフレームへのＩＣチップ実装には、半田が使用さ
れるが、一般に高温半田であり、半田溶融の問題はな
い。

【０００５】しかしながら、ケース材を使った封止構造
は、ケース材と中の素子が接触しないように基板にマー
ジンを取ったりして外形サイズが大きくなる問題があっ
た。

【０００６】一方、トランスファーモールドは、前述の
説明からも判るとおり、熱を加えながら硬化させるため
に、この工程に長い時間が必要となり、生産性を向上さ
せることができない問題があった。

【０００７】そこで本出願人は、時間がそれほどかから
ない熱可塑性樹脂に着目した。これは硬化反応をせず、
熱を加えることで溶融し、冷やせば固化（以下反応せず
に固まる現象を指す。）するものである。従って注入
後、冷やせば固化し、短時間で封止が実現できる。しか
し熱可塑性樹脂を例えばインジェクションモールドで封
止する場合、注入する際の樹脂温度が約３００度と高
く、半田が溶けて、絶縁性基板に実装された回路素子の
電気的接続に不良を発生する問題があった。

【０００８】ここで、高温半田を使用すればよいが、導
電パターン下の絶縁樹脂の劣化を考えると、低融点半田
が好ましい。そこで本発明は、１８０度〜２５０度程度
の半田を採用することを前提に以下述べてゆく。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般には、絶縁性基板
の裏面が露出するものであり、ＩＣカード用絶縁性基板
と取り付けシャーシー（ＩＣカード用モジュールの取り
付け体）との絶縁性に問題があった。また露出されるＩ
Ｃカード用絶縁性基板裏面とその周囲を封止した熱可塑
性樹脂との界面に於いて、湿気の浸入による耐湿性に問
題があった。

【００１０】また熱伝導性の劣る基板、例えばプリント
基板、フレキシブルシート、ガラス基板またはセラミッ
ク基板等を用いると半田が溶け出す問題があった。

【００１１】更にはトランスファモールドを用いたフル
モールドの際は、前記絶縁性基板裏面に樹脂を回り込ま
せるため、基板裏面と金型との間に間隔を設けていた。
そのため、ピンを用いたり、金型で挟んで前記間隔を設
けていたが、熱可塑性樹脂を用いるインジェクションモ
ールドでは、射出圧力が５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2と高
いため、絶縁性基板が曲がったり、ボンディングワイヤ
ーが切断する等の問題があった。

【００１２】またピンで支えた所にピンの跡が残り、外
観が悪くなる問題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、第１に、少なくとも基板が上面
に載置される領域を有した熱可塑性樹脂より成る第１の
支持部材と、前記第１の支持部材の露出部が溶融して一
体化された熱可塑性樹脂より成る封止部材とを有するこ
とで解決するものである。

【００１４】第２に、少なくとも基板およびコイルが上
面に載置される第１の溝および第２の溝を有した熱可塑
性樹脂より成る第１の支持部材と、基板を実質密封する
ように、前記第１の支持部材の露出部が溶融して一体化
された熱可塑性樹脂より成る封止部材とを有することで
解決するものである。

【００１５】第１、第２ともに、熱可塑性樹脂は、或る
温度に達すると溶け、冷えると固化する材質であるた
め、予め金型に配置された熱可塑性樹脂より成る第１の
支持部材は、注入される熱可塑性樹脂の熱を受けて溶
け、一体化される。従ってＩＣカード用絶縁性基板は、
第１の支持部材と注入される熱可塑性樹脂で一体モール
ドされ、基板裏面を覆うことができ、耐電圧特性および
耐湿性を向上させることができる。

【００１６】第３に、前記半田を覆って設けられた熱硬
化性樹脂と、前記基板を実質密封するように、前記第１
の支持部材の露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹
脂より成る封止部材とを有することで解決するものであ
る。

【００１７】前記熱可塑性樹脂の溶融温度は、およそ３
００度と非常に高いが、半田の部分に樹脂を塗布するこ
とで、直接溶融された注入樹脂の熱が伝わらず、半田の
溶融を防止できる。

【００１８】第４に、少なくとも基板およびコイルが上
面に載置される第１の溝および第２の溝を有した熱可塑
性樹脂より成る第１の支持部材と、前記第１の溝に実装
され、表面に設けられた導電パターンと電気的に接続さ
れた半導体ＩＣを有する前記基板と、前記第２の溝に実
装され、前記基板の導電パターンと電気的に接続された
コイルと、前記溝を埋めて設けられた熱硬化性樹脂と、
前記基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
止部材とを有することで解決するものである。

【００１９】前述した半田の溶融防止の他に、熱可塑性
樹脂の射出圧力は、例えばＰＰＳ樹脂では、約５０〜２
００Ｋｇ／ｃｍ2に及び、コイルや絶縁性基板のズレを
発生するが、溝に埋め込まれているために、このズレを
防止できる。

【００２０】第５に、少なくとも基板が上面に載置され
る領域を有し、側面には、金型と面、線または点で当接
する手段を有する熱可塑性樹脂より成る第１の支持部材
と、基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
止部材とを有することで解決するものである。

【００２１】熱可塑性樹脂で一体モールドされ、基板裏
面を覆うことができ、耐電圧特性および耐湿性を向上さ
せることができる。しかも第１の支持部材の側面に前記
当接する手段を設ければ、注入樹脂を支持部材の側面や
裏面まで延在させることができ、第１の支持手段の露出
領域を少なくでき更に耐湿性を向上できる。

【００２２】第６に、少なくとも基板およびコイルが上
面に載置される第１の溝および第２の溝を有し、側面に
は、金型と面、線または点で当接する手段を有する熱可
塑性樹脂より成る第１の支持部材と、前記第１の溝に実
装され、表面に設けられた導電パターンと電気的に接続
された半導体ＩＣを有する前記基板と、前記第２の溝に
実装され、前記基板の導電パターンと電気的に接続され
たコイルと、前記基板を実質密封するように、前記第１
の支持部材の露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹
脂より成る封止部材とを有することで解決するものであ
る。

【００２３】前述の効果の他に、溝が形成されこの中に
部品が実装されるため、熱可塑性樹脂特有の高射出圧力
でも部品のズレが無く、不良等を防止できる。

【００２４】第７に、第１の支持部材と前記封止部材の
厚みは、前記第１の支持部材の反りが防止できるよう
に、前記封止部材の厚みを薄くすることで解決するもの
である。

【００２５】溶融された熱可塑性樹脂が固化する際収縮
しても、第１の支持部材の強度により本ＩＣカード用モ
ジュールの反りを防止できる。

【００２６】第８に、表面が絶縁処理され、この上に設
けられた導電パターンと、この導電パターンと電気的に
接続された半導体素子または受動素子とを有する基板を
用意し、 前記基板が実装され、側面には、金型と面、
線または点で当接する手段を有した熱可塑性樹脂より成
る第１の支持部材をその裏面が一方の金型に当接するよ
うに保持し、 前記一方の金型と他方の金型により形成
される空間に、溶融された熱可塑性樹脂を注入し、この
溶融された熱により前記第１の支持部材の露出部を溶融
して一体成型することで解決するものである。

【００２７】予め第１の支持部材を用意しておくため、
部品裏面に空間を設けて配置するような複雑な構造を取
り入れなくても良い。従って樹脂の高射出圧力により絶
縁性基板やコイル等にかかる圧力により発生する不良が
防止できる。第９に、表面が絶縁処理され、この上に設
けられた導電パターンと、この導電パターンと電気的に
接続された半導体素子または受動素子とを有する基板を
用意し、 前記基板が実装された熱可塑性樹脂より成る
第１の支持部材をその裏面が一方の金型に当接するよう
に保持し、 前記一方の金型と他方の金型により形成さ
れる空間に、溶融された熱可塑性樹脂を注入し、前記第
１の支持部材の反りが防止できるように、前記第１の支
持部材の厚みよりも薄く成るように一体成型することで
解決するものである。

【００２８】前述同様に、溶融された熱可塑性樹脂が固
化する際収縮しても、第１の支持部材の強度により本Ｉ
Ｃカード用モジュールの反りを防止できる第１０、１１
として、被封止材料（半導体ベアチップ、金属細線また
はコイル）と反応する第１の樹脂でポッティングし、こ
れも含めて前記熱可塑性樹脂で封止することで解決する
ものである。

【００２９】第１の樹脂が被封止素子と反応するため、
第１の支持部材が熱で反ってもスリップが発生しない。

【００３０】第１２として、第１の支持部材の底面と対
向する前記封止部材の面に、梨地加工を施すことで、支
持部材に設けられた溝が原因で若干のヒケが発生して
も、目視で確認しずらくすることができる。

【００３１】第１３として、第２の溝を設け、ここにコ
イルを設置することで解決するものである。

【００３２】第１４として、前記ベアチップを覆うポッ
ティング樹脂を設け、前記ポッティング樹脂表面が露出
しないように前記第１の溝を覆う第２の樹脂を設け、前
記第１の支持部材を金型に配置し、熱可塑性樹脂で前記
第１の支持部材を封止することで、封止の際の注入圧力
がポッティング樹脂を直接加圧し、絶縁性基板をゆがま
せてチップの破壊にいたるのを防止できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】まず本発明の実施の形態を説明す
る前に、ＩＣカードについて簡単に説明する。一般に
は、薄いプラスチックカードの中に、フラッシュメモリ
等の記憶装置とその周辺回路がＩＣチップまたはハイブ
リッドの形で封止されているものである。またはメモリ
なしのＩＣが封止されているものがある。メモリが含ま
れているものは、データを書き換えて保存するもの、デ
ータを処理装置に与えるものがある。

【００３４】またカードは、処理装置との信号のやりと
りで電極が露出されているもの、コネクタが取り付けら
れているもの、またコイルが封止され電極が露出されて
いないものがある。

【００３５】ここでは最後のコイルが実装されているも
ので説明してゆくが、電極が露出されるもの、コネクタ
が取り付けられているものでも実施できることは言うま
でもない。

【００３６】ではプラスチックカードとして、熱可塑性
樹脂でモールドする場合の着目点を簡単に説明する。

【００３７】射出成型時間 トランスファモールドで用いるエポキシ樹脂は、金型の
中で熱硬化反応する間放置する必要があるが、熱可塑性
樹脂は、たんに樹脂を冷やせばよく、成型時間の短縮が
できる。文献では、エポキシの１サイクルが３０〜１８
０秒に対して、ＰＰＳの熱可塑性樹脂では１０〜２０秒
である。

【００３８】樹脂の歩留まり 熱硬化型は、再利用できないが、熱可塑性は、熱を加え
れば再利用でき、ランナー等にある樹脂を回収、再利用
することで収率を向上できる。

【００３９】射出成型条件 シリンダー温度：樹脂の溶融温度と実質同じであり、約
２９０〜３２０度である。

【００４０】金型温度：固化させるために約１４０〜１
５０度である。

【００４１】射出圧力：５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2つま
りによる問題点をクリアできれば、、によりコス
トの大幅な低減ができる。

【００４２】ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイ
ド）：熱可塑性樹脂の一つ この樹脂は、親水基が無いため吸水率はエポキシ樹脂の
半分であるが、リードや素子との密着性は、エポキシ樹
脂から比べると劣る。

【００４３】ここで従来のトランスファーモールドで
は、基板の裏面に樹脂を回り込ませるために、基板裏面
と金型の間に隙間を設けなくてはならない。しかしこの
ようにして熱可塑性樹脂を成型する場合、射出圧力によ
り基板が反る問題があり、そのため、図１のように第１
の支持部材１を予め成型しておき、この上にＩＣカード
用絶縁性基板２を載置し、このＩＣカード用絶縁性基板
２が載置された第１の支持部材１を金型に配置し、再度
熱可塑性樹脂３でモールドした。注入された高熱の溶融
している熱可塑性樹脂３は、第１の支持部材１と当た
り、当たった部分は、その表面が溶け出す。従って基板
２裏面を覆ったフルモールドが可能となる。以下で本発
明の第１の実施形態に係るＩＣカード用モジュールにつ
いて図１〜図５を参照しながら説明する。

【００４４】図１は、ＩＣカード用絶縁性基板２とコイ
ル４が第１の支持部材１に実装された状態を示し、図２
は、図１のＡ−Ａ線の断面図を示す。また図３は、図２
に於いて熱可塑性樹脂から成る封止部材３が設けられた
状態を示す。

【００４５】まず第１の支持部材１は、予め熱可塑性樹
脂により成型され、この上にはコイル４と絶縁性基板
（少なくとも導電パターンが形成される表面が絶縁処理
されている基板を指す。）２が少なくとも実装されてい
る。これらの実装部品は、裏面に接着剤等が塗布され固
定されても良いが、ここでは第１の溝５、第２の溝６が
第１の支持部材１の成型時に形成され、第１の溝５には
絶縁性基板２が、第２の溝６にはコイル４が装着され、
熱硬化型の樹脂、例えばエポキシ樹脂７が塗布され保護
固定されている。コイル４は、絶縁性基板２の電極８と
半田を介して接続されており、このコイルの導出部９を
形成するために、第１の溝５と第２の溝６は、この導出
部９を介して連続している。

【００４６】またコイルは、磁束を発生して相手に信号
を送るのか、磁束を受けて信号をとるのかでコイルの大
きさ（中空部も含めた全体の平面的面積）が異なる。つ
まりここでは信号をコイルで受けるため、コイルを示す
一点鎖線で成るリンクのサイズが磁束を通過する量が増
えるため信号を取りやすくなる。そのため、実質矩形の
第１の支持部材１に、できるだけ大きなサイズのコイル
が載置できるように溝もコイルも構成されている。第１
の支持部材の様に角部が直角であるとコイルの被覆絶縁
膜がやぶれやすいので、角部をいくつかに面取りした形
状にしてある。ここでは角部の面取りを一回して有るた
め、八角形と成っている。

【００４７】ここでＩＣカード用絶縁性基板は、セラミ
ック、金属、プリント基板、ガラス基板またはフレキシ
ブルシート等が考えられる。

【００４８】特にＩＣカード用絶縁性基板２として、金
属基板やこの金属基板の熱伝導性に近い絶縁基板を採用
すると、熱可塑性樹脂２の注入温度が高いために、金型
内で基板温度が上昇するが、ヒートシンクとして作用す
るため、ＩＣカード用絶縁性基板２上の温度上昇を抑制
し絶縁性基板２上に形成される半田の溶融を防止でき
る。

【００４９】また図面では省略しているが、絶縁性基板
２上に例えばＣｕより成る導電パターンが形成され、ト
ランジスタやＩＣ等の能動素子、チップ抵抗、チップコ
ンデンサ等の受動素子が半田を介して実装され、所定の
回路が実現されている。ここで一部半田を採用せず、銀
ペースト等で電気的に接続されても良い。また前記半導
体素子等がフェイスアップで実装される場合は、ボンデ
イングにより金属細線を介して接続されても良い。

【００５０】続いて、図２の状態のものを金型に装着
し、溶融した熱可塑性樹脂３を注入してモールドする。
ここで封止用の熱可塑性樹脂３は、例えばインジェクシ
ョン成型で実現され、樹脂の注入温度が約３００度と非
常に高く、半田で実装された回路素子を有するＩＣカー
ド用絶縁性基板２を金型にインサートして一体成形する
場合、注入される高温の樹脂により半田が溶けて素子の
半田不良が発生する問題がある。特に樹脂ベースのプリ
ント基板は、熱伝導率が低いため顕著である。しかし本
願では、熱硬化性樹脂７で覆われているため、半田への
熱伝達を抑制し、この半田の溶融を防止できる。しかも
エポキシ樹脂を用いれば、金属細線のスリップ防止もで
きる。この件については後述する。また第１の支持部材
１の成型の際に、熱可塑性樹脂の中に熱伝導を向上させ
るフィラーを入れれば、この第１の支持部材１自身がヒ
ートシンクとして熱を吸収したりするため、更に半田の
溶融を防止できる。

【００５１】ここで熱可塑性樹脂として採用したもの
は、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）と呼ばれるも
のである。金型温度は、トランスファーモールドの金型
温度よりかなり低く、約１３０度またはそれ以下であ
り、この金型に３００度の液状樹脂を注入し、低い温度
の金型により素早く冷却固化される。このサイクルは、
およそ１０〜２０秒程度で、トランスファーモールドの
サイクル（３０〜１８０秒）から比べれば大幅に短縮が
可能である。

【００５２】また前述したが回路素子を実装したＩＣカ
ード用絶縁性基板２を熱可塑性樹脂３で成型する場合、
予め半田の接合部、ボンデイングワイヤーとベアチップ
を熱硬化性樹脂７（例えばエポキし樹脂）でポッティン
グすると良い。更にはこの熱硬化性樹脂は、ＩＣカード
用絶縁性基板の熱膨張係数と同等のものが好ましい。

【００５３】つまり前述した対策は、熱可塑性樹脂３の
成型時、注入樹脂圧により、特に金属細線（１００μｍ
以下）が倒れたり、断線したりするのを防止する効果が
ある。一般に、封止材として熱可塑性樹脂を用いるのな
ら、ポッティング樹脂も熱可塑性樹脂でと考えるのが普
通であるが、熱可塑性樹脂３は、成型後ＩＣカード用絶
縁性基板２に密着しているだけであり、基板と反応して
接着していない。そのため冷熱衝撃で、熱可塑性樹脂３
と実装部品、ＩＣカード用絶縁性基板２ と熱可塑性樹
脂３の熱膨張係数のミスマッチにより、半田接続部、細
線および太線も含めたワイヤー接続部に応力が発生し、
特にワイヤへは、熱可塑性樹脂と反応していないので、
基板の反りからワイヤのスリップが発生し、断線等が発
生するが、このポッティング樹脂７としてエポキシ樹脂
を採用すると、エポキシ樹脂自身が封止の中身と強固に
反応して接着しているのでスリップを抑制し、これらの
問題を解決することができる。また成型時、溶融した熱
可塑性樹脂2が直接半田と接触しないため、半田の部分
の温度上昇を抑制することができる。前述したように金
属基板を採用した際は、ヒートシンクとしての作用があ
るが、更に半田の上に樹脂が被覆されていれば、半田の
溶融は更に確実に防ぐことができる。また導電性の劣る
プリント基板、セラミック基板等では、半田の上に樹脂
を被覆し、この樹脂の厚みの調整、樹脂注入温度の調整
によりやはり半田の溶融を防止することができ、これら
の基板の実装を可能とする。

【００５４】また熱硬化性樹脂７は、以下のメリットも
有する。つまり溝にこの樹脂７が設けられていないと熱
可塑性樹脂３で成型した際、溝に対応する成型部材３の
表面に凹みを発生し、いわゆるヒケと呼ばれる現象が発
生し外観不良となる。また第１の支持部材１の強度が落
ちる。つまり、溶融した熱可塑性樹脂３が注入されて固
化する際、収縮により装置全体が反る問題を発生する。
しかし溝が熱硬化性樹脂で覆われているので、ヒケも抑
制でき且つ強度が向上し、これらの問題が解決できる。
またヒケが発生し、見苦しい時は、ヒケの発生する一側
面全域を梨地にすることで、目視での判断をしずらくし
ている。

【００５５】また図２で明らかなように、第１の支持部
材１裏面の周囲に段差９を設けたが、これは注入された
熱可塑性樹脂３との接着性を向上させるものである。

【００５６】更には下金型の側面と当接する第１の支持
部材１には、面、線または点接触する手段が設けられて
いる。図３では、半円球の当接手段１０が設けられてい
る。この当接手段１０は、二つのメリットがある。一つ
は、第１の支持部材の側面と金型の側面の間に隙間を形
成し、段差９および側面も含めた封止に於いて、良好な
樹脂注入通路を確保するメリットを有する。二つ目は、
当接手段がないと、隙間が形成できないばかりか、側面
に熱可塑性樹脂が被覆されない。つまり当接手段を設け
ずに封止すると第１の支持部材と熱可塑性樹脂より成る
封止部材３との界面はｄとなり、耐湿性に問題を残す。
しかし図３のように、点、線で金型と当接するようにす
れば、第１の支持部材の側面がほとんど封止部材で覆わ
れるため湿気の通路を延長でき耐湿性を向上させること
ができる。図４で示す１１は、封止部材３で封止した後
の、当接手段の跡を誇張して示したものである。完全に
球で有れば実質点で露出している。これは隙間を若干形
成すれば点で露出している部分も薄くカバーできる。

【００５７】図５は、第１の支持部材１の当接手段を３
種類示したものである。１０Ａは、直方体の形状であ
り、金型とは面接触するものである。１０Ｂは、この立
方体を半分に切り側面が三角形になったもので、線接触
するものである。また１０Ｃは、１０Ｂの角を切って若
干面接触にしたものである。

【００５８】どちらにしても当接手段が無ければ、側面
や段差９に樹脂を形成できない。つまり、当接手段を省
略して隙間を形成しようとすれば、第１の支持部材１
は、金型に配置した際ガタを発生し、樹脂注入圧力の高
さのため良好な成型ができない。

【００５９】また第１の支持部材１と封止部材３との厚
みも問題となる。第１の支持部材１は前もって形成され
ているが、封止部材３は、金型内で第１の支持部材１と
当接し固化する。この固化の際に、封止部材が収縮する
ため、第１の支持部材がこの収縮に負けて反らないよう
にその厚みを厚くする必要がある。逆に言えば封止部材
３を薄くする必要がある。

【００６０】続いて、第２の実施の形態を図６と図７を
参照して簡単に説明する。前者は支持部材１の形状を示
し、図７は、これにコイル４、ＩＣ７を実装し、熱可塑
性樹脂で封止したものである。第１の実施の形態では、
断面が実質直方体の第１の溝と第２の溝を形成したもの
であるが、本実施の形態では、あたかも城壁の如き突出
壁２０を設けて溝を形成している。この様な凹凸のある
形状で有れば、封止樹脂との接触面が広くなり封止強
度、耐湿性を向上できる。しかし凹凸があるため、ヒケ
が発生し、これを防止するためには、全面に熱硬化性樹
脂を塗布する必要がある。

【００６１】両実施例に言えることであるが、段差部９
が設けられることで、注入される樹脂との接着性が向上
するが、この第１の支持部材１が熱可塑性樹脂でできて
いるため、金型に取り付け樹脂注入をすると、ここの段
差部に隙間があるため変形してしまう問題を発生するこ
とがある。従って、第１の支持部材裏面と同一平面を有
する突起部、つまり反り防止手段を段差部に取り付けれ
ば解決される。またサイズ、形状および個数等は、ＩＣ
カード用モジュールのサイズ、射出圧力等が考慮されて
決定される。

【００６２】また、第１の支持部材には、特に外部の放
熱性を要するものへの対応は、注入樹脂３による基板の
温度上昇を考慮して、熱伝導性を向上させるフィラーが
混入されても良い。例えばアルミナ、Ｓｉ等が混入され
ている。またトランジスタチップのトランスファモール
ドのように、トランジスタに固着されたアイランドの裏
面にも樹脂を回しているが、この第１の支持部材１をＩ
Ｃカード用絶縁性基板２と金型で一緒に一体成型しよう
として裏面に隙間を設け第１の支持部材用の樹脂を注入
すると、熱伝導性が優れ成型時に熱が金型に吸収され、
基板裏面全体に回らない問題もある。従って第１の支持
部材を予め用意し、これに実装部品を装着することが重
要である。また注入樹脂３は、この問題もあり、逆にフ
ィラーが混入されない熱可塑性樹脂が使われる。注入樹
脂３の熱が金型により奪われ、ＩＣカード用絶縁性基板
の途中で固化してしまうからである。

【００６３】最後に図４を参照して金型モールドについ
て簡単に説明する。上の図は、完成されたＩＣカード用
モジュールの透視図であり、下の図は、面押し構造の突
き出しピンで押し出された図を示すものである。符号３
０は、下金型であり、第１の支持部材に取り付けられて
いる当接手段１０が金型側面３１に当接している。そし
て図示していない上金型が閉じられ、封止空間が形成さ
れ、ここに溶融された熱可塑性樹脂が注入される。この
注入樹脂は、当接手段１０と１０の間から段差部９まで
射出され、金型の温度により固化される。押し出しピン
は、細いピンであると跡が残るため、面押し構造のピン
３２とした。また当接手段１０は、半円球形状としたた
め若干跡が残るが、梨地仕上げにすることで、その跡を
目立たなくすることができる。また凹み３３は、ユーザ
ーが使用するシール等を貼る部分である。

【００６４】図８は、図１の絶縁性基板２の載置領域を
第１の支持部材の角部に配置したもので、絶縁性基板に
折り曲げの力が掛からないような構造としてある。例え
ば完成モジュールをお尻のポケットに入れて置けば折れ
曲がり、大体が中央部で曲がろうとする。従ってコイル
の内側の領域の1/4（×印で示す四角の領域）に、この1
/4よりも小さく絶縁性基板を配置できれば、モジュール
が仮に折れ曲がっても回路基板である絶縁性基板には影
響を与えない。４０は、半導体チップを覆ったポッティ
ング樹脂、４１は、コイルの導出領域を覆ったポッティ
ング樹脂、４２は導出されたコイルのショートを防止す
るためのガイドである。また４３はコイルの移動を規制
したストッパーである。

【００６５】図９は、図８のＡ−Ａ線断面図であり、ポ
ッティング樹脂４０が半導体チップ４５を覆い、溝が更
にエポキシ樹脂４４で覆われているものである。ここで
エポキシ樹脂４４が完全にポッティング樹脂４０を覆わ
ないと、熱可塑性樹脂を封止する時、矢印の部分でイン
ジェクション特有の圧力がかかり、半導体チップが割れ
てしまう現象が発生する。つまり矢印の部分のポッティ
ング部に集中して圧力が加わるからであり、エポキシ樹
脂４４でポッティング部を完全に覆うと、圧力がポッテ
ィグ部にのみ集中しないため、チップの割れを防止でき
た。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、第１に、熱可塑性
樹脂は、或る温度に達すると溶け、冷えると固化する材
質であるため、予め金型に配置された熱可塑性樹脂によ
り成型された第１の支持部材は、注入される熱可塑性樹
脂の熱を受けて溶け、一体化される。従ってＩＣカード
用絶縁性基板は、第１の支持部材と注入される熱可塑性
樹脂で一体モールドされ、基板裏面を覆うことができ、
耐電圧特性および耐湿性を向上させることができる。

【００６７】第２に、熱可塑性樹脂の射出圧力は大きい
が、溝が形成されていることにより、実装部品がずれた
り、破壊したりすることがない。

【００６８】第３に、ＩＣ用絶縁性基板の導電パターン
の半田を樹脂で覆うため、熱可塑性樹脂の溶融温度は、
およそ３００度と非常に高いが、直接溶融された注入樹
脂の熱が伝わらず、半田の溶融を防止できる。

【００６９】第４に、前述した半田の溶融防止の他に、
熱可塑性樹脂の射出圧力は、例えばＰＰＳ樹脂では、約
５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2に及び、コイルや絶縁性基板
のズレを発生するが、溝に埋め込まれているために、こ
のズレを防止して封止が可能となる。

【００７０】第５に、熱可塑性樹脂は、或る温度に達す
ると溶け、冷えると固化する材質であるため、予め金型
に配置された熱可塑性樹脂により成型された第１の支持
部材は、注入される熱可塑性樹脂の熱を受けて溶け、一
体化される。

【００７１】従ってＩＣカード用絶縁性基板は、第１の
支持部材と注入される熱可塑性樹脂で一体モールドさ
れ、基板裏面を覆うことができ、耐電圧特性および耐湿
性を向上させることができる。

【００７２】第６に、熱可塑性樹脂の射出圧力は大きい
が、溝が形成されていることことにより、実装部品がず
れたり、破壊したりすることがない。

【００７３】第７に、ＩＣ用絶縁性基板の導電パターン
の半田を樹脂で覆うため、熱可塑性樹脂の溶融温度は、
およそ３００度と非常に高いが、直接溶融された注入樹
脂の熱が伝わらず、半田の溶融を防止できる。

【００７４】第８に、前述した半田の溶融防止の他に、
熱可塑性樹脂の射出圧力は、例えばＰＰＳ樹脂では、約
５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2に及び、コイルや絶縁性基板
のズレを発生するが、溝に埋め込まれているために、こ
のズレを防止して封止が可能となる。

【００７５】第９に、熱可塑性樹脂は、或る温度に達す
ると溶け、冷えると固化する材質であるため、予め金型
に配置された熱可塑性樹脂により成型された第１の支持
部材は、注入される熱可塑性樹脂の熱を受けて溶け、一
体化される。従ってＩＣカード用絶縁性基板は、第１の
支持部材と注入される熱可塑性樹脂で一体モールドさ
れ、基板裏面を覆うことができ、耐電圧特性および耐湿
性を向上させることができる。

【００７６】第１０に、熱可塑性樹脂の射出圧力は大き
いが、溝が形成されていることことにより、実装部品が
ずれたり、破壊したりすることがない。

【００７７】第１１に、ＩＣ用絶縁性基板の導電パター
ンの半田を樹脂で覆うため、熱可塑性樹脂の溶融温度
は、およそ３００度と非常に高いが、直接溶融された注
入樹脂の熱が伝わらず、半田の溶融を防止できる。

【００７８】第１２に、前述した半田の溶融防止の他
に、熱可塑性樹脂の射出圧力は、例えばＰＰＳ樹脂で
は、約５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ2に及び、コイルや絶縁
性基板のズレを発生するが、溝に埋め込まれているため
に、このズレを防止して封止が可能となる。

【００７９】第１３に、被封止材料（半導体ベアチッ
プ、金属細線またはコイル）と反応する第１の樹脂（こ
こではエポキシ樹脂）でポッティングし、これも含めて
前記熱可塑性樹脂で封止しているので、第１の支持部材
が熱で反ってもスリップが発生しない。

【００８０】第１４に、第１の支持部材の底面と対向す
るヒケの発生する前記封止部材の面に、梨地加工を施す
ことで、目視で確認しずらくすることができる。

【００８１】第１５に、前記ベアチップを覆うポッティ
ング樹脂を設け、前記ポッティング樹脂表面が露出しな
いように前記第１の溝を覆う第２の樹脂を設け、前記第
１の支持部材を金型に配置し、熱可塑性樹脂で前記第１
の支持部材を封止することで、封止の際の注入圧力がポ
ッティング樹脂を直接加圧しないため、チップの破壊を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であり、第１の支持
部材に実装部品が取り付けられた状態を説明する図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態であり、図２に於け
る第１の支持部材を封止部材で成型した混成集積回路モ
ジュールを説明する図である。

【図４】第１の支持部材の金型装着状態を説明する図で
ある。

【図５】当接手段を説明する図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態であり、第１の支持
部材を説明する図である。

【図７】図６の第１の支持部材を用いた混成集積回路モ
ジュールの図である。

【図８】図１の第１の支持部材を若干修正した支持部材
を説明する図である。

【図９】半導体チップのポッティング構造で発生する問
題を説明する図である。

【符号の説明】

１ 第１の支持部材 ２ 絶縁性基板 ３ 封止部材 ４ コイル ５ 第１の溝 ６ 第２の溝 ７ 熱硬化性樹脂 ８ 絶縁性基板上の電極 ９ コイルの導出部 １０ 当接手段 １１ 当接手段の痕跡 ４０ ポッティング樹脂

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C005 MA10 MA11 NA36 NB34 PA27 RA07 4M109 AA02 BA04 BA05 CA02 CA21 DA07 DB07 EA02 EA12 EB12 GA02 GA03 5B035 AA04 BA05 BB09 CA23 5F061 AA02 BA04 BA05 CA02 CA21 CB03 CB04 FA02 FA03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも基板が上面に載置される領域
   を有した熱可塑性樹脂より成る第１の支持部材と、 前記領域に実装され、表面に設けられた導電パターンと
   電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板と、 前記基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
   露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
   止部材とを有することを特徴としたＩＣカード用モジュ
   ール。
2. 【請求項２】 少なくとも基板およびコイルが上面に載
   置される第１の溝および第２の溝を有した熱可塑性樹脂
   より成る第１の支持部材と、 前記第１の溝に実装され、表面に設けられた導電パター
   ンと電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板
   と、 前記第２の溝に実装され、前記基板の導電パターンと電
   気的に接続されたコイルと、 前記基板を実質密封する
   ように、前記第１の支持部材の露出部が溶融して一体化
   された熱可塑性樹脂より成る封止部材とを有することを
   特徴としたＩＣカード用モジュール。
3. 【請求項３】 少なくとも基板およびコイルが上面に載
   置される第１の溝および第２の溝を有した熱可塑性樹脂
   より成る第１の支持部材と、 前記第１の溝に実装され、表面に設けられた導電パター
   ンと電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板
   と、 前記第２の溝に実装され、前記基板の導電パターンと半
   田を介して電気的に接続されたコイルと、 前記半田を覆って設けられた熱硬化性樹脂と、 前記基
   板を実質密封するように、前記第１の支持部材の露出部
   が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封止部材
   とを有することを特徴としたＩＣカード用モジュール。
4. 【請求項４】 少なくとも基板およびコイルが上面に載
   置される第１の溝および第２の溝を有した熱可塑性樹脂
   より成る第１の支持部材と、 前記第１の溝に実装され、表面に設けられた導電パター
   ンと電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板
   と、 前記第２の溝に実装され、前記基板の導電パターンと電
   気的に接続されたコイルと、 前記溝を埋めて設けられた熱硬化性樹脂と、 前記基板
   を実質密封するように、前記第１の支持部材の露出部が
   溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封止部材と
   を有することを特徴としたＩＣカード用モジュール。
5. 【請求項５】 少なくとも基板が上面に載置される領域
   を有し、側面には、金型と面、線または点で当接する手
   段を有する熱可塑性樹脂より成る第１の支持部材と、 前記領域に実装され、表面に設けられた導電パターンと
   電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板と、 前記基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
   露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
   止部材とを有することを特徴としたＩＣカード用モジュ
   ール。
6. 【請求項６】 少なくとも基板およびコイルが上面に載
   置される第１の溝および第２の溝を有し、側面には、金
   型と面、線または点で当接する手段を有する熱可塑性樹
   脂より成る第１の支持部材と、 前記第１の溝に実装され、表面に設けられた導電パター
   ンと電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板
   と、 前記第２の溝に実装され、前記基板の導電パターンと電
   気的に接続されたコイルと、 前記基板を実質密封する
   ように、前記第１の支持部材の露出部が溶融して一体化
   された熱可塑性樹脂より成る封止部材とを有することを
   特徴としたＩＣカード用モジュール。
7. 【請求項７】 前記第１の支持部材と前記封止部材の厚
   みは、前記第１の支持部材の反りが防止できるように、
   前記封止部材の厚みを薄くした事を特徴とした請求項６
   記載のＩＣカード用モジュール。
8. 【請求項８】 表面が絶縁処理され、この上に設けられ
   た導電パターンと、この導電パターンと電気的に接続さ
   れた半導体素子または受動素子とを有する基板を用意
   し、 前記基板が実装され、側面には、金型と面、線ま
   たは点で当接する手段を有した熱可塑性樹脂より成る第
   １の支持部材をその裏面が一方の金型に当接するように
   保持し、 前記一方の金型と他方の金型により形成され
   る空間に、溶融された熱可塑性樹脂を注入し、この溶融
   された熱により前記第１の支持部材の露出部を溶融して
   一体成型することを特徴としたＩＣカード用モジュール
   の製造方法。
9. 【請求項９】 表面が絶縁処理され、この上に設けられ
   た導電パターンと、この導電パターンと電気的に接続さ
   れた半導体素子または受動素子とを有する基板を用意
   し、 前記基板が実装された熱可塑性樹脂より成る第１
   の支持部材をその裏面が一方の金型に当接するように保
   持し、 前記一方の金型と他方の金型により形成される
   空間に、溶融された熱可塑性樹脂を注入し、前記第１の
   支持部材の反りが防止できるように、前記第１の支持部
   材の厚みよりも薄く成るように一体成型することを特徴
   とした混成集積回路モジュールの製造方法。
10. 【請求項１０】 少なくとも基板が上面に載置される領
    域を有した熱可塑性樹脂より成る第１の支持部材と、 前記領域に実装され、表面に設けられた導電パターンと
    電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板と、 前記基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
    露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
    止部材とを有し、 前記基板に実装された半導体ベアチップは、フェイスア
    ップまたはフェイスダウンで実装され、フェイスアップ
    の場合は、前記導電路と接続する金属細線も含めてチッ
    プが被封止材料と反応する第１の樹脂でポッティングさ
    れ、フェイスダウンではチップが第１の樹脂でポッティ
    ングされ、これも含めて前記熱可塑性樹脂で封止される
    ことを特徴とした混成集積回路モジュール。
11. 【請求項１１】 少なくとも基板およびコイルが上面に
    載置される第１の溝および第２の溝を有した熱可塑性樹
    脂より成る第１の支持部材と、 前記第１の溝に実装され、表面に設けられた導電パター
    ンと電気的に接続された半導体ベアチップを有する前記
    基板と、 前記第２の溝に実装され、前記基板の導電パターンと電
    気的に接続されたコイルと、 前記基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
    露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
    止部材とを有し、 前記導電パターンに於けるコイルの接続部およびコイル
    の引き出し部を含めて被封止材料と反応する第１の樹脂
    でポッティングされることを特徴とした混成集積回路モ
    ジュール。
12. 【請求項１２】 基板が上面に載置される第１の溝を有
    した熱可塑性樹脂より成る第１の支持部材と、 前記第１の溝に実装され、表面に設けられた導電パター
    ンと電気的に接続された半導体ＩＣを有する前記基板
    と、 前記基板を実質密封するように、前記第１の支持部材の
    露出部が溶融して一体化された熱可塑性樹脂より成る封
    止部材とを有し、 前記第１の支持部材の底面と対向する前記封止部材の面
    は、梨地加工されている事を特徴とした混成集積回路モ
    ジュール。
13. 【請求項１３】 前記第１の支持部材には、コイルが載
    置される第２の溝を有した請求項１２記載の混成集積回
    路モジュール。
14. 【請求項１４】 基板が上面に載置される第１の溝を有
    した熱可塑性樹脂より成る第１の支持部材を用意し、 表面に設けられた導電パターンと電気的に接続された半
    導体ベアチップを有する前記基板を前記第１の支持部材
    に実装し、前記ベアチップを覆うポッティング樹脂を設
    け、 前記ポッティング樹脂表面が露出しないように前記第１
    の溝を覆う第２の樹脂を設け、 前記第１の支持部材を金型に配置し、熱可塑性樹脂で前
    記第１の支持部材を封止することを特徴とした混成集積
    回路モジュールの製造方法。