KR920006329B1

KR920006329B1 - 카드구조 및 ic카드

Info

Publication number: KR920006329B1
Application number: KR1019890004185A
Authority: KR
Inventors: 히로시 야마다; 마사유키 오우치; 마사유키 사이토; 아키노리 혼구
Original assignee: 가부시키가이샤 도시바; 아오이 죠이치
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1992-08-03
Also published as: FR2629666A1; US5018051A; KR890015160A; JPH01251778A; FR2629666B1

Abstract

내용 없음.

Description

카드구조 및 IC카드

제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 IC카드의 주요부구조를 설명하기 위한 일부절개사시도.

제2도는 제1도에서의 II-II선에 대한 단면도.

제3도는 제1도에 도시된 IC카드에서의 회로모듈의 주요부구조를 설명하기 위한 부분확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : IC카드 14 : 외부접속단자패턴

16, 38 : 오목부 18 : 회로모듈

19 : 전원부 20 : 절연수지

22 : 접속단자패드 24 : 제1절연층

26, 32 : 배선패턴라인 28 : 관통구멍

30 : 제2절연층 34 : IC칩

34, 36 : 전자소자 40 : 기판층

44, 50 : 절연층 46 : 접속배선라인

50 : 절연성 박막층 52 : 접속단자패드

[적용분야]

본 발명은 IC카드에 관한 것으로, 특히 복수의 IC칩이 탑재된 두께가 얇은 IC카드에 관한 것이다.

[종래의 기술 및 그 문제점]

얇은 카드형상의 기판상에 IC와 같이 집적화된 전자소자를 탑재한 외부 데이터기억장치는 일반적으로 IC카드로서 잘 알려져 있는데, 이 IC카드는 마그네틱테이프를 갖춘 종래의 마그네틱카드에 비해 아주 큰 기억용량과 높은 데이터 억세스속도 및, 기억데이터에 대한 고신뢰성을 갖는다는 큰 장점이 있기 때문에 최근에는 이러한 IC카드에 대한 요구가 점차 증가하고 있다.

현재 사용되고 있는 IC카드, 예컨대 카드형상의 기판상에 복수의 IC칩이 탑재된 IC메모리카드는 그 제조시에 있어서, 우선 얇은 프린트기판상에 복수의 IC칩을 탑재하고, 와이어본딩이나 TAB(Tapeautonmted bonding)를 이용하여 IC칩의 접속단자(본딩패드: bonding pad)와 상기 프린트기판상의 배선패턴을 접속하도록 되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 실장법에 있어서는 얇고 조밀한 IC카드를 만들기에 어려운 점이 있었다. 예를들어 IC카드의 두께를 축소시키기 위해서는 접속와이어의 높이를 대략 0.2∼0.5mm정도로 하는 와이어본딩을 시행해야 하지만, IC칩과 프린트기판을 전자적으로 접속시킬때에는 와이어본딩이나 TAB중 어느 것을 사용하더라도 그 IC칩이 차지하는 영역보다 2배나 큰 배선영역이 필요하게 되고, 특히 이러한 배선영역은 각IC칩의 둘레에 모두 필요하기 때문에 IC카드는 불가피하게 커지게 된다.

또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 방법으로서, 일본국 특허공개 제 61-75488호에는 프린트기판을 사용하지 않고, 카드기판에 복수의 IC칩을 직접 탑재하는 방법이 기재되어 있는데, 이러한 방법에 있어서는 카드기판에 끼워지게 되는 IC칩의 배선을 도전성 페이스트(paste)를 사용하여 설치하도록 되어 있었기 때문에, 그 카드에 많은 수의 IC칩을 탑재해야 하는 경우에는 탑재되는 모든 IC칩의 접속단자와 상기 도전성 페이스트에 의해 제공되는 배선패턴을 정합시키기가 매우 곤란해지게 됨으로써 IC카드의 제도공정이 어려워지고, 복잡해지게 된다는 결점이 있었다.

한편, IC카드를 외부독출장치에 접속시키는 수단으로서는 일반적으로 투피스 접속기(Two-piece connector)가 잘 알려져 있지만, 이 투피스접속기는 두께가 2-3mm이기 때문에 그 접속기가 차지하는 부분을 제외한 다른 부분을 IS0규격에 맞도록 설계한다 하더라도 그 전체크기를 소형화한다는 것은 불가능하게 된다.

[발명의 목적]

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 많은 수의 IC칩을 효과적으로 탑재시킬수 있음은 물론, 더욱 작으면서도 얇게 만들 수 있도록 된 IC카드를 제공함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성]

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은 오목부가 형성된 상부표면과 외부접속단자패턴을 갖춘 접속층이 형서된 가장자리부로 이루어진 주기판층과, 상기 오목부내에 마련됨과 더불어 전자소자가 설치되게 되는 부기판층 및, 이 부기판층을 피복시키면서 확장되면서 상기 전자소자에 결합되는 제1배선층과, 이 제1배선층과는 전열되면서 그 제1배선층상에 설치됨과 더불어 상기 주기판층의 제2방향으로 확장되면서 제1배선패턴과 접속단자패턴에 결합되는 제2배선층으로 이루어져 전자부품과 접속단자패턴을 접속시키도록 된 이중층배선수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

[실시예]

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 IC카드의 구조를 설명하기 위한 일부절개사시도이고, 제2도는 제1도에서의 II-II선에 대한 단면도로서, IC카드(10)는 그 몸체가 장방형의 유리 에폭시수지(glas epoxyresin)로 이루어진 절연성 기판(12:카드기판)으로 되어 있고, 이 카드기판(12)표면의 한쪽 가장자리에는 Au, Ag, Cu등의 도전성 박막으로 이루어진 평면형 외부접속단자패턴(14)이 형성되어 있다.

또한, 상기 카드기판(12)의 표면에는 소정 물질이 첨가된 소정 갯수의 오목부(16; 16a, 16b, 16c)가 설치되어 있는데, 이 오목부(16)는 반드시 상호분리시킬 필요는 없고, 또 소정 깊이로 된 장방형의 평면으로 되어 있다. 그리고 회로모듈(18;18a, 18b, 18c, ㆍㆍㆍ)과 전원부(19)가 대응하는 오목부(16)에 설치되면서 경화성질연수지(20)에 의해 보호되게 되는데, 부기판으로서 제공되는 상기 회로모듈(18)상에는 IC칩(134)이 탑재되면서 접속단자패드(22)가 설치되고, 상기 전원부(19)는 얇은 헝태의 DㆍC 밧데리로 되어 있다.

또한 상기 카드기판(12)의 상부표면에 설치된 회로모듈(18)은 제1절연층(24)으로 완전히 피복되고, 이제1절연층(24)상에는 도전성 페이스트에 의한 배선패턴라인(26)이 IC카드(10)의 Y방향으로 확장되면서 병렬로 설치되어 있는데, 이들 배선패턴라인(26)은 상기 제1절연층(24)에 형성된 관통구멍(28)을 통해 회로모듈(18)의 접속단자패드(22)에 결합되게 된다. 즉, 이러한 접속에 의해 임의의 회로모듈(18)의 해당 접속단자패드(22)가 다른 회로모듈(18)의 해당 접속단자패드(22)가 다른 회로모듈(18)의 해당 접속단자패드에 결합되게 된다.

그리고, 상기 제1절연층(24)상에 제2절연층(30)이 형성되어 있는데, 제2도에서 알 수 있는 바와 같이 상기 제1 및 제2절연층(24)(30)으로 된 이중층은 외부접속단자패턴(14)과 동일한 두께로 형성되게 된다. 또 IC카드(10)의 X방향으로 확장되는 배선패턴라인(32)은 상기 제2절연층(30)상에 병렬로 형성되면서 접속단자패턴(14)에 결합되게 되는데, 이러한 결합시에는 도전성 패이스트가 이용되게 된다. 그리고 상기 배선패턴라인(32)은 제2절연층(30)상에 형성된 관통구멍(34)을 통해서 아랫쪽의 배선패턴라인(26)에 결합된다. 즉, 하나의 배선패턴라인(32)은 관통구멍(34)을 통해서 대응하는 하나의 배선패턴라인(26)에 전기적으로 결합되게 된다. 또 상호절연된 상기 배선패턴라인(26)(32)은 평면상에서 오른쪽으로 가면서 서로 엇갈리도록 설치되고, 소정의 회로모듈(예컨대 18a)의 접속단자패드(22)는 필요하다면 외부접속단자패턴(14)에 전기적으로 결합되게 된다.

제3도는 회로모듐(18)의 주요부구조를 설명하기 위한 부분확대도로, 회로모듈(18)은 일반적으로 경화성절연수지(42)에 의해 보호되면서 장방형의 오목부(38; 38a, 38b, 38c, …)에 설치된 IC칩(34; 34a, 34b, …)과 칩캐패시터(36)를 포함하고 있는데 여기서 IC칩(34)은 메모리칩이 사용된다.

또 전자소자(34)(36)가 설치된 기판층(40)은 그 표면이 절연성 박막층(44)으로 완전히 피복되고, 그 위에는 접속배선라인(46)이 형성되게 되는데, 이 접속배선라인(46)의 형성시에는 도전성 페이스트가 사용되게 된다. 또 접속배선라인(46)은 2개의 다른 방향, 즉 상호 직각방향으로 연장된 배선라인으로 이루어져서 회로모듈의 내부배선패턴을 제공하게 되는데, 이들 접속배선라인(46)은 절연층(44)에 형성된 관통구멍(도시되지 않음)을 통해서 IC칩(34)의 접속단자(48)에 결합되어 IC칩(34)사이를 전기적으로 접속시키게 된다. 그리고 다른 절연성 박막층(50)은 절연층(44)상에 배치되고, 상기 접속배선라인(46)은 절연층(44)에 형성된 관통구멍(도시되지 않음)을 통해서 그 절연층(50)표면에 형성된 접속단자패드(52)에 결합되게 되는데, 이들접속단자패드(52)는 회로모듐(18a)의 내부접속단자로서 사용된다.

이러한 배열로 함으로써 많은 IC칩(34)이 소정 갯수의 회로모듈(l8)상에 탑재되게 되는데, 이때 탑재된 IC칩용 접속단자가 각각의 회로모듈(18)에 함께 형성되기 때문에 많은 수의 IC칩(34)을 카드기판(12)상에 고집적도로 탑재할 수 있게 된다. 그리고 이것은 IC카드의 배선영역을 축소시켜 소형화된 카드를 제조할수 있도록 하게 된다.

또한 배선접속에 포함되는 단자의 수가 축소되게 됨으로써 모든 IC칩을 카드기판(12)에 직접 접속배선하는 경우에 비해 더욱 배선배열을 정밀하게 실행할 수 있게 된다. 따라서 배선의 신뢰성이 향상되게 된다.

더욱이 회로모듈(18)과 카드기판(12)의 접속기단자패턴(14)사이의 전기적인 배선접속이 종래의 본딩이나 TAB를 사용하지 않고 이중층으로 된 배선패턴라인에 의해 이뤄지게 되므로 IC카드(10)를 얇게 만들 수 있게 된다.

특히, 제1 및 제2도전층(24)(30)을 카드기판(12)의 가장자리부분의 두께와 실질적으로 같아지도륵 형성할 수 있게 되므로 IC카드(10)를 더욱 얇게 만들 수 있게 된다.

이하, 상기한 구조로 된 IC카드를 효과적으로 제조할 수 있는 제조공정에 대해서 설명한다.

우선, 각 회로모듈(18)용 기판층(40)을 마련하고, 그 기판층(40)의 오목부(38)내에 복수의 IC칩(34)과 칩캐패시터(36)를 설치한다. 그리고 상기 소오스소자834)(36)에 자외선을 방사시켜 상기 오목부(38)내에 UV경화성 수지(42)를 형성하고, 기판(40)상에 스크린인쇄공정(screen printing process)을 시행하여 IC칩(34)의 접속단자(전극)에 해당되는 위치에 관통구멍이 형성된 절연층(44)을 형성한 후, 이 관통구멍에 금속을 매립하는데, 이때 스크린인쇄에 의해 절연층(44)상에 배선층(46)이 형성되게 된다.

이어, 상기와 동일한 방법으로 절연층(44)상에 절연층(50)을 형성하고, 이 절연층(50)상에 제3도에 도시된 바와 같이 상기와 동일한 스크린인쇄를 통하여 접속단자패드(52)를 형성한다.

이와 같이 해서 제조된 회로모듈(18)과 전원부(19)는 각각 카드기판(12)의 오목부에 설치되면서 상술한 방법과 동일한 방법으로 UV경화성 수지(20)에 의해 보호된다.

그후 제1절연층(24)으로 작용하게 되는 UV경화성 수지를 카드기판(12)의 전표면에 피착하고, 선택적으로 에칭하여 제1절연층(24)에 관통구멍에 대응하는 구멍을 형성한다. 단, 여기서 스크린인쇄를 사용하지않고 UV경화성 수지를 카드기판(12)상에 피착시키는 이유는 그 위에 소자(18)(19)가 탑재된 카드기판(12)의 상부표면이 평평하지 않고 오목볼록하기 때문에 스크린인쇄를 통해서는 제1절연층(24)을 평평하게 형성하기가 어려운 반면, 카드기판(12)의 전표상에 제1절연층(24)으로서 UV경화성 수지를 피착시키게 되면 그 제1절연층(24)을 평평하게 만들 수 있기 때문이다.

이어, 상기 제1절연층의 구멍에 금속을 매립하여 관통구멍(28)을 형성한 후, 이 제1절연층(24)상에 도전성 페이스트를 사용하여 배선라인(26)을 형성한다. 그리고 상기 제2절연층(24)상에 스크린인쇄를 통해 제2절연층(30)으로서 관통구멍(28)에 대응하는 구멍을 갖는 UV경화성 수지를 형성하고, 이 구멍에 금속을 매립하여 관통구멍(28)을 형성한 후, 도전성 페이스트를 사용하여 상기 제2절연층(30)상에 배선라인을 병렬로 형성한다.

이상의 공정에서는 복수의 IC칩(34)과 캐패시터(36)를 포함하는 전자소자를 보호하기 위한 수지(42)와, 카드기판(12)상의 회로모듐(18)을 보호하기 위한 수지(20) 및, 이중층으로된 배선패턴라인(26)(32)과 복수의 IC칩(34)을 전기적으로 절연시키기 위한 수지로서 모두 동일한 수지 물질을 사용할 수 있기 때문에 열확장성 및 높은 접착성을 갖게 된다.

이상 설명한 본 발명에 따른 IC카드의 제도방법에 따르면, 복수의 IC칩(34)과 카드기판(12)사이의 배선공정이 회로모듈(18)상에 복수의 IC칩(34)을 설치한 후 회로모듈(18)에 배선을 실행하는 과정과, 카드기판(12)상에 각각의 회로모듈(18)을 탑재한 후 그 카드기판(12)상에 배선을 실행하는 과정의 2개 과정으로 되어 있기 때문에 IC카드상에 탑재되게 되는 IC칩(34)의 수가 증가된 경우에도 많은 수의 접속단자를 각 배선공정에서 용이하게 배선할 수 있게 된다. 따라서 배선공정에서의 전자소자의 배열을 단순화시킬 수 있게되고, 배열정밀도도 향상시킬 수 있게 되는 바, 이것에 의해 각 전자소자를 고집적도로 설치하는 것이 가능하면서도 고신뢰성을 갖는 IC카드를 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형시켜 실시할 수 있는 바, 즉 예를들어 카드기판(12)으로서는 스테인레스기판을 사용해도 되고, 또 카드기판(12)상에 설치되는 IC칩(34)은 메모리칩에 한정되지 않고 마이크로프로세서칩이나 수치처리용칩(numerical processor chip)등과 같은 IC칩소자들을 설치할 수도 있다.

Claims

오목부가 형성된 표면과, 외부접속단자패턴을 갖춘 접속층이 형성된 가장자리부로 이루어진 카드형상의 주기판층과, 상기 오목부내에 마련됨과 더불어 각각 전자소자가 설치되게 되는 부기판층 및, 상기 부기판층을 피복시키면서 상기 주기판층에 배치됨과 더불어 그 주기판층의 제1방향으로 확장되면서 상기 전자소자에 결합되는 제1배선패턴과, 이 제1배선패턴과는 절연되면서 배치됨과 더불어 상기 주기관층의 제2방향으로 확장되면서 제1배선패턴과 접속단자패턴에 결합되는 제2배선패턴의 이중층으로 이루어져서, 전자소자와 접속단자패턴을 접속시키도록 된 이중층배선수단을 포함하는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 카드구조.
제l항에 있어서, 상기 제1배선패턴이 상기 주기판층에 설치된 상기 부기판층의 전자소자간을 전기적으로 접속시켜 주는 배선라인으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 카드구조.
제1항에 있어서, 상기 제2배선패턴이 상기 접속단자패턴과 상기 제1배선패턴의 배선라인사이를 전기적으로 접속시켜 주는 배선라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드구조.
제1항에 있어서, 상기 이중층으로 된 배선수단이 실질적으로 상기 접속층과 동일 두께인 것을 특징으로 하는 카드구조.
제1항에 있어서, 상기 카드구조에 상기 오목부에 각각 대응하여 설치된 상기 부기판층을 보호해주는 보호수단이 추가로 갖추어진 포함을 특징으로 하는 카드구조.
제5항에 있어서, 상기 보호수단이 경화성 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드구조.
제1항에 있어서, 샹기 전자소자가 반도체집적회로디바이스인 것을 특징으로 하는 카드구조.
제1오목부가 형성된 주표면과, 이 주표면 가장자리에 설치된 평면접속단자를 갖춘 카드기판과, 상기 제1오목부내에 설치됨과 더불어 표면에 제2오목부가 설치된 기판층을 갖춘 회로모듈, 상기 제2오목부내에 설치됨과 더불어 각각 접속단자를 갖춘 집적회로칩, 상기 각 회로모듈에서의 상기 집적회로칩의 접속단자 사이를 전기적으로 접속시켜 주는 회로모듈 접속단자로서 제공되는 제1이중층배선수단 및, 상기 회로모듈을 피복시키면서 상기 카드기판의 주표면상에 설치되어, 상기 회로모듈사이와, 상기 회로모듈접속단자와 상기 평면접속단자사이를 접속시켜 주는 제2이중층배선수단을 포함하는 구조로 되어 있는 것을 특징으로하는 IC카드.
제8항에 있어서, 상기 제1이중층배선수단이 상기 기판층의 표면을 피복시키면서 형성된 관통구멍을 갖춘 제1절연박막과, 이 제1절연박막상에 형성됨과 더불어, 2개의 다른 직각방향으로 확장되면서 상기 제1관통구멍을 통해서 상기 집적회로칩의 접속단자에 결합되는 배선라인을 갖춘 회로모듈배선패턴 및, 이 회로모듈배선패턴을 피복시키면서 상기 제1절연박막상에 형성됨과 더뷸어, 제2관통구멍과 그 위의 상기 회로모듈접속단자를 갖추고, 상기 관통구멍을 통해서 상기 회로모듐배선패턴이 상기 회로모듈접속단자에 결합되어 있는 제2절연박막으로 이루어진 포함을 특징으로 하는 IC카드.
제8항에 있어서, 상기 제2이중층배선수단이 상기 카드기판의 주표면을 피복시키면서 형성된 제3관통구멍을 갖춘 제1절연층과, 이 제1절연층상에 형성됨과 더불어, 선택된 방향으로 확장되면서 상기 제3관통구멍을 통해 상기 회로모듈접속단자에 결합된 배선라인을 갖춘 제1카드배선패턴, 이 제 1카드배선패턴을 포함하는 크기로 상기 제1절연층상에 형성됨과 더불어 제4관통구멍을 갖춘 제2절연층 및, 상기 제2절연층상에 형성됨과 더불어, 상기 선택된 방향과 직교하는 방향으로 확장되는 배선라인을 갖추고, 상기 평면접속단자에 결합됨과 더불어 상기 제4관통구멍을 통해서 상기 제1카드배선패턴에 결합된 제2카드배선패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 IC카드.
제10항에 있어서, 상기 회로모듈배선패턴과 상기 카드배선패턴의 배선라인이 도전성 페이스트로 형성되는 것을 특징으로 하는 IC카드.
제8항에 있어서, 상기 제1및 제2오목부에 설치된 상기 집적회로칩과 회로모듈이 경화성 수지에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 IC카드.
제12항에 있어서, 상기 제1및 제2절연박막과 상기 제1및 제2절연층이 상기 경화성 수지와 동일한 수지물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 IC카드.
제13항에 있어서, 상기 제2이중층배선수단의 제2절연층이 실질적으로 상기 평면접속단자와 동일레벨인 것을 특징으로 하는 IC카드.
제12항에 있어서, 상기 집적회로칩이 메모리칩으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 IC카드.
제12항에 있어서, 상기 회로모듈이 DC전원부를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 IC카드.
제8항에 있어서, 상기 카드기판이 장방향의 평면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 IC카드.