(57)【要約】【課題】薄型化が可能で、外部応力からＩＣチップを保護し、信頼性の高いＩＣカードを提供する。【解決手段】可撓性のシート材料からなり、回路パターン１０２の形成された回路基板１０１と、前記回路基板表面に、前記絶縁性のフィルムシート１００を介して接続されたＩＣチップ１０３とを有するカード基板と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルム１０７，１０８とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板と、
前記回路基板表面に、前記絶縁性のフィルムシートを介して接続されたＩＣチップとを有するカード基板と、
前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルムとを備えたＩＣカード。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＣカードであって、前記ＩＣチップの裏面には、補強板が配設されているＩＣカード。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＩＣカードであって、前記フィルムシートは前記ＩＣチップの接続端子に相当する部分を除いて、ＩＣチップの表面全体に配設されているＩＣカード。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＩＣカードであって、前記フィルムシートはポリイミドフィルムであるＩＣカード。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載のＩＣカードであって、前記フィルムシートは前記補強板と相対向する領域に形成されているＩＣカード。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のＩＣカードであって、前記フィルムシートは前記回路基板表面全体に形成されているＩＣカード。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のＩＣカードであって、前記フィルムシートはポリイミドフィルムであるＩＣカード。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のＩＣカードであって、前記回路基板は前記ＩＣチップの厚さの４分の１以下であるＩＣカード。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のＩＣカードであって、前記カード基板は総厚が３００μｍ以下であるＩＣカード。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のＩＣカードであって、総厚が０．７６ｍｍ以下であるＩＣカード。
【請求項１１】
可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板を用意する工程と、
前記回路基板表面に、前記絶縁性のフィルムシートを介してＩＣチップを接続し、カード基板を形成する工程と、
前記カード基板の表面及び裏面を覆うように保護フィルムを熱圧着により接合する工程とを備えたＩＣカードの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＩＣカードの製造方法であって、
前記カード基板を形成する工程は、
半導体ウェハ上に所望の素子列を形成する工程と、
前記素子列を構成する各素子の各接続端子部を露呈するように、前記半導体ウェハ表面に、絶縁性のフィルムシートを接合する工程と、
前記半導体ウェハを前記フィルムシートとともにダイシングし、ＩＣチップを形成する工程と、
前記フィルムシートの接合されたＩＣチップを前記回路基板に接合する工程とを含むＩＣカードの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載のＩＣカードの製造方法であって、
前記カード基板を形成する工程は、
半導体ウェハ上に所望の素子列を形成する工程と、
前記半導体ウェハをダイシングし、ＩＣチップを形成する工程と、
前記フィルムシートを挟むように前記ＩＣチップを前記回路基板に接合する工程とを含むＩＣカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードおよびその製造方法に係り、特に薄型のＩＣカードの強度の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カード上に半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）を搭載し、さまざまな機能をもたせたＩＣカードを取りまく技術革新はまさに日進月歩で、新しい機能のＣＰＵ、メモリ、カード素材等が着目され、利用技術の高度化も高まる一方である。
【０００３】
ＩＣカードは、接触型のものと非接触型のものに分類されるが、最近では各々の特徴を生かし、接触型と非接触型を一体化したいろいろなタイプのＩＣカード（ハイブリッドカード、コンビネーションカードなど）も登場している。
【０００４】
例えば、非接触型ＩＣカードは、カード上にコイルとＣＰＵなどのＩＣチップが搭載されてなり、コイルに誘起される起電力により、ＩＣチップが駆動されるしくみである。このＩＣカードは、その一例を図１１に示すように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる回路基板１０１表面に形成されたアルミニウムパターンからなるコイルパターン１０２と、前記コイルパターンにフェースダウンで異方性導電膜１０４を介して接続された半導体集積回路チップ（以下ＩＣチップ）１０３と、このＩＣチップの裏面に樹脂層１０６を介して貼着された補強板１０５とで構成されたカード基板の表面及び裏面をＰＥＴからなる保護フィルム１０７、１０８で被覆して形成される。
【０００５】
ＩＣチップ１０３と回路基板１０１との接続に際してもさまざまな工夫がなされており、回路基板１０１上の回路パターンに異方性導電膜を介してＩＣチップ１０３を搭載したものも提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
このようなＩＣカードは、０．８６ｍｍ程度と極めて薄いものであるため、カードケースなどに収納してポケットやかばんの中にいれて持ち運びがなされる際、カード基板にかかる応力により破損し易いという問題がある。
【０００７】
特に、ＩＣチップの割れや欠けが問題となっており、ＩＣチップの補強が重要な課題となっている。補強板１０５としては前述したように、通常ＩＣチップとほぼ同程度の大きさで、ＳＵＳ製ビッカース硬度３７０以上のものが用いられている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０９−１４８３７８号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来のＩＣカードは、外部応力に対してＩＣチップの破損が生じ易いという問題があった。
また、薄型化が求められているが、従来のＩＣカードは薄型化しようとすると、補強板を薄くしたり、樹脂の厚さを薄くしたりする必要があり、外部応力により破損し易いという問題があった。
【００１０】
また、回路基板は可撓性であるため、補強板側と回路基板側との物性の差による強度差があり、この間に挟まれているＩＣチップが破損し易いという問題があった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、薄型化が可能で、外部応力からＩＣチップを保護し、信頼性の高いＩＣカードを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明のＩＣカードは、可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板と、前記回路基板表面に、絶縁性のフィルムシートを介して接続され、前記回路パターンに電気的に接続されたＩＣチップとを有するカード基板と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルムとを備えている。
【００１２】
この構成により、ＩＣチップと回路基板との間に絶縁性のフィルムシートが介在しているため、外部応力による回路基板の伸びをこのフィルムシートで抑制することができ、ＩＣチップにかかる応力を緩和することができる。このように、強度の向上をはかることができるため、ＩＣチップの厚さも薄くすることができ、保護フィルムの厚さ、回路基板の厚さも低減することができ、薄型化をはかることができる。このフィルムシートは回路基板を構成する可撓性基板よりも剛性の高いものを用いるのが望ましい。一方、回路基板の外側に補強用のシートを形成したとしても、回路基板はＩＣチップ側で伸びを生じるため、効果は望めない。
【００１３】
また、本発明のＩＣカードは、前記ＩＣチップの裏面に、補強板が配設されている。
この構成により、ＩＣチップが、表面側では絶縁性のフィルムシートで補強され、裏面側では補強板で補強されているため、応力耐性のさらなる向上をはかることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明のＩＣカードは、前記フィルムシートが前記ＩＣチップの接続端子に相当する部分を除いて、ＩＣチップの表面全体に配設されている。
【００１５】
この構成により、回路基板上の回路パターンとの接続は異方性導電膜などにより良好に達成され、ＩＣチップ表面に突出する接続端子以外の部分をフィルムシートで埋めることになるため、平坦性が向上するとともに、ＩＣチップの周辺の剛性を高めることが可能となる。
【００１６】
また本発明のＩＣカードは、前記フィルムシートをポリイミドフィルムで構成している。
【００１７】
通常、回路基板はＰＥＴなどで構成されるが、この構成により、ＰＥＴより剛性の高いポリイミドフィルムによって応力による伸びを抑制することができるため、ＩＣチップにかかる応力を緩和することができる。
【００１８】
また本発明のＩＣカードでは、前記フィルムシートは前記補強板と相対向する領域に形成されている。
【００１９】
もっとも強度的に弱い領域であるＩＣチップの領域に対してのみ、貼着するようにすれば、コストの低減を図ることができる。特にポリイミドなどのコストの高いフィルムの場合にはより有効である。
【００２０】
また本発明のＩＣカードでは、前記フィルムシートが前記回路基板表面全体に形成される。
この構成により、強度の向上をはかることができる。
【００２１】
また本発明のＩＣカードでは、前記フィルムシートはポリイミドフィルムで構成される。
この構成により、応力に対する伸びが少なく、ＩＣチップに対する保護性を高めることができる。
【００２２】
また本発明のＩＣカードでは、前記回路基板は前記ＩＣチップの厚さの４分の１以下である。
この構成により、上記効果に加え、より薄型化をはかることができる。
【００２３】
また本発明のＩＣカードは、前記カード基板は総厚が３００μｍ以下である。
この構成により、より薄型化をはかることができる。
【００２４】
また本発明のＩＣカードは、総厚が０．７６ｍｍ以下である。
本発明のＩＣカードの製造方法は、可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板を用意する工程と、前記回路基板表面に、絶縁性のフィルムシートを介してＩＣチップを載置して、前記回路パターンと電気的に接続し、カード基板を形成する工程と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように保護フィルムを熱圧着により接合する工程とを備えている。
この構成により、容易に強度の高い薄型のＩＣカードを形成することができる。
【００２５】
また、本発明のＩＣカードの製造方法では、前記カード基板を形成する工程は、半導体ウェハ上に所望の素子列を形成する工程と、前記素子列を構成する各素子の各接続端子部を露呈するように、前記半導体ウェハ表面に、絶縁性のフィルムシートを接合する工程と、前記半導体ウェハを前記フィルムシートとともにダイシングし、ＩＣチップを形成する工程と、前記フィルムシートの接合されたＩＣチップを前記回路基板に接合する工程とを含む。
【００２６】
この構成により、ウェハ上でフィルムシートを固着しているため、位置決めも容易で工数を増大することなく、容易に信頼性の高いＩＣカードを形成することが可能となる。
【００２７】
また本発明のＩＣカードの製造方法では、前記カード基板を形成する工程は、半導体ウェハ上に所望の素子列を形成する工程と、前記半導体ウェハをダイシングし、ＩＣチップを形成する工程と、前記フィルムシートを挟むように前記ＩＣチップを前記回路基板に接合する工程とを含む。
【００２８】
この方法によっても容易に強度の高いＩＣカードを形成することができる。またこの絶縁性のフィルムシートに代えて、ポリイミド樹脂など、硬化後に剛性が高くなるような組成をもつ絶縁性樹脂を用いて、塗布形成するようにしてもより作業性を高めることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のＩＣカードおよびその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態のＩＣカードの断面図を図１に示す。図において、従来の技術で説明したものと同一部位は同一符号で示すものとする。また図２（ａ）はこのＩＣカードの保護フィルム１０７，１０８を除去した状態を示す平面図、（ｂ）は要部拡大断面図である。
このＩＣカードは、回路基板１０１と、この回路基板表面に搭載されるＩＣチップ１０３との間にポリイミドフィルムからなるフィルムシート１００を介在させたことを特徴とするものである。
他の部分は前述した従来技術と同様に形成されている。すなわち１０３厚さ５０μｍ以下のＰＥＴフィルムからなり、厚さ２０μｍ以下のアルミニウム箔で形成された回路パターン１０２を備えた回路基板１０１と、この回路基板表面に、厚さ２５μｍ以下のポリイミドフィルムからなるフィルムシート１００を介して接続されたＩＣチップ１０３とを有するカード基板と、前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルム１０７，１０８とを備えている。
【００３０】
ここでＩＣチップ１０３表面には図３及び図４にＩＣチップの要部拡大裏面図及び断面図を示すように、バンプ１０９が露呈するようにフィルムシート１００が貼着されており、バンプ１０９は回路基板上の回路パターン１０２に異方性導電膜１１０を介して接続されている。なおこのバンプ１０９および異方性導電膜１１０の周りをとりかこむようにフィルムシート１００が配設されている。
【００３１】
このＩＣカードは、次のようにして用いられる。たとえばＩＣカードリーダ／ライタを通じて、ＩＣカードのバンプ（外部接触端子）のＶｃｃに回路電圧３Ｖ〜５Ｖが加えられる。
また、バンプを介してクロック信号が供給され、同端子（Ｉ／Ｏ端子）を通じて情報のシリアル入出力が行われる。
【００３２】
この構成により、ＰＥＴよりも剛性の高いポリイミドフィルムからなるフィルムシートが熱圧着によって固着されており、バンプ１０９および異方性導電膜１１０の周りをとりかこむようにＩＣチップと回路基板との間に絶縁性のフィルムシート１００が介在しているため、外部応力による回路基板の伸びをこのフィルムシート１００で抑制することができるのみならず、ＩＣチップにかかる応力を緩和することができ、強度の向上をはかることができる。また、ＩＣチップの裏面側にＳＵＳ製の補強板を備えているためこの補強板１０５とフィルムシート１００とによってＩＣチップは保護されており、またバンプと回路パターンとの接続部もこのフィルムシート１００で囲まれているため電気的接続も確実となる。
このＩＣカードの総厚さは、０．７４ｍｍ、カード基板の厚さは３００μｍ以下であった。
【００３３】
このＩＣカードをＪＩＳ  Ｘ  ６３０３で規定された試験後も機能障害は生じることなく維持できた。
また動的ねじれ強さについても十分な強度を維持することができた。
さらにまたＪＩＳ  Ｋ  ５６００に規定されている耐おもり落下性試験についても剥がれが生じることなく、信頼性を維持することができた。
【００３４】
回路基板を構成する可撓性基板よりも剛性の高いものを用いるのが望ましい。
なお、ＩＣチップの厚さを小さくし、保護フィルムの厚さ、回路基板の厚さを低減しても、信頼性の低下を招くことなく信頼性の高いＩＣカードを形成することができる。
また、もっともＩＣチップに応力がかかりやすい領域に対してのみ、フィルムシートを貼着するようにすれば、コストの低減を図ることができる。特にポリイミドなどのコストの高いフィルムの場合にはより有効である。
この構成により、応力に対する伸びを低減し、ＩＣチップに対する保護性を高めることができる。
【００３５】
なお、前記ＩＣカードでは、補強板としてＳＵＳ板を用いたが、これに限定されることなく、他の材料で構成してもよい。また補強板は無くても良い場合もある。
【００３６】
また、フィルムシートはポリイミドフィルムのほか、同等の剛性を有する熱硬化性樹脂フィルムなど他の材料を用いても良い。
また、回路基板についても、ＰＥＮ，のほかＰＥＴなど他の材料を用いても良い。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態のＩＣカードの製造方法について説明する。図５乃至図９は本発明の実施の形態のＩＣカードの製造工程について説明する。
まず、図５に示すように、半導体ウェハ１上に所望の素子列を形成するとともに、図６に示すように、この素子列を構成する各素子の各接続端子部であるバンプ１０９を高さ２５〜４０μｍとなるように形成する。
【００３８】
続いて、図７に示すように、このバンプ１０９が露呈するように、半導体ウェハ１表面に、厚さ１２．５〜２５μｍのポリイミド膜からなる絶縁性のフィルムシート１００を熱圧着により接合する。このときバンプ１０９の表面がフィルムシート１００を突き抜けて露呈するような厚さのフィルムシート１００を用いることにより、特別にバンプ用の穴を形成することなくバンプを露呈させることができる。
そしてダイシングラインＤＣでＩＣチップ１０３に分断する。
【００３９】
この後図８に示すように、半導体ウェハ１をフィルムシート１００とともにダイシングし、フィルムシート１００の貼着されたＩＣチップ１０３を形成する。
そして図９に示すように、厚さ５０〜１５０μｍの補強板１０５を加熱硬化型エポキシ配合樹脂である接着性樹脂１０６を介して固着する。
【００４０】
最後に厚さ１２．５〜２５μｍの２枚のポリイミドシートからなる保護フィルム１０７，１０８で圧着し、図１に示したようなＩＣカードが形成される。
【００４１】
この方法によれば、ウェハからダイシングしてＩＣチップを形成するに先立ち、フィルムシートを貼着しておき、ウェハをフィルムシートとともにダイシングするようにしているため、位置ずれもなく容易にフイルムシートをＩＣチップのある領域にのみ、バンプを避けて形成することができる。
【００４２】
また補強板を固着する際、ＩＣチップの裏面側には回路基板１０１との間にフィルムシート１００が存在するため、応力緩和がなされる。したがって組み立て時のＩＣチップの割れを防止し歩留まりの向上をはかることができる。
【００４３】
このようにして容易に作業性よく信頼性の高いＩＣカードを形成することができる。
【００４４】
なお、前記実施例ではウェハレベルでフィルムシートを貼着するようにしたが、これに限定されることなく、半導体ウェハをダイシングし、ＩＣチップを形成したのち、フィルムシート１００を挟むようにＩＣチップ１０３を回路基板１０１に接合するようにしてもよい。
【００４５】
この方法によっても容易に強度の高いＩＣカードを形成することができる。またこの絶縁性のフィルムシートはポリイミド樹脂など、硬化時に剛性が高い絶縁性樹脂に代え、塗布形成するようにしてもより作業性を高めることができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
さらに前記実施の形態では、フィルムシート１００は、ＩＣチップの裏面にのみ形成したが、図１０に示すように、回路基板表面全体を覆うように形成してもよい。他部については前記第１の実施の形態と同様である。
この構成によれば、コストは高くなるが、より信頼性の高いものとなる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明のＩＣカードは、ＩＣチップと回路基板との間に絶縁性のフィルムシートが介在しているため、ＩＣチップにかかる応力を緩和することができ、強度の向上をはかることができる。
また、ＩＣチップの厚さを低減することができる。
さらにまた本発明の方法によれば、容易に、位置ずれもなく信頼性の高いＩＣカードを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＩＣカードの断面図
【図２】（ａ）は保護フィルムを形成する前のＩＣカードの平面図、（ｂ）は同要部拡大断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣチップの表面側を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣチップの断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣカードの製造工程を示す図
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣカードの製造工程を示す図
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣカードの製造工程を示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣカードの製造工程を示す図
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるＩＣカードの製造工程を示す図
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるＩＣカードを示す図
【図１１】従来例のＩＣカードを示す図
【符号の説明】
１  半導体ウェハ
１０１  回路基板
１０２  回路パターン
１０３  ＩＣチップ
１０４  異方性導電膜
１０５  補強板
１０６  樹脂層
１０７，１０８  保護フィルム
【図１】
2005004272.tif 000003
【図２】
2005004272.tif 000004
【図３】
2005004272.tif 000005
【図４】
2005004272.tif 000006
【図５】
2005004272.tif 000007
【図６】
2005004272.tif 000008
【図７】
2005004272.tif 000009
【図８】
2005004272.tif 000010
【図９】
2005004272.tif 000011
【図１０】
2005004272.tif 000012
【図１１】
2005004272.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月11日(2003.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板と、
前記回路基板表面に、絶縁性のフィルムシートを介して接続されたＩＣチップとを有するカード基板と、
前記カード基板の表面及び裏面を覆うように接合せしめられた保護フィルムとを備えたＩＣカード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
可撓性のシート材料からなり、回路パターンの形成された回路基板を用意する工程と、
前記回路基板表面に、絶縁性のフィルムシートを介してＩＣチップを接続し、カード基板を形成する工程と、
前記カード基板の表面及び裏面を覆うように保護フィルムを熱圧着により接合する工程とを備えたＩＣカードの製造方法。