(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波を受けるコイルアンテナと、前記コイルアンテナと電気的に接続され、電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基に前記アンテナを介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信を行うＩＣモジュールと、を保護フィルムで封止されてなるＩＣカードであって、
前記ＩＣモジュールは、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板と、該基板の配線リード層とリードボンディングされた半導体チップと、を備え、
前記配線リード層は、前記モジュールの絶縁基材に対して配線の占める面積が最大となる配線パターンで形成されたことを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記請求項１に記載のＩＣカードにおいて、
前記コイルアンテナの両終端部を前記半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュールの配線リード層内に設けたことを特徴とするＩＣカード。
【請求項３】
ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波をコイルアンテナで受け、その電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基に前記コイルアンテナを介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信を行う半導体チップを有するＩＣモジュールを備えたＩＣカードの製造方法において、
ＩＣカードのベースとなる樹脂基材に半導体チップを埋め込むための凹み孔を形成し、前記半導体チップを該凹み孔に嵌合して該ＩＣモジュールを樹脂基材に搭載し、該ＩＣモジュールと電気的に接続される該コイルアンテナを該樹脂基板上に印刷形成し、該印刷形成された面とその反対面にそれぞれ保護フィルムを一括ロールラミネートし、該ＩＣモジュールを搭載した樹脂基材を挟み込むように封止し、
前記ＩＣモジュールは、ベースとなる絶縁基材にアンテナ接続孔、ボンディング孔、配線孔とを形成し、該絶縁基材上に銅箔をラミネートし、エッチングにより配線リードを形成し、ボンディング孔部分を除く絶縁基材に前記樹脂基板及び半導体チップと接続するための熱可塑性の接着層を印刷し、前記熱可塑性の接着層をマスクに該ボンディング孔内の配線上に金めっき８０を施してＴＡＢテープ基板を形成し、該ボンディング孔内の配線リードの片側を切り離して折り曲げ、該半導体チップとの位置合わせをしてリードボンディングを行い、前記接着層の熱圧着により絶縁基材の半導体チップを搭載してＩＣカードを製造することを特徴とする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カード及びその製造方法に関し、特に、キャッシュカード、セキュリティカード、ＩＤカード、テレホンカード等の非接触型のＩＣカード及びその製造方法に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７及び図８は、従来のＩＣカードの構成を説明するための図である。
【０００３】
従来のＩＣカード１は、図７に示すように、半導体チップ１０と、コイルアンテナ２０と、回路配線３０とがそれぞれが電気的に接続され、保護フィルム（ＰＥＴ材）１００と接着剤層１０１とで封止された構成をとる。また、使用／未使用を判断するための切り欠き部４０を有する。
【０００４】
図８は、半導体チップ１０の周辺の構成を示した拡大断面図である。
【０００５】
図８に示すように、半導体チップ１０には外部電極である金属バンプ１３が設けられ、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film ）１４を介して回路配線３０に電気的に接続されており、接着剤層１０１を介してＰＥＴ（Poly-ethylene Terephthalate ）１００によって封止されている。また、半導体チップ１０は非常に薄い（厚さ０．０６mm）ため、クラック防止のための補強板１２が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＩＣカードでは、図８に示すように、半導体チップ１０と回路配線３０の接続は、半導体チップ１０に金属バンプ１３を設け、回路配線３０上にＡＣＦ１４を塗布して、それらに圧力を加えることで行われていた。
【０００７】
しかし、この接続に用いられるＡＣＦ１４は大変高価なため、ＩＣカードの製造コストが大きくなり高価になるという問題点があった。
【０００８】
また、半導体チップ１０に形成する金属バンプ１３もコストがかかる要因の一つとなっている。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能な技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
（１）ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波を受けるコイルアンテナと、前記コイルアンテナと電気的に接続され、電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基に前記アンテナを介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信を行うＩＣモジュールと、を保護フィルムで封止されてなるＩＣカードであって、前記ＩＣモジュールは、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板と、該基板の配線リード層とリードボンディングされた半導体チップと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）のＩＣカードにおいて、前記コイルアンテナの両終端部を前記半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュールの配線リード層内に設けたことを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）または（２）のＩＣカードにおいて、前記配線リード層は、前記モジュールの絶縁基材に対して配線の占める面積が最大となる配線パターンで形成されたことを特徴とする。
【００１４】
（４）ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波をコイルアンテナで受け、その電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基に前記コイルアンテナを介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信を行う半導体チップを有するＩＣモジュールを備えたＩＣカードの製造方法において、ＩＣカードのベースとなる樹脂基材に半導体チップを埋め込むための凹み孔を形成し、前記半導体チップを該凹み孔に嵌合して該ＩＣモジュールを樹脂基材に搭載し、該ＩＣモジュールと電気的に接続される該コイルアンテナを該樹脂基板上に印刷形成し、該印刷形成された面とその反対面にそれぞれ保護フィルムを一括ロールラミネートし、該ＩＣモジュールを搭載した樹脂基材を挟み込むように封止してＩＣカードを製造することを特徴とする。
【００１５】
（５）（４）のＩＣカードの製造方法において、前記ＩＣモジュールは、ベースとなる絶縁基材にアンテナ接続孔、ボンディング孔、配線孔とを形成し、該絶縁基材上に銅箔をラミネートし、エッチングにより配線リードを形成し、ボンディング孔部分を除く絶縁基材に前記樹脂基板及び半導体チップと接続するための熱可塑性の接着層を印刷し、前記熱可塑性の接着層をマスクに該ボンディング孔内の配線上に金めっき８０を施してＴＡＢテープ基板を形成し、該ボンディング孔内の配線リードの片側を切り離して折り曲げ、該半導体チップとの位置合わせをしてリードボンディングを行い、前記接着層の熱圧着により絶縁基材の半導体チップを搭載して製造されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態のＩＣカードの構成を説明するための図である。なお、図１（ａ）は、本実施形態のＩＣカードを上面から見た平面図であり、構成をわかりやすくするため、上下面に設けられる保護フィルムを取り除いて図示してある。また、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線で切った断面図を示す。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のＩＣカード１は、樹脂基板５０上に、半導体チップを有するＩＣモジュール１０と、ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波を受けるコイルアンテナ２０と、配線３０（ＩＣカードの使用／未使用を判定する）とがそれぞれ電気的に接続されて設けられ、それらをＰＥＴ等の保護フィルム（ここでは図示せず）で封止された構成をとり、また、使用／未使用を判断するための切り欠き部４０を有する。なお、図１においては、樹脂基板５０を挟み込むように貼り付けられる上下面の保護フィルム及びそれらを接着する接着剤は図示していない。
【００１８】
また、図１（ｂ）に示すように、樹脂基板５０には、ＩＣモジュール１０の半導体チップ１１を受ける凹み孔５１を設けてあり、接着剤を介して半導体チップ１１をその凹み孔５１に嵌合させることでＩＣモジュール１０を樹脂基板５０に固着する。
【００１９】
さらに、上述のコイルアンテナ２０と配線３０は、各々Ａｇ（銀）ペーストをスクリーン印刷することで形成され、その接着されたＩＣモジュール１０上と電気的に接続されるように印刷される。
【００２０】
また、樹脂基板５０としては、例えばＰＶＣ、ＡＢＳ、またはＰＥＴ（Poly-ethylene Terephthalate ）を用いる。
【００２１】
次に、本実施形態のＩＣモジュール１０について説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態のＩＣモジュール１０の構成を示した図であり、図２（ａ）は構成を説明するための上から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線で切った断面図である。
【００２３】
本実施形態のＩＣモジュール１０は、コイルアンテナ２０が受けた電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基にコイルアンテナ２０を介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信及び情報記憶を行うものであり、図２（ｂ）に示すように、絶縁基材（ポリイミド）層６０と接着層（図示せず）と回路配線形成のリード線３０ａの層との３層構造のＴＡＢテープに熱可塑ｄｉｅ接着層７０を設けた基板に、半導体チップ１１を搭載した構成をとる。
【００２４】
ポリイミド層６０には、図２（ａ）に示すように、コイルアンテナ２０と接続するためのアンテナ接続孔６１ａ，６１ｂと、マイロクリードボンディングのためのボンディング孔６２ａ，６２ｂと、配線３０と接続するための配線接続孔６３ａ，６３ｂとが設けられる。
【００２５】
また、半導体チップ１１とリード線３０ａとの電気的接続は、図２（ｂ）に示すように、マイクロリードボンディングの技術を用いて行われるものであり、リード線３０ａの半導体チップ１１と接続する箇所を金めっきし、半導体チップ１１の電極パッド（アルミ）とのＡｌ−Ａｕの金属拡散接合によって電気的に接続される。
【００２６】
このように、ＩＣカード１のＩＣモジュール１０は、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板に対して、半導体チップ１１をリードボンディングすることにより、従来のように、高価な金バンプ、ＡＣＦを設ける必要がないため、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００２７】
また、図１に示すように、図２（ａ）示すアンテナ接続孔６１ａと６２ｂの距離をコイルアンテナ２０の巻数幅より大きくとることで、コイルアンテナ２０の両終端部を半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュール内のリード線として設けることができる。これにより、従来のわずらわしいクロスオーバ配線形成処理（クロスする配線を絶縁する処理）を行う必要がなくなり、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００２８】
次に、本実施形態のＩＣカードの製造方法について説明する。
【００２９】
図３は、本実施形態のＩＣカードの製造方法を説明するための図である。
【００３０】
本実施形態のＩＣカード１は、図３に示すように、まず、ＰＶＣ、ＡＢＳ等のロール巻きされた樹脂基材５０に半導体チップ１１を埋め込むための凹み孔５１をプレス凹み加工により形成し、ロール巻きされたＩＣモジュール１０の半導体チップ１１を凹み孔５１に嵌合し、個別にＩＣモジュール１０の外形打ち抜きを行い、接着剤により樹脂基材５０にＩＣモジュール１０の熱貼り付けを行う。
【００３１】
そして、コイルアンテナ２０と配線３０を形成するＡｇペースト２５をスクリーン印刷により形成し、ペースト乾燥炉９０によりＡｇペースト２５を定着させる。このとき、Ａｇペースト２５は、図２に示すアンテナ接続孔６１と配線接続孔６３上からリード線（配線パターン）と電気的に接続されるように印刷される。
【００３２】
そして、コイルアンテナ２０、配線３０がスクリーン印刷された面に絵柄が印刷されないＰＥＴ（裏面のＰＥＴ）１００ａを、その反対側面には絵柄が印刷されたＰＥＴ（表面のＰＥＴ）１００ｂを一括ロールラミネートしてＩＣモジュール１０と樹脂基材５０を挟み込み、それを個別のサイズに打ち抜き加工を行い、図１に示すようなＩＣカード１を得る。
【００３３】
次に、本実施形態のＩＣモジュール１０の製造方法について説明する。
【００３４】
このＩＣモジュール１０の製造工程は、半導体チップ１１を形成する半導体チップ形成工程と、半導体チップ１１を搭載するＴＡＢテープ基板を形成する基板形成工程と、半導体チップ１１と基板を搭載するときの搭載工程とからなる。
【００３５】
まず、初めに半導体チップ形成工程について説明する。図４は、本実施形態の半導体チップ形成工程を説明するための図である。
【００３６】
本実施形態の半導体チップ形成工程は、まず、図４（ａ）に示すように、８インチサイズ（厚さ０．５５mm）のウエハ１１０に複数個の回路素子（０．５μｍ高耐圧ＣＭＯＳプロセスＥＥＰＲＯＭ）を形成するウエハ加工を行い、図４（ｂ）に示すように、ウエハ１１０に薄型加工を行い、約０．２mmの厚さの薄型ウエハ１１０ａを形成する。
【００３７】
そして、図４（ｃ）に示すように、薄型ウエハ１１０ａをダイシングして半導体チップ１１を得る。
【００３８】
次に、基板形成工程について説明する。図５は、本実施形態の基板形成工程を説明するための図である。
【００３９】
本実施形態の基板形成工程は、図５（ａ）に示すように、約０．０５mm厚のベースとなるポリイミド６０にアンテナ接続孔６１、ボンディング孔６２、配線孔６３とをパンチング工程で開口し、図５（ｂ）に示すように、そのポリイミド６０上に厚さ１８μｍ程度の銅箔をエポキシ系の接着剤（図示せず）で１８０℃、５kg／cmの条件でラミネートし、ボンディング孔６２に裏止め工程を行い、ホトケミカルエッチング方法によりリード線（配線パターン）３０ａを形成した３層ＴＡＢテープを得る。このときの、リード線（配線パターン）３０ａの形成は、できるだけ銅箔部分を多く残すように行う。このようにすることで、基板により剛性を持たすことができ、半導体チップ１１に加わる力を軽減するので、半導体チップ１１の割れ等を減少させることが可能である。
【００４０】
さらに、図５（ｃ）に示すように、熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０をリード線３０ａ（ただし、ボンディング孔部分を除く）上に印刷し、図５（ｄ）に示すように、ボンディング孔内のリード線３０ａ上に、熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０をマスクに厚さ０．３μｍ程度の金めっき８０を施してＴＡＢテープ基板を得る。
【００４１】
次に、搭載工程について説明する。図６は、本実施形態の搭載工程を説明するための図である。
【００４２】
本実施形態の基板形成工程は、図６（ａ）に示すように、半導体チップ１１の外部電極と接続する金めっきされたリード線３０ａ（ボンディング孔の突き出しリード線）を切り離し、図６（ｂ）に示すように、そのリード線３０ａを折り曲げて位置合わせを行い、ボンディングツールでＡｕ−Ａｌ接合によるリードボンディングを行う。
【００４３】
このボンディングは、位置合わせ後、温度３５０℃に設定されたヒ−トツールによって上方からリード当たり１〜５ｇで１〜３秒加圧することによって行われる。そして、熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０により半導体チップ１１が接着される。また、この熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０はＩＣモジュール１０と樹脂基板５０との接着も行う。
【００４４】
したがって、説明してきたように、本発明のＩＣカード１では、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板に、半導体チップ１１をリードボンディングしたＩＣモジュールを設けることにより、高価な金バンプ、ＡＣＦを設ける必要をなくすことができるので、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００４５】
また、ＩＣモジュール１０内のアンテナ接続孔６１ａと６２ｂの距離をコイルアンテナ２０の巻数幅より大きくとることで、コイルアンテナ２０の両終端部を半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュール内のリード線として設けることができ、個別にクロスオーバ配線形成処理（クロスする配線を絶縁する処理）を行う必要がなくなり、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００４８】
絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板に、半導体チップをリードボンディングしたＩＣモジュールを設けることにより、高価な金バンプ、ＡＣＦを設ける必要をなくすことができるので、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００４９】
また、ＩＣモジュール内の各アンテナ接続孔間の距離をコイルアンテナの巻数幅より大きくとることで、コイルアンテナの両終端部を半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュール内のリード線として設けることができ、個別にクロスオーバ配線形成処理（クロスする配線を絶縁する処理）を行う必要がなくなり、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＩＣカードの構成を説明するための図である。
【図２】本実施形態のＩＣモジュールの構成を示した図である。
【図３】本実施形態のＩＣカードの製造方法の製造方法を説明するための図である。
【図４】本実施形態の半導体チップ形成工程を説明するための図である。
【図５】本実施形態の基板形成工程を説明するための図である。
【図６】本実施形態の搭載工程を説明するための図である。
【図７】従来のＩＣカードの構成を説明するための図である。
【図８】従来のＩＣカードにおける半導体チップ１０の周辺の構成を示した図である。
【符号の説明】
１  ＩＣカード
１０  ＩＣモジュール
１１  半導体チップ
２０  コイルアンテナ
２５  Ａｇペースト
３０  配線
３０ａ  リード線
４０  切り欠き部
５０  樹脂基板
５１  凹み孔
６０  絶縁基材（ポリイミド）
７０  熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）
８０  金めっき
９０  ペースト乾燥炉
６１ａ，６１ｂ  アンテナ接続孔
６２ａ，６２ｂ  ボンディング孔
６３ａ，６３ｂ  配線接続孔
１００ａ，１００ｂ  保護フィルム（ＰＥＴ）
１１０  ウエハ
１１０ａ  薄型ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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