(57)【要約】少なくとも情報を記憶する機能を有する半導体ＩＣチップ（３０）と、外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターン（１４）が形成された樹脂基板（１０）とを備え、この樹脂基板（１０）上のアンテナパターン（１４）の一端部に設けられたアンテナ端子（１４１）とＩＣチップ（３０）の電極端子（２２）とが対向するように実装され、かつアンテナパターン（１４）とＩＣチップ（３０）の回路形成面（２０）との間に少なくとも５μｍのギャップ規制用絶縁層（３２）を設けた構成からなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記憶し、信号を処理する機能を有する半導体ＩＣチップと、
熱可塑性を有する基材からなり、外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターンが形成された樹脂基板とを備え、
前記樹脂基板上の前記アンテナパターンの一端部に設けられたアンテナ端子と前記半導体ＩＣチップの電極端子とが対向するように実装され、かつ前記アンテナパターンと前記半導体ＩＣチップの回路形成面との間に少なくとも５μｍのギャップを設けたことを特徴とする非接触型情報記憶媒体。
【請求項２】
前記ギャップは、前記半導体ＩＣチップの前記回路形成面のうち、アナログ回路および接地回路が形成されている面と前記アンテナ端子との間に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項３】
前記アンテナ端子と前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の実装構成が、異方導電性樹脂を用い、前記異方導電性樹脂中の導電性粒子を介して前記電極端子上に設けたバンプと前記アンテナ端子とを接続する方式、または絶縁性樹脂を用い、前記電極端子上に設けたバンプと前記アンテナ端子とを直接接触して接続する方式であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項４】
前記半導体ＩＣチップの前記回路形成面のうちの少なくとも前記アナログ回路と前記接地回路とが形成されている面上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されているバンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項５】
前記アンテナ端子間の前記樹脂基板上に、前記アンテナ端子の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されているバンプの高さと前記アンテナ端子の厚みとの和よりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項６】
前記アンテナ端子を含む前記アンテナパターン上で、かつ前記半導体ＩＣチップと重なる領域上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されているバンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項７】
前記ギャップ規制用絶縁層が熱硬化性樹脂材料、熱可塑性樹脂材料、紫外線硬化樹脂のいずれかまたはその混合物により形成されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項８】
前記半導体ＩＣチップが実装される面と対向する面上に、複数の前記アンテナ端子の面積よりも少なくとも大きな形状を有する補強板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項９】
前記樹脂基板の基材が、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレートまたはポリエチレンテレフタレートグリコールからなることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項１０】
ポリエステル系の基材上にアンテナパターンが形成された樹脂基板のアンテナ端子上に絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、
電極端子の表面上に少なくとも５μｍ以上の厚みを有するバンプが形成された半導体ＩＣチップを前記樹脂基板上に配置して、前記バンプと前記アンテナ端子とを位置合わせする位置合せステップと、
前記半導体ＩＣチップを押圧するとともに加熱して、前記バンプと前記アンテナ端子とを直接接触あるいは前記異方導電性樹脂を介して電気的に接続する実装ステップと、
前記絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を硬化する硬化ステップとを有し、
前記実装ステップおよび前記硬化ステップにおける加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲としたことを特徴とする非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂供給ステップの前に、前記半導体ＩＣチップが実装される面と対向する面上に、複数の前記アンテナ端子の面積よりも少なくとも大きな形状を有する硬質板を前記樹脂基板の基材に接着するステップをさらに設け、
前記硬化ステップの後に、前記硬質板を除去するステップをさらに設けることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体ＩＣチップは、回路形成面のうちの少なくともアナログ回路と接地回路とが形成されている面上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されている前記バンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂基板は、前記アンテナ端子間の前記樹脂基板上に、前記アンテナ端子の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されている前記バンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１４】
前記樹脂基板は、前記アンテナ端子を含む前記アンテナパターン上で、かつ前記半導体ＩＣチップと重なる領域上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されている前記バンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）などの外部通信機器と交信を行い、各種情報を含む信号を非接触で読み出しまたは記憶が可能な非接触型情報記憶媒体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、ＩＤカードやＲＦタグなどの非接触型情報記憶媒体（以下、非接触カードとよぶ）に関する技術が急速に進展している。非接触カードは、樹脂基板などに形成したアンテナパターンと、アンテナパターンの一端部に設けられたアンテナ端子に接続された半導体ＩＣチップ（以下、ＩＣチップとよぶ）とにより構成されている。【０００３】  現在、１３．５６ＭＨｚ帯を使用した非接触カードとして、鉄道会社により定期券やプリペードカードなどに利用されている。【０００４】  このような非接触カードは、技術開発の進展により、小型化、低価格化が進んできており、最近ではさらに様々な分野で用いられている。例えば、商品の生産管理や流通管理における一元管理システムの構築や小物商品や書籍などのセキュリティ管理などへの利用が挙げられる。しかし、さらに広く普及するためには、非接触カードのさらなる利便性の向上や低コスト化が要求される。例えば、フレキシブル性を有する非接触カードの実現や、通信距離を長くすることおよび通信距離のバラツキを小さくすることなどが要求されている。【０００５】  そこで、通信距離を長くするための構成として、特開２００２−２９８１０６号公報（以下、「特許文献１」と記す）に、データを記憶するＩＣチップと、上記データを電磁波を用いて非接触で送受信するアンテナと、アンテナに対向して配置されて電磁波をアンテナに向かって反射する反射手段とを備えた非接触カードが開示されている。【０００６】  上記特許文献１によれば、反射手段を設けているので、電池を搭載することなしに通信距離を伸ばすことができる。さらに、裏面にある物質がどんな物であるかにかかわらず、データの読み書きする状態を一定に保つことができる。【０００７】  また、マイクロ波帯を使用する場合に、基材の特性変動による通信距離の変動を抑制するために、特開２００５−７１１７９号公報（以下、「特許文献２」と記す）に、以下の構成が開示されている。すなわち、紙で構成された基材と、基材に設けられた外部リーダ／ライタからのＵＨＦ波帯からマイクロ波帯の電磁波でデータの送受信を行う通信手段と、データを書き換え可能または読み出しのみ可能に格納する格納手段を有するＩＣチップと、ＩＣチップに接続された導電体からなるアンテナ部と、基材とアンテナ部との間に設けられた誘電率の変化が少なく、かつ耐水性を有する材料で構成された被覆層とを備えた非接触カードである。【０００８】  また、特開２０００−２９５０２４号公報（以下、「特許文献３」と記す）には、通信距離を確保しながら小型化するために、所定の誘電率を有する誘電体基板と、アンテナ導体を用いて電流が同一方向に流れるように誘電体基板を挟んだ両面に分離して形成される平面状のアンテナコイルとを備えたアンテナ基板を有する非接触タグの構成も開示されている。【０００９】  しかし、特許文献１の非接触カードでは、アンテナと反射手段との間隔がデータの読み書きに使用される電磁波の波長により決まるので、通信距離を伸ばすには所定の間隔とすることが要求される。例えば、２．４５ＧＨｚを使用する場合には、最小の間隔で７．７ｍｍが必要となる。そのため、この方式では、通信距離を大きくすることができる��、薄い非接触カードを実現することは困難である。【００１０】  また、特許文献２の非接触カードでは、紙からなる基材の誘電率の変化を抑制することにより、アンテナ部の共振周波数のズレを小さくできることは記載されている。しかし、ＩＣチップを実装するときの実装状態により通信距離が変動することに関しては、記載も示唆もされていない。【００１１】  また、特許文献３の非接触タグでは、誘電体基板の両面に形成したアンテナコイル間の浮遊容量とアンテナコイルのインダクタンスとにより共振回路を形成することで、小型形状としながら開口部を大きくして通信距離を改善している。しかし、特許文献２と同様に、ＩＣチップを実装するときの実装状態により通信距離が変動することに関しては、記載も示唆もされていない。さらに、上記構成は、９５６ＭＨｚなどの超短波や２．４５ＧＨｚなどのマイクロ波を使用する場合においては、有効な手段となり難い。【００１２】  また、一般に、非接触カードなどの基材として、例えばＰＥＴ樹脂のような熱可塑性の樹脂基材を用いた場合、ＩＣチップとアンテナパターンのアンテナ端子との接続時において、例えば加熱温度や加圧荷重などの条件により樹脂基板の変形を生じることがある。さらに、この変形に伴ってアンテナ端子を含むアンテナパターンが凹むことにより、ＩＣチップの回路形成面とアンテナ端子との間隔が非常に接近する場合がある。【００１３】  そして、本発明者等は、ＩＣチップの回路形成面とアンテナ端子との間隔が小さくなると、通信距離に大きなバラツキが生じることを新たに見出した。
【発明の開示】
【００１４】  本発明の非接触カードは、情報を記憶し、信号を処理する機能を有するＩＣチップと、熱可塑性を有する基材からなり、外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターンが形成された樹脂基板とを備え、この樹脂基板上のアンテナパターンの一端部に設けられたアンテナ端子とＩＣチップの電極端子とが対向するように実装され、かつアンテナパターンとＩＣチップの回路形成面との間に少なくとも５μｍのギャップを設けた構成からなる。
【００１５】  この構成により、ＩＣチップの回路形成面とアンテナ端子との間で生じる浮遊容量を充分小さくすることができるので、あらかじめ設定した容量値がずれることがなくなる。この結果、設計値どおりの通信距離を確保することができ、かつそのバラツキを大幅に抑制することができる。
【００１６】  また、本発明の非接触カードの製造方法は、ポリエステル系の基材上にアンテナパターンが形成された樹脂基板のアンテナ端子上に絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、電極端子の表面上に少なくとも５μｍ以上の厚みを有するバンプが形成されたＩＣチップを樹脂基板上に配置して、バンプとアンテナ端子とを位置合わせする位置合せステップと、ＩＣチップを押圧するとともに加熱して、バンプとアンテナ端子とを直接接触あるいは異方導電性樹脂を介して電気的に接続する実装ステップと、絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を硬化する硬化ステップとを有し、実装ステップおよび硬化ステップにおける加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲とした方法からなる。
【００１７】  この方法により、加熱により軟化するポリエステル系の基材を用いた樹脂基板であっても、実装ステップおよび硬化ステップにおいて押圧による樹脂基板の盛り上がりやアンテナパターンの凹みなどの変形を抑制することができる。この結果、アンテナ端子とＩＣチップの回路形成面とのギャップをバンプの高さである５μｍ以上とすることができ、通信距離のバラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明者等が用いた非接触カードの全体構成を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＩＣチップの実装部の拡大平面図である。
【図２】図２は、図１Ｂに示す樹脂基板上にＩＣチップを、従来の実装条件および硬化条件により、異方導電性樹脂を用いて実装した場合の図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第１の実施の形態にかかる非接触カードを構成するＩＣチップの構造を示す回路形成面から見た平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第２の実施の形態にかかる非接触カードにおいて、樹脂基板の要部構成であるＩＣチップを実装する領域の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第３の実施の形態にかかる非接触カードの構成を示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿った断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第４の実施の形態にかかる非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップである硬質板を貼り付けた樹脂基板に対してＩＣチップを位置合わせした状態を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第４の実施の形態にかかる非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップであるＩＣチップを押圧してバンプとアンテナ端子とを異方導電性樹脂を介して接続した状態を示す断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の第４の実施の形態にかかる非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップであるＩＣチップを接続後、硬質板を除去した状態の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】  １０，３４，３８  樹脂基板
１２  基材
１４  アンテナパターン
１６，３０  半導体ＩＣチップ（ＩＣチップ）
１８  シリコン単結晶基板
２０  回路形成面
２４  バンプ
２６  ダミーバンプ
２８  異方導電性樹脂
３２，３６  ギャップ規制用絶縁層
４０  補強板
４２  硬質板
１４１  アンテナ端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面において、同一要素には同一符号を付しており説明を省略する場合がある。【００２１】  最初に、熱可塑性樹脂であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を基材とした樹脂基板を用いて、異方導電性樹脂によりＩＣチップを実装した場合の樹脂基板の変形による通信距離とそのバラツキについて、本発明者等が見出した結果について説明する。【００２２】  図１Ａは、本発明者等が用いた非接触カードの全体構成を示す平面図で、図１Ｂは図１ＡのＩＣチップの実装部の拡大平面図である。なお、この非接触カードは、マイクロ波帯で使用が認められている２．４５ＧＨｚに対応する構成である。【００２３】  ＩＣチップ１６はシリコン単結晶基板１８を用いて公知の半導体プロセスにより作製されている。バンプ２４が形成された面には、アナログ回路（図示せず）や接地回路（図示せず）などを含む種々の回路が形成されており、この面が回路形成面２０である。また、アナログ回路および接地回路は図示しないがバンプ２４が形成されている領域を含んで形成されており、アンテナ端子１４１と重なる。なお、本実験に用いたＩＣチップ１６は、２個のバンプ２４と１個のダミーバンプ２６とを有し、外形が約０．７ｍｍ□である。【００２４】  樹脂基板１０は、ＰＥＴ樹脂の基材（厚み：約１００μｍ）１２からなり、その上にアルミニウム（Ａｌ）箔（厚み：約１５μｍ）からなる一対のアンテナパターン１４が形成されている。また、アンテナパターン１４のそれぞれの一端部にはアンテナ端子１４１が設けられている。そして、アンテナ端子１４１は、ＩＣチップ１６の実装時の位置合わせを簡略化するためにバンプ２４の大きさ（約８０μｍ、厚み：約１５μｍ）に比べて、約３００μｍ□と非常に大きい形状を有する。そのため、ＩＣチップ１６の回路形成面２０とアンテナ端子１４１とが重なる領域（対向する面積）も広くなる。【００２５】  図２は、樹脂基板１０上にＩＣチップ１６を、従来の実装条件および硬化条件により、異方導電性樹脂２８を用いて実装した場合の図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。なお、異方導電性樹脂２８は、ベース樹脂、硬化剤および導電性粒子を主体に構成されている。【００２６】  以下に、従来の実装条件および硬化条件を示す。すなわち、実装条件としては、加圧力６０ｇｆ〜１００ｇｆで常温において実装した。また、硬化条件としては、加熱温度１８０℃〜２３０℃、加圧力３００ｇｆで８秒間加えて硬化した。【００２７】  上記条件により実装した場合、ＰＥＴ樹脂からなる基材１２が軟化し、それに伴いＡｌ箔からなるアンテナパターン１４の、特にアンテナ端子１４１の領域に凹みが発生した。そして、この凹みにより、隣接するアンテナ端子１４１の間に盛り上がりを生じた。それにより、アンテナ端子１４１とＩＣチップ１６の回路形成面２０とのギャップＳは顕微鏡で観察した結果、約１μｍ程度となっていた。なお、ギャップＳは複数箇所で測定し、その平均値で求めた。そして、このようなギャップを有する非接触カードの通信距離は、０．３ｍであった。【００２８】  以下に、樹脂基板１０上に同じ異方導電性樹脂２８を用い、加圧力を変化させて実装したときのギャップの測定値と通信距離との関係を（表１）に示す。【００２９】
【表１】
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【００３０】  ここで、ギャップの測定は、通信距離を測定した後、非接触カードの断面を顕微鏡で観察して求めた。また、通信距離の測定は、同一のリーダ／ライタを用いて同一条件により測定した。【００３１】  その結果、（表１）からわかるように、ギャップの測定値が５μｍより小さい場合には、通信距離が小さくなると同時に、そのバラツキが大きくなることを見出した。【００３２】  なお、（表１）には、同じような方法により測定したＵＨＦ帯で使用が認められている９５６ＭＨｚに対する場合の結果も示している。９５６ＭＨｚの場合には、アンテナパターンの構成は図１に示した構成とは異なるが、ＩＣチップを実装する領域部の形状についてはほぼ同じである。（表１）からわかるように、９５６ＭＨｚの場合でも２．４５ＧＨｚの場合と同じように、ギャップを５μｍ以上にすることで通信距離を長くでき、かつそのバラツキを小さくすることができることを見出した。【００３３】  非接触カードの通信距離は、非接触カード内のＩＣチップに形成されている回路の消費電力とリーダ／ライタから受信した電波をＤＣに変換する変換効率に依存する。そして、一般的に、通信距離（Ｄ）は、送信電力（Ｐ）の１／２乗、アンテナ利得の１／２乗に比例し、周波数（ｆ）に反比例する。例えば、アンテナ利得（Ｇ）を４倍（６ｄＢ）にすると、通信距離（Ｄ）は２倍になる。【００３４】  また、非接触カードにおいては、ＩＣチップの回路形成面のアナログ回路や接地回路とアンテナ端子とは重なるような配置で実装する方法が一般的である。この理由は、ＩＣチップのバンプが２個のみであり、実装コストの低減のために高精度の位置合わせを不要として高速の実装を行うためである。【００３５】  しかし、実装時に、アンテナ端子とアナログ回路および接地回路との重なり（対向する面積）やその間隔がばらつくと、浮遊容量が変動する。そして、浮遊容量の変動はＱ値の低下を生じるため、結果的に通信距離を短くするとともに、そのバラツキが大きくなるものと推測される。【００３６】  すなわち、熱可塑性樹脂からなる基材を用いる場合には、ＩＣチップを樹脂基板上に実装する工程において、実際に樹脂基板に伝達される温度や加圧力のバラツキによるギャップの狭小化、およびアンテナ端子と接地回路などの重なり状態のバラツキなどにより、この浮遊容量が変動する。特に、ギャップが短くなると、急激に浮遊容量が大きくなるため、重なり状態よりもギャップの影響が大きくなる。【００３７】  したがって、ギャップを制御することが重要であることを見出した。【００３８】  なお、ギャップを大きくするためにバンプを高くすることも有効な手法であるが、ＩＣチップの高コスト化を招くため好ましくない。そのため、ＩＣチップのバンプ高さを最小限に設定することが望ましい。【００３９】  以下、具体的に本発明の実施の形態について説明する。【００４０】  （第１の実施の形態）
図３は、本発明の第１の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。また、図４Ａは本実施の形態にかかる非接触カードを構成するＩＣチップ３０の回路形成面から見た平面図で、図４Ｂは図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。なお、本実施の形態では、図１Ａと図１Ｂに示した樹脂基板を用いた例について説明する。【００４１】  本実施の形態にかかる非接触カードは、少なくとも情報を記憶する機能を有するＩＣチップ３０と、熱可塑性を有する基材１２からなり外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターン１４が形成された樹脂基板１０とを備えている。そして、樹脂基板１０上のアンテナパターン１４の一端部に設けられたアンテナ端子１４１とＩＣチップ３０の電極端子２２とがフリップチップ方式により接続されている。さらに、アンテナパターン１４とＩＣチップ３０の回路形成面との間に少なくとも５μｍのギャップＳを設けている。【００４２】  ここで、ギャップＳは、ＩＣチップ３０の回路形成面２０のうち、アナログ回路（図示せず）および接地回路（図示せず）が形成されている面とアンテナ端子１４１との間のギャップである。なお、アナログ回路と接地回路は、アンテナ端子１４１と接続する電極端子２２の近傍にも設けられている。【００４３】  そして、ＩＣチップ３０の回路形成面２０のうちの少なくともアナログ回路と接地回路とが形成されている面上に、５μｍ以上で、かつＩＣチップ３０の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層３２が形成されている。【００４４】  以下、さらに詳細に説明する。【００４５】  樹脂基板１０は、ＰＥＴ樹脂などの基材（厚み：約１００μｍ）１２からなり、その上にＡｌ箔（厚み：約１５μｍ）からなるアンテナパターン１４が形成されている。また、アンテナパターン１４のそれぞれの一端部にはアンテナ端子１４１が設けられている。【００４６】  ＩＣチップ３０は、シリコン単結晶基板１８を用いて公知の半導体プロセスにより作製されている。バンプ２４が形成された面には、アナログ回路（図示せず）や接地回路（図示せず）などを含む種々の回路が形成されている。また、アナログ回路や接地回路は、バンプ２４が形成されている領域を含んで形成され、さらにアンテナ端子１４１と重なる領域にも設けられている。【００４７】  また、本実施の形態では、回路形成面２０を含むほぼ全面にギャップ規制用絶縁層３２が形成されている。ギャップ規制用絶縁層３２は、例えばフォトレジスト膜を用いて形成することができる。あるいは、液状の感光性または非感光性のポリイミドを用いて形成することができる。なお、ギャップ規制用絶縁層３２は、バンプ２４を形成前に形成しておくほうが、工程を簡略にできるので好ましいが、バンプ２４を形成した後でもよい。また、ギャップ規制用絶縁層３２は、個片のＩＣチップ３０とする前のウエハ状態で形成することが好ましい。ギャップ規制用絶縁層３２の膜厚は、回路形成面２０の表面を基準として５μｍ以上とする。ただし、バンプ２４の高さよりは薄くする。すなわち、バンプ２４の高さを１５μｍに設定する場合には、ギャップ規制用絶縁層３２の���みは、５μｍ以上で、１５μｍ以下の範囲、例えば７μｍ程度に設定するのが好ましい。【００４８】  ギャップ規制用絶縁層３２を形成することで、図３に示すように従来使用している異方導電性樹脂２８を用いて従来と同じ条件で実装を行っても、アンテナ端子１４１と回路形成面２０とのギャップＳを５μｍ以上にすることができる。【００４９】  このように、あらかじめＩＣチップ３０の回路形成面２０上にギャップ規制用絶縁層３２を形成しておくことにより、ＩＣチップ３０を樹脂基板１０上に実装するステップにおいて、樹脂基板１０が変形してもＩＣチップ３０の回路形成面２０とアンテナ端子１４１との間のギャップＳを、確実に５μｍ以上にすることができる。【００５０】  この結果、アンテナ端子１４１と接触するバンプ２４の位置のズレや実装条件のバラツキなどが発生しても、通信距離のバラツキを小さくできる。したがって、安価な熱可塑性樹脂などの基材１２からなる樹脂基板１０を用いても、歩留まりの良好な非接触カードを作製できる。【００５１】  なお、ギャップ規制用絶縁層３２としては、上記のフォトレジストやポリイミド樹脂だけでなく、エポキシ樹脂でもよい。このエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などでもよい。さらに、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂あるいはアクリル樹脂を用いてもよい。なお、エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂を用いる場合、硬化剤としてはアミン、イミダゾール、アミンアダクトまたは酸無水物を使用することが望ましい。エポキシ樹脂の例としては、例えばＪＥＲ製Ｅｐ８２８とＥｐ８０６を等量混合、イミダゾール系硬化剤として四国化成製２Ｐ４ＭＨＺとしたものを用いることができる。【００５２】  なお、本実施の形態では、ギャップ規制用絶縁層３２はＩＣチップ３０の外周部のダイシング領域をはずして形成したが、ウエハの全面に形成しておき、ギャップ規制用絶縁層３２をシリコンウエハのダイシング時に同時に切断するようにしてもよい。【００５３】  また、本実施の形態では、ギャップ規制用絶縁層３２はＩＣチップ３０の回路形成面２０のほぼ全面に形成したが、本発明はこれに限定されない。図３からもわかるように、ギャップ規制用絶縁層３２はアンテナ端子１４１と重なる領域のみに形成しても同じような効果を得ることができる。【００５４】  なお、本実施の形態の非接触カードに用いるＩＣチップ３０は、必要なバンプ２４は２個のみであるが、実装時のＩＣチップ３０の位置を安定させるためにダミーバンプ２６も設けられている。【００５５】  また、樹脂基板１０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の他、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）を用いてもよい。さらに、アンテナパターン１４としては、上記のＡｌ箔以外に、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの箔を用いてもよい。ただし、Ｃｕ箔を用いる場合には、その表面に酸化防止被膜を形成しておくことが好ましい。さらに、アンテナパターン１４は、金属箔だけでなく、銀（Ａｇ）、ＡｇまたはＡｇ��Ｐｄ合金などの導体粉末と熱硬化樹脂などからなる導電性樹脂ペーストで印刷により形成してもよい。導電性ペーストをアンテナパターン１４として使用する場合、その厚さを１５μｍ〜３０μｍ、好ましくは２５μｍ、かつ表面粗さ５μｍ以内とすることが望ましい。【００５６】  （第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す断面図である。本実施の形態にかかる非接触カードの場合、ＩＣチップ１６については従来の構成と同じである。また、図６Ａは本実施の形態にかかる樹脂基板のＩＣチップ１６を実装する領域の平面図で、図６Ｂは図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図である。図６Ａと図６Ｂからわかるように、樹脂基板３４の基本的な構成は、図１に示す樹脂基板１０と同じである。しかし、本実施の形態の場合には、隣接するアンテナ端子１４１の間の樹脂基板３４の基材１２上に、アンテナ端子１４１の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつＩＣチップ１６の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さとアンテナ端子１４１の厚みとの和よりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層３６が形成されている。【００５７】  このギャップ規制用絶縁層３６は、例えばレジストインクを用いて印刷方式により形成することができる。あるいは、液状の感光性レジスト材料を用いて全面に塗布後、露光プロセスなどにより加工して形成することもできる。この場合に、ギャップ規制用絶縁層３６は、ＩＣチップ１６を形成する領域全面に形成してもよい。なお、樹脂基板３４の基材１２上に形成するギャップ規制用絶縁層３６は、個片の樹脂基板３４に分割する前の多数の樹脂基板３４が形成されているシートの状態の時に形成することが望ましい。これにより、一括して多数の樹脂基板３４上にギャップ規制用絶縁層３６を形成することができる。【００５８】  ギャップ規制用絶縁層３６の膜厚は、アンテナ端子１４１の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつＩＣチップ１６の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さとアンテナ端子１４１の厚みとの和よりも薄くする。すなわち、アンテナ端子１４１の厚みを１５μｍとし、バンプ２４の高さを１５μｍとした場合には、ギャップ規制用絶縁層３６の厚みは以下のように設定する。アンテナ端子１４１の厚み（１５μｍ）よりも５μｍ以上大きくすることが必要であるので、少なくとも２０μｍ以上とする。そして、アンテナ端子１４１の厚み（１５μｍ）とバンプ２４の高さ（１５μｍ）との和（３０μｍ）よりも薄くする。例えば、２３μｍ程度に設定すれば、異方導電性樹脂２８による接続を確実に行え、かつ接続後のギャップとして５μｍ以上を確保することができる。【００５９】  このように、あらかじめアンテナ端子１４１間の樹脂基板３４の基材１２上にギャップ規制用絶縁層３６を形成しておくことにより、ＩＣチップ１６を樹脂基板３４上に実装するステップにおいて、樹脂基板３４が変形してもＩＣチップ１６の回路形成面２０とアンテナ端子１４１との間のギャップを、確実に５μｍ以上にすることができる。この結果、アンテナ端子１４１と接触するバンプ２４の位置のズレや実装条件のバラツキなどが発生しても、通信距離のバラツキを小さくできる。したがって、安価な熱可塑性樹脂からなる基材１２の樹脂基板３４を用いても、歩留まりの良好な非接触カードを作製できる。【００６０】  なお、ギャップ規制用絶縁層３６としては、上記のレジストインクや感光性レジスト材料だけでなく、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂でもよい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノ��ルＦ型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などでもよい。さらに、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂あるいはアクリル樹脂を用いてもよい。なお、エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂を用いる場合、硬化剤としてはアミン、イミダゾール、アミンアダクトまたは酸無水物を使用することが望ましい。エポキシ樹脂の例としては、例えばＪＥＲ製Ｅｐ８２８とＥｐ８０６を等量混合、イミダゾール系硬化剤として四国化成製２Ｐ４ＭＨＺとしたものを用いることができる。【００６１】  また、本実施の形態では、隣接するアンテナ端子１４１間の樹脂基板３４の基材１２上にギャップ規制用絶縁層３６を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナ端子１４１を含むアンテナパターン１４上で、かつＩＣチップ１６と重なる領域上に、５μｍ以上で、かつＩＣチップ１６の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層を形成してもよい。これにより、ＩＣチップ１６の外周領域でギャップが規制されるので、５μｍ以上のギャップを確実に、かつ再現性よく得ることができる。【００６２】  （第３の実施の形態）
図７Ａは本発明の第３の実施の形態にかかる非接触カードの構成を示す平面図で、図７Ｂは図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿った断面図である。本実施の形態にかかる非接触カードは、図１Ａと図１Ｂに示す樹脂基板１０とは異なる構成を有する樹脂基板３８上にＩＣチップ１６を実装した構成からなる。【００６３】  以下、図１Ａと図１Ｂに示す樹脂基板１０と異なる点を主体に説明する。本実施の形態の樹脂基板３８は、第１の実施の形態で説明したように、樹脂基板１０まで作製した後に、さらにＩＣチップ１６が実装される面と対向する面上に、複数のアンテナ端子１４１の面積よりも少なくとも大きな形状を有する補強板４０を設けた構成からなる。本実施の形態では、補強板４０はＩＣチップ１６の形状よりも大きく、隣接するアンテナ端子１４１を含むアンテナパターン１４にかかるような形状であり、樹脂基板３８の基材１２に接着固定されている。【００６４】  補強板４０としては、樹脂基板３８より硬度や曲げ弾性および耐熱性の大きな樹脂材を用いることが好ましく、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。あるいは、ガラス繊維を混入させた樹脂を使用してもよい。このような樹脂からなるシートを接着剤により接着固定すれば、樹脂基板３８の基材１２が実装時に加熱と加圧を受けて軟化しても、補強板４０の作用によりアンテナ端子１４１間の樹脂基板３８の盛り上がりを抑制することができる。この結果、バンプ２４の高さとほぼ同じギャップ量とすることができる。【００６５】  なお、補強板４０の厚みは樹脂基板３８の基材１２の厚みによっても最適値が異なる。基材１２の厚みを１００μｍ以下とする場合には、補強板４０の厚みを約１０μｍ〜３０μｍ程度とすることが望ましい。また、補強板４０は、上記の樹脂材料を用いて印刷形成方式で形成し、硬化する方法で作製してもよい。【００６６】  （第４の実施の形態）
図８Ａから図８Ｃは、本発明の第４の実施の形態の非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップの断面図である。そして、図８Ａは硬質板４２を貼り付けた樹脂基板１０に対してＩＣチップ１６を位置合わせした状態を示す断面図で、図８ＢはＩＣチップ１６を押圧してバンプ２４とアンテナ端子１４１とを異方導電性樹脂２８を介して接続した状態を示す断面図で、図８ＣはＩＣチップ１６を接続後、硬質板４２を除去した状態の断面図である。【００６７】  最初に、所定の形状のアンテナパターンを有する樹脂基板１０を作製する。樹脂基板１０の基材１２としては、厚さが５０μｍ〜１００μｍのＰＥＴ樹脂を用いた。この基材１２の面上にＡｌ箔よりなるアンテナパターン１４を形成した。Ａｌ箔の厚みは、約１５μｍである。このようにしてアンテナパターン１４を形成後、アンテナ端子１４１を含む領域より大きな形状の硬質板４２を基材１２に接着固定した。【００６８】  つぎに、図８Ａに示すように、アンテナ端子１４１を含むＩＣチップ１６の実装領域に異方導電性樹脂２８を塗布し、ＩＣチップ１６をアンテナ端子１４１上に配置した。なお、ＩＣチップ１６の回路形成面２０に設けられた電極端子２２上には、Ｎｉと金（Ａｕ）の積層構成からなるバンプ２４が設けられている。このバンプ２４の高さは約１５μｍとした。【００６９】  つぎに、図８Ｂに示すように、ＩＣチップ１６に荷重Ｆを加えて押圧し、バンプ２４とアンテナ端子１４１とが異方導電性樹脂２８を介して電気的に接続するまで加圧した。この時の実装条件は、加熱温度、時間および加圧力を１８０℃、１秒間、２ＭＰａとした。この後の硬化条件は、加熱温度、時間および加圧力を１５０℃、３０秒間、２ＭＰａとした。なお、この硬化ステップにおいては、ＩＣチップ１６を圧着ヘッドによりハンドリングした状態で行った。このような実装条件および硬化条件とし、かつ基材１２の裏面に硬質板４２を設けているので、アンテナ端子１４１間の樹脂基板１０には盛り上がりがほとんど生じず、バンプ２４の高さとほぼ同じギャップ量を安定に得ることができた。【００７０】  ＰＥＴ樹脂を基材１２として用いた場合には、加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定することが望ましい。０．５ＭＰａより小さい場合には、異方導電性樹脂２８中の導電体粒子による電気的な接触が充分できなくなり、接続抵抗がばらつきやすい。また、２．５ＭＰａより大きくなるとアンテナパターンの押圧部分で凹みが発生しやすくなり、バンプ高さよりもギャップが小さくなる。このため、バンプ高さが５μｍに近い値の場合には凹みによりギャップが５μｍ以下となる場合が発生する。このため、加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定することが望ましい。さらに望ましくは、１．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定すると、接続抵抗のバラツキをより確実に抑制できる。【００７１】  なお、この加圧力については、絶縁性接着樹脂を用いて接続する場合も同様である。【００７２】  つぎに、図８Ｃに示すように、ＩＣチップ１６を樹脂基板１０に電気的、機械的に接続した後、硬質板４２を除去した。この除去方法としては、例えば硬質板４２を透明ガラスとして、紫外線を照射することにより接着性を喪失する接着剤を用いれば容易に除去することができる。硬質板４２を除去しても、ＩＣチップ１６と樹脂基板１０のアンテナ端子１４１とのギャップは変動することがなく、５μｍ以上を確保することができた。【００７３】  本実施の形態の製造方法によれば、最終的な形状は従来の非接触カードと同じであるが、ギャップを安定に確保できるので、通信距離が長く、かつそのバラツキも小さくできる。この結果、非接触カードを歩留まりよく生産することができる。なお、本実施の形態の製造方法では、樹脂基板の基材に硬質板を貼り付けたが、本発明の製造方法においては硬質板を貼り付けなくてもギャップの確保は可能である。ただし、硬質板を貼り付けることにより、実装ステップや硬化ステップにおいて、条件のバラツキの許容範囲を広げることができ、高い歩留まりで製造を行うことができる。【００７４】  なお、本発明における異方導電性樹脂としては、球状のＡｇ粉、Ｃｕ粉またはＡｇ−ｐｄ合金粉からなる導電体粒子を、ビスフェノール系エポキシ樹脂とアミン系硬化剤をベース樹脂とするバインダに混合したものを使用することができる。さらに、樹脂ボールの表面にＮｉとＡｕの積層膜、ＡｇあるいはＣｕなどの導電体をめっきした導電体粒子を用いてもよい。【００７５】  また、樹脂基板の基材として本実施の形態では、ＰＥＴ樹脂を例として使用したが、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＰＥＮあるいはＰＥＴＧなどを用いてもよい。【００７６】  なお、第１の実施の形態から第４の実施の形態においては、異方導電性樹脂によりＩＣチップとアンテナ端子とを接続する構成としたが、本発明はこれに限定されない。非導電性の、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用い、ＩＣチップのバンプとアンテナ端子とが機械的に接触する接続方式においても、同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】  本発明の非接触カードおよびその製造方法によれば、アンテナ端子とＩＣチップの回路形成面との間のギャップを５μｍ以上とすることができる。それにより、浮遊容量の影響を抑制して、通信距離のバラツキが小さく、かつ比較的長い通信距離を得ることが可能となるため、ＲＦタグなどの非接触型情報記憶媒体を利用する分野に有用である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記憶し、信号を処理する機能を有する半導体ＩＣチップと、
熱可塑性を有する基材からなり、外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターンが形成された樹脂基板とを備え、
前記樹脂基板上の前記アンテナパターンの一端部に設けられたアンテナ端子と前記半導体ＩＣチップの電極端子とが対向するように実装され、かつ前記アンテナパターンと前記半導体ＩＣチップの回路形成面との間に少なくとも５μｍのギャップを設けたことを特徴とする非接触型情報記憶媒体。
【請求項２】
前記ギャップは、前記半導体ＩＣチップの前記回路形成面のうち、アナログ回路および接地回路が形成されている面と前記アンテナ端子との間に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項３】
前記アンテナ端子と前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の実装構成が、異方導電性樹脂を用い、前記異方導電性樹脂中の導電性粒子を介して前記電極端子上に設けたバンプと前記アンテナ端子とを接続する方式、または絶縁性樹脂を用い、前記電極端子上に設けたバンプと前記アンテナ端子とを直接接触して接続する方式であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項４】
前記半導体ＩＣチップの前記回路形成面のうちの少なくとも前記アナログ回路と前記接地回路とが形成されている面上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されているバンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項５】
前記アンテナ端子間の前記樹脂基板上に、前記アンテナ端子の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されているバンプの高さと前記アンテナ端子の厚みとの和よりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項６】
前記アンテナ端子を含む前記アンテナパターン上で、かつ前記半導体ＩＣチップと重なる領域上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されているバンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項７】
前記ギャップ規制用絶縁層が熱硬化性樹脂材料、熱可塑性樹脂材料、紫外線硬化樹脂のいずれかまたはその混合物により形成されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項８】
前記半導体ＩＣチップが実装される面と対向する面上に、複数の前記アンテナ端子の面積よりも少なくとも大きな形状を有する補強板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項９】
前記樹脂基板の基材が、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレートまたはポリエチレンテレフタレートグリコールからなることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報記憶媒体。
【請求項１０】
ポリエステル系の基材上にアンテナパターンが形成された樹脂基板のアンテナ端子上に絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、
電極端子の表面上に少なくとも５μｍ以上の厚みを有するバンプが形成された半導体ＩＣチップを前記樹脂基板上に配置して、前記バンプと前記アンテナ端子とを位置合わせする位置合せステップと、
前記半導体ＩＣチップを押圧するとともに加熱して、前記バンプと前記アンテナ端子とを直接接触あるいは前記異方導電性樹脂を介して電気的に接続する実装ステップと、
前記絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を硬化する硬化ステップとを有し、
前記実装ステップおよび前記硬化ステップにおける加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲としたことを特徴とする非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂供給ステップの前に、前記半導体ＩＣチップが実装される面と対向する面上に、複数の前記アンテナ端子の面積よりも少なくとも大きな形状を有する硬質板を前記樹脂基板の基材に接着するステップをさらに設け、
前記硬化ステップの後に、前記硬質板を除去するステップをさらに設けることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体ＩＣチップは、回路形成面のうちの少なくともアナログ回路と接地回路とが形成されている面上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されている前記バンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂基板は、前記アンテナ端子間の前記樹脂基板上に、前記アンテナ端子の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されている前記バンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【請求項１４】
前記樹脂基板は、前記アンテナ端子を含む前記アンテナパターン上で、かつ前記半導体ＩＣチップと重なる領域上に、５μｍ以上で、かつ前記半導体ＩＣチップの前記電極端子の表面に形成されている前記バンプの高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の非接触型情報記憶媒体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）などの外部通信機器と交信を行い、各種情報を含む信号を非接触で読み出しまたは記憶が可能な非接触型情報記憶媒体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＤカードやＲＦタグなどの非接触型情報記憶媒体（以下、非接触カードとよぶ）に関する技術が急速に進展している。非接触カードは、樹脂基板などに形成したアンテナパターンと、アンテナパターンの一端部に設けられたアンテナ端子に接続された半導体ＩＣチップ（以下、ＩＣチップとよぶ）とにより構成されている。
【０００３】
現在、１３．５６ＭＨｚ帯を使用した非接触カードとして、鉄道会社により定期券やプリペードカードなどに利用されている。
【０００４】
このような非接触カードは、技術開発の進展により、小型化、低価格化が進んできており、最近ではさらに様々な分野で用いられている。例えば、商品の生産管理や流通管理における一元管理システムの構築や小物商品や書籍などのセキュリティ管理などへの利用が挙げられる。しかし、さらに広く普及するためには、非接触カードのさらなる利便性の向上や低コスト化が要求される。例えば、フレキシブル性を有する非接触カードの実現や、通信距離を長くすることおよび通信距離のバラツキを小さくすることなどが要求されている。
【０００５】
そこで、通信距離を長くするための構成として、特開２００２−２９８１０６号公報（以下、「特許文献１」と記す）に、データを記憶するＩＣチップと、上記データを電磁波を用いて非接触で送受信するアンテナと、アンテナに対向して配置されて電磁波をアンテナに向かって反射する反射手段とを備えた非接触カードが開示されている。
【０００６】
上記特許文献１によれば、反射手段を設けているので、電池を搭載することなしに通信距離を伸ばすことができる。さらに、裏面にある物質がどんな物であるかにかかわらず、データの読み書きする状態を一定に保つことができる。
【０００７】
また、マイクロ波帯を使用する場合に、基材の特性変動による通信距離の変動を抑制するために、特開２００５−７１１７９号公報（以下、「特許文献２」と記す）に、以下の構成が開示されている。すなわち、紙で構成された基材と、基材に設けられた外部リーダ／ライタからのＵＨＦ波帯からマイクロ波帯の電磁波でデータの送受信を行う通信手段と、データを書き換え可能または読み出しのみ可能に格納する格納手段を有するＩＣチップと、ＩＣチップに接続された導電体からなるアンテナ部と、基材とアンテナ部との間に設けられた誘電率の変化が少なく、かつ耐水性を有する材料で構成された被覆層とを備えた非接触カードである。
【０００８】
また、特開２０００−２９５０２４号公報（以下、「特許文献３」と記す）には、通信距離を確保しながら小型化するために、所定の誘電率を有する誘電体基板と、アンテナ導体を用いて電流が同一方向に流れるように誘電体基板を挟んだ両面に分離して形成される平面状のアンテナコイルとを備えたアンテナ基板を有する非接触タグの構成も開示されている。
【０００９】
しかし、特許文献１の非接触カードでは、アンテナと反射手段との間隔がデータの読み書きに使用される電磁波の波長により決まるので、通信距離を伸ばすには所定の間隔とすることが要求される。例えば、２．４５ＧＨｚを使用する場合には、最小の間隔で７．７ｍｍが必要となる。そのため、この方式では、通信距離を大きくすることができるが、薄い非接触カードを実現することは困難である。
【００１０】
また、特許文献２の非接触カードでは、紙からなる基材の誘電率の変化を抑制することにより、アンテナ部の共振周波数のズレを小さくできることは記載されている。しかし、ＩＣチップを実装するときの実装状態により通信距離が変動することに関しては、記載も示唆もされていない。
【００１１】
また、特許文献３の非接触タグでは、誘電体基板の両面に形成したアンテナコイル間の浮遊容量とアンテナコイルのインダクタンスとにより共振回路を形成することで、小型形状としながら開口部を大きくして通信距離を改善している。しかし、特許文献２と同様に、ＩＣチップを実装するときの実装状態により通信距離が変動することに関しては、記載も示唆もされていない。さらに、上記構成は、９５６ＭＨｚなどの超短波や２．４５ＧＨｚなどのマイクロ波を使用する場合においては、有効な手段となり難い。
【００１２】
また、一般に、非接触カードなどの基材として、例えばＰＥＴ樹脂のような熱可塑性の樹脂基材を用いた場合、ＩＣチップとアンテナパターンのアンテナ端子との接続時において、例えば加熱温度や加圧荷重などの条件により樹脂基板の変形を生じることがある。さらに、この変形に伴ってアンテナ端子を含むアンテナパターンが凹むことにより、ＩＣチップの回路形成面とアンテナ端子との間隔が非常に接近する場合がある。
【００１３】
そして、本発明者等は、ＩＣチップの回路形成面とアンテナ端子との間隔が小さくなると、通信距離に大きなバラツキが生じることを新たに見出した。
【発明の開示】
【００１４】
本発明の非接触カードは、情報を記憶し、信号を処理する機能を有するＩＣチップと、熱可塑性を有する基材からなり、外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターンが形成された樹脂基板とを備え、この樹脂基板上のアンテナパターンの一端部に設けられたアンテナ端子とＩＣチップの電極端子とが対向するように実装され、かつアンテナパターンとＩＣチップの回路形成面との間に少なくとも５μｍのギャップを設けた構成からなる。
【００１５】
この構成により、ＩＣチップの回路形成面とアンテナ端子との間で生じる浮遊容量を充分小さくすることができるので、あらかじめ設定した容量値がずれることがなくなる。この結果、設計値どおりの通信距離を確保することができ、かつそのバラツキを大幅に抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の非接触カードの製造方法は、ポリエステル系の基材上にアンテナパターンが形成された樹脂基板のアンテナ端子上に絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、電極端子の表面上に少なくとも５μｍ以上の厚みを有するバンプが形成されたＩＣチップを樹脂基板上に配置して、バンプとアンテナ端子とを位置合わせする位置合せステップと、ＩＣチップを押圧するとともに加熱して、バンプとアンテナ端子とを直接接触あるいは異方導電性樹脂を介して電気的に接続する実装ステップと、絶縁性接着樹脂または異方導電性樹脂を硬化する硬化ステップとを有し、実装ステップおよび硬化ステップにおける加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲とした方法からなる。
【００１７】
この方法により、加熱により軟化するポリエステル系の基材を用いた樹脂基板であっても、実装ステップおよび硬化ステップにおいて押圧による樹脂基板の盛り上がりやアンテナパターンの凹みなどの変形を抑制することができる。この結果、アンテナ端子とＩＣチップの回路形成面とのギャップをバンプの高さである５μｍ以上とすることができ、通信距離のバラツキを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面において、同一要素には同一符号を付しており説明を省略する場合がある。
【００１９】
最初に、熱可塑性樹脂であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を基材とした樹脂基板を用いて、異方導電性樹脂によりＩＣチップを実装した場合の樹脂基板の変形による通信距離とそのバラツキについて、本発明者等が見出した結果について説明する。
【００２０】
図１Ａは、本発明者等が用いた非接触カードの全体構成を示す平面図で、図１Ｂは図１ＡのＩＣチップの実装部の拡大平面図である。なお、この非接触カードは、マイクロ波帯で使用が認められている２．４５ＧＨｚに対応する構成である。
【００２１】
ＩＣチップ１６はシリコン単結晶基板１８を用いて公知の半導体プロセスにより作製されている。バンプ２４が形成された面には、アナログ回路（図示せず）や接地回路（図示せず）などを含む種々の回路が形成されており、この面が回路形成面２０である。また、アナログ回路および接地回路は図示しないがバンプ２４が形成されている領域を含んで形成されており、アンテナ端子１４１と重なる。なお、本実験に用いたＩＣチップ１６は、２個のバンプ２４と１個のダミーバンプ２６とを有し、外形が約０．７ｍｍ□である。
【００２２】
樹脂基板１０は、ＰＥＴ樹脂の基材（厚み：約１００μｍ）１２からなり、その上にアルミニウム（Ａｌ）箔（厚み：約１５μｍ）からなる一対のアンテナパターン１４が形成されている。また、アンテナパターン１４のそれぞれの一端部にはアンテナ端子１４１が設けられている。そして、アンテナ端子１４１は、ＩＣチップ１６の実装時の位置合わせを簡略化するためにバンプ２４の大きさ（約８０μｍ、厚み：約１５μｍ）に比べて、約３００μｍ□と非常に大きい形状を有する。そのため、ＩＣチップ１６の回路形成面２０とアンテナ端子１４１とが重なる領域（対向する面積）も広くなる。
【００２３】
図２は、樹脂基板１０上にＩＣチップ１６を、従来の実装条件および硬化条件により、異方導電性樹脂２８を用いて実装した場合の図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。なお、異方導電性樹脂２８は、ベース樹脂、硬化剤および導電性粒子を主体に構成されている。
【００２４】
以下に、従来の実装条件および硬化条件を示す。すなわち、実装条件としては、加圧力６０ｇｆ〜１００ｇｆで常温において実装した。また、硬化条件としては、加熱温度１８０℃〜２３０℃、加圧力３００ｇｆで８秒間加えて硬化した。
【００２５】
上記条件により実装した場合、ＰＥＴ樹脂からなる基材１２が軟化し、それに伴いＡｌ箔からなるアンテナパターン１４の、特にアンテナ端子１４１の領域に凹みが発生した。そして、この凹みにより、隣接するアンテナ端子１４１の間に盛り上がりを生じた。それにより、アンテナ端子１４１とＩＣチップ１６の回路形成面２０とのギャップＳは顕微鏡で観察した結果、約１μｍ程度となっていた。なお、ギャップＳは複数箇所で測定し、その平均値で求めた。そして、このようなギャップを有する非接触カードの通信距離は、０．３ｍであった。
【００２６】
以下に、樹脂基板１０上に同じ異方導電性樹脂２８を用い、加圧力を変化させて実装したときのギャップの測定値と通信距離との関係を（表１）に示す。
【００２７】
【表１】
2007034764.tif 000017
【００２８】
ここで、ギャップの測定は、通信距離を測定した後、非接触カードの断面を顕微鏡で観察して求めた。また、通信距離の測定は、同一のリーダ／ライタを用いて同一条件により測定した。
【００２９】
その結果、（表１）からわかるように、ギャップの測定値が５μｍより小さい場合には、通信距離が小さくなると同時に、そのバラツキが大きくなることを見出した。
【００３０】
なお、（表１）には、同じような方法により測定したＵＨＦ帯で使用が認められている９５６ＭＨｚに対する場合の結果も示している。９５６ＭＨｚの場合には、アンテナパターンの構成は図１に示した構成とは異なるが、ＩＣチップを実装する領域部の形状についてはほぼ同じである。（表１）からわかるように、９５６ＭＨｚの場合でも２．４５ＧＨｚの場合と同じように、ギャップを５μｍ以上にすることで通信距離を長くでき、かつそのバラツキを小さくすることができることを見出した。
【００３１】
非接触カードの通信距離は、非接触カード内のＩＣチップに形成されている回路の消費電力とリーダ／ライタから受信した電波をＤＣに変換する変換効率に依存する。そして、一般的に、通信距離（Ｄ）は、送信電力（Ｐ）の１／２乗、アンテナ利得の１／２乗に比例し、周波数（ｆ）に反比例する。例えば、アンテナ利得（Ｇ）を４倍（６ｄＢ）にすると、通信距離（Ｄ）は２倍になる。
【００３２】
また、非接触カードにおいては、ＩＣチップの回路形成面のアナログ回路や接地回路とアンテナ端子とは重なるような配置で実装する方法が一般的である。この理由は、ＩＣチップのバンプが２個のみであり、実装コストの低減のために高精度の位置合わせを不要として高速の実装を行うためである。
【００３３】
しかし、実装時に、アンテナ端子とアナログ回路および接地回路との重なり（対向する面積）やその間隔がばらつくと、浮遊容量が変動する。そして、浮遊容量の変動はＱ値の低下を生じるため、結果的に通信距離を短くするとともに、そのバラツキが大きくなるものと推測される。
【００３４】
すなわち、熱可塑性樹脂からなる基材を用いる場合には、ＩＣチップを樹脂基板上に実装する工程において、実際に樹脂基板に伝達される温度や加圧力のバラツキによるギャップの狭小化、およびアンテナ端子と接地回路などの重なり状態のバラツキなどにより、この浮遊容量が変動する。特に、ギャップが短くなると、急激に浮遊容量が大きくなるため、重なり状態よりもギャップの影響が大きくなる。
【００３５】
したがって、ギャップを制御することが重要であることを見出した。
【００３６】
なお、ギャップを大きくするためにバンプを高くすることも有効な手法であるが、ＩＣチップの高コスト化を招くため好ましくない。そのため、ＩＣチップのバンプ高さを最小限に設定することが望ましい。
【００３７】
以下、具体的に本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
図３は、本発明の第１の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。また、図４Ａは本実施の形態にかかる非接触カードを構成するＩＣチップ３０の回路形成面から見た平面図で、図４Ｂは図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。なお、本実施の形態では、図１Ａと図１Ｂに示した樹脂基板を用いた例について説明する。
【００３９】
本実施の形態にかかる非接触カードは、少なくとも情報を記憶する機能を有するＩＣチップ３０と、熱可塑性を有する基材１２からなり外部機器と信号の交信を行うためのアンテナパターン１４が形成された樹脂基板１０とを備えている。そして、樹脂基板１０上のアンテナパターン１４の一端部に設けられたアンテナ端子１４１とＩＣチップ３０の電極端子２２とがフリップチップ方式により接続されている。さらに、アンテナパターン１４とＩＣチップ３０の回路形成面との間に少なくとも５μｍのギャップＳを設けている。
【００４０】
ここで、ギャップＳは、ＩＣチップ３０の回路形成面２０のうち、アナログ回路（図示せず）および接地回路（図示せず）が形成されている面とアンテナ端子１４１との間のギャップである。なお、アナログ回路と接地回路は、アンテナ端子１４１と接続する電極端子２２の近傍にも設けられている。
【００４１】
そして、ＩＣチップ３０の回路形成面２０のうちの少なくともアナログ回路と接地回路とが形成されている面上に、５μｍ以上で、かつＩＣチップ３０の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層３２が形成されている。
【００４２】
以下、さらに詳細に説明する。
【００４３】
樹脂基板１０は、ＰＥＴ樹脂などの基材（厚み：約１００μｍ）１２からなり、その上にＡｌ箔（厚み：約１５μｍ）からなるアンテナパターン１４が形成されている。また、アンテナパターン１４のそれぞれの一端部にはアンテナ端子１４１が設けられている。
【００４４】
ＩＣチップ３０は、シリコン単結晶基板１８を用いて公知の半導体プロセスにより作製されている。バンプ２４が形成された面には、アナログ回路（図示せず）や接地回路（図示せず）などを含む種々の回路が形成されている。また、アナログ回路や接地回路は、バンプ２４が形成されている領域を含んで形成され、さらにアンテナ端子１４１と重なる領域にも設けられている。
【００４５】
また、本実施の形態では、回路形成面２０を含むほぼ全面にギャップ規制用絶縁層３２が形成されている。ギャップ規制用絶縁層３２は、例えばフォトレジスト膜を用いて形成することができる。あるいは、液状の感光性または非感光性のポリイミドを用いて形成することができる。なお、ギャップ規制用絶縁層３２は、バンプ２４を形成前に形成しておくほうが、工程を簡略にできるので好ましいが、バンプ２４を形成した後でもよい。また、ギャップ規制用絶縁層３２は、個片のＩＣチップ３０とする前のウエハ状態で形成することが好ましい。ギャップ規制用絶縁層３２の膜厚は、回路形成面２０の表面を基準として５μｍ以上とする。ただし、バンプ２４の高さよりは薄くする。すなわち、バンプ２４の高さを１５μｍに設定する場合には、ギャップ規制用絶縁層３２の厚みは、５μｍ以上で、１５μｍ以下の範囲、例えば７μｍ程度に設定するのが好ましい。
【００４６】
ギャップ規制用絶縁層３２を形成することで、図３に示すように従来使用している異方導電性樹脂２８を用いて従来と同じ条件で実装を行っても、アンテナ端子１４１と回路形成面２０とのギャップＳを５μｍ以上にすることができる。
【００４７】
このように、あらかじめＩＣチップ３０の回路形成面２０上にギャップ規制用絶縁層３２を形成しておくことにより、ＩＣチップ３０を樹脂基板１０上に実装するステップにおいて、樹脂基板１０が変形してもＩＣチップ３０の回路形成面２０とアンテナ端子１４１との間のギャップＳを、確実に５μｍ以上にすることができる。
【００４８】
この結果、アンテナ端子１４１と接触するバンプ２４の位置のズレや実装条件のバラツキなどが発生しても、通信距離のバラツキを小さくできる。したがって、安価な熱可塑性樹脂などの基材１２からなる樹脂基板１０を用いても、歩留まりの良好な非接触カードを作製できる。
【００４９】
なお、ギャップ規制用絶縁層３２としては、上記のフォトレジストやポリイミド樹脂だけでなく、エポキシ樹脂でもよい。このエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などでもよい。さらに、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂あるいはアクリル樹脂を用いてもよい。なお、エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂を用いる場合、硬化剤としてはアミン、イミダゾール、アミンアダクトまたは酸無水物を使用することが望ましい。エポキシ樹脂の例としては、例えばＪＥＲ製Ｅｐ８２８とＥｐ８０６を等量混合、イミダゾール系硬化剤として四国化成製２Ｐ４ＭＨＺとしたものを用いることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、ギャップ規制用絶縁層３２はＩＣチップ３０の外周部のダイシング領域をはずして形成したが、ウエハの全面に形成しておき、ギャップ規制用絶縁層３２をシリコンウエハのダイシング時に同時に切断するようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、ギャップ規制用絶縁層３２はＩＣチップ３０の回路形成面２０のほぼ全面に形成したが、本発明はこれに限定されない。図３からもわかるように、ギャップ規制用絶縁層３２はアンテナ端子１４１と重なる領域のみに形成しても同じような効果を得ることができる。
【００５２】
なお、本実施の形態の非接触カードに用いるＩＣチップ３０は、必要なバンプ２４は２個のみであるが、実装時のＩＣチップ３０の位置を安定させるためにダミーバンプ２６も設けられている。
【００５３】
また、樹脂基板１０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の他、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）を用いてもよい。さらに、アンテナパターン１４としては、上記のＡｌ箔以外に、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）などの箔を用いてもよい。ただし、Ｃｕ箔を用いる場合には、その表面に酸化防止被膜を形成しておくことが好ましい。さらに、アンテナパターン１４は、金属箔だけでなく、銀（Ａｇ）、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金などの導体粉末と熱硬化樹脂などからなる導電性樹脂ペーストで印刷により形成してもよい。導電性ペーストをアンテナパターン１４として使用する場合、その厚さを１５μｍ〜３０μｍ、好ましくは２５μｍ、かつ表面粗さ５μｍ以内とすることが望ましい。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す断面図である。本実施の形態にかかる非接触カードの場合、ＩＣチップ１６については従来の構成と同じである。また、図６Ａは本実施の形態にかかる樹脂基板のＩＣチップ１６を実装する領域の平面図で、図６Ｂは図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図である。図６Ａと図６Ｂからわかるように、樹脂基板３４の基本的な構成は、図１に示す樹脂基板１０と同じである。しかし、本実施の形態の場合には、隣接するアンテナ端子１４１の間の樹脂基板３４の基材１２上に、アンテナ端子１４１の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつＩＣチップ１６の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さとアンテナ端子１４１の厚みとの和よりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層３６が形成されている。
【００５５】
このギャップ規制用絶縁層３６は、例えばレジストインクを用いて印刷方式により形成することができる。あるいは、液状の感光性レジスト材料を用いて全面に塗布後、露光プロセスなどにより加工して形成することもできる。この場合に、ギャップ規制用絶縁層３６は、ＩＣチップ１６を形成する領域全面に形成してもよい。なお、樹脂基板３４の基材１２上に形成するギャップ規制用絶縁層３６は、個片の樹脂基板３４に分割する前の多数の樹脂基板３４が形成されているシートの状態の時に形成することが望ましい。これにより、一括して多数の樹脂基板３４上にギャップ規制用絶縁層３６を形成することができる。
【００５６】
ギャップ規制用絶縁層３６の膜厚は、アンテナ端子１４１の厚みよりも５μｍ以上大きく、かつＩＣチップ１６の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さとアンテナ端子１４１の厚みとの和よりも薄くする。すなわち、アンテナ端子１４１の厚みを１５μｍとし、バンプ２４の高さを１５μｍとした場合には、ギャップ規制用絶縁層３６の厚みは以下のように設定する。アンテナ端子１４１の厚み（１５μｍ）よりも５μｍ以上大きくすることが必要であるので、少なくとも２０μｍ以上とする。そして、アンテナ端子１４１の厚み（１５μｍ）とバンプ２４の高さ（１５μｍ）との和（３０μｍ）よりも薄くする。例えば、２３μｍ程度に設定すれば、異方導電性樹脂２８による接続を確実に行え、かつ接続後のギャップとして５μｍ以上を確保することができる。
【００５７】
このように、あらかじめアンテナ端子１４１間の樹脂基板３４の基材１２上にギャップ規制用絶縁層３６を形成しておくことにより、ＩＣチップ１６を樹脂基板３４上に実装するステップにおいて、樹脂基板３４が変形してもＩＣチップ１６の回路形成面２０とアンテナ端子１４１との間のギャップを、確実に５μｍ以上にすることができる。この結果、アンテナ端子１４１と接触するバンプ２４の位置のズレや実装条件のバラツキなどが発生しても、通信距離のバラツキを小さくできる。したがって、安価な熱可塑性樹脂からなる基材１２の樹脂基板３４を用いても、歩留まりの良好な非接触カードを作製できる。
【００５８】
なお、ギャップ規制用絶縁層３６としては、上記のレジストインクや感光性レジスト材料だけでなく、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂でもよい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などでもよい。さらに、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂あるいはアクリル樹脂を用いてもよい。なお、エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂を用いる場合、硬化剤としてはアミン、イミダゾール、アミンアダクトまたは酸無水物を使用することが望ましい。エポキシ樹脂の例としては、例えばＪＥＲ製Ｅｐ８２８とＥｐ８０６を等量混合、イミダゾール系硬化剤として四国化成製２Ｐ４ＭＨＺとしたものを用いることができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、隣接するアンテナ端子１４１間の樹脂基板３４の基材１２上にギャップ規制用絶縁層３６を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナ端子１４１を含むアンテナパターン１４上で、かつＩＣチップ１６と重なる領域上に、５μｍ以上で、かつＩＣチップ１６の電極端子２２の表面に形成されているバンプ２４の高さよりも薄い膜厚を有するギャップ規制用絶縁層を形成してもよい。これにより、ＩＣチップ１６の外周領域でギャップが規制されるので、５μｍ以上のギャップを確実に、かつ再現性よく得ることができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
図７Ａは本発明の第３の実施の形態にかかる非接触カードの構成を示す平面図で、図７Ｂは図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿った断面図である。本実施の形態にかかる非接触カードは、図１Ａと図１Ｂに示す樹脂基板１０とは異なる構成を有する樹脂基板３８上にＩＣチップ１６を実装した構成からなる。
【００６１】
以下、図１Ａと図１Ｂに示す樹脂基板１０と異なる点を主体に説明する。本実施の形態の樹脂基板３８は、第１の実施の形態で説明したように、樹脂基板１０まで作製した後に、さらにＩＣチップ１６が実装される面と対向する面上に、複数のアンテナ端子１４１の面積よりも少なくとも大きな形状を有する補強板４０を設けた構成からなる。本実施の形態では、補強板４０はＩＣチップ１６の形状よりも大きく、隣接するアンテナ端子１４１を含むアンテナパターン１４にかかるような形状であり、樹脂基板３８の基材１２に接着固定されている。
【００６２】
補強板４０としては、樹脂基板３８より硬度や曲げ弾性および耐熱性の大きな樹脂材を用いることが好ましく、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。あるいは、ガラス繊維を混入させた樹脂を使用してもよい。このような樹脂からなるシートを接着剤により接着固定すれば、樹脂基板３８の基材１２が実装時に加熱と加圧を受けて軟化しても、補強板４０の作用によりアンテナ端子１４１間の樹脂基板３８の盛り上がりを抑制することができる。この結果、バンプ２４の高さとほぼ同じギャップ量とすることができる。
【００６３】
なお、補強板４０の厚みは樹脂基板３８の基材１２の厚みによっても最適値が異なる。基材１２の厚みを１００μｍ以下とする場合には、補強板４０の厚みを約１０μｍ〜３０μｍ程度とすることが望ましい。また、補強板４０は、上記の樹脂材料を用いて印刷形成方式で形成し、硬化する方法で作製してもよい。
【００６４】
（第４の実施の形態）
図８Ａから図８Ｃは、本発明の第４の実施の形態の非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップの断面図である。そして、図８Ａは硬質板４２を貼り付けた樹脂基板１０に対してＩＣチップ１６を位置合わせした状態を示す断面図で、図８ＢはＩＣチップ１６を押圧してバンプ２４とアンテナ端子１４１とを異方導電性樹脂２８を介して接続した状態を示す断面図で、図８ＣはＩＣチップ１６を接続後、硬質板４２を除去した状態の断面図である。
【００６５】
最初に、所定の形状のアンテナパターンを有する樹脂基板１０を作製する。樹脂基板１０の基材１２としては、厚さが５０μｍ〜１００μｍのＰＥＴ樹脂を用いた。この基材１２の面上にＡｌ箔よりなるアンテナパターン１４を形成した。Ａｌ箔の厚みは、約１５μｍである。このようにしてアンテナパターン１４を形成後、アンテナ端子１４１を含む領域より大きな形状の硬質板４２を基材１２に接着固定した。
【００６６】
つぎに、図８Ａに示すように、アンテナ端子１４１を含むＩＣチップ１６の実装領域に異方導電性樹脂２８を塗布し、ＩＣチップ１６をアンテナ端子１４１上に配置した。なお、ＩＣチップ１６の回路形成面２０に設けられた電極端子２２上には、Ｎｉと金（Ａｕ）の積層構成からなるバンプ２４が設けられている。このバンプ２４の高さは約１５μｍとした。
【００６７】
つぎに、図８Ｂに示すように、ＩＣチップ１６に荷重Ｆを加えて押圧し、バンプ２４とアンテナ端子１４１とが異方導電性樹脂２８を介して電気的に接続するまで加圧した。この時の実装条件は、加熱温度、時間および加圧力を１８０℃、１秒間、２ＭＰａとした。この後の硬化条件は、加熱温度、時間および加圧力を１５０℃、３０秒間、２ＭＰａとした。なお、この硬化ステップにおいては、ＩＣチップ１６を圧着ヘッドによりハンドリングした状態で行った。このような実装条件および硬化条件とし、かつ基材１２の裏面に硬質板４２を設けているので、アンテナ端子１４１間の樹脂基板１０には盛り上がりがほとんど生じず、バンプ２４の高さとほぼ同じギャップ量を安定に得ることができた。
【００６８】
ＰＥＴ樹脂を基材１２として用いた場合には、加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定することが望ましい。０．５ＭＰａより小さい場合には、異方導電性樹脂２８中の導電体粒子による電気的な接触が充分できなくなり、接続抵抗がばらつきやすい。また、２．５ＭＰａより大きくなるとアンテナパターンの押圧部分で凹みが発生しやすくなり、バンプ高さよりもギャップが小さくなる。このため、バンプ高さが５μｍに近い値の場合には凹みによりギャップが５μｍ以下となる場合が発生する。このため、加圧力を０．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定することが望ましい。さらに望ましくは、１．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定すると、接続抵抗のバラツキをより確実に抑制できる。
【００６９】
なお、この加圧力については、絶縁性接着樹脂を用いて接続する場合も同様である。
【００７０】
つぎに、図８Ｃに示すように、ＩＣチップ１６を樹脂基板１０に電気的、機械的に接続した後、硬質板４２を除去した。この除去方法としては、例えば硬質板４２を透明ガラスとして、紫外線を照射することにより接着性を喪失する接着剤を用いれば容易に除去することができる。硬質板４２を除去しても、ＩＣチップ１６と樹脂基板１０のアンテナ端子１４１とのギャップは変動することがなく、５μｍ以上を確保することができた。
【００７１】
本実施の形態の製造方法によれば、最終的な形状は従来の非接触カードと同じであるが、ギャップを安定に確保できるので、通信距離が長く、かつそのバラツキも小さくできる。この結果、非接触カードを歩留まりよく生産することができる。なお、本実施の形態の製造方法では、樹脂基板の基材に硬質板を貼り付けたが、本発明の製造方法においては硬質板を貼り付けなくてもギャップの確保は可能である。ただし、硬質板を貼り付けることにより、実装ステップや硬化ステップにおいて、条件のバラツキの許容範囲を広げることができ、高い歩留まりで製造を行うことができる。
【００７２】
なお、本発明における異方導電性樹脂としては、球状のＡｇ粉、Ｃｕ粉またはＡｇ−ｐｄ合金粉からなる導電体粒子を、ビスフェノール系エポキシ樹脂とアミン系硬化剤をベース樹脂とするバインダに混合したものを使用することができる。さらに、樹脂ボールの表面にＮｉとＡｕの積層膜、ＡｇあるいはＣｕなどの導電体をめっきした導電体粒子を用いてもよい。
【００７３】
また、樹脂基板の基材として本実施の形態では、ＰＥＴ樹脂を例として使用したが、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＰＥＮあるいはＰＥＴＧなどを用いてもよい。
【００７４】
なお、第１の実施の形態から第４の実施の形態においては、異方導電性樹脂によりＩＣチップとアンテナ端子とを接続する構成としたが、本発明はこれに限定されない。非導電性の、例えばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用い、ＩＣチップのバンプとアンテナ端子とが機械的に接触する接続方式においても、同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の非接触カードおよびその製造方法によれば、アンテナ端子とＩＣチップの回路形成面との間のギャップを５μｍ以上とすることができる。それにより、浮遊容量の影響を抑制して、通信距離のバラツキが小さく、かつ比較的長い通信距離を得ることが可能となるため、ＲＦタグなどの非接触型情報記憶媒体を利用する分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１Ａ】本発明者等が用いた非接触カードの全体構成を示す平面図
【図１Ｂ】図１ＡのＩＣチップの実装部の拡大平面図
【図２】図１Ｂに示す樹脂基板上にＩＣチップを、従来の実装条件および硬化条件により、異方導電性樹脂を用いて実装した場合の図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す図１Ｂの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図
【図４Ａ】本発明の第１の実施の形態にかかる非接触カードを構成するＩＣチップの構造を示す回路形成面から見た平面図
【図４Ｂ】図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる非接触カードの構造を示す断面図
【図６Ａ】本発明の第２の実施の形態にかかる非接触カードにおいて、樹脂基板の要部構成であるＩＣチップを実装する領域の平面図
【図６Ｂ】図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図
【図７Ａ】本発明の第３の実施の形態にかかる非接触カードの構成を示す平面図
【図７Ｂ】図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿った断面図
【図８Ａ】本発明の第４の実施の形態にかかる非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップである硬質板を貼り付けた樹脂基板に対してＩＣチップを位置合わせした状態を示す断面図
【図８Ｂ】本発明の第４の実施の形態にかかる非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップであるＩＣチップを押圧してバンプとアンテナ端子とを異方導電性樹脂を介して接続した状態を示す断面図
【図８Ｃ】本発明の第４の実施の形態にかかる非接触カードの製造方法を説明するための主要ステップであるＩＣチップを接続後、硬質板を除去した状態の断面図
【符号の説明】
【００７７】
１０，３４，３８    樹脂基板
１２    基材
１４    アンテナパターン
１６，３０    半導体ＩＣチップ（ＩＣチップ）
１８    シリコン単結晶基板
２０    回路形成面
２４    バンプ
２６    ダミーバンプ
２８    異方導電性樹脂
３２，３６    ギャップ規制用絶縁層
４０    補強板
４２    硬質板
１４１    アンテナ端子
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2007034764.tif 000022
【図４Ｂ】
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【図５】
2007034764.tif 000024
【図６Ａ】
2007034764.tif 000025
【図６Ｂ】
2007034764.tif 000026
【図７Ａ】
2007034764.tif 000027
【図７Ｂ】
2007034764.tif 000028
【図８Ａ】
2007034764.tif 000029
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
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2007034764.tif 000034
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