(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材と、樹脂基材の一方の面に設けられた金属製アンテナコイルと、アンテナコイルにフェイスダウン方式で装着されたＩＣチップとを有する非接触データキャリアにおいて、前記アンテナコイルのアンテナ層表面にはエッチング工程で使用した絶縁性のレジスト材料が保護膜として残存しており、頂部にスパイク部を有するＩＣチップのバンプが、当該保護膜と保護膜上に塗布された接着剤層を貫通し、さらにアンテナの金属層に食い込むことにより、ＩＣチップがアンテナコイルに電気的に接続していることを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項２】
バンプが金ワイヤから形成したものであることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の非接触データキャリアに使用するＩＣチップであって、アンテナコイルと導通する２個のバンプと平面安定性を維持する１個または２個の捨てバンプを有することを特徴とする非接触データキャリア用ＩＣチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナコイルとＩＣチップ（半導体装置）とを有する非接触データキャリアに係り、特にアンテナ層表面にフォトエッチング工程で使用したレジスト材料が保護膜として残存していることを特徴とする非接触データキャリアに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来よりアンテナコイルとＩＣチップとを有する非接触データキャリアが物流システム等において用いられている。このような非接触データキャリアは、例えば製品の包装箱あるいは製品自体に貼付されて使用される。
非接触データキャリアは、一般に樹脂基材と、樹脂基材上に設けられた金属製アンテナコイルと、アンテナコイルに接続されたＩＣチップとを備えている。
非接触式データキャリアに対して読取機側から電磁波が発せられると、アンテナコイルに誘導電圧が発生し、ＩＣチップを作動させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
非接触データキャリアは、上述のように樹脂基材上に設けられた金属製アンテナコイルと、このアンテナコイルに接続されたＩＣチップとを備えている。またアンテナコイル上には、アンテナコイルとＩＣチップを保護するための保護シートが設けられるが、保護シートをラミネートする前におけるアンテナの傷、酸化等の変質、汚れ等により十分な接着ラミ強度が得られない場合がある。さらに、ＩＣチップをアンテナコイルに加熱圧着する際に樹脂基材がたるんだり収縮したりして導通不良となったり、キャリアを精度良く作製することができなくなる場合がある。そこで、本発明ではエッチング工程でのレジスト材料をアンテナ層上に保護膜として残存させることによりこれらの問題を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、樹脂基材と、樹脂基材の一方の面に設けられた金属製アンテナコイルと、アンテナコイルにフェイスダウン方式で装着されたＩＣチップとを有する非接触データキャリアにおいて、前記アンテナコイルのアンテナ層表面にはエッチング工程で使用した絶縁性のレジスト材料が保護膜として残存しており、頂部にスパイク部を有するＩＣチップのバンプが、当該保護膜と保護膜上に塗布された接着剤層を貫通し、さらにアンテナの金属層に食い込むことにより、ＩＣチップがアンテナコイルに電気的に接続していることを特徴とする非接触データキャリア、にある。かかる非接触データキャアであるため動作不良のないデータキャリアとすることができる。
【０００５】
上記において、バンプが金ワイヤから形成したものであることを特徴とする非接触データキャリア、とすることができる。
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、請求項１または請求項２記載の非接触データキャリアに使用するＩＣチップであって、アンテナコイルと導通する２個のバンプと平面安定性を維持する１個または２個の捨てバンプを有することを特徴とする非接触データキャリア用ＩＣチップ、にある。かかる非接触データキャリア用ＩＣチップであるためアンテナコイルとの確実な導通を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の非接触データキャリアについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の非接触データキャリアの一例を示す斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。データキャリア１０は、例えばＰＥＴ製の樹脂基材１１と、樹脂基材１１上の略全域にレジスト材料を用いてエッチング形成された金属材料からなるアンテナコイル１３と、アンテナコイル１３に接続されたＩＣチップ２０とを備えている。ＩＣチップはコイルの状態が理解できるように、単に矩形状の枠で表示されている。そのサイズも各種あるが、実際には１．５ｍｍ角程度の小さいものが多用される。
アンテナコイルの両接続端部１３１，１３２はＩＣチップのバンプに接続している。本発明の非接触データキャリアでは、このように形成されたアンテナ層表面にはフォトエッチング工程で使用した絶縁性のレジスト材料が保護膜として残存していることを特徴としている。
【００１０】
図１の例のデータキャリアでは、コンデンサパターンが形成されていないが、コンデンサはＩＣチップに内蔵されており、当該コンデンサの静電容量ＣとコイルのインダクタンスＬとによりＬＣ共振回路が形成されている。一般に共振周波数１３．５６ＭＨｚに対応するものが良く使用される。
アンテナコイルとＩＣチップを覆う全面には保護シート１８が積層されるのが通常である。ＩＣチップの凸部をはめ込むようにくり抜いたバッファ層を介して保護シートを積層しても良い。保護シートはプラスチックであっても紙であっても良く、必要な表示の印刷等もこのシート表面になされる。
【００１１】
図２のように、基材１１上にはアンテナコイル１３が形成され、アンテナ層上には絶縁性のレジスト材料による保護膜１４を備えている。アンテナコイルの両接続端部１３１，１３２にはＩＣチップ２０のバンプ２０１，２０２が保護膜を貫通して突き刺さるようにして導通が図られている。ＩＣチップは厚みが薄いことがデータキャリア表面凹凸を少なくして好ましいが、通常はチップ化後にシリコン層背面を研磨（バックラップ）しても１５０〜１８０μｍの厚みとなる。
このように、アンテナ層上にレジスト膜を残存させることは、それ自体保護層として機能する他、アンテナの酸化、汚れを防止するとともに表面に保護シート１８をラミネートする際、接着性の向上に寄与させることができる。また、通常は行われるレジスト剥離の工程が省略でき、工程に伴うアンテナの傷発生防止、工程の簡易化とコストの低減を図ることができる。
【００１２】
図３は、本発明の非接触データキャリアの他の例を示す平面図である。４５×４５ｍｍサイズの基材に線幅０．５ｍｍのアルミエッチングによる線パターンが８回巻きに形成されている。線間の間隔は０．５ｍｍ程度である。この例では、コイルは導通部材１７により基材の裏面を通してジャンピング回路を形成するようにされ、ＩＣチップ２０はコイルの両接続端部が対面する部分に装着されている。この例でもアンテナ層上に絶縁性レジストによる保護膜が形成されているのは同様である。なお、導通部材１７は凹凸状の突起で基材をかしめることにより表面のアンテナとの導通が得られる。導通部材は基材１１のアンテナ形成面とは逆の面のアルミ箔をエッチング形成しても良いし、薄膜状の部品を使用しても良い。
【００１３】
次に、ＩＣチップバンプとアンテナコイルの接続方法について説明する。
図４は、ＩＣチップバンプ面側を示す図である。チップ面に３個のバンプ２０１，２０２，２０３が形成されているが、アンテナとの接続には２０１と２０２のバンプを使用する。バンプ２０３は捨てバンプとなるものでＩＣチップを装着した際の平面安定性を維持するためのものである。従って、捨てバンプをさらに１個増やして４個としてもよい。
【００１４】
図５は、個々のバンプ形状を拡大して示す図である。本発明に使用するＩＣチップのバンプは図５（Ａ）のＡ１，Ａ２のようになり、図５（Ｂ）の従来例Ｂ１，Ｂ２と異なり、頂部に尖ったスパイク部２０１ｐを有することを特徴とする。固定部２０１ｂはＩＣチップの電極パッドに接続する部分で従来例と同様に形成される。
【００１５】
図６は、バンプの形成方法を示す図である。このようなバンプの形成は、図６（Ａ）のように、まずキャピラリーツール５１に金ワイヤー５２を通し、毛細管５０でワイヤーを加熱して金ボール５３を形成する。次いで図６（Ｂ）のように基板６５上に載置したＩＣチップ２０の電極パッド２１に金ボールを圧着した後、一定の加速度でツール５１を引き離すことにより、バンプ２０１にスパイク部２０１ｐを形成することができる（図６（Ｃ））。
【００１６】
図７は、ＩＣチップをアンテナ面に装着する工程を示す図である。まず、図７（Ａ）のように、アンテナ層上に、非導電性ペースト（接着剤）１５を塗布する。ペーストは熱硬化型、ホットメルト型あるいは溶剤可溶型のもののいずれであっても良い。ただし、溶剤タイプのものの場合はレジストによる保護層を溶解しないものを使用する。液状のものに限らず接着剤シートであっても良い。
アンテナの両接続端部にＩＣチップのバンプ２０１，２０２が位置するように載置した後、図のように、ＩＣチップを押圧してバンプのスパイク部２０１ｐ，２０２ｐがペースト１５、保護膜１４を貫通して、アンテナ１３に食い込むようにする。スパイク部分はさらに基材１１に突き刺さるようにしても良いが、基材を貫通しない程度までとする。
図７（Ｂ）は、アンテナ上にＩＣチップを装着した後の状態を示す。ＩＣチップは非導電性ペースト１５によりアンテナ上に固定されるとともに、スパイク部分がアンテナ内に食い込んでいるので確実な導通を得ることができる。ペースト層とレジストによる保護層の厚みは数μｍ以内、アンテナ層は２０〜30μｍの厚みとなるので、スパイク部２０１ｐの長さはそれに見合う程度の長さとすることが好ましい。なお、ヒートシール層１２は、例えばアルミ層を樹脂基材に熱ラミネートする際に設ける層である。
【００１７】
（材質に関する実施形態）
▲１▼上記において、樹脂基材には厚み５μｍから３００μｍ程度のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド等の樹脂基材が使用される。基材の厚みは強度、加工作業性、コスト等の点から１０〜  １００μｍがより好ましい。
▲２▼アンテナ層は、連続的なラミネートおよびエッチング加工可能な材料が好ましく、厚み６〜５０μｍ程度の銅箔、アルミニュウム箔、鉄箔等が使用できる。導電性、コスト等の点からアルミニュウム箔の使用が好ましい。
【００１８】
▲３▼保護膜を形成するためのレジスト材料としては、一般的な回路形成用レジストやソルダーマスク用のソルダーレジストを用いてもよい。印刷レジストを用いてグラビアやシルクスクリーンによりパターン形成することもできる。ドライフィルムレジスト、液状レジストももちろん使用することができる。樹脂組成としては、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルあるいはスチレン等の共重合体を成分とした感光性の光硬化性樹脂や、エポキシ、アクリル、ウレタン等の２液硬化性樹脂、塩ビ、塩酢ビ、環化ゴムやノボラック樹脂系、カゼインに感光性を付与したものであっても良い。ただし、乾燥後に例えばアンテナ層のアルミに対して接着性がないレジスト材料はラベル完成後に剥離を生じるので使用を避けるべきである。例えば、アルミに対しては、アクリル系樹脂等が挙げられる。
【００１９】
▲４▼最終製品として表面保護シートを設ける場合は、透明または不透明のプラスチックフィルムをラミネートして積層する。熱ラミネートの積層の他、接着剤を用いてラミネートしても良い。材質としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン等が使用でき、あるいはまた上質紙や合成紙をラミネートするものであっても良く、必要な印刷表示や装飾を予め設けておくこともできる。シートの厚みは強度、表面性能、コストの点で１０〜３００μｍ程度である。
▲５▼保護シートをラミネートするための接着剤は、保護シート材質等を考慮して適宜選択可能であるが、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、ビニル系等のホットメルトタイプの熱可塑性接着剤の他、２液性架橋反応硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤、ＵＶ硬化型接着剤等を使用することができる。
また、アンテナ層上の保護膜たるレジスト材料に対して接着性が高いことも必要である。
【００２０】
【実施例】
（実施例）
厚み３８μｍの透明２軸延伸ポリエステルフィルムに２５μｍ厚のアルミニュウム箔をドライラミネートしてアンテナ樹脂基材を準備した。上記、アルミ箔表面に塩酢ビ系樹脂による感光性レジスト（ザ・インクテック株式会社製）を乾燥後の厚みが１μｍとなるように塗布して設け、アンテナコイルパターンを露光し、現像した後、塩化第２鉄水溶液でアルミ露出部をエッチングしてアンテナコイルパターンを有するシートを得た。なお、レジスト膜は剥膜処理せずにそのままアンテナ層上に残した。
【００２１】
次いで、図５のようにスパイク部分２０１ｐが３０μｍ、固定部２０１ｂが  ３０μｍであるバンプ高さを有するＩＣチップ２０を準備した。ＩＣチップ装着部にエポキシ系熱硬化性接着剤を塗布した後（図７）、ＩＣチップのバンプをフェイスダウンの状態にしてアンテナコイルの接続端部１３１，１３２に位置合わせして載置した。ＩＣチップ側から１５０°Ｃ、１．２ＭＰａで熱圧をかけてＩＣチップを装着した。次に、ポリエステル系ホットメルト接着剤を介し、５０μｍ厚の２軸延伸ポリエステルフィルムを積層し鏡面ステンレス板間にはさんだ後、プレス機に導入して１３５°Ｃ、０．５ＭＰａ、１２０秒間の条件で熱プレスしてラミネートした。その後、所定形状（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に外寸カットしてデータキャリアを完成した。
【００２２】
（比較例）
上記実施例と同一の条件で基材上にアンテナコイルパターンを形成したが、レジスト膜を剥膜除去した後、ＩＣチップの装着を同一条件で行った。保護シートのラミネートも同一の条件で行った。
【００２３】
実施例の非接触データキャリアは、アンテナ表面に傷や変質、汚れが生じず、保護シートを十分な接着強度を持ってラミネートすることができた。また、使用中においてもＩＣチップの脱落による動作不良等の問題は生じなかった。
一方、比較例の場合は、剥膜処理工程中にアンテナ表面に傷が生じて導通不良となったり、アルミ表面の酸化皮膜によりラミネート接着力の低下が生じ、実用上の問題が生じた。
【００２４】
【発明の効果】
上述のように、本発明のデータキャリアでは、アンテナ層上にレジスト膜をそのまま残存させているので、それ自体保護層として機能する他、アンテナの傷、酸化等の変質、汚れを防止して表面に保護シートをラミネートする際、接着性の向上に寄与させることができる。また、通常は行われるレジスト剥離の工程が省略でき、工程の簡易化とコストの低減を図ることができる。また、本発明の非接触データキャリア用ＩＣチップでは先端部にスパイク部を有するので保護層を貫通してアンテナ層と確実な導通を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の非接触データキャリアの一例を示す斜視図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】  本発明の非接触データキャリアの他の例を示す平面図である。
【図４】  ＩＣチップバンプ面側を示す図である。
【図５】  個々のバンプ形状を拡大して示す図である。
【図６】  バンプの形成方法を示す図である。
【図７】  ＩＣチップをアンテナ面に装着する工程を示す図である。
【符号の説明】
１０    非接触データキャリア
１１    基材
１２    ヒートシール層
１３    アンテナコイル
１４    保護膜
１５    非導電性ペースト
１７    導通部材
１８    保護シート
２０    ＩＣチップ
２１    電極パッド
２２    パッシベーション膜
５０    毛細管
５１    キャピラリーツール
５２    金ワイヤ
５３    金ボール
６５    基板
１３１，１３２    アンテナの両接続端部
２０１，２０２    バンプ
２０３    捨てバンプ
【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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