(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣモジュールの基板の片面に複数の端子電極で構成される外部端子が金属薄板によって形成され、前記基板のもう一方の面にＩＣチップが搭載され、基板の前記端子電極の裏側には開口部が形成され、前記開口部に露出した金属薄板面と前記ＩＣチップのパッド電極とがボンディングワイヤで電気的に接続され、ＩＣチップとボンディングワイヤを保護するため封止樹脂が形成されたＩＣモジュールにおいて、
封止樹脂が流出することを防止するための補助ボンディングワイヤによる流れ止めが基板のＩＣチップの周辺に複数形成されたことを特徴とするＩＣモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＣモジュールにおいて、
補助ボンディングワイヤによる流れ止めは、前記ＩＣチップのパッド電極とＩＣモジュールの端子電極を接続するボンディングワイヤを内包するように形成されたことを特徴とするＩＣモジュール。
【請求項３】
請求項１に記載のＩＣモジュールにおいて、
補助ボンディングワイヤによる流れ止めは、前記ＩＣチップのパッド電極とＩＣモジュールの端子電極を接続するボンディングワイヤが形成されていない領域を補うように形成されたことを特徴とするＩＣモジュール。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のＩＣモジュールの作製方法であって、
少なくとも、基板の片面に金属薄板を貼り合わせるための接着剤層を形成するステップと、基板に複数の開口部を形成するステップと、基板の前記接着剤層面に金属薄板を貼り合わせるステップと、金属薄板面に感光液を形成するステップと、前記基板に形成された開口部の位置に合せて金属薄板面に端子電極パターンを焼き付けるステップと、未露光部の感光液を除去するステップと、露出した金属薄板部を腐食によって除去するステップと、金属薄板面に残っている感光液を除去するステップと、金属薄板面に鍍金を施すステップと、基板の開口部に囲まれた所定領域に部分的に接着剤を形成してＩＣチップを搭載するステップと、開口部から露出した端子電極とＩＣチップのパッド電極をボンディングワイヤで電気的に接続するステップと、補助ボンディングワイヤによる流れ止めを形成するステップと、封止樹脂を流し込むステップと、封止樹脂を乾燥するステップと、からなることを特徴とするＩＣモジュールの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止樹脂の流れ出し防止用に補助ボンディングワイヤを形成したＩＣモジュール及びこのＩＣモジュールの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードには、カード表面に端子面を露出させ外部装置と接続して交信する接触型ＩＣカードと、ＩＣカードに内蔵したアンテナで外部装置と交信する非接触型ＩＣカードと、前記両方に対応する接触非接触両用型ＩＣカードがある。
前記接触型ＩＣカードのＩＣモジュールには、近年、単価が安いＣＯＴ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｔａｐｅ）が多用されている。
ＣＯＴは、薄いフィルム状の基板に金属薄板を貼り合わせ、金属薄板を腐食することによって外部端子の端子電極を形成し、基板の裏側にＩＣチップを搭載し、基板に開けた開口部部分で端子電極とＩＣチップのパッド電極とをボンディングワイヤで電気的に接続したＩＣモジュールで、ＩＣカードに使用する場合は、ＩＣチップの割れ等による破壊，ボンディングワイヤの外れ，酸化等による接続部の劣化，を防止するために樹脂で封止処理をして使用する。
【０００３】
樹脂による封止方式には、トランスファーモールド方式、ポッティング方式、印刷方式がある。
トランスファーモールド方式は、ＩＣチップの電極と外部端子電極の接続を終えたモジュール基板を、射出成形装置の封止形状に形成した金型内に装着し、高温高圧で樹脂を注入する封止方式である。
この方法で作製されたＩＣモジュールは形状安定性に優れるが、チップサイズが変更される度に封止形状を変更する必要があり、そのための金型作製費用が大きい。また、射出成形装置が高価である。
【０００４】
ポッティング方式は、ＩＣチップの電極と外部端子電極の接続を終えたモジュール基板の上に低粘度の樹脂を垂らして樹脂を固化する封止方式である。
精密なポッティング装置を使用することによって細かい形状に対応できるが、樹脂粘度の管理が難しい。例えば、樹脂の粘度が高すぎることにより発生する樹脂内部の残留気泡や、ディスペンサーの目詰まりによる樹脂切れ等、品質面の問題が課題である。
この方式では、低粘度の樹脂を使用し、樹脂を垂らした後熱または紫外線等によって硬化させるが、硬化までの僅かな時間で形状がくずれ、封止樹脂の外周部が外側にはみ出す傾向がある。
【０００５】
印刷方式は、スクリーン印刷に近い方法で行うもので、高粘度の樹脂に対応できないという課題がある。また、一回で印刷される封止樹脂の厚さにも限界があり、封止樹脂を厚く形成しなければならない仕様に対しては繰り返し印刷を行う必要がある。
【０００６】
前述のポッティング方式や印刷方式は、装置面でトランスファーモールド方式よりも安価であり、チップサイズが変わっても柔軟に対応できるというメリットがあるが、形状安定性に欠けるという課題がある。
【０００７】
そこで、ポッティング方式又は印刷方式を使用する封止技術ではあるが、ＩＣチップと外部端子接続部の外側の基板上に封止樹脂が流れないようにダム（流れ止め）枠を形成することによって安定した封止品質が得られる方法が提供された（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５９６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の封止樹脂が流れないように流れ止め枠を形成する方法は、流れ止め枠を形成する工程を新たに設ける必要があり、装置を新たに設備する費用，手間，コストがかかり、製造のためのリードタイムが長くなる課題があった。
そこで本発明のＩＣモジュール及びＩＣモジュールの作製方法は、既存のＩＣモジュール製造装置がそのまま使用でき、安定した品質で作製可能なＩＣモジュール及びＩＣモジュールの作製方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題の目的を達成するために、本発明のＩＣモジュールの第一の態様は、ＩＣモジュールの基板の片面に複数の端子電極で構成される外部端子が金属薄板によって形成され、前記基板のもう一方の面にＩＣチップが搭載され、基板の前記端子電極の裏側には開口部が形成され、前記開口部に露出した金属薄板面と前記ＩＣチップのパッド電極とがボンディングワイヤで電気的に接続され、ＩＣチップとボンディングワイヤを保護するため封止樹脂が形成されたＩＣモジュールにおいて、封止樹脂が流出することを防止するための補助ボンディングワイヤによる流れ止めが基板のＩＣチップの周辺に複数形成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、第二の態様は、第一の態様において、補助ボンディングワイヤによる流れ止めは、前記ＩＣチップのパッド電極とＩＣモジュールの端子電極を接続するボンディングワイヤを内包するように形成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、第三の態様は、第一の態様において、補助ボンディングワイヤによる流れ止めは、前記ＩＣチップのパッド電極とＩＣモジュールの端子電極を接続するボンディングワイヤが形成されていない領域を補うように形成されたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、第四の態様は、第一〜第三何れかの態様のＩＣモジュールの作製方法であって、少なくとも、基板の片面に金属薄板を貼り合わせるための接着剤層を形成するステップと、基板に複数の開口部を形成するステップと、基板の前記接着剤層面に金属薄板を貼り合わせるステップと、金属薄板面に感光液を形成するステップと、前記基板に形成された開口部の位置に合せて金属薄板面に端子電極（以下、外部端子ともいう）パターンを焼き付けるステップと、未露光部の感光液を除去するステップと、露出した金属薄板部を腐食によって除去するステップと、金属薄板面に残っている感光液を除去するステップと、金属薄板面に鍍金を施すステップと、基板の開口部に囲まれた所定領域に部分的に接着剤を形成してＩＣチップを搭載するステップと、開口部から露出した端子電極とＩＣチップのパッド電極をボンディングワイヤで電気的に接続するステップと、補助ボンディングワイヤによる流れ止めを形成するステップと、封止樹脂を流し込むステップと、封止樹脂を乾燥するステップと、からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＩＣモジュール及びＩＣモジュールの作製方法によって下記の効果が期待できる。
１）ＩＣモジュール作製のために、ワイヤーボンディング装置、ポッティング装置等、既存のＩＣモジュール製造装置をそのまま使用することができる。
２）封止樹脂の樹脂粘度をボンディングワイヤの直径に対応させて調整することによって、安定した封止形状を確保することができ、高品質のＩＣモジュールを安価に作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明のＩＣカードのＩＣモジュール（以下、単にＩＣモジュールという）及びＩＣモジュールの作製方法について説明する。
図１は、本発明のＩＣモジュールの一例について説明するための図，図２は、図１のＡ−Ａ線断面図，図３は、本発明のＩＣモジュールの他の一例について説明するための図，図４は、ＩＣカードのＩＣモジュールの外部端子の一例について説明するための図，図５は、従来のＩＣモジュールの一例について説明するための図，図６は、従来のＩＣモジュールの他の一例について説明するための図，である。
【００１６】
図１を参照して、本発明のＩＣモジュールの一例について説明する。
図１は、本発明のＩＣモジュールをＩＣチップが搭載された基板側から見た図である。
図１の基板の裏側には、複数の端子電極で構成される外部端子が金属薄板によって形成されている。
図示しないが、外部端子は８つの端子電極が溝１１１で絶縁された状態で基板１２の表面に接着剤（図示せず）によって貼り合わされ、形成されている。
ＩＣチップ５が搭載された基板１２の面の、前記端子電極の裏側には、開口部１２１が形成され、前記開口部１２１は金属薄板面が露出した状態になっている。
開口部１２１に露出した金属薄板面とＩＣチップ５のパッド電極（図示せず）とがボンディングワイヤ３で電気的に接続されている。
【００１７】
ＩＣチップ５が搭載された基板１２の面の、前記端子電極の裏側には、封止樹脂の流れを止めるための補助ボンディングワイヤ（以下、単に補助ワイヤともいう）４１，４２，４３，４４が形成されている。
さらに、ＩＣチップ５，ＩＣチップ５のパッド電極（図示せず）と前記外部端子を電気的に接続しているボンディングワイヤ３，前記補助ワイヤ４１，４２，４３，４４を保護するために、封止樹脂２が形成されている。
【００１８】
図１に示す補助ワイヤ４１，４２，４３，４４による流れ止めの例は、前記ＩＣチップ５のパッド電極（図示せず）とＩＣモジュールの端子電極（図示せず）を接続するボンディングワイヤ３を内包するように形成された例である。
前記補助ワイヤ４１，４２，４３，４４は、一つの端子電極、または、使用されていない端子電極に形成された開口部を結んだ状態で形成されており、ＩＣチップ５のパッド電極と前記外部端子を電気的に接続するための開口部は使用していない。
【００１９】
補助ワイヤは、図１に示すパターン以外に、図３に示すパターンで形成することもできる。
図３に示す流れ止めの例は、補助ワイヤ４１０，４３０，４４０がＩＣチップ（図示せず）のパッド電極（図示せず）とＩＣモジュールの端子電極（図示せず）を接続するボンディングワイヤが形成されていない領域を補うように形成された例である。
ＩＣチップのパッド電極とＩＣモジュールの端子電極を接続するボンディングワイヤが形成されていない部分からは封止樹脂が流出し易い状態になっており、図のように補助ワイヤを形成することによって、ＩＣチップ、ボンディングワイヤの上部に流し込まれた封止樹脂は、ＩＣチップのパッド電極とＩＣモジュールの端子電極間に形成されたボンディングワイヤや、補助ワイヤに妨げられて図の開口部の内側に留まる。
補助ワイヤ４１０，４３０，４４０は、図でわかるように、一つの端子電極、または、使用されていない端子電極に形成された開口部を結んで形成されている。
【００２０】
図１，図３に示す例で判るように、補助ワイヤはＩＣモジュールの外周に所定の幅を残してその内側に形成される。前記所定の幅の部分は、ＩＣモジュールをＩＣカード基体に接着させて固定するための接着代になっている。前記接着代は幅が広い程接着強度が得られ、また、接着強度を確保するために接着代には封止樹脂が流れ込まないように管理される。
また、カードは横方向に長い形状をしていることから、多くの場合、接着代は左右側に広く確保する。
【００２１】
図２を参照して、図１のＡ−Ａ線断面について説明する。
ＩＣモジュール１の、基板１２の片面（図２の下側）には複数の端子電極で構成される外部端子１１が金属薄板によって形成されている。
外部端子１１は、基板１２の表面に複数の端子電極が溝１１１で相互に絶縁された状態で形成されている。
外部端子１１を構成する金属薄板と基板１２とは、接着剤７によって貼り合わされている。
基板１２の片面（図２の上側）には、ＩＣチップ５が接着剤８によって接着され搭載されている。
基板１２の、前記外部端子１１の端子電極の裏側には開口部１２１が形成され、前記開口部１２１には前記外部端子１１の金属薄板面が露出している。
【００２２】
開口部１２１に露出した金属薄板面とＩＣチップ５のパッド電極（図示せず）とがボンディングワイヤ３で電気的に接続されている。
また、基板１２のＩＣチップ５が搭載された側には、ＩＣチップのパッド電極と外部端子１１を接続しているボンディングワイヤ３及び前記補助ワイヤ４２，４４を保護するための封止樹脂２が形成されている。
ＩＣチップ５とボンディングワイヤ３の上部から流し込まれた封止樹脂２は、開口部１２１まで流れ込み、補助ワイヤ４２，４４で流れが堰き止められ、小山の状態で固定化される。
補助ワイヤ４２，４４の高さは、補助ワイヤの長さにも関係するが、ＩＣチップの高さ程度で留める。
封止樹脂２は、補助ワイヤ表面の濡れ強度に妨げられ補助ワイヤの内側に留められる。
【００２３】
図４を参照して、ＩＣモジュールの外部端子の一例について説明する。
ａ図は、ＩＣモジュール１の外部端子１１側の金属薄板面を示しており、ｂ図は、前記ＩＣモジュール１の基板１２側の面を示している。
ａ図において、ＩＣモジュール１の外部端子１１は溝１１１によって８個の端子電極に分断されている。
溝１１１の部分には、基板１２と金属薄板間に形成された接着剤層が露出している。
【００２４】
ＩＣカードの国際規格（ＩＳＯ規格）によれば、端子電極Ｃ１は、ＶＣＣ端子でカード内ＣＰＵの動作電圧供給端子となっている。また、端子電極Ｃ２は、ＲＳＴ端子でカード内ＣＰＵのリセット信号供給端子となっている。また、端子電極Ｃ３は、ＣＬＫ端子でカード内ＣＰＵの動作クロック端子となっている。また、端子電極Ｃ５は、ＧＮＤ端子となっている。また、端子電極Ｃ６は、ＶＰＰ端子でメモリＩＣの書き込み電圧供給端子となっている。また、端子電極Ｃ７は、Ｉ／Ｏ端子でカードとデバイス間の情報交換用端子となっている。
また、端子電極Ｃ４とＣ８は、将来使用するために残してある予備端子となっている。
【００２５】
本発明のＩＣモジュール１は、図示しないが、ｂ図に示す前述の使用していない端子電極、即ちＣ４，Ｃ８，Ｃ６及び面積が広い端子電極Ｃ５に開口部を形成し、補助ワイヤを形成する。
また、ＩＣチップ５は、端子電極Ｃ５上に接着剤を介して搭載される。
【００２６】
図５を参照して、従来のＩＣモジュールの一例について説明する。
図５に示す例は、図１〜図４で説明したＩＣモジュールにおいて、ＩＣチップ５のパッド電極と外部端子をボンディングワイヤ３によって電気的に接続した後、予め形成したプラスチックなどによる流れ止めの内側に封止樹脂２を流し込んでＩＣチップ５とボンディングワイヤ３を保護した例である。
このような流れ止めは、基板上にスクリーン印刷方式で形成されたり、リング状のプラスチックを所定の位置に貼り付ける方法で形成される。
【００２７】
図６を参照して、従来のＩＣモジュールの他の一例について説明する。
図６に示す例は、図１〜図４で説明したＩＣモジュールにおいて、ＩＣチップ５のパッド電極と外部端子をボンディングワイヤ３によって電気的に接続した後、ＩＣチップ５とボンディングワイヤ３の一部を、高粘度の封止樹脂２によって固定し、ＩＣチップ５とボンディングワイヤ３を保護した例である。
図６に示す例は、ＩＣチップ５のパッド電極とボンディングワイヤ３の接続状態を保護する目的で使用される封止樹脂２の例である。
図５、図６において封止樹脂の供給は、ポッティング方式で行われる。
【００２８】
図２を参照して、本発明のＩＣモジュールの作製方法について説明する。
先ず、ロールコータ等を使用して、フィルム状の基板１２の片面に、例えば、ホットメルト型接着剤７を形成する。
次に、基板１２に、一個のＩＣモジュールに必要な開口部１２１を単位開口部として、単位ピッチで形成する。開口部は、パンチング方式で正確内地に形成する。
また、パンチングによる抜きかすが基板１２に貼り付いていたり、不完全な抜けがないように管理される。
基板１２に形成した接着剤７を熱で溶かして基板１２と金属薄板１２とを貼り合わせる。
次に、ロールコータや印刷によって金属薄板面に感光液を形成する。
基板１２に形成された開口部１２１の位置に合せて、金属薄板面１１上に端子電極パターンを焼き付ける。
次に、未露光部の感光液を除去する。
さらに、露出した金属薄板部を腐食によって除去する。次いで、金属薄板面に残っている感光液を除去する。
最後に、外部端子の金属薄板の導電性向上と、端子電極のさびを防止するために端子表面と端子の側面にニッケルや金等の鍍金を施す。
【００２９】
このようにして得られたＩＣモジュール基板を使用して、基板１２の所定部分に接着剤８を形成してＩＣチップ５を搭載する。
開口部に露出した端子電極とＩＣチップのパッド電極をボンディングワイヤ３で電気的に接続する。
同じワイヤボンディング工程で、補助ワイヤによる流れ止めを形成する。
ポッティング装置により、ＩＣチップの上部から封止樹脂２を流し込む。
最後に、流し込んだ封止樹脂を乾燥する。
【００３０】
（実施例）
図２を参照して本発明のＩＣモジュールの実施例について説明する。
基材１２としてガラスエポキシ（利昌工業製、厚さ１１０μｍ）を使用した。
前記基材の片側に銅の薄板(厚さ３５μｍ)を貼り付け、端子電極をパターン状に形成した後、ニッケルで表面を鍍金した（鍍金の厚さは２μｍ)。
ＩＣチップは、２．５ｍｍ角（厚さ１８０μｍ）のＩＣカード用チップを使用した（ルネサステクノロジ社製）を使用した。
接着剤を介してＩＣチップを基板１２に搭載した。
ボンディング装置でＩＣチップのパッド電極と開口部１２１に露出した外部端子をボンディングワイヤ（２５μｍφ）で接続し、同じ工程の延長で所定の外部端子の裏側に設けられた開口部に補助ワイヤを形成した。
補助ワイヤは、ＩＣチップの厚さ（１８０μｍ）と同等の高さになるように、ＩＣチップのパッド電極と外部端子を接続したボンディングワイヤを内包する状態で形成した。
ポッティング装置を使用し、封止樹脂として絶縁性エポキシ樹脂（パナシーラーＣＶ５７８０Ａ）を補助ワイヤの内側に流し込んた。
乾燥炉を１５０度に設定し、２時間乾燥させてＩＣモジュールを完成させた。
補助ワイヤの形成パターンを、図１，図３に示すパターンで確認し、何れも良好な封止効果が得られた。
今回の実験では、絶縁性エポキシ樹脂の粘度を６０±１５Ｐａ・ｓで行ったが、ボンディングワイヤの直径と封止樹脂の粘度が綿密に関係することも判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
ＩＣカード用ＩＣモジュールに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のＩＣモジュールの一例について説明するための図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明のＩＣモジュールの他の一例について説明するための図である。
【図４】ＩＣカードのＩＣモジュールの外部端子の一例について説明するための図である。
【図５】従来のＩＣモジュールの一例について説明するための図である。
【図６】従来のＩＣモジュールの他の一例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      本発明のＩＣモジュール
２      封止樹脂
３      ボンディングワイヤ
５      ＩＣチップ
６      封止樹脂の流れ止め
７，８  接着剤
１１    外部端子，金属薄板，端子電極
１２    基板
４１，４２，４３，４４，４１０，４３０，４４０  補助ボンディングワイヤ，補助ワイヤ，流れ止め
１１１  溝
１２１  開口部
【図１】
0005029308.tif 000002
【図２】
0005029308.tif 000003
【図３】
0005029308.tif 000004
【図４】
0005029308.tif 000005
【図５】
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【図６】
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