(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップの入出力端子を絶縁基板上に形成されたアンテナコイルの両端部に接続して半導体モジュールを作製する方法であって、前記絶縁基板として、表裏面の相対向する部位に１個のコンデンサを構成するための１対の容量パッドが形成され、かつ当該容量パッドと前記アンテナコイルとが予めリードパターンを介して接続されたものを用い、前記アンテナコイルに接続される前記ＩＣチップの周波数特性に応じて、前記アンテナコイルに接続される容量パッドの面積を減少し、半導体モジュールのインピーダンスを許容範囲内に調整する半導体モジュールの製造方法において、
前記アンテナコイルに前記ＩＣチップを接続するに先立ち、前記ＩＣチップの周波数特性を測定して、当該ＩＣチップが接続された半導体モジュールについて所要のインピーダンスを得るに必要なアンテナコイルの静電容量を算出し、
当該算出値より所要の静電容量を有する容量パッドの面積を求めて、当該容量パッドの過剰分を除去し、
しかる後に、前記アンテナコイルに前記ＩＣチップを接続することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップと無線通信用のアンテナコイルとからなる半導体モジュールの製造方法に係り、特に、半導体モジュールの通信特性の安定化を図るための手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＩＣチップの入出力端子に無線通信用のアンテナコイルを接続してなる半導体モジュールを搭載した非接触式の半導体装置が知られている。この種の半導体装置は、前記半導体モジュールを樹脂材料などでケーシングすることによってカード形、タグ形又はコイン形などの所望の形状に形成され、薄形にして豊富な情報量と高いセキュリティ性能を有することから、交通、流通及び情報通信等の広い分野で普及が進んでいる。
【０００３】
従来より、前記半導体モジュールの製造方法としては、その製造効率を高めるため、製造された個々のＩＣチップの周波数特性を測定することなく、使用するＩＣチップ群の平均的な周波数特性（定格値）に基づいて、ケーシング後に所定の通信特性を発揮可能なアンテナコイルを設計し、この設計に基づいて製造された同一仕様のアンテナコイルを同一定格のＩＣチップの入出力端子に接続するという方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、定格値が同じであっても、ＩＣチップの周波数特性にはある程度のバラツキがあるので、従来のように同一仕様のアンテナコイルを接続する構成であると、できあがった半導体モジュールの通信特性、ひいては半導体装置の通信特性にも必然的にバラツキが生じ、それによって通信エラーが発生し易くなるため、信頼性の高い通信システムを構築することが困難である。
【０００５】
また、半導体装置の通信特性は、ＩＣチップの周波数特性のほか、アンテナコイルの仕様やケーシング材料又はケーシングのサイズなどによって変化するが、従来のようにＩＣチップの定格に合わせて所定仕様のアンテナコイルを設計し、当該設計に基づいてアンテナコイルを形成するという構成であると、ＩＣチップの定格、アンテナコイルの仕様、ケーシング材料又はケーシングのサイズが変更される毎に新たなアンテナコイルを設計・製造せざるを得ず、仕様が異なる多種類の半導体装置を安価に製造することが困難になる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、安定な通信特性を有する半導体モジュールを容易に製造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は、ＩＣチップの入出力端子を絶縁基板上に形成されたアンテナコイルの両端部に接続して半導体モジュールを作製する方法であって、前記絶縁基板として、表裏面の相対向する部位に１個のコンデンサを構成するための１対の容量パッドが形成され、かつ当該容量パッドと前記アンテナコイルとが予めリードパターンを介して接続されたものを用い、前記アンテナコイルに接続される前記ＩＣチップの周波数特性に応じて、前記アンテナコイルに接続される容量パッドの面積を減少し、半導体モジュールのインピーダンスを許容範囲内に調整する半導体モジュールの製造方法において、前記アンテナコイルに前記ＩＣチップを接続するに先立ち、前記ＩＣチップの周波数特性を測定して、当該ＩＣチップが接続された半導体モジュールについて所要のインピーダンスを得るに必要なアンテナコイルの静電容量を算出し、当該算出値より所要の静電容量を有する容量パッドの面積を求めて、当該容量パッドの過剰分を除去し、しかる後に、前記アンテナコイルに前記ＩＣチップを接続するという構成にした。
【００１５】
これらの方法によると、ＩＣチップの周波数特性にバラツキがあっても、絶縁基板に形成された容量パッドの面積を適宜調整することによって、半導体モジュールのインピーダンスを所要の許容値内に調整することができるので、ＩＣチップの周波数特性のバラツキの有無及びその大小に関わりなく製品である半導体モジュールひいてはこれを搭載した半導体装置の通信特性を安定化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る半導体モジュールの一例を、図１乃至図５に基づいて説明する。図１は第１実施形態例に係る半導体モジュールの表面図、図２は第１実施形態例に係る半導体モジュールに適用される絶縁基板の表面図及び裏面図、図３はＩＣチップが搭載された絶縁基板の表面図、図４は絶縁基板の表面パターンと裏面パターンとの接続状態を示す要部断面図、図５は図３に示す半導体モジュールの等価回路を示す回路図である。
【００１７】
図１から明らかなように、本例の半導体モジュール１は、表面及び裏面に図２に示す所要の回路パターンが形成された絶縁基板２と、当該絶縁基板２上に搭載されたＩＣチップ３とから構成されている。
【００１８】
絶縁基板２の表面には、図２（ａ）に示すように、アンテナコイル４の渦巻き部４ａと、後に説明する裏面パターンを介して当該渦巻き部４ａの外周端と接続されるアンテナコイル４の延出部４ｂと、前記渦巻き部４ａの内周端及び前記延出部４ｂの一端より延出されたＩＣチップ接続用のパッド部５と、前記渦巻き部４ａの内周端近傍より分岐された容量パッド接続用のリード６と、１つの容量パッド７とが形成されている。また、ＩＣチップ接続用のパッド部５が延出される前記渦巻き部４ａの内周端及び前記延出部４ｂの一端には、それぞれ前記渦巻き部４ａ及び延出部４ｂの線幅よりも幅の広い測定用端子９，１０が形成されると共に、前記延出部４ｂの他端及び前記渦巻き部４ａの外周端には、それぞれ前記渦巻き部４ａ及び延出部４ｂの線幅よりも幅の広い接合用端子１１，１２が形成されている。
【００１９】
一方、絶縁基板２の裏面には、図２（ｂ）に示すように、前記容量パッド７と対向する部位にこれと同形同大の容量パッド１３が形成されている。また、前記接合用端子１１，１２と対向する部位には、これとほぼ同形同大の接合用端子１４，１５が形成され、接合用端子１４と容量パッド１３との間には、前記リード６に対応するリード１６が形成され、さらに接合用端子１５とリード１６との間には、これらを接続する接続リード１８が形成されている。
【００２０】
したがって、絶縁基板２を介してその表裏両面の相対向する部位に形成された容量パッド７と容量パッド１３とによってコンデンサＣが形成される。このコンデンサＣの静電容量は、必要に応じて適宜の値に設定することができるが、広範な仕様の変化に対応できるようにするため、なるべく大きい方が好ましい。
【００２１】
また、接合用端子１１と１４、並びに接合用端子１２と１５とは、図４に示すようにスルーホール１９を介して互いに接続されており、これによって、渦巻き部３ａの外周端がメインリード１６を介して延出部３ｂに接続され、絶縁基板２の表面側の隣接した位置に両端部が配置されたアンテナコイル４が形成されると共に、当該アンテナコイル４の両端部に、容量パッド７と容量パッド１３とによって構成されるコンデンサＣが接続される。当該コンデンサＣの静電容量は、使用されるＩＣチップ３の周波数特性のバラツキの大きさを考慮し、定格値が同一の全てのＩＣチップ３を利用できる値に設定される。
【００２２】
なお、前記スルーホール１９は、常法に従って形成できるほか、透孔を有しない絶縁基板２の表裏両面に接合用端子１１，１２，１４，１５を形成した後、これら各接合用端子１１，１２，１４，１５のいずれかに針状の工具を突き刺し、絶縁基板２を突き破ることによっても形成できる。例えば、図４に示すように、接合用端子１１に針状の工具Ｔを突き刺すと、絶縁基板２が突き破られて絶縁基板２にスルーホール１９が形成されると共に、接合用端子１１の一部が当該スルーホール１９に沿って変形し、これと対向に配置された接合用端子１４と電気的に接続される。これと同様に、接合用端子１２に針状の工具Ｔを突き刺すと、絶縁基板２が突き破られて絶縁基板２にスルーホール１９が形成されると共に、接合用端子１２の一部が当該スルーホール１９に沿って変形し、これと対向に配置された接合用端子１５と電気的に接続される。接合用端子１４，１５側から工具Ｔを突き刺した場合も同様である。
【００２３】
ＩＣチップ３は、図３に示すように、絶縁基板２の表面に形成されたパッド部５に接続される。ＩＣチップ３としては、公知に属する任意のＩＣチップを用いることができるが、半導体モジュール及びこれを用いた半導体装置の薄形化を図るためには、パッケージ化されていないベアＩＣチップを用いることが特に好ましい。また、半導体モジュール及びこれを用いた半導体装置のより一層の薄形化を図るためには、パターンの非形成面が化学的手段又は機械的手段若しくはそれらの両手段によって研磨され薄形化されたベアＩＣチップを用いることが特に好ましい。このＩＣチップ３は、はんだや導電ペーストそれに導電接着剤（ＡＣＦ）などを用いたフェースダウン方式によって、絶縁基板２の表面に形成されたパッド部５に接続することができる。
【００２４】
前記のように構成された絶縁基板２にＩＣチップ３を搭載した段階において、本実施形態例に係る半導体モジュール１は、図３に示すように、アンテナコイル４の一端に、容量パッド７がリード６を介して接続されると共に、アンテナコイル４の他端に、容量パッド１３がリード１６を介して接続されており、その等価回路は、図５に示すような構成になる。
【００２５】
半導体モジュール１が有すべき静電容量は、搭載されるＩＣチップ３の周波数特性によって異なるのであって、アンテナコイル４の両端に接続される容量パッド７，１３の面積は、搭載されるＩＣチップ３の周波数特性に応じて適宜調整される。図１の例では、アンテナコイル４の両端に接続される容量パッド７，１３の面積が図２及び図３に示す容量パッド７，１３の面積の約１／２程度に減少されている。容量パッド７，１３の面積の調整は、トリミング等を施すことによって行うことができる。
【００２６】
前記実施形態例に係る半導体モジュール１の静電容量の調整は、図６乃至図８のフローチャートに示す手順にて行うことができる。
【００２７】
図６の方法では、絶縁基板２にＩＣチップ３を搭載した後、測定用端子９，１０にテスターの電極を当てて、当該半導体モジュール１のインピーダンスを測定し（手順Ｓ１）、当該測定値が予め定められた許容範囲内にあるか否か判定する（手順Ｓ２）。前記測定値が前記許容範囲内にあると判定された場合には、適正な通信特性を有することが確認されたので、半導体モジュールの容量調整は行わず、そのまま半導体モジュールの製造工程を終了する。手順Ｓ２において、インピーダンスの測定値が許容範囲内にないと判定された場合には、その測定値より当該半導体モジュールにおける適正な静電容量の値と前記容量パッドの過剰な面積分とを算出し（手順Ｓ３）、当該過剰な面積に相当する容量パッド７，１３の一部をトリミングにより除去して（手順Ｓ４）、半導体モジュールの製造工程を終了する。
【００２８】
また、図７の方法では、ＩＣチップの周波数特性を測定して（手順Ｓ１１）、当該ＩＣチップが接続された半導体モジュールについて所要のインピーダンスを得るに必要なアンテナコイルの静電容量を算出した後（手順Ｓ１２）、アンテナコイルとＩＣチップとの接続を行う（手順Ｓ１３）。そして、前記算出値から当該半導体モジュールにおける適正な静電容量の値と前記容量パッドの過剰な面積分とを算出して、当該過剰な面積に相当する容量パッド７，１３の一部をトリミングにより除去し（手順Ｓ１４）、得られた半導体モジュールのインピーダンスを測定して（手順Ｓ１５）、その測定値が許容範囲内にあるか否かを判定する（手順Ｓ１６）。手順Ｓ１６で測定値が許容範囲内にあると判定された場合には、半導体モジュールの製造を完了し、手順Ｓ１６で測定値が許容範囲内にないと判定された場合には、不良品として廃棄される。
【００２９】
また、図８の方法では、ＩＣチップの周波数特性を測定して（手順Ｓ２１）、当該ＩＣチップが接続された半導体モジュールについて所要のインピーダンスを得るに必要なアンテナコイルの静電容量を算出した後（手順Ｓ２２）、当該算出値から当該半導体モジュールにおける適正な静電容量の値と前記容量パッドの過剰な面積分とを算出して、当該過剰な面積に相当する容量パッド７，１３の一部をトリミングにより除去する（手順Ｓ２３）。次いで、アンテナコイルとＩＣチップとを接続し（手順Ｓ２４）、得られた半導体モジュールのインピーダンスを測定して（手順Ｓ２５）、その測定値が許容範囲内にあるか否かを判定する（手順Ｓ２６）。手順Ｓ２６で測定値が許容範囲内にあると判定された場合には、半導体モジュールの製造を完了し、手順Ｓ２６で測定値が許容範囲内にないと判定された場合には、不良品として廃棄される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の半導体モジュール製造方法は、アンテナコイルを含む所要の回路パターンが形成されかつＩＣチップが搭載される絶縁基板に、１対の容量パッドを予め形成しておき、ＩＣチップの周波数特性のバラツキに応じてアンテナコイルに接続される容量パッドの面積を調整することによって、半導体モジュールのインピーダンスを許容範囲内に調整するようにしたので、ＩＣチップの周波数特性のバラツキの有無及びその大小に関わりなく製品である半導体モジュールひいてはこれを搭載した半導体装置の通信特性を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る半導体モジュールの表面図である。
【図２】実施形態例に係る半導体モジュールに適用される絶縁基板の表面図及び裏面図である。
【図３】ＩＣチップが搭載された絶縁基板の表面図である。
【図４】絶縁基板の表面パターンと裏面パターンとの接続状態を示す要部断面図である。
【図５】図３に示す半導体モジュールの等価回路を示す回路図である。
【図６】半導体モジュール製造方法の第１例を示すフローチャートである。
【図７】半導体モジュール製造方法の第２例を示すフローチャートである。
【図８】半導体モジュール製造方法の第３例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  半導体モジュール
２  絶縁基板
３  ＩＣチップ
４  アンテナコイル
４ａ  渦巻き部
４ｂ  延出部
５  パッド部
６  リード
７  容量パッド
９，１０  測定用端子
１１，１２  接合用端子
１３  容量パッド
１４，１５  接合用端子
１６  リード
１８  接続リード
１９  スルーホール
【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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