非接触ＩＣ媒体およびその製造方法
【課題】 非接触ＩＣ媒体の基体に設けられたアンテナ回路とＩＣチップの間において、両者間に十分な間隔を確保するとともに、周囲の封止樹脂と高い密着性を有するスタッドバンプによる電気的接続方法を提供する。
【解決手段】 非接触ＩＣ媒体の基体１７上の、アンテナ回路１８の端子部位に設けられた電極１９と、ＩＣチップ１１の電気接点１２とを電気的に接続するために、金線によりスタッドバンプ１３を形成して加熱加圧接合を行い、その後に封止樹脂２０を用いて充填固定する。この際に、スタッドバンプ１３を複数の小バンプを順に重ねて形成するとともに、重ねる際に前記小バンプの断面積を順に大きくしていき、全体としてスタッドバンプ１３がキノコ型の形状をなすようにする。これによりスタッドバンプ１３に対して封止樹脂２０がくさび形に食い込む形状となるために表記の課題を達成することができる。
【解決手段】 非接触ＩＣ媒体の基体１７上の、アンテナ回路１８の端子部位に設けられた電極１９と、ＩＣチップ１１の電気接点１２とを電気的に接続するために、金線によりスタッドバンプ１３を形成して加熱加圧接合を行い、その後に封止樹脂２０を用いて充填固定する。この際に、スタッドバンプ１３を複数の小バンプを順に重ねて形成するとともに、重ねる際に前記小バンプの断面積を順に大きくしていき、全体としてスタッドバンプ１３がキノコ型の形状をなすようにする。これによりスタッドバンプ１３に対して封止樹脂２０がくさび形に食い込む形状となるために表記の課題を達成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣカードや非接触ＩＣタグなどの、ＩＣチップとアンテナ回路を有する非接触ＩＣ媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触ＩＣカードや非接触ＩＣタグのように、非接触状態で相手と電気的にデータを送受信することで人や物品、情報の管理を行う、いわゆるＲＦ−ＩＤの用途に用いられる非接触ＩＣ媒体は、一般にフィルム状やシート状の基材にアンテナ回路やＩＣチップを配置することで構成される。この中でアンテナ回路は、アルミ箔もしくは銅箔を接着したシートをエッチングすることにより形成される。
【０００３】
またＩＣチップとアンテナ回路の導通を図るための方法としては、ワイヤーボンディング方式とフリップチップ方式が一般的に用いられている。このうちワイヤーボンディング方式では、ＩＣチップの端子部からアンテナ回路の接点まで金の細線による配線により接続する方法が用いられるが、近年では配線のインダクタンスや抵抗による損失の低減や、曲げ応力などの外力に対する耐久性を考慮して、フリップチップ方式が用いられることが多い。フリップチップ方式はＩＣチップにバンプを形成する方式であり、ＩＣチップの端子部に予めバンプと呼ばれる金属による小さな塊状の突起を形成しておき、基材に設置されたアンテナ回路上のチップ実装位置に設けられた一対の接点に、前記バンプを加熱もしくは加圧により接続固定して導通を図ることになる。この方式ではＩＣチップの端子部からアンテナ回路上の接点までの接続距離が短くなるが、このことはアンテナを通じて送受信される電気信号の強度や駆動電力が低い非接触ＩＣ媒体では有利である。
【０００４】
そのような非接触ＩＣ媒体の従来例の構成について図４に示す。図４は特許文献１に記載された非接触ＩＣカードの組立図である。シート状の基材である樹脂製の基板フィルム４３に、アンテナとして用いられるコイル４２がエッチングや印刷などにより形成されており、その上方にＩＣチップ４１が設置されて封止樹脂４４により封止固定されている。前記基板フィルム４３の上方にはＩＣチップ用孔４７が設けられたコアフィルム４６および保護フィルム４８が積層され、接着剤４５によって全体が接着固定される。これらの固定は非接触ＩＣカードの上下をプレス板４９によって挟み、全体を加熱もしくは加圧することにより実施される。封止樹脂４４としては熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂が用いられ、また接着剤４５としてはホットメルトや紫外線硬化型接着剤が使用される。ＩＣチップ４１の端子部にはバンプが設けられ、コイル４２の接点と電気的に接続されている。
【０００５】
アンテナ回路であるコイル４２は一般にアルミまたは銅にエッチングを行って形成される。また全体の加熱もしくは加圧には熱圧着装置（フリップチップボンダ）が使用され、バンプによるＩＣチップ４１とコイル４２との電気的接続を確保している。この接続の際にもし封止樹脂４４を用いずに接続をバンプの圧着のみとするならば、ＩＣチップ４１を確実に固定するために圧着強度を大きくする必要がある。しかしその場合には圧着応力の影響によりアンテナ回路であるコイル４２が変形し、接触不良や回路短絡などの問題が発生しやすいという問題があった。またこの場合には非接触ＩＣ媒体の使用時に基体に曲げなどの外力が加わるとＩＣチップ４１が外れることがあり、アンテナ回路への接続に対して十分な信頼性を確保できないという問題もあった。このため封止樹脂４４の使用は不可欠であり、以下に記すバンプ側面とこの樹脂との密着の問題の解決が必要である。
【０００６】
フリップチップ方式に用いられるバンプには複数の方式があり、めっきにより形成された柱状タイプのバンブを用いる場合や、電気接点の上にはんだなどのバンプを置いてリフローにより接続固定する方法、電気接点に金などによるバンプを超音波接合して凸形状のスタッドバンプを形成し、熱圧着により接続固定する方法などが知られている。これらの方式によりＩＣチップからの電気的接続が確保された後に、バンプの周囲に樹脂を流入させることで、ＩＣチップや基体を含む素子全体の固定と封止を行っている。ところが、金属からなるバンプと周囲に充填される封止用の樹脂との材質の違いのために両者の密着は必ずしも良好ではなく、経年使用によりバンプと樹脂との接合面に隙間が生じて気密性の劣化や素子全体の破損に至る場合があるという問題があった。ＩＣチップの電気的接続にスタッドバンプを用いる場合について、特許文献２および特許文献３をもとに、この従来の問題の解決方法の例を示す。
【０００７】
最初に特許文献２に記載された半導体チップにおけるスタッドバンプの形状について図５をもとに説明する。まず、先端にボール状の金属塊が形成された金線を、ＩＣチップ５１に設けられた電気接点５２にキャピラリなどの治具を用いて押し付けて、超音波振動あるいは熱印加によって金による凸形状のスタッドバンプを形成する。必要なスタッドバンプの形成が終わった後に、図の下方から押圧治具（図示せず）を押し当てて前記スタッドバンプの先端部を変形させ、図５に示したように中央部がくびれた形状のスタッドバンプ５３を形成する。このスタッドバンプ５３は上端部５６の直径（ｄ2）および下端部５４の直径（ｄ1）よりも中央部５５の直径（Ｄ）が小さくなるように形成されており、Ｄ＜ｄ2≦ｄ1の関係を満たしている。このようにスタッドバンプ５３の中央部５５にくびれを形成することによって、ＩＣチップ５１と下方のリード５７との間を充填する樹脂５８とスタッドバンプ５３との密着性を高めることができ、両者の界面における剥離の発生を回避することができる。なお特許文献２に記載の半導体チップは非接触ＩＣ媒体に用いられるものではない。
【０００８】
一方図６は、非接触ＩＣチップモジュールを、アンテナを有するカード本体に電気的に接続する場合のスタッドバンプの形状に関する従来例について説明するものであり、特許文献３に記載された技術である。図６において、ＩＣチップモジュールに設けられた電気接点６１上にスタッドバンプ６２が形成されており、前記スタッドバンプ６２は複数のスタッドバンプを同じ位置に重ねて形成したもので、そのため重ねもち状の形状となっている。スタッドバンプ６２の下方に突き出した頭部は、この下部に設けられた粉末状もしくはペースト状の導電性手段（図示せず）内に埋設固定されて電気的に接続されており、またスタッドバンプ６２の周囲はこの接続固定後に有機結合材（図示せず）により固定される。前記の有機結合材としてはホットメルトが好適に使用される。スタッドバンプ６２の周囲の凹凸により、この固定の強度を高めている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−９１２７５号公報
【特許文献２】特開２０００−２７７５５３号公報
【特許文献３】特開２００５−２５１１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
スタッドバンプと封止樹脂との密着性を向上させるためには、スタッドバンプの側面の形状を工夫して大きな凹凸を形成することにより、スタッドバンプの表面と封止樹脂とが互いに相手に食い込む構成とすることが必要である。しかし特許文献２に記載された従来のスタッドバンプの場合は、実際には提示された方法ではスタッドバンプの側面に凹凸の大きな形状を形成することが困難であった。図５に記載した上端部と下端部が太く、中央部が細いスタッドバンプ５３は、まず先端にボール状の金属塊が形成された金線を電気接点５２に押し付けて下端部を形成しつつ接続し、その後に図の下方から押圧治具を押し当てて下端部を押し広げるよう変形させたものである。しかしこの工程では単にスタッドバンプに熱や圧力を加えるだけであるので、下端部のみを押し広げ、中央部のみを細いままに残す加工は困難であり、一般には中央部の直径もかなり広げられてしまう。そのためスタッドバンプの側面に形成される凹凸は必ずしも大きくはならず、結果としてスタッドバンプと封止樹脂の食い込みが不十分となる場合がある。スタッドバンプの中央部の直径を広げない加工を実現する作業条件の範囲は狭く、条件出しや適切な条件の維持は困難であった。
【００１１】
またスタッドバンプと押圧治具との加熱加圧加工の後の引き離しの際に、前記押圧治具の剥離特性が良好ではない場合がある。この場合はせっかく太く加工した下端部が剥離の際に再び引き伸ばされてしまい、そのため細く変形することがある。さらに、スタッドバンプに押圧治具を押し当てて加熱加圧する過程でスタッドバンプの高さが縮むために、結果としてＩＣチップとアンテナ回路間の間隔が極めて狭くなってしまう。一般に両者の距離が２０〜５０μｍもしくはそれ以下の場合は、高周波帯域での回路動作の場合にＩＣチップとアンテナ回路間の静電容量が無視できない大きさとなり、非接触ＩＣ媒体の回路動作に影響を及ぼす可能性が生じる。
【００１２】
一方特許文献３に記載された従来のスタッドバンプの場合には、小バンプを複数個積み重ねてスタッドバンプを形成している。この場合には図６に示すように電気接点６１に形成したスタッドバンプ６２の形状が重ねもち状になるので、その側面は例えば蛇腹状に凹凸を有することになる。しかし特許文献３にはスタッドバンプ６２の上下方向での直径の変化については特に言及されておらず、従ってスタッドバンプと封止樹脂の間の食い込みを増加させる要素は前記の側面の凹凸以外にはとくに規定されていない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、ＩＣチップとアンテナ回路を有する非接触ＩＣ媒体に関し、前記ＩＣチップとアンテナ回路を互いに十分な間隔を設けて電気的に接続し、かつ周囲の封止樹脂と高い密着性を有する信頼性の高いスタッドバンプの形状の提案と、そのような形状を有するタッドバンプを容易に形成しうる非接触ＩＣ媒体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明において形成するスタッドバンプは電気接点の直上で断面積が小さく、上方に向かうにつれて順に断面積が大きくなる形状とする。このようなキノコ状の形状とすることで周囲の封止樹脂との密着性を高めるとともに、接続されるＩＣチップとアンテナ回路との間隔を十分保つことのできるだけの高さを有するように構成する。
【００１５】
上記スタッドバンプの製造は以下の方法にて実施する。ＩＣチップに設けられた電気接点に対し、まず先端にボール状の金属塊が形成された金属ワイヤを押し付けて圧着した後に引き上げ、第１の小バンプを形成する。次いで前記第１の小バンプの上に、前記の形成時よりも大きな金属塊が形成された金属ワイヤを再度押し付けて、同様に圧着した後に引き上げ、第２の小バンプを形成する。この方法により形成されるスタッドバンプはＩＣチップの電気接点側において断面積が小さく、逆側では断面積が大きいキノコ型の形状となる。なお必要な場合には前記第２の小バンプの上に、さらに断面積が大きい第３の小バンプを形成してもよい。このように複数の小バンプを順に形成することで、前記ＩＣチップとアンテナ回路との必要な間隔を保つことができ、かつキノコ型の形状のスタッドバンプが周囲の封止樹脂の間にくさび状に侵入する形状となり、両者が互いに食い込み合うことで、十分な密着性を備えることが可能である。
【００１６】
即ち、本発明は、アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体において、前記基体には前記アンテナ回路に電気的に接続された複数の電極が設けられており、前記ＩＣチップには複数の電気接点が形成されており、前記電気接点には導電性金属材料からなるバンプが接続固着されており、前記バンプは複数の小バンプを前記電気接点の側から順に重ねて構成されるとともに、かつ前記複数の小バンプは前記電気接点の側から逆側の端部に向けて順により大きな断面積を有する構成であって、前記バンプの前記電気接点とは逆側の端部が前記基体上に設けられた前記電極に接続されており、前記バンプの周囲は樹脂層により覆われていることを特徴とする非接触ＩＣ媒体である。
【００１７】
また、本発明は、前記樹脂層が有機接着剤よりなることを特徴とする非接触ＩＣ媒体である。
【００１８】
さらに、本発明は、アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体の製造方法において、前記基体に前記アンテナ回路に電気的に接続されてなる複数の電極を設け、前記ＩＣチップに複数の電気接点を形成し、前記電気接点上に、導電性金属材料からなり先端部にボール状の領域を有する第１のワイヤを押し付けて圧着し、前記第１のワイヤを引き上げることにより第１の小バンプを形成し、前記第１の小バンプ上に、前記ワイヤよりも大きなボール状の領域を先端部に有する第２のワイヤを押し付けて圧着し、前記第２のワイヤを引き上げることにより前記第１の小バンプよりも断面積の大きな第２の小バンプを形成し、前記第２の小バンプの端部と前記基体上に設けられた前記電極とを互いに押し付けて圧着し、前記各小バンプの周囲に樹脂を流入して覆うことを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法である。
【００１９】
さらに、本発明は、前記第２の小バンプの上に、１つもしくは複数のさらに断面積の大きな小バンプを順に重ねて形成することを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法である。
【００２０】
さらに、本発明は、前記樹脂は有機接着剤よりなることを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、非接触ＩＣ媒体のＩＣチップとアンテナ回路の間の接続を、複数の小バンプを順に断面積を拡大しつつ積み重ねてなるスタッドバンプにて行うことにより、前記スタッドバンプが周囲の封止樹脂の間にくさび状に食い込む構成となって、前記ＩＣチップとアンテナ回路間の間隔を確保しつつ、封止樹脂である接着剤とスタッドバンプとの十分な密着性を備えることが可能である。またこの際に形成されるキノコ形の形状のスタッドバンプは、金属ワイヤの先端に作製するボール状の金属塊の大きさを順に大きくしていくだけで形成可能であるので、そのための製造工程は比較的容易である。これにより物理的な衝撃や振動によるＩＣチップとアンテナ回路の間の電気的接続の遮断や、実装後のＩＣチップ自体の剥離といった従来の問題を解決すると同時に、ＩＣチップとアンテナ回路の間の静電容量を小さくすることで高周波帯域での回路動作を可能とする。またアンテナ回路を有する基体上へのＩＣチップの実装工程も実施が容易なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣ媒体およびその製造方法を、図１〜図３に基づいて以下に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの実装方法を説明する断面図である。非接触ＩＣ媒体の基体１７には、一般にはエッチングにより作製されるアンテナ回路１８が形成されており、前記アンテナ回路１８の端子部位に電極１９が設けられている。一方ＩＣチップ１１には電気接点１２が設けられており、前記電極１９と前記電気接点１２との間がスタッドバンプ１３により電気的に接続されている。前記スタッドバンプ１３は第１および第２の小バンプ１４、１５より構成され、第２の小バンプ１５は第１の小バンプ１４よりもその断面積が大きくなっていて、全体として図の上方が小さく下方が大きい、上下反転したキノコ型の形状となっている。また前記電極１９と前記電気接点１２の間には一定の間隔が設けられている。最後にＩＣチップ１１とアンテナ回路１８の間は封止樹脂２０により充填固定されている。この封止樹脂には有機接着剤が好適に用いられる。なお図１にはスタッドバンプを１ヵ所しか記載していないが、実際の非接触ＩＣ媒体には複数ヵ所のスタッドバンプが設けられている。
【００２４】
非接触ＩＣ媒体を構成する前記基体１７には、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、紙などの無機もしくは有機繊維からなる織布、不織布、マットあるいはこれらを組み合わせてなる基材、もしくはこれらの素材に樹脂ワニスを含浸させて成形した複合基材、およびポリアミド系樹脂基材、ポリエステル樹脂基材、エチレン・ビニルアルコール共重合体基材などのプラスチック基材から選択された基材が用いられる。またこれら基材の表面にマット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理あるいは各種の易接着処理などの表面処理を施した基体はより好適である。
【００２５】
また、前記基体１７上へのアンテナ回路１８の形成は、導電ペーストのスクリーン印刷、被覆もしくは非被覆金属線の貼り付け、金属箔を貼り付けてエッチング、金属の直接蒸着、金属蒸着膜の転写などの方法が好適である。また、これらの方法で形成した複数のアンテナ回路を組み合わせた複合アンテナとしてもよい。さらに、本発明において使用するＩＣチップ１１の厚さは前記アンテナ回路１８の端子部位に設けられた電極１９の厚さと同等程度であることが望ましく、１０〜３００μｍであればよい。最も好適なＩＣチップの厚さは１００μｍ程度である。
【００２６】
図１に示した前記ＩＣチップと基体とをスタッドバンプを用いて接続する、実装工程における手順について、図２（ａ）〜図２（ｈ）に基づいて説明する。なお説明の都合上、図２では図１における非接触ＩＣ媒体の上下を逆転させて表示している。まず図２（ａ）に示すように、ＩＣチップ２１上の電気接点２２に、金属線からなるワイヤ２６を接近させる。ワイヤ２６としては金線が好適であり、治具であるキャピラリ２４およびクランパ２５によって支持されている。ワイヤ２６の先端部には、例えば電気トーチを用いた放電加工により第１のボール状金属塊２３１が形成されている。
【００２７】
次いで図２（ｂ）に示すようにキャピラリ２４を電気接点２２の位置まで降ろし、前記第１のボール状金属塊２３１を電気接点２２に押圧する。この際にキャピラリ２４によって超音波振動や熱を印加し、図中の第１の押圧された金属塊２３２のように変形させて前記電気接点２２に接合させる。その後で図２（ｃ）に示すようにクランパ２５を引き上げることで第１の押圧された金属塊２３２をワイヤ２６から分離させ、次いでキャピラリ２４も引き上げて、電気接点２２上に第１の小バンプ２３３を形成する。前記第１の小バンプ２３３は一般に半球状もしくは潰れた半球状で、頂部にワイヤ２６の残片を有する形状である。
【００２８】
次いで第２の小バンプ２３６を形成する手順を説明する。まず図２（ｄ）に示すように、ワイヤ２６の先端に第２のボール状金属塊２３４を形成する。金属塊の形成方法は前記第１のボール状金属塊２３１の場合と同様であるが、金属塊の体積が第１のボール状金属塊２３１よりも大きくなるようにする必要があり、２〜１０倍程度が好適である。次に図２（ｅ）に示すように、キャピラリ２４およびクランパ２５を再び降ろして前記第１の小バンプ２３３に接触させて押圧する。この際にキャピラリ２４によって超音波振動や熱を印加して変形させ、第２の押圧された金属塊２３５を形成して第１の小バンプ２３３に固着させる。両者はこれら加熱、加圧、超音波接合により強固に接合される。
【００２９】
その後、図２（ｆ）に示すようにクランパ２５を再び引き上げて前記第２の押圧された金属塊２３５をワイヤ２６から分離させ、次いでキャピラリ２４も引き上げて第２の小バンプ２３６を形成する。前記第２の小バンプ２３６は一般に半球状もしくは潰れた半球状で、頂部にワイヤ２６の残片を有する形状であり、下部は第１の小バンプ２３３と一体化している。またその断面積の最大値は前記第１の小バンプ２３３よりも大きくなっており、好適には前記第１の小バンプ２３３の１．５〜３倍程度である。このため両者が一体化したスタッドバンプ２３は図中でキノコ型の形状となる。なお接合後のスタッドバンプ２３の断面積は、前記電極２９および電気接点２２のいずれにおいても各接点部が有する面積より小さくなるよう形成する必要がある。また両接点間の距離は、ＩＣチップ２１とアンテナ回路２８間の静電容量が非接触ＩＣ媒体の回路動作に影響を及ぼさない程度に保つ必要があり、５０μｍ程度以上とすることが好適である。
【００３０】
最後に前記スタッドバンプ２３を、アンテナ回路２８を設けた基体２７上の電極２９に対して接合させる工程の手順を説明する。図２（ｇ）において、アンテナ回路２８上に設けられた電極２９に前記スタッドバンプ２３を接触させて押圧し、加熱もしくは超音波接合を行うことで固着させる。このときに第２の小バンプ２３６の頂部は変形して広がり、電極２９に対して強固に接合して両者を電気的に導通させる。その後に図２（ｈ）に示すように、ＩＣチップ２１の電気接点２２とアンテナ回路２８に設けた電極２９の隙間に封止樹脂３０を流入させて固化させる。この際に、スタッドバンプ２３が、電気接点２２側の底部の断面積が小さく上部が大きいキノコ型の形状をしているために、この隙間に封止樹脂３０が流入してくさび状に固化し、このために強固な接合強度と固定の信頼性を得ることができる。前記封止樹脂３０は、基体２７とＩＣチップ２１を強固に接合して前記ＩＣチップ２１を被覆保護することによって、物理的もしくは化学的な変化に対する耐久性を与えるために被覆した接合部に使用されるものであり、熱硬化性樹脂やホットメルトなどの接着剤が好適に使用される。
【００３１】
図３は、図１に示した例とは異なる本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの実装方法を説明する断面図である。スタッドバンプ３３は第１の小バンプ３４、第２の小バンプ３５、第３の小バンプ３６の３つの小バンプからなり、各小バンプはＩＣチップ３１に設けられた電気接点３２の側からこの順に配置されている。各小バンプは図の下方に行くほど断面積が大きくなっており、スタッドバンプ３３は３段重ねの上下反転したキノコ型の形状をなしている。キノコ型の形状の傘の部分に当たる第３の小バンプ３６は、基体３７上のアンテナ回路３８に設けられた電極３９に接合固化されている。以上の電気的な接続部の周囲は封止樹脂４０により充填固定されるとともに、前記封止樹脂４０はスタッドバンプ３３の隙間にくさび状に食い込むことで互いに強固に固定されている。図３の例の場合は小バンプを３段重ねとすることによって、ＩＣチップ３１とアンテナ回路３８の間の距離を図１に示した実施例の場合よりもさらに大きくとることが可能であり、高周波帯域にて使用した場合の電気的な信頼性をさらに向上させることができる。
【００３２】
以上示したように、本発明により、非接触ＩＣ媒体において、熱衝撃、物理的な衝撃や振動、化学的な経年変化などに対して耐久性を有する、アンテナ回路とＩＣチップ間の電気的な接続固定を実施することができる。またこのときの前記スタッドバンプとＩＣチップの間、およびアンテナ回路の間の各接合部の接触抵抗はともに低い状態に保つことができるため、ＩＣチップをアンテナ回路に信頼性高く固定するＩＣチップの実装方法の提供が可能である。
【００３３】
なお、上記実施の形態の説明は、本発明の実施例に係るアンテナ回路を含む基体とＩＣチップの間の接合について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの実装方法を示す断面図。
【図２】図１に示す本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの組立実装図。図２（ａ）〜図２（ｈ）はＩＣチップの組立実装工程を順に示す図。
【図３】本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの異なる実装方法を示す断面図。
【図４】特許文献１に記載された従来の非接触ＩＣカードの組立図。
【図５】特許文献２に記載された従来の半導体チップにおけるスタッドバンプ部分の断面図。
【図６】特許文献３に記載された従来の非接触ＩＣカードモジュールおけるスタッドバンプの概略断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１１，２１，３１ ＩＣチップ
１２，２２，３２ 電気接点
１３，２３，３３ スタッドバンプ
１４，２３３，３４ 第１の小バンプ
１５，２３６，３５ 第２の小バンプ
１７，２７，３７ 基体
１８，２８，３８ アンテナ回路
１９，２９，３９ 電極
２０，３０，４０ 封止樹脂
２３１ 第１のボール状金属塊
２３２ 第１の押圧された金属塊
２３４ 第２のボール状金属塊
２３５ 第２の押圧された金属塊
２４ キャピラリ
２５ クランパ
２６ ワイヤ
３６ 第３の小バンプ
４１，５１ ＩＣチップ
４２ コイル
４３ 基板フィルム
４４ 封止樹脂
４５ 接着剤
４６ コアフィルム
４７ ＩＣチップ用孔
４８ 保護フィルム
４９ プレス板
５２，６１ 電気接点
５３，６２ スタッドバンプ
５４ 下端部
５５ 中央部
５６ 上端部
５７ リード
５８ 樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣカードや非接触ＩＣタグなどの、ＩＣチップとアンテナ回路を有する非接触ＩＣ媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触ＩＣカードや非接触ＩＣタグのように、非接触状態で相手と電気的にデータを送受信することで人や物品、情報の管理を行う、いわゆるＲＦ−ＩＤの用途に用いられる非接触ＩＣ媒体は、一般にフィルム状やシート状の基材にアンテナ回路やＩＣチップを配置することで構成される。この中でアンテナ回路は、アルミ箔もしくは銅箔を接着したシートをエッチングすることにより形成される。
【０００３】
またＩＣチップとアンテナ回路の導通を図るための方法としては、ワイヤーボンディング方式とフリップチップ方式が一般的に用いられている。このうちワイヤーボンディング方式では、ＩＣチップの端子部からアンテナ回路の接点まで金の細線による配線により接続する方法が用いられるが、近年では配線のインダクタンスや抵抗による損失の低減や、曲げ応力などの外力に対する耐久性を考慮して、フリップチップ方式が用いられることが多い。フリップチップ方式はＩＣチップにバンプを形成する方式であり、ＩＣチップの端子部に予めバンプと呼ばれる金属による小さな塊状の突起を形成しておき、基材に設置されたアンテナ回路上のチップ実装位置に設けられた一対の接点に、前記バンプを加熱もしくは加圧により接続固定して導通を図ることになる。この方式ではＩＣチップの端子部からアンテナ回路上の接点までの接続距離が短くなるが、このことはアンテナを通じて送受信される電気信号の強度や駆動電力が低い非接触ＩＣ媒体では有利である。
【０００４】
そのような非接触ＩＣ媒体の従来例の構成について図４に示す。図４は特許文献１に記載された非接触ＩＣカードの組立図である。シート状の基材である樹脂製の基板フィルム４３に、アンテナとして用いられるコイル４２がエッチングや印刷などにより形成されており、その上方にＩＣチップ４１が設置されて封止樹脂４４により封止固定されている。前記基板フィルム４３の上方にはＩＣチップ用孔４７が設けられたコアフィルム４６および保護フィルム４８が積層され、接着剤４５によって全体が接着固定される。これらの固定は非接触ＩＣカードの上下をプレス板４９によって挟み、全体を加熱もしくは加圧することにより実施される。封止樹脂４４としては熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂が用いられ、また接着剤４５としてはホットメルトや紫外線硬化型接着剤が使用される。ＩＣチップ４１の端子部にはバンプが設けられ、コイル４２の接点と電気的に接続されている。
【０００５】
アンテナ回路であるコイル４２は一般にアルミまたは銅にエッチングを行って形成される。また全体の加熱もしくは加圧には熱圧着装置（フリップチップボンダ）が使用され、バンプによるＩＣチップ４１とコイル４２との電気的接続を確保している。この接続の際にもし封止樹脂４４を用いずに接続をバンプの圧着のみとするならば、ＩＣチップ４１を確実に固定するために圧着強度を大きくする必要がある。しかしその場合には圧着応力の影響によりアンテナ回路であるコイル４２が変形し、接触不良や回路短絡などの問題が発生しやすいという問題があった。またこの場合には非接触ＩＣ媒体の使用時に基体に曲げなどの外力が加わるとＩＣチップ４１が外れることがあり、アンテナ回路への接続に対して十分な信頼性を確保できないという問題もあった。このため封止樹脂４４の使用は不可欠であり、以下に記すバンプ側面とこの樹脂との密着の問題の解決が必要である。
【０００６】
フリップチップ方式に用いられるバンプには複数の方式があり、めっきにより形成された柱状タイプのバンブを用いる場合や、電気接点の上にはんだなどのバンプを置いてリフローにより接続固定する方法、電気接点に金などによるバンプを超音波接合して凸形状のスタッドバンプを形成し、熱圧着により接続固定する方法などが知られている。これらの方式によりＩＣチップからの電気的接続が確保された後に、バンプの周囲に樹脂を流入させることで、ＩＣチップや基体を含む素子全体の固定と封止を行っている。ところが、金属からなるバンプと周囲に充填される封止用の樹脂との材質の違いのために両者の密着は必ずしも良好ではなく、経年使用によりバンプと樹脂との接合面に隙間が生じて気密性の劣化や素子全体の破損に至る場合があるという問題があった。ＩＣチップの電気的接続にスタッドバンプを用いる場合について、特許文献２および特許文献３をもとに、この従来の問題の解決方法の例を示す。
【０００７】
最初に特許文献２に記載された半導体チップにおけるスタッドバンプの形状について図５をもとに説明する。まず、先端にボール状の金属塊が形成された金線を、ＩＣチップ５１に設けられた電気接点５２にキャピラリなどの治具を用いて押し付けて、超音波振動あるいは熱印加によって金による凸形状のスタッドバンプを形成する。必要なスタッドバンプの形成が終わった後に、図の下方から押圧治具（図示せず）を押し当てて前記スタッドバンプの先端部を変形させ、図５に示したように中央部がくびれた形状のスタッドバンプ５３を形成する。このスタッドバンプ５３は上端部５６の直径（ｄ2）および下端部５４の直径（ｄ1）よりも中央部５５の直径（Ｄ）が小さくなるように形成されており、Ｄ＜ｄ2≦ｄ1の関係を満たしている。このようにスタッドバンプ５３の中央部５５にくびれを形成することによって、ＩＣチップ５１と下方のリード５７との間を充填する樹脂５８とスタッドバンプ５３との密着性を高めることができ、両者の界面における剥離の発生を回避することができる。なお特許文献２に記載の半導体チップは非接触ＩＣ媒体に用いられるものではない。
【０００８】
一方図６は、非接触ＩＣチップモジュールを、アンテナを有するカード本体に電気的に接続する場合のスタッドバンプの形状に関する従来例について説明するものであり、特許文献３に記載された技術である。図６において、ＩＣチップモジュールに設けられた電気接点６１上にスタッドバンプ６２が形成されており、前記スタッドバンプ６２は複数のスタッドバンプを同じ位置に重ねて形成したもので、そのため重ねもち状の形状となっている。スタッドバンプ６２の下方に突き出した頭部は、この下部に設けられた粉末状もしくはペースト状の導電性手段（図示せず）内に埋設固定されて電気的に接続されており、またスタッドバンプ６２の周囲はこの接続固定後に有機結合材（図示せず）により固定される。前記の有機結合材としてはホットメルトが好適に使用される。スタッドバンプ６２の周囲の凹凸により、この固定の強度を高めている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−９１２７５号公報
【特許文献２】特開２０００−２７７５５３号公報
【特許文献３】特開２００５−２５１１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
スタッドバンプと封止樹脂との密着性を向上させるためには、スタッドバンプの側面の形状を工夫して大きな凹凸を形成することにより、スタッドバンプの表面と封止樹脂とが互いに相手に食い込む構成とすることが必要である。しかし特許文献２に記載された従来のスタッドバンプの場合は、実際には提示された方法ではスタッドバンプの側面に凹凸の大きな形状を形成することが困難であった。図５に記載した上端部と下端部が太く、中央部が細いスタッドバンプ５３は、まず先端にボール状の金属塊が形成された金線を電気接点５２に押し付けて下端部を形成しつつ接続し、その後に図の下方から押圧治具を押し当てて下端部を押し広げるよう変形させたものである。しかしこの工程では単にスタッドバンプに熱や圧力を加えるだけであるので、下端部のみを押し広げ、中央部のみを細いままに残す加工は困難であり、一般には中央部の直径もかなり広げられてしまう。そのためスタッドバンプの側面に形成される凹凸は必ずしも大きくはならず、結果としてスタッドバンプと封止樹脂の食い込みが不十分となる場合がある。スタッドバンプの中央部の直径を広げない加工を実現する作業条件の範囲は狭く、条件出しや適切な条件の維持は困難であった。
【００１１】
またスタッドバンプと押圧治具との加熱加圧加工の後の引き離しの際に、前記押圧治具の剥離特性が良好ではない場合がある。この場合はせっかく太く加工した下端部が剥離の際に再び引き伸ばされてしまい、そのため細く変形することがある。さらに、スタッドバンプに押圧治具を押し当てて加熱加圧する過程でスタッドバンプの高さが縮むために、結果としてＩＣチップとアンテナ回路間の間隔が極めて狭くなってしまう。一般に両者の距離が２０〜５０μｍもしくはそれ以下の場合は、高周波帯域での回路動作の場合にＩＣチップとアンテナ回路間の静電容量が無視できない大きさとなり、非接触ＩＣ媒体の回路動作に影響を及ぼす可能性が生じる。
【００１２】
一方特許文献３に記載された従来のスタッドバンプの場合には、小バンプを複数個積み重ねてスタッドバンプを形成している。この場合には図６に示すように電気接点６１に形成したスタッドバンプ６２の形状が重ねもち状になるので、その側面は例えば蛇腹状に凹凸を有することになる。しかし特許文献３にはスタッドバンプ６２の上下方向での直径の変化については特に言及されておらず、従ってスタッドバンプと封止樹脂の間の食い込みを増加させる要素は前記の側面の凹凸以外にはとくに規定されていない。
【００１３】
従って、本発明の目的は、ＩＣチップとアンテナ回路を有する非接触ＩＣ媒体に関し、前記ＩＣチップとアンテナ回路を互いに十分な間隔を設けて電気的に接続し、かつ周囲の封止樹脂と高い密着性を有する信頼性の高いスタッドバンプの形状の提案と、そのような形状を有するタッドバンプを容易に形成しうる非接触ＩＣ媒体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明において形成するスタッドバンプは電気接点の直上で断面積が小さく、上方に向かうにつれて順に断面積が大きくなる形状とする。このようなキノコ状の形状とすることで周囲の封止樹脂との密着性を高めるとともに、接続されるＩＣチップとアンテナ回路との間隔を十分保つことのできるだけの高さを有するように構成する。
【００１５】
上記スタッドバンプの製造は以下の方法にて実施する。ＩＣチップに設けられた電気接点に対し、まず先端にボール状の金属塊が形成された金属ワイヤを押し付けて圧着した後に引き上げ、第１の小バンプを形成する。次いで前記第１の小バンプの上に、前記の形成時よりも大きな金属塊が形成された金属ワイヤを再度押し付けて、同様に圧着した後に引き上げ、第２の小バンプを形成する。この方法により形成されるスタッドバンプはＩＣチップの電気接点側において断面積が小さく、逆側では断面積が大きいキノコ型の形状となる。なお必要な場合には前記第２の小バンプの上に、さらに断面積が大きい第３の小バンプを形成してもよい。このように複数の小バンプを順に形成することで、前記ＩＣチップとアンテナ回路との必要な間隔を保つことができ、かつキノコ型の形状のスタッドバンプが周囲の封止樹脂の間にくさび状に侵入する形状となり、両者が互いに食い込み合うことで、十分な密着性を備えることが可能である。
【００１６】
即ち、本発明は、アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体において、前記基体には前記アンテナ回路に電気的に接続された複数の電極が設けられており、前記ＩＣチップには複数の電気接点が形成されており、前記電気接点には導電性金属材料からなるバンプが接続固着されており、前記バンプは複数の小バンプを前記電気接点の側から順に重ねて構成されるとともに、かつ前記複数の小バンプは前記電気接点の側から逆側の端部に向けて順により大きな断面積を有する構成であって、前記バンプの前記電気接点とは逆側の端部が前記基体上に設けられた前記電極に接続されており、前記バンプの周囲は樹脂層により覆われていることを特徴とする非接触ＩＣ媒体である。
【００１７】
また、本発明は、前記樹脂層が有機接着剤よりなることを特徴とする非接触ＩＣ媒体である。
【００１８】
さらに、本発明は、アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体の製造方法において、前記基体に前記アンテナ回路に電気的に接続されてなる複数の電極を設け、前記ＩＣチップに複数の電気接点を形成し、前記電気接点上に、導電性金属材料からなり先端部にボール状の領域を有する第１のワイヤを押し付けて圧着し、前記第１のワイヤを引き上げることにより第１の小バンプを形成し、前記第１の小バンプ上に、前記ワイヤよりも大きなボール状の領域を先端部に有する第２のワイヤを押し付けて圧着し、前記第２のワイヤを引き上げることにより前記第１の小バンプよりも断面積の大きな第２の小バンプを形成し、前記第２の小バンプの端部と前記基体上に設けられた前記電極とを互いに押し付けて圧着し、前記各小バンプの周囲に樹脂を流入して覆うことを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法である。
【００１９】
さらに、本発明は、前記第２の小バンプの上に、１つもしくは複数のさらに断面積の大きな小バンプを順に重ねて形成することを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法である。
【００２０】
さらに、本発明は、前記樹脂は有機接着剤よりなることを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、非接触ＩＣ媒体のＩＣチップとアンテナ回路の間の接続を、複数の小バンプを順に断面積を拡大しつつ積み重ねてなるスタッドバンプにて行うことにより、前記スタッドバンプが周囲の封止樹脂の間にくさび状に食い込む構成となって、前記ＩＣチップとアンテナ回路間の間隔を確保しつつ、封止樹脂である接着剤とスタッドバンプとの十分な密着性を備えることが可能である。またこの際に形成されるキノコ形の形状のスタッドバンプは、金属ワイヤの先端に作製するボール状の金属塊の大きさを順に大きくしていくだけで形成可能であるので、そのための製造工程は比較的容易である。これにより物理的な衝撃や振動によるＩＣチップとアンテナ回路の間の電気的接続の遮断や、実装後のＩＣチップ自体の剥離といった従来の問題を解決すると同時に、ＩＣチップとアンテナ回路の間の静電容量を小さくすることで高周波帯域での回路動作を可能とする。またアンテナ回路を有する基体上へのＩＣチップの実装工程も実施が容易なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣ媒体およびその製造方法を、図１〜図３に基づいて以下に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの実装方法を説明する断面図である。非接触ＩＣ媒体の基体１７には、一般にはエッチングにより作製されるアンテナ回路１８が形成されており、前記アンテナ回路１８の端子部位に電極１９が設けられている。一方ＩＣチップ１１には電気接点１２が設けられており、前記電極１９と前記電気接点１２との間がスタッドバンプ１３により電気的に接続されている。前記スタッドバンプ１３は第１および第２の小バンプ１４、１５より構成され、第２の小バンプ１５は第１の小バンプ１４よりもその断面積が大きくなっていて、全体として図の上方が小さく下方が大きい、上下反転したキノコ型の形状となっている。また前記電極１９と前記電気接点１２の間には一定の間隔が設けられている。最後にＩＣチップ１１とアンテナ回路１８の間は封止樹脂２０により充填固定されている。この封止樹脂には有機接着剤が好適に用いられる。なお図１にはスタッドバンプを１ヵ所しか記載していないが、実際の非接触ＩＣ媒体には複数ヵ所のスタッドバンプが設けられている。
【００２４】
非接触ＩＣ媒体を構成する前記基体１７には、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、紙などの無機もしくは有機繊維からなる織布、不織布、マットあるいはこれらを組み合わせてなる基材、もしくはこれらの素材に樹脂ワニスを含浸させて成形した複合基材、およびポリアミド系樹脂基材、ポリエステル樹脂基材、エチレン・ビニルアルコール共重合体基材などのプラスチック基材から選択された基材が用いられる。またこれら基材の表面にマット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理あるいは各種の易接着処理などの表面処理を施した基体はより好適である。
【００２５】
また、前記基体１７上へのアンテナ回路１８の形成は、導電ペーストのスクリーン印刷、被覆もしくは非被覆金属線の貼り付け、金属箔を貼り付けてエッチング、金属の直接蒸着、金属蒸着膜の転写などの方法が好適である。また、これらの方法で形成した複数のアンテナ回路を組み合わせた複合アンテナとしてもよい。さらに、本発明において使用するＩＣチップ１１の厚さは前記アンテナ回路１８の端子部位に設けられた電極１９の厚さと同等程度であることが望ましく、１０〜３００μｍであればよい。最も好適なＩＣチップの厚さは１００μｍ程度である。
【００２６】
図１に示した前記ＩＣチップと基体とをスタッドバンプを用いて接続する、実装工程における手順について、図２（ａ）〜図２（ｈ）に基づいて説明する。なお説明の都合上、図２では図１における非接触ＩＣ媒体の上下を逆転させて表示している。まず図２（ａ）に示すように、ＩＣチップ２１上の電気接点２２に、金属線からなるワイヤ２６を接近させる。ワイヤ２６としては金線が好適であり、治具であるキャピラリ２４およびクランパ２５によって支持されている。ワイヤ２６の先端部には、例えば電気トーチを用いた放電加工により第１のボール状金属塊２３１が形成されている。
【００２７】
次いで図２（ｂ）に示すようにキャピラリ２４を電気接点２２の位置まで降ろし、前記第１のボール状金属塊２３１を電気接点２２に押圧する。この際にキャピラリ２４によって超音波振動や熱を印加し、図中の第１の押圧された金属塊２３２のように変形させて前記電気接点２２に接合させる。その後で図２（ｃ）に示すようにクランパ２５を引き上げることで第１の押圧された金属塊２３２をワイヤ２６から分離させ、次いでキャピラリ２４も引き上げて、電気接点２２上に第１の小バンプ２３３を形成する。前記第１の小バンプ２３３は一般に半球状もしくは潰れた半球状で、頂部にワイヤ２６の残片を有する形状である。
【００２８】
次いで第２の小バンプ２３６を形成する手順を説明する。まず図２（ｄ）に示すように、ワイヤ２６の先端に第２のボール状金属塊２３４を形成する。金属塊の形成方法は前記第１のボール状金属塊２３１の場合と同様であるが、金属塊の体積が第１のボール状金属塊２３１よりも大きくなるようにする必要があり、２〜１０倍程度が好適である。次に図２（ｅ）に示すように、キャピラリ２４およびクランパ２５を再び降ろして前記第１の小バンプ２３３に接触させて押圧する。この際にキャピラリ２４によって超音波振動や熱を印加して変形させ、第２の押圧された金属塊２３５を形成して第１の小バンプ２３３に固着させる。両者はこれら加熱、加圧、超音波接合により強固に接合される。
【００２９】
その後、図２（ｆ）に示すようにクランパ２５を再び引き上げて前記第２の押圧された金属塊２３５をワイヤ２６から分離させ、次いでキャピラリ２４も引き上げて第２の小バンプ２３６を形成する。前記第２の小バンプ２３６は一般に半球状もしくは潰れた半球状で、頂部にワイヤ２６の残片を有する形状であり、下部は第１の小バンプ２３３と一体化している。またその断面積の最大値は前記第１の小バンプ２３３よりも大きくなっており、好適には前記第１の小バンプ２３３の１．５〜３倍程度である。このため両者が一体化したスタッドバンプ２３は図中でキノコ型の形状となる。なお接合後のスタッドバンプ２３の断面積は、前記電極２９および電気接点２２のいずれにおいても各接点部が有する面積より小さくなるよう形成する必要がある。また両接点間の距離は、ＩＣチップ２１とアンテナ回路２８間の静電容量が非接触ＩＣ媒体の回路動作に影響を及ぼさない程度に保つ必要があり、５０μｍ程度以上とすることが好適である。
【００３０】
最後に前記スタッドバンプ２３を、アンテナ回路２８を設けた基体２７上の電極２９に対して接合させる工程の手順を説明する。図２（ｇ）において、アンテナ回路２８上に設けられた電極２９に前記スタッドバンプ２３を接触させて押圧し、加熱もしくは超音波接合を行うことで固着させる。このときに第２の小バンプ２３６の頂部は変形して広がり、電極２９に対して強固に接合して両者を電気的に導通させる。その後に図２（ｈ）に示すように、ＩＣチップ２１の電気接点２２とアンテナ回路２８に設けた電極２９の隙間に封止樹脂３０を流入させて固化させる。この際に、スタッドバンプ２３が、電気接点２２側の底部の断面積が小さく上部が大きいキノコ型の形状をしているために、この隙間に封止樹脂３０が流入してくさび状に固化し、このために強固な接合強度と固定の信頼性を得ることができる。前記封止樹脂３０は、基体２７とＩＣチップ２１を強固に接合して前記ＩＣチップ２１を被覆保護することによって、物理的もしくは化学的な変化に対する耐久性を与えるために被覆した接合部に使用されるものであり、熱硬化性樹脂やホットメルトなどの接着剤が好適に使用される。
【００３１】
図３は、図１に示した例とは異なる本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの実装方法を説明する断面図である。スタッドバンプ３３は第１の小バンプ３４、第２の小バンプ３５、第３の小バンプ３６の３つの小バンプからなり、各小バンプはＩＣチップ３１に設けられた電気接点３２の側からこの順に配置されている。各小バンプは図の下方に行くほど断面積が大きくなっており、スタッドバンプ３３は３段重ねの上下反転したキノコ型の形状をなしている。キノコ型の形状の傘の部分に当たる第３の小バンプ３６は、基体３７上のアンテナ回路３８に設けられた電極３９に接合固化されている。以上の電気的な接続部の周囲は封止樹脂４０により充填固定されるとともに、前記封止樹脂４０はスタッドバンプ３３の隙間にくさび状に食い込むことで互いに強固に固定されている。図３の例の場合は小バンプを３段重ねとすることによって、ＩＣチップ３１とアンテナ回路３８の間の距離を図１に示した実施例の場合よりもさらに大きくとることが可能であり、高周波帯域にて使用した場合の電気的な信頼性をさらに向上させることができる。
【００３２】
以上示したように、本発明により、非接触ＩＣ媒体において、熱衝撃、物理的な衝撃や振動、化学的な経年変化などに対して耐久性を有する、アンテナ回路とＩＣチップ間の電気的な接続固定を実施することができる。またこのときの前記スタッドバンプとＩＣチップの間、およびアンテナ回路の間の各接合部の接触抵抗はともに低い状態に保つことができるため、ＩＣチップをアンテナ回路に信頼性高く固定するＩＣチップの実装方法の提供が可能である。
【００３３】
なお、上記実施の形態の説明は、本発明の実施例に係るアンテナ回路を含む基体とＩＣチップの間の接合について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの実装方法を示す断面図。
【図２】図１に示す本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの組立実装図。図２（ａ）〜図２（ｈ）はＩＣチップの組立実装工程を順に示す図。
【図３】本発明の非接触ＩＣ媒体におけるＩＣチップの異なる実装方法を示す断面図。
【図４】特許文献１に記載された従来の非接触ＩＣカードの組立図。
【図５】特許文献２に記載された従来の半導体チップにおけるスタッドバンプ部分の断面図。
【図６】特許文献３に記載された従来の非接触ＩＣカードモジュールおけるスタッドバンプの概略断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１１，２１，３１ ＩＣチップ
１２，２２，３２ 電気接点
１３，２３，３３ スタッドバンプ
１４，２３３，３４ 第１の小バンプ
１５，２３６，３５ 第２の小バンプ
１７，２７，３７ 基体
１８，２８，３８ アンテナ回路
１９，２９，３９ 電極
２０，３０，４０ 封止樹脂
２３１ 第１のボール状金属塊
２３２ 第１の押圧された金属塊
２３４ 第２のボール状金属塊
２３５ 第２の押圧された金属塊
２４ キャピラリ
２５ クランパ
２６ ワイヤ
３６ 第３の小バンプ
４１，５１ ＩＣチップ
４２ コイル
４３ 基板フィルム
４４ 封止樹脂
４５ 接着剤
４６ コアフィルム
４７ ＩＣチップ用孔
４８ 保護フィルム
４９ プレス板
５２，６１ 電気接点
５３，６２ スタッドバンプ
５４ 下端部
５５ 中央部
５６ 上端部
５７ リード
５８ 樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体において、
前記基体には前記アンテナ回路に電気的に接続された複数の電極が設けられており、
前記ＩＣチップには複数の電気接点が形成されており、
前記電気接点には導電性金属材料からなるバンプが接続固着されており、
前記バンプは複数の小バンプを前記電気接点の側から順に重ねて構成されるとともに、かつ前記複数の小バンプは前記電気接点の側から逆側の端部に向けて順により大きな断面積を有する構成であって、
前記バンプの前記電気接点とは逆側の端部が前記基体上に設けられた前記電極に接続されており、前記バンプの周囲は樹脂層により覆われていることを特徴とする非接触ＩＣ媒体。
【請求項２】
前記樹脂層が有機接着剤よりなることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣ媒体。
【請求項３】
アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体の製造方法において、
前記基体に前記アンテナ回路に電気的に接続されてなる複数の電極を設け、
前記ＩＣチップに複数の電気接点を形成し、
前記電気接点上に、導電性金属材料からなり先端部にボール状の領域を有する第１のワイヤを押し付けて圧着し、前記第１のワイヤを引き上げることにより第１の小バンプを形成し、
前記第１の小バンプ上に、前記ワイヤよりも大きなボール状の領域を先端部に有する第２のワイヤを押し付けて圧着し、前記第２のワイヤを引き上げることにより前記第１の小バンプよりも断面積の大きな第２の小バンプを形成し、
前記第２の小バンプの端部と前記基体上に設けられた前記電極とを互いに押し付けて圧着し、前記各小バンプの周囲に樹脂を流入して覆うことを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法。
【請求項４】
前記第２の小バンプの上に、１つもしくは複数のさらに断面積の大きな小バンプを順に重ねて形成することを特徴とする請求項３に記載の非接触ＩＣ媒体の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂は有機接着剤よりなることを特徴とする、請求項３または４のいずれか１項に記載の非接触ＩＣ媒体の製造方法。
【請求項１】
アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体において、
前記基体には前記アンテナ回路に電気的に接続された複数の電極が設けられており、
前記ＩＣチップには複数の電気接点が形成されており、
前記電気接点には導電性金属材料からなるバンプが接続固着されており、
前記バンプは複数の小バンプを前記電気接点の側から順に重ねて構成されるとともに、かつ前記複数の小バンプは前記電気接点の側から逆側の端部に向けて順により大きな断面積を有する構成であって、
前記バンプの前記電気接点とは逆側の端部が前記基体上に設けられた前記電極に接続されており、前記バンプの周囲は樹脂層により覆われていることを特徴とする非接触ＩＣ媒体。
【請求項２】
前記樹脂層が有機接着剤よりなることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣ媒体。
【請求項３】
アンテナ回路が形成されてなる基体、およびＩＣチップを有し、非接触にてデータの送信および／または受信を行う機能を有する非接触ＩＣ媒体の製造方法において、
前記基体に前記アンテナ回路に電気的に接続されてなる複数の電極を設け、
前記ＩＣチップに複数の電気接点を形成し、
前記電気接点上に、導電性金属材料からなり先端部にボール状の領域を有する第１のワイヤを押し付けて圧着し、前記第１のワイヤを引き上げることにより第１の小バンプを形成し、
前記第１の小バンプ上に、前記ワイヤよりも大きなボール状の領域を先端部に有する第２のワイヤを押し付けて圧着し、前記第２のワイヤを引き上げることにより前記第１の小バンプよりも断面積の大きな第２の小バンプを形成し、
前記第２の小バンプの端部と前記基体上に設けられた前記電極とを互いに押し付けて圧着し、前記各小バンプの周囲に樹脂を流入して覆うことを特徴とする非接触ＩＣ媒体の製造方法。
【請求項４】
前記第２の小バンプの上に、１つもしくは複数のさらに断面積の大きな小バンプを順に重ねて形成することを特徴とする請求項３に記載の非接触ＩＣ媒体の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂は有機接着剤よりなることを特徴とする、請求項３または４のいずれか１項に記載の非接触ＩＣ媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−６６３６３（Ｐ２００８−６６３６３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３９８６８（Ｐ２００６−２３９８６８）
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
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