JP4349597B2 - IC chip manufacturing method and memory medium manufacturing method incorporating the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部装置と非接触方式でデータの送受信を行う非接触ICカード、非接触ICタグ等のメモリー媒体用のICチップ、並びにそのICチップを搭載したメモリー媒体の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、種々の情報分野でICカードが利用されているが、読取り機などの外部装置と機械的な接続を行う接触式ICカードから、利便性、耐久性を向上させるため、最近では、外部装置と接触することなしに近づくだけでデータの送受信を行えるようにした非接触方式のICカードが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような非接触ICカードで当初考えられたのは、アンテナをカード基体内に形成するタイプであったため、製造工程が複雑で、製造物の良品率が上がらなかった。そこで、別の形態として、ICチップが搭載される基板にアンテナを直接形成するようにし、アンテナを備えたICモジュールをカード或いはタグに挿入する方式が考えられた。しかしながら、この方式の非接触ICカードや非接触ICタグなどのメモリ媒体は、部品点数が多く製造工程も長いため、コストが高いという欠点があり、本格的な普及に際して大きな障害となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、非接触ICカード、非接触ICタグ等のメモリー媒体用で、データの送受信を行うアンテナをチップ自体に設けてなるICチップを製造する方法であって、次の工程からなることを特徴とする。
(1)ウェファ状態のICチップにおけるアンテナとの接続部を除いた部分の上に絶縁層としてのパッシベーション膜を形成する第1の工程。
(2)チップ回路の接続部との導通確保と絶縁層の密着性を高めるため、パッシベーション膜を覆うようにしてウェファ上にシード層を形成する第2の工程。
(3)シード層の上にフォトレジスト層をパターニングする第3の工程。
(4)電気メッキによりパターン状のアンテナを形成し、メッキ後にフォトレジストを剥離する第4の工程。
(5)シード層をイオンエッチングにより除去し、ウェファ上の個々のICチップにパターン状のアンテナが形成された状態とする第5の工程。
(6)封止樹脂によるモールドを行った後、それぞれにアンテナの形成されたICチップをウェファから切り出す第6の工程。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明で製造されるICチップは、非接触ICカード、非接触ICタグ等のメモリー媒体用のICチップであって、データの送受信を行うアンテナをチップ自体に設けた形態のものである。
【0006】
すなわち、回路が形成された汎用のICチップに、電気メッキの再配線でアンテナを形成することで、アンテナ付きの専用チップを得るようにしたため、従来のアンテナシートや、専用のアンテナ付き実装基板を用いる必要がなく、カードやタグに埋め込むだけで、非接触ICカードや非接触ICタグなどのメモリー媒体を製造することができる。
【0007】
チップ自体にアンテナを形成するに際しては、チップにおける回路形成のなされた部分の上に絶縁層を形成し、当該絶縁層上にメッキによる配線でアンテナを形成してもよいし、或いは、チップにおける回路面を除いた部分にメッキによる配線でアンテナを形成するようにしてもよい。また、アンテナは、その通信距離や外部装置の特性に応じて、それぞれ間に絶縁層を挟んだ複数のアンテナ層でアンテナを構成することも可能である。
【0008】
また、チップ自体に直接アンテナを形成するため、球状の半導体のような実装基板との接続方法が確立されていない将来の半導体も、容易にICカードやタグに加工することができる。
【0009】
本発明では、アンテナとのインターフェイス回路を有したウェファ状態の非接触ICカード用ICチップ、若しくは非接触ICタグ用ICチップ上に絶縁層を介して、再度配線を形成することでアンテナを形成する。その製造工程を図面を参照して以下に説明する。
【0010】
第1の工程では、図1(a)に示すように、ウェファ状態のICチップ10におけるアンテナとの接続部を除いた部分、すなわちAl回路配線パターン11の上に、ポリイミド、SiN等をコーティングすることによりパッシベーション膜12を形成する。この工程の代わりに、半導体メーカーにて予めパッシベーション膜12が形成されたウェファを購入してもよい。
【0011】
第2の工程では、チップ回路の接続部との導通確保と、次工程で形成する絶縁層の密着性を高めるため、図1(b)に示すように、パッシベーション膜12を覆うようにしてウェファ上にシード層13を形成する。これは具体的には、スパッタ装置を使用して、Ti、Ta、TiN、TaN、Cu等の金属薄膜を0.2μm程度の厚さで形成する。
【0012】
第3の工程では、図1(c)に示すように、シード層13の上にフォトレジスト14をパターニングする。手順としては、まず、フォトレジストをスピンコーターにより全面塗布する。使用するフォトレジストは必要とされる膜厚に応じて最適な粘度のものを選択する。次いで、必要な機能を有するアンテナのパターンを形成したフォトマスクを使用し、アライメント露光によりフォトレジストの焼付けを行う。フォトレジストは、解像度、安定性を考慮して、ポジ型を用いるのが好ましい。露光後、現像によりフォトレジストの未硬化部分を除去する。
【0013】
第4の工程では、図1(d)に示すように、電解銅メッキによりパターン状のアンテナ15を形成し、メッキ後にフォトレジスト14を水酸化ナトリウム等のアルカリにより剥離する。メッキ厚は10μm以上とする。レジスト剥離は、酸素プラズマ等のドライプロセスで行ってもよい。
【0014】
第5の工程では、図1(e)に示すように、シード層13をハロゲン系のガスを用いて反応性イオンエッチングにより除去する。この際、アンテナ15のパターンも同時にエッチングされるが、厚みが10μm以上あるため機能上は問題ない。
【0015】
また、通信距離や外部装置の特性によっては、上記で形成したアンテナのみでは通信ができない場合があるが、このような場合は、上記の工程を繰り返して行うことにより、2層以上のアンテナ層でアンテナを構成するとよい。具体的には、各アンテナ層の接続と導通を行うために、下となるアンテナ層の上にスピンコーター等により絶縁層を形成してから、例えば炭酸ガスレーザーを用いたレーザー加工により当該絶縁層を一部除去して下のアンテナ層を露出させた後、上述した工程を再度行って上のアンテナ層を形成する。このようなアンテナ層間の接続部は、レーザー加工以外にも切削などの機械的な加工方法で形成してもよいし、或いは、レジストなどで接続部となる部位をマスクし、絶縁層を塗布形成した後に、レジストを剥離することで形成してもよい。
【0016】
以上の工程で、ウェファ上の個々のICチップ10にパターン状のアンテナ15が形成されたわけであるが、本発明では、チップ保護のため、図1(f)に示すように、封止樹脂16によるモールドを行う。具体的には、ウェファの表面にメタル孔版によるシルクスクリーン印刷方式によりエポキシ樹脂を塗布する。これにより、カード、タグ等にICチップを実装したときに、外部応力やチップ回路の腐蝕に対する耐久性が向上する。ここで、ICチップを内蔵するメモリー媒体の厚み上の制約が許せば、トランスファーモールドによりウェファの表裏を樹脂封止することで、樹脂の硬化収縮の際のそりや残留応力を防止して一層の信頼性向上を期待できる。
【0017】
最後に、それぞれにアンテナの形成されたICチップをウェファから切り出して、カード、タグ等のメモリー媒体に実装する。
【0018】
図2は本発明のICチップをカードに実装して非接触ICカードを構成する例を示す分解斜視図である。この非接触ICカード20のように携帯時の外部応力に対する信頼性を求められる用途の場合は、図示のように、ICチップ30を補強シート31と共にカード20内に実装することが有効である。この補強シート31としては、ステンレス、チタン等の金属板やポリカーボネート等の機械的強度の高いプラスチック板をチップサイズと同等もしくはそれ以上のサイズに加工したものが使用される。そして、中央の塩ビシート41にチップ大の孔41aが設けられており、その孔41aに下方から補強シート31付きのICチップ30が挿入され、上下両側からそれぞれ塩ビシート42,43でサンドイッチした状態でICチップを実装したカードCが構成されている。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データの送受信を行うアンテナをチップ自体に設けるようしたので、回路が形成された汎用ICチップにアンテナを電気メッキの再配線で形成するだけで、アンテナ付きの専用チップを簡単に得ることができ、このアンテナ付きの専用チップをカードやタグに埋め込むことにより、非接触ICカードや非接触ICタグなどのメモリー媒体を製造することができることから、部品点数を減らしてコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るICチップの製造方法の手順を示す工程図である。
【図2】 本発明で製造されたICチップをカードに実装して非接触ICカードを構成する例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
10 ICチップ
11 回路配線パターン
12 パッシベーション膜
13 シード層
14 フォトレジスト
15 アンテナ
16 封止樹脂
20 非接触ICカード
30 ICチップ
31 補強シート
41,42,43 塩ビシート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a non-contact IC card that transmits and receives data to and from an external device, an IC chip for a memory medium such as a non-contact IC tag, and a memory medium equipped with the IC chip.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, IC cards have been used in various information fields. However, in order to improve convenience and durability from contact type IC cards that are mechanically connected to external devices such as readers, recently, external devices have been used. There is known a non-contact type IC card that allows data to be transmitted and received simply by approaching without touching.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The first idea of the non-contact IC card as described above was a type in which the antenna was formed in the card base, so that the manufacturing process was complicated and the yield of non-defective products was not increased. Therefore, as another form, a method has been considered in which an antenna is directly formed on a substrate on which an IC chip is mounted, and an IC module having the antenna is inserted into a card or tag. However, a memory medium such as a non-contact IC card or a non-contact IC tag of this type has a drawback of high cost due to a large number of parts and a long manufacturing process, which has been a major obstacle to full-scale spread.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a method for manufacturing an IC chip for a memory medium such as a non-contact IC card and a non-contact IC tag, in which an antenna for transmitting and receiving data is provided on the chip itself. And, it is characterized by comprising the following steps.
(1) A first step of forming a passivation film as an insulating layer on a portion of a wafer-state IC chip excluding a connection portion with an antenna.
(2) A second step of forming a seed layer on the wafer so as to cover the passivation film in order to ensure conduction with the connection portion of the chip circuit and improve the adhesion of the insulating layer.
(3) A third step of patterning a photoresist layer on the seed layer.
(4) A fourth step of forming a patterned antenna by electroplating and stripping the photoresist after plating.
(5) A fifth step in which the seed layer is removed by ion etching to form a pattern antenna on each IC chip on the wafer.
(6) A sixth step of cutting an IC chip on which an antenna is formed from a wafer after molding with a sealing resin.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
IC chip produced in the present invention, the non-contact IC card, an IC chip for memory medium such as a non-contact IC tag, Ru der those in a form an antenna for transmitting and receiving data to the chip itself.
[0006]
That is, in a general-purpose IC chip having a circuit formed, by forming the antenna in redistribution of electric plating key, since to obtain a dedicated chip with an antenna, and the conventional antenna sheets, the mounting substrate with a dedicated antenna The memory medium such as a non-contact IC card or a non-contact IC tag can be manufactured by simply embedding in a card or tag.
[0007]
When the antenna is formed on the chip itself, an insulating layer may be formed on a portion of the chip where the circuit is formed, and the antenna may be formed on the insulating layer by wiring by plating, or the circuit in the chip may be formed. You may make it form an antenna with the wiring by plating in the part except a surface. In addition, the antenna can be configured with a plurality of antenna layers each having an insulating layer interposed therebetween depending on the communication distance and the characteristics of the external device.
[0008]
In addition, since the antenna is directly formed on the chip itself, a future semiconductor in which a connection method with a mounting substrate such as a spherical semiconductor has not been established can be easily processed into an IC card or a tag.
[0009]
In the present invention, an antenna is formed by forming a wiring again on an IC chip for a non-contact IC card in a wafer state having an interface circuit with the antenna or an IC chip for a non-contact IC tag via an insulating layer. . The manufacturing process will be described below with reference to the drawings.
[0010]
In the first step, as shown in FIG. 1A, polyimide, SiN, or the like is coated on the portion of the
[0011]
In the second step, as shown in FIG. 1B, the wafer is covered so as to cover the
[0012]
In the third step, a
[0013]
In the fourth step, as shown in FIG. 1D, a patterned
[0014]
In the fifth step, as shown in FIG. 1E, the
[0015]
In addition, depending on the communication distance and the characteristics of the external device, communication may not be possible with only the antenna formed above. In such a case, by repeating the above steps, two or more antenna layers may be used. An antenna may be configured. Specifically, in order to connect and connect each antenna layer, an insulating layer is formed on the lower antenna layer by a spin coater or the like, and then the insulating layer is processed by laser processing using a carbon dioxide laser, for example. Is removed to expose the lower antenna layer, and the above-described process is performed again to form the upper antenna layer. Such a connection portion between the antenna layers may be formed by a mechanical processing method such as cutting in addition to laser processing, or a portion to be a connection portion is masked with a resist or the like, and an insulating layer is applied and formed. Then, it may be formed by peeling the resist.
[0016]
Through the above steps, the pattern-
[0017]
Finally, IC chips each having an antenna are cut out from the wafer and mounted on a memory medium such as a card or tag.
[0018]
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example in which a non-contact IC card is configured by mounting the IC chip of the present invention on a card. For applications that require reliability against external stress when being carried, such as the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since provided an antenna for transmitting and receiving a data to the chip itself, only the antenna is formed in a general-purpose IC chip on which a circuit is formed by rewiring the electric plating key, A dedicated chip with an antenna can be easily obtained, and by embedding the dedicated chip with an antenna in a card or tag, a memory medium such as a non-contact IC card or a non-contact IC tag can be manufactured. Costs can be reduced by reducing the number of points.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a procedure of a manufacturing method of an IC chip according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example in which a non-contact IC card is configured by mounting an IC chip manufactured according to the present invention on a card.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
(1)ウェファ状態のICチップにおけるアンテナとの接続部を除いた部分の上に絶縁層としてのパッシベーション膜を形成する第1の工程。
(2)チップ回路の接続部との導通確保と絶縁層の密着性を高めるため、パッシベーション膜を覆うようにしてウェファ上にシード層を形成する第2の工程。
(3)シード層の上にフォトレジスト層をパターニングする第3の工程。
(4)電気メッキによりパターン状のアンテナを形成し、メッキ後にフォトレジストを剥離する第4の工程。
(5)シード層をイオンエッチングにより除去し、ウェファ上の個々のICチップにパターン状のアンテナが形成された状態とする第5の工程。
(6)封止樹脂によるモールドを行った後、それぞれにアンテナの形成されたICチップをウェファから切り出す第6の工程。 Contactless IC card, in a memory medium such as a non-contact IC tag, an antenna for transmitting and receiving data to a method for manufacturing an IC chip formed by providing the chip itself, IC, characterized in that comprises the following steps Chip manufacturing method.
(1) A first step of forming a passivation film as an insulating layer on a portion of a wafer-state IC chip excluding a connection portion with an antenna.
(2) A second step of forming a seed layer on the wafer so as to cover the passivation film in order to ensure conduction with the connection portion of the chip circuit and improve the adhesion of the insulating layer.
(3) A third step of patterning a photoresist layer on the seed layer.
(4) A fourth step of forming a patterned antenna by electroplating and stripping the photoresist after plating.
(5) A fifth step in which the seed layer is removed by ion etching to form a pattern antenna on each IC chip on the wafer.
(6) A sixth step of cutting an IC chip on which an antenna is formed from a wafer after molding with a sealing resin.
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