JPWO2007010595A1 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
不揮発性メモリチップを搭載したICカードを効率よく製造できる技術を提供することにある。この目的を達成するため、不揮発性メモリの製造ラインでモジュール基板1に不揮発性メモリチップを搭載した後、樹脂6で封止する。そして、モジュール基板1を個片化する。このとき、モジュール基板1には、保持部7が設けられており、電気的特性検査を実施した後、保持部7を用いてテープ基板13に接続される。そして、テープ状に一体化されたモジュール基板1がICカードの製造ラインへ出荷される。その後、ICカードの製造ラインでは、テープ状に一体化されたモジュール基板1を使用して、ICカードが製造される。An object of the present invention is to provide a technology capable of efficiently manufacturing an IC card on which a nonvolatile memory chip is mounted. In order to achieve this object, a nonvolatile memory chip is mounted on the module substrate 1 in a nonvolatile memory production line, and then sealed with a resin 6. Then, the module substrate 1 is separated. At this time, the module substrate 1 is provided with a holding portion 7, which is connected to the tape substrate 13 by using the holding portion 7 after performing an electrical characteristic test. The module substrate 1 integrated in a tape shape is shipped to an IC card production line. Thereafter, in the IC card manufacturing line, the IC card is manufactured using the module substrate 1 integrated in a tape shape.
Description
本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、ICカードの製造に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a technique effective when applied to the manufacture of an IC card.
ICカードやメモリカードなどのようなカード型情報媒体は、小型で薄く軽量なため、携帯性、可搬性および利便性に優れ、様々な分野での普及が進められている。 Card-type information media such as IC cards and memory cards are small, thin, and light, and thus are excellent in portability, portability, and convenience, and are widely used in various fields.
ICカードは、キャッシュカードサイズのプラスチック製薄板にICカードチップを埋め込み、情報を記録可能にしたカード型情報媒体であり、認証性および耐タンパー性に優れている。このため、ICカードは、例えば、クレジットカード、キャッシュカード、ETC(Electronic Toll Collection system)システム用カード、定期券、携帯電話機用カードまたは認証カードなど、金融、交通、通信、流通および認証などの高いセキュリティ性が要求される分野での普及が進んでいる。 An IC card is a card-type information medium in which an IC card chip is embedded in a cash card-sized plastic thin plate and information can be recorded, and is excellent in authenticity and tamper resistance. For this reason, IC cards, for example, credit cards, cash cards, ETC (Electronic Toll Collection system) system cards, commuter passes, mobile phone cards, authentication cards, etc. are high in finance, transportation, communication, distribution and authentication. It is spreading in fields where security is required.
ICカードについて、例えば、特開2001−357376号公報(特許文献1)の図9には、枠カードの開口部にブリッジを設けてSIM(Subscriber Identify Module)型カードを固定した構成が開示されている。 Regarding the IC card, for example, FIG. 9 of Japanese Patent Laid-Open No. 2001-357376 (Patent Document 1) discloses a configuration in which a SIM (Subscriber Identify Module) type card is fixed by providing a bridge at the opening of the frame card. Yes.
一方、メモリカードは、記憶媒体として不揮発性メモリ(EEPROM、フラッシュメモリ等)を採用するカード型情報媒体であり、ICカードよりも小型で、かつ、大容量の情報を高速で書き込みあるいは読み出しすることができる。このため、メモリカードは、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型音楽プレーヤ、携帯電話機などのような可搬性が要求される携帯型情報機器の記録メディアとして普及している。代表的なメモリカード規格には、SD(Secure Digital)メモリカード(SDカード協会で規格化された規格がある)、miniSD、MMC(Multi Media Card、Infineon TechnologiesAGの登録商標である)、RS−MMC(Reduced Size MMC)などがある。 On the other hand, a memory card is a card-type information medium that employs a non-volatile memory (EEPROM, flash memory, etc.) as a storage medium, and is smaller than an IC card and can write or read large-capacity information at high speed. Can do. For this reason, memory cards are widely used as recording media for portable information devices such as digital cameras, notebook personal computers, portable music players, mobile phones, and the like that require portability. Typical memory card standards include SD (Secure Digital) memory cards (there are standards standardized by the SD Card Association), miniSD, MMC (Multi Media Card, registered trademark of Infineon Technologies AG), RS-MMC (Reduced Size MMC).
メモリカードについては、例えば、国際公開第02/099742A1号(特許文献2)に記載があり、セキュリティ性の向上を目的として、不揮発性メモリチップと、セキュリティ処理を実行可能なICカードチップと、これらのチップの回路動作を制御するコントローラチップとを備えるメモリカードの構成が開示されている。
ここで、本発明者らは、ICカードに不揮発性メモリチップを搭載することで、ICカードの機能向上を図ることを検討した。その結果、不揮発性メモリチップを搭載したICカードの製造工程において、如何に効率よくICカードを製造するかが重要な課題であることを本発明者らは見出した。 Here, the present inventors have studied to improve the function of the IC card by mounting a nonvolatile memory chip on the IC card. As a result, the present inventors have found that how to efficiently manufacture an IC card is an important issue in the manufacturing process of an IC card equipped with a nonvolatile memory chip.
本発明の目的は、不揮発性メモリチップを搭載したICカードを効率よく製造できる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently manufacturing an IC card on which a nonvolatile memory chip is mounted.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明による半導体装置の製造方法は、(a)複数のモジュール基板を一体化したシート状の積層のプリント配線基板(Print Circuit Board)を用意する工程と、(b)個々の前記モジュール基板上に半導体チップを搭載する工程と、(c)前記モジュール基板と前記半導体チップとを電気接続する工程と、(d)前記シート状の積層のプリント配線基板から個々の前記モジュール基板を個片化する工程とを備える。そして、前記(d)工程は、前記モジュール基板から突出した保持部も含めて個片化することを特徴とするものである。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes: (a) preparing a sheet-like laminated printed circuit board (Print Circuit Board) in which a plurality of module boards are integrated; and (b) on each of the module boards. A step of mounting a semiconductor chip, (c) a step of electrically connecting the module substrate and the semiconductor chip, and (d) a step of separating individual module substrates from the printed wiring board in the form of a sheet. With. In the step (d), the holding unit protruding from the module substrate is singulated.
更に必要に応じて、(e)個片化した前記モジュール基板をテープ基板に保持することを特徴とするものである。 Further, as needed, (e) the module substrate divided into pieces is held on a tape substrate.
また、本発明による半導体装置は、(a)モジュール基板と、(b)前記モジュール基板上に搭載された半導体チップと、(c)前記モジュール基板から突出した保持部とを備えるものである。 A semiconductor device according to the present invention includes (a) a module substrate, (b) a semiconductor chip mounted on the module substrate, and (c) a holding portion protruding from the module substrate.
更に必要に応じて、前記モジュール基板に搭載された半導体チップがテープ状に連結されたものであることを特徴とするものである。 Furthermore, if necessary, the semiconductor chips mounted on the module substrate are connected in a tape shape.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
不揮発性メモリチップを搭載したICカードを効率よく製造できる。 An IC card equipped with a nonvolatile memory chip can be efficiently manufactured.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図を見やすくするため、平面図であってもハッチングを付す場合がある。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. In order to make the figure easy to see, even a plan view may be hatched.
本実施の形態におけるICカード(半導体装置)の製造方法について、図面を参照しながら説明する。 A method for manufacturing an IC card (semiconductor device) in the present embodiment will be described with reference to the drawings.
まず、図1に示すように、複数のモジュール基板1(斜線を付している)を一体化したリジッド基板2を用意する。また、本実施の形態においては、積層のプリント配線基板(Print Circuit Board)をリジット基板と表記する。リジッド基板2は、多層配線や微細配線の形成に優れており、例えば、ガラスエポキシ樹脂より形成されている。
First, as shown in FIG. 1, a
続いて、図2に示すように、リジッド基板2に形成されている個々のモジュール基板1に不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4を積層して搭載する。不揮発性メモリチップ3には、フラッシュメモリのように書き換え可能な不揮発性メモリが形成されており、コントローラチップ4には、不揮発性メモリの書き込み動作や読出し動作を制御する回路などが形成されている。この不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4は、モジュール基板1の中央部ではなく、モジュール基板1の片側によった位置に搭載される。これは、後述するように、モジュール基板1上にICカードチップも効率的に搭載するためである。例えば、不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4は、図2に示すように、モジュール基板1の中心に対して面取りされている角部がある領域とは反対側の領域に搭載され、モジュール基板1上にICカードチップを搭載する領域が確保されている。このようにICカードチップを搭載する領域を確保することで、大型の不揮発性メモリチップを効率的に配置することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 2, the
次に、図3に示すように、不揮発性メモリチップ3とモジュール基板1とをボンディングワイヤ5を使用して電気接続する。同様に、コントローラチップ4とモジュール基板1とをボンディングワイヤ5を使用して電気接続する。さらに、必要に応じて、不揮発性メモリチップ3とコントローラチップ4とをボンディングワイヤ5を用いて電気接続する。ここで、図示はしていないが、不揮発性メモリチップ3、コントローラチップ4およびモジュール基板1には、ボンディングパッドがそれぞれ形成されており、これらのボンディングパッド上にボンディングワイヤ5が接続される。なお、積層された不揮発性メモリチップ3とコントローラチップ4のうち、下層に配置される不揮発性メモリチップ3においては、ボンディングワイヤ5を使用せずに、例えばバンプ電極を用いてモジュール基板1と電気接続するようにしてもよい。ボンディングワイヤ5は、例えば金線などから構成されている。
Next, as shown in FIG. 3, the
続いて、図4に示すように、モジュール基板1に搭載した不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4を樹脂6で封止する。このとき、モジュール基板1の全体を覆うように樹脂6を形成するのではなく、不揮発性メモリチップ3、コントローラチップ4およびボンディングワイヤ5を封止するのに必要最小限の領域が樹脂6で封止される。すなわち、樹脂6によって、モジュール基板1が部分的に封止される。これは、後述するように、モジュール基板1上に、不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4とは異なる部品、たとえば、ICカードチップを搭載するので、ICカードチップ搭載領域は樹脂6で封止せずに確保しておく必要があるからである。本実施の形態においては、不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4とは異なる部品としてICカードチップを例示するが、特にこれに限られるものではなく、コンデンサ等の受動素子を適宜設けることもできる。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the
次に、リジッド基板2に一体化して形成された複数のモジュール基板1を個々のモジュール基板1に個片化する。モジュール基板1を個片化する際、個々のモジュール基板1には、突出した保持部7が残るように切断される。このように、本実施の形態では、個々のモジュール基板1だけを個片化するのではなく、モジュール基板1の上下部にある突出した保持部7も含めて個片化することに一つの特徴がある。
Next, the plurality of
従来、ICカードには、ICカードチップだけが搭載されていたが、近年、ICカードの高機能化および多機能化の要望が高まってきている。このため、ICカードチップの他に、大容量の不揮発性メモリチップをICカードに搭載することが検討されている。このようにICカードチップと不揮発性メモリチップとを搭載するICカードを製造するには、モジュール基板に不揮発性メモリチップとICカードチップを搭載する必要がある。 Conventionally, only an IC card chip has been mounted on an IC card, but in recent years, there has been an increasing demand for higher functionality and more functionality of the IC card. For this reason, it is considered to mount a large-capacity nonvolatile memory chip on the IC card in addition to the IC card chip. Thus, in order to manufacture an IC card on which an IC card chip and a nonvolatile memory chip are mounted, it is necessary to mount the nonvolatile memory chip and the IC card chip on a module substrate.
ここで、モジュール基板に不揮発性メモリチップとICカードチップとを搭載する製造ラインを新たに作り上げることが考えられる。しかし、このような新しい製造ラインを作り上げるには、コストがかかり効率的ではない。つまり、できるだけ既存の製造ラインを使用することで、効率的に不揮発性メモリチップを搭載したICカードを製造できるのである。また、不揮発性メモリとICカードは、製品自体が異なるので、異なる製造会社で製造する要求がある。したがって、既存の製造ラインを使用する観点からは、不揮発性メモリチップを搭載したICカードを、それぞれ異なる製造会社で分業してICカードを製造することが効率的である。しかし、ICカードを、それぞれ異なる製造会社で分業して製造する場合、製造会社間で受け渡す製品の製品形態が問題となる。すなわち、まず、不揮発性メモリを製造する製造会社の製造ラインでは、モジュール基板を一体化したリジッド基板を使用する。そして、リジッド基板の個々のモジュール基板に不揮発性メモリチップを搭載した後、封止して個々のモジュール基板に個片化する。そして、個片化したモジュール基板を製品としてICカードの製造会社へ出荷する。このように既存の不揮発性メモリの製造ラインを使用する場合、個片化したモジュール基板を出荷することが望ましい。 Here, it is conceivable to newly create a production line for mounting the nonvolatile memory chip and the IC card chip on the module substrate. However, creating such a new production line is costly and inefficient. In other words, by using an existing production line as much as possible, an IC card on which a nonvolatile memory chip is mounted can be produced efficiently. Further, since the non-volatile memory and the IC card are different products, there is a demand for manufacturing them by different manufacturing companies. Therefore, from the viewpoint of using an existing production line, it is efficient to produce an IC card by dividing an IC card equipped with a nonvolatile memory chip by different manufacturing companies. However, when the IC card is manufactured separately by different manufacturing companies, the product form of the product delivered between the manufacturing companies becomes a problem. That is, first, a rigid board integrated with a module board is used in a manufacturing line of a manufacturing company that manufactures a nonvolatile memory. And after mounting a non-volatile memory chip on each module substrate of a rigid substrate, it seals and separates into individual module substrates. Then, the separated module substrate is shipped as a product to an IC card manufacturer. In this way, when using an existing nonvolatile memory production line, it is desirable to ship individual module boards.
これに対し、ICカードを製造する製造会社の製造ラインでは、テープ状の基板を用いてICカードを製造するようになっている。すなわち、ICカードの製造ラインでは、連続した前述のテープ基板にICカードチップを搭載するCOT(Chip On Tape)構造になっている。このため、既存のICカードの製造ラインでは、個片化したモジュール基板を搬入しても、この個片化したモジュール基板にICカードチップを搭載することができない。すなわち、ICカードの製造ラインでは、モジュール基板を個片化しない方が望ましい。このように、製造会社間で受け渡す製品の製品形態が問題となる。 On the other hand, in a manufacturing line of a manufacturing company that manufactures IC cards, IC cards are manufactured using a tape-shaped substrate. That is, the IC card production line has a COT (Chip On Tape) structure in which the IC card chip is mounted on the continuous tape substrate. For this reason, in an existing IC card production line, even if an individual module board is carried in, an IC card chip cannot be mounted on the individual module board. That is, it is desirable not to divide the module substrate into individual IC card production lines. Thus, the product form of the product delivered between the manufacturing companies becomes a problem.
そこで、本実施の形態では、不揮発性メモリチップ3を搭載したモジュール基板1を個片化する際、モジュール基板1の上下部にある突出した保持部7も含めて個片化するようにしている。このようにすることで、後述するように、製造会社間で受け渡す製品の製品形態の問題を解決することができる。このため、各製造会社にある既存の製造ラインを使用して、不揮発性メモリチップ3を搭載したICカードを効率よく製造することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the
図6は、保持部7も含めて個片化したモジュール基板1の外観を示す図である。図6(a)は、本実施の形態におけるモジュール基板1の表面を見た図である。図6(a)に示すように、本実施の形態におけるモジュール基板1の表面には、樹脂6で覆われたモールド領域と、電極(ICカードチップ搭載用パターン)8が形成されているICカードチップ搭載領域がある。図6(b)は、本実施の形態におけるモジュール基板1の裏面を見た図である。図6(b)に示すように、本実施の形態におけるモジュール基板1の裏面には、電極8と接続するICカード用裏面電極(ISO電極9という)が形成されている。また、樹脂6で覆われた不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4と接続する拡張電極10が形成されている。図7は、保持部7も含めて個片化したモジュール基板1を示す斜視図である。図7に示すように、モジュール基板1には、不揮発性メモリチップ3が搭載されており、この不揮発性メモリチップ3上にコントローラチップ4が搭載されている。そして、不揮発性メモリチップ3やコントローラチップ4は、ボンディングワイヤ5を介してモジュール基板1と接続されている。そして、不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4を覆うように樹脂6が形成されている。一方、樹脂6で覆われていない領域には、電極8が形成されている。この電極8の間には、ICカードチップ搭載領域11が形成されている。また、ICカードチップ搭載領域11側の保持部7には、導体膜による導体パターン12が形成されている。この導体パターン12は、例えば金膜から形成されており、後述するICカードチップのモールド時において、ゲートに形成される樹脂の剥離性を向上させるために形成される。また、この導体パターン12は、保持部7を除くモジュール基板1の外周よりも内側(モジュール基板1の中心側)に延長されて設けられている。このようにこの導体パターン12を形成することで、上述の樹脂の剥離を更に防止することができる。
FIG. 6 is a view showing the external appearance of the
このように構成された個片化したモジュール基板1に対して、次に、不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4の電気的特性検査が実施される。電気的特性検査は、図6(b)に示した拡張電極10を使用して実施される。個片化したモジュール基板1は、テスト時間が長く、テスト項目の多い不揮発性メモリチップ3およびコントローラチップ4の電気的特性検査において、判定、選別および振り分けが容易である。不揮発性メモリチップ3などの電気的特性検査は、個片化したモジュール基板1をテスト用ソケットに入れることにより行なわれる。テスト用ソケットは、複数並列して配置され、個片化した複数のモジュール基板1を並列的に処理することができるので、電気的特性検査の効率を向上させることができる。つまり、不揮発性メモリチップ3などの電気的特性検査はテスト時間が長いが、個片化した複数のモジュール基板1を並列に処理しながら、良品または不良品の選別をすることにより、電気的特性検査の効率を向上させている。
Next, the electrical characteristics inspection of the
本実施の形態では、個片化したモジュール基板1に保持部7が設けられているが、保持部7が設けられていないモジュール基板の電気的特性検査を実施する既存の製造ラインにおいて、モジュール基板を移送するハンドラーやテストソケットなどを共用または小変更することにより、保持部7が設けられているモジュール基板1の電気的特性検査を実施できる。このため、既存の製造ラインを使用して効率よく電気的特性検査を実施することができる。
In the present embodiment, the holding
次に、図8に示すように、例えばステンレスなどの耐熱性を有するテープ基板13を用意する。このテープ基板13は、例えばフープ材をパンチングして空間を設けることにより、複数のモジュール基板搭載領域が確保されている。そして、テープ基板13のモジュール基板搭載領域に突き出すように保持部14が設けられている。このように構成されたテープ基板13に対して、図9に示すように、個片化したモジュール基板1を接続する。接続方法は、例えば図9に示すように、テープ基板13に設けられている保持部14にモジュール基板1に設けられている保持部7を配置し、保持部14を折り曲げる(かしめる)ことにより、保持部7と保持部14とを機械的に接続する。これにより、テープ基板13に複数の個片化したモジュール基板1を接続することができる。このようにして、個片化した複数のモジュール基板1を一つのテープ基板13に搭載することができる。すなわち、個片化したモジュール基板1に保持部7を設けることにより、一度個片化したモジュール基板1を再びテープ基板13に容易に搭載することができる。
Next, as shown in FIG. 8, a heat-
ここまでの工程が、不揮発性メモリを製造する製造会社の製造ラインで実施される。不揮発性メモリチップ3をモジュール基板1に搭載する製造ラインでは、モジュール基板1を個片化した後、再びモジュール基板1に設けられている保持部7を使用してテープ基板13にモジュール基板1を接続している。このようにモジュール基板1をテープ基板13に搭載することで、ICカードを製造する製造会社の製造ラインにモジュール基板1をテープ状にして出荷することができる。これにより、製造会社間で受け渡す製品の製品形態の問題を解決することができる。
The steps so far are performed on the production line of the manufacturer that manufactures the nonvolatile memory. In the production line in which the
ここで、不揮発性メモリの製造ラインでは、モジュール基板1を個片化し、その後再び出荷する製品形態をテープ状とするため、テープ基板13にモジュール基板1を接続している。したがって、不揮発性メモリの製造ラインでは、モジュール基板1を個片化せずにリジッド基板2に一体化した状態で工程を実施して出荷することが考えられる。しかし、モジュール基板1を個片化しないと以下に示す不都合が生じる。すなわち、不揮発性メモリの電気的特性検査は、基本的にテスト項目が多くテスト時間が長くなる。このため、モジュール基板1を個片化して、同時に複数の不揮発性メモリを並列的に検査している。この方法によれば、不良品が発見された場合、その時点で不良品を除去し、不良品を除去することにより空いたテストソケットに新たなモジュール基板1をセットして検査を実施できる。このため、効率よく電気的特性検査を実施できるのである。
Here, in the non-volatile memory production line, the
一方、モジュール基板1がリジッド基板2に一体化した状態では、テープ状に並んだ不揮発性メモリを直列的にしか電気的特性検査が実施できないので、テスト時間の長い不揮発性メモリでは効率が悪くなる。また、電気的特性検査の結果、不良品が発見されても、一体化したリジッド基板2から除去することができず、不良品が接続されたまま製品として出荷されることになってしまう。さらに、既存の製造ラインでは、個片化したモジュール基板1の状態で電気的特性検査を実施するようになっているので、一体化したリジッド基板2の状態で電気的特性検査を実施するには、既存の製造ラインとは異なる構成に変更する必要がある。このような理由で、不揮発性メモリの製造ラインでは、モジュール基板1を個片化する必要がある。したがって、ICカードを製造する製造会社に受け渡す製品の製品形態をテープ状にするには、本実施の形態で説明しているように、個片化したモジュール基板1の保持部7を使用して、再びテープ基板13に個片化したモジュール基板1を搭載する必要がある。
On the other hand, in the state in which the
なお、本実施の形態では、テープ基板13の材料としてステンレスから構成される例を示したが、これに限らず、例えば耐熱性を有する樹脂シートや耐熱紙から構成してもよい。テープ基板13の材料に耐熱性が必要とされるのは、後述するICカードの製造ラインでモジュール基板1に搭載するICカードチップを封止する際の加熱にテープ基板13が耐える必要があるからである。したがって、テープ基板13の材料には、ICカードチップを封止する際の加熱に耐えられる程度の耐熱性が要求される。ここで、テープ基板13として、樹脂シートや耐熱紙や不繊布を使用する場合、テープ基板13と個片化されたモジュール基板1との接続は、機械的接続ではなく、例えば接着剤を用いた接続とすることができる。また、接着剤の代わりに、テープ状の基板を融着させて接続することも可能である。
In the present embodiment, an example in which the material of the
次に、複数のモジュール基板1を接続したテープ基板13を用いてICカードを製造する工程について説明する。ここからの工程は、ICカードを製造する製造会社の製造ラインで実施される。
Next, a process for manufacturing an IC card using the
図10に示すように、テープ基板13に接続された個々のモジュール基板1上にICカードチップ15を搭載する。このICカードチップ15は、モジュール基板1のICカードチップ搭載領域に搭載される。そして、図11に示すように、ICカードチップ15と電極8とをボンディングワイヤ16を用いて電気接続する。ボンディングワイヤ16は、例えば、金線から構成されている。
As shown in FIG. 10, the
次に、図12に示すように、ICカードチップ15およびボンディングワイヤ16を樹脂17で封止する。樹脂17による封止は、例えばトランスファモールド方法を使用することができる。このとき、樹脂17を流入するランナ/ゲート部分は、モジュール基板1の保持部7に形成することができる。この保持部7には、図7に示すように、金膜による導体パターン12が形成されているため、保持部7のランナ/ゲート部分に形成された樹脂17の剥離性を向上させることができる。樹脂17は、例えば、モジュール基板1の上部方向から保持部7に形成されたランナ/ゲート部分に注入され、このランナ/ゲート部分からモジュール基板1に搭載されたICカードチップ15を覆うように形成される。
Next, as shown in FIG. 12, the
続いて、図13に示すように、モジュール基板1を接続したテープ基板13から個々のモジュール基板1を分離する。このとき、モジュール基板1は、保持部7とモジュール基板1の接続部分で切断される。モジュール基板1と樹脂17を両方切断する切断方法としては、例えば、金型を使用する方式、ウォータジェット方式あるいはダイアモンドソーを用いた切断方式を使用することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 13, the
次に、個片化したモジュール基板1をプラスチック製のカード基板18に埋め込むことにより、図14および図15に示すようなICカードを製造することができる。図14は完成したICカードの一面を示した図であり、図15は図14とは反対側の面を示した図である。
Next, by embedding the separated
また、本実施の形態のモジュールの構造は、不揮発性メモリチップとそのコントローラを搭載した領域の封止部と、ICカードチップを搭載した領域の封止部が分離されている。これにより、カードの曲げに対する柔軟性を向上させることができるという特性を有する。 In the module structure of the present embodiment, the sealing portion in the area where the nonvolatile memory chip and its controller are mounted is separated from the sealing portion in the area where the IC card chip is mounted. Thereby, it has the characteristic that the softness | flexibility with respect to the bending of a card | curd can be improved.
本実施の形態によれば、不揮発性メモリの製造ラインでモジュール基板に不揮発性メモリチップを搭載して、モジュール基板を個片化する。このとき、モジュール基板には、保持部が設けられており、電気的特性検査を実施した後、保持部を用いてテープ基板に接続される。そして、テープ状に一体化されたモジュール基板がICカードの製造ラインへ出荷される。その後、ICカードの製造ラインでは、テープ状に一体化されたモジュール基板を使用して、ICカードが製造される。したがって、不揮発性メモリの製造ラインおよびICカードの製造ラインの両方で、既存の設備を利用できるので、不揮発性メモリを搭載したICカードを効率よく製造することができる。すなわち、既存の不揮発性メモリの製造ラインでは、個片化したモジュール基板を出荷する形態となっており、既存のICカードの製造ラインでは、テープ状に一体化したモジュール基板を使用してICカードが製造される。このとき、不揮発性メモリの製造ラインからICカードの製造ラインへモジュール基板を受け渡す際、モジュール基板を一体化したテープ基板で受け渡すことが望ましいが、モジュール基板は個片化されているので問題となる。しかし、本実施の形態では、個片化したモジュール基板を保持部によってテープ基板に一体化しているので、不揮発性メモリの製造ラインによる工程を実施した後、複数のモジュール基板をテープ状にした状態で、ICカードの製造ラインへモジュール基板を受け渡すことができる。 According to the present embodiment, a nonvolatile memory chip is mounted on a module substrate on a nonvolatile memory production line, and the module substrate is separated into pieces. At this time, the module substrate is provided with a holding portion, and after the electrical characteristic inspection is performed, the module substrate is connected to the tape substrate using the holding portion. Then, the module substrate integrated in a tape shape is shipped to an IC card production line. Thereafter, in an IC card production line, an IC card is produced using a module substrate integrated in a tape shape. Therefore, since existing facilities can be used in both the nonvolatile memory production line and the IC card production line, an IC card equipped with the nonvolatile memory can be efficiently produced. In other words, in the existing nonvolatile memory production line, individual module boards are shipped, and in the existing IC card production line, an IC card using a module board integrated in a tape shape is used. Is manufactured. At this time, when transferring the module substrate from the nonvolatile memory production line to the IC card production line, it is desirable to deliver the module substrate with a tape substrate in which the module substrate is integrated, but the problem is because the module substrate is separated into pieces. It becomes. However, in this embodiment, since the module substrate separated into one piece is integrated with the tape substrate by the holding portion, after performing the process by the non-volatile memory production line, a plurality of module substrates are taped Thus, the module substrate can be delivered to the IC card production line.
なお、本実施の形態では、不揮発性メモリの製造ラインで、モジュール基板を保持部でテープ基板に接続する工程まで実施するように記載している。しかし、不揮発性メモリの製造ラインでは、不揮発性メモリの電気的特性検査までを実施し、個片化したモジュール基板を保持部でテープ基板に接続する工程をICカードの製造ラインで実施するようにしてもよい。この不揮発性メモリの電気的特性検査は、必要によっては省略することができる。 In the present embodiment, it is described that the process up to the step of connecting the module substrate to the tape substrate by the holding portion in the production line of the nonvolatile memory is described. However, in the non-volatile memory production line, the electrical characteristic inspection of the non-volatile memory is performed, and the process of connecting the separated module substrate to the tape substrate by the holding unit is performed in the IC card production line. May be. The inspection of the electrical characteristics of the nonvolatile memory can be omitted if necessary.
次に、ICカードチップ20(図10のICカードチップ15に対応)、不揮発性メモリチップ21(図7の不揮発性メモリチップ3に対応)およびコントローラチップ22(図7のコントローラチップ4に対応)の回路構成について説明する。
Next, the IC card chip 20 (corresponding to the
不揮発性メモリチップ21の主面には、例えば、電気的にデータの消去及び書き込み可能なフラッシュメモリ等のような不揮発性のメモリ回路が形成されている。不揮発性メモリチップ21の記憶容量は、他のICカードチップ20やコントローラチップ22のメモリ部に比べて大容量化されている。不揮発性メモリチップ21の主面のボンディングパッドは、ボンディングワイヤを通じてモジュール基板と電気的に接続されている。ボンディングワイヤは、例えば金(Au)細線等からなる。不揮発性メモリチップ21のメモリ回路を構成する複数個のメモリセルは、例えばメモリセルのフローティングゲート等に電子が注入されると閾値電圧が上昇し、また、フローティングゲート等から電子を引き抜くと閾値電圧が低下するようになっている。メモリセルは、データ読み出しのためのワード線電圧に対する閾値電圧の高低に応じた情報を記憶することになる。特に制限されないが、例えばメモリセルトランジスタの閾値電圧が低い状態を消去状態、高い状態を書き込み状態とする。
On the main surface of the
ICカードチップ20の主面には、例えばICカードマイコン回路が形成されている。このICカードマイコン回路は、セキュリティコントローラとしての機能を有する回路であり、例えば電子決済サービスなどに利用可能なISO/IEC15408の評価・認証機関による認証済み機能を実現している。このICカードマイコン回路は、例えばCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)、マスクROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)およびその他の演算回路等のような集積回路を有している。マスクROMには、例えば実行プログラムや暗号アルゴリズム等が格納されている。また、RAMは、例えばデータ処理用のメモリとしての機能を有している。また、EEPROMは、データ格納用のメモリとしての機能を有している。このICカードチップ20が搭載されたICカードは、ホストから認証要求が有ったとき、EEPROMに保有された所定の認証証明書を送り、これに対して認証を得ることを条件に、後続の通信処理が可能にされるようになっている。このようなセキュリティ処理の動作プログラムはマスクROMが保有している。
For example, an IC card microcomputer circuit is formed on the main surface of the
図16はICカードチップ20内のICカードマイコン回路の一例を示している。ICカードマイコン回路は、CPU20a、ワークRAMとしてのRAM20b、タイマ20c、EEPROM20d、コプロセッサユニット20e、マスクROM20f、システムコントロールロジック20g、入出力ポート(I/Oポート)20h、データバス20iおよびアドレスバス20jを有している。
FIG. 16 shows an example of an IC card microcomputer circuit in the
マスクROM20fはCPU20aの動作プログラム(暗号化プログラム、復号プログラム、インタフェース制御プログラム等)およびデータを格納するのに利用される。RAM20bはCPU20aのワーク領域またはデータの一時記憶領域とされ、例えばSRAM若しくはDRAMからなる。I/Oポート20hにICカードコマンドが供給されると、システムコントロールロジック20gがこれをデコードし、当該コマンドの実行に必要な処理プログラムをCPU20aに実行させる。すなわち、CPU20aは、システムコントロールロジック20gから指示されるアドレスでマスクROM20fをアクセスして命令をフェッチし、フェッチした命令をデコードし、デコード結果に基づいてオペランドフェッチやデータ演算を行う。コプロセッサユニット20eはCPU20aの制御に従ってRSAや楕円曲線暗号演算における剰余演算処理などを行う。
The
I/Oポート20hは1ビットの入出力端子I/Oを有し、データの入出力と外部割り
込み信号の入力に兼用される。I/Oポート20hはデータバス20iに結合され、デー
タバス20iにはCPU20a、RAM20b、タイマ20c、EEPROM20dおよびコプロセッサユニット20e等が電気的に接続される。The I /
システムコントロールロジック20gは、ICカードマイコン回路の動作モードの制御および割り込み制御を行い、更に暗号鍵の生成に利用する乱数発生ロジック等を有する。ICカードマイコン回路はリセット信号/RESによってリセット動作が指示されると、内部が初期化され、CPU20aはEEPROM20dのプログラムの先頭番地から命令実行を開始する。ICカードマイコン回路はクロック信号CLKに同期して動作する。
The
EEPROM20dは、電気的に消去処理及び書込み処理が可能にされ、個人を特定するために用いられるID(Identification)情報や認証証明書などのデータを格納する領域として用いられる。EEPRPM20dに代えてフラッシュメモリあるいは強誘電体メモリなどを採用しても良い。ICカードマイコン回路は外部とのインタフェースに外部端子を用いる接触インタフェースをサポートする。
The
次に、コントローラチップ22の主面には、例えばインタフェースコントローラ回路が形成されている。インタフェースコントローラ回路は、外部からの指示に従った制御態様、あるいは内部であらかじめ決定された設定に従って外部インタフェース動作とメモリインタフェース動作を制御する機能を有している。インタフェースコントローラ回路の機能は、外部接続端子を介して外部とやりとりするコマンドやバスの状態に応ずるメモリカードインタフェース制御態様の認識を行なう。また、認識したメモリカードインタフェース制御態様に応ずるバス幅の切替え、認識したメモリカードインタフェース制御態様に応ずるデータフォーマット変換も行なう。さらに、パワーオンリセット機能、ICカードチップ20内のICカードマイコン回路とのインタフェース制御、不揮発性メモリチップ21内のメモリ回路とのインタフェース制御、及び電源電圧変換等を行なう。また、これらの動作は、使用目的に応じてそれらの全て、または一部を行っても良い。
Next, for example, an interface controller circuit is formed on the main surface of the
図17はインタフェースコントローラ回路22の一例を示している。なお、図17中のメモリ回路21aは、不揮発性メモリチップ21に形成されたメモリ回路を示している。
FIG. 17 shows an example of the
インタフェースコントローラ回路22は、ホストインタフェース回路22a、マイクロコンピュータ22b、フラッシュコントローラ22c、バッファコントローラ22d、バッファメモリ22eおよびICカード用インタフェース回路22fを有している。バッファメモリ22eはDRAMまたはSRAM等から成る。ICカード用インタフェース回路22fにはICカードマイコン回路20が電気的に接続される。マイクロコンピュータ22bはCPU(中央処理装置)22b1、CPU22b1の動作プログラムを保有するプログラムメモリ(PGM)22b2およびCPU22b1のワーク領域に利用されるワークメモリ(WRAM)22b3等を有している。
The
ホストインタフェース回路22aは、メモリカードイニシャライズコマンドの発行等を検出すると、割込みによってマイクロコンピュータ22bに対応するインタフェース制御態様の制御プログラムを実行可能にする。マイクロコンピュータ22bはその制御プログラムを実行する事によってホストインタフェース回路22aによる外部インタフェース動作を制御する。また、フラッシュコントローラ22cによるメモリ回路21aに対するアクセス(書き込み、消去および読み出し動作)とデータ管理を制御し、バッファコントローラ22dによるメモリカード固有のデータフォーマットとメモリに対する共通のデータフォーマットとの間のフォーマット変換を制御する。バッファメモリ22eには、メモリ回路21aから読み出されたデータまたはメモリ回路21aに書き込まれるデータが一時的に保持される。フラッシュコントローラ22cはメモリ回路21aをハードディスク互換のファイルメモリとして動作させ、データをセクタ単位で管理することもできる。なお、フラッシュコントローラ22cは図示を省略するECC回路を備え、メモリ回路21aへのデータ格納に際してECCコードを付加し、読み出しデータに対してECCコードによるエラー検出・訂正処理を行う。また、使用目的に応じてICカード用のインタフェース22fを省略することも可能である。
When the
次に、本実施の形態における変形例について説明する。 Next, a modification of the present embodiment will be described.
図18は、個片化されたモジュール基板1とテープ基板13との接続方法を変えた例について説明した図である。図9では、モジュール基板1に設けられた保持部7をテープ基板13に設けられた保持部14の上部に接続している例を示している。これに対し、図18では、モジュール基板1に設けられた保持部7をテープ基板13に設けられた保持部14で覆うように接続している。このように接続することで、モジュール基板1に搭載されたICカードチップを樹脂封止する際、樹脂を流入するランナ/ゲートをテープ基板13に沿った水平方向に形成することができる。テープ基板13は、例えば、ステンレスのような金属材料から形成されているので、加工精度がよく、このテープ基板13上にランナ/ゲートを形成しても樹脂漏れを防止することができるからである。なお、モジュール基板1に形成されている保持部7は、例えば樹脂から形成されているので、その厚さのばらつきは大きくなる。このため、樹脂封止する際は、保持部7の裏面側から厚みのばらつきを吸収する可動プレートで抑えて樹脂漏れを防止する必要がある。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the method of connecting the separated
図19は、個片化されたモジュール基板1に設けられている保持部7の形状をT字形状にした例について説明した図である。図19に示すように、T字形状にした保持部7に貫通孔26を設け、この貫通孔26に接続部材27を通すことにより、個々のモジュール基板1を接続している。このように構成しても、モジュール基板1を一体化することができる。図19に示した構成によれば、保持部7自体が一体化するテープ基板としての役割を有するので、新たにテープ基板を用意する必要がない利点がある。接続部材27は、例えば金属材料から構成することができる。また、保持部7には前述の貫通孔26の他に搬送用の孔26aが設けられている。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example in which the shape of the holding
図20は、図19のA−A線で切断した断面を示した断面図である。図20に示すように、保持部7に設けられた貫通孔26に接続部材27が挿入されてかしめられていることがわかる。このように貫通孔26を設けた保持部7を接続部材27で接続する方法について図21を参照しながら説明する。図21(a)に示すように、それぞれ異なる保持部7に形成された貫通孔26にコの字形状をした接続部材27を挿入する。そして、図21(b)に示すように、挿入した接続部材27の上部を折り曲げることにより、接続部材27をかしめる。このようにして、T字形状をした保持部7を用いて複数のモジュール基板を接続することができる。
20 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 20, it can be seen that the connecting
図22は、テープ基板13の保持部14に段差(オフセット)28を設けた例を示した図である。図22に示すように、保持部14に段差28を設けることにより、モジュール基板の保持部とテープ基板13の保持部14とを接続する際、段差28が、モジュール基板の保持部の厚さを吸収できるので、モジュール基板の表面とテープ基板13の高さを揃えることができる。
FIG. 22 is a view showing an example in which a step (offset) 28 is provided in the holding
図23は、モジュール基板1の保持部7とテープ基板13の保持部14との他の接続方法を示した図である。図23に示すように、モジュール基板1に設けられている保持部7に貫通孔29が設けられている。そして、この貫通孔29に突起状の保持部14を挿入し、折り曲げることによって保持部7と保持部14が接続されている。このように構成することによっても、複数のモジュール基板1をテープ基板13に接続することができる。
FIG. 23 is a diagram illustrating another connection method between the holding
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
前記実施の形態では、別会社における不揮発性メモリの製造ラインとICカードの製造ラインとを使用する例について説明したが、例えば同じ会社内の不揮発性メモリの製造ラインとICカードの製造ラインとを使用する場合にも適用することができる。 In the above embodiment, an example of using a non-volatile memory production line and an IC card production line in another company has been described. For example, a non-volatile memory production line and an IC card production line in the same company It can also be applied when used.
本発明は、不揮発性メモリチップを搭載したICカードを製造する製造業に幅広く利用することができる。
The present invention can be widely used in the manufacturing industry for manufacturing IC cards equipped with a nonvolatile memory chip.
Claims (30)
(b)個々の前記モジュール基板上に半導体チップを搭載する工程と、
(c)前記モジュール基板と前記半導体チップとを電気接続する工程と、
(d)前記配線基板から個々の前記モジュール基板を個片化する工程とを備え、
前記(d)工程は、前記モジュール基板から突出した保持部も含めて個片化することを特徴とする半導体装置の製造方法。(A) preparing a wiring board in which a plurality of module boards are integrated;
(B) mounting a semiconductor chip on each of the module substrates;
(C) electrically connecting the module substrate and the semiconductor chip;
(D) comprising the step of separating individual module boards from the wiring board,
In the step (d), the semiconductor device manufacturing method is characterized by including the holding portion protruding from the module substrate.
(b)前記モジュール基板上に搭載された半導体チップと、
(c)前記モジュール基板から突出した保持部とを備えることを特徴とする半導体装置。(A) a module substrate;
(B) a semiconductor chip mounted on the module substrate;
(C) A semiconductor device comprising: a holding portion protruding from the module substrate.
(d)前記半導体チップが搭載された領域とは異なる領域の前記モジュール基板上に搭載されたICチップを備えることを特徴とする請求項25記載の半導体装置。
The semiconductor device further includes
26. The semiconductor device according to claim 25, further comprising an IC chip mounted on the module substrate in a region different from a region where the semiconductor chip is mounted.
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