CN101432926A - 内置天线电路模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的内置天线电路模块(1)具有这样的构成：具有包括布线基板(2)与无源元件和半导体元件的安装模块、在基材的第1面形成有天线模块(12)的树脂片基板(11)、和介于安装模块与树脂片基板(11)之间的磁性体层，收纳于筐体(16)内。

Description

内置天线电路模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及在非接触IC(集成电路)卡、用于无线LAN(局域网)等的LAN卡、作为存储载体使用的SD(Secure Digital，安全数字)存储卡等中内置了天线功能的内置天线电路模块及其制造方法。
背景技术
近几年，为了扩大内置有存储元件和CPU(中央处理器)元件的卡片型的存储载体的应用范围和提高使用的简便性，出现了附加无线通信功能的需求。作为这样的设备，例如，开发了具备无线发送接收功能的存储卡、具备天线功能的高频半导体模块等。
以下，对以往的内置天线电路模块进行说明。图6是表示以往的内置天线电路模块第1例的图。图6是展开了SD存储卡的图，在安装模块30中安装有存储元件31和CPU元件32。另一方面，天线35通过在粘接体34上印刷导电材质而形成。
将这样构成的安装模块30和天线35在图中的箭头所表示的方向重叠，进行合位使得安装模块的连接线33和天线35接触，通过粘接体34粘接、固定(例如，参照专利文献1)。
采用这样构成的内置天线电路模块，能够以非接触方式与本体设备之间进行数据的读取和存储等。
此外，图7是表示以往的内置天线电路模块的第2例的剖视图。图7是用于无线LAN等的高频用半导体模块，其包括：基板41、具备发送接收信号用的天线图形43的天线基板42、半导体元件48、49、电路基板46、和导体引导件50。
电路基板46，在介电常数低的基材上作为导体形成包括形成有Ni/Au(镍金)镀层的Cu(铜)箔的布线导体51。而且，将电路基板46和半导体元件48、49通过Ag(银)膏剂粘接固定于基板41。此外，将单面附导体TAB(Tape Automated Bonding，卷带自动接合)带在电路基板46选定位置后通过暂时固定用粘接剂固定，通过接合工具将TAB带的导体引脚和半导体元件48、49的电极进行超声波压接。然后，将TAB带的导体引脚超声波压接在电路基板46的布线导体51上，留下导体引导件50，除去暂时固定用粘结剂和TAB胶片(film)。此时，电路基板46的布线导体51和天线基板42的天线图形43由贯通基板41等的中心导体52连接。由此，导体引导件50与Au(金)引线相比，断面积大、布线电阻小，所以能够促进信号传输损失的降低和提高特性的稳定性(例如，参照专利文献2)。
然而，上述第1例中，在搭载有半导体元件的安装模块和天线的连接步骤中，需要将天线在粘接于粘接体后将天线和安装模块的连接线合位后再粘接于安装模块。因而，由于从上方识别接触部很困难，所以合位等的连接方法方面还有课题有待研究。
此外，上述第2例中，由于需要暂时固定TAB带，在接合后除去TAB胶片等复杂的制造步骤，所以在生产性方面还有课题有待研究。
此外，这些例子都没有表示出从半导体元件反射的电磁波对天线特性产生影响，也没有公开其解决方法。特别在如SD卡那样半导体元件占筐体的大部分的情况下，反射的电磁波的影响大成问题，其解决方法成为有待解决的课题。
专利文献1：日本特开2006-18624号公报
专利文献2：日本特开2003-59968号公报
发明内容
本发明的内置天线电路模块具备这样的构成：具有包括布线基板与在布线基板安装的无源元件和半导体元件的安装模块，该布线基板具有在第1主面形成而连接于无源元件和半导体元件的布线图形和连接于布线图形的多个通孔电极；树脂片基板，其在基材的第1主面形成有天线图形，天线图形的第1端子被形成为在设置于基材的开口突出且天线图形的第2端子被形成为从基材外周的一个边突出；介于安装模块的布线基板的第2主面和树脂片基板的基材的第2主面之间的磁性体层；半导体元件与树脂片基板的第1端子和第2端子介由安装模块的通孔电极而电连接，且安装模块和树脂片基板收纳于筐体内。
根据该构成，由于含有磁性体粒子的磁性体层能够防止由安装模块产生的电磁波的反射的影响等，所以能够确保稳定且一定的通信距离，而天线灵敏度不变化。
此外，本发明的内置天线电路模块的制造方法包括：在布线基板安装无源元件和半导体元件的安装模块形成步骤，该布线基板具有形成于第1主面而连接于无源元件和半导体元件的布线图形和连接于布线图形的多个通孔电极；树脂片基板形成步骤，在基材的第1主面形成天线图形，天线图形的第1端子在设置于基材的开口突出而形成，且天线图形的第2端子从基材外周的一个边突出而形成；端子连接步骤，介由磁性体层粘接树脂片基板的基材的第2主面和布线基板的第2主面之间，并将天线图形的第1端子和第2端子分别连接于安装模块的通孔电极；将安装模块和树脂片基板收纳于筐体内的步骤。
根据该方法，能够连续地进行制造步骤，实现生产性的大幅提高。
附图说明
图1A是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的图。
图1B是图1A的以1B-1B线切开的剖视图。
图2A是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的制造方法的剖视图。
图2B是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的制造方法的剖视图。
图2C是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的制造方法的剖视图。
图2D是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的制造方法的剖视图。
图3A是说明本发明的实施方式中的天线基板的制造方法的第1步骤的图。
图3B是图3A的以3B-3B线切开的剖视图。
图3C是说明本发明的实施方式中的天线基板的制造方法的第1步骤的剖视图。
图4A是说明本发明的实施方式中的天线基板的制造方法的第2步骤的图。
图4B是图4A的以4B-4B线切开的剖视图。
图5A是说明本发明的实施方式中的天线基板的制造方法的第3步骤的图。
图5B是图5A的以5B-5B线切开的剖视图。
图6是表示以往的内置天线电路模块的第1例的图。
图7是表示以往的内置天线电路模块的第2例的剖视图。
符号说明
1 内置天线电路模块
2 布线基板
2a，11a 第1主面
2b，11b 第2主面
3 布线图形
4 外部连接端子
5a，5b 通孔电极
6，8，48，49 半导体元件
7，9 电极
10 无源元件
11 树脂片基板
12，43 天线图形
12a Cu箔
13 开口(第1开口)
14 磁性体层
15a 第1端子
15b 第2端子
16 筐体
17，30 安装模块
19 压力
20 一体化构造体
22 载带(carrier tape)
23 第2开口
24 切割线
31 存储元件
32 CPU元件
33 连接线
34 粘接体
35 天线
41 基板
42 天线基板
46 电路基板
50 导体引导件
51 布线导体
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式中的内置天线电路模块进行说明。
(实施方式)
图1A和图1B是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的图。图1A是从内置天线电路模块1的背面观察所成的图，省略筐体的下表面而进行表示以使其内部可见。此外，图1B是图1A的以1B-1B线切开的剖视图。
如图1A和图1B所示，内置天线电路模块1具有将安装模块(没有图示)、树脂片基板11和介于它们之间的磁性体层14内置于筐体16的构成。而且，安装模块，由安装于在布线基板2的第1主面2a形成的布线图形3上的电极端子的无源元件10和半导体元件6、8的电极7、9、以及设置于第2主面2b的外部连接端子4构成。在此，在本实施方式中，半导体元件8例如是包括CPU的控制电路用半导体元件，半导体元件6是闪速存储器、FeRAM(铁电随机存取存储器)、MRAM(磁阻随机存取存储器)、RRAM(电阻随机存取存储器)等的半导体存储元件，无源元件10是电容器、电阻、线圈等。
此外，树脂片基板11具备在基材的第1主面11a上具有第1端子15a和第2端子15b的天线图形12。而且，天线图形12的第1端子15a向基材的开口13突出，第2端子15b从基材外周的一边突出而设置。此外，安装模块的布线基板2的第2主面2b和树脂片基板11的基材的第2主面11b之间介有磁性体层14粘接固定，至少使布线基板2的外部连接端子4露出而内置于筐体16。此时，磁性体层14，以比天线图形12的外形尺寸稍大的形状设置于树脂片基板11的基材的第2主面11b、且在基材的开口13以外的部分。
此外，天线图形12的第1端子15a和第2端子15b，介由设置于布线基板2的通孔电极5a、5b，例如通过导电性粘接剂等与布线图形3连接。上述连接，除了导电性粘接剂以外，也可以通过软钎焊等进行。
另外，在图1A和图1B中，以在布线基板2的第2主面2b形成有外部连接端子4的例子进行表示，不过不限于此。例如，外部连接端子4是用于以接触方式进行数据的发送接收、电力的供给的端子，所以在以非接触方式介由天线图形进行数据的发送接收、电力的供给的情况下，不一定需要。
在此，作为布线基板2，可以使用各种树脂基板，例如，将环氧树脂、酚树脂、聚酰亚胺树脂等浸渍于玻璃纤维、含有芳纶(KevLar)等有机物的纤维而使其硬化的基板、使用了双马来酰亚胺三嗪树脂(BT树脂)、液晶聚合物的基板等。
此外，作为树脂片基板11的基材，可以使用聚酯、聚酰亚胺等各种基材。
此外，作为磁性体层14可以使用磁性体片，该磁性体片由印刷混合含有例如铁氧体粉等的磁性体粒子和环氧树脂等树脂的磁性体膏剂而形成为例如10μm～50μm的厚度。由此，能够对应所需要的电磁波的吸收而形成任意厚度的磁性体层，所以能够进一步提高天线特性。另外，也可以粘附含有铁氧体粉等的磁性体粒子的磁性体陶瓷片，也能够使其成为薄型的、向半导体元件入射的电磁波的屏蔽效果好的构成。
此外，天线12，由在树脂片基板11的基材粘附例如Cu箔而通过光刻工序和蚀刻工序形成。由此，与使用导电性膏剂通过印刷法形成的方法相比，细微的天线图形12的形成更容易，也能够应对例如13.56MHz频带的较长天线长度的要求。
根据本发明，通过由磁性体层屏蔽向安装模块的半导体元件入射的电磁波，能够实现能够防止从半导体元件反射电磁波而以稳定的天线灵敏度且以固定的通信距离发送接收信号的内置天线电路模块。
以下，参照附图对本发明的实施方式的内置天线电路模块的制造方法进行说明。
图2A到图2D是说明本发明的实施方式中的内置天线电路模块的制造方法的剖视图。
首先，如图2A所示，在布线基板2，通过例如模成型、钻孔法、激光法等从第1主面2a到第2主面2b形成贯通孔，在贯通孔，通过例如镀层法、使用导电膏剂的印刷法进行填充后形成通孔电极5a、5b。然后，使用例如光刻法等在布线基板2的第1主面2a形成布线图形3，在第2主面2b形成外部连接端子4。此外，安装设置于布线图形3的预定位置的电极端子和例如作为半导体存储元件的半导体元件6、作为控制电路用半导体元件的半导体元件8以及无源元件10，形成安装模块17。此时，在半导体元件6、8预先形成有例如焊料凸起、金凸起、钉状(stud)凸起等的电极7、9，将其以倒装芯片方式安装于布线基板2的电极端子。
此外，在基材的第1主面11a上，贴附例如Cu箔等后，通过蚀刻形成预定形状的、具有第1端子15a和第2端子15b的天线图形12。然后，在基材的第2主面11b通过例如印刷法形成磁性体层14而制作树脂片基板11。此时，在树脂片基板11的基材形成有贯通其第1主面11a和第2主面11b的开口13。而且，天线图形12的第1端子15a以向开口13突出、第2端子15b以从树脂片基板11外周的一边突出的状态而设置。
接着，如图2B所示，将形成于树脂片基板11的基材的第2主面11b的磁性体层14使用粘接剂(未图示)等粘接在安装模块17的布线基板2的第2主面2b。此时，将天线图形12的第1端子15a与通孔电极5a、第2端子15b与通孔电极5b分别合位。然后，在此状态下，通过例如接合夹具等对第1端子15a和第2端子15b施加压力19，使其与通孔电极5a、5b压接。
另外，也可以预先在通孔电极5a、5b上通过镀层法设置例如Ni(镍)、Au(金)等的金属皮膜(没有图示)，提高耐环境性。此外，也可以通过焊料、导电性粘接剂连接第1端子15a、第2端子15b和通孔电极5a、5b之间，提高连接电阻、连接强度等的可靠性。
通过上述步骤，制作图2C所示的、将安装模块17和树脂片基板11合为一体的一体化构造体20。
接着，如图2D所示，至少使一体化构造20的外部连接端子4露出而收纳于筐体16内。由此，制作本发明的内置天线电路模块。
另外，在图2D中，以在布线基板2的第2主面2b形成外部连接端子4，使外部连接端子4露出而收纳于筐体16内的例子进行了说明，但并不限于此。例如，在以非接触方式使用的情况下，也可以不形成该外部连接端子4。由此，能够提高防尘性、耐蚀性等的可靠性。
以下，对用于本发明的实施方式的、形成有天线图形的树脂片基板的制造方法进行详细的说明。
图3A到图5B是说明用于本发明的实施方式的、形成有天线图形的树脂片基板的制造方法的图。图3A是说明天线基板的制造方法的第1步骤的图，图3B是图3A的以3B-3B线切开的剖视图，图3C是说明天线基板的制造方法的第1步骤的剖视图。此外，图4A是说明天线基板的制造方法的第2步骤的图，图4B是图4A的以4B-4B线切开的剖视图。此外，图5A是说明天线基板的制造方法的第3步骤的图，图5B是图5A的以5B-5B线切开的剖视图。
图3A和图3B是具有输送定位孔(sprocket hole)的连续的载带22。在载带22上，例如以1个对4个的比例形成有第1开口13和成为安装模块的外周的长方形状的第2开口23。
另外，以作为第2开口23在相邻的第1开口13间设置2个开口的例子进行了说明，不过也可以集中设置1个开口。
接着，如图3C所示，将用于形成天线图形的、例如30μm厚的Cu箔12a粘接在载带22的一方的面。
接着，如图4A和图4B所示，例如使用光刻法在Cu箔12a上选择性地形成光致抗蚀剂膜，蚀刻Cu箔12a，形成天线图形12。此时，天线图形12的第1端子15a向第1开口13突出而形成，第2端子15b向第2开口23突出而形成。
另外，例如在使用13.56MHz频带的情况下，天线图形12，如图4A所示，在由第2开口23包围的区域内形成为螺旋状，但并不限于此，可以根据使用的频带域而以各种天线图形形成。
接着，如图5A所示，在载带22的形成有天线图形12的区域的相反面，形成磁性体层14使得至少覆盖螺旋状的天线图形12。由此，如图5B所示，磁性体层14至少覆盖天线图形、形成于除去第1开口13、第2开口23的区域。此时，磁性体层14，可以通过涂布分散有磁性体粒子的膏剂或由粘接剂粘接分散有磁性体粒子的薄片的方法形成。
另外，也可以通过绝缘性的膜被覆磁性体粒子的表面而形成磁性体层。由此，能够进一步提高树脂片基板11的绝缘性。
接着，通过按沿图5B的第2开口23所表示的切割线24而切断、分割形成有天线图形12的载带22，制造树脂片基板11。
根据本发明的制造方法，能够以低成本、高生产性制造内置天线电路模块。
另外，在本实施方式中，以从载带切断、分割树脂片基板而固定于安装模块的例子进行了说明，但并不限于此。例如，也可以在对着载带的树脂片基材粘接固定安装模块后，切断、分割载带而制作具备树脂片基板的内置天线电路模块。由此，由于能够连续制作，所以能够以更低成本、更高生产性制作内置天线电路模块。
本发明的内置天线电路模块，对需求薄型、高密度、高可靠性的、SD存储卡等半导体存储装置、无线LAN等电子装置有用。

Claims (7)

1.一种内置天线电路模块，其特征在于，
具有安装模块、树脂片基板和磁性体层，
所说的安装模块包括布线基板和在所述布线基板安装的无源元件与半导体元件的安装模块，所述布线基板具有形成于第1主面、连接于所述无源元件和所述半导体元件的布线图形，和连接于所述布线图形的多个通孔电极，
所说的树脂片基板，其在基材的第1主面形成有天线图形，所述天线图形的第1端子向设置于所述基材的开口突出而形成，且所述天线图形的第2端子从所述基材外周的一个边突出而形成，
所说的磁性体层介于所述安装模块的所述布线基板的第2主面和所述树脂片基板的所述基材的第2主面之间，
所述半导体元件与所述树脂片基板的所述第1端子和所述第2端子介由所述安装模块的所述通孔电极而电连接，且所述安装模块和所述树脂片基板收纳于筐体内。
2.如权利要求1所述的内置天线电路模块，其特征在于，在所述树脂片基板的所述天线图形形成面的相反侧的第2主面形成有所述磁性体层。
3.如权利要求1所述的内置天线电路模块，其特征在于，所述磁性体层由使包括铁氧体的磁性体陶瓷片或磁性体粒子含于树脂的磁性体片形成。
4.如权利要求1所述的内置天线电路模块，其特征在于，所述半导体元件包括半导体存储元件和控制电路用半导体元件。
5.如权利要求1所述的内置天线电路模块，其特征在于，所述布线基板具有连接于所述布线图形的外部连接端子，所述外部连接端子从所述筐体露出。
6.一种内置天线电路模块的制造方法，其特征在于，包括：
在布线基板安装无源元件和半导体元件的安装模块形成步骤，所述布线基板具有在第1主面形成而连接于所述无源元件和所述半导体元件的布线图形和连接于所述布线图形的多个通孔电极；
树脂片基板形成步骤，在基材的第1主面形成天线图形，所述天线图形的第1端子向设置于所述基材的开口突出而形成，且所述天线图形的第2端子从所述基材外周的一个边突出而形成；
端子连接步骤，介由磁性体层粘接所述树脂片基板的所述基材的第2主面和所述布线基板的第2主面之间，并将所述天线图形的所述第1端子和所述第2端子分别连接于所述安装模块的所述通孔电极；和
将所述安装模块和所述树脂片基板收纳于筐体内的步骤。
7.如权利要求6所述的内置天线电路模块的制造方法，其特征在于，包括：将所述天线图形连续形成于载带，在所述端子连接步骤前，将所述载带切断、分割为一个一个具有天线图形的所述树脂片基板。
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