CN111723894A - 半导体装置及天线标签 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体装置及天线标签。根据一实施方式，实施方式的半导体装置(100)具备基板嵌埋并密封于模中的存储装置(1)、及设置在存储装置(1)的天线标签(2)，且具备无线通信功能。

Description

半导体装置及天线标签
[相关申请案的引用]
本申请案基于2019年3月20日提出申请的先行日本专利申请案第2019-053860号的优先权的利益，且要求享受该利益，通过引用使该申请案的所有内容包含于本文。
技术领域
本文说明的多个实施方式整体涉及一种半导体装置及天线标签。
背景技术
例如，当在电子机器安装存储装置时，电子机器能够在存储装置中储存数据，或能够读出存储装置中储存的数据。
作为存储装置的一例，有具备无线天线从而具备无线通信功能的存储卡。
发明内容
本发明的实施方式对小型的半导体装置的无线通信有所贡献。
实施方式的半导体装置中，实施方式的半导体装置具有基板嵌埋并密封于模中的存储装置、及设置在存储装置的天线标签，具备无线通信功能。具备半导体装置及天线标签。
根据上述构成，能够提供能实现小型化的半导体装置及天线标签。
附图说明
图1是实施方式的半导体装置的示意图。
图2是实施方式的半导体装置的剖视图。
图3是实施方式的半导体装置的示意图。
图4是实施方式的半导体装置的示意图。
图5是实施方式的半导体装置的剖视图。
图6是实施方式的半导体装置的剖视图。
图7是实施方式的半导体装置的展开图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。
本说明书中，对若干要素赋予多种表述方式的例子。而这些表述方式的例子只是例示，并不否定以其它表述方式来表述所述要素。另外，未赋予多种表述方式的要素也可以用其它表述方式来进行表述。
另外，附图是示意性的，存在厚度与平面尺寸的关系及各层的厚度的比率等与现实不同的情况。另外，也存在附图彼此间包含各自的尺寸的关系及比率不同的部分的情况。
(第1实施方式)第1实施方式涉及一种半导体装置。图1中表示第1实施方式的半导体装置100的示意图。半导体装置100为半导体封装。更具体来说，半导体装置100为具备无线通信功能的卡器件。
图1的半导体装置100具有存储装置1、及设置在存储装置1的天线标签2。图1、图3、图4的示意图表示半导体装置100的设置着天线标签2的面。图2与图5中表示半导体装置100的剖视示意图。图2与图5的剖面表示图1的A-A'上的剖面。天线标签2例如贴附在存储装置1的外表面。
半导体装置100为大小20mm×20mm以下、厚度1.5mm以下的小型且具有无线通信功能的卡器件。因为半导体装置100是小型的，所以对天线的配置及大小有严格的制约，难以确保天线的特性。于是，在实施方式中，在器件的外侧贴附标签状的平面天线，从而使小型的器件也能获得较高的天线特性。实施方式的优点还在于通过提升天线的特性，能够抑制半导体装置100中无线通信所需的电力。
半导体装置100的无线通信的规格并无特别限定，包含按照IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11标准化的无线LAN(Local Area Network，局域网)、红外线通信、Bluetooth(蓝牙)(商标)及NFC(NearField Communication，近场通信)等近距离无线通信及移动体通信。
存储装置1例如为microSD卡或短记忆棒(memory stick micro)。microSD卡的大小为宽度11mm、长度16mm、厚度1.0mm。短记忆棒的大小为宽度12.5mm、长度15mm、厚度1.2mm。存储装置1中，连接着存储器芯片14、控制器11等的基板10嵌埋并密封于模树脂中。存储装置1的控制器11也包括无线通信的控制器12。存储装置1的外表面包含设置着端子的模树脂17。控制器11、无线通信的控制器12、及存储器芯片14可经由基板10内未图示的配线相互连接。
存储装置1具有多个外部端子3。外部端子3包含输入/输出端子及电源端子。存在存储装置1的外表面设置着多个检查用焊垫的情况。
存储装置1具有天线连接端子4。天线连接端子4设置在基板10。天线连接端子4能够经由模树脂17的开口对外部进行存取。也就是说，经由模树脂17的开口与外部的天线电连接。天线连接端子4以两个端子为一组。天线连接端子4也可以经由设置在基板10的配线13与包含无线通信的控制器12的控制器11电连接。
天线标签2具有基材5、天线6、粘接层7及绝缘层8。天线标签2具有：基材，具有贯通孔5a；天线6，设置在基材5上；粘接层7，设置在基材5的与设置着天线6的面为相反侧的面；及绝缘层8，设置在基材5的设置着天线6的面，覆盖天线6。
天线连接端子4设置在与天线标签2对向的位置。在天线标签2的与存储装置1对向的面，露出了天线6的凸块9与粘接层7。天线6的凸块9嵌埋于基材5的贯通孔5a的至少一部分中。由于天线标签2设置在存储装置1的模树脂17的外表面侧，天线的设计变更方便，另外，在使用多个天线的情况下，可如图3半导体装置100的示意图所示，贴附多个天线标签2。因为是在存储装置1之外贴附天线，所以天线标签2的形状设计也可以根据目的相对自由地进行。另外，天线标签2也可以如图4的半导体装置100示意图所示，设置在未设置外部端子3的面。
天线标签2贴附在不覆盖存储装置1的外部端子3的位置。天线标签2利用粘接层7固定在存储装置1。天线标签2的大小比存储装置1小。天线标签2的具体大小优选长边为15mm以下且短边为10mm以下。在将天线标签2设置在存储装置的设置着外部端子3的面的情况下，优选长边为15mm以下且短边为7mm以下。天线标签2越大，天线用到的面积就越大，能够提高天线的灵敏度或配置多个天线，但考虑到贴附天线标签2时可能存在约0.1mm至1.0mm以下的错位，所以优选不使天线标签2过大。于是，天线标签2的大小优选长边为15mm以下且短边为7mm以下。
基材5设置在天线6与粘接层7之间。基材5设置着使天线6的凸块9、天线连接端子4、或天线6的凸块9及天线连接端子4通过的贯通孔5a。就天线6与天线连接端子4的连接的可靠性及位置对准的观点来说，优选天线6的凸块9嵌埋在基材5的贯通孔5a的至少一部分中。作为基材5，优选使用薄型的介电基板。microSD卡等的厚度由规格决定，如果基材5变厚，那么半导体装置100将难以满足microSD等卡器件的规格。如果基材5过薄，那么会难以形成天线6。于是，基材5的厚度优选20μm以上50μm以下，更优选25μm以上40μm以下。作为基材5，优选树脂片材。作为基材5优选的树脂片材，可列举聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰胺、氟树脂、酚系树脂、环氧树脂、及不饱和聚酯树脂等。
天线6包含金属配线的天线图案。天线图案经由与天线图案的端部连接的凸块9连接到存储装置1的天线连接端子4。天线6的凸块9与天线连接端子4直接相接或接合。天线图案与凸块9可以包含相同金属，也可以包含不同金属。例如，天线图案包含Cu及Al。天线6的凸块9可使用Cu及Al等金属及Ag膏等导电性粘接剂。天线6的天线图案形状是考虑进行无线通信的频带及定向性等设计的。天线图案形状例如可列举弯折线天线及环形天线。如果天线6的凸块9使用导电性粘接剂，那么将天线6与天线连接端子4接合，提升接点的可靠性。
天线6是在基材5形成天线图案后，在基材设置凸块9用贯通孔5a，并于凸块9填充金属或导电性粘接剂而形成的。天线图案是对基材5进行印刷、转印，将金属膜形成于基材5后，通过光刻进行图案加工等形成的。基材5的贯通孔5a可以在形成天线图案后利用激光等进行加工来设置，也可以预先形成贯通孔5a，例如使用在贯通孔5a形成着牺牲层的基材5，在形成天线图案后除去牺牲层，从而形成凸块9。天线6的厚度(天线图案的厚度)典型来说为10μm以上20μm以下。
设置着与天线6的两端连接的凸块9。更具体来说，在天线6的天线图案的一个端部连接着1个凸块9，在另一个端部连接着另一个凸块9。如图2的示意图所示，存在天线6的凸块9相比粘接层7凸出成为天线标签2的凸部的情况，以及如图5的半导体装置100的示意图所示，相比天线标签2的粘接层7凹陷成为天线标签2的凹部的情况。优选天线6的凸块9与存储装置1的天线连接端子4嵌合而接合。通过嵌合来提高贴合精度，进而，通过利用嵌合部分进行接合使接合的可靠性变高。在天线6的凸块9为天线标签2的凸部的情况下，如图2所示，存储装置1的天线连接端子4成为存储装置的凹部。在天线6的凸块9为天线标签2的凹部的情况下，如图5所示，存储装置1的天线连接端子4成为存储装置的凸部。
粘接层7设置在与基材5的形成着天线图案的面对向的面。利用粘接层7将天线标签2与存储装置1粘接。作为粘接层7中的粘接剂，并无特别限定，不过树脂系的粘接剂较为实用。作为粘接层7所包含的粘接剂，可列举丙烯酸树脂系、乙酸乙烯酯树脂系、环氧树脂系、硅酮系及聚酰亚胺系。在粘接层7也设置着使天线连接端子4、或天线6的凸块9以及天线连接端子4通过的贯通孔7a。粘接层7的厚度典型来说为10μm以上20μm以下。
绝缘层8为涂膜或层合膜等保护膜，被覆形成着天线6的基材5。绝缘层8为了保护天线6，优选绝缘性且强度优异的薄型膜。对于绝缘层8，作为层合膜，使用聚四氟乙烯膜、聚酯膜、聚苯硫醚膜及聚酰亚胺膜等的单层或积层膜。对于绝缘层8，也可以使用热硬化树脂或UV(Ultra Violet，紫外线)硬化树脂作为涂膜。作为UV硬化树脂，可使用氨基甲酸酯系及丙烯酸系等的丙烯酸酯树脂。也可以在绝缘层8印刷文字或图形等。优选在绝缘层8的基材5侧的面包含所述列举的粘接层。绝缘层8的厚度典型来说为10μm以上30μm以下。
(第2实施方式)第2实施方式涉及贴附在小型器件的天线标签。图6表示天线标签2的剖视示意图。图7表示天线标签2的展开示意图。天线标签2具有：基材，具有贯通孔5a；天线6，设置在基材5上；粘接层7，设置在基材5的与设置着天线6的面为相反侧的面；及绝缘层8，设置在基材5的设置着天线6的面，覆盖天线6。
图6所示的剖视图为天线6的凸块9突出的形态，天线6的凸块9也可以凹陷。如图7的天线标签2的展开图所示，基材5与粘接层7分别设置着贯通孔5a、7a，天线6的凸块9通过贯通孔5a、7a。通过对凸块9使用导电性粘接剂，能够提高与贴附天线标签2的器件的连接的可靠性。另外，导电性粘接剂加工性比金属优异，因此就制造天线标签2的观点来说，也优选导电性粘接剂。天线标签2的大小及构成材与所述相同。
(其它实施方式)(a)对其它实施方式中的半导体装置1与天线标签2的制造方法进行说明。经由粘接剂等在包含聚酰亚胺等的基材5贴附Cu箔。这时，也可以不使用粘接剂进行贴附。以基材5的形成着天线6的面为表面，以相反侧的面为背面。通过光刻等对贴附的Cu箔进行图案化，形成天线6。从基材5的形成着天线6的面的背侧利用激光或光刻等形成贯通基材5的贯通孔5a。在贯通孔5a的孔底可以观察到天线6的一部分。
在基材5的背面通过溅镀成膜Cu/Ti等作为基底膜。其后通过光刻与镀覆形成凸块9。将基底膜的Cu/Ti等的必要部分以外去除。这时，凸块9形成为比基材5的面更突出。凸块9的材料包含Cu、Au、Ni等已知的能够通过镀覆形成的金属材料。在基材5的表面形成绝缘层8。如此，形成天线标签2。在该天线标签2尚未形成粘接层7。
在基材5的背面通过涂布或贴附形成粘接层7。粘接层7可以是膜或液状的粘接剂。这时，可以利用粘接层7覆盖凸块9的前端部，也可以不覆盖。对于天线标签2，以将凸块9与天线端子4连接的方式进行位置对准，并进行按压。凸块9与天线端子4之间残留的粘接层7被按压从而流动，从凸块9与天线端子4之间流出。由此，凸块9与天线连接端子4实现电连接。
(b)也可以从绝缘层8起依序形成天线标签2。首先，在包含聚酰亚胺等的绝缘层8经由粘接剂等贴附Cu箔。这时，也可以不使用粘接剂进行贴附。将绝缘层8的形成着天线6的面设为表面。通过光刻等对贴附的Cu箔进行图案化，形成天线6。在绝缘层8的表面形成包含聚酰亚胺等的层间绝缘层，设为基材5，形成贯通孔5a。在贯通孔5a的孔底可以观察到天线6的一部分。如果层间绝缘层例如是感光性的聚酰亚胺等，便能够通过光刻容易地在基材5形成贯通孔5a。如果层间绝缘层不具有感光性，也可以通过激光加工等形成贯通孔5a。
其后，通过镀覆法形成凸块9。凸块9形成后，与实施方式(a)相同。通过这种方法，凸块9与天线连接端子4实现电连接。
在实施方式(a)(b)中，粘接层7也可以使用各向异性导电膜ACF(AnisotropicConductive Film)。或者也可以使用各向异性导电膏ACP(Anisotropic ConductivePaste)等各向异性导电材料。如此，能够获得稳定的电连接。这时，凸块9与天线连接端子4之间残留着树脂成分。因此，也存在无法像第1、第2实施方式那样形成贯通孔7a的情况。
在实施方式(a)(b)中，使用Cu箔作为天线6，但并不限定于此，可以将通过溅镀成膜的金属薄膜设为天线6，也可以用导电性膏等通过印刷形成。天线6的金属材料可以使用Al、Cu、Ag、Au等各种金属。说明书中，至少一部分元素只用元素符号表示。
以上，对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并非意在限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其它各种方式实施，并且能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及它们的变化例包在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及与其均等的范围内。

Claims (6)

1.一种半导体装置，具备：
基板，设置着存储器芯片、及包含无线通信控制器的控制器芯片；
树脂，将所述基板密封；
天线端子，设置在所述基板，与所述控制器芯片电连接；及
天线，设置在所述树脂的外表面，经由所述树脂的开口与所述天线端子电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述天线为平面天线。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述天线为环形形状。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其具有与所述天线电连接的凸块，且
所述天线连接端子与所述凸块嵌合。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述天线设置在具有粘接层的标签上，利用所述天线标签的所述粘接层将所述树脂的外表面与所述天线标签粘接。
6.一种天线标签，具有：基材，具有贯通孔；
天线，设置在所述基材上；
粘接层，设置在所述基材的与设置着所述天线的面为相反侧的面；及
绝缘层，设置在所述基材的设置着所述天线的面，覆盖所述天线；且
所述天线的凸块嵌埋在所述贯通孔的至少一部分中。
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