CN1243294A - 集成电路卡和数据读写装置和无线标记及它们的制造方法 - Google Patents

Abstract

在IC芯片23表面上形成第1天线22,在组件基板30上形成第2及第3天线31及32,将IC芯片23配置在组件基板30上,使IC芯片23的第1天线线圈22与第2天线线圈21相对配置。

Description

集成电路卡和数据读写装置和无线标记及它们的制造方法

本发明涉及将IC(集成电路)埋入塑料卡等IC卡进行改进的无线IC卡及其制造方法以及数据读取写入装置和无线标记(tag)及其制造方法。

非接触式数据载体组件(data carrier module)有无线IC卡或无线标记等。该数据载体组件由半导体元件的IC芯片及一个形成螺旋状的天线(下面叫做天线线圈)等构成。另外，该数据载体组件有各种构造，根据其构造种类不同，还包含同步用电容器及电源用电容器。

天线线圈具有数据通信及从外部供给电能两种功能。该天线线圈是线绕线圈、在基板上利用刻蚀形成的线圈或在基板上通过印刷布线形成的线圈等。这些天线线圈的圈数因通信频率及通信距离等而异。

近年来，数据载体组件随着小型化而进一步普及，要求大批量且低成本的制造技术。

在这样的背景下，将IC芯片与天线线圈进行物理的及电气的连接、大批量制造数据载体组件的方法正在展开研究与开发。这种方法是例如将半导体元件作为倒装式芯片直接安装在基板上，或利用引线接合将半导体元件连接在组件基板上。

图1为这种的无线IC卡立体图，图2为该卡的剖面图。

在布线基板1上形成呈螺旋状的线圈图形2。在该布线基板1上，安装半导体元件的IC芯片3。该IC芯片3的电极4及布线基板1上的电极5通过金球凸(ball bump)6电气连接。

下面说明该无线IC卡的制造方法。

首先，利用焊接将IC芯片3安装在布线基板1上。

然后，为了增强机械性能及提高可靠性，对布线基板1的两面将热可塑性的薄片7进行热熔粘接。

该薄片7例如是聚氯乙烯系或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。利用该薄片7的热熔粘接，对整个布线基板1进行树脂模压。

这样制造的无线IC卡，其厚度例如为0.2～0.7mm左右。

图3为该无线IC卡的电路图，IC芯片3与线圈图形2相连。该IC芯片3具有数据控制及存储器功能，而且通过线圈图形2与外部进行数据交换及接受电能。

但是在上述制造方法中，当将IC芯片3与线圈图形2进行物理的及电气的连接时，要将IC芯片3安装在布线基板1上。因此，必须要昂贵的例如倒装芯片键合机(flip chip bonder)或引线键合机(wire bonder)等设备。

另外，从制造工序的顺序来看，由于IC芯片3的安装必须在其他处理之前，因此制造工序的限制很多，工序复杂。

另外，在树脂模压的情况下，必须要进行考虑到耐热性所必要的过程管理，而且可靠性下降。

图4为其他的无线IC卡构成图。

在卡的本体8上安装有IC芯片2及该IC芯片2相连的通信用天线9，而且内装有供给IC芯片2电能用的钮扣电池10。

图5为其他的无线IC卡构成图，图6为该卡的剖面图。

在卡的本体8上安装有IC芯片2、与该IC芯片2相连的通信用天线9及供给电源用线圈11。

这样的无线IC卡，为了确保安全性及可靠性，或者利用热压形成卡片状，构成通常不易分解的形状。

但是对于内装电池的无线IC卡，电池的寿命成为无线IC卡本身的寿命，是非常不经济的。

另外有以电磁波形式从无线IC卡读取装置(读取器reader)供给电能的电磁感应式无线IC卡。对于该无线IC卡，必须经常从读取器发送信号，从节能的观点是不太理想的。

例如，对于进出门系统，进出门的人用无线IC卡进出门。该进出门的时间是各种各样的，是不一定的。

因此，利用读取器读取无线IC卡的数据进行通信的次数各不相同，而且到数据通信开始为止的等待时间常常很长。

即使这样的数据通信次数各不相同，但从读取器必须任何时候总是处于发送信号、读取无线IC卡数据的状态。

本发明的目的在于提供将半导体元件与天线线圈电气连接而不需昂贵的安装装置、能廉价完成的无线IC卡及其制造方法。

本发明的另外的目的在于提供不受电池寿命影响、能够实现节能的无线IC卡及其制造方法以及数据读取写入装置。

本发明的另外的目的在于提供将半导体元件与天线线圈电气连接而不需昂贵的安装装置、能廉价完成的无线标记及其制造方法。

本发明的另外的目的在于提供不受电池寿命影响、能够实现节能的无线标记及其制造方法。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡具有至少形成两个螺旋状天线的基板，以及在表面上形成螺旋状天线、将该天线与基板的各天线中的一个天线相对配置并安装在基板上的半导体元件。

在这样的无线IC卡中，半导体元件上的天线是在半导体元件表面上形成的多个电极凸点之间将键合引线(bonding wire)利用键合(bonding)连接而成的。

半导体元件上的天线由金属膜形成。

在半导体元件表面上层叠了由金属膜形成的天线层及绝缘膜层。

天线分别在半导体元件的表面上及背面上形成。

在半导体元件中形成电气元件层。

基板上形成的一个天线的形状与半导体元件上的天线形状大致相同，基板上形成的另外的天线形状比基板上的该一个天线的形状要大。

基板上的该一个天线与另外的天线电气连接。

基板上的该一个天线与半导体元件上的天线通过电磁感应而耦合。

在半导体元件上隔着绝缘膜形成天线。

在半导体元件上隔着磁性膜形成天线。

在基板形成的各天线上形成绝缘膜。

在基板形成的各天线上形成分散有磁性体粉末的绝缘膜。

将半导体元件与基板用树脂封装成一体。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡制造方法具有在半导体元件表面形成螺旋状天线的工序、在基板上形成至少两个螺旋状天线的工序、将半导体元件上的天线与基板上的一个天线相对配置的工序。

在这样的无线IC卡制造方法中，半导体元件表面上形成的天线利用薄膜图形法形成。

半导体元件表面上形成的天线利用印刷法形成。

在半导体元件表面上形成多个电极凸点，半导体元件表面上形成的天线利用引线键合(wire bonding)连接这些电极凸点形成。

基板上的至少两个天线共同形成一体。

具有将半导体元件与基板利用树脂封装成一体的工序。

根据本发明的主要观点，提供一种无线IC卡，在至少装有螺旋状天线及半导体元件的无线线IC卡中，在天线附近形成空间，在该空间内设置可自由移动的永久磁铁。

永久磁铁在天线的中心轴方向自由移动。

永久磁铁设置在空间内能自由旋转。

天线兼作为向半导体元件供给电能及数据通信使用。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡制造方法具有对预先形成下凹部分的第1壳体至少安装半导体元件及螺旋状天线的工序、将永久磁铁可自由移动地插入下凹部分的工序、以及对至少安装半导体元件及天线并插入永久磁铁的第1壳体粘接第2壳体的工序。

根据本发明的主要观点，提供的数据读取写入装置具有至少装有螺旋状天线及半导体元件的无线IC卡，以及与装在该无线IC卡上的半导体元件之间进行数据交换、且具有与无线IC卡上安装的天线交链磁场产生感应电动势用的永久磁铁的读取写入手段。

根据本发明的主要观点，提供一种无线IC卡，在至少装有数据通信用天线及半导体元件的无线IC卡中，具有与半导体元件相连的压电元件。

在这样的无线IC卡中，用压电元件作为基板，在该压电元件上至少安装天线及半导体元件。

在压电元件两侧分别设置电极，至少将这些电极与半导体元件电气连接。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡制造方法具有对第1壳体至少安装数据通信用天线及半导体元件的工序、对第1壳体安装压电元件的工序、以及对第1壳体粘接第2壳体的工序。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡制造方法具有对由压电元件形成的基板至少安装数据通信用天线及半导体元件的工序、以及对装有天线及半导体元件的基板施以外封装的工序。

根据本发明主要观点，提供的数据读取写入装置具有至少装有数据通信用天线及半导体元件同时包括与半导体元件相连的压电元件的无线IC卡，以及通过天线与半导体元件之间进行数据交换、且具有对非接触数据载体的压电元件进行加压使压电元件产生电荷的加压机构的读取写入手段。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡具有在表面上形成螺旋状天线的半导体元件、至少形成三个螺旋状天线并且半导体元件的天线与这些天线中的一个天线相对配置的基板、在该基板中其他天线附近形成的空间、以及在该空间内能自由移动设置的永久磁铁。

在这样的无线IC卡中，在基板上形成与半导体元件上的天线相对配置的天线、与该天线电气连接的通信用天线、以及与该通信用天线电气连接的与永久磁铁的磁通交链的供给电源用天线。

天线用分散有磁性体粉末的绝缘材料进行封装。

根据本发明的主要观点，提供的无线IC卡制造方法具有对预先形成下凹部分的第1壳体至少安装半导体元件及至少三个螺旋状天线的工序、将永久磁铁可自由移动地插入下凹部分的工序、以及对第1壳体粘接第2壳体的工序。

在这样的无线IC卡制造方法中，具有将永久磁铁可自由移动地放在罩壳内的工序、以及将该罩壳装在下凹部分的工序。

第1及第2壳体由分散有磁性体粉末的绝缘材料形成。

根据本发明的主要观点，提供在半导体元件表面上形成螺旋状天线的无线标记。

在这样的无线标记中，半导体元件上的天线是在半导体元件表面上形成的多个电极凸点之间将键合引线利用键合连接而成的。

半导体元件上的天线由金属膜形成。

在半导体元件表面上层叠了由金属膜形成的天线层及绝缘膜层。

天线分别在半导体元件的表面上及背面上形成。

在半导体元件中形成电气元件层。

在半导体元件上隔着绝缘膜形成天线。

在半导体元件上隔着磁性膜形成天线。

在半导体元件上隔着分散有磁性体粉末的绝缘膜形成天线。

表面上形成有天线的半导体元件用树脂进行封装。

根据本发明的主要观点，提供的无线标记制造方法具有在形成有多个半导体元件的半导体基片表面上形成绝缘膜的工序、在与多个半导体元件对应的绝缘膜上分别形成螺旋状天线的工序、以及从半导体基片分别切出多个半导体元件的工序。

在这样的无线标记制造方法中，半导体元件表面上形成的天线利用薄膜图形法形成。

半导体元件表面上形成的天线利用印刷法形成。

在半导体元件表面上形成多个电极凸点，半导体元件表面上形成的天线利用引线键合连接这些电极凸点形成。

基板上的至少两个天线共同形成一体。

具有将表面上形成有天线的半导体元件利用树脂进行封装的工序。

具有将半导体元件及基板利用树脂封装成一体的工序。

如果采用这样的无线IC卡及其制造方法以及数据读取写入装置和无线标记及其制造方法，能够将半导体元件及天线线圈物理上不连接而电气上连接，而且不需昂贵的安装装置能够廉价完成。另外，能够不受电池寿命影响而实现节能要求。

附图简要说明

图1为以往的无线IC卡的立体图。

图2为该无线IC卡的剖面图。

图3为该无线IC卡的电路图。

图4为以往无线IC卡的概略构成图。

图5为以往其他的无线IC卡的概略构成图。

图6为该无线IC卡的剖面图。

图7A为本发明第1实施形态的无线IC卡制造工序图。

图7B为该无线IC卡制造工序图。

图7C为该无线IC卡制造工序图。

图7D为该无线IC卡制造工序图。

图8A为表示第1实施形态的无线标记制造的其他例子的制造工序图。

图8B为表示该无线标记制造的其他例子的制造工序图。

图8C为表示该无线标记制造的其他例子的制造工序图。

图9A为采用引线键合法的无线标记制造工序图。

图9B为该无线标记制造工序图。

图10为表示第1实施形态的无线标记制造的变形例剖面图。

图11为表示第1实施形态的无线标记制造的变形例剖面图。

图12为表示第1实施形态的无线标记制造的变形例剖面图。

图13A为本发明第2实施形态的无线IC卡制造工序图。

图13B为该无线IC卡制造工序图。

图13C为该无线IC卡制造工序图。

图13D为该无线IC卡制造工序图。

图13E为该无线IC卡制造工序图。

图14为无线IC卡的剖面图。

图15为无线IC卡的电路图。

图16为第1及第2天线线圈电磁感应耦合的说明图。

图17A为本发明第3实施形态的无线IC卡构成图。

图17B为该无线IC卡的剖面图。

图18为该无线IC卡的分解立体图。

图19为该无线IC卡的制造流程图。

图20A为为了说明利用永久磁铁产生感应电动势的示意图。

图20B为为了说明利用该永久磁铁产生感应电动势的示意图。

图21A为设置能自由旋转的永久磁铁的无线IC卡构成图。

图21B为该无线IC卡的部分剖面图。

图22A为本发明第4实施形态的数据读取写入装置中的无线IC卡构成图。

图22B为该无线IC卡的剖面图。

图23为数据读取写入装置中读写器的概略构成图。

图24为无线IC卡的分解立体图。

图25为从读写器向无线IC卡供给电能作用的说明图。

图26为从该读写器向无线IC卡供给电能作用的说明图。

图27为本发明第5实施形态的无线IC卡构成图。

图28所示为用于自动检票机的无线IC卡变形例的构成图。

图29A为本发明第6实施形态的无线IC卡构成图。

图29B为该无线IC卡的剖面图。

图30为表示压电元件压电效应的示意图。

图31为无线IC卡的电路图。

图32为无线IC卡的分解立体图。

图33为无线IC卡的制造流程图。

图34A为本发明第7实施形态的无线IC卡构成图。

图34B为该无线IC卡的剖面图。

图35为无线IC卡的分解立体图。

图36为该无线IC卡的制造流程图。

图37A为表示制造的无线IC卡的尺寸之一例。

图37B为表示该无线IC卡的尺寸之一例。

图38为本发明第8实施形态的数据读取写入装置的构成图。

图39为为了说明在该装置中向无线IC卡供给电能作用的示意图。

图40A为本发明第九实施形态的无线IC卡的构成图。

图40B为该无线IC卡的剖面图。

图41A为该无线IC卡的制造工序图。

图41B为该无线IC卡的制造工序图。

图41C为该无线IC卡的制造工序图。

图41D为该无线IC卡的制造工序图。

图42为该无线IC卡中IC芯片部分剖面图。

图43为无线IC卡的分解立体图。

图44为无线IC卡的制造流程图。

(1)下面参照附图就本发明第1实施形态进行说明。

图7A～图7D为无线标记的制造工序图。

在图7A所示的半导体基片20上形成多个IC。

在该半导体基片20的表面上，如图7B所示，形成绝缘保护膜21。该绝缘保护膜21例如是P-SiN(PSG：Phosphosilicate Glass磷硅酸盐玻璃)。形成的该绝缘保护膜21的厚度为0.75μm/0.4μm。该绝缘保护膜21也可以例如是二氧化硅等金属氧化物或聚酰亚胺等树脂或气隙等。

接着，在绝缘保护膜21上，如图7C所示，形成螺旋状天线(下面叫做天线线圈)22。该螺旋状天线22例如由镀金布线形成。该天线线圈22也可以例如由Cu、Al等利用薄膜图形形成或将Ag、Au等导电糊膏通过印刷等形成。

然后，对半导体基片20进行切割。利用该切割，如图7D所示，从半导体基片20一个一个切出各IC芯片23。

通过这样，制造出装有天线线圈的无线标记。形成的该无线标记的尺寸例如为长×宽×高是4mm×3mm×0.3mm。

如果是这样的无线标记，则利用IC芯片23具有数据控制及存储器功能。另外，通过天线线圈22与外部进行数据交换及接受电能。

这样在第1实施形态中，由于在半导体基片20的表面上形成绝缘保护膜21，在该绝缘保护膜21上形成天线线圈22，然后对半导体基片20进行切割制成无线标记，因此能够将IC芯片23与天线线圈22在物理上不连接而电气上连接，而且不需要IC芯片23安装用的倒装芯片键合机或引线键合机等昂贵的安装装置而能够廉价完成。

不需要考虑到树脂模压时的对耐热性等所必需的过程管理，能够提高可靠性。

由于仅在IC芯片23的表面上形成天线线圈22，并且施以外封装，因此能够小型、廉价。

下面就上述第1实施形态的天线标记制造的其他例子进行说明。

图gA～图8C为无线标记制造工序的概略图。图8A为平面图及剖面图，图8B为Q部放大图，图8C为制造的无线标记的剖面图。

IC芯片23为例如1～10mm方形左右的大小，芯片厚度为最小20μm左右。

首先，在IC芯片23的表面形成绝缘保护膜21。该绝缘保护膜21例如是二氧化硅或聚酰亚胺树脂等。该绝缘保护膜21的厚度为10～100μm左右。该绝缘保护膜21也可以形成为铁氧体等磁性膜以代替二氧化硅或聚酰亚胺树脂等。

在该绝缘保护膜21内也可以分散有磁性体粉末。利用形成该磁性膜，能够增加在这之后形成的天线线圈22的电感分量。另外，绝缘保护膜21也可以将二氧化硅进行刻蚀进行气隙等。

接着，在绝缘保护膜21上，如图8B所示，形成通孔的导电支承孔24。

接着，在绝缘保护膜21上形成螺旋状的天线线圈(图形线圈)22。该天线线圈利用Al、Cu或Au等导电膜形成。该天线线圈22利用例如光刻法根据薄膜图形形成。该天线线圈22形成为图形宽度及图形间隔为数μm～数+μm的微细线圈。另外，天线线圈22也可以利用例如将Ag、Cu等导电糊膏进行印刷等方法形成。

接着，如图8C所示，IC芯片23的周围利用模压树脂25进行模压。该模压树脂25例如环氧树脂等的连续自动形成或PP(聚丙烯)、PPS(聚苯嗍砜Polyphenyl sulfon)等喷射模压成形进行模压。通过这样，制成例如外径φ10mm、厚1mm左右的无线标记。

图9A及图9B为表示在无线标记制造工序中采用引线键合法的其他例子的概略图。图9A为平面图，图9B为侧面图。

首先，如图9A所示，在IC芯片23的表面上在该芯片的四角分别形成各电极26。这些电极26为30～100μm方形左右的大小。

接着，在这些电极26间利用键合引线27进行引线键合。该引线键合是在各电极26中从外侧向侧进行。利用该引线键合形成螺旋状天线线圈。键合引线27采用例如线径10-100μm左右的Au、Al、Cu线。

这样制造出无线标记。

该无线标记如图9B所示，不需要形成绝缘保护膜，由于采用体型线圈材料，因此图形电阻能够做得很小。

下面就上述第1实施形态的无线标记制造变形例进行说明。

图10为在IC芯片23表面上形成天线线圈22及绝缘保护膜21双层构造等的多层构造的无线标记。利用该构造能够增加天线线圈22的圈数。

图11是IC芯片23形成通孔28。另外，在IC芯片23的正反面上分别形成各天线线圈22。这些天线线圈22通过通孔28电气连接。

图12为具有复合功能的无线标记，对于IC芯片23除了天线线圈22以外还形成电容器29等各种电气元件。该电容器29采用例如二氧化钛或铅钙钛矿系的介电型厚膜材料。

对如上所述的无线标记其他制造例，当然也能够将IC芯片23与天线线圈22在物理上不连接而电气上连接，而且不需要昂贵的安装装置，能够廉价完成。

(2)下面参照图13A～图13D所示的无线IC卡(非接触数据载体)制造工序图就本发明第2实施形态进行说明。

首先，与上述第1实施形态同样制造无线标记。

即，在上述图7A所示的半导体基片20表面上，如图7B所示形成例如0.751μm/0.4μm厚的P-SiN(PSG：Phsphosilicate Glass磷硅酸盐玻璃)作为绝缘保护膜21。该绝缘保护膜21也可以是例如二氧化硅等金属氧化物或聚酰亚胺等树脂或气隙等。

接着，在绝缘保护膜21上，如图7C所示，例如利用镀金布线形成天线线圈(下面叫做第1天线线圈)22。该第1天线线圈22也可以例如利用Cu、Al等的薄膜图形形成或利用印刷Ag、Cu等的导电糊膏等形成。

然后，对半导体基片20进行切割，如图7D所示，从半导体基片20一个一个切出各IC芯片23。

另外，在图13A所示组件基板30的表面上，如图13B所示，形成第2天线线圈31及第3天线线圈32。

其中形成的第2天线线圈31与无线标记形成的第1天线线圈22的形状大致相同。

另外，形成的第3天线线圈32，由于用于与无线IC卡的外部进行通信及供给电源用，因此比第2天线线圈31的圈数要多，而且形状要大。

将这些第2及第3天线线圈31及32电气连接，形成闭合回路。

这些第2及第3天线线圈31及32利用例如通常印刷电路板那样的减成(subtractive)法同时在组件基板30的表面上形成。

这些第2及第3天线线圈31及32的形成方法也可以采用加成(additive)法。另外，这些天线线圈31及32的形成方法也可以将包覆线圈绕成线圈状固定在组件基板30上作为第2及第3天线线圈31及32。再有，也可以将印刷布线与线绕线圈组合使用。

具体地说，第2及第3天线线圈31及32都是利用对例如Ag、Al等进行刻蚀形成。

另外，这些第2及第3天线线圈31及32也可以都是利用Ag糊膏等印刷法形成。或者也可以利用Cu的线绕线圈形成。再有，也可以第2天线线圈31利用印刷或刻蚀形成，而第3天线线圈32利用线绕线圈形成。

接着，如图13C所示，在第2天线线圈31上形成绝缘膜33。该绝缘膜33为例如厚20μm的半硬化环氧树脂系。该绝缘膜33为粘产半硬化环氧树脂系绝缘粘接剂薄膜而成。该绝缘膜33也可以是聚酰亚胺等其他绝缘树脂或金属氧化物等。

接着，如图13D所示，上述IC芯片23(参照图7D)相对配置在组件基板30的第2天线线圈31上。

这时，IC芯片23以倒装方式进行安装。该安装是将IC芯片23的第1天线线圈22与第2天线线圈31之间隔着绝缘膜33相对配置并加以适当压力进行。

另外，该安装是通过机构控制第1天线线圈22与第2天线线圈31的间隙、使该间隙处于约20μm以下进行。

在该安装中，为了使绝缘膜33、例如半硬化环氧树脂系绝缘粘接剂薄膜完全硬化，以约200～120℃的温度加热10～120秒钟后固定在组件基板30上。

这里，上述绝缘粘接剂薄膜等绝缘粘接剂的供给状态也可以是涂布粘性液体状的东西。这种情况下，当用压力难以确保绝缘膜33时，也可以一面控制高度一面固定。也可以放入兼作绝缘膜33的隔片、例如厚10μm的聚酯薄膜以确保绝缘膜33。

接着，如图13E所示，将装有IC芯片23的整个组件基板30充填例如封装树脂，用聚酯薄膜36等层压，通过印刷及外形冲裁，制成无线IC卡34。

图14为制造的无线IC卡34的剖面图。另外，无线IC卡制成卡片的方法有利用聚酯系树脂等注射成形(例如镶嵌成形)方法及利用聚氯乙烯薄片等压制成形方法等。

图15为无线IC卡34的电路图。

由于IC芯片23的第1天线线圈22与组件基板30的第2天线线圈31相对配置，因此这些第1天线线圈22与第2天线线圈31通过电磁感应而耦合。

因而，若用第3天线线圈32接受来自外部的电波，则在第3天线线圈32产生电动势。该电动势供给与第3天线线圈32相连的第2天线线圈31。

若要使电流流过该第2天线线圈31，则流过该第2天线线圈31的电流发生变化。由于该电流变化，在第2天线线圈31内产生磁场。

该磁场也使与第2天线线圈31靠得很近的相对配置的第1天线线圈22内的磁场发生变化。由于该磁场变化，在第1天线线圈22中产生感应电动势。

该感应电动势供给IC电路35。通过这样，来自外部的电波通过第3及第2天线线圈32及31，从第1天线线圈22送至IC电路35。

反之，若从IC电路35输出电流，则该电流供给第1天线线圈22，电流要流过该第1天线线圈22，流过该第1天线线圈22的电流发生变化。由于该电流变化，在第1天线线圈22内产生磁场。

该磁场也使与第1天线线圈22靠得很近的相对配置的第2天线线圈31内的磁场发生变化。由于该磁场变化，在第2天线线圈31中产生感应电动势。

该感应电动势供给第3天线线圈32。通过这样，从第3天线线圈32发射电波。

这里，参照图16就第1天线线圈22与第2天线线圈31的电磁感应耦合进行说明。

考虑具有与XZ面平行的线圈面的I圈线圈、即第1天线线圈22及第2天线线圈31。这些第1及第2天线线圈22及31的距离为d。

由流过第2天线线圈31的电流Ia产生的磁场在第1天线线圈22的位置的磁场强度H，若仅考虑Y轴方向分量Hy，则利用毕奥-萨瓦特定律，由下式表示。 $\mathrm{Hy}=\frac{\mathrm{Ia}\left(2\mathrm{\πra}\right)\{\mathrm{ra}/\sqrt{{(\mathrm{ra}}^2+d^2})\}}{4\mathrm{\π}({\mathrm{ra}}^2+d^2)}$ $=\frac{{\mathrm{ra}}^2\·\mathrm{Ia}}{2{({\mathrm{ra}}^2+d^2)}^{3/2}}$ ＝αIa $\mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{ra}}^2}{2({\mathrm{ra}}^2+d^2{)}^{3/2}}---\left(2\right)$

根据上述可知，磁场Hy与电流Ia成正比。这里，在第1天线线圈22内由于电磁感应产生的电动势Vb由下式表示

Vb＝-(dΦb/dt)                              (3)

Φb为第1天线线圈22中的磁通密度。

在该第1天线线圈22中的磁通密度φb与上述磁场Hy的关系由下式表示。

φb＝μHy    (μ：导磁率)                   (4)

因此，若利用上述式(1)、(3)及(4)求上述电动势Vb，则可得

Vb＝-(dΦb/dt)

  ＝-μ(dHy/dt)

      ＝-αμ(dIa/dt)                            (5)式中，导磁率μ为取决于物质的常数。

按照上式，由于流过第2天线线圈31的电动Ia随时间变化，在第1天线线圈22中产生电动势Vb。

根据式(2)可知，当第1及第2天线线圈22及31的距离d较短时，α则变大，则第1及第2天线线圈22及31的距离d越短，通信灵敏度越好。

这样，在上述第2实施形态中，在IC芯片23的表面上形成第1天线线圈22，在组件基板30上形成第2及第3天线线圈31及32，将IC芯片23配置在组件基板30上，使IC芯片23的第1天线线圈22与第2天线线圈31相对配置，因此能够制造出不象以往那样物理上连接电路导体而通过电路将IC电路35与第3天线线圈32连接的无线IC卡。

因而不需要IC芯片23安装用的倒装芯片键合机或引线键合机等昂贵的安装装置，能够廉价完成。

再有，不需要考虑到树脂模压时的耐热性等所必需的过程管理，能够提高可靠性。

另外，对于制造工序的自由度也高，能够实现低成本。

另外，在上述第2实施形态中，在无线标记制造中是利用镀金布线、薄膜图形或导电糊膏印刷形成第1天线线圈22，但也可以采用下述的方法。

也可以如上述图9A及图9B所示利用引线键合形成。

也可以如上述图10所示形成多层构造。

也可以如图11所示在IC芯片23的正反面上各形成天线线圈22。

也可以如图12所示形成有电容器29等各种电气元件的复合功能。

(3)下面就本发明第3实施形态进行说明。

图17为无线IC卡的构成图，图17A为正面图，图17B为剖面图。

在载体本体40上装有IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42。这些通信用天线41及供给电源用线圈42分别形成为螺旋状。

这些通信用于线41及供给电源用线圈42与IC芯片23相连。

载体本体40由例如聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯等材料形成。该载体本体40的尺寸为例如86×54×3mm。

通信用天线41及供给电源用线圈42是将例如细直径的导线圈绕若干圈形成，或利用蒸镀等方法将电线绕若干圈形成。这些通信用天线41及供给电源用线圈42采用例如带包覆的铜线线圈、铜布线线圈或铝布线线圈。

在供给电源用线圈42的内侧形成空间(下面叫做空盒)43。在该空盒43内设置永久磁铁44，能自由移动。

该永久磁铁44呈片状。该永久磁铁44的一面充磁为N极，另一面充磁为S极。该永久磁铁44设置得如图17B所示沿供给电源用线圈42的中心轴方向(S1)能自由移动。该永久磁铁44利用例如铝镍钴系铸造磁铁、钡铁氧体磁铁、稀土类钴磁铁、碳钢、钨钢、KS钢、铜镍铁磁性合金等材料形成。该永久磁铁44的尺寸为例如20×40×1mm。

下面参照图18所示的分解立体图及图19所示的制造流程图就上述无线IC卡的制造方法进行说明。在图19所示的制造流程图中，三角形表示构件供给，圆形○表示工序。

载体本体40如图18所示，是将第1壳体(卡的下壳体)40a与第2壳体(卡的上壳体)40b组合而成的。

卡的下壳体40a形成安装IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42的各下凹部分45～47。

卡的上壳体40b设有插入永久磁铁44用的空盒43。

首先，如图19所示，供给IC芯片23及该IC芯片用的基板48。

在工序#1，将IC芯片23装在基板48上。

接着，在工序#2，将安装在基板48上的IC芯片23放在卡的下壳体40a的下凹部分45中。这时IC芯片23与下凹部分45粘接。

接着，将通信用天线41及供给电源用线圈42供给生产线。

在这些通信用天线41及供给电源用线圈42上分别伸出用于与基板48的各端子相连的各引线41a及42a。

在工序#3，将这些通信用天线41及供给电源用线圈42分别放在卡的下壳体40a的各下凹部分46及47中。

然后，将这些通信用天线41及供给电源用线圈42的各引线41a及42a利用例如焊接与基板48的各端子相连。

接着，将永久磁铁44供给生产线。在工序#4，将该永久磁铁44插入卡的上壳体40b的空盒43内。

接着，将装有IC芯片23、通信用天线41及供给电源线圈42的卡的下壳体40a供给生产线，同时将插入永久磁铁44的卡的上壳体40b供给生产线。

然后，在工序#5，将这些卡的下壳体40a与卡的上壳体40a组合粘接，形成载体本体40。

然后，在工序#6，对载体本体40表面进行印刷。

最后对制成的无线IC卡进行检查。

下面说明如上所述制造的无线IC卡的作用。

若人等携带该无线IC卡，则其整体在运动。利用该运动，空盒43内的永久磁铁44则移动。

永久磁铁44的磁通由于与供给电源用线圈42交链，因此在该供给电源用线圈42中产生感应电动势。该感应电动势供给IC芯片23。

具体参照图20A及图20B所示供给电源用线圈42的部分放大图进行说明。

永久磁铁44因无线IC卡运动而沿供给电源用线圈42的中心轴方向S1在空盒43内移动。

图中，考虑如图20A所示永久磁铁44位于空盒43内的端部的情况及如图20B所示永久磁铁44位于空盒43内的中央部分的情况。设永久磁铁44的上面为S极，下面为N极。

供给电源用线圈42内的磁通密度B，如图20A所示，永久磁铁44位于空盒43内的端部时为最小。然而，如图20B所示，永久磁铁44位于空盒43内的中央部分时磁通密度B为最大。

因而，通过例如人手小小地摇动整个无线IC卡，供给电源用线圈42内的磁通密度B发生变化。利用该磁通密度B的变化，供给电源用线圈42内产生感应电动势。然后，该感应电动势将电能供给IC芯片23。

另外，永久磁铁44设置在空盒43内能自由移动，但不限于此，例如也可以设置成能自由旋转。

图21为这种无线IC卡的构成图，图21A为部分正面图，图21B为部分剖面图。

在空盒43内，用各支持构件51a及51b支持着片状永久磁铁49的两端，能自由旋转。转盘53与其中的支持构件51b相连。该转盘53，如图21B所示，是从外部使永久磁铁49沿箭头S2方向旋转。

一般，线圈一圈产生的感应电动势是根据线圈内磁通随时间变化而沿抵消其变化的方向产生的感应电动势V。设磁通为Φ，时间为t，则该感应电动势V由下式表示。

V＝-dΦ/dt                                 (6)

另外，设磁通密度为B，线圈内面积为S，导磁率为μ，磁场强度为H，则下式成立。

Φ＝B·S

  ＝μ·H·S                               (7)

感应电动势V为

V＝μ·S·dH/dt                            (8)

这里表示感应电动势V的计算之一例。在供给电源用线圈42内由于有空盒43的构造，因此用真空导磁率近似空气导磁率，即

μ＝1.25×10⁶[H/m]                         (9)

永久磁铁44是在无线IC卡内旋转的构造。该永久磁铁44的形状为2×20mm的片状，材料采用例如SmCo₅。

这时的永久磁铁44的矫顽力为

H＝2.87×10⁴[Oe]

 ＝2.28×10⁶[A/m]                           (10)

然后，设使永久磁铁44每秒旋转10转，供给电源用线圈42的圈数为500圈，则电动势V为

V＝500μ·S·2H/10^-1

 ＝1.14[V]

在该例子中，得到约1[V]的电动势。

这样，在上述第3实施形态中，由于在无线IC卡上安装的供给电源用线圈42的内侧形成空盒43，在该空盒43内设置能自由移动的永久磁铁44，因此不用电池或电磁感应线圈等的电能而利用例如人手的动作靠永久磁铁产生的感应电动势V，能够供给无线IC卡电能。

因而，不需要更换电池，能够减少等待读写器的电能消耗，能够实现节能，能够制造构造简单的无线IC卡。例如，供给电源用的电能与电池内装型的无线IC卡相比，节能效率为100％，不产生废电池。

(4)下面就本发明第4实施形态进行说明。另外，。与图17A及图17B的相同部分附以相同符号并省略其详细说明。

该第4实施形态为采用无线IC卡的数据读取写入装置。图22A及图22B为无线IC卡的构成图，图23为无线IC卡的读写器50的概略构成图。

无线IC卡为在载体本体40上装有IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42的卡。通信用天线41及供给电源用线圈42与IC芯片23相连。

下面参照图24的分解立体图就该无线IC卡的制造方法进行说明。

载体本体40是将卡的下壳体40a及卡的上壳体40b组合而成的。

卡的下壳体40a与图18所示的无线IC卡相同，形成安装IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42的各下凹部分45～47。

首先，准备IC芯片23及其基板48。将IC芯片23装在基板48上。

接着，将该IC芯片23放在卡的下壳体40a的下凹部分45中。

接着，准备通信用天线41及供给电源用线圈42。在这些通个用天线41及供给电源用线圈42上分别伸出用于与基板48的各端子相连的各引线41a及42a。

将这些通信用天线41及供给电源用线圈42分别放在卡的下壳体40a的各下凹部分46及47中。

接着，将各引线41a及42a利用例如焊接与基板48的各端子相连。

接着，将装有IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42的卡的下壳体40a与卡的上壳体40b组合。将这些卡的下壳体40a与卡的上壳体40b粘接，形成载体本体40。

然后，对载体本体40表面进行印刷。

最后对制成的无线IC卡进行检查。

另外，读写器50是在如图23所示配置无线IC卡的状态下对无线IC卡所存储的数据进行读取及写入的。

该读写器50设有无线IC卡的通信用天线41对应的读取/写入用天线51，还设有与无线IC卡的供给电源用线圈42对应的永久磁铁52。

下面就利用如上所述构成的数据读取写入装置对无线IC卡供给电能的作用进行说明。

若将载体本体40靠近读写器50，则如图25及图26所示，无线IC卡的供给电源用线圈42则靠近读写器50中设置的永久磁铁52。供给电源用线圈42一靠近永久磁铁52，则供给电源用线圈42内的磁通密度B发生变化，在该供给电源用线圈42中产生感应电动势。该感应电动势供给IC芯片23。

这样在上述第4实施形态中，由于在读写器50中设置永久磁铁52，利用将载体本体40靠近读写器50，使供给电源用线圈42产生感应电动势，供给无线IC卡的IC芯片23，因此与上述第1实施形态相同，能够不用电池或电磁感应线圈等的电能，在用读写器50进行数据读取/写入时供给无线IC卡的电能。因而，不需要更换电池。能够减少等待读写器50的电能消耗，能够实现节能。能够制造构造简单的无线IC卡。

(5)下面就本发明第5实施形态进行说明。另外，与上述图17A及图17B的相同部分附以相同符号并省略其详细说明。

图27为无线IC卡的分解立体图。

下面就无线IC卡的制造方法进行说明。

载体本体40是将卡的下壳体40a及卡的上壳体40b组合而成的。

卡的下壳体40a形成安装IC芯片23、兼作通信及供给电源用的线圈60的各下凹部分61及62。

卡的上壳体40b设有插入永久磁铁44用的空盒43。

首先，准备IC芯片23及其基板48。

接着，将IC芯片23装在基板48上。

接着，将安装在基板48上的IC芯片23放在卡的下壳体40a的下凹部分61中。

接着，准备兼作通信及供给电源用的线圈60。在该线圈60上伸出用于与基板48的各端子相连的引线60a。该通信及供给电源用的线圈60分别放在卡的下壳体40a的各下凹部分61及62中，并将各引线60a利用例如焊接与基板48的各端子相连。

接着，准备永久磁铁44。将该永久磁铁44插入卡的上壳体40b的空盒43内。

接着，将装有IC芯片23和兼作通信及供给电源用的线圈60的卡的下壳体40a与插入永久磁铁44的卡的上壳体40b组合并粘接，形成载体本体40。

然后，对载体本体40表面进行印刷，最后对无线IC卡进行检查。

下面就如上所述制造的无线IC卡的作用进行说明。

若携带该无线IC卡使其整体运动，则空盒43内的永久磁铁44移动。

由于该永久磁铁44的移动，永久磁铁44的磁通与兼作通信及供给电源用的线圈60交链。通过这样，在兼作通信及供给电源用的线圈60中产生感应电动势。该感应电动势供给IC芯片23。

这样，根据上述第5实施形态，采用兼作通信及供给电源用的线圈60，当然也具有与上述第1实施形态相同的效果。

另外，上述第3至第5实施形态也可以有下述的变形。

例如，也可以如图28所示，在自动检票机70排列若干个永久磁铁71，让上述图22A及图22B所示的无线IC卡通过这样永久磁铁71的附近。这时，供给电源用线圈42中的磁通密度B发生变化，将该供给电源用线圈42产生的感应电动势供给IC芯片23。

(6)下面参照附图就本发明第6实施形态进行说明。

图29A为无线IC卡的构成图，图29B为该无线IC卡的剖面图。

在载体本体80上装有IC芯片23及通信用天线41。该通信用天线41与IC芯片23电气连接。

载体本体80由例如聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯等材料形成。

通信用天线41用例如包覆铜线线圈、铜布线线圈或铝布线线圈。

在载体本体80上装有与IC芯片23电气连接的压电元件81。该压电元件81的两端各分别设有电极82a及82b。这些电极82a及82b与IC芯片23电气连接。

该压电元件81如图30所示，具有压电效应性质，即利用施加压力引起极化、从而产生电荷(+、-)的压电效应。该压电元件81的材料是例如酒石酸钾钠(罗谢尔盐)、钛酸钡、氧化锌、二氟化聚乙烯、碘硫化锑、锆钛酸铅。

图31为这种天线IC卡的电路图。

通信用天线41和各电极82a及82b与IC芯片23相连，这些电极82a及82b设于压电元件81的两端。压电元件81的作用是作为IC芯片23的电源。

下面参照图32所示的分解立体图及图33所示的制造流程图就无线IC卡的制造方法进行说明。

载体本体80如图32所示，是将第1壳体(卡的下壳体)80a与第2壳体(卡的上壳体)80b组合而成的。

卡的下壳体80a形成安装压电元件81的下凹部分83。该卡的下壳体80a还形成未图示的安装IC芯片23及通信用天线41的各下凹部分。

首先，如图32所示，供给IC芯片23及其基板84。在工序#10，将IC芯片23装在基板84上。该基板84在下面的工序#11中作为COB(Chip On Board板上芯片)基板85放在卡的下壳体80a的下凹部分83中。

接着，将通信用天线41供给生产线。在该通信用天线41上分别伸出用于与COB基板85的各端子相连的各引线41a。在工序#12，将该通信用天线41放在卡的下壳体80a的下凹部分中。

接着。将通信用天线41的各引线41a利用例如焊接与COB基板85的各端子相连。

接着，供给压电元件81及设于压电元件81两端的各电极82a及82b。在各电极82a及82b上伸出用于COB基板85各端子相连的各引线86及87。这些电极82a及82b分别设于压电元件81的两侧。

在工序#13，将该带有电极的压电元件81放在卡的下壳体80a的下凹部分中。接着，将各电极82a及82b的各引线86及87利用例如焊接与COB基板85的各端子相连。

接着，在工序#14，将装有COB基板85、通信用天线41及带电极的压电元件81的卡的下壳体80a与卡的上壳体80b组合粘接，形成载体本体80。

然后，在工序#15，对载体本体80表面进行印刷，最后对无线IC卡进行检查。

制造的无线IC卡整体尺寸为86×54mm，IC芯片23的尺寸为3mm见方，通信用天线41的尺寸为45mm见方，压电元件81的尺寸为30×45×2mm。

下面说明上述无线IC卡的作用。

一旦对无线IC卡装有压电元件81的部分施加压力，则如图30所示，该压电元件81引起极化，产生电荷(+、-)。在该压电元件81的各电极82a及82b产生电动势，该电动势供给IC芯片23。

因而，利用压力机构或人手等对无线IC卡的压电元件81的部分施加压力，则由压电元件81产生的电动势供给IC芯片23。

这样根据上述第6实施形态，由于将压电元件81产生的电动势供给IC芯片23，因此与上述第3实施形态相同，不需要更换电池。能够实现节能。能够制造构造简单的无线IC卡。例如，供给电源用的电能与电池内装型的非接触数据载体相比，节能效果为100％，不产生废电池。通过这样，能够实现长寿命，同时能够利用洁净能源动作。

(7)下面参照附图就本发明第7实施形态进行说明。

图34A为无线IC卡的构成图，图34B为该无线IC卡的剖面图。

在载体本体90上装有IC芯片23及通信用天线41。通信用天线41与IC芯片23电气连接。

载体本体90由例如聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯等材料形成。

通信用天线41由例如包覆铜线线圈、铜布线线圈或铝布线线圈形成。

载体本体90内设片状压电元件(下面叫做压电元件基板)91。该压电元件基板91起着作为无线IC卡本体基板的功能。

该压电元件基板91具有压电效应性能，即利用施加压力引起极化、从而产生电荷(+、-)的压电效应。该压电元件基板91与上述第6实施形态相同，其材料采用例如酒石酸钾钠(罗谢尔盐)、钛酸钡、磷酸二氢铵、磷酸氢铵、硫酸锂、铌酸锂、氧化锌、二氟化聚乙烯、碘硫化锑、锆钛酸铅等。

在该压电元件基板91上装有IC芯片23及通信用天线41。

在压电元件基板91的两面分别设有电极92a及92b。这些电极92a及92b与IC芯片23电气连接。形成的这些电极92a及92b相对于压电元件基板91的两面最好尽可能分别有更大的面积。

下面参照图35所示的分解立体图及图36所示的制造流程图就无线IC卡的制造方法进行说明。

载体本体90，如图35所示，是将下外装片90a及上外装片90b加在压电元件基板91上而构成。

在压电元件基板91上形成通信用天线41和各电极92a及92b。

首先，将图35所示的IC芯片23及压电元件基板91供给生产线。在工序#20，将IC芯片23装在压电元件基板91上。

接着，在工序#21，将下外装片90a及上外装片90b分别利用压制或层压与装有IC芯片23的压电元件基板91的两面粘接，形成载体本体90。

然后，在工序#22，对载体本体90表面进行印刷。

最后对制成的无线IC卡进行检查。

图37A及图37B所示为制造的无线IC卡尺寸之一例。无线IC卡的整体尺寸为86×54×3mm。

下面说明如上所述制造的无线IC卡的作用。

一旦对压电元件基板91施加压力，则如图30所示，该压电元件基板91引起极化，产生电荷(+、-)。在该压电元件基板91的各电极92a及92b产生电动势，该电动势供给IC芯片23。

因而，利用压力机构或人手等对压电元件基板91的部分施加压力，则由压电元件基板91产生的电动势供给IC芯片23。

这样根据上述第7实施形态，由于将作为载体本体90的基板使用的压电元件基板91产生的电动势供给IC芯片23，因此与上述第3实施形态相同，不需要更换电池。能够实现节能。能够制造构造简单的无线IC卡。

例如，供给电源用的电能与电池内装型的无线IC卡相比，节能效果为100％，不产生废电池。通过这样，能够实现长寿命，同时能够利用洁净能源动作。

(8)下面参照附图就本发明第8实施形态进行说明。

图38为数据读取写入装置的构成图。

该数据读取写入装置由作为无线IC卡为例如上述第7实施形态所示的无线IC卡100及在与该无线IC卡100之间进行数据读取/写入的读写器101构成。

无线IC卡100由于与上述第7实施形态所示的无线IC卡的构成相同，故省略其说明。

另外，读写器101是在配置上述无线IC卡100的状态下对无线IC卡100所存储的数据进行读取及写入的。

该读写器101具有与无线IC卡100的通信用天线41对应的读取/写入用天线102及与该天线102相连、对数据读取/写入进行控制及对数据进行处理及保存等的数据处理单元103。

在读写器101形成从载体插入口101连通的载体通路105。在该载体通路105中设有一对滚轮106a及106b。

当将无线IC卡100放入读写器101内时，这些滚轮106a及106b具有作为加压机构对无线IC卡100的压电元件基板91所设的各电极92a及92b加压的作用。

在载体通路105中，除这些滚轮106a及106b外，还配置几个引导无线IC卡100通过载体通路105用的滚轮。

下面就利用如上所述构成的数据读取写入装置对无线IC卡100供给电能的作用进行说明。

当将无线IC卡100插入读写器101的载体插入口104时，该无线IC卡100即自动被引导入载体通路105内，置于数据读取/写入位置。

这时，滚轮106a及106b如图39所示，按压无线IC卡100的压电元件基板91所设的各电极92a及92b。

对该压电元件基板91一加压，则该压力元件基板91引起极化，产生电荷(+、-)。然后，在该压电元件基板91的各电极92a及92b产生电动势，该电动势供给IC芯片23。

这样，在无线IC卡100与读写器101之间，通过通信用天线41及天线102进行数据交换。

这样在上述第8实施形态中，由于利用读写器101的一对滚轮106a及106b对无线IC卡100的压电元件基板91进行按压而产生电动势，并将电动势供给IC芯片23，因此与上述第4实施形态相同，能够不用电池或电磁感应线圈等的电能，在用读写器101进行数据读取/写入时供给无线IC卡100电能。

因而，不需要更换电池，而且能够减少等待读写器101的电能消耗，能够制造节能型的构造简单的无线IC卡100。

(9)下面参照附图就本发明第9实施形态进行说明。

图40为无线IC卡的构成图，图40A为正面图，图40B为剖面图。

在载体本体110上装有IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42。这些通信用天线41及供给电源用线圈42分别形成为螺旋状。

通信用天线41与天线线圈31电气连接，而天线线线圈31与IC芯片23的天线线圈22相对配置。

供给电源用线圈42与通信用天线41电气连接。

载体本体110由例如聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酯乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯等材料形成。

通信用天线41及供给电源用线圈42是将例如细直径的导线卷绕若干圈形成，或利用蒸镀等方法将电线绕若干圈形成。这些通信用天线41及供给电源用线圈42采用例如带包覆的铜线线圈、铜布线线圈或铝布线线圈。

在供给电源用线圈42的内侧形成空盒43。在该空盒43内设置永久磁铁44，能自由移动。

该永久磁铁44呈片状。该永久磁铁44的一面充磁为N极，另一面充磁为S极。如图40B所示，该永久磁铁44设置得沿供给电源用线圈42的中心轴方向(S1)能自由移动。该永久磁铁44利用例如铝镍钛系铸造磁铁、钡铁氧化磁铁、稀土类钴磁铁、磁钢、钨钢、KS钢、铜镍铁磁性合金等材料形成。

下面参照图41A-图41D所示的制造工序图就无线IC卡的制造方法进行说明。

首先，与上述第1实施形态相同，制造IC芯片23。

概略加以说明，在上述图7A所示的半导体基片20的表面上，如图7B所示，形成绝缘保护膜21。

接着，在绝缘保护膜21上，如图7C所示，形成例如利用镀金布线的天线线圈22。

然后，对半导体基片20进行切割，如图7D所示，从半导体基片20一个一个切出各IC芯片23。

另外，在图41A所示的组件基板111的表面上，如图41B所示，形成通信用天线线圈41及天线线圈31。

形成的天线线圈31与IC芯片23形成的天线线圈22的形状大致相同。

形成的通信用天线线圈41，由于用于与外部进行通信，因此比天线线圈31的圈数要多，而且形状要大。这些通信用天线线圈41与天线线圈31电气连接。

这些通信用天线线圈41与天线线圈31利用例如通常印刷电路板那样的减成法同时在组件基板111的表面上形成。这些天线线圈41及31的形成方法也可以采用加成法。

另外，这些天线线圈41及31的形成方法也可以将包覆线圈绕成线圈状固定在组件基板111上面形成。再有，也可以将印刷布线与线绕线圈组合使用。

具体地说，通信用天线线圈41及天线线圈31都是利用对例如Ag、Al等进行刻蚀形成。另外，这些天线线圈41及31也可以都是利用Ag糊膏等印刷法形成。或者也可以利用Cu的线绕线圈形成。再有，天线线圈31也可以利用印刷或刻蚀形成。

接着，如图41C所示，在天线线圈31上，形成绝缘膜21。该绝缘膜21为例如厚201μm的半硬化环氧化树脂系。该绝缘膜21为粘贴半硬化环氧树脂系绝缘粘接剂薄膜而成。该绝缘膜21也可以是聚酰亚胺等其他绝缘树脂或金属氧化物。

接着，将IC芯片23相对配置在天线线圈31上。

这时，IC芯片23以倒装方式进行安装。该安装是将IC芯片23的天线线圈22与天线线圈31之间隔着绝缘膜21相对配置并加以适当压力进行。

另外，该安装是通过机械控制天线线圈22与天线线圈31的间隙、使该间隙处于约20μm以下。在该安装中，为了使绝缘膜21、例如半硬化环氧树脂系绝缘粘接剂薄膜完全硬化，以约200～120℃的温度加热10～120秒钟后固定在组件基板111上。

这里，上述绝缘粘接剂薄膜等绝缘粘接剂的供给状态也可以是涂布粘性液体状的东西。这种情况下，当用压力难以确保绝缘膜21时，也可以一面控制高度一面固定。也可以放入兼作绝缘膜21的隔片、例如厚10μm的聚酯薄膜以确保绝缘膜21。

接着，在组件基板111的表面上形成绝缘膜112。

接着，在该绝缘膜112上形成供给电源用线圈42、该供给电源用线圈42利用例如通常印刷电路板那样的减成法形成。

该供给电源用线圈42的形成方法也可以采用加成法。另外，该供给电源用线圈42的形成方法也可以将包覆线圈绕成线圈状固定在组件基板111上。再有，也可以将印刷布线与线绕线圈组合使用。

接着，准备放置永久磁铁44的空盒43。该永久磁铁44设置在空盒43内，能自由移动。该空盒43装在绝缘膜112上。

接着，如图41D所示，将装有IC芯片23及空盒43的整个组件基板111充填例如封装树脂113。

该封装树脂113为分散有磁性体粉末的树脂。

接着，将整个组件基板111用聚酯薄膜36等层压，进行印刷及外形冲裁。

图42为制成的无线IC卡的IC芯片部分的剖面图。另外，无线IC卡制成卡片的方法有利用聚酯系树脂等注射成形方法及利用聚氯乙烯薄片等压制成形方法等。

另外，参照图43所示的分解立体图及图44所示的制造流程图就无线IC卡另外的制造方法进行说明。

如图43所示，载体本体110是将第1壳体(卡的下壳体)110a及第2壳体(卡的上壳体)110b组合而成的。

卡的下壳体110a形成安装IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42的各下凹部分45～47。

卡的下壳体110a形成通信用天线41与供给电源用线圈42进行电气连接用的下凹部分120。

卡的上壳体110b设置插入永久磁铁44的空盒43。

这些卡的下壳体110a及卡的上壳体110b均分散有磁性体粉末。

首先，如图44所示，供给IC芯片23及该IC芯片23用的基板48。

在工序#30，将IC芯片23装在基板48上。

接着，在工序#31，将安装于基板48的IC芯片23放在卡的下壳体110a的下凹部分45中。这时，将IC芯片23与下凹部分45粘接。

接着，供给通信用天线41及供给电源用线圈42。在通信用天线41上伸出用于与基板48的各端子相连的引线41a。在该通信用天线41上伸出用于与供给电源用线圈42电气连接用的引线41b。

在该供给电源用线圈42上伸出用于与通信用天线41电气连接用的引线42a。

在工序#32，将这些通信用天线41及供给电源用线圈42分别放在卡的下壳体110a的各下凹部分46及47中。将通信用天线41的引线41a利用例如焊接与基板48的端子相连。

将通信用天线41的引线41a与供给电源用线圈42的引线42a利用例如焊接电气相连。

接着，供给永久磁铁44。在工序#33，将该永久磁铁44插入卡的上壳体110b的空盒43内。

接着，供给装有IC芯片23、通信用天线41及供给电源用线圈42的卡的下壳体110a，同时供给插入永久铁铁44的卡的上壳体110b。

然后，在工序#34，将这些卡的下壳体110a与卡的上壳体110b组合粘接，形成载体本体110。

然后，在工序#35，对载体本体110表面进行印刷。

最后对制成的无线IC卡进行检查。

下面说明如上所述制造的无线IC卡的作用。

若人等携带该无线IC卡，则其整体运动。利用该运动，空盒43内的永久磁铁44则移动。

这样，永久磁铁44的磁通由于与供给电源用线圈42交链，因此在该供给电源用线圈42中产生感应电动势。该感应电动势通过通信用天线41供给IC芯片23。

这样，根据上述第9实施形态，能够不用电池或电磁感应线圈等的电能，利用例如人手动作靠永久磁铁44而产生感应电动势V，将电能供给无线IC卡。

这种情况下，由于封装树脂113或卡的下壳体110a及卡的上壳体110b分散有磁性体粉末，因此能够提高从通信用天线41向IC芯片23传送的通信信号的灵敏度。

另外，由于分散有磁性体粉末，因此能够增大供给电源用线圈42产生的感应电动势，能够增大供给IC芯片23的电能量。

因而，不需要更换电池。能够减少等待读写器的电能消耗，能够实现节能。能够制造构造简单的无线IC卡。例如，供给电源用的电能与电池内装型的无线IC卡相比，节能效率为100％，而且不产生废电池。

附图符号说明

20：半导体基片

21：绝缘保护膜

22：天线线圈(图形线圈)

23：IC芯片

24：导电通孔

25：铸模树脂

26：电极

27：键合引线

28：通孔

29：电容器

30：组件基板

31：第2天线线圈

32：第3天线线圈

33：绝缘膜

34：无线IC卡

35：IC电路

36：聚酯薄膜

40：载体本体

40a：第1壳体(卡的下壳体)

40b：第2壳体(卡的上壳体)

41：通信用天线

41a：引线

41b：引线

42：供给电源用线圈

42a：引线

43：空间(空盒)

44：永久磁铁

45：下凹部分

46：下凹部分

47：下凹部分

48：基板

49：永久磁铁

50：读写器

51a：支持构件

51b：支持构件

52：永久磁铁

53：转盘

60：线圈

60a：引线

61：下凹部分

62：下凹部

70：自动检票机

71：永久磁铁

80：载体本体

80a：第1壳体(卡的下壳体)

80b：第2壳体(卡的上壳体)

81：压电元件

82a：电极

82b：电极

83：下凹部分

84：基板

85：COB基板

86：引线

87：引线

90：载体本体

90a：下外装片

90b：上外装片

91：压电元件

92a：电极

92b：电极

100：无线IC卡

101：读写器

102：天线

103：数据处理单元

104：载体入口

105：载体通路

106a：滚轮

106b：滚轮

110：组件基板

110a：第1壳体(卡的下壳体)

110b：第2壳体(卡的上壳体)

112：绝缘膜

113：封装树脂

120：下凹部分

Claims (55)

1.一种无线IC卡，其特征在于，具有

至少形成两个螺旋状天线的基板，

以及在表面上形成螺旋状天线、将该天线与所述基板的各天线中的一个天线相对配置并安装在所述基板上的半导体元件。

2.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述半导体元件上的天线是在所述半导体元件表面上形成的多个电极凸点之间将键合引线利用键合连接而成。

3.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述半导体元件上的所述天线由金属膜形成。

4.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述半导体元件表面上层叠了由所述金属膜形成的天线层及绝缘膜层。

5.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述天线分别在所述半导体元件的表面上及背面上形成。

6.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述在半导体元件中形成电气元件层。

7.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述基板上形成的一个所述天线的形状与所述半导体元件上的所述天线形状大致相同，所述基板上形成的另外的所述天线形状比所述基板上的该一个天线的形状要大。

8.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述基板上的该一个天线与另外的所述天线电气连接。

9.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

所述基板上的该一个所述天线与所述半导体元件上的所述天线通过电磁感应而耦合。

10.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

在所述半导体元件上隔着绝缘膜形成所述天线。

11.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

在所述半导体元件上隔着磁性膜形成所述天线。

12.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

在所述基板形成的所述各天线上形成绝缘膜。

13.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

在所述基板形成的所述各天线上形成分散有磁性体粉末的绝缘膜。

14.如权利要求1所述的无线IC卡，其特征在于，

将所述半导体元件及所述基板用树脂封装成一体。

15.一种无线IC卡制造方法，其特征在于，具有

在半导体元件表面形成螺旋状天线的工序，

在基板上形成至少两个螺旋状天线的工序、

将所述半导体元件上的所述天线与所述基板上的一个所述天线相对配置的工序。

16.如权利要求15所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，

所述半导体元件表面上形成的所述天线利用薄膜图形法形成。

17.如权利要求15所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，

所述半导体元件表面上形成的所述天线利用印刷法形成。

18.如权利要求15所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，

在所述半导体元件表面上形成多个电极凸点，所述半导体元件表面上形成的所述天线利用引线键合连接这些电极凸点形成。

19.如权利要求15所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，

所述基板上的至少两个所述天线共同形成一体。

20.如权利要求15所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，

具有将所述半导体元件与所述基板利用树脂封装成一体的工序。

21.一种无线IC卡，是至少装有螺旋状天线及半导体元件的无线IC卡，其特征在于，

在所述天线附近形成空间，在该空间内设置可自由移动的永久磁铁。

22.如权利要求21所述的无线IC卡，其特征在于，

所述永久磁铁在所述天线的中心轴方向自由移动。

23.如权利要求21所述的无线IC卡，其特征在于，

所述永久磁铁设置在所述空间内能自由旋转。

24.如权利要求21所述的无线IC卡，其特征在于，

所述天线兼作为向所述半导体元件供给电能及数据通信使用。

25.一种无线IC卡制造方法，其特征在于，具有

对预先形成下凹部分的第1壳体至少安装半导体元件及螺旋状天线的工序，

将永久磁铁可自由移动地插入所述下凹部分的工序、

以及对至少安装所述半导体元件及所述天线并插入所述永久磁铁的所述第1壳体粘接第2壳体的工序。

26.一种数据读取写入装置，其特征在于，具有

至少装有螺旋状天线及半导体元件的无线IC卡，

以及与装在该无线IC卡上的所述半导体元件之间进行数据交换、且具有与所述无线IC卡上安装的所述天线交链磁场产生感应电动势用的永久磁铁的读取写入手段。

27.一种无线IC卡，在至少装有数据通信用天线及半导体元件的无线IC卡中，其特征在于，

具有与所述半导体元件相连的压电元件。

28.如权利要求27所述的无线IC卡，其特征在于，

用所述压电元件作为基板，在该压电元件上至少安装所述天线及所述半导体元件。

29.如权利要求27所述的无线IC卡，其特征在于，

在所述压电元件两侧分别设置电极，至少将这些电极与所述半导体元件电气连接。

30.一种无线IC卡制造方法，其特征在于，具有

对第1壳体至少安装数据通信用天线及半导体元件的工序，

对所述第1壳体安装压电元件的工序，

以及对所述第1壳体粘接第2壳体的工序。

31.一种无线IC卡制造方法，其特征在于，具有，

对由压电元件形成的基板至少安装数据通信用天线及半导体元件的工序，

以及对装有所述天线及所述半导体元件的所述基板施以外封装的工序。

32.一种数据读取写入装置，其特征在于，具有，

至少装有数据通信用天线及半导体元件同时包括与所述半导体元件相连的压电元件的无线IC卡，

以及通过所述天线与所述半导体元件之间进行数据交换、且具有对所述非接触数据载体的所述压电元件进行加压使所述压电元件产生电荷的加压机构的读取写入手段。

33.一种无线IC卡，其特征在于，具有，

在表面上形成螺旋状天线的半导体元件，

至少形成三个螺旋状天线并且所述半导体元件的所述天线与这些天线中的一个天线相对配置的基板，

在该基板中其他所述天线附近形成的空间，

以及在该空间内能自由移动设置的永久磁铁。

34.如权利要求33所述的无线IC卡，其特征在于，

在所述基板上形成与所述半导体元件上的所述天线相对配置的天线，

与该天线电气连接的通信用天线，

以及与该通信用天线电气连接的与所述永久磁铁的磁通交链的供给电源用天线。

35.如权利要求33所述的无线IC卡，其特征在于，

所述天线用分散有磁性体粉末的绝缘材料进行封装。

36.一种无线IC卡制造方法，其特征在于，具有，

对预先形成下凹部分的第1壳体至少安装半导体元件及至少三个螺旋状天线的工序，

将永久磁铁可自由移动地插入下凹部分的工序，

以及对所述第1壳体粘接第2壳体的工序。

37.如权利要求36所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，具有，

将所述永久磁铁可自由移动地放在罩壳内的工序，

以及将该罩壳装在所述下凹部分的工序。

38.如权利要求36所述的无线IC卡制造方法，其特征在于，具有，

所述第1及第2壳体由分散有磁性体粉末的绝缘材料形成。

39.一种无线标记，其特征在于，

在半导体元件表面上形成螺旋状天线。

40.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

所述半导体元件上的所述天线是在所述半导体元件表面上形成的多个电极凸点之间将键合引线利用键合连接而成的。

41.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

所述半导体元件上的所述天线由金属膜形成。

42.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

在所述半导体元件表面上层叠了由所述金属膜形成的天线层及绝缘膜层。

43.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

所述天线分别在所述半导体元件的表面上及背面上形成。

44.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

在所述半导体元件中形成电气元件层。

45.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

在所述半导体元件上隔着绝缘膜形成天线。

46.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

在所述半导体元件上隔着磁性膜形成所述天线。

47.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

在所述半导体元件上隔着分散有磁性体粉末的绝缘膜形成所述天线。

48.如权利要求39所述的无线标记，其特征在于，

在表面上形成有所述天线的所述半导体元件用树脂进行封装。

49.一种无线标记制造方法，其特征在于，具有，

在形成有多个半导体元件的半导体基片表面上形成绝缘膜的工序，

在与多个所述半导体元件对应的所述绝缘膜上分别形成螺旋状天线的工序，

以及从所述半导体基片分别切出多个所述半导体元件的工序。

50.如权利要求49所述的无线标记制造方法，其特征在于，

所述半导体元件表面上形成的所述天线利用薄膜图形法形成。

51.如权利要求49所述的无线标记制造方法，其特征在于，

所述半导体元件表面上形成的所述天线利用印刷法形成。

52.如权利要求49所述的无线标记制造方法，其特征在于，

在所述半导体元件表面上形成多个电极凸点，所述半导体元件表面上形成的所述天线利用引线键合连接这些电极凸点形成。

53.如权利要求49所述的无线标记制造方法，其特征在于，所述基板上的至少两个所述天线共同形成一体。

54.如权利要求49所述的无线标记制造方法，其特征在于，具有，将表面上形成有所述天线的所述半导体元件利用树脂进行封装的工序。

55.如权利要求49所述的无线标记制造方法，其特征在于，具有，将所述半导体元件及所述基板利用树脂封装成一体的工序。

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