JP2000099678A - Ｉｃカード及びその製造方法 - Google Patents

Ｉｃカード及びその製造方法

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JP2000099678A
JP2000099678A JP26430798A JP26430798A JP2000099678A JP 2000099678 A JP2000099678 A JP 2000099678A JP 26430798 A JP26430798 A JP 26430798A JP 26430798 A JP26430798 A JP 26430798A JP 2000099678 A JP2000099678 A JP 2000099678A
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Koji Sasaki
康二 佐々木
Naoto Saito
直人 斉藤
Hideo Miura
英生 三浦
Hiroyuki Ota
裕之 太田
Kunio Matsumoto
邦夫 松本
Ryozo Yoshino
亮三 吉野
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    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
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Abstract

(57)【要約】 【課題】携帯時または使用時の使用者あるいは読み取り
装置等によって与えられる外力に対して破損しにくい高
信頼性ＩＣカード及びその製造方法を提供する。 【解決手段】外部信号受信部と，前記外部信号を処理す
るためのＩＣチップと，処理後の信号送信部とをカード
形状に収納したＩＣカードにおいて，前記ＩＣチップの
回路形成面以外の面をエッチング処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＩＣカード及びその
製造方法に係り，特に外力による変形に対して信頼性の
高いＩＣカード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年，電子決裁やプリペイドカード，定
期券や各種個人認証用カードとして，従来の磁気カード
に変わり，ＩＣカードの需要が高まっている。ＩＣカー
ドは従来の磁気カードの記憶容量が約８０文字であるの
に対して約５００〜１６０００文字の大容量のメモリ領
域を持っており，また，磁気カードに比較して偽造が困
難である，無線による電磁誘導現象を利用した非接触型
のカードの製造が可能であるなど，多くの優れた特長を
持っている。
【０００３】磁気カードやＩＣカードは，通常，財布や
カード入れに収納し，あるいはカード単体で携帯して使
用されている。従来磁気カードが用いられている製品分
野において，ＩＣカードへの移行を使用者に負担をかけ
ることなく行うためには，ＩＣカードは従来の磁気カー
ドと同等か，あるいはそれ以上の小ささや薄さ，軽さを
持っていなければならず，携帯時，あるいは使用時に与
えられる外力によって変形するＩＣカードも従来の磁気
カードと同じく変形に対して柔軟な構造となる。しか
し，ＩＣカードにはＩＣチップが内蔵されており，ＩＣ
カードの変形によって内蔵されたＩＣチップが破損し，
ＩＣカードが機能を果たさなくなる恐れがある。このた
め，ＩＣカードの変形に対する信頼性向上のためには，
ＩＣチップがＩＣカードの変形によっても変形しにくい
構造とし，また，ＩＣチップ自身が変形によって破壊し
にくいものとすることが重要である。
【０００４】ＩＣカードの変形に対して，ＩＣチップが
変形しにくいＩＣカード構造としては，例えば特開昭６
４−１１８９５号公報に示されているように，ＩＣチッ
プを金属板で挟んで設置することによってＩＣチップを
補強し，ＩＣカードの曲げ変形に対してＩＣチップの曲
げ変形を抑制する構造が提案されている。
【０００５】ＩＣチップ自身が変形によって破壊しにく
いものとするためには，ＩＣチップを薄くすることと，
ＩＣチップ表面の欠陥を少なくすることが必要である。
ＩＣチップを薄くする必要があるのは，ＩＣチップに与
えられる曲げ変形に対してチップの表面に発生する曲げ
応力はチップの厚さに比例するためである。また，チッ
プ表面の欠陥を少なくする必要があるのは，ＩＣチップ
の材料として一般的に用いられているＳｉが脆性材料で
あり，ＩＣチップは表面または内部の微小な欠陥を起点
として脆性破壊するのが一般的であるとの知見による。
ＩＣチップ自身を変形によって破壊しにくいものとする
ための製造方法としては，特開平１−２３５６９９号公
報に示されているように，ＩＣチップのミラー面側の機
械研磨によるマイクロクラックをエッチング処理により
除去する製造方法が提案されており，また，特開平４−
６２９２１号公報に示されているように，プラズマエッ
チャを用い，二段階エッチングにより反応二次生成物を
除去し，装置のクリーン化を図る製造方法が提案されて
いる。また，特開平６−２３２２５５号公報に示されて
いるように，ウェーハのダイシングをチップのミラー面
側から行い，チップのミラー面に発生するチッピングを
防止する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＩＣ回路の製造
技術の向上により，ＩＣチップの薄型化，小面積化が進
んでいる。このようなＩＣチップの薄型化，小面積化に
よって，ＩＣカードの変形に対する柔軟性は向上する
が，反面，チップの加工技術にもさらに高い精度が要求
されることになる。
【０００７】従来よりもさらに薄くなったＩＣチップに
おいては，上記のように，機械的研磨によるマイクロク
ラックをダイシング前のエッチング処理により取り除く
ことはチップの強度向上の面から効果が不十分である。
また，特開平６−２３２２５５号公報に示されているよ
うに，ウェーハのダイシングをチップのミラー面側から
行う方法は，チップのデバイス面に発生するチッピング
を抑止することが出来ないため，チップの曲げ強度を向
上させることが出来ない。また，ダイシング後の薄型で
面積の小さいチップのミラー面のみをプラズマエッチン
グなどにより選択的にエッチングすることは，生産性や
搬送性の問題から困難である。また，ケミカルエッチン
グなどにより等方的にエッチングすると，ＩＣチップの
デバイス面がエッチングにより侵食されるおそれがあ
る。本発明の目的は，曲げ変形等に対しても信頼性の高
いＩＣカード及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは，ＩＣチップ
の３点曲げ試験によりＩＣチップのデバイス面側とミラ
ー面側の破断応力を求めた。図３はその試験結果を累積
破壊確率と破断応力で整理したものであり，図３（ａ）
はＩＣチップのミラー面側破断応力，図３（ｂ）はＩＣ
チップのデバイス面側破断応力をそれぞれ示す。この図
から明らかなように，ＩＣチップのミラー面側の破断応
力はＩＣチップのデバイス面側の破断応力よりも小さ
く，また，ばらつきも大きくなっている。このことか
ら，ＩＣチップ表面の欠陥は，ＩＣチップのミラー面側
に多く存在していることが考えられる。
【０００９】また，発明者らは，ＩＣチップ製造時の研
磨条件が同一でダイシング条件の異なる種々のＩＣチッ
プについても同様の３点曲げ試験によるＩＣチップのミ
ラー面側の破断応力測定を行い，その結果を図４に整理
した。図４に示すように，ダイシング条件によっても，
ＩＣチップの破断応力は大きく変化する。このことよ
り，ＩＣチップの製造工程において，ダイシングによっ
て生じる欠陥がＩＣチップの破断強度に大きな影響を与
えていることが分かる。
【００１０】図５に，ＩＣチップダイシング後のミラー
面側の模式図を示す。チップの周辺部には多数の傷が発
生しているのが分かる。これはダイシングの工程によっ
てＩＣカードのミラー面側に生じたチッピングである。
このことから，ＩＣチップの破壊強度はＩＣチップの製
造工程のダイシング工程によってミラー面側に生じるチ
ッピングによって低下することが分かる。すなわち，Ｉ
Ｃチップの破壊強度を向上させるためにはＩＣチップの
ミラー面側の周辺部に存在するチッピングを除去するこ
とが有効である。
【００１１】ＩＣチップのミラー面側に発生するチッピ
ングを除去するには，ダイシング処理後にＩＣチップの
エッチング処理を行い，これによってチッピングを除去
する方法が有効である。しかし，本願発明の対象である
ＩＣチップは，厚さ６０μｍ以下であり，裏面(ミラー
面)研磨およびダイシング後のＩＣチップは非常に薄く
かつ小さいためハンドリングが困難となり，プラズマエ
ッチャ等によりミラー面のみを選択的にエッチングする
方法では，生産性や搬送性に問題がある。また，ケミカ
ルエッチ等によりＩＣチップのエッチングを行う場合に
は前記の生産性や搬送性の問題は生じないが，エッチン
グを選択的に行うことができないため，ＩＣチップのミ
ラー面だけでなく，デバイス面がエッチングにより侵食
される問題がある。
【００１２】上記問題を解決するために本願発明のＩＣ
カードは以下の構成を有する。 （１）：ＩＣチップを備えたＩＣカードにおいて，前記
ＩＣチップの回路形成面以外の面がエッチング処理され
ている。 （２）：一主面に回路が形成されたＩＣチップと、この
ＩＣチップの外周部に配設されたカード基材とを備えた
ＩＣカードにおいて、前記ＩＣチップの前記一主面とは
反対側の面および前記一主面と交わる面がエッチング処
理されている。
【００１３】（３）：（１）または（２）のＩＣカード
において，前記ＩＣチップの厚さが０.２mm以下であ
る。また、上記問題を解決するために本願発明のＩＣカ
ードの製造方法は以下の工程を有する。 （４）：ウエハの一主面に回路を形成する回路形成工
程。前記回路形成工程終了後に前記ウエハの前記一主面
回路形成面にレジストを塗布するレジスト塗布工程。前
記レジスト塗布工程終了後に前記ウエハの前記一主面と
は反対側の面を研磨する研磨工程。前記研磨工程終了後
に前記ウエハをダイシングして複数のＩＣチップとする
ダイシング工程。前記ダイシング工程終了後に前記ＩＣ
チップをエッチングするエッチング工程。前記エッチン
グ工程終了後に前記レジストを除去するレジスト除去工
程。
【００１４】（５）：ウエハの一主面に回路を形成する
回路形成工程。前記回路形成工程終了後に前記ウエハの
前記一主面とは反対側の面を研磨する研磨工程。前記研
磨工程終了後に前記ウエハの前記一主面回路形成面にレ
ジストを塗布するレジスト塗布工程。前記レジスト塗布
工程終了後に前記ウエハをダイシングして複数のＩＣチ
ップとするダイシング工程。前記ダイシング工程終了後
に前記ＩＣチップをエッチングするエッチング工程。前
記エッチング工程終了後に前記レジストを除去するレジ
スト除去工程。 （６）：（４）または（５）において，前記エッチング
工程で用いるエッチング液がフッ酸と硝酸と酢酸の混合
液である。
【００１５】本発明によれば，ＩＣカードの携帯時およ
び使用時において，ＩＣカードに加えられる外力による
ＩＣカードの変形に対し，ＩＣチップがチップ割れを起
こしにくい高信頼性のＩＣカード及びその製造方法が提
供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下，本発明の一実施例を図を用
いて参照して説明する。図１は本実施例のＩＣカードの
断面図である。本実施例のＩＣカードは厚さは，約０.
４６ｍｍであり，カード基材１１を接着剤１２によって
貼り合わせ，ＩＣチップ９および回路層１３を挟み込ん
だ構造となっている。
【００１７】ＩＣチップ９は，ミラー面および側面がエ
ッチング処理されており，ダイシングの際にＩＣチップ
に生じるチッピング７の鋭利部が除かれているため，Ｉ
Ｃチップの曲げ強度が大きくなっている。なお，本実施
例のＩＣカードは厚さが約０.４６ｍｍであったが，厚
さが０.７６ｍｍ以下のＩＣカードであれば本実施例と
同等の効果が期待できる。
【００１８】次に，ＩＣチップ９の製造工程を図２を用
いて説明する。ＩＣチップの製造工程においては，ま
ず，回路実装工程後のレジスト塗布工程（図２（１））
において，裏面(ミラー面)研磨及びダイシング前のウェ
ハ１のデバイス側表面３にレジスト２としてエポキシ樹
脂を塗布する。なお，レジストはエポキシ樹脂に限るも
のでは無く，後に行うエッチング工程（図２（５））に
おいて侵食されない材料であば良く，熱硬化性または熱
可塑性の樹脂などでも良い。
【００１９】レジストを塗布する目的は後に行うエッチ
ング工程（図２（５））によって裏面(ミラー面)研磨時
に発生した研磨傷やダイシング時に発生したチッピング
のＩＣチップの曲げ強度への影響を小さくする際に，エ
ッチング液によってデバイス面が侵食されることを防ぐ
ことにある。本実施例においてはレジスト塗布は回路実
装後で裏面(ミラー面)研磨およびダイシング前の工程と
なっているが，裏面(ミラー面)研磨後にレジスト塗布を
行うことも可能であり，レジスト塗布工程の時期はダイ
シング工程の前であれば特に限定されるものではない。
【００２０】次に，裏面(ミラー面)研磨工程（図２
（２））を行う。裏面(ミラー面)研磨はウェハの旧ミラ
ー面４の側から行う。 現在のＩＣカードは厚さが０.７
６〜０.２５mm程度であり，この厚さのＩＣカードにＩ
Ｃチップを収納するため，ＩＣチップは厚さが0.2mm以
下になるまで研磨を行う必要がある。ＩＣカードに収納
されたＩＣチップには，ＩＣカードの携帯時や使用時に
外部から加えられる力によって，ＩＣカードと同様に曲
げ変形が生じ，ＩＣチップの表面には曲げ応力が発生す
る。ＩＣチップの厚さをt，ヤング率をE，チップの曲率
半径をrとすると，ＩＣチップの曲げ応力σは，σ＝Ｅ
ｔ／（２ｒ）となり，ＩＣチップが薄ければ，同じ曲率
半径のＩＣチップの曲げ変形に対して，ＩＣチップの曲
げ応力は小さくなるため，ＩＣチップはできるだけ薄く
なるように研磨することが望ましい。
【００２１】裏面(ミラー面)研磨の際にはウェハ１のミ
ラー面５に研磨傷６が生じる。従来のＩＣチップ製造方
法によって製造されたＩＣチップでは，裏面(ミラー面)
研磨の際に生じる研磨傷６がＩＣチップの曲げ強度を低
下させる要因になる恐れがあるため，裏面(ミラー面)研
磨の際に研磨傷６を生じにくいように研磨速度を低下さ
せる等の工夫が必要となる。このような工夫はＩＣチッ
プの生産工程における裏面(ミラー面)研磨に要する時間
を増加させる恐れがあるが，本実施例によれば，研磨傷
６は後のエッチング工程（図２（５））において除去さ
れるため，裏面(ミラー面)研磨時に生じる研磨傷６を許
容することができ，生産性の向上が可能である。例え
ば，厚さ０.４６ｍｍ以上のＩＣカードに用いるＩＣチ
ップの製造方法においては研磨速度を低下させる等の工
夫は必要ない。
【００２２】また，厚さ０.４６ｍｍ以下のＩＣカード
については，従来から行われている研磨傷を小さくする
ための工夫を併せて行うことにより，さらに曲げ強度の
高いＩＣチップを製造することが可能となり，高信頼性
のＩＣカードを製造することが可能となる。
【００２３】次に研磨済のＩＣチップのダイシング工程
（図２（３））を行う。ダイシングはここでは２０μｍ
厚さのブレードを用いて行っている。ダイシング工程
（図２（３））の際にはレジストもウェハとともにカッ
トする。ダイシング工程（図２（３））の際にはＩＣチ
ップの周辺部にチッピング７が発生する恐れがある。図
６にチッピング発生メカニズムの模式図を示す。ブレー
ド１０がレジスト２とともにウェハ１を切断する途中
で，まだ切断されていないウェハの一部分が，ブレード
によって切断された部分の表面を起点１５として破壊す
る。この破壊をチッピングと呼び，これは，ブレード１
０の回転によってウェハ１に与えられる振動が原因だと
考えられる。図５にダイシングによってＩＣチップに発
生したチッピングの模式図を示す。チッピング７はＩＣ
チップの周囲に切欠き状に発生している。また，チッピ
ング７の深さは小さいもので１０μｍ程度，大きいもの
では１００μｍ以上となる。このままではこのチッピン
グ７がＩＣチップの曲げ強度を低下させる原因となる。
従来はこのようなチッピングをできるだけ発生させない
ために，ブレード１０の送り速度を遅くする等の方法が
考えられている。しかし，このような方法はダイシング
工程に要する時間を増大させる恐れがある。本発明の実
施例におけるＩＣチップの製造方法においては，チッピ
ング７先端部の鋭い切欠きは後のエッチング工程（図２
（５））において除去されるため，ダイシング工程時に
生じるチッピング７を許容することができ，生産性の向
上が可能である。ダイシング後のチップは図２の（４）
のようになる。ダイシング後のＩＣチップ８にはミラー
面５に研磨傷６やチッピング７を生じている。
【００２４】次に，エッチング処理（図２（５））を行
う。エッチング処理はフッ酸，硝酸，酢酸の混合液によ
るケミカルエッチングにより行う。このエッチングによ
りＩＣチップ８はレジストにより保護されたデバイス面
３以外の面（ミラー面５及び側面）がエッチング処理さ
れる。
【００２５】エッチング処理の目的はＩＣチップ８のミ
ラー面５に発生したチッピング７や研磨傷６を全て取り
除くことではなく，ＩＣチップの曲げ強度の低下に影響
を与えると考えられるチッピング先端部または研磨傷先
端部の鋭い切欠きを除去することにあるので，エッチン
グ量は１０μｍ以下で十分ＩＣチップの曲げ強度向上に
効果がある。ただし，エッチング量を大きく取ることに
よって，ＩＣチップのミラー面以外の部分が侵食される
などの問題が生じない限りは，エッチング量を大きくす
ればチップの曲げ強度向上の効果も大きくなる。
【００２６】エッチング工程（図２（５））の後に，レ
ジスト除去（図２（６））を行う。レジスト除去工程に
おいては，ＩＣチップ８のデバイス面８上に塗布された
レジストを除去する。レジスト除去はレジスト除去液に
ＩＣチップを浸漬することにより化学的に行う。本実施
例ではレジスト除去液としてアセトンを用いたが，レジ
スト除去液はこれに限るものではなく，レジストが除去
でき，ＩＣチップ８のデバイス面５は侵食しないもので
あれば良い。
【００２７】図７に本実施例のＩＣチップ９の曲げ強度
測定結果を示す。ＩＣチップの曲げ強度は三点曲げ試験
によって行った。比較のために従来のダイシング時に発
生したチッピングを除去しないＩＣチップの曲げ強度の
測定結果を示す。図７より，本実施例のＩＣチップの曲
げ強度は従来手法によって製造されたＩＣチップの曲げ
強度の二倍以上の値となり，本実施例によるＩＣチップ
の製造方法が曲げ強度の高く破壊しにくいＩＣチップ製
造に有効であることが分かる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば，ＩＣカードの携帯時お
よび使用時において，ＩＣカードに加えられる外力によ
るＩＣカードの変形に対し，ＩＣチップがチップ割れを
起こしにくい高信頼性のＩＣカード及びその製造方法が
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るＩＣカードの断面図で
ある。
【図２】本発明の一実施例に係るＩＣチップの製造工程
の一部を示す図である。
【図３】従来のＩＣカードに用いられるＩＣチップの累
積破壊確率と破断応力の関係を示す図である。
【図４】従来のＩＣカードに用いられるＩＣチップのダ
イシング条件による累積破壊確率と破断応力の関係を示
す図である。
【図５】従来のＩＣカードに用いられるＩＣチップのダ
イシング工程後のミラー面の状態を表す模式図である。
【図６】ＩＣチップの製造工程におけるチッピングの発
生メカニズムを表す図である。
【図７】本発明の一実施例に係るＩＣチップと従来のＩ
Ｃチップとの破壊応力の違いを示す図である。
【符号の説明】
１…ウェハ，２…レジスト，３…デバイス面，４…旧ミ
ラー面，５…ミラー面，６…研磨傷，７…チッピング，
８…ＩＣチップ，９…チッピング除去後のＩＣチップ，
１０…ブレード，１１…カード基材，１２…接着剤，１
３…電子回路，１４…エッチング除去層，１５…チッピ
ングの起点，１６…切断線。
フロントページの続き (72)発明者 三浦 英生 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 太田 裕之 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 松本 邦夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 吉野 亮三 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＩＣチップを備えたＩＣカードにおいて，
    前記ＩＣチップの回路形成面以外の面がエッチング処理
    されているＩＣカード。
  2. 【請求項２】一主面に回路が形成されたＩＣチップと、
    このＩＣチップの外周部に配設されたカード基材とを備
    えたＩＣカードにおいて、前記ＩＣチップの前記一主面
    とは反対側の面および前記一主面と交わる面がエッチン
    グ処理されているＩＣカード。
  3. 【請求項３】請求項１または２において，前記ＩＣチッ
    プの厚さが０.２mm以下であるＩＣカード。
  4. 【請求項４】以下の工程を有するＩＣカードの製造方
    法。 （１）ウエハの一主面に回路を形成する回路形成工程。 （２）前記回路形成工程終了後に前記ウエハの前記一主
    面回路形成面にレジストを塗布するレジスト塗布工程。 （３）前記レジスト塗布工程終了後に前記ウエハの前記
    一主面とは反対側の面を研磨する研磨工程。 （４）前記研磨工程終了後に前記ウエハをダイシングし
    て複数のＩＣチップとするダイシング工程。 （５）前記ダイシング工程終了後に前記ＩＣチップをエ
    ッチングするエッチング工程。 （６）前記エッチング工程終了後に前記レジストを除去
    するレジスト除去工程。
  5. 【請求項５】以下の工程を有するＩＣカードの製造方
    法。 （１）ウエハの一主面に回路を形成する回路形成工程。 （２）前記回路形成工程終了後に前記ウエハの前記一主
    面とは反対側の面を研磨する研磨工程。 （３）前記研磨工程終了後に前記ウエハの前記一主面回
    路形成面にレジストを塗布するレジスト塗布工程。 （４）前記レジスト塗布工程終了後に前記ウエハをダイ
    シングして複数のＩＣチップとするダイシング工程。 （５）前記ダイシング工程終了後に前記ＩＣチップをエ
    ッチングするエッチング工程。 （６）前記エッチング工程終了後に前記レジストを除去
    するレジスト除去工程。
  6. 【請求項６】請求項４または５において，前記エッチン
    グ工程で用いるエッチング液がフッ酸と硝酸と酢酸の混
    合液であるＩＣカードの製造方法。
JP26430798A 1998-09-18 1998-09-18 Ｉｃカード及びその製造方法 Pending JP2000099678A (ja)

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