JP2000200333A

JP2000200333A - Ｉｃカ―ドおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2000200333A
Application number: JP258199A
Authority: JP
Inventors: Akira Sato; 朗佐藤; Kazutaka Tsuji; 和隆辻; Takashi Tase; 隆田勢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＣチップの主面および裏面に補強板を接合
し、機械的破壊に強く、かつ薄い非接触ＩＣカードを実
現する。【解決手段】ＩＣチップのデバイスを形成した主面側
に、ＩＣチップの電極部分に開口部を設けた補強板を直
接接合する。

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チップを搭載
したＩＣカードに係り、特に点圧、曲げ等の機械的強度
にすぐれ、またカード厚を薄くすることに適したＩＣカ
ードおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触ＩＣカードは電子マネー、テレホ
ンカード、医療用等の用途をはじめとして各種分野での
実用化や適用実験が進められており、高い信頼性を確保
するためにカードに加えられる曲げ、点圧、衝撃等に対
する高い機械的強度が要求されている。

【０００３】従来のＩＣカードにおいて機械的強度を補
強した構造については、例えば特開昭６２−７００９４
号に記載されている。このＩＣカードでは図８に示すよ
うに、ＣＰＵチップ８００上の金バンプに接続してある
電極端子８０２をリードパターン８１０で電気的に接続
し、部分モールド成形による封着樹脂８０４で配線基板
８０５上に取りつけてあり、上記電極端子８０２は外部
端子８１５で外部に取り出す構造である。また、ＣＰＵ
チップ８００を、いくつかのシート８４０，８５０，８
６０，８７０を介して上下の外装シート８９０および８
９５で挟み、上記ＣＰＵチップ８００の上面および下面
には補強金属板８２０，８３０を設けて保護する構造と
している。

【０００４】すなわち、上記配線基板８０５を開口部付
センターシート８５０の開口部に収め、下部シート８７
０、上部シート８８０を接着剤で接合する。上部シート
８８０と下部シート８７０間の空間は、二液混合型の例
えばエポキシ樹脂系の充填剤８１２で充填し、ＣＰＵチ
ップを固定化してある。上部補強金属板８２０を開口部
付上部シート８４０の開口部に収めて各層を接着剤で接
合する。下部補強金属板８３０も上部電極板と同様に、
開口部付下部シート８６０の開口部に収め、接着剤で接
合する。最後に上部外装シート８９０、下部外装シート
８９５を接着剤で接合する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術では、補強
金属板とＣＰＵチップとの間にシートを挟む構造である
ため、カードの平坦性を保つための開口部付シートを複
数用いる必要がある。このため構造が複雑になり、製造
工程数が多く、コスト高になるという問題があった。ま
た、シートおよび接着剤の厚み等が多くなるため、カー
ド全体の厚さが増加し、薄いカードの実現が困難であっ
た。これは、所定の配線と接続すべきバンプ等が形成さ
れているＩＣチップの主面を補強板で覆うことが許され
ないことによる。

【０００６】本発明の目的は上記課題を解決し、点圧、
衝撃、曲げ等の機械的強度にすぐれ、構造や製造工程が
簡単かつ低コストであり、カード厚を薄くすることが容
易な非接触ＩＣカードを得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ＩＣチップ
を有するＩＣカードにおいて、上記ＩＣチップの電極に
対応する部分が開口した補強板を有し、上記補強板を上
記ＩＣチップのデバイスを形成した主面側に直接接合し
た構造とすることによって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は、本発明のＩ
Ｃカードにおける、ＩＣチップの補強構造およびカード
実装構造を示す断面図である。金バンプ１１０を形成し
たＩＣチップ１００上に、金バンプ位置に開口部を設け
た補強セラミック板１３０が接着剤１２０で接合してあ
る。銀ペースト電極１６０を補強板開口部に埋め込み、
補強板の外に電極をとりだす構造にした。上記ＩＣチッ
プは配線基板１７０上の銀ペースト配線１８０に異方導
電フィルム１９０を用いて電気的に接続されている。上
記配線基板をＩＣカードに実装した時の平坦性を保つた
めに、開口部付シート１９５を用い、上部外装シート１
９６、下部外装シート１９８を接着剤で接合し、非接触
ＩＣカードが形成されている。

【０００９】図２は、上記ＩＣチップの補強および配線
基板の製造工程を平面図と断面図で示したものである。
図２（ａ）の平面図および断面図に示す補強セラミック
ス板２３０のように、金バンプ２１０の位置に開口部２
５０を設けた補強板の構造を用いる。図２（ｂ）の銀ペ
ースト電極２６０を補強板開口部２５０に埋め込み、補
強板２３０の外に電極としてとりだす。これにより、Ｉ
Ｃチップ２００のデバイスの有る主面側に補強板２３０
を接合し、電極を取り出す構造のＩＣチップが完成す
る。なお、銀ペースト電極２６０以外に、金バンプおよ
びスタットバンプを高くして用いてもよい。

【００１０】次に図２（ｃ）に示すように、上記ＩＣチ
ップ２００を配線基板２７０の所定の銀ペースト配線２
８０上に接合するため、異方導電フィルム２９０を配線
基板２７０の所定の位置に仮固定する。

【００１１】ＩＣチップの銀ペースト電極２６０と銀ペ
ーストパターンを位置合わせし、加熱圧着する。上記加
熱圧着により、異方導電フィルム２９０中の導電粒子２
９５が上下の銀ペースト配線２８０と銀ペースト電極２
６０の間に埋め込まれ、両者間を電気的に接続し、非接
触ＩＣカード用配線基板２７０が完成する。上記異方導
電フィルム２９０を用いることにより、平坦性が高く、
簡便で信頼性の高い電気的接続を可能とした。

【００１２】次いで図２（ｄ）に示すように、上記配線
基板をＩＣカードに実装した時の平坦性を保つために、
開口部付シート２９５を接着剤２９２で接合する。最後
に、上部外装シート２９６、下部外装シート２９８を接
着剤２９３、接着剤２９４で接合し、非接触ＩＣカード
が完成する。

【００１３】本発明の非接触ＩＣカードにおいては、金
バンプ２１０を補強板２３０の開口部２５０の中に埋め
込む構造であるため、金バンプ２１０の高さはカード厚
に影響を与えない。また、補強板２３０をＩＣチップ２
００に直接接続することにより、開口部付きシートを一
枚無くすことができ、工程を簡略化すると共にカード厚
を薄くすることが可能となった。

【００１４】（実施例２）図３は、本発明の非接触ＩＣ
カードにおける第２の実施例を示す図であり、ＩＣチッ
プ３００にデバイスを形成した主面側および裏面側の両
側に補強金属板３３０および３５４をＩＣチップ３００
に直接接合した非接触ＩＣカードである。図３ではＩＣ
チップ３００をカードに実装した実装構造のみを説明
し、製造方法は、図４，５を用い詳細に説明する。

【００１５】図３において、金バンプ３１０を形成した
ＩＣチップ３００上に、金バンプ３１０の位置に開口部
を設けた第１補強金属板３３０を接着剤３２０で直接接
合する。第１補強金属板３３０の開口部で電気的接続を
行うため、上記補強板３３０の表面および開口部の側面
には短絡防止のためのフォトレジストまたはＳｉＯ₂等
の絶縁膜被覆３４０が形成されている。ＩＣチップ３０
０の裏面には第２補強金属板３５４が接着剤３５２で接
合されている。なお、本実施例のその他の構造は実施例
１と同様である。

【００１６】本実施例の非接触ＩＣカードは、補強金属
板３３０および３５４をＩＣウェハの状態で接合したも
のであり、図４、図５にその製造方法を示す。

【００１７】図４（ａ）は、ＩＣウェハ４００の電極パ
ッド上に金バンプ４１０を形成した状態を示したもので
ある。図４（ｂ）の補強金属板４３０には、金バンプ４
１０に対応した部分に開口部４５０を形成した状態を示
す。補強金属板４３０の表面、裏面および開口部４５０
の側面は、絶縁膜（図示略）で被覆し、配線の短絡を防
止する。

【００１８】上記絶縁膜はフォトレジストまたはＳｉＯ
₂等を用いて形成することができる。フォトレジストは
スピン塗布、スプレー塗布等の方法を用いて塗布する。
ＳｉＯ₂はスピンオンガラス、スパッタデポジション、
プラズマＣＶＤなどの方法を用いて塗布または堆積す
る。以上のようにして形成した補強金属板４３０をＩＣ
ウェハ４００に接着剤で接合する（図４（ｃ））。

【００１９】図５に、補強金属板をＩＣウェハ薄型化工
程のＩＣウェハ保持基板と兼用した時のプロセスフロー
を断面図で示した。図５（ａ）はＩＣウェハ５００のデ
バイス電極部に金バンプ５１０を形成した状態を示した
ものである。図５（ｂ）の工程では、上記ＩＣウェハの
デバイスを形成している主面側に、金バンプの部分に開
口部５５０を設けた補強金属板５３０を接着剤５２０で
接合する。この開口部５５０は電気的接続に用いるた
め、補強金属板５３０の表、裏および開口部５５０の側
面は絶縁膜５４０で被覆する。

【００２０】図５（ｃ）は、上記ＩＣウェハ５００をス
ピンエッチング装置を用いて薄くエッチングする工程を
示した。以後、このＩＣウェハを薄くエッチングする工
程を、薄型化工程と略す。金属補強板５３０をＩＣウェ
ハの薄型化工程において保持用基板として用い、スピン
エッチノズル５６０からエッチ液５７０を吹き付け、所
定のＩＣウェハの厚さになるまで、エッチングを行う。
本実施例ではエッチング液として弗化水素、硝酸、氷酢
酸、界面活性剤等の混合液を用いた。

【００２１】図５（ｄ）は薄型化をした状態を示した。
図５（ｅ）は、第２補強金属板を示したもので、接着剤
５８２を上面に貼った第２補強金属板５８４をダイシン
グテープ５８０上に接着剤５８６で接合し、ダイシング
装置を用いダイシング溝５８１をＩＣウェハのＩＣチッ
プの大きさに合わせて形成する。上記ダイシング溝５８
１は少し幅の広いダイシングブレードで幅広の溝を形成
する。

【００２２】図５（ｆ）は、薄型化したＩＣウェハ５０
０の裏面に第２補強金属板５８４を接合する工程を示し
た。薄型化したＩＣウェハ５００を位置合わせを行って
接着剤５８２で接合する。図５（ｇ）は、薄型化したＩ
Ｃウェハ５００と第１補強金属板５３０を同時にダイシ
ングし、ダイシング溝５９０を入れて、ＩＣウェハをＩ
Ｃチップに分離した状態を示した。

【００２３】本実施例では、ダイシングブレードを用い
た方法を記述したが、レーザカット、ウォタージェット
等の方法でＩＣチップ化を行うことも可能である。本実
施例では、ＩＣウェハの薄膜化とＩＣの補強が同時にで
きるため、ＩＣウェハのハンドリングが容易にできる。
そのため、従来のＩＣウェハの薄型化よりさらに薄くす
ることが可能で、数ミクロン以下の薄型化も実現でき
る。

【００２４】上記の極薄ＩＣチップを補強金属板で補強
することにより、点圧、衝撃、曲げ等の機械的強度が強
いＩＣカードを実現でき、理想的な信頼性を持つ薄形Ｉ
Ｃカードが可能となる。また、本実施例では従来例に比
べ、開口部付きシートを二枚無くすことができ、工程の
削減および薄いカードの実現が可能となる。

【００２５】（実施例３）図６は、配線基板を下部外装
シートと兼用する実装構造を、平面と断面で示した図で
ある。図６（ａ）は、配線基板６７０上に補強板６３０
を貼っただけの状態を示す平面図である。補強板６３０
には、配線基板６７０上の銀ペースト配線６８０とチッ
プが接続される部分が接触しないように、コの字型に切
り欠いた形の開口部６５０が設けてある。

【００２６】図６（ｂ）は実装が完成したカードのＩＣ
チップ６００の搭載部（図６（ａ）のＡ−Ａ’）におけ
る断面構造を示した。ＩＣチップ６００には補強金属板
６３０の厚さより少し高いバンプ６１０が形成されてお
り、開口部を設けた補強金属板６３０が接着剤６２０で
接合されている。配線基板６７０上の銀ペースト配線６
８０とＩＣチップ６００の金バンプ６１０は異方導電フ
ィルム６９０で電気的に接合し、ＩＣチップ６００が納
まる部分に開口を設けたシート６９４をはさんで、下部
外装シート６７０および上部外装シート６９８を接着剤
６９１および６９２でそれぞれ接着して非接触ＩＣカー
ドが形成されている。なお、銀ペースト配線と補強金属
板の位置が接近し、電気的短絡が発生するおそれがある
場合は、実施例２同様に絶縁保護膜を形成してもよい。

【００２７】図７はダイシングによる、ダメージおよび
欠けをエッチングにより除去する工程を示す図である。
ＩＣウェハをダイシングでＩＣチップに分離した場合
に、ダイシングした断面にダメージおよび欠けが発生
し、それがチップの機械的強度を弱めていると考えられ
る。このことから、本実施例では、以下に示すプロセス
ダメージの除去を行った。

【００２８】図７（ａ）では、ダイシングテープ７８０
上に薄型化したＩＣウェハ７００を、金バンプ７１０の
有る主面側を上にして接着剤７８２で接合する。図７
（ｂ）は、ＩＣウェハをダイシングして、ダイシング溝
７９０を形成し、ＩＣチップに分離した時の状態を示し
た。

【００２９】図７（ｃ）では、補強金属板７３０をダイ
シングしたＩＣウェハ７００に接着剤７２０で接合す
る。次に補強金属板７３０をＩＣウェハ保持基板と兼用
し、ＩＣウェハのダイシング溝７９０の断面を、スピン
エッチ装置のスピンエッチノズル７６０からエッチング
液７７０を吹き付け、所定の時間エッチングする（図７
（ｄ））。上記エッチングには、実施例２と同様に弗化
水素、硝酸、氷酢酸、界面活性剤等の混合液を用いた。

【００３０】エッチングしたＩＣウェハは、図７（ｅ）
に示すように、補強金属板を下にしてダイシングテープ
７８４に接着剤７８６で接合する。次に、ダイシングに
より、ダイシング溝７９５を形成し、補強金属板を貼り
付けたＩＣチップが完成する。この時、ＩＣチップに再
びダメージおよび欠けを発生させないため、ダイシング
溝７９５はダイシング溝７９０より狭くする。

【００３１】本実施の形態により、薄いチップで曲げ等
の破壊強度が強く、さらに、補強金属板により点圧、衝
撃にも強いＩＣチップ基板を作ることが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上に詳しく述べたように、本発明によ
り、ＩＣチップの主面および裏面に直接補強金属板を接
合できることにより、機械的破壊に強い非接触ＩＣカー
ドを実現できる。また、補強金属板をＩＣウェハの保持
基板と兼用することにより、数μｍの薄いＩＣウェハを
実現できる。さらに、ＩＣウェハのダイシングの後に、
保持基板と兼用することにより、ダイシング後のダメー
ジおよび欠けをエッチングにより除去することにより、
曲げ等の破壊強度に強い非接触ＩＣカードを実現でき
る。

【００３３】本発明により、ＩＣチップを実装した、薄
い、機械的信頼性の高い、非接触ＩＣカードを実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すＩＣカードの断面
図。

【図２】本発明第１の実施例のＩＣカードの製造工程を
示す平面図および断面図。

【図３】本発明の第２の実施例を示すＩＣカードの断面
図。

【図４】本発明の第２の実施例のＩＣカードの製造工程
を示す平面図。

【図５】本発明の第２の実施例のウェハ薄型化工程を示
す断面図。

【図６】本発明の第３の実施例のＩＣカードを示す平面
図および断面図。

【図７】本発明の第３の実施例のＩＣカードの製造工程
を示す断面図。

【図８】従来技術によるＩＣカードを示す断面図。

【符号の説明】

１００、２００、３００、６００…ＩＣチップ、４０
０、５００、７００…ＩＣウェハ、１１０、２１０、３
１０、４１０、５１０、６１０、７１０…金バンプ、１
２０、１９２、１９３、１９４、２２０、２９２、２９
３、２９４、３２０、３５２、３９１、３９２、３９
３、５２０、５８２、５８６、６２０、６９１、６９
２、７２０、７８２、７８６…接着剤、１３０、２３０
…補強セラミック板、３３０、５３０…第１補強金属
板、４３０、６３０、７３０…補強金属板、３５４、５
８４…第２補強金属板、３４０、５４０…絶縁膜、２５
０…補強板開口部、４５０、５５０、６５０、７５０…
補強金属板開口部、１６０、２６０、３６０…銀ペース
ト電極、１７０、２７０、３７０、６７０…配線基板、
１８０、２８０、３８０、６８０…銀ペースト配線、１
９０、２９０、３９０、６９０…異方導電フィルム、２
９５…異方導電粒子、１９５、２９５、３９４、６９４
…開口部付シート、１９６、２９６、３９６、６９８…
上部外装シート、１９８、２９６、３９８…下部外装シ
ート、５６０、７６０…スピンエッチングノズル、５７
０、７７０…エッチング液、５８０、７８０、７８４…
ダイシングテープ、５８１、５９０、７９０、７９５…
ダイシング溝、８００…ＣＰＵチップ、８０２…電極端
子、８０４…封着樹脂、８０５…配線基板、８１０…リ
ードパターン、８１２…充填剤、８１５…外部取り出し
電極、８２０…上部補強金属板、８３０…下部補強金属
板、８４０…開口部付上部シート、８４５…上部シート
開口部、８５０…開口部付上部センターシート、８６０
…開口部付下部シート、８７０…下部シート、８８０…
上部シート、８９０…上部外装シート、８９５…下部外
装シート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田勢隆東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 2C005 MA07 MA15 NA06 NB06 RA05 RA16 5B035 AA08 BA05 BB09 CA01 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、ＩＣチップを有するＩＣカー
ドにおいて、上記ＩＣチップの電極に対応する部分が開
口した補強板を有し、上記補強板が上記ＩＣチップのデ
バイスを形成した主面側に直接接合してあることを特徴
とするＩＣカード。
【請求項２】上記補強板は絶縁性材料よりなることを特
徴とする請求項１記載のＩＣカード。
【請求項３】上記補強板が、金属材料よりなり、上記補
強板表面および開口部側面が絶縁物で被覆されているこ
とを特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード。
【請求項４】上記ＩＣチップと所定の配線基板が、上記
補強板の開口部に設けられた導電体で接続されているこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のＩＣカ
ード。
【請求項５】上記ＩＣチップと上記配線基板が異方導電
フィルムを介して接続されていることを特徴とする請求
項１から４のいずれか記載のＩＣカード。
【請求項６】ＩＣチップを有するＩＣカードの製造方法
において、上記ＩＣチップを形成したウェハに上記ＩＣ
チップの電極部が開口した補強板を貼り付ける工程と、
上記補強板が接続されたをウェハを切断して、上記ＩＣ
チップを分離する工程とを有することを特徴とするＩＣ
カードの製造方法。
【請求項７】上記補強板を上記ＩＣウェハに接続した状
態で上記ＩＣウェハを薄型化する工程を有することを特
徴とする請求項６に記載のＩＣカードの製造方法。
【請求項８】上記補強板を上記ＩＣウェハをダイシング
した後に貼り付ける工程と上記補強板を貼り付けたＩＣ
チップをエッチングする工程を有することを特徴とする
請求項６に記載のＩＣカードの製造方法。
【請求項９】上記ＩＣカードは非接触型であることを特
徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のＩＣカー
ド。