JP2001005933A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2001005933A
JP2001005933A JP17378399A JP17378399A JP2001005933A JP 2001005933 A JP2001005933 A JP 2001005933A JP 17378399 A JP17378399 A JP 17378399A JP 17378399 A JP17378399 A JP 17378399A JP 2001005933 A JP2001005933 A JP 2001005933A
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thickness
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whose
chip
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JP17378399A
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Keiko Kurata
桂子 倉田
Ryuzo Fukao
隆三 深尾
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Maxell Holdings Ltd
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Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 0℃以下の低温域から80℃程度の高温域ま
でに放置しても形状及び外観が変化しない非接触式の半
導体装置を提供する。 【解決手段】 ICチップと無線通信用のアンテナコイ
ルを含んで構成される回路モジュールの外面に、融点が
異なる2種類以上の熱可塑性樹脂の混合体又は融点が異
なる2層以上の熱可塑性樹脂層の積層体からなる接着層
を介して外装材を接着する。例えば、厚さが50μmの
PETフィルム11上に形成されたアンテナパターン1
2にICチップ14を接合して回路モジュール15を作
製し、この回路モジュール15上に、接着層材料として
融点が110℃で厚さが200μmのポリエステル系樹
脂シート16と融点が80℃で厚さが200μmのポリ
エステル系樹脂シート17をこの順に積層する。さら
に、この樹脂シート17上に外装材として厚さが50μ
mのPETフィルム11を積層した後、加熱プレスによ
りこの積層体を厚さ方向に加圧して、総厚が500μm
の半導体装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リーダライタから
の電力受給とリーダライタとの間の信号の送受信とを無
線によって行う非接触ICカードで代表される半導体装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】ICが搭載されたカード型、タグ型又は
コイン型などの半導体装置は、豊富な情報量と高いセキ
ュリティ性能を備えていることから、交通、流通及び情
報通信等の分野で普及が進んでいる。中でも、外装材の
表面にリーダライタと接続するための外部端子を設け
ず、リーダライタからの電力受給とリーダライタとの間
の信号の送受信を無線方式によって行う非接触式の半導
体装置は、外部端子から入る静電気によるデータの破壊
や接触不良によるデータの送受信不良若しくは送受信不
能等の問題が発生しないため、最近注目を集めている。
【0003】従来より、この種の非接触式の半導体装置
としては、図6に示すように、ICチップ1と当該IC
チップ1のパッド部に接続された無線通信用のアンテナ
コイルとしての巻線コイル2からなる回路モジュール3
に接着剤シート4を介して塩化ビニル樹脂などからなる
外装材5を接着したものや、図7に示すように、絶縁基
板6上に導電性ペーストや金属膜をもって形成された無
線通信用のアンテナコイルとしてのアンテナパターン7
にICチップ1を電気的に接続してなる回路モジュール
8の表面に接着剤シート4を介して外装材5を接着した
ものが提案されている(特開平9−156626号公報
及び特開平10−211784号公報参照)。
【0004】これら公知例に係る非接触式の半導体装置
は、回路モジュール3又は8の表面の凹凸が接着剤シー
ト4によって吸収され、外装材5の表面を平滑に成形す
ることができるので、外装材5の表面に美麗な印刷を施
すことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、非接触式の
半導体装置においては、その使用環境が多様であること
から、0℃以下の低温域から80℃程度の高温域までに
放置しても形状及び外観が変化しないことが望まれる。
【0006】然るに、前記のような広い温度範囲にわた
って高い接着強度を維持できる接着剤は現在のところ存
在しないので、所望の耐寒性及び耐熱性を有する非接触
式の半導体装置を作製することは事実上困難である。例
えば、接着剤シート4として低融点の樹脂材料からなる
ものを用いた場合には、当該樹脂材料は一般にガラス転
移温度Tgも低いために低温における接着強度を高める
ことができるものの、高温における接着強度が不足す
る。反対に、接着剤シート4として高融点の樹脂材料か
らなるものを用いた場合には、一般にガラス転移温度T
gも高いために高温における接着強度を高めることがで
きるものの、低温における接着強度が不足する。
【0007】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、0℃以下の低温域から80℃程度の高温域までに放
置しても形状及び外観が変化しない非接触式の半導体装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、回路モジュールに外装材を接着する接着
層(接着剤シート)を、融点が異なる2種類以上の熱可
塑性樹脂の混合体又は融点が異なる2種類以上の熱可塑
性樹脂の積層体をもって形成したことを特徴とする。
【0009】このようにすると、低融点の熱可塑性樹脂
の高温における接着強度不足が高融点の熱可塑性樹脂に
よって補完されると共に、高融点の熱可塑性樹脂の低温
における接着強度不足が低融点の熱可塑性樹脂によって
補完されるので、各熱可塑性樹脂の融点を適宜選択する
ことによって、0℃以下の低温域から80℃程度の高温
域までに放置しても形状及び外観が変化しない非接触式
の半導体装置を作製できる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の半導体装置は、まず第1
に、ICチップ及び当該ICチップのパッド部に電気的
に接続された無線通信用のアンテナコイルを含んで構成
される回路モジュールと、接着層を介して当該回路モジ
ュールの外面に接着された外装材とを備えた半導体装置
において、前記接着層を、融点が異なる2種類以上の熱
可塑性樹脂の混合体をもって形成するという構成にし
た。
【0011】また、第2に、ICチップ及び当該ICチ
ップのパッド部に電気的に接続された無線通信用のアン
テナコイルを含んで構成される回路モジュールと、接着
層を介して当該回路モジュールの外面に接着された外装
材とを備えた半導体装置において、前記接着層を、融点
が異なる2層以上の熱可塑性樹脂層の積層体をもって形
成するという構成にした。前記接着層が低融点の熱可塑
性樹脂層と高融点の熱可塑性樹脂層との2層からなる場
合には、最も発生しやすい外装材の低温時における剥離
を防止するため、高融点の熱可塑性樹脂層を内側に、低
融点の熱可塑性樹脂層を外側に配置し、低融点の熱可塑
性樹脂層をもって前記外装材を接着すると共に、高融点
の熱可塑性樹脂層をもって前記回路モジュールを接着す
ることが好ましい。即ち、接着材料として熱可塑性樹脂
を用いた場合、外装材と接着層との間の低温剥離が最も
発生しやすい。そこで、外装材を例えばガラス転移温度
Tgが0℃以下という低融点の熱可塑性樹脂を用いて接
着すれば、外装材と接着層との間の低温剥離を改善する
ことができる。一方、回路モジュールの周辺に高融点の
熱可塑性樹脂を配置すると、高温下での回路モジュール
のそりや変形を防ぐことができ、これによって広い温度
範囲で耐熱性及び耐寒性に優れた半導体装置を得ること
ができる。
【0012】ICチップとしては、従来よりこの種の半
導体装置に搭載されている任意のICチップを用いるこ
とができるが、半導体装置の薄形化を図るため、樹脂モ
ールドが施されていないベアチップを用いることが好ま
しく、特に薄形の半導体装置に適用されるものについて
は、研磨加工による薄形化処理が施されたものを用いる
ことが好ましい。
【0013】アンテナコイルとしては、銅線などを渦巻
き状に巻いた巻線コイル、絶縁基板上に設けられた銅箔
又はアルミ箔をエッチングして形成されたもの、或いは
絶縁基板上に導電性ペーストを印刷して形成されたもの
などがあげられるが、これらに限定されるものではな
い。当該アンテナコイルと前記ICチップの接続手段と
しては、当該アンテナコイルの構成に応じて、はんだや
溶接それにウェッジボンディング等による直接接続、フ
ェースダウン実装、或いはワイヤボンディング等を適用
することができる。
【0014】外装材としては、ポリエチレンテレフタレ
ート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PB
T)、ポリカーボネート(PC)、ポリ塩化ビニル(P
VC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(P
P)、ポリイミド、アクリロニトリルウブタジエンスチ
レン共重合体(ABS)、ナイロン6(商品名)、ナイ
ロン66(商品名)などのプラスチックフィルムを用い
ることができる。また、前記アンテナパターンを形成す
るための絶縁基板等に適用されるガラス繊維強化プラス
チックを用いることもできる。なお、当該外装材には、
印刷性や取扱性の向上を図るため、接着性改善処理や帯
電防止処理を施すこともできる。
【0015】接着層を構成する熱可塑性樹脂としては、
エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、スチレン−
ブタジエンゴム(SBR)系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル
系樹脂、ニトリルゴム系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコ
ーン系樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるも
のではなく、外装材との接着性が良好で、加熱により溶
融状態になって流動性及び粘性を帯びるものであれば、
任意の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【0016】なお、当該接着層が融点の異なる2種類以
上の熱可塑性樹脂の混合体をもって形成される場合、各
樹脂の混合方法としては、ニーダー、バンバリーミキサ
ー、ミルミキサー、ロールミル、ジェットミル、ボール
ミルなどの一般的な方法をとることができ、また接着層
の形成方法としては、所要の混合樹脂材料をもって成形
された樹脂シートを所要部に載置する方法、或いは熱や
溶剤を用いて溶解された混合樹脂を塗布するといった方
法をとることができる。また、当該接着層が融点の異な
る2層以上の熱可塑性樹脂層の積層体をもって形成され
る場合には、各樹脂層の形成方法として、所要の樹脂材
料からなる樹脂シートを所要部に積み重ねる方法、或い
は熱や溶剤を用いて溶解した樹脂を重ね塗りするといっ
た方法をとることができる。
【0017】前記接着層の厚さは特に限定されるもので
はないが、外装体表面の平坦度を高めるためには厚さ
(接着層が2種類以上の樹脂の積層体で形成される場合
には、総厚)が大きいほど好ましく、少なくとも回路モ
ジュールを形成する部品の中で最も厚いものよりも厚く
することが好ましい。
【0018】
【実施例】以下に本発明の実施例と比較例を図面と共に
説明する。
【0019】〈実施例1〉図1に実施例1に係る半導体
装置の断面図を示す。本例の半導体装置は、厚さが50
μmのPETフィルム11の上に導電性ペーストを用い
てアンテナパターン12がスクリーン印刷された回路基
板13を備えており、前記アンテナパターン12にIC
チップ14を電気的に接合することにより、回路モジュ
ール15を作製した。次いで、この回路モジュール15
上に、接着層材料として融点が110℃で厚さが200
μmのポリエステル系樹脂シート16と融点が80℃で
厚さが200μmのポリエステル系樹脂シート17をこ
の順に積層し、さらにポリエステル系樹脂シート17の
上に外装材として厚さが50μmのPETフィルム11
を積層した後、加熱プレスによりこの積層体を厚さ方向
に加圧して、総厚が500μmの半導体装置を作製し
た。
【0020】〈実施例2〉図2に実施例2に係る半導体
装置の断面図を示す。本例の半導体装置は、ICチップ
14と当該ICチップ14のパッド部14aに電気的に
接続された巻線コイル19をもって、回路モジュール2
0が構成されている。この回路モジュール20の内側と
外側とに接着層材料として融点が130℃で厚さが15
5μmのポリエステル系樹脂シート21と融点が100
℃で厚さが100μmのポリエステル系樹脂シート22
とをこの順にラミネートし、さらにこのポリエステル系
樹脂シート22の外側に外装材として厚さが125μm
のPETフィルム23を配置した後、加熱プレスにより
この積層体を厚さ方向に加圧して、総厚が760μmの
半導体装置を作製した。
【0021】〈実施例3〉図3に実施例3に係る半導体
装置の断面図を示す。本例の半導体装置も、ICチップ
14と当該ICチップ14のパッド部14aに電気的に
接続された巻線コイル19をもって、回路モジュール2
0が構成されている。この回路モジュール20の表面に
融点が105℃のEVA系樹脂と融点が80℃のEVA
系の樹脂の混合体からなる厚さ200μmの接着剤シー
ト25をラミネートし、さらに当該接着剤シート25の
表面に外装材として厚さが50μmのPETフィルム1
1を配置した後、加熱プレスによりこの積層体を厚さ方
向に加圧して、総厚が500μmの半導体装置を作製し
た。なお、前記接着剤シート25は、融点が105℃の
EVA系樹脂と融点が80℃のEVA系の樹脂を加熱
し、ミキサーにより十分混合した後、厚さ200μmの
シート状に成型した。
【0022】〈比較例1〉図4に比較例1に係る半導体
装置の断面図を示す。本例の半導体装置は、実施例2に
示した回路モジュール20上に、接着層材料として融点
が130℃で厚さが400μmのポリエステル系樹脂シ
ート27を配置し、さらにこのポリエステル系樹脂シー
ト27の上に外装材として厚さが50μmのPETフィ
ルム11を積層した後、加熱プレスによりこの積層体を
厚さ方向に加圧して、総厚が500μmの半導体装置と
したものである。
【0023】〈比較例2〉図5に比較例2に係る半導体
装置の断面図を示す。本例の半導体装置は、実施例1に
示した回路モジュール15上に、接着層材料として融点
が70℃で厚さが400μmのポリエステル系樹脂シー
ト28を配置し、さらにこのポリエステル系樹脂シート
28の上に外装材として厚さが50μmのPETフィル
ム11を積層した後、加熱プレスによりこの積層体を厚
さ方向に加圧して、総厚が500μmの半導体装置とし
たものである。
【0024】前記実施例1乃至3並びに比較例1及び2
に係る半導体装置を−20℃で100時間保存した後の
外観変化と機能異常の有無と剥離強度、並びにこれらの
半導体装置を100℃で100時間保存した後の外観変
化と機能異常の有無と剥離強度とをチェックした。その
結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1から明らかなように、実施例1乃至3
の半導体装置は、高温及び低温のいずれで保存した後に
も、外観変化及び機能異常がなく、しかも4.8kgf
/25mm2 以上の剥離強度を有していた。これに対し
て、比較例1の半導体装置は外観及び機能に異常は見ら
れなかったものの、低温保存後の剥離強度が0.3kg
f/25mm2 に低下しており、耐寒性に乏しいことが
判る。また、比較例2の半導体装置は高温保存に剥離が
生じており、剥離強度も低下していた。以上の結果よ
り、本発明の半導体装置は、−20℃〜100℃の温度
範囲で優れた耐寒性及び耐熱性を有していることが判っ
た。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、回路モジュールと外装材とを接着する接着層を、
融点が異なる2種類以上の熱可塑性樹脂の混合体又は融
点が異なる2種類以上の熱可塑性樹脂層の積層体から構
成したので、低融点の熱可塑性樹脂の高温における接着
強度不足が高融点の熱可塑性樹脂によって補完されると
共に高融点の熱可塑性樹脂の低温における接着強度不足
が低融点の熱可塑性樹脂によって補完され、広い温度範
囲における耐寒性と耐熱性とに優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る半導体装置の断面図である。
【図2】第2実施例に係る半導体装置の断面図である。
【図3】第3実施例に係る半導体装置の断面図である。
【図4】第1比較例に係る半導体装置の断面図である。
【図5】第2比較例に係る半導体装置の断面図である。
【図6】従来例に係る半導体装置の第1例を示す断面図
である。
【図7】従来例に係る半導体装置の第2例を示す断面図
である。
【符号の説明】
11 厚さが50μmのPETフィルム 12 アンテナパターン 13 回路基板 14 ICチップ 15 回路モジュール 16 融点が110℃で厚さが200μmのポリエステ
ル系樹脂シート 17 融点が80℃で厚さが200μmのポリエステル
系樹脂シート 19 巻線コイル 20 回路モジュール 21 融点が130℃で厚さが155μmのポリエステ
ル系樹脂シート 22 融点が100℃で厚さが100μmのポリエステ
ル系樹脂シート 23 厚さが125μmのPETフィルム 24 融点が105℃と80℃のEVA系樹脂混合体か
らなる厚さ200μmの接着剤シート 27 融点が130℃で厚さが400μmのポリエステ
ル系樹脂シート 28 融点が70℃で厚さが400μmのポリエステル
系樹脂シート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICチップ及び当該ICチップのパッド
    部に電気的に接続された無線通信用のアンテナコイルを
    含んで構成される回路モジュールと、接着層を介して当
    該回路モジュールの外面に接着された外装材とを備えた
    半導体装置において、前記接着層を、融点が異なる2種
    類以上の熱可塑性樹脂の混合体をもって形成したことを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 ICチップ及び当該ICチップのパッド
    部に電気的に接続された無線通信用のアンテナコイルを
    含んで構成される回路モジュールと、接着層を介して当
    該回路モジュールの外面に接着された外装材とを備えた
    半導体装置において、前記接着層を、融点が異なる2層
    以上の熱可塑性樹脂層の積層体をもって形成したことを
    特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の半導体装置において、
    前記接着層を低融点の熱可塑性樹脂層と高融点の熱可塑
    性樹脂層との2層から構成し、高融点の熱可塑性樹脂層
    を前記回路モジュールに接着し、低融点の熱可塑性樹脂
    層を前記外装材に接着したことを特徴とする半導体装
    置。
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