JP2002092570A - Icモジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
を提供すること、及び、当該ICモジュールを安価かつ
高能率に製造する方法を提供すること。 【解決手段】 ICチップ1と、当該ICチップ1の入
出力端子に形成されたバンプ4と、当該バンプ4に直接
接続された巻線コイル5とをもってICモジュールを構
成する。前記ICチップ1の表面に形成された絶縁保護
膜3と巻線コイル5との間に絶縁層6を形成する。絶縁
層6は、バンプ4と巻線コイル5との溶接時又ははんだ
付け時に、巻線コイル5を構成する被覆導線を加熱し、
蒸発又は昇華した絶縁被膜5bを絶縁保護膜3上に堆積
させることによって形成できる。
Description
ドなどの情報担体に搭載されるICモジュールと当該I
Cモジュールの製造方法とに関する。
Cチップの入出力端子に接続されたアンテナコイルとか
らなるICモジュールを埋設し、リーダライタからの電
源の受給とリーダライタとの間の信号の送受信を非接触
で行う非接触通信式の情報担体が提案されている。ま
た、この種の情報担体において、ICチップとして入出
力端子にバンプが形成されたものを用いる技術、並びに
アンテナコイルとして巻線コイル(バルクコイル)を用
いる技術も従来より提案されている。
接続は、ICチップを配線基板にフェースアップ方式で
実装し、当該ICチップの入出力端子に形成されたバン
プと配線基板に形成された電極端子とをワイヤボンディ
ング接続すると共に、当該電極端子の他端に巻線コイル
をはんだ付け等の手段によって接続する方法、又は、I
Cチップを配線基板にフェースダウン方式で実装し、当
該ICチップの入出力端子に形成されたバンプと配線基
板に形成された電極端子とを異方性導電接着剤や導電ペ
ーストを介して接続すると共に、当該電極端子の他端に
巻線コイルをはんだ付け等の手段によって接続する方法
が一般に採られている。
を不可欠な構成要素とするので、部品点数が多くかつ製
造工程が複雑になることから製品である情報担体が高コ
ストになるばかりでなく、製品である情報担体の薄形化
及びフレキシブル化を図ることが難しいという問題があ
る。また、ICチップの入出力端子と配線基板に形成さ
れた電極端子とを異方性導電接着剤や導電ペーストを介
して接続するものは、接続状態が不安定になりやすく、
寄生容量などによる通信特性の劣化を生じやすいという
問題もある。
備を解消するため、ICチップの入出力端子に形成され
たバンプと巻線コイルとを溶接、ウエッジボンディング
又ははんだ付け等によって直接接続したICモジュール
を提案した(特開平11−263091号)。
によれば、ICチップの入出力端子と巻線コイルとをバ
ンプを介して直接接続するので、配線基板を省略するこ
とができて、製品である情報担体の低コスト化、薄形化
及びフレキシブル化を図ることができると共に、入出力
端子と巻線コイルとの接続状態を安定化できて、その通
信特性を改善することができる。
は、導線の直径が20μm乃至50μm、絶縁被覆の厚
さが5μm乃至10μm程度の被覆導線によって構成さ
れるので、剛性が低く、バンプに直接接続すると、例え
ば基体内に埋設して情報担体を作製する際などに外力を
受けて容易に変形し、その一部がICチップと接触す
る。
れており、導線がICチップの表面と接触した場合にも
電流がリークしないように構成されているが、図7に示
すように、入出力端子2がICチップ1の外周エッジ部
に近接して配置されており、したがってバンプ4がIC
チップ1の外周エッジ部に近接して形成される場合に
は、絶縁被覆5bより露出された巻線コイル5の導線5
aが絶縁保護膜3を有しないICチップ1の外周エッジ
部と接触し、電流がリークして、通信特性の劣化やIC
チップ1の破壊を生じるおそれがある。
るためになされたものであって、その目的は、通信特性
が高く、かつ信頼性に優れたICモジュールを提供する
こと、及び、当該ICモジュールを安価かつ高能率に製
造する方法を提供することにある。
解決するため、ICモジュールに関しては、第1に、表
面に絶縁保護膜が形成されたICチップと、当該ICチ
ップの入出力端子に形成されたバンプと、当該バンプに
直接接続された巻線コイルとを備えたICモジュールに
おいて、前記バンプの周囲に、前記絶縁保護膜とは異な
る絶縁層を設けるという構成にした。
常ICチップを保護するための絶縁保護膜が形成されて
いるが、この絶縁保護膜上にさらに1層又は複数層の絶
縁層を形成すると、最外層の絶縁層の表面とバンプ表面
との相対的な高さを小さくすることができるので、巻線
コイルを構成する導線の変形を抑制することができ、導
線とICチップの外周エッジとの接触を防止することが
できる。したがって、導線とICチップとの間の電流の
リークが防止され、通信特性の劣化やICチップ1の破
壊を防止できる。
2に、前記絶縁層の一部を、前記ICチップの外周エッ
ジ部に形成するという構成にした。
周エッジ部に形成すると、巻線コイルを構成する導線の
変形の度合いに拘わらず、導線とICチップの外周エッ
ジとの接触を防止できるので、導線とICチップとの間
の電流のリークが防止され、通信特性の劣化やICチッ
プ1の破壊を防止できる。
は、ICチップの入出力端子に形成されたバンプ上に巻
線コイルを構成する被覆導線を当接する工程と、前記被
覆導線に加熱ヘッドを押しつける工程と、前記加熱ヘッ
ドからの熱によって前記絶縁被膜を局部的に溶融又は昇
華させ、溶融又は昇華した前記絶縁被膜材料を前記IC
チップの表面に形成された絶縁保護膜と前記導線との間
に付着させて絶縁層を形成する工程と、前記絶縁被膜を
除去することによって露出された導線と前記バンプとを
前記加熱ヘッドからの熱によって接合する工程とを含ん
でICモジュールを製造するという構成にした。
る被覆導線を当接した後、当該被覆導線に加熱ヘッドを
押しつけて絶縁被膜を局部的に溶融又は昇華させ、溶融
又は昇華した絶縁被膜材料をICチップの表面に形成さ
れた絶縁保護膜と導線との間に付着させて絶縁層を形成
すると、導線とバンプとを接合させる一連の工程中で絶
縁層を形成することができるので、絶縁層を形成するた
めの特別な工程を省略することができ、ICチップと巻
線コイルとの間に絶縁保護膜とは異なる絶縁層を有する
ICモジュールを容易かつ高能率に製造することができ
る。
ルの一実施形態例を、図1及び図2に基づいて説明す
る。図1は本例に係るICモジュールの平面図、図2は
図1のA−A部拡大断面図である。これらの図におい
て、符号6は絶縁層を示し、その他、前出の図7と対応
する部分には、それと同一の符号が表示されている。
ュールは、ICチップ1と、当該ICチップ1の入出力
端子に形成されたバンプ4と、当該バンプ4に直接接続
された巻線コイル5と、ICチップ1と巻線コイル5と
の間に形成された絶縁保護膜3及び絶縁層6とから構成
されており、図示しないリーダライタと巻線コイル5と
を電磁結合させることによって、リーダライタからIC
チップ1への電源の供給及びリーダライタとICチップ
1との間の信号の送受信を非接触で行うようになってい
る。
ICカード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、非接触式ICカードの薄形化を図るた
め、樹脂パッケージを有さず、かつ、全厚が50μm〜
150μm程度に薄形化されたベアチップを用いること
が特に好ましい。ICチップ1としては、図2に示すよ
うに、所定の位置にアルミニウムなどからなる入出力端
子(パッド)2が形成され、当該入出力端子2の周辺部
を含むICチップ1の表面に絶縁性樹脂からなる絶縁保
護膜3が形成されたものが用いられる。本明細書におい
ては、入出力端子2の中央部の絶縁保護膜3にて覆われ
ていない領域を入出力端子2の開口部といい、その大き
さWを入出力端子2の開口幅という。本例のICチップ
1においては、入出力端子2の開口幅Wを、約100μ
mに形成した。
成されたニッケル部4aと、当該ニッケル部4aの表面
にフラッシュめっきされた金めっき層4bとからなる。
ニッケル部4aは、無電解めっき法又は電解めっき法を
もって形成することができるが、所要のニッケル部4a
を安価に形成できることから、無電解めっき法をもって
形成することが特に好ましい。無電解めっき法をもって
形成されたニッケル部4aは、図2に示すように、その
上部の寸法が入出力端子2の開口幅Wよりも大きくなっ
て、絶縁保護膜3の上面にも形成される。ニッケル部4
aの平面積は、ニッケル部4aの高さが大きくなるほど
大きくなる。本実施形態例においては、ニッケル部4a
の高さを約30μmに調整した。
5aが絶縁被膜5bで被覆された被覆導線をもって形成
される。銅線5aの直径は20μm乃至100μm、絶
縁被覆5bの膜厚は5μm乃至10μmであり、これを
ICチップ1の特性に合わせて1回乃至数十回ターンさ
せることによって、巻線コイル5が形成される。巻線コ
イル5の端部は、絶縁被膜5bが除去されており、絶縁
被膜5bを除去することによって露出された銅線5aが
バンプ4と直接接続される。銅線5aとバンプ4との直
接接続手段としては、溶接、ウエッジボンディング又は
はんだ付け等を挙げることができるが、溶接又はウエッ
ジボンディングによると、何らの異物も介在させること
なく銅線5aとバンプ4とを直接接続することができる
ので、寄生容量の発生が排除され、より良好な通信特性
が得られる。
プ1の表面に形成された絶縁保護膜3上に積層され、そ
の一部は、絶縁保護膜3を有しないICチップ1の外周
エッジ部にも形成される。この絶縁層6は、巻線コイル
5の接続前に絶縁保護膜3上に形成することもできる
し、巻線コイル5の接続工程において絶縁保護膜3上に
形成することもできる。当該絶縁層6の形成方法につい
ては後述する。なお、図2においては絶縁層6が1層に
表示されているが、異なる材料からなる複数層の絶縁層
6を形成することもできる。
の絶縁保護膜3上に絶縁層6を積層したので、当該絶縁
層6の表面とバンプ4の表面との相対的な高さを小さく
することができ、巻線コイル5を構成する導線5aの変
形を抑制することができることから、導線5aとICチ
ップ1の外周エッジとの接触を防止することができる。
さらに、本例のICモジュールは、絶縁層6の一部をI
Cチップ1の外周エッジ部にも形成したので、導線5a
とICチップ1の外周エッジとの接触が防止される。よ
って、導線5aとICチップ1との間の電流のリークを
防止することができ、通信特性の劣化やICチップの破
壊のない直接接続方式のICモジュールを得ることがで
きる。
イルを被覆銅線をもって形成したが、接合時の加熱条件
等によっては、他の金属線、例えばアルミニウム線に絶
縁被覆を施した被覆導線を用いることも可能である。
法の第1例を、図3及び図4に基づいて説明する。図3
はバンプに対する巻線コイルの配置を示す要部断面図、
図4はバンプと巻線コイルとの溶接方法を示す断面図で
ある。これらの図において、前出の図1乃至図3と対応
する部分には、それと同一の符号が表示されている。
4と巻線コイル5とを溶接することを特徴とするもので
あって、まず、図3に示すように、巻線コイル5を構成
する被覆導線をバンプ4上に設置する。次いで、図4に
示すように、当該被覆導線の上方より加熱ヘッド11を
当接し、バンプ4上に被覆導線を固定する。加熱ヘッド
11は、図4に示すように、絶縁部材12を介して対向
に配置された電極13,14と、これら各電極13,1
4の先端部に接するように配置された例えばモリブデン
テープなどの抵抗発熱体15とから構成されており、前
記抵抗発熱体15を介して前記各電極13,14の先端
部が前記被覆導線に当接され、バンプ4と被覆導線との
間に所要の押圧力を負荷する。次いで、前記抵抗発熱体
15を介して前記各電極13,14間に通電し、前記抵
抗発熱体15を加熱する。この熱によって、被覆導線の
絶縁被覆5bが局部的に蒸発又は昇華され、絶縁保護膜
3上に堆積して絶縁層6が形成される。また、露出され
た導線5aは、抵抗発熱体15及びバンプ4と互いに直
接接触する。この状態からさらに加熱ヘッド11によっ
て押圧力と熱とを加えると、導線5aとバンプ4の表面
に形成された金めっき層4bとが溶融して合金化され、
電気的に接続される。
4上に巻線コイルを構成する被覆導線を当接した後、当
該被覆導線に加熱ヘッド11を押しつけて絶縁被膜5b
を局部的に溶融又は昇華させ、溶融又は昇華した絶縁被
膜材料をICチップ1の表面に形成された絶縁保護膜3
上に堆積させて絶縁層6を形成するので、導線5aとバ
ンプ4とを接合させる一連の工程中で絶縁層6を形成す
ることができ、絶縁層6を形成するための特別な工程を
省略することができることから、ICチップ1と巻線コ
イル5との間に絶縁保護膜3とは異なる絶縁層6を有す
るICモジュールを容易かつ高能率に製造することがで
きる。
4と巻線コイル5とを溶接したが、はんだ付けの場合に
も、同様の装置及び方法を用いて絶縁保護膜3上に絶縁
層6を形成することができる。
法の第2例を、図5及び図6に基づいて説明する。図5
はバンプに対する巻線コイルの配置を示す要部断面図、
図6はバンプと巻線コイルとのウエッジボンディング方
法を示す断面図である。これらの図において、前出の図
1乃至図3と対応する部分には、それと同一の符号が表
示されている。
4と巻線コイル5とをウエッジボンディングすることを
特徴とするものであって、接合作業を実行するに先立
ち、ICチップ1におけるバンプ4の周囲及び/又は外
周エッジに絶縁層6を形成すると共に、巻線コイルを構
成する被覆導線の先端部より絶縁被覆5bを局部的に除
去する。絶縁層6の形成は、所要の部位に絶縁性の液状
樹脂を塗布し、次いで、当該液状樹脂を硬化させること
によって行うことができる。また、絶縁被覆5bの除去
は、被覆導線の先端部にレーザ光線を照射し、該部の絶
縁被覆を蒸発又は昇華させることによって行うことがで
きる。しかる後に、図5に示すように、絶縁被覆5bを
除去することによって露出された導線5aをバンプ4上
に設置する。次いで、図6に示すように、露出された導
線5aの上方よりウエッジツール21を当接し、バンプ
4上に導線5aを固定する。ウエッジツール21は、図
6に示すように、加振部22と当該加振部22にて発生
した超音波を接合部に伝達するホーン23とから構成さ
れており、当該ホーン23の先端部が前記露出された導
線5aに当接され、バンプ4と露出された導線5aとの
間に所要の押圧力を負荷する。次いで、前記加振部22
を起動し、前記ホーン23を介してバンプ4と露出され
た導線5aとの間に所要の押圧力と超音波とを印加す
る。このエネルギにより、導線5aとバンプ4の表面に
形成された金めっき層4bとが溶融して合金化され、電
気的に接続される。
も、ICチップ1と巻線コイル5との間に絶縁保護膜3
とは異なる絶縁層6を有するICモジュールを製造する
ことができる。
にICチップの表面に形成された絶縁保護膜とは異なる
絶縁層を設けたので、当該絶縁層の表面とバンプ表面と
の相対的な高さを小さくすることができ、巻線コイルを
構成する導線の変形を抑制することができることから、
導線とICチップの外周エッジとの接触を防止すること
ができる。よって、導線とICチップとの間の電流のリ
ークを防止することができ、通信特性の劣化やICチッ
プの破壊のない直接接続方式のICモジュールを得るこ
とができる。
ICチップの外周エッジ部に形成するので、巻線コイル
を構成する導線の変形の度合いに拘わらず、導線とIC
チップの外周エッジとの接触を完全に防止することがで
き、より信頼性に優れたICモジュールを得ることがで
きる。
コイルを構成する被覆導線を当接した後、当該被覆導線
に加熱ヘッドを押しつけて絶縁被膜を局部的に溶融又は
昇華させ、溶融又は昇華した絶縁被膜材料をICチップ
の表面に形成された絶縁保護膜と導線との間に付着させ
て絶縁層を形成するので、導線とバンプとを接合させる
一連の工程中で絶縁層を形成することができ、絶縁層を
形成するための特別な工程を省略することができること
から、ICチップと巻線コイルとの間に絶縁保護膜とは
異なる絶縁層を有するICモジュールを容易かつ高能率
に製造することができる。
る。
面図である。
である。
面図である。
方法を示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 表面に絶縁保護膜が形成されたICチッ
プと、当該ICチップの入出力端子に形成されたバンプ
と、当該バンプに直接接続された巻線コイルとを備えた
ICモジュールにおいて、前記バンプの周囲に、前記絶
縁保護膜とは異なる絶縁層を設けたことを特徴とするI
Cモジュール。 - 【請求項2】 請求項1に記載のICモジュールにおい
て、前記絶縁層の一部を、前記ICチップの外周エッジ
部に形成したことを特徴とするICモジュール。 - 【請求項3】 ICチップの入出力端子に形成されたバ
ンプ上に巻線コイルを構成する被覆導線を当接する工程
と、前記被覆導線に加熱ヘッドを押しつける工程と、前
記加熱ヘッドからの熱によって前記絶縁被膜を局部的に
溶融又は昇華させ、溶融又は昇華した前記絶縁被膜材料
を前記ICチップの表面に形成された絶縁保護膜と前記
導線との間に付着させて絶縁層を形成する工程と、前記
絶縁被膜を除去することによって露出された導線と前記
バンプとを前記加熱ヘッドからの熱によって接合する工
程とを含むことを特徴とするICモジュールの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2015005170A (ja) * | 2013-06-21 | 2015-01-08 | 凸版印刷株式会社 | Icモジュール、および、icモジュールの製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04237149A (ja) * | 1991-01-22 | 1992-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子チップ部品の製造方法及びボンディング方法 |
JP2000132653A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非接触icカード製造方法 |
-
2000
- 2000-09-20 JP JP2000285694A patent/JP4521954B2/ja not_active Expired - Fee Related
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