JP2006048425A

JP2006048425A - 半導体装置

Info

Publication number: JP2006048425A
Application number: JP2004229488A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hayashi; 孝之林
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置において、熱により導電性パターンが断線したり導電性パターンに亀裂が生じたりする可能性を低減する。
【解決手段】樹脂シート１５上にアンテナ１２が形成されるとともにＩＣチップ１１が搭載されてなるインレット１０が封止用樹脂２０により封止された非接触型ＩＣタグ１であって、アンテナ１２のうち線幅が異なって連続した領域は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に太くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置に関し、特に、線幅が異なる導電性パターンを有する半導体装置に関する。

近年、情報管理や決済、あるいは商品等の管理に、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣカード等のＲＦ−ＩＤメディアが利用されている。これらのＲＦ−ＩＤメディアは、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能であるとともに、仕様によっては、複数のＲＦ−ＩＤメディアに対して情報の書き込み及び読み出しを同時に行うことができるため、急速な普及が進みつつある。

図３は、従来の非接触型ＩＣタグの一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本従来例は図３に示すように、樹脂シート５１５上にアンテナ５１２が形成されるとともにＩＣチップ５１１が搭載されてなるインレット５１０上に、粘着剤５３０を介して表面シート５２０が接着されて構成されている。アンテナ５１２は、樹脂シート５１５上にコイル状に形成され、その両端が接点５１３によってＩＣチップ５１１に接続されている。また、ＩＣチップ５１１は、アンテナ５１２を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なものである。また、表面シート５２０は、樹脂フィルム等からなり、インレット５１０のＩＣチップ５１１が搭載された面側に接着されることによりＩＣチップ５１１を保護している。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ５０１においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させると、情報書込／読出装置からの電磁誘導によりアンテナ５１２に電流が流れ、この電流がアンテナ５１２から接点５１３を介してＩＣチップ５１１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ５１１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ５１１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

ここで、上述した非接触型ＩＣタグ５０１のように、ベース基材上にＩＣチップが搭載されてなる半導体基板においては、ＩＣチップが搭載された面に表面シート等の保護部材を接着しておくことにより、ＩＣチップが保護されている。

また、ＩＣチップが搭載された半導体基板のＩＣチップが搭載されていない面を樹脂で被覆しておき、その後、半導体基板のＩＣチップが搭載された面を樹脂で被覆し、それにより、ＩＣチップを保護する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。この技術においては、まず、ＩＣチップが搭載された半導体基板のＩＣチップが搭載されていない面を樹脂で被覆し、その後、この半導体基板上に金型を設置し、この金型内に樹脂を注入して半導体基板のＩＣチップが搭載された面を樹脂により被覆する。これにより、ＩＣチップが搭載された半導体基板が樹脂によって封止されることになり、半導体基板上に表面シート等の保護部材が接着されたものと比べて、ＩＣチップに対する保護強化を図ることができる。

また、ベース基材にアンテナが巻かれるとともにＩＣチップが搭載された基板を金型内に固定し、この金型内に樹脂を注入することにより、ベース基材にアンテナが巻かれるとともにＩＣチップが搭載された基板が樹脂により封止されたＲＦ−ＩＤ用タグを製造する技術が考えられている（例えば、特許文献２参照。）。この技術においても、半導体基板上に表面シート等の保護部材が接着されたものと比べて、ＩＣチップに対する保護強化を図ることができる。

図４は、従来の非接触型ＩＣタグの他の例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本従来例は図４に示すように、樹脂シート６１５上にアンテナ６１２が形成されるとともにＩＣチップ６１１が搭載されてなるインレット６１０が、封止用樹脂６２０によって封止されて構成されている。アンテナ６１２は、樹脂シート６１５上にコイル状に形成され、その両端が接点６１３によってＩＣチップ６１１に接続されている。また、ＩＣチップ６１１は、アンテナ６１２を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なものである。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ６０１においては、インレット６１０を封止する封止用樹脂６２０によって、樹脂シート６１５上に搭載されたＩＣチップ６１１の保護強化を図ることができる。
特開２００３−６８７７５号公報特開２００２−２９８１１６号公報

上述したように、インレット等の半導体基板が樹脂によって封止されて構成されたものにおいては、半導体基板を樹脂によって封止する際や、半導体基板が樹脂によって封止された後に熱が加えられた際に、樹脂の膨張による圧力が半導体基板に加わることになる。ここで、図４に示したように、樹脂シート上に導電性パターンが形成された半導体基板を樹脂によって封止する場合、一般的に樹脂の線膨張率が導電性パターンの線膨張率の１０倍程度であるため、樹脂シート及び封止用樹脂が導電性パターンを押し潰すように膨張することになるが、図４に示した２つのＺ点のように、導電性パターンの線幅が急激に変化する領域が存在すると、その領域における線幅が細い領域に樹脂シートと封止用樹脂の膨張による圧力が集中して加わることになり、導電性パターンの機械的強度によっては、導電性パターンが断線したり、導電性パターンに亀裂が生じたりしてしまう虞れがある。特に、図４に示した２つのＺ点のように、導電性パターンが占有する面積が、その周囲にて樹脂が占有する面積と比べて相対的にかなり狭い領域においては、導電性パターンが断線したり、導電性パターンに亀裂が生じたりしてしまう可能性が高くなる。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置において、熱により導電性パターンが断線したり導電性パターンに亀裂が生じたりする可能性を低減することができる半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置であって、
前記導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に太くなっている。

また、ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置であって、
前記導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が複数段階を経て太くなっていく。

上記のように構成された本発明においては、ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板を樹脂で封止するために半導体基板の周囲に熱を有する樹脂を供給すると、供給された樹脂の圧力及びベース基材の膨張による圧力が、ベース基材上に形成された導電性パターンに加わることになるが、導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階にあるいは複数段階を経て徐々に太くなっているので、線幅が急激に変化する領域が存在せず、それにより、ベース基材上に形成された導電性パターンのうち、供給された樹脂の圧力及びベース基材の膨張による圧力が集中して加わる領域が生じることはない。

以上説明したように本発明においては、ベース基材上に形成された導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域が、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に太くなっている構成としたため、この半導体基板を樹脂で封止するために半導体基板の周囲に熱を有する樹脂を供給した場合であっても、ベース基材上に形成された導電性パターンのうち、供給された樹脂の圧力及びベース基材の膨張による圧力が集中して加わる領域が生じることはなく、それにより、熱により導電性パターンが断線したり導電性パターンに亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。また、その後にこの半導体装置に熱が加えられて樹脂が膨張した場合においても、ベース基材上に形成された導電性パターンのうち、加えられた熱による樹脂の膨張の圧力が集中して加わる領域が生じることはなく、同様に、加えられた熱により導電性パターンが断線したり導電性パターンに亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。特に、上述した導電性パターンを、ワイヤコイル等の部品ではなく、ペースト状の導電部材をベース基材上に塗布することで形成して樹脂封入する場合においては、亀裂が生じる可能性を大幅に低減することができ、それにより、製造工程が簡易で信頼性の高い製品を作製することができるという効果を奏する。

また、ベース基材上に形成された導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域が、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が複数段階を経て太くなっていく構成としたものにおいても、上記同様に、熱が加えられた場合に、ベース基材上に形成された導電性パターンのうち、加えられた熱による樹脂の膨張の圧力が集中して加わる領域が生じることはなく、同様に、加えられた熱により導電性パターンが断線したり導電性パターンに亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、半導体装置として非接触型ＩＣタグを例に挙げて説明するが、本発明は、ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置であれば、非接触型ＩＣタグに限らず適用することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の半導体装置の第１の実施の形態の非接触型ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本形態は図１に示すように、ベース基材である樹脂シート１５上に導電性パターンであるアンテナ１２が形成されるとともにＩＣチップ１１が搭載されてなる半導体基板であるインレット１０が、封止用樹脂２０によって封止されて構成されている。アンテナ１２は、樹脂シート１５上にコイル状に形成され、その両端が接点１３によってＩＣチップ１１に接続されており、さらに、その線幅が異なって連続した領域（図１中Ｘ点）は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に徐々に太くなっている。また、ＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なものである。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させると、情報書込／読出装置からの電磁誘導によりアンテナ１２に電流が流れ、この電流がアンテナ１２から接点１３を介してＩＣチップ１１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

上述した非接触型ＩＣタグ１を製造する場合は、まず、樹脂シート１５上に、例えば、導電ペーストを塗布することによってコイル状のアンテナ１２を形成し、また、接点１３にてこのアンテナ１２と接続されるようにＩＣチップ１１を搭載し、インレット１０を作製する。なお、アンテナ１２の形成方法については、樹脂シート１５上に導電ペーストを塗布することに限らず、その他に、例えば、樹脂シート１５上にワイヤコイル等の部品を配置することによって行うことも考えられる。

次に、作製されたインレット１０を金型に入れ、その金型内に樹脂を射出あるいは注入によって供給し、インレット１０を封止用樹脂２０によって封止する。なお、封止用樹脂２０を成型するために金型内に供給する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチロール、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂が用いられる。すなわち、金型内に供給される樹脂は熱を有する状態で金型内に供給されるため、この熱による樹脂の膨張圧力がインレット１０に加わり、また、この熱によって樹脂シート１５が膨張する。この際、例えば、樹脂シート１５及び封止用樹脂２０としてポリエチレンを用い、また、アンテナ１２を銅を用いて形成した場合、ポリエチレンの線膨張率が１００〜２００×１０^-6／Ｋであるのに対して、銅の線膨張率が１６．７×１０^-6／Ｋであることから、供給された樹脂及び樹脂シート１５が、樹脂シート１５上に形成されたアンテナ１２を押し潰すように膨張することになるが、アンテナ１２のうち線幅が異なって連続した領域（図１中Ｘ点）が、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に徐々に太くなっているため、線幅が急激に変化する領域が存在せず、供給された樹脂及び樹脂シート１５の膨張による圧力が集中して加わる領域が生じることはない。それにより、インレット１０を封止用樹脂２０によって封止する際に、封止用樹脂２０の熱によりアンテナ１２が断線したりアンテナ１２に亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。

その後、金型を取り外し、図１に示した非接触型ＩＣタグ１を完成させる。

このように作製された非接触型ＩＣタグ１においては、上述したように、アンテナ１２のうち線幅が異なって連続した領域（図１中Ｘ点）が、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に徐々に太くなっているため、その後、熱が加えられ、樹脂シート１５や封止用樹脂２０が膨張した場合であっても、樹脂シート１５や封止用樹脂２０の膨張による圧力が集中して加わる領域が生じることはなく、それにより、アンテナ１２が断線したりアンテナ１２に亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。特に、本形態のように、樹脂シート１５上に導電ペーストが塗布されることによってアンテナ１２が形成されたものにおいては、アンテナ１２が断線したりアンテナ１２に亀裂が生じたりする可能性を大幅に低減することができ、それにより、製造工程が簡易で信頼性の高い製品を作製することができる。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の半導体装置の第２の実施の形態の非接触型ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本形態は図２に示すように、ベース基材である樹脂シート１１５上に導電性パターンであるアンテナ１１２が形成されるとともにＩＣチップ１１１が搭載されてなる半導体基板であるインレット１１０が、封止用樹脂１２０によって封止されて構成されている。アンテナ１１２は、樹脂シート１１５上にコイル状に形成され、その両端が接点１１３によってＩＣチップ１１１に接続されており、さらに、その線幅が異なって連続した領域（図２中Ｙ点）は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が４段階に徐々に太くなっている。また、ＩＣチップ１１１は、アンテナ１１２を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なものである。なお、アンテナ１１２の線幅が異なる領域においては、４段階に限定せず、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かって複数段階を経てその幅が徐々に太くなるように構成されていればよい。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１０１においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させると、情報書込／読出装置からの電磁誘導によりアンテナ１１２に電流が流れ、この電流がアンテナ１１２から接点１１３を介してＩＣチップ１１１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１１１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１１１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

上述した非接触型ＩＣタグ１０１を製造する場合は、まず、樹脂シート１１５上に、例えば、導電ペーストを塗布することによってコイル状のアンテナ１１２を形成し、また、接点１１３にてこのアンテナ１１２と接続されるようにＩＣチップ１１１を搭載し、インレット１１０を作製する。なお、アンテナ１１２の形成方法については、樹脂シート１１５上に導電ペーストを塗布することに限らず、その他に、例えば、樹脂シート１１５上にワイヤコイル等の部品を配置することによって行うことも考えられる。

次に、作製されたインレット１１０を金型に入れ、その金型内に樹脂を射出あるいは注入によって供給し、インレット１１０を封止用樹脂１２０によって封止する。なお、封止用樹脂１２０を成型するために金型内に供給する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチロール、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂が用いられる。すなわち、金型内に供給される樹脂は熱を有する状態で金型内に供給されるため、この熱による樹脂の膨張圧力がインレット１１０に加わり、また、この熱によって樹脂シート１１５が膨張する。この際、例えば、樹脂シート１１５及び封止用樹脂１２０としてポリエチレンを用い、また、アンテナ１１２を銅を用いて形成した場合、ポリエチレンの線膨張率が１００〜２００×１０^-6／Ｋであるのに対して、銅の線膨張率が１６．７×１０^-6／Ｋであることから、供給された樹脂及び樹脂シート１１５が、樹脂シート１１５上に形成されたアンテナ１１２を押し潰すように膨張することになるが、アンテナ１１２のうち線幅が異なって連続した領域（図２中Ｙ点）が、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が４段階に徐々に太くなっているため、線幅が急激に変化する領域が存在せず、供給された樹脂及び樹脂シート１１５の膨張による圧力が集中して加わる領域が生じることはない。それにより、インレット１１０を封止用樹脂１２０によって封止する際に、封止用樹脂１２０の熱によりアンテナ１１２が断線したりアンテナ１１２に亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。

その後、金型を取り外し、図２に示した非接触型ＩＣタグ１０１を完成させる。

このように作製された非接触型ＩＣタグ１０１においては、上述したように、アンテナ１１２のうち線幅が異なって連続した領域（図２中Ｙ点）が、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が４段階に徐々に太くなっているため、その後、熱が加えられ、樹脂シート１１５や封止用樹脂１２０が膨張した場合であっても、樹脂シート１１５や封止用樹脂１２０の膨張による圧力が集中して加わる領域が生じることはなく、それにより、アンテナ１１２が断線したりアンテナ１１２に亀裂が生じたりする可能性を低減することができる。特に、本形態のように、樹脂シート１１５上に導電ペーストが塗布されることによってアンテナ１１２が形成されたものにおいては、アンテナ１１２が断線したりアンテナ１１２に亀裂が生じたりする可能性を大幅に低減することができ、それにより、製造工程が簡易で信頼性の高い製品を作製することができる。

なお、上述した２つの実施の形態においては、樹脂シート１５，１１５上にアンテナ１２，１１２が形成されるとともにＩＣチップ１１，１１１が搭載されてなるインレット１０，１１０の全面が封止用樹脂２０，１２０によって封止された非接触型ＩＣタグ１，１０１を例に挙げて説明したが、本発明による非接触型ＩＣタグはこれに限らず、インレット１０，１１０の端部が封止されていないものや、インレット１０，１１０のアンテナ１２，１１２が形成された面のみが封止用樹脂２０，１２０によって封止されたものであってもよい。

本発明の半導体装置の第１の実施の形態の非接触型ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。本発明の半導体装置の第２の実施の形態の非接触型ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。従来の非接触型ＩＣタグの一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。従来の非接触型ＩＣタグの他の例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

符号の説明

１，１０１非接触型ＩＣタグ
１０，１１０インレット
１１，１１１ＩＣチップ
１２，１１２アンテナ
１３，１１３接点
１５，１１５樹脂シート
２０，１２０封止用樹脂

Claims

ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置であって、
前記導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が無段階に太くなっている半導体装置。
ベース基材上に導電性パターンが形成された半導体基板が樹脂により封止された半導体装置であって、
前記導電性パターンのうち線幅が異なって連続した領域は、線幅の細い領域から線幅の太い領域に向かってその幅が複数段階を経て太くなっていく半導体装置。