JP3572216B2 - 非接触データキャリア - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は非接触データキャリアに関する。具体的には、ICチップを主な内部部品として持ち、非接触で外部装置との間で信号を送受信する非接触データキャリアに関する。
【0002】
【従来の技術】
非接触データキャリアシステムは、所持して非接触データキャリアと呼ばれる応答器と、ホスト側に接続される質問器とで構成され、これら応答器と質問器との間で、磁気、誘導電磁界、マイクロ波( 電波) などの伝送媒体を介して非接触で交信を行う点を特徴としている。
【0003】
このシステムは、応答器をさまざまな個体( 物品) に取付け、その個体に関する情報を質問器により遠隔的に読み取ってホストに提供し、個体に関する情報処理を実現するものである。
【0004】
応答器( 非接触データキャリア) は、質問器との間で信号を送受信するためのアンテナコイルと回路部品を主体として構成され、耐久性・耐環境性を考慮して、通常、封止樹脂層などによってICチップからなる回路部品やアンテナコイルなどの内部部品を気密にパッケージした構造を有している。
【0005】
アンテナコイルの形成方法としては、治具を使用して銅線等の金属線を巻き付ける巻き線法、銅箔やアルミ箔などの金属箔をエッチングしてして平面コイルとするエッチング法、基板や樹脂フィルム上に金属粉を混ぜた導電ペーストを印刷して平面コイルとする印刷法が主に用いられている。
【0006】
巻き線法は、コイルの成形自体は容易であるが、パッケージ成形時の搬送や位置決め、COBへのはんだ付け等の工程が自動化しにくい、また、ベアチップ( ICチップ) を用いた場合にチップとの接続法の確立が難しい等の問題がある。
【0007】
一方、エッチング法や印刷法はベアチップのフリップチップ実装には都合のよい方法であり、ベアチップの位置決めや自動実装などを容易に行えるという利点があるが、金属箔や安価な樹脂フィルムを用いた場合、トランスファー成形時の支持体として十分な強度や耐熱性を得にくく、非接触データキャリアの製造コストが上昇するという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、トランスファー成形時の支持体として十分な強度や耐熱性を保ちつつ、ICチップの実装方法が容易な平面コイルを形成することにより、安価かつ容易に非接触データキャリアを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の非接触データキャリアは、アンテナコイル部、該アンテナコイル部の一端に形成されたマウントパッド部、前記アンテナコイル部と前記マウントパッド部の外側に配置されたフレーム部及び前記アンテナコイル部と前記フレーム部とを連結するためのダイバー部をリードフレームに一体に形成し、前記リードフレームのマウントパッド部にICチップを搭載し、前記ICチップのICパッドと前記リードフレームのアンテナコイル部とをボンディングワイヤにより電気接続して、前記リードフレームのアンテナコイル部、マウントパット部、前記ICチップ及び前記ボンディングワイヤの全体を封止樹脂を用いたトランスファー成形により平面的に封止するとともに、前記封止樹脂から露出した前記リードフレームのフレーム部を前記ダイバー部の一部とともに切断除去してなることを特徴とする。
また、請求項2の非接触データキャリアは、アンテナコイル部、該アンテナコイル部の両端に形成されたマウントパッド部、前記アンテナコイル部と前記マウントパッド部の外側に配置されたフレーム部及び前記アンテナコイル部と前記フレーム部とを連結するためのダイバー部をリードフレームに一体に形成し、前記リードフレームの両マウントパッド部に跨がってICチップを搭載し、前記ICチップと前記リードフレームの両マウントパッド部とをフリップチップ接続により電気接続して、前記リードフレームのアンテナコイル部、両マウントパッド部及び前記ICチップの全体を封止樹脂を用いたトランスファー成形により平面的に封止するとともに、前記封止樹脂から露出した前記リードフレームのフレーム部を前記ダンバー部の一部とともに切断除去してなることを特徴とする。
【0010】
すなわち、請求項1及び2の発明にあっては、アンテナコイルをリードフレームと一体に形成することにより、アンテナコイルを平面的に形成し、かつアンテナコイル自体を支持性のあるものとして、トランスファー成形時の支持体としても利用可能にしたものである。こうすることにより、アンテナコイルの作製がより簡単になり、しかも成形時におけるアンテナコイルの支持を考慮することなく、簡単に内部部品を樹脂封止できる。
【0012】
また、請求項1記載の非接触データキャリアにあっては、アンテナコイルと、リードフレーム上に実装されたICチップ、特にベチップをワイヤボンディングで容易に電気的に接続できる。
【0014】
さらに、請求項2記載の非接触データキャリアにあっては、アンテナコイル上にICチップ、特にベアチップを、容易にフリップチップ実装することもできる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施の形態に係る非接触データキャリアを示す図であって、同図( a) はその平面構造図、同図( b) はその断面構造図、図2は当該非接触データキャリアのICチップ実装部を示す模式図であって、同図( a) はその平面模式図、同図( b) はその断面模式図、図3は当該非接触データキャリアに使用されるリードフレームを示す平面図、図4は本発明の別な実施の形態に係る非接触データキャリアのICチップ実装部を示す図であって、同図( a) はその平面模式図、同図( b) はその断面模式図である。以下各図に従って本発明について詳細に説明する。
【0016】
当該非接触データキャリアは、外部機器と非接触で信号を送受信するためのアンテナコイル2と、リードフレーム4上に実装され、ICチップ1とを具備する内部部品3が、トランスファー成形により封止樹脂層5に封止された構造をしている。
【0017】
リードフレーム4は、トランスファー成形前においては、図3に示すように、ICチップ1が載置されるマウントパッド4aと、載置部4aとその一端を接続させたアンテナコイル2と、アンテナコイル4の周囲に配置され、成形時に成形機に保持される例えば角枠状に形成されたフレーム部4cと、アンテナコイル2をフレーム部4cに支持するダイバー4bとを備えている。また図3に示すリードフレーム4においては、一つのリードフレーム4に、複数個のアンテナコイル2及びマウントパッド4aが構成されている。
【0018】
当該リードフレーム4は、アンテナコイル2自身がトランスファー成形時の支持体としての機能を果たすのに必要な充分な強度や剛性を有すると共に、アンテナコイル2としての機能を発揮するものでなければならない。このために、リードフレーム4は、例えば銅や銅合金、鉄ニッケル系合金など金属板から、打ち抜き加工やエッング加工等によって所定の形状に作製される。この結果、アンテナコイル2は平面的に形成される。また、当該金属板の厚さとしては、上記目的を達成できるものであれば、特に限定されるものではないが、非接触データキャリアを薄型のものとするために、概ね50〜300μm程度のものが用いられる。
【0019】
従って、アンテナコイル2は上記したように金属板から平面コイル状に打ち抜き加工されている。当該コイル2を形成する導線部の幅や導電部と導電部の間隔は所望する性能や非接触データキャリアの大きさに応じて設定される。また、アンテナコイル2の巻き形状も限定されず、図2に示すように略矩形状に限らず、略円形状にしてもよいのはもちろんである。
【0020】
ICチップ1は、アンテナコイル2を除く応答器を構成する各機能回路部を内臓したものである。当該ICチップ1は、上記リードフレーム4のマウントパッド4aに例えば銀ペーストや接着剤等によって固定される。また、図2に示す非接触データキャリアにあっては、ICチップ1のICパッド1aがワイヤボンディングによってアンテナコイル2のボンディングパッド2aに電気的に接続されている。なお、図2に示すものにあっては、一方のアンテナコイル2とマウントパッド4aは電気的に接続されており、マウントパッド4aはボンディングパッド2aを兼ねた構造となっている。
【0021】
封止樹脂層5に用いられる樹脂は、トランスファー成形に適したものであれば特に制限されるものではないが、上記したように内部部品を十分に保護するために、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。
【0022】
この非接触データキャリアは例えば次のようにして作製される。まず、銅や銅合金のような金属板から打ち抜き加工し、所定形状にアンテナコイル2やマウントパッド4a、タイバー4bなどから構成されるリードフレーム4を作製する。
【0023】
次に、マウントパッド4aにICチップ1を銀ペーストや接着剤等によって固定する。その後、ICチップ1のICパッド1aとアンテナコイル2のボンディングパッド2aとを金線などのボンディングワイヤ6によってワイヤボンディングして両者を電気的に接続する。
【0024】
その後トランスファー成形機の金型キャビティ内の所定位置に、ICチップ1が実装されたリードフレーム4をセットしてトランスファー成形を行う。最後に、リードフレーム4のタイバー4bを切断して、アンテナコイル2とフレーム部4cを切り離し、本発明に係る非接触データキャリアを得る。
【0025】
このように、本発明においては、アンテナコイル2をリードフレーム4と一体として平面的に形成することにより、アンテナコイル2自体がトランスファー成形時の支持体としての機能を充分に果たすことができる。また、アンテナコイル2をリードフレーム4と一体成形できるため、製造工程が大幅に減少され、部品点数の削減を図ることができる。この結果、非接触データキャリアを容易かつ安価に提供できる。
【0026】
次に図4に示す非接触データキャリアについて説明する。当該非接触データキャリアにあっては、リードフレーム4に一体形成されたアンテナコイル2の両端にICチップ1を実装するためのボンディングパッド2aが設けられており、マウントパッド4aを兼ねた構造となっている。
【0027】
すなわち、この非接触データキャリアにおいては、ICチップ1の回路形成面に形成されたバンプ1bが直接ボンディングパッド2a( マウントパッド4a) に載置され、フリップチップ実装されている。
【0028】
このような構造であればICチップ1を載置するマウントパッド4aを小さくすることができる。
【0029】
このように、本発明においては、ICチップ1の実装方法には特に限定されるものではなく、その構造に応じてワイヤボンディングあるいはフリップチップ実装などの適宜な実装方法を採用できるものである。
【0030】
【実施例】
次に本発明の実施例である非接触データキャリアに基づいて、さらに詳細に説明する。
まず、厚さ200μmの銅製の薄板から、アンテナコイルが一体成形された所定形状のリードフレームを作製した。次に非接触データキャリア用IC( 2mm×3mm) を、当該リードフレームのパッド部に、銀ペーストを用いてマウントした。次いで、ワイヤボンディングによって、アンテナコイルのボンディングパッドとICチップのICパッドを接続した。その後、高温炉を用いて銀ペーストを硬化した。
【0031】
次に、このようにして当該ICチップが実装されたリードフレームを金型にセットし、エポキシ樹脂を用いてトランスファー成形を行なった。成形終了後に接続部を切断し、非接触データキャリアを得た。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナコイルがリードフレームと一体に形成されているので、アンテナコイル自体が平面的に作製され、しかもトランスファー成形時の支持体としての機能を果たすことができる。従って、ICチップを実装したリードフレームを直ちにトランスファー成形することができ、容易に内部部品を樹脂封止できる。
【0033】
また、アンテナコイルはリードフレームと一体に形成されているので、構成部品点数が少なくなり、製造コストの低減化を図ることができる。
【0034】
このように、トランスファー成形された非接触データキャリアを容易かつ安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る非接触データキャリアを示す図であって、同図( a) はその平面構造図、同図( b) はその断面構造図
【図2】図1に示す非接触データキャリアのICチップ実装部を示す模式図であって、同図( a) はその平面模式図、同図( b) はその断面模式図
【図3】図1に示す非接触データキャリアに使用されるリードフレームを示す平面図
【図4】本発明の別な実施の形態に係る非接触データキャリアのICチップ実装部を示す図であって、同図( a) はその平面模式図、同図( b) はその断面模式図
【符号の説明】
1……ICチップ 1a…ICパッド
1b…バンプ 2……アンテナコイル
2a…ボンディングパッド 3……内部部品
4……リードフレーム 4a…マウントパッド
4b…タイバー 4c…フレーム部
5……封止樹脂層 6……ボンディングワイヤ

Claims (2)

  1. アンテナコイル部、該アンテナコイル部の一端に形成されたマウントパッド部、前記アンテナコイル部と前記マウントパッド部の外側に配置されたフレーム部及び前記アンテナコイル部と前記フレーム部とを連結するためのダイバー部をリードフレームに一体に形成し、前記リードフレームのマウントパッド部にICチップを搭載し、前記ICチップのICパッドと前記リードフレームのアンテナコイル部とをボンディングワイヤにより電気接続して、前記リードフレームのアンテナコイル部、マウントパット部、前記ICチップ及び前記ボンディングワイヤの全体を封止樹脂を用いたトランスファー成形により平面的に封止するとともに、前記封止樹脂から露出した前記リードフレームのフレーム部を前記ダイバー部の一部とともに切断除去してなることを特徴とする非接触データキャリア。
  2. アンテナコイル部、該アンテナコイル部の両端に形成されたマウントパッド部、前記アンテナコイル部と前記マウントパッド部の外側に配置されたフレーム部及び前記アンテナコイル部と前記フレーム部とを連結するためのダイバー部をリードフレームに一体に形成し、前記リードフレームの両マウントパッド部に跨がってICチップを搭載し、前記ICチップと前記リードフレームの両マウントパッド部とをフリップチップ接続により電気接続して、前記リードフレームのアンテナコイル部、両マウントパッド部及び前記ICチップの全体を封止樹脂を用いたトランスファー成形により平面的に封止するとともに、前記封止樹脂から露出した前記リードフレームのフレーム部を前記ダンバー部の一部とともに切断除去してなることを特徴とする非接触データキャリア。
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