JP3729491B2 - 非接触ｉｄカード類及びその製造方法 - Google Patents

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▲鉱▼司 伊藤
俊裕 森
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Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＤ（識別情報）カード類及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、商品に付されているタグのように、多くのバーコードがカード状の紙に印刷されたり或るいは貼着されたりして分別の情報を得ているが、かかるバーコードは、単なる紙への印刷であるから生産性が高く廉価である。
【０００３】
一方、ＩＣ（集積回路）チップは、バーコードと異なり、単に情報を表示するだけでなく、情報量が飛躍的に大きく、かつ情報の書き換えが可能である。しかも、ＩＣチップは生産性が向上して廉価となって来ている。その為、アンテナ回路基板にＩＣチップを実装した所謂、非接触ＩＤカードや非接触タグ等（以下、このようなものを総称して非接触ＩＤカード類という。）が用いられるようになっている。
【０００４】
周知のように、非接触ＩＤカード類は、大量の情報を同時に読み取ったり書き込んだりすることができ、しかも、セキュリティー性が高いことからして、ＩＤ認識や電子決済のため等、幅広い応用性を秘めている。従って、製造コストを低減化できれば、その汎用化を飛躍的に促進することができる。
【０００５】
しかし、非接触ＩＤカード類は、一般に、図１６に示すように、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film ）１を貼着したアンテナ回路基板２のアンテナ電極３ａ，３ｂとＩＣチップ４のバンプ５ａ，５ｂとを精密に位置合わせした状態で熱圧着、すなわち、両者を接合して製造されている。
【０００６】
その為、高精度のボンダー設備が必要とされて製造コスト（主として実装コスト）が高いという問題があった。しかも、ＩＣチップ４のより一層の小形微細化に伴って、より高精度の実装技術が要求されてボンダー設備が一段と高価になる傾向にあるにもかかわらず生産性が低下してしまう為、製造コストの増加阻止は至難の技である。
【０００７】
なお、アンテナ回路基板２のアンテナ電極３ａ，３ｂに対し、それらに接続されているアンテナ６を跨ぐように、ＩＣチップ４のバンプ５ａ，５ｂを熱圧着によって接合しているが、アンテナ６は、例えば、６ターン等のように複数ターンに形成され（図１７参照）、その両端にアンテナ電極３ａ，３ｂを形成している。その為、ＩＣチップ４の小形微細化に追従してアンテナ６の線幅を微細化しなければならず、精度の高いアンテナ形成技術が要求されるので、この点からも、製造コストの増加阻止が困難であった。
【発明の開示】
【０００８】
本発明の第１の目的は、ＩＣチップが小形微細化されても、チップの電極とアンテナ回路基板のアンテナ電極との位置合わせを容易に行えるようにして、非接触ＩＤカード類の製造コスト（主として実装コスト）の増加阻止を図ることを可能にする非接触ＩＤカード類及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、その第２の目的は、アンテナ回路基板とインターポーザー基板との積層構造の非接触ＩＤカード類であっても、所定箇所の絶縁と併せてＩＣチップの電極とアンテナ回路基板のアンテナ電極との電気的接合状態を良好に保つ（導通状態に保つ）ことを可能にする非接触ＩＤカード類及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の非接触ＩＤカード類は、アンテナ回路基材と該アンテナ回路基材に形成されたアンテナとを備えたアンテナ回路基板と、チップ埋め込み用穴を有するインターポーザー基材と該チップ埋め込み用穴に埋め込まれたＩＣチップと前記インターポーザー基材上に前記ＩＣチップの電極に対して接続するように印刷により形成された拡大電極とを備えたインターポーザー基板とで構成され、前記アンテナの電極と前記拡大電極とを接合するように両基板が積層されていることを特徴とするものである。
【００１１】
このように拡大電極を介してＩＣチップの電極とアンテナの電極とを接合するように両基板を積層するので、ＩＣチップの小形微細化に左右されずに簡単に両電極同士の位置合わせを行うことができ、従って、非接触ＩＤカード類の製造コスト（主として実装コスト）の増加を阻止することができる。
【００１２】
本発明では、アンテナの電極と拡大電極とを接合するにあたって、アンテナ電極と拡大電極とを導電性接着材で接合してもよく、或いはアンテナ回路基板の基材とインターポーザー基板の基材との接着によってアンテナ電極と拡大電極とを直接、接合してもよい。
【００１３】
また、アンテナ回路基板のアンテナ形成部及びＩＣチップの電極形成部を封止するように、アンテナ回路基板の基材とインターポーザー基板の基材間に絶縁性接着材が配設するとよい。更に、ＩＣチップの電極はアンダーバリヤーメタル層を形成しているとよい。
【００１４】
アンテナ回路基板とインターポーザー基板間に絶縁性接着材を充填することにより、所定箇所の絶縁と両基板の接合を強化することができ、またＩＣチップの電極にアンダーバリヤーメタル層（ＵＢＭ層）を形成することにより、ＩＣチップの電極とアンテナ回路基板のアンテナ電極との電気的接合状態を良好に保つ（導通状態に保つ）ことができる。なお、インターポーザー基板の基材及びアンテナ回路基板の基材は樹脂フィルムで構成すればよい。
【００１５】
一方、本発明の非接触ＩＤカード類の製造方法は、アンテナ回路基材上にアンテナを形成し、前記アンテナ回路基材と前記アンテナとを備えたアンテナ回路基板を得る工程と、インターポーザー基材にチップ埋め込み用穴を形成する工程と、前記インターポーザー基材のチップ埋め込み用穴にＩＣチップを埋め込む工程と、前記インターポーザー基材上に前記ＩＣチップの電極に対して接続するように拡大電極を印刷により形成し、前記インターポーザー基材と前記ＩＣチップと前記拡大電極とを備えたインターポーザー基板を得る工程と、前記アンテナの電極と前記拡大電極とを接合するように前記インターポーザー基板とアンテナ回路基板とを積層する工程とを有していることを特徴とするものである。
【００１６】
このようにＩＣチップが埋設されたインターポーザー基板の基材に拡大電極を形成し、該拡大電極とアンテナ電極とを接合するように両基板を積層するので、ＩＣチップの小形微細化に左右されずに簡単に両電極同士の位置合わせを行うことができ、従って、非接触ＩＤカード類の製造コスト（主として実装コスト）の増加を阻止することができる。
【００１７】
両基材間に絶縁性接着材を介在させる場合は、電極形成工程を経たインターポーザー基板にＩＣチップの電極形成部を被覆するように絶縁性接着材を付着する接着材付着工程を経てから両基板を積層すればよい。また、拡大電極はスクリーン印刷法によって簡単に形成することができる。
本発明によれば、アンテナ回路基板の原材にアンテナ及びアンテナ電極からなる複数のアンテナ回路を形成する工程と、インターポーザー基板の原材に複数のチップ埋め込み用穴を形成する工程と、前記チップ埋め込み用穴にＩＣチップを埋設する工程と、前記インターポーザー基板の原材に前記ＩＣチップと導通する拡大電極を印刷により形成する工程と、前記インターポーザー基板の原材からＩＣチップ及び拡大電極を有するインターポーザー基板を打ち抜く工程と、打ち抜かれたインターポーザー基板の拡大電極と前記アンテナ電極とを導通状態に接合する工程とを有することを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造方法が提供される。
また、本発明によれば、予め複数のチップ埋め込み用穴にＩＣチップが埋設されていて該ＩＣチップと導通する拡大電極が印刷により形成されたインターポーザー基板の原材から、ＩＣチップ及び拡大電極を有するインターポーザー基板を打ち抜く工程と、アンテナ及びアンテナ電極からなる複数のアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板の原材上で、打ち抜かれたインターポーザー基板の拡大電極と前記アンテナ電極とを導通状態に接合する工程とを有することを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造方法が提供される。
更に、本発明によれば、予め複数のチップ埋め込み用穴にＩＣチップが埋設されていて該ＩＣチップと導通する拡大電極が印刷により形成されたインターポーザー基板の原材から、ＩＣチップ及び拡大電極を有するインターポーザー基板を打ち抜く手段と、アンテナ及びアンテナ電極からなる複数のアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板の原材上で、打ち抜かれたインターポーザー基板の拡大電極と前記アンテナ電極とを導通状態に接合する手段とを有することを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明においては、アンテナ回路基板とインターポーザー基板とを積層して非接触ＩＤカード類を構成している。この姿が正面図である図１に示されていると共に、その平面視姿が図２に示されている。両図において、下側のアンテナ回路基板２と上側のインターポーザー基板７は導電性接着材８を介して導通状態に接合されている。
【００２０】
そして、アンテナ回路基板２は、樹脂フィルムで構成された基材９に、アンテナ６及びこれに接続された一対のアンテナ電極３ａ，３ｂ（図１７参照）を形成している。一方、インターポーザー基板７は、樹脂フィルムで構成された基材１０にＩＣチップ４を埋設し、かつ、このＩＣチップ４の一対の電極に接続された拡大電極１１ａ，１１ｂを形成している。
【００２１】
なお、インターポーザー基板７の拡大姿が図３，４に示されているが、両図において、ＩＣチップ４の一対の電極１２ａ，１２ｂは、例えば、アルミ電極であって、これが拡大電極１１ａ，１１ｂの細いリード部１１ａ1 ，１１ｂ1 に接続されている。このように、インターポーザー基板７は、ＩＣチップ４を埋設した基材１０に、ＩＣチップ４の電極１２ａ，１２ｂと接続された拡大電極１１ａ，１１ｂを形成している。
【００２２】
その為、アンテナ回路基板２に対してインターポーザー基板７を導通状態に積層しようとする場合において、アンテナ電極３ａ，３ｂに対する拡大電極１１ａ，１１ｂの位置合わせを簡単に行うことができる。そして、このことに基づいて、作業員が適当な器具を用いてインターポーザー基板７を保持して積層したり、或るいは作業員が手で直接、インターポーザー基板７を把持して積層するといったように非接触ＩＤカード類の組み立てを手作業で行うことも可能である。従って、ＩＣチップが小形微細化されても、製造コスト（主として実装コスト）の増加阻止を図ることができる。
【００２３】
なお、アンテナ回路基板２とインターポーザー基板７とを導通状態に接合する為の導電性接着材８は、接着性又は粘着性を有するものであってペースト状又はテープ状のいずれのものであってもよく、また異方性又は等方性のいずれのものであってもよい。粘着性を有するものを用いることにより、アンテナ回路基板２に積層（実装）されているインターポーザー基板７を必要に応じて簡単に取り外すことができる。
【００２４】
上述の接着材８は、両基板の積層に先立って、予めアンテナ回路基板２のアンテナ電極３ａ，３ｂ又はインターポーザー基板７の拡大電極１１ａ，１１ｂに塗布又は貼着される。一般には、アンテナ回路基板２のアンテナ電極３ａ，３ｂに塗布又は貼着される。
【００２５】
また、導電性接着材８の塗布又は貼着と併せて、アンテナ回路基板２のアンテナ形成部及びＩＣチップ４の電極形成部を封止するように、アンテナ回路基板２の基材９とインターポーザー基板７の基材１０間の封止部１３（図１参照）に絶縁性接着材１４を充填するのが好ましく、これによって、短絡防止と併せてインターポーザー基板７とアンテナ回路基板２との接合強化を図ることができ、その為、拡大電極１１ａ，１１ｂとアンテナ電極３ａ，３ｂとの電気的接合状態を良好に（導通状態に）保つことができる。
【００２６】
この絶縁性接着材１４も、導電性接着材８と同様に、接着性又は粘着性を有するものであってペースト状又はテープ状のいずれのものであってもよい。
【００２７】
また、拡大電極１１ａ，１１ｂ及びアンテナ６は、コスト低減を図る面からは印刷方法、例えば、スクリーン印刷法によって形成するのが好ましい。しかし、必要に応じて他の印刷方法、例えば、オフセット印刷等で形成してもよく、更には、印刷方法以外の方法、例えば、スパッタリング法等であってもよい。
【００２８】
導電性接着材８及び絶縁性接着材１４は、一般には、熱硬化性のものが用いられるが、他のもの、例えば、常温硬化型のもの等を用いてもよく、前者を用いる場合においては、製造の所定工程で加熱固定される。
【００２９】
ＩＣチップ４の電極１２ａ，１２ｂは、拡大電極１１ａ、１１ｂとの接続を確実なものにすることができるアンダーバリヤーメタル層（以下、ＵＢＭ層という。）を形成しているのが好ましい。
【００３０】
上述のＩＣチップ４は、次ぎのようにして製造することができる。図５において、先ず、上面に非接触ＩＤカード類用のＩＣ回路を形成したウエハ１５を準備し、その回路の電極１２ａ，１２ｂ（例えば、アルミ電極）が露出するようにガラスパッシベーション膜２２（酸化膜）を弱酸性液で選択的にエッチング除去する。
【００３１】
次いで、活性化処理をした後、例えば、９０℃の無電解ニッケル槽に２０分間浸漬してアルミ電極１２ａ，１２ｂ上にのみに約３μｍのニッケルめっき層１７を形成し、続いて９０℃の無電解金めっき槽に１０分間浸漬して、ニッケルめっき層１７上に約０．１μｍの金めっき層１８を形成する。
【００３２】
このようにして形成されたニッケルめっき層１７及び金めっき層１８は、アルミ電極１２ａ，１２ｂの劣化を防止し、かつ、アルミ電極１２ａ，１２ｂと外部端子との接続を確実なものにする。これがＵＢＭ層１９である。
【００３３】
次いで、スクリーン印刷機を用い、ソルダーレジスト２０を、アルミ電極１２ａ，１２ｂの部分を除くウエハ１５の上面全体に印刷し、続いて、オーブンを用いて加熱し硬化させ、例えば、厚さ２０μｍの絶縁層を形成する。なお、ソルダーレジストの代わりに加熱硬化型のポリイミドインク等も有効である。
【００３４】
次いで、スクリーン印刷機を用いて、アルミ電極１２ａ，１２ｂの開口部（ソルダーレジスト２０が印刷されていない部分）に、銀粒子を分散させた導電性ペースト２１を印刷して充填し、それを加熱硬化する。
【００３５】
次いで、かかるウエハ１５の下面２３（非接触ＩＤカード類用のＩＣ回路が形成されていない方の面）を研磨し、その厚さを例えば、５０μｍに加工した後、図６に示すように、ウエハ１５の上面（非接触ＩＤカード類用のＩＣ回路が形成されている方の面）をサポートフィルム２４に貼着し、そして、ダイヤモンドブレード２５を回転させてウエハ１５を所定の大きさ（例えば、１．６ｍｍ×２．０ｍｍ）にダイシングカットし、これによって得られるＩＣチップ４をサポートフィルム２４から取り外し、それをニッケル電鋳法で作成したパレット内に整列するようにすればよい。
【００３６】
ＩＣチップ４の製造は上述した方法と異なる他の方法で行ってもよいが、これらの方法によって、例えば、大きさが１．２ｍｍ×１．６ｍｍで、その対角位置に一辺が１００μｍの正方形のアルミ電極１２ａ，１２ｂを形成した矩形のＩＣチップ４を得ることができる。なお、ダイヤモンドブレード２５の先端をＶ字形に設け、これでウエハ１５をダイシングカットすることによってテーパー状の側壁を有するＩＣチップ４を得てもよい。
【００３７】
インターポーザー基板７についても、例えば、次のようにして製造することができる。先ず、平面図である図７（Ａ）で示されている幅の広い、すなわち、ウェブ状の樹脂フィルム（例えば、厚さが１００μｍのポリエステル系アロイフィルム）で構成された原材３０を準備し、これに複数のチップ埋め込み用穴３１を所定パターンに加工する。
【００３８】
例えば、ＩＣチップ４と相似形の突起を複数個形成したニッケル製の金型を２４０℃に加熱し、それを樹脂フィルム３０に押し当て、１０秒間プレス後、金型を急速冷却し、８０℃まで冷却後、金型を抜き、穴ピッチが縦横１０ｍｍ、開口部が１．２ｍｍ×１．６ｍｍ、深さが５０μｍのチップ埋め込み用穴３１を加工することができる（図７（Ｂ）参照）。
【００３９】
なお、チップ埋め込み用穴３１の加工方法は、レーザーアブレーション法、プラズマエッチング法、ケミカルエッチング法等であってもよい。しかし、上記プレス法が生産性に最も優れているので好ましい。
【００４０】
かかる原材３０は、上述の非積層タイプのものに限定されず、積層タイプのものであってもよい。例えば、樹脂フィルムで構成された第１原材と、樹脂フィルム又は金属箔で構成された第２原材とを積層した２層構造の原材であってもよい。２層構造の原材の場合においては、穴加工の容易性からして、チップ埋め込み用穴３１を貫通させた第１原材を第２原材にラミネートするのが好ましい。
【００４１】
次いで、原材３０のチップ埋め込み用穴３１にＩＣチップ４を挿入し固着する。その際、例えば、図８に示すように、低粘度のエポキシ系の樹脂３２をチップ埋め込み用穴３１の底に転写ピンを用いて極微少量転写してからＩＣチップ４を挿入するのが好ましい。
【００４２】
ＩＣチップ４は、アルミ電極１２ａ，１２ｂが設けられていない方の端部からチップ埋め込み用穴３１に挿入し、かつ挿入されたＩＣチップ４を樹脂３２で仮固定する。その後、ＩＣチップ４の側面とチップ埋め込み用穴３１の側面間の空隙に接着剤を充填して固着する。
【００４３】
しかし、チップ埋め込み用穴３１の底及び側壁に接着剤を塗布してからＩＣチップ４を挿入してもよい。また、チップ埋め込み用穴３１の底にブリード穴を貫通させて接着剤を熱硬化させる際のエアー逃しを行うのが好ましい。
【００４４】
このようにしてアルミ電極１２ａ，１２ｂのみを露出させた姿となるようにＩＣチップ４を原材３０に埋設することができる。この埋設において、ＩＣチップ４の移送は、例えば、外径が１．５ｍｍで中央部に０．５ｍｍの吸気孔を有するノズル（図示せず。）を用い、それでＩＣチップ４を整列パレットから吸着して取り出し、原材３０のチップ埋め込み用穴３１に挿入するようにすればよい。
【００４５】
また、前述の如くテーパー状の側壁を有するＩＣチップ４を得た場合は、ＩＣチップ４のチップ埋め込み用穴３１への挿入を更に簡略化することができる。即ち、ＩＣチップ４は表面が絶縁層で保護されているので、一般の電子部品と同様にバルクとして扱うことが可能である。そこで、側面がテーパー状のチップ埋め込み用穴３１が多数形成された原材３０上にＩＣチップ４を供給し、原材３０を超音波振動させてチップ埋め込み用穴３１へＩＣチップ４を挿入することができる。この場合、側壁をテーパー状にすることで、ＩＣチップ４の埋め込みを円滑に行うことができるので、インターポーザー基板７の生産性を格段に向上することができる。
【００４６】
次いで、ＩＣチップ４のアルミ電極１２ａ，１２ｂに接続される拡大電極１１ａ，１１ｂを形成する。これは、原材３０に埋設のＩＣチップ４のアルミ電極１２ａ，１２ｂが露出されている面に、例えば、銀粒子が約７０％分散せしめられた導電ペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷することによって形成する。この導電ペーストは、上述の導電ペースト２１（図５参照）と同じものである。
【００４７】
例えば、厚さが約１５μｍ、リード部１１ａ1 ，１１ｂ1 の幅が０．２ｍｍ、拡大部分の大きさが３ｍｍ角、一方の拡大部分と他方の拡大部分のピッチが８ｍｍの拡大電極１１ａ，１１ｂを形成することができる。
【００４８】
次いで、拡大電極１１ａ，１１ｂが形成された原材３０から所定の大きさに打ち抜きすることによってインターポーザー基板７を得ることができる。例えば、１０ｍｍ角の大きさに打ち抜きする。このようにして得られたインターポーザー基板７の一部が図９に拡大されて示されている。なお、上述からして明らかなように、インターポーザー基板７の基材１０は、原材３０と同質である。
【００４９】
一方、アンテナ回路基板２は、次のようにして製造することができる。一般に、上述の原材３０と同じ材質の原材（例えば、厚さが１００μｍのポリエステル系アロイフィルム）が選択される。かかる原材はチップ埋め込み用穴３１を設けていないと共にその幅が所定の大きさに加工されている。
【００５０】
このような原材をリールツーリール方式によって間欠移送すると共にそれに銀ペーストをスクリーン印刷し、アンテナ回路（アンテナ６及びアンテナ電極３ａ，３ｂ）を一定間隔に次々と形成する。
【００５１】
そして、後工程において所定大きさに打ち抜き、すなわち、基材９単位の大きさに打ち抜きして製造することができる。なお、基材９単位の大きさに打ち抜きする工程は、アンテナ６及びアンテナ電極３ａ，３ｂが形成された原材に対して拡大電極１１ａ，１１ｂが形成されたインターポーザー基板７を実装（接合）した後において行ってもよい。
【００５２】
このようにして、例えば、配線幅が０．２５ｍｍ、そのピッチが０．５ｍｍ、ターン数が６ターン、最外周が７５ｍｍ×４５ｍｍのアンテナ６を形成すると共に、アンテナ６の両端に大きさが３ｍｍ角、ピッチが８ｍｍのアンテナ電極３ａ，３ｂを形成（図１７参照）することができる。
【００５３】
アンテナ回路基板２の基材９は、上述した非積層タイプのものに限定されず、積層タイプのものであってもよい。例えば、樹脂フィルムで構成された第１原材と、樹脂フィルム又は金属箔（例えば、アルミ箔）で構成された第２原材とを積層した２層構造のものであってもよい。
【００５４】
以下、得られたアンテナ回路基板２にインターポーザー基板７を積層する。その際、インターポーザー基板７に拡大電極１１ａ，１１ｂが形成されているので、手作業により、アンテナ回路基板２のアンテナ電極３ａ，３ｂ上に拡大電極１１ａ，１１ｂを容易に位置させながら両基板を積み重ねることができる。
【００５５】
かかる積層に先立って、例えば、アンテナ電極３ａ，３ｂに導電性接着材８を塗布すると共に封止部１３（図１参照）に絶縁性接着材１４を充填して置く。そして、積層後、導電性接着材８及び絶縁性接着材１４を加熱硬化、例えば、９０℃で５分間、加熱して硬化させて両者を固定（接合）する。
【００５６】
上述した手作業による積層は、積層精度が±１．０ｍｍから±１．５ｍｍの範囲に行えばよく、このようにして非接触ＩＤカード類を得ることができる。この非接触ＩＤカード類は所謂、インレットであって、これを適宜外装して市販製品にする。
【００５７】
本発明においては、アンテナ回路基板２に対するインターポーザー基板７の積層を図１０に示すように行ってもよい。同図においては、アンテナ回路基板２に対してインターポーザー基板７を接着させようとする姿が示されており、インターポーザー基板７の基材１０に絶縁性接着材１４及び非絶縁性の接着材３５ａ，３５ｂが貼着されている。
【００５８】
なお、絶縁性接着材１４は、絶縁性接着テープで構成されていると共に、接着材３５ａ，３５ｂは感圧接着テープで構成されている。これらの絶縁性接着テープ及び感圧接着テープはいずれも両面テープである。
【００５９】
よって、アンテナ回路基板２の基材９に対してインターポーザー基板７を押し付けることによって両基材同士を簡単に接着することができ、かつ、アンテナ回路基板２のアンテナ電極３ａ，３ｂとインターポーザー基板７の拡大電極１１ａ，１１ｂとを直接、接触させて導通状態に接合することができる。
【００６０】
上述においては、絶縁性接着材１４及び接着材３５ａ，３５ｂをインターポーザー基板７側に貼着しているが、絶縁性接着材１４をインターポーザー基板７側に貼着すると共に、接着材３５ａ，３５ｂをアンテナ回路基板２側に貼着してもよい。
【００６１】
また、絶縁性接着材１４をアンテナ回路基板２側に貼着すると共に、接着材３５ａ，３５ｂをアンテナ回路基板２側に貼着してもよい。しかし、両者をインターポーザー基板７側に貼着するのが簡単な動作によって積層する上で最も好ましい。
【００６２】
なお、絶縁性接着材１４及び接着材３５ａ，３５ｂは、ペースト状のものであってもよいが、それを塗布するよりもテープ状のものを貼着する方が容易であるから、これを選択するのが好ましい。
【００６３】
また、接着材３５ａ，３５ｂは、一般に、感圧型のものが用いられるが、熱硬化性のものやその他のもの、例えば、常温硬化型のもの等を用いてもよく、熱硬化型のものを用いる場合においては、製造の所定工程で加熱固定される。更に、必要ならば、アンテナ電極６又は拡大電極１１ａ，１１ｂに導電性接着材８を塗布又は貼着してもよい。
【００６４】
本発明に係るインターポーザー基板７は、上述した図９に示されているものに限定されず、他の形態に設けられているものであってもよい。
【００６５】
例えば、図１１に示されるように、ウエハ１５の電極以外の部分にコートされているガラスパッシベーション膜２２をウエハ表面の絶縁層としてそのまま利用し、このガラスパッシベーション膜２２を絶縁層とするＩＣチップ４が埋め込まれたインターポーザー基板７の基材１０上に拡大電極１１ａ，１１ｂが形成されているものであってもよい。
【００６６】
また、図１２に示されるように、ガラスパッシベーション膜２２を絶縁層とするＩＣチップ４が埋め込まれたインターポーザー基板７の基材１０上に電極１２ａ，１２ｂ部分のみを開口させるように感光性エポキシ樹脂層３６が形成されていると共に該感光性エポキシ樹脂層３６上に拡大電極１１ａ，１１ｂが形成されているものであってもよい。更に、上述の感光性エポキシ樹脂層３６に代えてソルダーレジスト２０を形成したものであってもよい。
【００６７】
かかる感光性エポキシ樹脂層３６又はそれに代えてのソルダーレジスト２０は、原材３０のチップ埋め込み用穴３１にＩＣチップ４を挿入し固着した後、例えば、スクリーン印刷機を用いて所定厚さに印刷して形成すればよく、そして、引き続いて、そのようにして形成された感光性エポキシ樹脂層３６又はソルダーレジスト２０上に拡大電極１１ａ，１１ｂを形成した後、原材３０を基材１０単位の大きさに打ち抜きすることによって図１２に示される構造のインターポーザー基板７を製造することができる。
【００６８】
なお、図９及び図１２のインターポーザー基板７は、ソルダーレジスト２０又はエポキシ樹脂層３６でＩＣチップ４を保護している為に、それらを形成していない図１１のインターポーザー基板７に比して熱的影響に対して強いと共に取り扱いが容易である。
【００６９】
また、図９のインターポーザー基板７と図１２のそれとの対比においては、前者は、基材１０の上面（拡大電極１１ａが形成される方の面）とソルダーレジスト２０の上面とに段差が生じ易いのに対し、後者は、それが生じない為に、そこに拡大電極１１ａ，１１ｂを形成する上で後者の方が有利である。
【００７０】
かかる拡大電極１１ａ，１１ｂの形成も、上述のスクリーン印刷法による形成に限定されず他の方法で形成してもよい。例えば、原材３０に埋設のＩＣチップ４のアルミ電極１２ａ，１２ｂが露出されている面の全体（全面）にアルミスパッタリングによって金属膜を形成し、次いで、金属膜の全面にレジストを塗布し乾燥後、露光・現像によってレジストパターンマスクを形成し、引き続いて、アルミエッチング液を用いてマスク開口部のアルミを除去することによって拡大電極１１ａ，１１ｂを形成することができる。
【００７１】
また、拡大電極１１ａ，１１ｂ及びアンテナ電極３ａ，３ｂは、必要に応じて他の材質であってもよく、その形状、大きさ、厚さ等は適宜決定される。
【００７２】
また、ＩＣチップ４の製造方法も、他の方法であってもよい。例えば、上面に非接触ＩＤカード類用のＩＣ回路を形成した上述のウエハ１５を用い、研磨して所定厚さ（例えば、５０μｍ）にし、フォトレジストを塗布し乾燥した後、フォトマスクを用いてアルミ電極１２ａ，１２ｂ部分のみを露光・現像し、そこのフォトレジストを除去してアルミ電極１２ａ，１２ｂのみを露出させる。
【００７３】
次いで、ウエハ１５をプラズマ処理し、アルミ電極１２の表面の酸化膜を除去した後、スパッタリングによって、所定厚さ（例えば、０．５μｍ）のチタンタングステン層を形成すると共に、かかるチタンタングステン層上に所定厚さ（例えば、０．０５μｍ）の金層を形成し、最後にフォトレジストを剥離する。このチタンタングステン層及び金層がＵＢＭ層１９である。
【００７４】
以下、ダイヤモンドブレード２５を回転させてウエハ１５を所定の大きさにダイシングカットし、これによって得られるＩＣチップ４をサポートフィルム２４から取り外せばよい。
【００７５】
また、アンテナ回路基板２とインターポーザー基板７との積層は、一般には、下側のアンテナ回路基板２に対して上側からインターポーザー基板７を積層するが、上側のアンテナ回路基板２に対して下側からからインターポーザー基板７を接合させてもよい。
【００７６】
その際、アンテナ回路基板２に対するインターポーザー基板７の位置決め用の手段として、例えば、Ｌ字型のマークをアンテナ回路基板２上に設けたり、或るいはガイドピンを設けたりすることによって積層又は接合精度の一定化を図ることができる。
【００７７】
また、積層した両基板２，７を図１３に示されるように、上下一対のかしめツール３６ａ，３６ｂで圧搾して接合強化を図ってもよい。アンテナ回路基板２に対するインターポーザー基板７の貼付け位置に常温瞬間硬化タイプの絶縁性接着剤を塗布し、そこにインターポーザー基板７を貼付けた後、かしめツール３６ａ，３６ｂを用いて電極同士を押圧することにより、非接触ＩＤカードを組み立てることができる。例えば、貨物等の帳票に予めアンテナ回路を形成しておけば、必要に応じてインターポーザー基板を貼り付けることができる。アンテナ回路を形成するアンテナ回路基板の寸法及び材質は任意に選択することが可能である。また、テープ状のインターポーザー基板をリールに巻き取り、必要に応じてバーコード用タグと同様に繰り出して切断し、これをアンテナ回路基板に貼り付けるようにしてもよい。
【００７８】
本発明においては、上述のように、拡大電極１１ａ，１１ｂを介してＩＣチップ４の電極１２ａ，１２ｂとアンテナ６の電極３ａ，３ｂとを接合するように両基板を積層しているので、ＩＣチップの小形微細化に左右されずに簡単に両電極同士の位置合わせを行うことができ、従って、非接触ＩＤカードや非接触タグ等のような非接触ＩＤカード類を手作業で製造することも可能であるが、図１４に示す装置を用いて製造することもできる。
【００７９】
この製造装置は、アンテナ回路基板用原材巻出機４０、アンテナ回路印刷機４１、オーブン４２、インターポーザー基板用原材巻出機４３、プレスカット装置４４、残さ原材巻取機４５、インターポーザー基板仮貼着機４６、インターポーザー基板移送装置４７、インターポーザー基板本貼着機４８、乾燥機４９、製品巻取機５０を備えている。
【００８０】
この製造装置では、アンテナ回路基板用原材巻出機４０から送出される原材３７に、アンテナ回路印刷機４１でアンテナ回路（アンテナ６及び電極３ａ，３ｂ）を印刷し、次いで、オーブン４２で加熱してアンテナ回路を固定する。それと並行して、インターポーザー基板用原材巻出機４３から送出される原材３０をプレスカット装置４４で打ち抜いて所定大きさのインターポーザー基板７を得ると共に、インターポーザー基板７を打ち抜いた後の残さ原材３０が残さ原材巻取機４５で巻き取られる。
【００８１】
原材３０から打ち抜かれたインターポーザー基板７は、インターポーザー基板移送装置４７によって保持されて接着箇所（積層位置）へ移送され、すなわち、原材３７の上面に形成されているアンテナ回路の上方へ移送される。その際、インターポーザー基板７に拡大電極１１ａ，１１ｂが形成されている為に、原材３７に形成のアンテナ回路に対する位置合わせを容易に行うことができる。
【００８２】
なお、インターポーザー基板用原材巻出機４３から送出される原材３０は、ＩＣチップ４を埋設し、かつ拡大電極１１ａ、１１ｂを形成すると共に、絶縁性接着材１４及び接着材３５ａ，３５ｂを貼着（図１０参照）し、更に接着面を保護テープ５１で保護したものであるが、これは、予め前工程でリール巻きされてインターポーザー基板用原材巻出機４０にセットされる。また、原材３０の送出に際し、保護テープ５１が巻き取られて原材３０から剥離される。これによって、絶縁性接着材１４及び接着材３５ａ，３５ｂの接着面（図１０において下面側）が露出される。
【００８３】
図１５においてインターポーザー基板７の移送態様が示されているが、同図において、インターポーザー基板移送装置４７は、機台４７ａに固着されているレール４７ｂで案内されて図示矢印方向へ移動し得るチャック付スライダー４７ｃと、原材３０から打ち抜かれたインターポーザー基板７を吸着器４７ｄで吸着保持し、それをスライダー４７ｃへ渡す吸着バンド４７ｅとを備えている。
【００８４】
その為、チャック付スライダー４７ｃがインターポーザー基板７をチャックで把持して右側の鎖線で示されている箇所へ移動すると、その上方へ移動されているインターポーザー基板仮貼着機４６の吸着ヘッド４６ａが下方へ移動してインターポーザー基板７を吸着保持し、次いで、上方へ移動した後、更に右側の原材３７の上方へ移動する。このようにして原材３７の上面に形成されているアンテナ回路の上方へインターポーザー基板７を移送することができ、そして、吸着ヘッド４６ａを下方へ移動することによって仮付け（仮接合）することができる。
【００８５】
なお、プレスカット装置４４は、固定側の下金型４４ａと可動側の上金型４４ｂとで原材３０からインターポーザー基板７を打ち抜きすることができ、かつ打ち抜きを終えると上金型４４ｂが上方へ移動される。すると、吸着バンド４７ｅの軸アーム４７ｆが回転して吸着器４７ｄが下金型４４ａの上方へ移動され、次いで、軸アーム４７ｆが下方へ移動される。
【００８６】
従って、原材３０から打ち抜きされたインターポーザー基板７を吸着器４７ｄで吸着保持することができるが、引き続いて、軸アーム４７ｆが上方へ移動されると共に回転され、インターポーザー基板７を吸着保持している吸着器４７がチャック付スライダー４７上へ移動される。
【００８７】
上述において、吸着器４７ｄ及び吸着ヘッド４６ａは、図１０に示される基材１０の上面（接着材３５ａ，３５ｂ及び絶縁性接着材１４が塗布又は貼着されていない方の面）に接触されて吸着保持し、また、チャック付スライダー４７ｃの前記チャックは、基材１０の左右端（図１０において接着材３５ａ，３５ｂが塗布又は貼着されていない左右端）を把持する。
【００８８】
なお、原材３０は、インターポーザー基板７の打ち抜き中及び移送中は移送停止され、それを終えると移送開始される。このように原材３０は間欠移送される。一方、原材３７は所定速度で連続移送される。また、下金型４４ａの凸部及び上金型４４ｂの凹部は、接着材３５ａ，３５ｂ及び絶縁性接着材１４が付着し難い材料で構成されている。
【００８９】
次いで、原材３７に対する接着箇所の上方へ移送されたインターポーザー基板７がインターポーザー基板仮貼着機４６によって仮付け（仮接合）、すなわち、絶縁性接着材１４及び接着材３５ａ，３５ｂを介して仮付けされ、引き続いて、インターポーザー基板本貼着機４８の所へ移送されてここで圧搾等によって本貼付け（本接合）され、更に乾燥機４９で絶縁性接着材１４及び接着材３５ａ，３５ｂが熱硬化された後、製品巻取機５０で巻き取られる。
【００９０】
なお、製造速度を高める為に、プレスカット装置４４、インターポーザー基板移載装置４７、インタポーザー基板仮貼着機４６及びインターポーザー基板本貼着機４８は複数ヘッド型に構成されている。
【００９１】
上述した一連の製造ラインによれば、精度の高いボンダーなどを不要とし、安価に高速で非接触ＩＤカード類を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明したように本発明によれば、ＩＣチップを埋設し、かつＩＣチップの電極に接続された拡大電極を形成したインターポーザー基板を使用する為に、アンテナ回路基板に対してインターポーザー基板を導通状態に積層しようとする場合において、アンテナ回路基板のアンテナ電極に対する拡大電極の位置合わせを簡単に行うことができるので、ＩＣチップが小形微細化されても、非接触ＩＤカード類の製造コスト（主として実装コスト）の増加阻止を図ることができる。
【００９３】
また、アンテナ回路基板とインターポーザー基板間の封止部に絶縁性接着材を充填して両基板の接合を強化し、ＩＣチップの電極にアンダーバリヤーメタル層（ＵＢＭ層）を形成することにより、アンテナ回路基板とインターポーザー基板との積層構造であっても、所定箇所の絶縁と併せてＩＣチップの電極とアンテナ回路基板のアンテナ電極との電気的接合状態を良好に保つ（導通状態に保つ）ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る非接触ＩＤカード類の基板積層態様を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】インターポーザー基板の正面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】ＩＣ回路を形成したウエハを示す図である。
【図６】ウエハのダイシングカット態様を示す図である。
【図７】インターポーザー基板を製造する為の原材を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図８】チップ埋め込み用穴にＩＣチップを挿入する態様を示す図である。
【図９】インターポーザー基板の要部の拡大図である。
【図１０】本発明に係る非接触ＩＤカード類の他の基板積層態様を示す正面図である。
【図１１】インターポーザー基板の他の例を示す図である。
【図１２】インターポーザー基板の更に他の例を示す図である。
【図１３】積層されたアンテナ回路基板とインターポーザー基板を圧搾する態様を示す図である。
【図１４】非接触ＩＤカード類製造装置の構成を示す図である。
【図１５】図１４のＺ−Ｚ矢視図である。
【図１６】従来の非接触ＩＤカード類の接合態様を示す図である。
【図１７】図１６のアンテナ形成部の平面図である。

Claims (22)

  1. アンテナ回路基材と該アンテナ回路基材に形成されたアンテナとを備えたアンテナ回路基板と、チップ埋め込み用穴を有するインターポーザー基材と該チップ埋め込み用穴に埋め込まれたＩＣチップと前記インターポーザー基材上に前記ＩＣチップの電極に対して接続するように印刷により形成された拡大電極とを備えたインターポーザー基板とで構成され、前記アンテナの電極と前記拡大電極とを接合するように両基板が積層されていることを特徴とする非接触ＩＤカード類。
  2. 前記アンテナ電極と前記拡大電極とが導電性接着材で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＤカード類。
  3. 前記アンテナ回路基板の基材と前記インターポーザー基板の基材との接着によって前記アンテナ電極と前記拡大電極とが直接、接合されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＤカード類。
  4. 前記アンテナ回路基板のアンテナ形成部及び前記ＩＣチップの電極形成部を封止するように、前記アンテナ回路基板の基材と前記インターポーザー基板の基材間に絶縁性接着材が配設されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の非接触ＩＤカード類。
  5. 前記ＩＣチップの電極がアンダーバリヤーメタル層を形成していることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の非接触ＩＤカード類。
  6. 前記インターポーザー基板の基材及び前記アンテナ回路基板の基材が樹脂フィルムで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＤカード類。
  7. アンテナ回路基材上にアンテナを形成し、前記アンテナ回路基材と前記アンテナとを備えたアンテナ回路基板を得る工程と、インターポーザー基材にチップ埋め込み用穴を形成する工程と、前記インターポーザー基材のチップ埋め込み用穴にＩＣチップを埋め込む工程と、前記インターポーザー基材上に前記ＩＣチップの電極に対して接続するように拡大電極を印刷により形成し、前記インターポーザー基材と前記ＩＣチップと前記拡大電極とを備えたインターポーザー基板を得る工程と、前記アンテナの電極と前記拡大電極とを接合するように前記インターポーザー基板とアンテナ回路基板とを積層する工程とを有していることを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造方法。
  8. 前記アンテナ電極と前記拡大電極とを導電性接着材で接合するように両基板を積層することを特徴とする請求項７に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  9. 前記アンテナ回路基板の基材と前記インターポーザー基板の基材とを接着することによって前記アンテナ電極と前記拡大電極とを直接、接合するように両基板を積層することを特徴とする請求項７に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  10. 前記電極形成工程を経たインターポーザー基板に、前記ＩＣチップの電極形成部を被覆するように絶縁性接着材を付着する接着材付着工程を経てから両基板を積層することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  11. 前記拡大電極をスクリーン印刷法によって形成することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  12. アンテナ回路基板の原材にアンテナ及びアンテナ電極からなる複数のアンテナ回路を形成する工程と、インターポーザー基板の原材に複数のチップ埋め込み用穴を形成する工程と、前記チップ埋め込み用穴にＩＣチップを埋設する工程と、前記インターポーザー基板の原材に前記ＩＣチップと導通する拡大電極を印刷により形成する工程と、前記インターポーザー基板の原材からＩＣチップ及び拡大電極を有するインターポーザー基板を打ち抜く工程と、打ち抜かれたインターポーザー基板の拡大電極と前記アンテナ電極とを導通状態に接合する工程とを有することを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造方法。
  13. 予め複数のチップ埋め込み用穴にＩＣチップが埋設されていて該ＩＣチップと導通する拡大電極が印刷により形成されたインターポーザー基板の原材から、ＩＣチップ及び拡大電極を有するインターポーザー基板を打ち抜く工程と、アンテナ及びアンテナ電極からなる複数のアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板の原材上で、打ち抜かれたインターポーザー基板の拡大電極と前記アンテナ電極とを導通状態に接合する工程とを有することを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造方法。
  14. 前記インターポーザー基板の原材及び前記アンテナ回路基板の原材が予めリール状に巻かれていることを特徴とする請求項１３に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  15. 予め複数のチップ埋め込み用穴にＩＣチップが埋設されていて該ＩＣチップと導通する拡大電極が印刷により形成されたインターポーザー基板の原材から、ＩＣチップ及び拡大電極を有するインターポーザー基板を打ち抜く手段と、アンテナ及びアンテナ電極からなる複数のアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板の原材上で、打ち抜かれたインターポーザー基板の拡大電極と前記アンテナ電極とを導通状態に接合する手段とを有することを特徴とする非接触ＩＤカード類の製造装置。
  16. 前記インターポーザー基板の原材及び前記アンテナ回路基板の原材が予めリール状に巻かれていることを特徴とする請求項１５に記載の非接触ＩＤカード類の製造装置。
  17. 前記インターポーザー基材及び前記アンテナ回路基材がそれぞれ平面に広がる基材であり、前記アンテナの電極及び前記拡大電極がそれぞれ前記インターポーザー基材及び前記アンテナ回路基材の表面から突出した構造を有することを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＤカード類。
  18. 前記ＩＣチップの電極以外の部分と前記拡大電極との間に絶縁層が介在していることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＤカード類。
  19. 前記インターポーザー基材に埋設されたＩＣチップの電極以外の部分と前記拡大電極との間に樹脂層が介在していることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＤカード類。
  20. 前記インターポーザー基材及び前記アンテナ回路基材がそれぞれ平面に広がる基材であり、前記アンテナの電極及び前記拡大電極がそれぞれ前記インターポーザー基材及び前記アンテナ回路基材の表面から突出した構造を有することを特徴とする請求項７に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  21. 前記ＩＣチップの電極以外の部分と前記拡大電極との間に絶縁層が介在していることを特徴とする請求項７に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
  22. 前記インターポーザー基材に埋設されたＩＣチップの電極以外の部分と前記拡大電極との間に樹脂層が介在していることを特徴とする請求項７に記載の非接触ＩＤカード類の製造方法。
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