JP3831726B2 - 非接触型ｉｃカードの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、平面コイルと、半導体素子とを具備し、平面コイルの端子部と前記半導体素子の電極端子とが電気的に接続された非接触型ＩＣカードを製造する非接触型ＩＣカードの製造方法に関する。

従来の非接触型ＩＣカード５０の構成を図６を用いて説明する。
平面コイル５２は、樹脂フィルム等の絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に形成された金属箔（例えば銅箔）にエッチング等を施してロ字形の渦巻き状に形成したり、また絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に導電性ペーストを印刷し乾燥することで渦巻き状に形成したりすることによって製造される。平面コイル５２の両端部は、端子部５２ａとなる。
半導体素子５６は、その一方の面に、平面コイル５２の各端子部５２ａと接続される電極端子５８が２つ突出して形成されている。

そして半導体素子５６は、図７に示すように、２つの電極端子５８が平面コイル５２の一部を跨ぎ、各電極端子５８が平面コイル５２の各端子部５２ａ上に位置するように絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に位置決めされて取り付けられる。
具体的には、半導体素子５６は、図８に示すように、異方性導電膜６０を介して絶縁樹脂薄膜体５４に圧着されて固定される。これにより、突出した電極端子５８と電極端子５８に対向する端子部５２ａとの間に導電パスが形成されて半導体素子５６の電極端子５８と平面コイル５２の端子部５２ａとが電気的に接続される。

そして、平面コイル５２と半導体素子５６が配置された絶縁樹脂薄膜体５４に、その両側から、片面に接着層６１が形成された樹脂製のオーバーシート６２を装着し、オーバーシート６２を加熱・加圧して一体的に形成することによって、図６に示す構造の非接触型ＩＣカード５０となる。

また、近年では、半導体素子５６の小型化が進み、これに伴なって半導体素子５６に形成される一対の電極端子５８間の間隔が狭くなってきており、この場合には前述のように、半導体素子５６を、その電極端子５８が平面コイル５２の内側と外側に位置するように平面コイル５２上に跨がせて配置することができない。
このため、図９や図１０に示すように、平面コイル５２の一方の端子部５２ａ（一例として内側の端子部５２ａ）を絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面側を介して平面コイル５２の外側に引き出し、他方の端子部５２ａに近接して配置する構造が提案されている。
これにより、電極端子５８同士の間隔が狭い半導体素子５６であっても、半導体素子５６を、絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面の、平面コイル５２と重ならない位置に配置し、平面コイル５２を跨がせることなく、前述の例と同様の取り付け構造を用いてその電極端子５８を平面コイル５２の端子部５２ａと電気的に接続することができる。

しかしながら、この図９や図１０に示す構造では、絶縁樹脂薄膜体５４の両面に金属箔を形成し、エッチングして、平面コイル５２以外に引き出し用配線パターン６４を形成する必要があり、また一方の面に形成した平面コイル５２と他方の面に形成した引き出し用配線パターン６４とを電気的に接続するスルーホール６６を形成する必要もあることから、製造工程が増え、また両面に金属箔が貼り付けられた絶縁樹脂薄膜体を使用する必要があることから、材料費も高くなって、製品コストがアップしてしまうという課題がある。

従って、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、絶縁樹脂薄膜体の平面コイルの形成面の背面側に配線パターンを形成しなくても、小型で電極端子間の隙間が狭い半導体素子を取り付けることができる非接触型ＩＣカードの製造方法を提供することにある。

本発明にかかる非接触型ＩＣカードの製造方法によれば、平面コイルと半導体素子とが絶縁樹脂薄膜体の一方の面に配置され、前記平面コイルの端子部と前記半導体素子の電極端子とが電気的に接続された非接触型ＩＣカードを製造する非接触型ＩＣカードの製造方法において、絶縁樹脂薄膜体の一方の面に平面コイルを形成する平面コイル形成工程と、平面コイルの両端子部を絶縁樹脂薄膜体の他方の面側に露出させる第１貫通穴および第２貫通穴、ならびに絶縁樹脂薄膜体の一方の面に配置される半導体素子の両電極端子を絶縁樹脂薄膜体の他方の面側に露出させる第３貫通穴および第４貫通穴を、絶縁樹脂薄膜体にあける穴あけ工程と、両電極端子にバンプが形成された半導体素子を、該各バンプが第３貫通穴内および第４貫通穴内に位置するように絶縁樹脂薄膜体の一方の面に貼り付けて固定する半導体素子貼り付け工程と、平面コイルの端子部と半導体素子の電極端子との間を電気的に接続する配線パターンを形成するように、絶縁樹脂薄膜体の他方の面に導電性ペーストを塗布するとともに、第１貫通穴内、第２貫通穴内、第３貫通穴内および第４貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程と、導電性ペーストを乾燥させるペースト乾燥工程と、平面コイルと半導体素子とが配置された絶縁樹脂薄膜体に、その両側から樹脂製のオーバーシートを装着するカード化工程とを含むことを特徴としている。

また、請求項２記載の非接触型ＩＣカードの製造方法によれば、平面コイルが絶縁樹脂薄膜体の一方の面に配置され、半導体素子が絶縁樹脂薄膜体の他方の面に配置され、前記平面コイルの端子部と前記半導体素子の電極端子とが電気的に接続された非接触型ＩＣカードを製造する非接触型ＩＣカードの製造方法において、絶縁樹脂薄膜体の一方の面に平面コイルを形成する平面コイル形成工程と、絶縁樹脂薄膜体の他方の面に配置される半導体素子の両電極端子を絶縁樹脂薄膜体の一方の面側に露出させる第３貫通穴および第４貫通穴を、絶縁樹脂薄膜体にあける穴あけ工程と、両電極端子にバンプが形成された半導体素子を、該各バンプが第３貫通穴内および第４貫通穴内に位置するように絶縁樹脂薄膜体の他方の面に貼り付けて固定する半導体素子貼り付け工程と、平面コイルを横切る配線パターンを形成する部位には、平面コイルを覆うように絶縁体を配置する工程と、平面コイルの端子部と半導体素子の電極端子との間を電気的に接続する配線パターンを形成するように、且つ平面コイルを横切る部位では前記絶縁体の表面を経由して、絶縁樹脂薄膜体の一方の面に導電性ペーストを塗布するとともに、第３貫通穴内および第４貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程と、導電性ペーストを乾燥させるペースト乾燥工程と、平面コイルと半導体素子とが配置された絶縁樹脂薄膜体に、その両側から樹脂製のオーバーシートを装着するカード化工程とを含むことを特徴としている。
具体的には、前記配線パターンが横切る前記平面コイルの表面が絶縁体で覆われ、該絶縁体上に配線パターンを形成する。

また、前記平面コイルは絶縁樹脂薄膜体の一方の面に貼り付けられた金属箔をエッチングして形成されていることを特徴としてもよい。
さらに、前記穴あけ工程を実行した後、前記第１貫通穴および第２貫通穴から露出する平面コイルの両端子部の表面に金めっき皮膜を形成する表面処理工程を実行することを特徴としてもよい。これにより、導電性ペーストの端子部への密着性が向上する。

請求項２記載の非接触型ＩＣカードの製造方法において、前記平面コイルは絶縁樹脂薄膜体の一方の面に貼り付けられた金属箔をエッチングして形成されていることを特徴としてもよい。
さらに、請求項５記載の非接触型ＩＣカードの製造方法において、前記穴あけ工程を実行した後、平面コイルの両端子部の表面に金めっき皮膜を形成する表面処理工程を実行することを特徴としてもよい。これにより、導電性ペーストの端子部への密着性が向上する。

また、前記平面コイルは絶縁樹脂薄膜体の一方の面に導電性ペーストを印刷して形成されていることを特徴としてもよい。

本発明に係る非接触型ＩＣカードの製造方法によれば、絶縁樹脂薄膜体の平面コイルの形成面の背面側に配線パターンを形成しなくても、小型で電極端子間の隙間が狭い半導体素子を取り付けることができる。このため、例えば両面に銅箔が貼り付けられた絶縁樹脂薄膜体を用いる必要が無くなり、製造コストが低減でき、製品コストを下げることが可能となる。

以下、本発明に係る非接触型ＩＣカードの製造方法の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、従来例と同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
(第１の実施の形態)
非接触型ＩＣカード１０の構造について説明する。なお、従来例と同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
まず、非接触型ＩＣカード１０の構成の内、従来例で説明した非接触型ＩＣカード５０と同じ構成についてその概要を図６を用いて説明する。
絶縁樹脂薄膜体５４ の表面に平面コイル５２が形成され、同じく絶縁樹脂薄膜体５４の表面に半導体素子５６が、その電極端子５８と平面コイル５２の端子部５２ａとが電気的に接続された状態で取り付けられ、半導体素子５６と平面コイル５２と絶縁樹脂薄膜体５４とが、絶縁樹脂薄膜体５４の両側から装着されたオーバーシート６２によってカバーされて一体的に形成された構成である。

次に、本発明に係る非接触型ＩＣカード１０の特徴部分であり、従来例とは異なる、平面コイル５２と半導体素子５６との電気的接続構造について説明する。
本実施の形態では、図１や図２に示すように、平面コイル５２と半導体素子５６とが、絶縁樹脂薄膜体５４の同じ面に配置された場合である。
詳細には、平面コイル５２は絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面（図１や図２の下面）に配置され、同様に半導体素子５６も絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に配置されている。

そして、平面コイル５２の端子部５２ａと半導体素子５６の電極端子５８との接続構造は、絶縁樹脂薄膜体５４には、平面コイル５２の端子部５２ａおよび半導体素子５６の電極端子５８を他方の面側に露出させる貫通穴（１４ａと１４ｂ、１４ｃと１４ｄ）が形成され、絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面（図１や図２の上面）には、両端部が各貫通穴１４ａ〜１４ｄに充填されて平面コイル５２の端子部５２ａと半導体素子５６の電極端子５８との間に延在する導電性ペーストを用いて形成した２本の接続用配線パターン１２ａ、１２ｂが形成されることによって、平面コイル５２の各端子部５２ａと半導体素子５６の各電極端子５８とが電気的に接続された構造となっている。
これにより、従来のように絶縁樹脂薄膜体５４の平面コイル５２が形成された面の背面側に予め金属箔をエッチングすることによって引き出し用配線パターン６４を形成しておく必要が無くなり、両面に銅箔を貼りつけた絶縁樹脂薄膜体５４を使用しなくても良いために、製品コストの低減が図れる。

また、貫通穴１４ｃ、１４ｄ内に充填された導電性ペーストとの電気的接続を良好にするため、半導体素子５６の電極端子５８の場合には例えば図２に示すように、電極端子５８の表面に金バンプ１６を突設させるようにしても良い。また、同じく平面コイル５２の端子部５２ａの場合にも、貫通穴１４ａ、１４ｂから露出する端子部５２ａの表面に金めっきを施す等の表面処理を行い、金めっき被膜１８を形成するようにしても良い。

続いて、非接触型ＩＣカード１０の製造方法について図５を用いて説明する。
最初に、半導体素子５６側は、その電極端子５８の表面に金バンプ１６を形成する。また、片面(一方の面)に金属箔、例えば銅箔が貼り付けられた絶縁樹脂薄膜体（例えばＰＥＴ基板）５４を用意する。
次に、この絶縁樹脂薄膜体５４の金属箔をエッチングして平面コイル５２を形成する（平面コイル形成工程）。

次に、絶縁樹脂薄膜体５４にレーザー等を用いて貫通穴１４ａ〜１４ｅをあける(穴あけ工程)。貫通穴には、前述のように平面コイル５２の端子部５２ａを、絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面側に露出させる第１貫通穴１４ａと第２貫通穴１４ｂ、さらに絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に配置される半導体素子５６の電極端子５８を、同じく絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面側に露出させる第３貫通穴１４ｃと第４貫通穴１４ｄがある。なお、第５貫通穴１４ｅは、絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に配置される半導体素子５６の領域内に設けられ、固定用樹脂を注入するために使用される。

次に、第１貫通穴１４ａと第２貫通穴１４ｂから露出する平面コイル５２の端子部５２ａの表面に金めっき被膜１８を形成する（平面コイルの端子部の表面処理工程）。
これにより、導電性ペーストの端子部５２ａへの密着性が向上する。
次に、電極端子５８にバンプ１６が形成された半導体素子５６を、バンプ１６が第３貫通穴１４ｃと第４貫通穴１４ｄ内に位置するように、絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面に貼り付けて固定する(半導体素子貼り付け工程)。貼り付け作業は、半導体素子５６を絶縁樹脂薄膜体５４に密着させた状態で、第５貫通穴１４ｅから接着剤を流し込んで、半導体素子５６を絶縁樹脂薄膜体５４に接着する。

次に、絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面に、導電性ペースト（一例として、エポキシ系樹脂中に銀フィラーを含んだもの）を、第１貫通穴１４ａと第３貫通穴１４ｃの間、第２貫通穴１４ｂと第４貫通穴１４ｄの間に、好ましくは最短距離で塗布する（導電ペースト印刷工程）。この際、各貫通穴１４ａ〜１４ｄ内には導電性ペーストを充填し、電極端子５８および端子部５２ａに導電性ペーストが良好に密着するようにする。これにより、第１貫通穴１４ａと第３貫通穴１４ｃの間、第２貫通穴１４ｂと第４貫通穴１４ｄの間には、導電性ペーストが延在した状態となる。

次に、導電性ペーストを乾燥し、配線パターン１２（１２ａと１２ｂ）を形成する。これにより、平面コイル５２の端子部５２ａと半導体素子５６の電極端子５８とが電気的に接続される（ペースト乾燥工程）。
次に、従来例と同様に、平面コイル５２と半導体素子５６が配置された絶縁樹脂薄膜体５４に、その両側から、片面に接着層６１が形成された樹脂製のオーバーシート６２を接着層６１が絶縁樹脂薄膜体５４側になるように装着し、オーバーシート６２を加熱・加圧して一体的に形成することによって、図６に示すような非接触型ＩＣカード１０とする（カード化工程）。

(第２の実施の形態)
本実施の形態では、図３や図４に示すように、平面コイル５２と半導体素子５６とが、絶縁樹脂薄膜体５４の異なる面に配置された場合である。
詳細には、平面コイル５２は絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面（図３や図４の上面）に配置され、半導体素子５６は絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面（図３や図４の下面）に配置されている。

そして、平面コイル５２の端子部５２ａと半導体素子５６の電極端子５８との接続構造は、絶縁樹脂薄膜体５４には、半導体素子５６の電極端子５８を一方の面に露出させる第３貫通穴１４ｃと第４貫通穴１４ｄが形成され、絶縁樹脂薄膜体５４の一方の面には、一端部が貫通穴１４ｃ、１４ｄに充填され、他端部が平面コイル５２の端子部５２ａ上に重なって平面コイル５２の端子部５２ａと半導体素子５６の電極端子５８との間に延在する導電性ペーストを用いて形成した配線パターン１２（１２ａ、１２ｂ）が２本形成されることによって、平面コイル５２の端子部５２ａと半導体素子５６の電極端子５８とが電気的に接続された構造となっている。

また、本実施の形態では、絶縁樹脂薄膜体５４の平面コイル５２が形成された面と同じ面に、配線パターン１２が形成されるため、一方の配線パターン１２ｂは平面コイル５２を横切ることになる。
従って、平面コイル５２と平面コイル５２を横切る配線パターン１２ｂとが短絡しないように、相互間を電気的に絶縁させる必要がある。このため、図３や図４に示すように、この配線パターン１２ｂと平面コイル５２との間には絶縁ペーストや絶縁樹脂シート等で形成された絶縁体２０を介在させ、絶縁体２０上に配線パターン１２ｂが形成される構成となっている。

これにより、本実施の形態の非接触型ＩＣカードの場合でも、従来のように絶縁樹脂薄膜体５４の平面コイル５２が形成された面の背面側に予め金属箔をエッチングすることによって配線パターンを形成しておく必要が無くなり、両面に銅箔を貼りつけた絶縁樹脂薄膜体５４を使用しなくても良い。このために、製品コストの低減が図れる。

続いて、非接触型ＩＣカード１０の製造方法について説明する。なお、製造工程の基本的な流れは前述の第１の実施の形態と同じであるから、図５を用いて相違する工程についてのみ説明する。
平面コイル形成工程は第１の実施の形態と同じである。
穴あけ工程では、半導体素子５６の電極端子５８を露出させる第３貫通穴１４ｃと第４貫通穴１４ｄ、そして半導体素子５６を固定するための第５貫通穴１４ｅのみを形成する。
平面コイルの端子部の表面処理工程では、平面コイル５２の端子部５２ａの表面全体に金めっき被膜１８を形成する。
半導体素子貼り付け工程では、電極端子５８にバンプ１６が形成された半導体素子５６を、バンプ１６が第３貫通穴１４ｃと第４貫通穴１４ｄ内に位置するように、絶縁樹脂薄膜体５４の他方の面に貼り付けて固定する。

そして、半導体素子貼り付け工程の後、導電ペースト印刷工程の前に、配線パターン１２ｂが横切る平面コイル５２の部位に、平面コイル５２を覆うように、絶縁体２０を配置する。一例として、絶縁ペーストを塗布し、乾燥させて絶縁体２０を形成する(絶縁ペースト印刷工程)。なお、絶縁シートを平面コイル５２に接着して絶縁体２０とすることも可能である。
その他の、導電ペースト印刷工程からカード化の工程は第１の実施の形態と同じである。なお、導電ペースト印刷工程では、配線パターン１２ｂとなる導電性ペーストは、絶縁体２０の表面を経由して第４貫通穴１４ｄと平面コイル５２の端子部５２ａとの間に延在する構成となる。

また、前述の第１の実施の形態や第２の実施の形態において、平面コイル５２を導電性ペーストを印刷することによっても形成することが可能である。
この場合、平面コイル５２と半導体素子５６とを電気的に接続する配線パターン１２ａ、１２ｂも導電性ペーストで形成されているから、配線パターン１２ａ、１２ｂと接触する平面コイル５２の端子部５２ａの表面処理（金めっき処理）は行わなくても十分に相互間の電気的な接続を確保することが可能である。よって、図５に示す平面コイル５２の端子部５２ａの表面処理工程は不要となる。

また、前述の各実施の形態では、半導体素子５６は、平面コイル５２と重ならない平面コイル５２の外側の領域に位置決めして配置されているが、非接触型ＩＣカード１０の外形を小型化できるように平面コイル５２の内側領域内に配置することも可能である。
また、平面コイル５２として、金属薄板をプレス加工またはエッチング加工して形成したコイルを、絶縁樹脂薄膜体５４に接着したものを用いることも可能である。

非接触型ＩＣカードの第１の実施の形態の構造を説明するための説明図（要部平面図）である。 図１のＷ−Ｗ断面図である。 非接触型ＩＣカードの第２の実施の形態の構造を説明するための説明図（要部平面図）である。 図３のＷ−Ｗ断面図である。 図１の製造方法を説明するための工程図である。 （ａ）は非接触型ＩＣカードの構成を説明するための平面図、（ｂ）はそのＷ−Ｗ断面図である。 従来の非接触型ＩＣカードの一例の構成を説明するための平面図である。 図７のＷ−Ｗ断面図である。 従来の非接触型ＩＣカードの他の例の構成を説明するための平面図である。 図９のＷ−Ｗ断面図である。

符号の説明

１０ 非接触型ＩＣカード
１２ 配線パターン
１４ａ〜１４ｅ 貫通穴
５２ 平面コイル
５２ａ 平面コイルの端子部
５４ 絶縁樹脂薄膜体
５６ 半導体素子
５８ 電極端子

Claims (7)

1. 平面コイルと半導体素子とが絶縁樹脂薄膜体の一方の面に配置され、前記平面コイルの端子部と前記半導体素子の電極端子とが電気的に接続された非接触型ＩＣカードを製造する非接触型ＩＣカードの製造方法において、
   絶縁樹脂薄膜体の一方の面に平面コイルを形成する平面コイル形成工程と、
   平面コイルの両端子部を絶縁樹脂薄膜体の他方の面側に露出させる第１貫通穴および第２貫通穴、ならびに絶縁樹脂薄膜体の一方の面に配置される半導体素子の両電極端子を絶縁樹脂薄膜体の他方の面側に露出させる第３貫通穴および第４貫通穴を、絶縁樹脂薄膜体にあける穴あけ工程と、
   両電極端子にバンプが形成された半導体素子を、該各バンプが第３貫通穴内および第４貫通穴内に位置するように絶縁樹脂薄膜体の一方の面に貼り付けて固定する半導体素子貼り付け工程と、
   平面コイルの端子部と半導体素子の電極端子との間を電気的に接続する配線パターンを形成するように、絶縁樹脂薄膜体の他方の面に導電性ペーストを塗布するとともに、第１貫通穴内、第２貫通穴内、第３貫通穴内および第４貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程と、
   導電性ペーストを乾燥させるペースト乾燥工程と、
   平面コイルと半導体素子とが配置された絶縁樹脂薄膜体に、その両側から樹脂製のオーバーシートを装着するカード化工程とを含むことを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法。
2. 平面コイルが絶縁樹脂薄膜体の一方の面に配置され、半導体素子が絶縁樹脂薄膜体の他方の面に配置され、前記平面コイルの端子部と前記半導体素子の電極端子とが電気的に接続された非接触型ＩＣカードを製造する非接触型ＩＣカードの製造方法において、
   絶縁樹脂薄膜体の一方の面に平面コイルを形成する平面コイル形成工程と、
   絶縁樹脂薄膜体の他方の面に配置される半導体素子の両電極端子を絶縁樹脂薄膜体の一方の面側に露出させる第３貫通穴および第４貫通穴を、絶縁樹脂薄膜体にあける穴あけ工程と、
   両電極端子にバンプが形成された半導体素子を、該各バンプが第３貫通穴内および第４貫通穴内に位置するように絶縁樹脂薄膜体の他方の面に貼り付けて固定する半導体素子貼り付け工程と、
   平面コイルを横切る配線パターンを形成する部位には、平面コイルを覆うように絶縁体を配置する工程と、
   平面コイルの端子部と半導体素子の電極端子との間を電気的に接続する配線パターンを形成するように、且つ平面コイルを横切る部位では前記絶縁体の表面を経由して、絶縁樹脂薄膜体の一方の面に導電性ペーストを塗布するとともに、第３貫通穴内および第４貫通穴内に導電性ペーストを充填する工程と、
   導電性ペーストを乾燥させるペースト乾燥工程と、
   平面コイルと半導体素子とが配置された絶縁樹脂薄膜体に、その両側から樹脂製のオーバーシートを装着するカード化工程とを含むことを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造方法。
3. 前記平面コイルは絶縁樹脂薄膜体の一方の面に貼り付けられた金属箔をエッチングして形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
4. 前記穴あけ工程を実行した後、
   前記第１貫通穴および第２貫通穴から露出する平面コイルの両端子部の表面に金めっき皮膜を形成する表面処理工程を実行することを特徴とする請求項３記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
5. 前記平面コイルは絶縁樹脂薄膜体の一方の面に貼り付けられた金属箔をエッチングして形成されていることを特徴とする請求項２記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
6. 前記穴あけ工程を実行した後、
   平面コイルの両端子部の表面に金めっき皮膜を形成する表面処理工程を実行することを特徴とする請求項５記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。
7. 前記平面コイルは絶縁樹脂薄膜体の一方の面に導電性ペーストを印刷して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非接触型ＩＣカードの製造方法。

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