JP3877988B2

JP3877988B2 - Semiconductor device

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Publication number: JP3877988B2
Application number: JP2001258000A
Authority: JP
Inventors: 繁幸佐々木; 浩文内田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003067695A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理の効率化やセキュリテイの観点から、単独でデータの記録、処理を行うＩＣ（集積回路）を基板の上に搭載した半導体装置、特にＩＣカードのような携帯可能な小型の半導体装置が普及しつつある。これらの半導体装置が外部の機器との間で行う通信方式としては、接触方式と非接触方式とがある。接触方式は、半導体装置の基板の所定の端子面に設けられた外部端子と、外部のデータ処理装置に設けられた端子とを物理的に接続することで、データの送受信を行う方式である。そして、非接触方式は、外部処理装置への読み書きを無線方式で行う方式である。非接触方式の半導体装置は、電磁波でデータの送受信を行うアンテナとして機能する送受信用コイルとＩＣとを内蔵している。
【０００３】
このように、通信方式としては接触方式と非接触方式とがあるが、特に、非接触方式は、半導体装置と外部処理装置との接点が不要で損傷や磨耗、汚れに強く、振動や遮蔽物に係わらず半導体装置に記憶されている情報を読み取れる事や、接触方式に必要な電気的接続部である接触用ピンを備えたソケット等のコンタクト用駆動部が不要であり接点不良の発生頻度が小さく、メンテナンスコストが安い等メリットが大きく、また、最近では非接触に関する規格化も進んできており、交通システムや金融・流通サービス、ＩＤ（身分証明等の証明あるいは識別機能）等多岐に渡り大きな市場が期待される。
【０００４】
非接触型の半導体装置では、ＩＣやその他部品が実装された基板を有するＩＣモジュールと、送受信用コイルとをハンダにより接合する方式が一般的である。
【０００５】
次に、図９を用いて、送受信用コイルとＩＣの接続方式の従来例１を説明する。図９の参照番号において、３０１は非接触型半導体装置、３０２はＩＣモジュール、３０３は送受信用コイル、３０４は実装用基板、３０５はＩＣ、３０６はセラミックコンデンサ等の薄型部品、３０７はＩＣ５の保護の為にコートされる樹脂等のコーティング材、３０８は送受信用コイル３用のリード線、３１４はＩＣ３０５と送受信用コイル３０３用のリード線３０８とを接続する実装基板３０４の表面に延在させた配線、３２１はＩＣモジュール２用収納凹部、３２２は送受信用コイル３用収納凹部、３２０，３２３はＩＣカード基材部である。このＩＣカード基材部３２０，３２３は半導体装置の筐体部である。
【０００６】
図９の分解斜視図に示すように、ＩＣ３０５を搭載した実装用基板３０４の電極部（配線３１４の端部）に送受信用コイル３０３のリード線３０８の端部を重ね合わせて、両者をハンダ付けしている。前記ＩＣ３０５は、薄型実装のために実装用基板３０４に設けられたＩＣ用収納凹部（図示せず）に収納されている。このＩＣ用収納凹部は、実装基板３０４に対してミーリング装置により部分的に凹状に切削加工（ザグリ加工）して形成されている。また、前記ＩＣ３０５は、ワイヤーボンドにより配線３１４と接続され、エポキシ樹脂等の樹脂からなるコーティング材３０７で封止されている。また、半導体装置によってはチップコンデンサ等の薄型部品３０６をＩＣモジュール３０２上に実装する場合があるが、エポキシ樹脂等による保護はなされていなかった。
【０００７】
図９の半導体装置は、送受信用コイル３０３はベース基材であるＩＣカード基材部３２０，３２３から独立して存在してるが、近年では樹脂シート上へ銅の被覆線を熱で部分溶融し埋めこむことにより送受信用コイルとベース基材とを一体として接続されてなる薄型の送受信用アンテナシートにＩＣを搭載し、この送受信用アンテナシートをＩＣモジュール基板に実装し、このＩＣモジュール基板の電極部と、送受信用アンテナシートのアンテナとを重ね合わせて、ＩＣモジュール基板の電極部とアンテナとをハンダ付けで接続する方式もある。尚、このハンダ付けは、送受信用アンテナシートのアンテナのリード線被膜の一部を除去してから行われる。
【０００８】
また、半導体装置がＩＣカードの場合、多目的な用途に１枚のＩＣカードで対応する事を目的として外部端子（コンタクト端子）を持つ接触型の機能と、無線通信によってデータ交信する非接触型の機能とを有する複合型のＩＣカードが実用化されている。
【０００９】
また、第２の従来例の一般的な複合型のＩＣカードとしては、図１０（ａ），（ｂ）に示すようなものがある。この複合型のＩＣカードでは、エッチングによって一体形成された非接触データ交信用アンテナを有するアンテナ基板４０３がカード基材４００，４０４によって挟みこまれ、ラミネート加工される。その後、前記カード基材４００に、ＩＣモジュール４０２用の装着穴４０５がくりぬき加工等により設けられている。このカード基材４００、アンテナ基板４０３およびカード基材４０３からＩＣカード本体４１０が構成される。
【００１０】
前記ＩＣカード本体４１０では、２つのアンテナ端子４０６が、ＩＣモジュール装着穴４０５の開口領域内で露出している。前記アンテナ端子４０６は、アンテナ基板４０３のアンテナ用コイルとＩＣモジュール２との接続の為のものである。また、前記ＩＣモジュール４０２のモジュール基板４１２の一方の面には外部端子との接続の為の金属の端子電極４１１が形成されている。そして、前記モジュール基板４１２の他方の面には、ＩＣ４１４が実装されていると共に、アンテナ用コイルとの接続の為のモジュール端子４１３が設けられている。このモジュール端子４１３には銀ペースト等の導電性接着剤が塗布される。そして、前記導電性接着材が塗布されたモジュール端子４１３がアンテナ端子４０６上に重なるように、ＩＣモジュール４０２がＩＣモジュール装着穴４０５に据え付けられる。その後、熱と圧力を加えて、モジュール端子４１３とアンテナ端子４０６とを結合すると実装が終了する。
【００１１】
また、第３の従来例の半導体装置としては、特開２０００−２０７５２１号公報に開示されたものがある。この半導体装置は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ＩＣモジュール５０２をカード本体５００のＩＣモジュール装着穴５０５に取り付ける工程において、ＩＣモジュール側接続端子５８１（第１接続端子）とカード本体側アンテナ接続端子５８２（第２接続端子）との接続作業を、第２の従来例よりさらに容易かつ確実にするものであり、ＩＣモジュール側接続端子５８１とカード本体側アンテナ接続端子５８２との間の接続劣化を防止することを目的とするものである。具体的には、柔軟な接続部材５８３を用いてＩＣモジュール側接続端子５８１とカード本体側アンテナ接続端子５８２とを電気的に接続し、その後カード本体５００のＩＣモジュール装着穴５０５にＩＣモジュール５０２を取り付けている。
【００１２】
また、第４の従来例の半導体装置としては、特開平４−２９２９９８に開示されたものがある。この半導体装置では、図１２に示すように、送受信用に設けられたコイル状のアンテナ、つまり絶縁コイル６０１の端部６０２と、回路基板６０３の接続パッド６０４との電気的接続手段として、金属製スプリング６０５を用いている。また、一対の板状のスプリングホールド部６０６が対向して取り付けされた矩形のフレーム６０７には、２枚のスプリングホールド部６０６が上下両側から回路基板６０３を挟持するように嵌め込まれている。各スプリングホールド部６０６に設けられた２つの孔に金属製スプリングを装着して、アンテナ用コイルの端部６０２と回路基板６０３の接続パッド６０４との電気的接合を金属スプリングを介して行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１の従来例では、ＩＣカードに曲げ応力が加わった場合にＩＣカードのみならずモジュール部の基板変形も発生する。この場合、一般にＩＣ実装部はエポキシ樹脂等の比較的変形し難い樹脂で保護されているから変位量は小さいが、樹脂による保護のないアンテナ接続部は変位量がＩＣ実装部の変位量よりも大きくなってしまう。その為、前記アンテナ接続部の劣化が起こりやすくなり、その接続信頼性が低下し、長期間に亘るＩＣカードの使用に耐えることが出来ないという問題がある。また、半導体装置によっては、チップコンデンサ等の薄型部品を実装する場合があるが、曲げ等の物理的なストレスがかかった場合にも同様に、樹脂等の保護のない薄型部品の接続端子は変位が大きくなるため、薄型部品の割れや接続部の剥がれ等の不良が発生していた。
【００１４】
第２の従来例の場合も、アンテナ接続部は導電性接着剤が塗布されているだけであり、第１の実施例と同様にアンテナ接続部は変位量がＩＣ実装部と比較し大きい為、アンテナ接続部の劣化が起こりやすくなっている。
【００１５】
第３の従来例の場合は、柔軟な接続部材によりＩＣモジュール側接続端子とアンテナ接続端子を接続するため、製造上での作業性が悪くなっていた。また、柔軟な接続部材厚分を考慮しモジュール装着穴の深さは、柔軟な接続部材を使用しない場合に比べて深くなっている。これにより、半導体装置として、薄型が必要とされるＩＣカードにおいては、ＩＣカード基材厚がモジュール装着部で薄くなるため、ＩＣカードに物理的なストレスが加わった場合にはモジュール装着穴周辺でＩＣカード基材が割れやすくなる問題があった。また、ＩＣモジュールとＩＣカード装着穴間に柔軟な接続部材が挟まることがあるため、モジュールのＩＣカード面に対するフラットな装着が困難であり、コスト面でも問題があった。
第４の従来例では、金属製スプリングの位置決めとして一対の板状のスプリングホールド部が対向して取り付けされた矩形のフレームが新たに必要であり、部品点数の増加によりコスト面で問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、接続信頼性が高く、長期間の使用にも耐え得る半導体装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の半導体装置は、
基板と、前記基板の表面に搭載されたＩＣチップと、前記ＩＣチップを封止する封止樹脂と、前記基板の表面上に形成されたアンテナ接続端子とを有するＩＣモジュールと、
前記ＩＣモジュールのアンテナ接続端子に接続され、外部装置と非接触で信号の送受信を行うアンテナとして機能する送受信用コイルとを内蔵した半導体装置において、
前記アンテナ接続端子が、前記封止樹脂にて封止した領域内に設けられていると共に、前記アンテナ接続端子を露出させるために前記封止樹脂に形成された部分開口部内に収容されていて、
前記部分開口部と前記アンテナ接続端子との間に空間が存在することを特徴としている。
【００１８】
前記構成の半導体装置によれば、前記アンテナ接続端子を、封止樹脂で封止した領域内に設けているので、物理的ストレスによるアンテナ接続端子の変位が小さくなる。その結果、前記アンテナ接続部の劣化が起こりにくくなって、アンテナ接続端子と送受信用コイルとの接続信頼性が向上し、長期間の使用にも耐え得る。
【００１９】
また、前記アンテナ接続端子が封止樹脂の部分開口部から露出しているので、アンテナ接続端子と送受信用コイルとを容易に接続することができる。
【００２０】
一実施形態の半導体装置は、
前記基板の搭載端子に薄型部品が搭載され、前記搭載端子と前記薄型部品とが接続されていて、
前記搭載端子が、前記封止樹脂にて封止した領域内に設けられていると共に、前記搭載端子を露出させるために前記封止樹脂に形成された部分開口部に収容されていて、
前記部分開口部と前記搭載端子との間に空間が存在する。
【００２１】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記薄型部品に接続する搭載端子を、封止樹脂で封止した領域内に設けているので、物理的ストレスによる搭載端子の変位が小さくなる。その結果、前記搭載端子の劣化が起こりにくくなって、薄型部品と搭載端子との接続信頼性が向上し、長期間の使用にも耐え得る。
【００２２】
一実施形態の半導体装置は、前記送受信用コイルにおいて前記アンテナ接続端子に対する接続部となるリード線は、前記部分開口部内で外部からの応力による外形の変形を吸収するように弛みを有している。
【００２３】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記リード線は部分開口部内において弛みを有しているので、外部からの応力による影響が緩和されて、送受信用コイルの剥がれがなくなり、アンテナ接続端子と送受信用コイルとの接続信頼性をより向上させることができる。
【００２４】
一実施形態の半導体装置は、前記部分開口部の開口縁の形状が円形状である。
【００２５】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記送受信用コイルをアンテナ接続端子に接続するために、送受信用コイルの端部を部分開口部内に挿入する。このとき、前記部分開口部の開口縁の形状が円形状であるから、送受信用コイルの挿入を任意の方向から行っても、接続のための作業性は変わらず、生産性が向上する。
【００２６】
一実施形態の半導体装置は、前記部分開口部の開口縁部はテーパー状に形成されている。
【００２７】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記部分開口部の開口縁部はテーパー状に形成されているので、送受信用コイルが開口縁部に接触して曲がった場合でも応力緩和が可能となる。
【００２８】
一実施形態の半導体装置は、前記部分開口部がＵ字形状または矩形状の切り欠きである。
【００２９】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記部分開口部がＵ字形状または矩形状の切り欠きであるから、ＩＣモジュールの側方から送受信用コイルを部分開口部内へ挿入することができて、作業性改善効果が得られる。
【００３０】
一実施形態の半導体装置は、前記アンテナ接続端子と前記送受信用コイルとの電気的な接合手段として、前記部分開口部の径より小さい電気的接続用コイルバネを用いている。
【００３１】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記アンテナ接続端子と送受信用コイルとを電気的に接合する場合、電気的接続用コイルバネを部分開口部に挿入することにより、電気的接続用コイルバネの位置決めが容易になり、作業性を向上させることができる。
【００３２】
また、前記アンテナ接続端子と前記送受信用コイルとを電気的接続用コイルバネを介して接合しているので、物理ストレスが電気的接続用コイルバネで緩和されて、物理ストレスによるアンテナ接続端子の変位を抑えることができる。
【００３３】
一実施形態の半導体装置は、前記アンテナ接続端子を露出させる前記部分開口部へ送受信用コイルの端部を挿入した後に、前記送受信用コイルの端部と前記アンテナ接続端子とをハンダまたは導電性ペーストにより電気的に接合する。
【００３４】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記送受信用コイルの端部とアンテナ接続端子とをハンダまたは導電性ペーストにより電気的に接合するから、従来と同じ材料や工程にて物理ストレスのアンテナ接続端子部の変位を抑えることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体装置の一例であるＩＣカードを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態の半導体装置としてのＩＣカードの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ円内の拡大図である。また、図２は、前記ＩＣカードの概略断面図である。
【００３７】
図１（ａ）の参照番号において、１は非接触型および接触型共用の複合型ＩＣカード、２はＩＣモジュール、３は送受信用コイルであり、図１（ｂ）の参照番号において、４はＩＣモジュール基板、５はＩＣ、６はチップコンデンサ等の薄型部品、７は封止樹脂、１４はＩＣモジュール基板４の表面に延在させた配線、３０は例えばハンダや銀ペースト等の導電性ペースト、７１は封止樹脂７に設けられた部分開口部、８１はアンテナ接続端子、８２は薄型部品６の搭載端子、８３は金線やＡｌ線である。また、図２の参照番号において、９は接触型用外部端子、２０，２３はＩＣカード基材である。尚、図１（ａ），（ｂ）と図２とにおいて、同一構成部には同一参照番号を付している。
【００３８】
前記ＩＣモジュール２は、図１（ｂ）に示すように、例えばエポキシ樹脂等の剛性の高い封止樹脂７の領域内に、送受信用コイル３と接続するためのアンテナ接続端子８１を有している。また、前記封止樹脂７には、アンテナ接続端子８１を露出させる部分開口部７１を設けると共に、薄型部品６の搭載端子８２を露出させる部分開口部１７１を設けている。そのアンテナ接続端子８１を露出させる部分開口部７１内では、送受信用コイル３とアンテナ接続端子８１とが接続されている。前記送受信用コイル３の端部は被覆の一部を除去したリード線８である。このリード線８において、図２に示すように、部分開口部７１内に位置する部分８６は弛み形状となっている。つまり、前記リード線８の部分開口部７１内の部分は撓んでいる。これにより、前記ＩＣカード１に曲げ応力が加わった場合に、アンテナ接続部周辺、つまりリード線８の周辺の曲げ変位が大きくなるのを抑える事が可能となる。その結果、これまで問題となっていた送受信用コイル３のアンテナ接続端子８１からの剥がれをなくなって、接続信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、チップコンデンサ等の薄型部品６の搭載端子８２を部分開口部１７１により露出させ、薄型部品６の搭載端子８２にチップコンデンサ等の薄型部品６をハンダあるいは銀ペースト等の導電性ペースト等で実装し、チップコンデンサ等の薄型部品６の周囲を剛性の高い封止樹脂７で保護しているから、従来問題となっていた曲げ等の物理ストレスが印加された時の薄型部品６の割れや接続不良を防止する事が可能となる。
【００４０】
図３（ａ）〜（ｅ）は、前記ＩＣカード１の製造工程図であって、ＩＣ５のＩＣモジュール基板への実装をワイヤーボンドで行う製造工程を示している。また、図３（ａ）はダイボンド工程を、図３（ｂ）はワイヤボンド(以下、「Ｗ／Ｂ」と記載)工程、図３（ｃ）は樹脂封止工程を、図３（ｄ）はアンテナ接続端子８１へのアンテナリード接続（アンテナ接続端子８１と送受信用コイル３のリード線３との接続）工程を、図３（ｅ）はＩＣカード１のラミネート工程を示す図である。
【００４１】
以下、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して前記ＩＣカード１の製造工程を説明する。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示すように、アンテナ接続端子８１と、コンデンサ等の薄型部品６の搭載端子８２とが樹脂封止領域内に設置され、約０．１〜０．３ｍｍ程度の薄型ガラスエポキシ樹脂等を用いたＩＣモジュール基板４上のＩＣ搭載部に、ＩＣ５を導電性樹脂ペーストや樹脂シート等でダイボンドし、約１５０℃で加熱することにより硬化させる。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示すように、例えば線形φ２０〜３０μｍの金線やＡｌ線８３を使用しＷ／Ｂを実施する。
【００４４】
次に、図３（ｃ）に示すように、アンテナ接続端子８１と、薄型部品６の搭載端子部８２を除き、エポキシ樹脂等のコーテイング材である封止樹脂７によってＩＣ５を封止する。つまり、前記アンテナ接続端子８１と、薄型部品６の搭載端子部８２とが露出するように、封止樹脂７でＩＣ５を封止する。このような封止方法は、金型を使用したモールド成形の場合にはアンテナ接続端子８１、薄型部品６の搭載端子部８２を除いてモールドするように金型設計にて考慮するのみで製造上は従来工程と同じ方法で実現できる。また、液状樹脂封止の場合には、樹脂を所定の形状で樹脂流れを制御する為に、樹脂流れ止め用のダム材として粘性を高めたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂(例えば、東レダウコーニング社製ＳＥ１７００)によりアンテナ接続端子８１と、液状封止用エポキシ樹脂を同様にダム（図示せず）内に形成してＩＣ５とを保護した後に樹脂を硬化させる為に熱硬化を行う。尚、半導体装置によっては、さらに薄型部品６の搭載端子部８２周辺に樹脂流れ止め用のダム材を描画や印刷法により形成した後、液状樹脂用エポキシ樹脂をダム（図示せず）内に形成しても良い。樹脂の種類としては熱硬化タイプに限らず、紫外線硬化タイプの樹脂の場合でもよい。
【００４５】
次に、図３（ｄ）に示すように、封止樹脂７の部分開口部７１から露出しているアンテナ接続端子８１と、送受信用コイル３のリード線８とを、ハンダあるいは銀ペースト等の導電性ペースト３０で接続する。このとき、前記封止樹脂７の部分開口部７１内でリード線８（図２の参照番号８６で示す部分）に弛みを持たせるので、引っ張り応力に対する耐性を送受信用コイル３に付与することが可能となる。そして、チップコンデンサ等の薄型部品６を、ハンダあるいは銀ペースト等の導電性ペースト等で搭載端子８２に実装する。
【００４６】
次に、図３（ｅ）に示すように、前記ＩＣモジュール２をＩＣカード基材２０，２３間にと送受信用コイル３を挟み込んだ後、接着材や熱融着にてラミネート実装を行いＩＣカードとして完成する。そのＩＣカード基材２０，２３は、塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクロロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、ポリエステル系樹脂等からなり、ＩＣモジュール２と送受信用コイル３に対応する部分が凹加工されている。
【００４７】
本発明では、Ｗ／Ｂ方式のみならず、薄型実装の主流となってきているフリップチップ実装等でも同様に実装可能である。
【００４８】
図４（ａ）〜（ｅ）は、フリップチップ実装時におけるＩＣカードの製造工程図である。また、図４（ａ）はバンプ形成工程を、図４（ｂ）はフリップチップ実装工程を、図４（ｃ）は樹脂封止工程を、図４（ｄ）はアンテナ接続端子８１へのアンテナリード接続工程を、図４（ｅ）はＩＣカードのラミネート実装工程を示す図である。
【００４９】
以下、図４（ａ）〜（ｅ）を参照して前記ＩＣカード１の製造工程を説明する。尚、図４（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程は、バンプ形成工程、フリップチップ実装工程および樹脂封止工程のみが、図３（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程と異なっている。したがって、以下ではバンプ形成工程とフリップチップ実装工程のみを説明する。
【００５０】
まず、図４（ａ）のバンプ形成工程では、例えば金やハンダ等でＩＣ５の電極上にメッキやワイヤボンデイングによりバンプ（突起電極）８４を形成する。
【００５１】
次に、図４（ｂ）のフリップチップ実装工程では、前記ＩＣ５とＩＣモジュール基板４間に異方性導電性ペースト８５を介在させ、ＩＣモジュール基板４の表面に延在させた配線１４と、ＩＣ５とを対向方向で熱圧着方式にて接続する。前記異方性導電性ペースト８５の代わりに異方性導電性シート等を用いてもよい。
【００５２】
次に、図４（ｃ）の樹脂封止工程では、液状樹脂７４を用いて樹脂封止した後、図３（ｄ），（ｅ）と同様の工程である図４（ｄ），（ｅ）の工程を行う。
【００５３】
前記第１の実施の形態では、ＩＣモジュール基板４に薄型部品６を搭載していたが、薄型部品６を搭載していなくてもよい。本発明の半導体装置の中には、チップコンデンサ等の薄型部品をＩＣモジュール基板４に搭載しているものもあるし、搭載していないものもある。
【００５４】
また、前記リード線８とアンテナ接続端子８１との接続を導電性ペースト以外のもので行ってもよい。
【００５５】
また、前記送受信用コイル３は、データ交信用アンテナとして例えばエッチング方式や印刷方式あるいは巻き線方式で形成されたものである。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図５（ａ）は本発明の第２の実施の形態の半導体装置としてのＩＣカードの要部の平面図であり、図５（ｂ）は前記ＩＣカードの部分開口部の拡大図であり、図５（ｃ）は前記ＩＣカードの概略断面図であり、図５（ｄ）は図５（ｃ）のＤ円内の拡大図である。また、図５（ａ）〜（ｄ）において、図１，２に示した構成部と同一構成部は、図１，２における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００５７】
前記ＩＣカードでは、図５（ａ），（ｃ）に示すように、アンテナ接続端子８１を露出させる部分開口部７２を封止樹脂７に設けると共に、チップコンデンサ等の薄型部品６の搭載端子８２を露出させる部分開口部１７１を封止樹脂７に設けていることにより、アンテナ接続端子８１や搭載端子８２の変形を抑制している。その部分開口部１７１の開口縁は、第１の実施の形態と同様に矩形状になっているが、部分開口部７２の開口縁は、図５（ｂ）に示すように、円形状になっている。また、前記部分開口部７２の開口縁部７２ａは、図５（ｄ）に示すように、テーパ状に形成されている。
【００５８】
このように、前記アンテナ接続端子８１と送受信用コイル３とを接続する為に、部分開口部７２内へリード線８を挿入する際にその挿入を任意の方向から行っても、部分開口部７２の開口縁が円形状であるから、リード線８の挿入の作業性は変わり無く生産性が安定する。
【００５９】
また、前記部分開口部７２のエッジ部である開口縁部７２ａをテーパ状にしているので、送受信用コイル３のリード線８が開口縁部７２ａに接触して曲がった場合でも、リード線８の応力緩和が可能となる。
【００６０】
前記第２の実施の形態では、部分開口部１７１の開口縁は矩形状であるが、部分開口部７２と同様に円形状であってもよい。
【００６１】
（第３の実施の形態）
図６（ａ）は第３の実施の形態の半導体装置としてのＩＣカードの平面図であり、図６（ｂ）は前記ＩＣカードの概略断面図であり、図６（ｃ）は前記ＩＣカードの変形例の平面図である。また、図６（ａ），（ｂ）において、図１，２に示した構成部と同一構成部は、図１，２における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、アンテナ接続端子８１と、チップコンデンサ等の薄型部品６の搭載端子８２とを露出させるための部分開口部７３，１７３はＵ字形状の切り欠きである。この部分開口部７３，１７３により、アンテナ接続端子８１や搭載端子８２の変形を抑制している。
【００６３】
このように、前記部分開口部７３をＵ字形状の切り欠きにしているので、ＩＣモジュール側面方向から部分開口部７３内にリード線８の挿入が可能となって、送受信用コイル３とアンテナ接続端子８１とを接続するための作業性が著しく改善することができる。
【００６４】
また、チップコンデンサ等６の薄型部品６の搭載を行う場合でも、モジュール実装の作業性改善効果がある。
【００６５】
前記第３の実施の形態では、部分開口部７３，１７３はＵ字形状の切り欠きであったが、図６（ｃ）に示すように、矩形状の切り欠きにしてもよい。この場合も、本第３の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００６６】
（第４の実施の形態）
図７（ａ）は本発明の第４の実施の形態の半導体装置としてのＩＣカードの平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ円内の拡大図であり、図７（ｃ）は前記ＩＣカードの概略断面図である。また、図７（ａ）〜（ｃ）において、図５（ａ）〜（ｄ）に示した構成部と同一構成部は、図５（ａ）〜（ｄ）における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００６７】
前記ＩＣカードは、図（ａ）に示すように、ＩＣモジュール２と、このＩＣモジュール２に接続され、外部装置と非接触で信号の送受信を行うアンテナとして機能する送受信用コイル３とを備えている。そして、前記ＩＣカードでは、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、開口縁形状が円形状の部分開口部７２の径より小さい電気接続用バネ６１を、送受信用コイル３とアンテナ接続端子８１との電気的な接合手段として用いている。その電気接続用バネ６１を部分開口部７２内へ装着した後、図３（ｅ）の工程のようにＩＣカードとしてラミネート実装する。
【００６８】
従来、送受信用アンテナとしてエッチング方式、印刷方式あるいは巻き線方式で形成されたアンテナと、アンテナ接続端子との接続手段として電気接続用バネ６１が用いられる場合があった。その際、電気接続用バネ６１の位置決めが困難であり対応策の一つとしてはハンダ付け等で事前に基板等へバネ６１を固定する方法があるが作業性に問題があった。
【００６９】
これに対して、本発明では、開口縁形状が円形状の部分開口部７２へ電気接続用バネ６１を装着するから、電気接続用バネ６１の位置決めを正確かつ容易に行うことが可能となる。
【００７０】
また、本発明では、電気接続用バネ６１の位置決めをアンテナ接続端子８１を露出させた部分開口部７２で行うから、図１２の従来例４に示したようなスプリングホールド部６０６を別に設ける必要がなく、コストアップしない。
【００７１】
（第５の実施の形態）
図８（ａ）は本発明の第５の実施の形態の半導体装置としてのＩＣカードの平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ円内の拡大図であり、図８（ｃ）は前記ＩＣカードの概略断面図である。また、図７（ａ）〜（ｃ）において、図６（ａ），（ｂ）および図７（ａ）〜（ｃ）に示した構成部と同一構成部は、図６（ａ），（ｂ）および図７（ａ）〜（ｃ）における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００７２】
前記ＩＣカードでは、図８（ａ）に示すように、ＩＣモジュール２と、このＩＣモジュール２に接続され、外部装置と非接触で信号の送受信を行うアンテナとして機能する送受信用コイル３とを備えている。そして、前記ＩＣカードでは、図８（ｂ）に示すように、アンテナ接続端子８１と送受信用コイル３のリード線８との接続手段としてハンダ１３０を用いている。このハンダ１３０による電気接合は、Ｕ字形状の切り欠きである部分開口部７３内へ送受信用コイル３のリード線８を挿入した後に行う。これにより、従来と同じ材料、工程にてアンテナ接続端子８１周辺の曲げ変位を抑える事が可能となる。したがって、これまで問題となっていた送受信用コイル３のアンテナ接続端子８１からの剥がれをなくし接続信頼性を向上させることができる。
【００７３】
また、前記ハンダ１３０の代わりに、銀ペースト等の導電性ペーストを用いてもよい。
【００７４】
また、前記部分開口部７３はＵ字形状の切り欠きであったが、矩形状の切り欠きにしてもよい。
【００７５】
以上、第１〜第５の実施の形態において非接触型を中心に記載したが、接触型機能を持たせるために、接触型用外部端子（コンタクト端子）９をてアンテナ接続端子８１の反対面を露出させた複合型半導体装置にも採用可能であることは言うまでもない。すなわち、本発明の半導体装置は、ＩＣモジュールと、ＩＣモジュールに接続され、外部装置と非接触で信号の送受信を行うアンテナとして機能する送受信用コイルとを内蔵したいわゆる非接触型半導体装置であってもよいし、あるいは、外部端子を有し、その外部端子と外部機器とを接触させてデータ交信する接触型の機能と、無線通信によってデータ交信する非接触型の機能とを有する複合型の半導体装置であってもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の半導体装置は、アンテナ接続端子を、封止樹脂で封止した領域内に設けているので、アンテナ接続部の劣化が起こりにくくなって、アンテナ接続端子と送受信用コイルとの接続信頼性が高く、長期間の使用にも耐えることができる。
【００７７】
また、前記アンテナ接続端子が封止樹脂の部分開口部から露出しているので、アンテナ接続端子と送受信用コイルとを容易に接続できる。
【００７８】
一実施形態の半導体装置は、薄型部品に接続する搭載端子を、封止樹脂で封止した領域内に設けているので、搭載端子の劣化が起こりにくくなって、薄型部品と搭載端子との接続信頼性が高く、長期間の使用にも耐えることができる。
【００７９】
一実施形態の半導体装置は、前記送受信用コイルにおいて前記アンテナ接続端子に対する接続部となるリード線が、部分開口部内において弛みを有しているので、外部からの応力による影響が緩和されて、送受信用コイルの剥がれがなくなり、アンテナ接続端子と送受信用コイルとの接続信頼性をより向上させることができる。
【００８０】
一実施形態の半導体装置は、前記部分開口部の開口縁の形状が円形状である。
【００８１】
前記実施形態の半導体装置によれば、前記送受信用コイルをアンテナ接続端子に接続するために、送受信用コイルの端部を部分開口部内に挿入する際に、その挿入を任意の方向から行っても、部分開口部の開口縁の形状が円形状であるから、接続のための作業性は変わらない。つまり、安定した接続の為の挿入の作業性を維持することができる。その結果、生産性を向上させることができる。
【００８２】
一実施形態の半導体装置は、前記部分開口部の開口縁部がテーパー状に形成されているので、送受信用コイルが開口縁部に接触して曲がった場合でも、送受信用コイルに生じる応力を緩和することができる。
【００８３】
一実施形態の半導体装置は、前記部分開口部がＵ字形状または矩形状の切り欠きであるから、ＩＣモジュールの側方から送受信用コイルを部分開口部内へ挿入することができて、作業性を改善することができる。
【００８４】
一実施形態の半導体装置は、前記アンテナ接続端子と送受信用コイルを電気的に接合する場合、電気的接続用コイルバネを部分開口部に挿入するので、電気的接続用バネの位置決めが容易であり、作業性を向上させることができる。
【００８５】
また、前記アンテナ接続端子と前記送受信用コイルとを電気的接続用バネを介して接合しているので、物理ストレスが電気的接続用バネで緩和されて、物理ストレスによるアンテナ接続端子の変位を抑えることができる。
【００８６】
一実施形態の半導体装置は、前記送受信用コイルの端部とアンテナ接続端子とをハンダまたは導電性ペーストにより電気的に接合するから、従来と同じ材料や工程にて物理ストレスのアンテナ接続端子部の変位を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ円内の拡大図である。
【図２】図２は第１の実施の形態の半導体装置の概略断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態の半導体装置の製造工程図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｅ）は第１の実施の形態の半導体装置の他の製造工程図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の第２の実施の形態の半導体装置の要部の平面図であり、図５（ｂ）は前記半導体装置の部分開口部の拡大図であり、図５（ｃ）は前記半導体装置の概略断面図であり、図５（ｄ）は図５（ｃ）のＤ円内の拡大図である。
【図６】図６（ａ）は第３の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図６（ｂ）は前記半導体装置の概略断面図であり、図６（ｃ）は前記半導体装置の変形例の平面図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の第４の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ円内の拡大図であり、図７（ｃ）は前記半導体装置の概略断面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の第５の実施の形態の半導体装置の平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ円内の拡大図であり、図８（ｃ）は前記半導体装置の概略断面図である。
【図９】図９は従来例１の非接触型半導体装置の分解斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は従来例２の複合型半導体装置の分解斜視図であり、図１０（ｂ）は前記複合型半導体装置の概略断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は従来例３の複合型半導体装置の斜視図であり、図１１（ｂ）は前記複合型半導体装置の概略断面図である。
【図１２】図１２は従来例４の非接触型半導体装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ＩＣカード
２ＩＣモジュール
３送受信用コイル
４ＩＣモジュール基板
７封止樹脂
７１，７２，７３，１７１，１７３部分開口部
８１アンテナ接続端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, from the viewpoint of information processing efficiency and security, a semiconductor device in which an IC (integrated circuit) for recording and processing data independently is mounted on a substrate, particularly a portable small semiconductor device such as an IC card. Is spreading. Communication methods performed by these semiconductor devices with external devices include a contact method and a non-contact method. The contact method is a method for transmitting and receiving data by physically connecting an external terminal provided on a predetermined terminal surface of a substrate of a semiconductor device and a terminal provided on an external data processing device. The non-contact method is a method of performing reading and writing to the external processing device by a wireless method. A non-contact type semiconductor device incorporates a transmission / reception coil that functions as an antenna that transmits and receives data using electromagnetic waves, and an IC.
[0003]
  As described above, there are a contact method and a non-contact method as a communication method. In particular, the non-contact method does not require a contact point between the semiconductor device and the external processing device, and is resistant to damage, wear, and dirt, and has vibration and shielding. Regardless of the reason, it is possible to read the information stored in the semiconductor device, and there is no need for a contact drive unit such as a socket with a contact pin which is an electrical connection part necessary for the contact method, and the frequency of contact failures is increased. It is small and has a large merit such as low maintenance cost. Recently, standardization related to non-contact is also progressing, and it is large in various fields such as transportation system, financial / distribution service, ID (certification or identification function such as identification). The market is expected.
[0004]
  In a non-contact type semiconductor device, an IC module having a substrate on which an IC or other component is mounted and a transmission / reception coil are generally joined by soldering.
[0005]
  Next, a conventional example 1 of a connection method between a transmission / reception coil and an IC will be described with reference to FIG. 9, reference numeral 301 denotes a non-contact type semiconductor device, 302 denotes an IC module, 303 denotes a transmission / reception coil, 304 denotes a mounting board, 305 denotes an IC, 306 denotes a thin part such as a ceramic capacitor, and 307 denotes protection of the IC 5. 308 is a lead wire for the transmission / reception coil 3, 314 is extended on the surface of the mounting substrate 304 that connects the IC 305 and the lead wire 308 for the transmission / reception coil 303. Wiring, 321 is an IC module 2 storage recess, 322 is a transmission / reception coil 3 storage recess, and 320 and 323 are IC card base parts. The IC card base parts 320 and 323 are housing parts of the semiconductor device.
[0006]
  As shown in the exploded perspective view of FIG. 9, the end portion of the lead wire 308 of the coil 303 for transmission / reception is overlapped with the electrode portion (end portion of the wiring 314) of the mounting substrate 304 on which the IC 305 is mounted, and both are soldered. is doing. The IC 305 is housed in an IC housing recess (not shown) provided on the mounting substrate 304 for thin mounting. The IC storage recess is formed by cutting (boring) the mounting substrate 304 partially into a concave shape with a milling device. The IC 305 is connected to the wiring 314 by wire bonding and sealed with a coating material 307 made of a resin such as an epoxy resin. Further, although a thin component 306 such as a chip capacitor may be mounted on the IC module 302 depending on the semiconductor device, it is not protected by an epoxy resin or the like.
[0007]
  In the semiconductor device of FIG. 9, the transmission / reception coil 303 exists independently from the IC card base portions 320 and 323 which are base base materials. However, in recent years, a copper covered wire is partially melted onto a resin sheet by heat. An IC is mounted on a thin transmission / reception antenna sheet in which a transmission / reception coil and a base substrate are integrally connected by embedding, and the transmission / reception antenna sheet is mounted on an IC module substrate. There is also a method in which the electrode part of the IC module substrate and the antenna are connected by soldering by overlapping the part and the antenna of the transmitting / receiving antenna sheet. This soldering is performed after removing a part of the lead wire coating of the antenna of the transmitting / receiving antenna sheet.
[0008]
  In addition, when the semiconductor device is an IC card, a contact type function having an external terminal (contact terminal) for the purpose of supporting a multipurpose application with one IC card and a non-contact type for performing data communication by wireless communication A composite IC card having a function has been put into practical use.
[0009]
  Also, as a general composite type IC card of the second conventional example, there are those shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). In this composite type IC card, an antenna substrate 403 having a non-contact data communication antenna formed integrally by etching is sandwiched between card substrates 400 and 404 and laminated. Thereafter, a mounting hole 405 for the IC module 402 is provided in the card base member 400 by hollowing or the like. The card base 400, the antenna substrate 403, and the card base 403 constitute an IC card main body 410.
[0010]
  In the IC card main body 410, two antenna terminals 406 are exposed in the opening area of the IC module mounting hole 405. The antenna terminal 406 is for connection between the antenna coil of the antenna substrate 403 and the IC module 2. Further, a metal terminal electrode 411 for connection with an external terminal is formed on one surface of the module substrate 412 of the IC module 402. An IC 414 is mounted on the other surface of the module substrate 412 and a module terminal 413 for connection to an antenna coil is provided. A conductive adhesive such as silver paste is applied to the module terminal 413. Then, the IC module 402 is installed in the IC module mounting hole 405 so that the module terminal 413 to which the conductive adhesive is applied overlaps with the antenna terminal 406. Thereafter, when the module terminal 413 and the antenna terminal 406 are coupled by applying heat and pressure, the mounting is completed.
[0011]
  Further, as a third conventional semiconductor device, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-207521. As shown in FIGS. 11A and 11B, this semiconductor device includes an IC module side connection terminal 581 (first connection terminal) and a step of attaching the IC module 502 to the IC module mounting hole 505 of the card body 500. The connection operation with the card body side antenna connection terminal 582 (second connection terminal) is made easier and more reliable than the second conventional example. The IC module side connection terminal 581 and the card body side antenna connection terminal 582 The purpose is to prevent connection degradation between the two. Specifically, the IC module side connection terminal 581 and the card body side antenna connection terminal 582 are electrically connected using a flexible connection member 583, and then the IC module 502 is inserted into the IC module mounting hole 505 of the card body 500. It is attached.
[0012]
  Further, as a fourth conventional semiconductor device, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-292998. In this semiconductor device, as shown in FIG. 12, as a means for electrical connection between a coiled antenna provided for transmission / reception, that is, an end 602 of an insulating coil 601 and a connection pad 604 of a circuit board 603, metal A spring 605 is used. In addition, two spring hold portions 606 are fitted in a rectangular frame 607 to which a pair of plate-like spring hold portions 606 are attached so as to sandwich the circuit board 603 from both the upper and lower sides. A metal spring is attached to two holes provided in each spring hold portion 606, and the end portion 602 of the antenna coil and the connection pad 604 of the circuit board 603 are electrically connected via the metal spring. .
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
  In the first conventional example, when a bending stress is applied to the IC card, not only the IC card but also the substrate of the module part is deformed. In this case, generally, the IC mounting portion is protected by a resin that is relatively difficult to deform, such as epoxy resin, so that the amount of displacement is small, but the amount of displacement of the antenna connection portion that is not protected by the resin is larger than the amount of displacement of the IC mounting portion. It gets bigger. For this reason, the antenna connection portion is likely to be deteriorated, the connection reliability is lowered, and there is a problem that the IC card cannot be used for a long time. Also, depending on the semiconductor device, thin components such as chip capacitors may be mounted. Similarly, when physical stress such as bending is applied, the connection terminals of thin components without protection such as resin are displaced. Therefore, defects such as cracking of thin parts and peeling of connection portions occurred.
[0014]
  Also in the case of the second conventional example, the antenna connection part is only coated with a conductive adhesive, and the displacement amount of the antenna connection part is larger than that of the IC mounting part as in the first example. Deterioration of the antenna connection is likely to occur.
[0015]
  In the case of the third conventional example, since the IC module side connection terminal and the antenna connection terminal are connected by a flexible connection member, workability in manufacturing has deteriorated. In consideration of the thickness of the flexible connecting member, the depth of the module mounting hole is deeper than that when the flexible connecting member is not used. As a result, in the case of an IC card that needs to be thin as a semiconductor device, the thickness of the IC card base material is reduced at the module mounting portion, so that when physical stress is applied to the IC card, the area around the module mounting hole There was a problem that the IC card base material was easily broken. Further, since a flexible connection member may be sandwiched between the IC module and the IC card mounting hole, it is difficult to mount the module on the IC card surface, and there is a problem in terms of cost.
  In the fourth conventional example, a rectangular frame in which a pair of plate-like spring hold portions are attached to face each other is necessary for positioning the metal spring, and there is a problem in cost due to an increase in the number of parts. .
[0016]
  Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that has high connection reliability and can withstand long-term use.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, a semiconductor device of the present invention includes:
  Mounted on the surface of the substrate and the substrateIC chipWhen, The IC chipSealSealing resinAnd an antenna connection terminal formed on the surface of the substrate.IC module
  In a semiconductor device having a built-in transmission / reception coil connected to an antenna connection terminal of the IC module and functioning as an antenna for transmitting and receiving signals without contact with an external device,
  The antenna connection terminal is provided in a region sealed with the sealing resin, and the antenna connection terminal is exposed.forFormed in the sealing resinIs accommodated in the partial opening,
  There is a space between the partial opening and the antenna connection terminalIt is characterized by that.
[0018]
  According to the semiconductor device having the above configuration, since the antenna connection terminal is provided in the region sealed with the sealing resin, the displacement of the antenna connection terminal due to physical stress is reduced. As a result, the antenna connection portion is unlikely to deteriorate.TheThus, the connection reliability between the antenna connection terminal and the transmission / reception coil is improved, and it can withstand long-term use.
[0019]
  Further, since the antenna connection terminal is exposed from the partial opening of the sealing resin, the antenna connection terminal and the transmission / reception coil can be easily connected.
[0020]
  The semiconductor device of one embodiment
  A thin component is mounted on the mounting terminal of the substrate, and the mounting terminal and the thin component are connected,
  The mounting terminal is provided in a region sealed with the sealing resin, and the mounting terminal is exposed.forFormed in the sealing resinIn the partial openingHaveAnd
  There is a space between the partial opening and the mounting terminal.The
[0021]
  According to the semiconductor device of the embodiment, since the mounting terminal connected to the thin component is provided in the region sealed with the sealing resin, the displacement of the mounting terminal due to physical stress is reduced. As a result, the mounted terminal is unlikely to deteriorate.TheThus, the connection reliability between the thin part and the mounting terminal is improved, and it can withstand long-term use.
[0022]
  In the semiconductor device according to an embodiment, the lead wire serving as a connection portion with respect to the antenna connection terminal in the transmission / reception coil has a shape change due to an external stress in the partial opening.ShapeHas a slack to absorb.
[0023]
  According to the semiconductor device of the embodiment, since the lead wire has a slack in the partial opening, the influence of external stress is mitigated, and the coil for transmission / reception is not peeled off, and transmission / reception with the antenna connection terminal is performed. The connection reliability with the coilCanit can.
[0024]
  In the semiconductor device of one embodiment, the shape of the opening edge of the partial opening is circular.
[0025]
  According to the semiconductor device of the embodiment, in order to connect the transmission / reception coil to the antenna connection terminal, the end of the transmission / reception coil is inserted into the partial opening. At this time, since the shape of the opening edge of the partial opening is circular, even if the transmitting / receiving coil is inserted from any direction, the workability for connection does not change, and the productivity is improved.
[0026]
  In the semiconductor device of one embodiment, the opening edge of the partial opening is tapered.
[0027]
  According to the semiconductor device of the embodiment, since the opening edge of the partial opening is formed in a taper shape, the stress can be relaxed even when the transmitting / receiving coil is bent in contact with the opening edge.
[0028]
  In one embodiment, the partial opening is a U-shaped or rectangular cutout.
[0029]
  According to the semiconductor device of the embodiment, since the partial opening is a U-shaped or rectangular cutout, the transmission / reception coil can be inserted into the partial opening from the side of the IC module. Improvement effect is obtained.
[0030]
  The semiconductor device of one embodiment is for electrical connection smaller than the diameter of the partial opening as an electrical joining means between the antenna connection terminal and the transmission / reception coil.coilA spring is used.
[0031]
  According to the semiconductor device of the embodiment, when the antenna connection terminal and the transmission / reception coil are electrically joined, the electrical connectioncoilFor electrical connection by inserting a spring into the partial openingcoilPositioning of the spring is facilitated, and workability can be improved.
[0032]
  Further, the antenna connection terminal and the transmission / reception coil are electrically connected.coilBecause it is joined via a spring, physical stress is used for electrical connection.coilRelaxed by the spring, it is possible to suppress the displacement of the antenna connection terminal due to physical stress.
[0033]
  In one embodiment of the semiconductor device, after inserting the end of the transmitting / receiving coil into the partial opening exposing the antenna connecting terminal, the end of the transmitting / receiving coil and the antenna connecting terminal are soldered or conductive paste. Are electrically joined.
[0034]
  According to the semiconductor device of the embodiment, since the end of the transmission / reception coil and the antenna connection terminal are electrically joined by solder or conductive paste, the physical stress antenna connection terminal in the same material and process as before. The displacement of the part can be suppressed.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, an IC card which is an example of a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0036]
  (First embodiment)
  FIG. 1A is a plan view of an IC card as a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view within a circle B in FIG. FIG. 2 is a schematic sectional view of the IC card.
[0037]
  In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a non-contact type and contact-type composite IC card, 2 denotes an IC module, 3 denotes a transmission / reception coil, and in FIG. IC module substrate, 5 is an IC, 6 is a thin part such as a chip capacitor, 7 is a sealing resin, 14 is a wiring extending on the surface of the IC module substrate 4, and 30 is a conductive paste such as solder or silver paste , 71 are partial openings provided in the sealing resin 7, 81 is an antenna connection terminal, 82 is a mounting terminal for the thin component 6, and 83 is a gold wire or an Al wire. In FIG. 2, reference numeral 9 denotes a contact-type external terminal, and 20 and 23 denote IC card base materials. In FIGS. 1A and 1B and FIG. 2, the same reference numerals are assigned to the same components.
[0038]
  As shown in FIG. 1B, the IC module 2 has an antenna connection terminal 81 for connecting to the transmission / reception coil 3 in the region of a highly rigid sealing resin 7 such as an epoxy resin. Yes. The sealing resin 7 is provided with a partial opening 71 for exposing the antenna connection terminal 81 and a partial opening 171 for exposing the mounting terminal 82 of the thin component 6. In the partial opening 71 where the antenna connection terminal 81 is exposed, the transmission / reception coil 3 and the antenna connection terminal 81 are connected. The end of the transmission / reception coil 3 is a lead wire 8 from which a part of the coating has been removed. In this lead wire 8, as shown in FIG. 2, a portion 86 located in the partial opening 71 has a slack shape. That is, a portion in the partial opening 71 of the lead wire 8 is bent. As a result, when bending stress is applied to the IC card 1, it is possible to suppress an increase in bending displacement around the antenna connecting portion, that is, around the lead wire 8. As a result, peeling of the transmitting / receiving coil 3 that has been a problem until now from the antenna connection terminal 81 is eliminated, and connection reliability can be improved.
[0039]
  Further, the mounting terminal 82 of the thin component 6 such as a chip capacitor is exposed through the partial opening 171, and the thin component 6 such as the chip capacitor is mounted on the mounting terminal 82 of the thin component 6 with a conductive paste such as solder or silver paste. In addition, since the periphery of the thin component 6 such as a chip capacitor is protected by a highly rigid sealing resin 7, the thin component 6 is cracked or connected when a physical stress such as bending, which has been a problem in the past, is applied. Defects can be prevented.
[0040]
  3A to 3E are manufacturing process diagrams of the IC card 1 and show a manufacturing process in which the IC 5 is mounted on the IC module substrate by wire bonding. 3A shows a die bonding process, FIG. 3B shows a wire bonding (hereinafter referred to as “W / B”) process, FIG. 3C shows a resin sealing process, and FIG. 3D. FIG. 3E is a diagram showing a process for laminating the IC card 1, and FIG. 3E is a diagram showing a process for laminating the IC card 1. FIG. 3E is a diagram showing an antenna lead connection process to the antenna connection terminal 81 (connection between the antenna connection terminal 81 and the lead wire 3 of the transmission / reception coil 3).
[0041]
  Hereinafter, the manufacturing process of the IC card 1 will be described with reference to FIGS.
[0042]
  First, as shown in FIG. 3A, an antenna connection terminal 81 and a mounting terminal 82 for a thin component 6 such as a capacitor are installed in a resin-sealed region, and the thickness is about 0.1 to 0.3 mm. The IC 5 is die-bonded to the IC mounting portion on the IC module substrate 4 using glass epoxy resin or the like with a conductive resin paste or a resin sheet, and is cured by heating at about 150 ° C.
[0043]
  Next, as shown in FIG. 3B, for example, a W / B is performed using a gold wire or an Al wire 83 having a linear φ of 20 to 30 μm.
[0044]
  Next, as shown in FIG. 3C, the IC 5 is sealed with a sealing resin 7 which is a coating material such as an epoxy resin, except for the antenna connection terminal 81 and the mounting terminal portion 82 of the thin component 6. That is, the IC 5 is sealed with the sealing resin 7 so that the antenna connection terminal 81 and the mounting terminal portion 82 of the thin component 6 are exposed. In the case of molding using a mold, such a sealing method is only considered in the mold design so that the antenna connection terminal 81 and the mounting terminal portion 82 of the thin component 6 are removed. Can be realized by the same method as the conventional process. In the case of liquid resin sealing, epoxy resin or silicone resin with increased viscosity as a dam material for resin flow prevention (for example, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is used to control the resin flow in a predetermined shape. In step SE1700, the antenna connection terminal 81 and the liquid sealing epoxy resin are similarly formed in a dam (not shown) to protect the IC 5, and then heat curing is performed to cure the resin. Depending on the semiconductor device, a dam material for preventing resin flow may be formed around the mounting terminal portion 82 of the thin component 6 by drawing or printing, and then an epoxy resin for liquid resin is formed in the dam (not shown). You may do it. The type of resin is not limited to the thermosetting type, but may be an ultraviolet curable resin.
[0045]
  Next, as shown in FIG. 3D, the antenna connection terminal 81 exposed from the partial opening 71 of the sealing resin 7 and the lead wire 8 of the transmission / reception coil 3 are made of solder or silver paste or the like. The conductive paste 30 is used for connection. At this time, since the lead wire 8 (portion indicated by reference numeral 86 in FIG. 2) is slackened in the partial opening 71 of the sealing resin 7, resistance to tensile stress can be imparted to the transmitting / receiving coil 3. It becomes possible. Then, the thin component 6 such as a chip capacitor is mounted on the mounting terminal 82 with a conductive paste such as solder or silver paste.
[0046]
  Next, as shown in FIG. 3 (e), the IC module 2 is sandwiched between the IC card bases 20 and 23 and the transmission / reception coil 3 is sandwiched between them, and then laminated with an adhesive or heat-sealing. Completed as a card. The IC card base materials 20 and 23 are made of vinyl chloride resin, ABS resin (acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer), polyester resin, etc., and the portions corresponding to the IC module 2 and the transmitting / receiving coil 3 are concave. Has been processed.
[0047]
  In the present invention, not only the W / B method but also flip chip mounting, which has become the mainstream of thin mounting, can be similarly mounted.
[0048]
  4A to 4E are manufacturing process diagrams of an IC card at the time of flip chip mounting. 4A shows a bump forming process, FIG. 4B shows a flip chip mounting process, FIG. 4C shows a resin sealing process, and FIG. 4D shows an antenna to the antenna connection terminal 81. FIG. 4E is a diagram showing the IC card laminate mounting process.
[0049]
  Hereinafter, the manufacturing process of the IC card 1 will be described with reference to FIGS. The manufacturing process shown in FIGS. 4A to 4E is different from the manufacturing process shown in FIGS. 3A to 3E only in the bump forming process, the flip chip mounting process, and the resin sealing process. . Accordingly, only the bump forming process and the flip chip mounting process will be described below.
[0050]
  First, in the bump forming step of FIG. 4A, bumps (projection electrodes) 84 are formed on the electrodes of the IC 5 by, for example, gold or solder by plating or wire bonding.
[0051]
  Next, in the flip chip mounting step of FIG. 4B, an anisotropic conductive paste 85 is interposed between the IC 5 and the IC module substrate 4, and the wiring 14 extended on the surface of the IC module substrate 4, IC5 is connected in the opposite direction by thermocompression bonding. An anisotropic conductive sheet or the like may be used instead of the anisotropic conductive paste 85.
[0052]
  Next, in the resin sealing step of FIG. 4C, after resin sealing using the liquid resin 74, FIGS. 4D and 4E, which are the same steps as FIGS. 3D and 3E, are performed. ) Is performed.
[0053]
  In the first embodiment, the thin component 6 is mounted on the IC module substrate 4, but the thin component 6 may not be mounted. Some of the semiconductor devices of the present invention have a thin component such as a chip capacitor mounted on the IC module substrate 4 and some do not.
[0054]
  Further, the connection between the lead wire 8 and the antenna connection terminal 81 may be performed using a material other than the conductive paste.
[0055]
  The transmitting / receiving coil 3 is formed as a data communication antenna by, for example, an etching method, a printing method, or a winding method.
[0056]
  (Second Embodiment)
  FIG. 5A is a plan view of a main part of an IC card as a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an enlarged view of a partial opening of the IC card. FIG. 5C is a schematic cross-sectional view of the IC card, and FIG. 5D is an enlarged view in a circle D of FIG. 5C. 5 (a) to 5 (d), the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals as those shown in FIGS.
[0057]
  In the IC card, as shown in FIGS. 5A and 5C, the partial opening 7 exposing the antenna connection terminal 81 is provided.2Is provided in the sealing resin 7 and a partial opening 171 for exposing the mounting terminal 82 of the thin component 6 such as a chip capacitor is provided in the sealing resin 7.RukoThus, deformation of the antenna connection terminal 81 and the mounting terminal 82 is suppressed. The partial opening 171Although the opening edge of the is rectangular as in the first embodiment, the partial opening 72As shown in FIG. 5 (b), the opening edge has a circular shape. The partial opening 72The opening edge portion 72a is formed in a tapered shape as shown in FIG.
[0058]
  As described above, even when the lead wire 8 is inserted into the partial opening 72 in order to connect the antenna connection terminal 81 and the transmission / reception coil 3, even if the insertion is performed from an arbitrary direction, the partial opening 72. Since the opening edge is circular, the workability of inserting the lead wire 8 remains unchanged and the productivity is stable.
[0059]
  Further, since the opening edge portion 72a which is the edge portion of the partial opening portion 72 is tapered, even when the lead wire 8 of the transmitting / receiving coil 3 is bent in contact with the opening edge portion 72a, the lead wire 8 Stress relaxation is possible.
[0060]
  In the second embodiment, the opening edge of the partial opening 171 is rectangular, but may be circular like the partial opening 72.
[0061]
  (Third embodiment)
  6A is a plan view of an IC card as a semiconductor device according to the third embodiment, FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the IC card, and FIG. 6C is the IC card. It is a top view of the modified example. 6 (a) and 6 (b), the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those of FIGS.
[0062]
  As shown in FIG. 6A, the partial openings 73 and 173 for exposing the antenna connection terminal 81 and the mounting terminal 82 of the thin component 6 such as a chip capacitor are U-shaped cutouts. The partial openings 73 and 173 suppress deformation of the antenna connection terminal 81 and the mounting terminal 82.
[0063]
  Thus, since the partial opening 73 has a U-shaped cutout, the lead wire 8 can be inserted into the partial opening 73 from the side surface direction of the IC module, and the transmitting / receiving coil 3 and the antenna are connected. The workability for connecting the terminal 81 can be remarkably improved.
[0064]
  Even when the thin component 6 such as the chip capacitor 6 is mounted, the work efficiency of module mounting is improved.
[0065]
  In the third embodiment, the partial openings 73 and 173 are U-shaped cutouts, but may be rectangular cutouts as shown in FIG. Also in this case, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
[0066]
  (Fourth embodiment)
  FIG. 7A is a plan view of an IC card as a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7B is an enlarged view in the B circle of FIG. 7 (c) is a schematic sectional view of the IC card. 7A to 7C, the same components as those shown in FIGS. 5A to 5D have the same reference numerals as the components shown in FIGS. 5A to 5D. A description thereof will be omitted.
[0067]
  As shown in FIG. 1A, the IC card includes an IC module 2 and a transmission / reception coil 3 that is connected to the IC module 2 and functions as an antenna that transmits and receives signals without contact with an external device. Yes. In the IC card, as shown in FIGS. 7B and 7C, the spring 61 for electrical connection whose opening edge shape is smaller than the diameter of the circular partial opening 72 is connected to the transmitting / receiving coil 3 and the antenna. It is used as means for electrical connection with the terminal 81. After mounting the electrical connection spring 61 into the partial opening 72, it is laminated and mounted as an IC card as in the step of FIG.
[0068]
  Conventionally, there is a case where an electrical connection spring 61 is used as a connection means between an antenna formed by an etching method, a printing method or a winding method as a transmission / reception antenna and an antenna connection terminal. At that time, it is difficult to position the spring 61 for electrical connection, and as one countermeasure, there is a method of fixing the spring 61 to the substrate or the like in advance by soldering or the like, but there is a problem in workability.
[0069]
  On the other hand, in the present invention, since the electrical connection spring 61 is attached to the partial opening 72 having a circular opening edge shape, the electrical connection spring 61 can be positioned accurately and easily.
[0070]
  In the present invention, since the electrical connection spring 61 is positioned by the partial opening 72 where the antenna connection terminal 81 is exposed, it is necessary to separately provide the spring hold portion 606 as shown in the conventional example 4 of FIG. There is no cost increase.
[0071]
  (Fifth embodiment)
  FIG. 8A is a plan view of an IC card as a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is an enlarged view in the B circle of FIG. 8 (c) is a schematic sectional view of the IC card. 7 (a) to 7 (c), the same components as those shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) and FIGS. 7 (a) to 7 (c) are shown in FIGS. The same reference numerals as those in FIG. 7B and FIGS.
[0072]
  As shown in FIG. 8A, the IC card includes an IC module 2 and a transmission / reception coil 3 connected to the IC module 2 and functioning as an antenna for transmitting and receiving signals without contact with an external device. ing. And in the said IC card, as shown in FIG.8 (b), the solder 130 is used as a connection means of the antenna connection terminal 81 and the lead wire 8 of the coil 3 for transmission / reception. The electrical joining by the solder 130 is performed after the lead wire 8 of the transmitting / receiving coil 3 is inserted into the partial opening 73 which is a U-shaped cutout. As a result, bending displacement around the antenna connection terminal 81 can be suppressed with the same material and process as in the prior art. Therefore, it is possible to improve the connection reliability by eliminating the peeling from the antenna connection terminal 81 of the transmission / reception coil 3 which has been a problem until now.
[0073]
  Further, instead of the solder 130, a conductive paste such as a silver paste may be used.
[0074]
  The partial opening 73 is a U-shaped notch, but may be a rectangular notch.
[0075]
  As described above, the non-contact type is mainly described in the first to fifth embodiments. However, in order to provide a contact type function, the contact type external terminal (contact terminal) 9 is used to face the antenna connection terminal 81. Needless to say, the present invention can also be applied to a composite semiconductor device in which is exposed. That is, the semiconductor device of the present invention is a so-called non-contact type semiconductor device including an IC module and a transmission / reception coil that is connected to the IC module and functions as an antenna that transmits and receives signals without contact with an external device. Alternatively, a composite semiconductor having an external terminal and having a contact-type function for communicating data by bringing the external terminal into contact with an external device and a non-contact type function for communicating data by wireless communication It may be a device.
[0076]
【The invention's effect】
  As described above, in the semiconductor device of the present invention, since the antenna connection terminal is provided in the region sealed with the sealing resin, the antenna connection portion is unlikely to deteriorate.TheThus, the connection reliability between the antenna connection terminal and the transmission / reception coil is high, and it can withstand long-term use.
[0077]
  Further, since the antenna connection terminal is exposed from the partial opening of the sealing resin, the antenna connection terminal and the transmission / reception coil can be easily connected.
[0078]
  In the semiconductor device of one embodiment, since the mounting terminal connected to the thin component is provided in the region sealed with the sealing resin, the mounting terminal is unlikely to deteriorate.TheThus, the connection reliability between the thin part and the mounting terminal is high, and it can withstand long-term use.
[0079]
  In the semiconductor device according to an embodiment, since the lead wire serving as the connection portion with respect to the antenna connection terminal in the transmission / reception coil has a slack in the partial opening, the influence of external stress is reduced, and transmission / reception is performed. The coil for peeling is removed, and the connection reliability between the antenna connection terminal and the coil for transmission and reception is further improved.Canit can.
[0080]
  In the semiconductor device of one embodiment, the shape of the opening edge of the partial opening is circular.
[0081]
  According to the semiconductor device of the embodiment, even when the end of the transmission / reception coil is inserted into the partial opening in order to connect the transmission / reception coil to the antenna connection terminal, the insertion is performed from any direction. Since the shape of the opening edge of the partial opening is circular, the workability for connection does not change. In other words, the insertion workability for stable connection can be maintained. As a result, productivity can be improved.
[0082]
  In the semiconductor device of one embodiment, since the opening edge of the partial opening is formed in a tapered shape, the stress generated in the transmitting / receiving coil is alleviated even when the transmitting / receiving coil is bent in contact with the opening edge. can do.
[0083]
  In the semiconductor device according to one embodiment, since the partial opening is a U-shaped or rectangular cutout, a transmission / reception coil can be inserted into the partial opening from the side of the IC module. Can be improved.
[0084]
  The semiconductor device of one embodiment is for electrical connection when the antenna connection terminal and the transmission / reception coil are electrically joined.coilSince the spring is inserted into the partial opening, positioning of the spring for electrical connection is easy, and workability can be improved.
[0085]
  In addition, since the antenna connection terminal and the transmission / reception coil are joined via an electrical connection spring, physical stress is relieved by the electrical connection spring, and displacement of the antenna connection terminal due to physical stress is suppressed. be able to.
[0086]
  In the semiconductor device according to an embodiment, the end of the transmitting / receiving coil and the antenna connection terminal are electrically joined by solder or conductive paste. Displacement can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is an enlarged view within a circle B in FIG. 1 (a).
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment.
FIGS. 3A to 3E are manufacturing process diagrams of the semiconductor device of the first embodiment. FIGS.
FIGS. 4A to 4E are other manufacturing process diagrams of the semiconductor device of the first embodiment. FIGS.
FIG. 5A is a plan view of a main part of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an enlarged view of a partial opening of the semiconductor device; FIG. 5C is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device, and FIG. 5D is an enlarged view in a circle D of FIG. 5C.
6A is a plan view of a semiconductor device according to a third embodiment, FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device, and FIG. 6C is the semiconductor device. It is a top view of the modified example.
7 (a) is a plan view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 (b) is an enlarged view of a circle B in FIG. 7 (a). 7 (c) is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device.
FIG. 8 (a) is a plan view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 (b) is an enlarged view in a circle B of FIG. 8 (a). FIG. 8C is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device.
FIG. 9 is an exploded perspective view of the non-contact type semiconductor device of Conventional Example 1.
FIG. 10A is an exploded perspective view of a composite semiconductor device of Conventional Example 2, and FIG. 10B is a schematic cross-sectional view of the composite semiconductor device.
FIG. 11A is a perspective view of a composite semiconductor device of Conventional Example 3, and FIG. 11B is a schematic cross-sectional view of the composite semiconductor device.
FIG. 12 is an exploded perspective view of a non-contact type semiconductor device according to Conventional Example 4;
[Explanation of symbols]
1 IC card
2 IC module
3 Coil for transmission / reception
4 IC module board
7 Sealing resin
71, 72, 73, 171, 173 Partial opening
81 Antenna connection terminal

Claims

A substrate, an IC chip mounted on the surface of the substrate, and the IC module that Yusuke and sealing resin for sealing the IC chip, and an antenna connection terminal formed on a surface of said substrate,
In a semiconductor device having a built-in transmission / reception coil connected to an antenna connection terminal of the IC module and functioning as an antenna for transmitting and receiving signals without contact with an external device,
The antenna connection terminal, wherein with is provided in a sealed space in the sealing resin, wherein they are accommodated in the sealing resin portion formed opening to expose the antenna connection terminal,
A semiconductor device characterized in that a space exists between the partial opening and the antenna connection terminal .

The semiconductor device according to claim 1,
A thin component is mounted on the mounting terminal of the substrate, and the mounting terminal and the thin component are connected,
The mounting terminal, Te wherein with is provided in a sealed space in the sealing resin, is accommodated in the portion opening portion formed in the sealing resin to expose the mounting terminals Tei,
The semiconductor device according to claim that you there is a space between the mounting terminals and the partial opening.

The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a lead wire serving as a connection portion with respect to the antenna connection terminal in the transmission / reception coil has a slack so as to absorb a deformation of an outer shape due to an external stress in the partial opening.

The semiconductor device according to claim 1 or 3,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the opening edge of the partial opening has a circular shape.

The semiconductor device according to claim 4,
An opening edge portion of the partial opening portion is formed in a taper shape.

The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device, wherein the partial opening is a U-shaped or rectangular cutout.

The semiconductor device according to claim 4 or 5,
Examples electrical connection means of the antenna connection terminal and the receiving coil, the semiconductor device being characterized in that with the partial opening smaller electrically connecting the coil spring than the diameter of the.

The semiconductor device according to claim 6.
After inserting the end of the transmission / reception coil into the partial opening that exposes the antenna connection terminal, the end of the transmission / reception coil and the antenna connection terminal are electrically joined with solder or conductive paste. A featured semiconductor device.