JP4357885B2 - Icカードモジュール用のメタルサブストレート部材とicカードモジュールの作製方法 - Google Patents

Icカードモジュール用のメタルサブストレート部材とicカードモジュールの作製方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型のICカードに用いられるトランスファーモールドタイプのICカードモジュール用のメタルサブストレート部材と、該メタルサブストレート部材を用いた非接触型のICカードに用いられるトランスファーモールドタイプのICカードモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
情報の機密性の面からICカードが次第に普及されつつ中、近年では、読み書き装置(リーダライタ)と接触せずに情報の授受を行う非接触型のICカードが提案され、中でも、外部の読み書き装置との信号交換を、あるいは信号交換と電力供給とを電磁波により行う方式のものが実用化されつつある。
このような非接触式のICカードにおいては、例えば、図8(a)に示すように、ICモジュール812は、アンテナ811に接続されており、その回路構成は、通常、図8(b)のようになっている。
図8において、810はICカード、811はアンテナ、812はICモジュール、813は(ICモジュールの)端子である。
このようなICチップモジュールにおけるICチップの実装方法としては、プリント基板にICチップをマウントし、ボンディング線にてプリント基板上へ接続するCOB(Chip On Board)が最も多く用いられているが、この方法では実装厚を薄くできないという欠点があり、最近では、実装厚を薄くでき、量産にも対応できる実装形態として、導電性のダイパッドをハーフエッチングしたメタルサブストレート上にICチップをマウントし、ボンディング線にてメタルサブストレートの端子部へ接続する形態も提案されている。
このような形態のICチップモジュールにおいては、単位のメタルサブストレートは、ICチップを搭載するための領域(ダイパッド部)、アンテナ回路との接続用の領域や入出力端子の領域等、複数の領域に一部繋がった状態で分割形成されているのが普通で、その作製においては、これらの領域を繋ぎ部で加工用素材に接続し、且つ、単位のメタルサブストレートを多面付けしており、各単位のメタルサブストレートにICチップを搭載して樹脂封止した後に、所定の繋ぎ部を切断分離する。
単位のメタルサブストレートをリードあるいはリードフレームと言う場合もあり、また、単位のメタルサブストレートが多面付けされ、加工用素材に直接、あるいは枠部を設けて枠部に、繋ぎ部で繋がった状態のものを、リードフレームと言う場合もある。
【0003】
このような、メタルサブストレートをプレスにて作製すると、プレス加工時にバリ911が発生し、図9(a)に示すように、樹脂封止した場合、裏面への樹脂漏れ931が発生してしまうため、エッチング加工方法が採られるが、エッチング加工方法による場合には、図9(b)に示すように、樹脂漏れを起こさずに封止ができる。
尚、図9において、910はメタルサブストレート、920はICチップ、930は封止用樹脂、931は樹脂漏れ、940はボンディングワイヤである。
エッチング加工方法においては、薄いCu材、あるいは42合金(42%Ni−Fe合金)を用い、通常、製版処理、エッチング処理をリール・トウー・リールで行う、リール方式が、その生産性の面から採られている。
そして、面付けしてエッチング加工後、面付け状態のまま、順に、銀メッキ処理あるいは全面パラジュームめっき処理、ICチップマウント、ワイヤボンディング、個別樹脂封止等の処理を、連続して、あるいは、分けて、リール方式で行う。
そして、従来、エッチング加工により、ICモジュール用のメタルサブストレートを面付けして、リール方式で作製する場合、図7(a)に示すように、1面毎に、その絵柄がオーバラップしないように配列して作製していた。
尚、図7(b)は、図7(a)のように面付けされてエッチングされた、メタルサブストレート部材の各ダイパッド部621にICチップを搭載し、更にトランスファー方式で樹脂封止した状態を示している。
この後、所定の位置をカットすることにより、個片化する。
図7において、611は加工用素材、620は単位のメタルサブストレート、621はダイパッド、621Hはハーフエッチング部、622A、622Bは(アンテナと接続する)端子、625は貫通孔部、626は繋ぎ部、628はスプロケット、640は封止用樹脂である。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−174176号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、最近、ICモジュール用にメタルサブストレートを用いる形態が提案され、エッチング加工により、ICモジュール用のメタルサブストレートを面付けして、リール方式で作製する作製方法が知られているが、特に、非接触型のICカード用のICモジュールにおいては、更なる、量産化、低コスト化が求められていた。
本発明は、これらに対応するもので、非接触型のICカード用のICモジュールを、更に、量産性良く製造できる、メタルサブストレート部材を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材は、トランスファモールドタイプの非接触型ICカード用のICカードモジュールに用いられる単位のメタルサブストレートを、多数配列したメタルサブストレート部材であって、金属からなる帯状の薄い加工用素材に単位のメタルサブストレートの各部を繋ぎ部で保持した状態で、エッチング形成されたものであり、単位のメタルサブストレートは、端子面を上側にしてICチップを搭載するためのダイパッドを有し、アンテナコイルと接続するためのアンテナ端子を、ダイパッドおよび樹脂封止領域よりも外側に、前記帯状の加工用素材の長手方向でダイパッドを跨ぎ、それぞれ配するもので、前記帯状の加工用素材の長手方向に隣接する単位のメタルサブストレート同士のアンテナ端子部領域を、共通領域としてオーバラップして、単位のメタルサブストレートを、加工用素材の長手方向に面付けしており、且つ、各単位のメタルサブストレートは、該メタルサブストレートの側2箇所において加工用素材の長手方向に所定幅のカットを入れるだけで、樹脂封止した後に所望の外形が分離できるように、外形加工されていることを特徴とするものである。
そして、上記に記載のメタルサブストレート部材であって、端子面を上側にしてICチップを搭載するための、ICチップより大サイズのダイパッドを有し、該ダイパッドのICチップ搭載領域はハーフエッチングにて、メタルサブストレートの基材厚よりも薄く形成されていることを特徴とするものである。
そしてまた、上記のいずれかに記載のメタルサブストレート部材であって、ダイパッド領域の外側に、封止樹脂の密着性を向上させるための凹部を配し、前記アンテナ端子と一体的に接続するる内部端子を設けていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかに記載のメタルサブストレート部材であって、加工用素材はCu材あるいは42%Ni−Fe合金(以下、42合金とも言う)からなることを特徴とするものである。
尚、上記において、金属からなる帯状の薄い加工用素材の厚さは、ICモジュールの薄化要求に対応できる厚さであれば良く、0.1mm厚程度の薄いものが、特に、薄化要求からは、好ましい。
【0007】
本発明のICカードモジュールの作製方法は、非接触型のICカードに用いられるトランスファモールドタイプのICカードモジュールの作製方法であって、金属からなる薄い加工用素材に対して、リール・トウー・リールで、製版処理、エッチング処理を行い、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のメタルサブストレート部材を、形成するエッチング加工工程を行った後、以下、リール・トウー・リールで、順に、(a)前記メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートに対し、その所定の領域に銀メッキ処理またはその全面にパラジュームめっき処理を施す、めっき処理工程と、(b)前記メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上に、ICチップを搭載するICチップマウント工程と、(c)前記メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートの所定の内部端子とICチップとをワイヤボンディング接続するワイヤボンディング工程と、(d)トランスファ方式により、ICチップ、ボンデインングワイヤを含み所定領域を樹脂封止する樹脂封止工程と、(e)所定のカッターにて個片化する個片化工程とを行うことを特徴とするものである。
そして、上記に記載のICカードモジュールの作製方法において、加工用素材はCu材あるいは42%Ni−Fe合金(42合金とも言う)からなることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】
本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材は、このような構成にすることにより、非接触型のICカード用のICモジュールを、更に、量産性良く製造できる、メタルサブストレート部材の提供を可能としている。
具体的には、単位のメタルサブストレートは、端子面を上側にしてICチップを搭載するためのダイパッドを有し、そのアンテナコイルと接続するためのアンテナ端子を、ダイパッドおよび樹脂封止領域よりも外側に、前記帯状の加工用素材の長手方向でダイパッドを跨ぎ、それぞれ配するもので、前記帯状の加工用素材の長手方向に隣接する単位のメタルサブストレート同士のアンテナ端子部領域を、共通領域としてオーバラップして、単位のメタルサブストレートを、加工用素材の長手方向に面付けしており、且つ、各単位のメタルサブストレートは、該メタルサブストレートの外側2箇所において加工用素材の長手方向に所定幅のカットを入れるだけで、樹脂封止した後に所望の外形が分離できるように、外形加工されていることにより、これを達成している。
詳しくは、本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材を、リール・トウー・リールで、製版処理、エッチング処理を行い作製することを可能とし、更に、本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材を用いて、ICカードモジュールを、量産性良く、リール・トウー・リールで各処理を行うことを可能としている。
【0009】
また、端子面を上側にしてICチップを搭載するための、ICチップより大サイズのダイパッドを有し、該ダイパッドのICチップ搭載領域はハーフエッチングにて、メタルサブストレートの基材厚よりも薄く形成されていることにより、特に、ICモジュールを薄型化要求に対応できるものとしている。
また、金属からなる帯状の薄い加工用素材としては、導電性、処理性、汎用性等から、通常は、Cu材あるいは42%Ni−Fe合金(42合金とも言う)が用いられるが、これらに限定はされない。
尚、先にも述べたが、金属からなる帯状の薄い加工用素材の厚さは、ICモジュールの薄化要求に対応できる厚さであれば良く、0. 1mm厚程度の薄いものが、特に、薄化要求からは、好ましい。
また、ダイパッド領域の外側に、封止樹脂の密着性を向上させるための凹部を配し、前記アンテナ端子と一体的に接続する封止用樹脂支持部を設けていることにより、樹脂封止を信頼性の良いものとしている。
【0010】
本発明のICカードモジュールの作製方法は、このような構成にすることにより、非接触型のICカード用のICモジュールを、量産性良く製造できるものとしている。
即ち、各処理をリール・トウー・リールで行うことにより、これを達成している。
先にも述べたが、金属からなる帯状の薄い加工用素材としては、導電性、処理性、汎用性等から、通常は、Cu材あるいは42%Ni−Fe合金(42合金とも言う)が用いられるが、これらに限定はされない。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図1(a)は本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態の第1の例の一部を示した概略構成図で、図1(b)は図1(a)における単位のメタルルサブストレートを示した図で、図2(a)は図1(a)に示すICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上にICチップを搭載し、ワイヤボンディング結線した図で、図2(b)は図2(a)における単位のメタルサブストレート部を示した図で、図3は図2(a)に示す部材にトランスファモールド処理を施した図で、図4は本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態の第2の例の一部を示した概略構成図で、図5は図4に示すICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上にICチップを搭載し、ワイヤボンディング結線した図で、図6は図5に示す部材にトランスファモールド処理を施した図である。
図1〜図6において、111は加工用素材、120は単位のメタルサブストレート、121はダイパッド、121Hはハーフエッチング部、122A、122Bは(アンテナと接続する)端子、123A、123Bは内部端子、124は貫通孔、125は貫通孔部、126は繋ぎ部、128はスプロケット、130はICチップ、131は端子、135はボンディングワイヤ、140は封止用樹脂、221はダイパッド、221Hはハーフエッチング部、222A、222B、222C、222Dは(アンテナと接続する)端子、223A、223B、223C、223Dは内部端子、225は貫通孔部、226は繋ぎ部、228はスプロケット、230はICチップ、231は端子、235はボンディングワイヤ、240は封止用樹脂である。
【0012】
本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態の第1の例を、図1に基づいて説明する。
第1の例のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材は、トランスファモールドタイプの非接触型ICカード用のICカードモジュールで、アンテナを1ループで配するICモジュールに用いられる単位のメタルサブストレート120(図1(b)参照)を、多数配列したメタルサブストレート部材で、導電性の金属からなる帯状の薄い加工用素材に単位のメタルサブストレート120の各部を繋ぎ部126で保持した状態で、エッチング形成されたものである。
単位のメタルサブストレート120は、図1(b)に示すように、端子面を上側にしてICチップを搭載するためのダイパッド121を有し、アンテナコイル(図示していない)と接続するためのアンテナ端子122A、122Bを、ダイパッド121および樹脂封止領域よりも外側に、アンテナコイル1ループ用として2個を、前記帯状の加工用素材111の長手方向でダイパッド121を跨ぎ、それぞれ配するもので、帯状の加工用素材111の長手方向に隣接する単位のサブストレート同志のアンテナ端子部領域122A、122bを、共通領域としてオーバラップして、単位のサブストレート120を、加工用素材111の長手方向に面付けしている。
そして、各単位のメタルサブストレート120は、図1(b)のL1、L2に示す、外側(2箇所)において、加工用素材111の長手方向に所定幅のカットを入れるだけで、樹脂封止した後に所望の外形が分離できるように、外形加工されている。
本例では、ダイパッド領域の外側に、封止樹脂の密着性を向上させるための貫通孔124を配し、アンテナ端子122A、122Bと、それぞれ、一体的に接続する内部端子123A、123Bを設けている。
【0013】
加工用素材としては、通常は、Cu材あるいは42%Ni−Fe合金(42合金とも言う)が、導電性や処理性、処理性、汎用性から用いられるが、これらに限定はされない。
金属からなる帯状の薄い加工用素材の厚さは、ICモジュールの薄化要求に対応できる厚さであれば良い。
【0014】
第1の例の変形例としては、端子面を上側にしてICチップを搭載するための、ICチップより大サイズのダイパッドを有し、該ダイパッドのICチップ搭載領域はハーフエッチングにて、メタルサブストレートの基材厚よりも薄く形成されているものが挙げられる。
この変形例の場合は、薄型化を第1の例より一層可能とする。
【0015】
本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態の第2の例を、図2に基づいて、簡単に説明する。
第2の例は、トランスファモールドタイプの非接触型ICカード用のICカードモジュールで、アンテナコイルを2ループで配するICモジュールに用いられる単位のメタルサブストレートを、多数配列したメタルサブストレート部材で、導電性の金属からなる帯状の薄い加工用素材に単位のメタルサブストレートの各部を繋ぎ部で保持した状態で、エッチング形成されたものである。
第2の例においては、端子面を上側にしてICチップを搭載するための、ICチップより大サイズのダイパッドを有し、該ダイパッドのICチップ搭載領域はハーフエッチングにて、メタルサブストレートの基材厚よりも薄く形成されている。
この第2の例の場合も、薄型化を第1の例より一層可能とする。
尚、図4では、加工用素材の長手方向に隣接する単位のメタルサブストレート2個の状態を拡大して示したものである。
図4において、単位のメタルサブストレートは、ダイパッド221、アンテナ端子222A、222B、222C、222D、内部端子223A、223B、223C、223Dと、これらを加工用素材に連結するための繋ぎ部226からなり、加工用素材の長手方向に隣接する単位のサブストレート同志のアンテナ端子部領域を、共通領域としてオーバラップして、単位のめたるサブストレートを、加工用素材の長手方向に面付けしている。
第2の例は、アンテナコイル2ループ用のもので、アンテナ端子を4個を、長手方向でダイパッド221を跨ぎ、それぞれ2個ずつ配するものである。
【0016】
尚、第2の例では、第1の例のように、内部端子に貫通孔(図1の124に相当)を設けていないが、適宜設けても良い。
【0017】
次に、本発明のICカードモジュールの作製方法の1例を、図1〜図3に基づいて簡単に説明する。
本例のICカードモジュールの作製方法は、図1に示す第1の例のメタルサブストレート部材を用いて作製するものである。
本例は、非接触型のICカードに用いられるトランスファモールドタイプのICカードモジュールの作製方法で、金属からなる薄い加工用素材に対し、リール・トウー・リールで、製版処理、エッチング処理を行い、図1に示す第1の例のメタルサブストレート部材を形成する。(図1)
加工用素材としては、通常、厚さ0. 1mm程度の帯状のCu材あるいは42合金(42%Ni−Fe合金)材を用い、製版処理により、その両面に耐エッチング性のレジストパターンを形成した後、所定のエッチング液を用い、両面からスプレーエッチングを行い、メタルサブストレート部材をエッチング形成する。
尚、ハーフエッチングをより精度良く行うために、エッチングを2段に分け、ハーフエッチング形成面側に第1のエッチングを行った後、所定の充填材をエッチング形成された孔部に埋め込んだ状態で、反対側から第2のエッチングを行う方法を採っても良い。
次いで、リール・トウー・リールで、エッチング形成されたメタルサブストレート部材(図1(a))の各単位のメタルサブストレートの所定の領域に銀メッキ処理を施し、メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上に、ICチップを搭載する。 メタルサブストレートの所定の領域への銀メッキ処理に代え、メタルサブストレートの全面にパラジュームめっきを施しても良い。
この後、ICチップの端子(図示していない)と内部端子(図1の123A、123Bに相当)とをワイヤボンディング接続しておく。(図2(a))
次いで、トランスファ方式により、ICチップ、ボンデインングワイヤを含み所定領域を樹脂封止する。(図3)
この後、所定のカッターにて、図1(b)のラインL1、L2に沿い、繋ぎ部126を切断し、個片化し、それぞれ、ICモジュールとして得る。
【0018】
上記の方法において、メタルサブストレート部材として、図4に示す第2の例のメタルサブストレート部材を用いた場合も、同様に、リール・トウー・リールで、エッチング形成されたメタルサブストレート部材(図4)の各単位のメタルサブストレートの所定の領域に銀メッキ処理を施し、メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上に、ICチップを搭載した後、ワイヤボンディング接続し(図5)、トランスファ方式により、ICチップ、ボンデインングワイヤを含み所定領域を樹脂封止する。(図6)
そして、この後、所定のカッターにて、図4のL3、L4に沿い、繋ぎ部226を切断し、個片化し、それぞれ、ICモジュールとして得る。
【0019】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、非接触型のICカード用のICモジュールを、更に、量産性良く製造できる、メタルサブストレート部材の提供を可能とした。
同時に、そのような、メタルサブストレート部材を用いたICモジュールの作製方法の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態の第1の例の一部を示した概略構成図で、図1(b)は図1(a)における単位のメタルルサブストレートを示した図である。
【図2】図2(a)は図1(a)に示すICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上にICチップを搭載し、ワイヤボンディング結線した図で、図2(b)は図2(a)における単位のメタルサブストレート部を示した図である。
【図3】図2(a)に示す部材にトランスファモールド処理を施した図である。
【図4】本発明のICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の実施の形態の第2の例の一部を示した概略構成図である。
【図5】図4に示すICカードモジュール用のメタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上にICチップを搭載し、ワイヤボンディング結線した図である。
【図6】図5に示す部材にトランスファモールド処理を施した図である。
【図7】従来のメタルサブストレートとICモッジュールの作製方法を説明するための図である。
【図8】非接触式のICカードにおけるICモジュールとその回路構成を説明するための図である。
【図9】メタルサブストレートの加工方法と樹脂漏れとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
111 加工用素材
120 単位のメタルサブストレート
121 ダイパッド
121H ハーフエッチング部
122A、122B (アンテナと接続する)端子
123A、123B 内部端子
124 貫通孔
125 貫通孔部
126 繋ぎ部
128 スプロケット
130 ICチップ
131 端子
135 ボンディングワイヤ
140 封止用樹脂
221 ダイパッド
221H ハーフエッチング部
222A、222B、222C、222D (アンテナと接続する)端子
223A、223B、223C、223D 内部端子
225 貫通孔部
226 繋ぎ部
228 スプロケット
230 ICチップ
231 端子
235 ボンディングワイヤ
240 封止用樹脂

Claims (6)

  1. トランスファモールドタイプの非接触型ICカード用のICカードモジュールに用いられる単位のメタルサブストレートを、多数配列したメタルサブストレート部材であって、金属からなる帯状の薄い加工用素材に単位のメタルサブストレートの各部を繋ぎ部で保持した状態で、エッチング形成されたものであり、単位のメタルサブストレートは、端子面を上側にしてICチップを搭載するためのダイパッドを有し、アンテナコイルと接続するためのアンテナ端子を、ダイパッドおよび樹脂封止領域よりも外側に、前記帯状の加工用素材の長手方向でダイパッドを跨ぎ、それぞれ配するもので、前記帯状の加工用素材の長手方向に隣接する単位のメタルサブストレート同士のアンテナ端子部領域を、共通領域としてオーバラップして、単位のメタルサブストレートを、加工用素材の長手方向に面付けしており、且つ、各単位のメタルサブストレートは、該メタルサブストレートの側2箇所において加工用素材の長手方向に所定幅のカットを入れるだけで、樹脂封止した後に所望の外形が分離できるように、外形加工されていることを特徴とするICカードモジュール用のメタルサブストレート部材。
  2. 請求項1に記載のメタルサブストレート部材であって、端子面を上側にしてICチップを搭載するための、ICチップより大サイズのダイパッドを有し、該ダイパッドのICチップ搭載領域はハーフエッチングにて、メタルサブストレートの基材厚よりも薄く形成されていることを特徴とするICカードモジュール用のメタルサブストレート部材。
  3. 請求項1ないし2のいずれか1項に記載のメタルサブストレート部材であって、ダイパッド領域の外側に、封止樹脂の密着性を向上させるための凹部を配し、前記アンテナ端子と一体的に接続する内部端子を設けていることを特徴とするICカードモジュール用のメタルサブストレート部材。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のメタルサブストレート部材であって、加工用素材はCu材あるいは42%Ni−Fe合金からなることを特徴とするICカードモジュール用のメタルサブストレート部材。
  5. 非接触型のICカードに用いられるトランスファモールドタイプのICカードモジュールの作製方法であって、金属からなる薄い加工用素材に対し、リール・トウー・リールで、製版処理、エッチング処理を行い、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のメタルサブストレート部材を、形成するエッチング加工工程を行った後、以下、リール・トウー・リールで、順に、(a)前記メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートに対し、その所定の領域に銀メッキ処理またはその全面にパラジュームめっき処理を施す、めっき処理工程と、(b)前記メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートのダイパッド上に、ICチップを搭載するICチップマウント工程と、(c)前記メタルサブストレート部材の各単位のメタルサブストレートの所定内部端子とICチップとをワイヤボンディング接続するワイヤボンディング工程と、
    (d)トランスファ方式により、ICチップ、ボンデインングワイヤを含み所定領域を樹脂封止する樹脂封止工程と、(e)所定のカッターにて個片化する個片化工程とを、行うことを特徴とするICカードモジュールの作製方法。
  6. 請求項5に記載のICカードモジュールの作製方法であって、加工用素材はCu材あるいは42%Ni−Fe合金からなることを特徴とするICカードモジュールの作製方法。
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