JP4529216B2

JP4529216B2 - IC card and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4529216B2
Application number: JP2000018040A
Authority: JP
Inventors: 村上　　元; 護御田; 修吉岡; 則明竹谷
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: JP2001209774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカード及びその製造方法に関し、特に、キャッシュカード、セキュリティカード、ＩＤカード、テレホンカード等の非接触型のＩＣカード及びその製造方法に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７及び図８は、従来のＩＣカードの構成を説明するための図である。
【０００３】
従来のＩＣカード１は、図７に示すように、半導体チップ１０と、コイルアンテナ２０と、回路配線３０とがそれぞれが電気的に接続され、保護フィルム（ＰＥＴ材）１００と接着剤層１０１とで封止された構成をとる。また、使用／未使用を判断するための切り欠き部４０を有する。
【０００４】
図８は、半導体チップ１０の周辺の構成を示した拡大断面図である。
【０００５】
図８に示すように、半導体チップ１０には外部電極である金属バンプ１３が設けられ、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film ）１４を介して回路配線３０に電気的に接続されており、接着剤層１０１を介してＰＥＴ（Poly-ethylene Terephthalate ）１００によって封止されている。また、半導体チップ１０は非常に薄い（厚さ０．０６mm）ため、クラック防止のための補強板１２が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＩＣカードでは、図８に示すように、半導体チップ１０と回路配線３０の接続は、半導体チップ１０に金属バンプ１３を設け、回路配線３０上にＡＣＦ１４を塗布して、それらに圧力を加えることで行われていた。
【０００７】
しかし、この接続に用いられるＡＣＦ１４は大変高価なため、ＩＣカードの製造コストが大きくなり高価になるという問題点があった。
【０００８】
また、半導体チップ１０に形成する金属バンプ１３もコストがかかる要因の一つとなっている。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能な技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
（１）ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波を受けるコイルアンテナと、前記コイルアンテナと電気的に接続され、電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基に前記アンテナを介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信を行うＩＣモジュールと、を保護フィルムで封止されてなるＩＣカードであって、前記ＩＣモジュールは、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板と、該基板の配線リード層とリードボンディングされた半導体チップと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）のＩＣカードにおいて、前記コイルアンテナの両終端部を前記半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュールの配線リード層内に設けたことを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）または（２）のＩＣカードにおいて、前記配線リード層は、前記モジュールの絶縁基材に対して配線の占める面積が最大となる配線パターンで形成されたことを特徴とする。
【００１４】
（４）ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波をコイルアンテナで受け、その電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基に前記コイルアンテナを介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信を行う半導体チップを有するＩＣモジュールを備えたＩＣカードの製造方法において、ＩＣカードのベースとなる樹脂基材に半導体チップを埋め込むための凹み孔を形成し、前記半導体チップを該凹み孔に嵌合して該ＩＣモジュールを樹脂基材に搭載し、該ＩＣモジュールと電気的に接続される該コイルアンテナを該樹脂基板上に印刷形成し、該印刷形成された面とその反対面にそれぞれ保護フィルムを一括ロールラミネートし、該ＩＣモジュールを搭載した樹脂基材を挟み込むように封止してＩＣカードを製造することを特徴とする。
【００１５】
（５）（４）のＩＣカードの製造方法において、前記ＩＣモジュールは、ベースとなる絶縁基材にアンテナ接続孔、ボンディング孔、配線孔とを形成し、該絶縁基材上に銅箔をラミネートし、エッチングにより配線リードを形成し、ボンディング孔部分を除く絶縁基材に前記樹脂基板及び半導体チップと接続するための熱可塑性の接着層を印刷し、前記熱可塑性の接着層をマスクに該ボンディング孔内の配線上に金めっき８０を施してＴＡＢテープ基板を形成し、該ボンディング孔内の配線リードの片側を切り離して折り曲げ、該半導体チップとの位置合わせをしてリードボンディングを行い、前記接着層の熱圧着により絶縁基材の半導体チップを搭載して製造されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態のＩＣカードの構成を説明するための図である。なお、図１（ａ）は、本実施形態のＩＣカードを上面から見た平面図であり、構成をわかりやすくするため、上下面に設けられる保護フィルムを取り除いて図示してある。また、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線で切った断面図を示す。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のＩＣカード１は、樹脂基板５０上に、半導体チップを有するＩＣモジュール１０と、ＩＣカード読み書き装置による電磁波またはマイクロ波を受けるコイルアンテナ２０と、配線３０（ＩＣカードの使用／未使用を判定する）とがそれぞれ電気的に接続されて設けられ、それらをＰＥＴ等の保護フィルム（ここでは図示せず）で封止された構成をとり、また、使用／未使用を判断するための切り欠き部４０を有する。なお、図１においては、樹脂基板５０を挟み込むように貼り付けられる上下面の保護フィルム及びそれらを接着する接着剤は図示していない。
【００１８】
また、図１（ｂ）に示すように、樹脂基板５０には、ＩＣモジュール１０の半導体チップ１１を受ける凹み孔５１を設けてあり、接着剤を介して半導体チップ１１をその凹み孔５１に嵌合させることでＩＣモジュール１０を樹脂基板５０に固着する。
【００１９】
さらに、上述のコイルアンテナ２０と配線３０は、各々Ａｇ（銀）ペーストをスクリーン印刷することで形成され、その接着されたＩＣモジュール１０上と電気的に接続されるように印刷される。
【００２０】
また、樹脂基板５０としては、例えばＰＶＣ、ＡＢＳ、またはＰＥＴ（Poly-ethylene Terephthalate ）を用いる。
【００２１】
次に、本実施形態のＩＣモジュール１０について説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態のＩＣモジュール１０の構成を示した図であり、図２（ａ）は構成を説明するための上から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線で切った断面図である。
【００２３】
本実施形態のＩＣモジュール１０は、コイルアンテナ２０が受けた電磁波またはマイクロ波を直流電源に変換し、その電源を基にコイルアンテナ２０を介して前記ＩＣカード読み書き装置との情報通信及び情報記憶を行うものであり、図２（ｂ）に示すように、絶縁基材（ポリイミド）層６０と接着層（図示せず）と回路配線形成のリード線３０ａの層との３層構造のＴＡＢテープに熱可塑ｄｉｅ接着層７０を設けた基板に、半導体チップ１１を搭載した構成をとる。
【００２４】
ポリイミド層６０には、図２（ａ）に示すように、コイルアンテナ２０と接続するためのアンテナ接続孔６１ａ，６１ｂと、マイロクリードボンディングのためのボンディング孔６２ａ，６２ｂと、配線３０と接続するための配線接続孔６３ａ，６３ｂとが設けられる。
【００２５】
また、半導体チップ１１とリード線３０ａとの電気的接続は、図２（ｂ）に示すように、マイクロリードボンディングの技術を用いて行われるものであり、リード線３０ａの半導体チップ１１と接続する箇所を金めっきし、半導体チップ１１の電極パッド（アルミ）とのＡｌ−Ａｕの金属拡散接合によって電気的に接続される。
【００２６】
このように、ＩＣカード１のＩＣモジュール１０は、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板に対して、半導体チップ１１をリードボンディングすることにより、従来のように、高価な金バンプ、ＡＣＦを設ける必要がないため、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００２７】
また、図１に示すように、図２（ａ）示すアンテナ接続孔６１ａと６２ｂの距離をコイルアンテナ２０の巻数幅より大きくとることで、コイルアンテナ２０の両終端部を半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュール内のリード線として設けることができる。これにより、従来のわずらわしいクロスオーバ配線形成処理（クロスする配線を絶縁する処理）を行う必要がなくなり、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００２８】
次に、本実施形態のＩＣカードの製造方法について説明する。
【００２９】
図３は、本実施形態のＩＣカードの製造方法を説明するための図である。
【００３０】
本実施形態のＩＣカード１は、図３に示すように、まず、ＰＶＣ、ＡＢＳ等のロール巻きされた樹脂基材５０に半導体チップ１１を埋め込むための凹み孔５１をプレス凹み加工により形成し、ロール巻きされたＩＣモジュール１０の半導体チップ１１を凹み孔５１に嵌合し、個別にＩＣモジュール１０の外形打ち抜きを行い、接着剤により樹脂基材５０にＩＣモジュール１０の熱貼り付けを行う。
【００３１】
そして、コイルアンテナ２０と配線３０を形成するＡｇペースト２５をスクリーン印刷により形成し、ペースト乾燥炉９０によりＡｇペースト２５を定着させる。このとき、Ａｇペースト２５は、図２に示すアンテナ接続孔６１と配線接続孔６３上からリード線（配線パターン）と電気的に接続されるように印刷される。
【００３２】
そして、コイルアンテナ２０、配線３０がスクリーン印刷された面に絵柄が印刷されないＰＥＴ（裏面のＰＥＴ）１００ａを、その反対側面には絵柄が印刷されたＰＥＴ（表面のＰＥＴ）１００ｂを一括ロールラミネートしてＩＣモジュール１０と樹脂基材５０を挟み込み、それを個別のサイズに打ち抜き加工を行い、図１に示すようなＩＣカード１を得る。
【００３３】
次に、本実施形態のＩＣモジュール１０の製造方法について説明する。
【００３４】
このＩＣモジュール１０の製造工程は、半導体チップ１１を形成する半導体チップ形成工程と、半導体チップ１１を搭載するＴＡＢテープ基板を形成する基板形成工程と、半導体チップ１１と基板を搭載するときの搭載工程とからなる。
【００３５】
まず、初めに半導体チップ形成工程について説明する。図４は、本実施形態の半導体チップ形成工程を説明するための図である。
【００３６】
本実施形態の半導体チップ形成工程は、まず、図４（ａ）に示すように、８インチサイズ（厚さ０．５５mm）のウエハ１１０に複数個の回路素子（０．５μｍ高耐圧ＣＭＯＳプロセスＥＥＰＲＯＭ）を形成するウエハ加工を行い、図４（ｂ）に示すように、ウエハ１１０に薄型加工を行い、約０．２mmの厚さの薄型ウエハ１１０ａを形成する。
【００３７】
そして、図４（ｃ）に示すように、薄型ウエハ１１０ａをダイシングして半導体チップ１１を得る。
【００３８】
次に、基板形成工程について説明する。図５は、本実施形態の基板形成工程を説明するための図である。
【００３９】
本実施形態の基板形成工程は、図５（ａ）に示すように、約０．０５mm厚のベースとなるポリイミド６０にアンテナ接続孔６１、ボンディング孔６２、配線孔６３とをパンチング工程で開口し、図５（ｂ）に示すように、そのポリイミド６０上に厚さ１８μｍ程度の銅箔をエポキシ系の接着剤（図示せず）で１８０℃、５kg／cmの条件でラミネートし、ボンディング孔６２に裏止め工程を行い、ホトケミカルエッチング方法によりリード線（配線パターン）３０ａを形成した３層ＴＡＢテープを得る。このときの、リード線（配線パターン）３０ａの形成は、できるだけ銅箔部分を多く残すように行う。このようにすることで、基板により剛性を持たすことができ、半導体チップ１１に加わる力を軽減するので、半導体チップ１１の割れ等を減少させることが可能である。
【００４０】
さらに、図５（ｃ）に示すように、熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０をリード線３０ａ（ただし、ボンディング孔部分を除く）上に印刷し、図５（ｄ）に示すように、ボンディング孔内のリード線３０ａ上に、熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０をマスクに厚さ０．３μｍ程度の金めっき８０を施してＴＡＢテープ基板を得る。
【００４１】
次に、搭載工程について説明する。図６は、本実施形態の搭載工程を説明するための図である。
【００４２】
本実施形態の基板形成工程は、図６（ａ）に示すように、半導体チップ１１の外部電極と接続する金めっきされたリード線３０ａ（ボンディング孔の突き出しリード線）を切り離し、図６（ｂ）に示すように、そのリード線３０ａを折り曲げて位置合わせを行い、ボンディングツールでＡｕ−Ａｌ接合によるリードボンディングを行う。
【００４３】
このボンディングは、位置合わせ後、温度３５０℃に設定されたヒ−トツールによって上方からリード当たり１〜５ｇで１〜３秒加圧することによって行われる。そして、熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０により半導体チップ１１が接着される。また、この熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）７０はＩＣモジュール１０と樹脂基板５０との接着も行う。
【００４４】
したがって、説明してきたように、本発明のＩＣカード１では、絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板に、半導体チップ１１をリードボンディングしたＩＣモジュールを設けることにより、高価な金バンプ、ＡＣＦを設ける必要をなくすことができるので、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００４５】
また、ＩＣモジュール１０内のアンテナ接続孔６１ａと６２ｂの距離をコイルアンテナ２０の巻数幅より大きくとることで、コイルアンテナ２０の両終端部を半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュール内のリード線として設けることができ、個別にクロスオーバ配線形成処理（クロスする配線を絶縁する処理）を行う必要がなくなり、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００４８】
絶縁基材、接着層、配線リード層とからなる３層のＴＡＢテープに熱可塑性の接着層を設けた基板に、半導体チップをリードボンディングしたＩＣモジュールを設けることにより、高価な金バンプ、ＡＣＦを設ける必要をなくすことができるので、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【００４９】
また、ＩＣモジュール内の各アンテナ接続孔間の距離をコイルアンテナの巻数幅より大きくとることで、コイルアンテナの両終端部を半導体チップに接続するためのクロスオーバ配線を前記ＩＣモジュール内のリード線として設けることができ、個別にクロスオーバ配線形成処理（クロスする配線を絶縁する処理）を行う必要がなくなり、ＩＣカードの製造コストを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＩＣカードの構成を説明するための図である。
【図２】本実施形態のＩＣモジュールの構成を示した図である。
【図３】本実施形態のＩＣカードの製造方法の製造方法を説明するための図である。
【図４】本実施形態の半導体チップ形成工程を説明するための図である。
【図５】本実施形態の基板形成工程を説明するための図である。
【図６】本実施形態の搭載工程を説明するための図である。
【図７】従来のＩＣカードの構成を説明するための図である。
【図８】従来のＩＣカードにおける半導体チップ１０の周辺の構成を示した図である。
【符号の説明】
１ＩＣカード
１０ＩＣモジュール
１１半導体チップ
２０コイルアンテナ
２５Ａｇペースト
３０配線
３０ａリード線
４０切り欠き部
５０樹脂基板
５１凹み孔
６０絶縁基材（ポリイミド）
７０熱可塑ｄｉｅ接着層（エポキシ系樹脂）
８０金めっき
９０ペースト乾燥炉
６１ａ，６１ｂアンテナ接続孔
６２ａ，６２ｂボンディング孔
６３ａ，６３ｂ配線接続孔
１００ａ，１００ｂ保護フィルム（ＰＥＴ）
１１０ウエハ
１１０ａ薄型ウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC card and a manufacturing method thereof, and more particularly to a non-contact type IC card such as a cash card, a security card, an ID card, and a telephone card and a technique effective when applied to a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
7 and 8 are diagrams for explaining the configuration of a conventional IC card.
[0003]
As shown in FIG. 7, in the conventional IC card 1, the semiconductor chip 10, the coil antenna 20, and the circuit wiring 30 are electrically connected to each other, and a protective film (PET material) 100, an adhesive layer 101, The structure sealed with is taken. Moreover, it has the notch part 40 for judging use / unused.
[0004]
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration around the semiconductor chip 10.
[0005]
As shown in FIG. 8, the semiconductor chip 10 is provided with metal bumps 13 as external electrodes, and is electrically connected to the circuit wiring 30 via an ACF (Anisotropic Conductive Film) 14. It is sealed with PET (Poly-ethylene Terephthalate) 100. Further, since the semiconductor chip 10 is very thin (thickness 0.06 mm), a reinforcing plate 12 for preventing cracks is provided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional IC card, as shown in FIG. 8, the semiconductor chip 10 and the circuit wiring 30 are connected by providing the semiconductor chip 10 with metal bumps 13, applying ACF 14 on the circuit wiring 30, and applying pressure to them. It was done by that.
[0007]
However, since the ACF 14 used for this connection is very expensive, there is a problem that the manufacturing cost of the IC card increases and becomes expensive.
[0008]
Further, the metal bumps 13 formed on the semiconductor chip 10 are one of the factors that cost.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the manufacturing cost of an IC card.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0011]
(1) A coil antenna that receives an electromagnetic wave or microwave by an IC card read / write device, and is electrically connected to the coil antenna, converts the electromagnetic wave or microwave to a direct current power source, and the power source is used as the base via the antenna. An IC card in which an IC module that performs information communication with an IC card read / write device is sealed with a protective film, the IC module having three layers including an insulating base material, an adhesive layer, and a wiring lead layer It is characterized by comprising a substrate on which a thermoplastic adhesive layer is provided on a TAB tape, and a semiconductor chip lead-bonded to the wiring lead layer of the substrate.
[0012]
(2) In the IC card of (1), crossover wiring for connecting both terminal portions of the coil antenna to the semiconductor chip is provided in the wiring lead layer of the IC module.
[0013]
(3) In the IC card of (1) or (2), the wiring lead layer is formed with a wiring pattern that maximizes the area occupied by the wiring with respect to the insulating base material of the module.
[0014]
(4) The electromagnetic wave or microwave by the IC card read / write device is received by the coil antenna, the electromagnetic wave or microwave is converted into a DC power supply, and information communication with the IC card read / write device is performed via the coil antenna based on the power supply. In a manufacturing method of an IC card including an IC module having a semiconductor chip for performing a semiconductor chip, a recess hole for embedding the semiconductor chip is formed in a resin base material serving as a base of the IC card, and the semiconductor chip is fitted into the recess hole Then, the IC module is mounted on a resin base material, the coil antenna electrically connected to the IC module is printed on the resin substrate, and the protective film is formed on the printed surface and the opposite surface, respectively. IC card is manufactured by laminating and sealing so as to sandwich the resin base material on which the IC module is mounted. It is characterized in.
[0015]
(5) In the IC card manufacturing method according to (4), the IC module forms an antenna connection hole, a bonding hole, and a wiring hole in an insulating base material which is a base, and laminates a copper foil on the insulating base material. Then, wiring leads are formed by etching, a thermoplastic adhesive layer for connecting to the resin substrate and the semiconductor chip is printed on the insulating base material excluding the bonding hole portion, and the bonding is performed using the thermoplastic adhesive layer as a mask. Gold plating 80 is applied on the wiring in the hole to form a TAB tape substrate, one side of the wiring lead in the bonding hole is cut and bent, aligned with the semiconductor chip, lead-bonded, and bonded It is characterized by being manufactured by mounting a semiconductor chip of an insulating substrate by thermocompression of layers.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an IC card according to the present embodiment. FIG. 1A is a plan view of the IC card according to the present embodiment as viewed from above, and the protective film provided on the upper and lower surfaces is removed for easy understanding of the configuration. Moreover, FIG.1 (b) shows sectional drawing cut | disconnected by the AA line shown to Fig.1 (a).
[0017]
As shown in FIG. 1A, an IC card 1 of the present embodiment includes an IC module 10 having a semiconductor chip on a resin substrate 50, a coil antenna 20 that receives electromagnetic waves or microwaves from an IC card read / write device, Wiring 30 (determining whether the IC card is used / not used) is electrically connected to each other, and has a configuration in which they are sealed with a protective film (not shown here) such as PET, , Has a notch 40 for determining use / unuse. In FIG. 1, the upper and lower protective films that are pasted so as to sandwich the resin substrate 50 and the adhesive that bonds them are not shown.
[0018]
Further, as shown in FIG. 1B, the resin substrate 50 is provided with a recessed hole 51 for receiving the semiconductor chip 11 of the IC module 10, and the semiconductor chip 11 is fitted into the recessed hole 51 through an adhesive. By bonding, the IC module 10 is fixed to the resin substrate 50.
[0019]
Further, the coil antenna 20 and the wiring 30 described above are each formed by screen-printing Ag (silver) paste, and are printed so as to be electrically connected to the IC module 10 to which it is adhered.
[0020]
As the resin substrate 50, for example, PVC, ABS, or PET (Poly-ethylene Terephthalate) is used.
[0021]
Next, the IC module 10 of this embodiment will be described.
[0022]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the IC module 10 of the present embodiment, FIG. 2 (a) is a plan view seen from above for explaining the configuration, and FIG. 2 (b) is FIG. It is sectional drawing cut by the AA line of a).
[0023]
The IC module 10 of the present embodiment converts electromagnetic waves or microwaves received by the coil antenna 20 into a DC power source, and performs information communication and information storage with the IC card read / write device via the coil antenna 20 based on the power source. As shown in FIG. 2B, a TAB tape having a three-layer structure of an insulating base material (polyimide) layer 60, an adhesive layer (not shown), and a lead wire 30a for circuit wiring formation is used. A configuration in which the semiconductor chip 11 is mounted on a substrate provided with a thermoplastic die adhesive layer 70 is employed.
[0024]
As shown in FIG. 2A, the polyimide layer 60 is connected to antenna connection holes 61 a and 61 b for connection to the coil antenna 20, bonding holes 62 a and 62 b for myocreed bonding, and wiring 30. Wiring connection holes 63a and 63b are provided.
[0025]
Further, as shown in FIG. 2B, the electrical connection between the semiconductor chip 11 and the lead wire 30a is performed using a micro lead bonding technique, and is connected to the semiconductor chip 11 of the lead wire 30a. The portions are plated with gold and are electrically connected to the electrode pads (aluminum) of the semiconductor chip 11 by Al-Au metal diffusion bonding.
[0026]
As described above, the IC module 10 of the IC card 1 leads the semiconductor chip 11 to the substrate in which the thermoplastic adhesive layer is provided on the three-layer TAB tape including the insulating base material, the adhesive layer, and the wiring lead layer. By bonding, it is not necessary to provide expensive gold bumps and ACFs as in the prior art, so that the manufacturing cost of the IC card can be reduced.
[0027]
Further, as shown in FIG. 1, the distance between the antenna connection holes 61a and 62b shown in FIG. 2A is made larger than the winding width of the coil antenna 20 to connect both terminal portions of the coil antenna 20 to the semiconductor chip. The crossover wiring can be provided as a lead wire in the IC module. This eliminates the need for the conventional troublesome crossover wiring forming process (process for insulating the crossed wiring), thereby reducing the manufacturing cost of the IC card.
[0028]
Next, a method for manufacturing an IC card according to this embodiment will be described.
[0029]
FIG. 3 is a diagram for explaining the IC card manufacturing method of the present embodiment.
[0030]
As shown in FIG. 3, the IC card 1 of the present embodiment first forms a recess hole 51 for embedding the semiconductor chip 11 in a rolled resin base material 50 such as PVC or ABS by press recess processing. The rolled semiconductor chip 11 of the IC module 10 is fitted into the recessed hole 51, the IC module 10 is individually punched out, and the IC module 10 is thermally bonded to the resin substrate 50 with an adhesive.
[0031]
Then, the Ag paste 25 for forming the coil antenna 20 and the wiring 30 is formed by screen printing, and the Ag paste 25 is fixed by the paste drying furnace 90. At this time, the Ag paste 25 is printed so as to be electrically connected to the lead wire (wiring pattern) from above the antenna connection hole 61 and the wiring connection hole 63 shown in FIG.
[0032]
Then, PET (backside PET) 100a on which the pattern is printed on the surface on which the coil antenna 20 and the wiring 30 are screen-printed, and PET (frontside PET) 100b on which the image is printed on the opposite side are collectively roll laminated. Then, the IC module 10 and the resin substrate 50 are sandwiched and punched into individual sizes to obtain an IC card 1 as shown in FIG.
[0033]
Next, a method for manufacturing the IC module 10 of this embodiment will be described.
[0034]
The manufacturing process of the IC module 10 includes a semiconductor chip forming process for forming the semiconductor chip 11, a substrate forming process for forming a TAB tape substrate on which the semiconductor chip 11 is mounted, and a mounting process for mounting the semiconductor chip 11 and the substrate. It consists of.
[0035]
First, the semiconductor chip forming process will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the semiconductor chip forming process of the present embodiment.
[0036]
As shown in FIG. 4A, the semiconductor chip forming process of the present embodiment is performed by first forming a plurality of circuit elements (0.5 μm high withstand voltage CMOS process EEPROM) on an 8-inch size (thickness 0.55 mm) wafer 110. ) Is formed, and as shown in FIG. 4B, the wafer 110 is thinned to form a thin wafer 110a having a thickness of about 0.2 mm.
[0037]
Then, as shown in FIG. 4C, the thin wafer 110a is diced to obtain the semiconductor chip 11.
[0038]
Next, the substrate forming process will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the substrate forming process of the present embodiment.
[0039]
In the substrate forming process of this embodiment, as shown in FIG. 5A, an antenna connection hole 61, a bonding hole 62, and a wiring hole 63 are opened in a punching process in a polyimide 60 serving as a base having a thickness of about 0.05 mm. 5B, a copper foil having a thickness of about 18 μm is laminated on the polyimide 60 with an epoxy adhesive (not shown) at 180 ° C. and 5 kg / cm. A backing step is performed, and a three-layer TAB tape having lead wires (wiring patterns) 30a formed by a photochemical etching method is obtained. At this time, the lead wire (wiring pattern) 30a is formed so as to leave as much copper foil as possible. By doing so, rigidity can be given to the substrate, and the force applied to the semiconductor chip 11 is reduced, so that it is possible to reduce cracks and the like of the semiconductor chip 11.
[0040]
Further, as shown in FIG. 5 (c), a thermoplastic die adhesive layer (epoxy resin) 70 is printed on the lead wire 30a (excluding the bonding hole portion), and as shown in FIG. 5 (d). Then, on the lead wire 30a in the bonding hole, a gold plating 80 having a thickness of about 0.3 μm is applied using a thermoplastic die adhesive layer (epoxy resin) 70 as a mask to obtain a TAB tape substrate.
[0041]
Next, the mounting process will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the mounting process of the present embodiment.
[0042]
In the substrate forming process of the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the gold-plated lead wire 30a (the protruding lead wire of the bonding hole) connected to the external electrode of the semiconductor chip 11 is cut off. ), The lead wire 30a is bent and aligned, and lead bonding is performed by Au—Al bonding with a bonding tool.
[0043]
This bonding is performed by pressurizing from 1 to 5 seconds at 1-5 g per lead from above with a heat tool set at a temperature of 350 ° C. after alignment. Then, the semiconductor chip 11 is bonded by a thermoplastic die adhesive layer (epoxy resin) 70. The thermoplastic die adhesive layer (epoxy resin) 70 also bonds the IC module 10 and the resin substrate 50 together.
[0044]
Therefore, as described above, in the IC card 1 of the present invention, the semiconductor chip 11 is mounted on a substrate in which a thermoplastic adhesive layer is provided on a three-layer TAB tape comprising an insulating base material, an adhesive layer, and a wiring lead layer. By providing the lead-bonded IC module, it is possible to eliminate the need to provide expensive gold bumps and ACFs, so that the manufacturing cost of the IC card can be reduced.
[0045]
Further, by setting the distance between the antenna connection holes 61a and 62b in the IC module 10 to be larger than the winding width of the coil antenna 20, crossover wiring for connecting both terminal portions of the coil antenna 20 to the semiconductor chip is provided in the IC module. It is possible to provide the inner lead wire, and it is not necessary to separately perform a crossover wiring forming process (a process for insulating the crossed wiring), and the manufacturing cost of the IC card can be reduced.
[0046]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
[0047]
【The invention's effect】
The following is a brief description of the effects obtained by the representative aspects of the invention disclosed in the present invention.
[0048]
By providing an IC module in which a semiconductor chip is lead-bonded on a substrate in which a thermoplastic adhesive layer is provided on a three-layer TAB tape comprising an insulating base material, an adhesive layer, and a wiring lead layer, expensive gold bumps and ACFs are provided. Since it is not necessary to provide the IC card, the manufacturing cost of the IC card can be reduced.
[0049]
Further, by making the distance between the antenna connection holes in the IC module larger than the winding width of the coil antenna, crossover wiring for connecting both terminal portions of the coil antenna to the semiconductor chip can be provided as lead wires in the IC module. Therefore, it is not necessary to separately perform a crossover wiring forming process (a process for insulating crossing wiring), and the manufacturing cost of the IC card can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an IC card according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an IC module according to the present embodiment.
FIG. 3 is a view for explaining the manufacturing method of the IC card manufacturing method of the present embodiment;
FIG. 4 is a diagram for explaining a semiconductor chip formation step of the embodiment.
FIG. 5 is a view for explaining a substrate forming step of the embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining a mounting process of the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of a conventional IC card.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration around a semiconductor chip 10 in a conventional IC card.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 IC card 10 IC module 11 Semiconductor chip 20 Coil antenna 25 Ag paste 30 Wiring 30a Lead wire 40 Notch part 50 Resin substrate 51 Recessed hole 60 Insulation base material (polyimide)
70 Thermoplastic die adhesive layer (epoxy resin)
80 Gold plating 90 Paste drying furnace 61a, 61b Antenna connection hole 62a, 62b Bonding hole 63a, 63b Wiring connection hole 100a, 100b Protective film (PET)
110 Wafer 110a Thin wafer

Claims

A coil antenna that receives electromagnetic waves or microwaves by an IC card read / write device, electrically connected to the coil antenna, converts electromagnetic waves or microwaves to a DC power source, and reads and writes the IC card via the antenna based on the power source An IC card formed by sealing an IC module that performs information communication with a device with a protective film,
The IC module includes a substrate in which a thermoplastic adhesive layer is provided on a three-layer TAB tape comprising an insulating base material, an adhesive layer, and a wiring lead layer; a semiconductor chip that is lead-bonded to the wiring lead layer of the substrate; equipped with a,
The IC card , wherein the wiring lead layer is formed with a wiring pattern that maximizes an area occupied by wiring with respect to an insulating base material of the module .

In the IC card according to claim 1,
An IC card, wherein a crossover wiring for connecting both terminal portions of the coil antenna to the semiconductor chip is provided in a wiring lead layer of the IC module.

A semiconductor that receives electromagnetic waves or microwaves from an IC card read / write device with a coil antenna, converts the electromagnetic waves or microwaves to a DC power source, and performs information communication with the IC card read / write device through the coil antenna based on the power source In a method of manufacturing an IC card including an IC module having a chip,
A recess hole for embedding a semiconductor chip is formed in a resin base material serving as a base of an IC card, the semiconductor chip is fitted into the recess hole, and the IC module is mounted on the resin base material. The coil antennas to be connected to each other are printed on the resin substrate, and a protective film is roll-laminated on each of the printed surface and the opposite surface, and the resin base material on which the IC module is mounted is sandwiched sealed in,
In the IC module, an antenna connection hole, a bonding hole, and a wiring hole are formed on an insulating base material as a base, a copper foil is laminated on the insulating base material, a wiring lead is formed by etching, and a bonding hole portion is formed. A thermoplastic adhesive layer for connecting to the resin substrate and the semiconductor chip is printed on the insulating base material to be removed, and gold plating 80 is applied on the wiring in the bonding hole using the thermoplastic adhesive layer as a mask, and a TAB tape Form a substrate, cut and bend one side of the wiring lead in the bonding hole, align the position with the semiconductor chip, perform lead bonding, and mount the insulating base semiconductor chip by thermocompression bonding of the adhesive layer An IC card manufacturing method characterized by manufacturing an IC card.