JPS62298143A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体装置、特に各種電気機器に対しＭ繁に
着脱されて直接電気的結合を行うものに関する。

［従来の技術］ 近年、所謂ｒ　Ｉ　Ｃカード」の如く、クレジットカー
ドサイズの保護体内にマイクロプロセッサを含む集積回
路チップを封止し、本体機器との間で信号の授受を行わ
せて所定の制御動作を行わせるものが各種提案されてい
る。

ところで上３己したＩＣチップの保護体内への実装方法
は何れも、第７図に示す如く、所定の配線パターン３１
を描いた各種基板３２上にチップ３３を取り付け、ワイ
ヤーポンディングあるいはテープオート、メイテイツド
等の従来技術を用いて配線パターン３１とＩＣチップ３
３とを電気的に接続３５したのち全体を封止するもので
あって、ＩＣチップ３３上の電気回路は、該ＩＣチップ
３３とは別媒体であるプリント基板３２上の配線パター
ン３１と接続した電極３４を介して間接的に外部機器と
の電気的接触を図るものが一般的であつた。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら上言己構成にあっては、ＩＣチップ３３上
に集積すべき電気回路が複雑となるほど接続すべき箇所
３５の増加は避けられず、かかる接続箇所３５が接合不
良の主原因となって十分な信頼性が得られないとともに
、製造工程それ自体の簡略化への要請に対してもネック
となるなど、多くの問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、実装
技術の簡素化を図るとともに、装置全体の機械的および
電気的特性の向上を図ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかる半導体装置は、第１図に示す如く、１枚
のＩＣチップ２と、該ＩＣチップ２を内部に封止する保
護体３とから構成される。

ＩＣチップ２は、半導体基板４上に各種電気回路５を集
積形成するとともに、該電気回路５と外部の機器間で信
号の授受を行うための金電極９を、１又は複数個形成し
ている。保護体３は、半導体基板４上に設けた金電極９
の接触面１６を除いてＩＣチップ２の周囲を覆い、ＩＣ
チップ２を電気的および機械的な外力から保護している
。

［作用］ 上記構成の半導体装置を本体ａ器に装着すると、ａ器側
のプローブ１０が第３図（ａ）の如く金電極９の接触面
１６に所定の押圧力をもって当接する。この時、金電極
９はその軟質性のため少し変形して半導体基板４に対す
る衝撃を吸収すると同時に、低抵抗性および耐腐食性の
ため、極めて小さい接触抵抗でプローブ１０との電気的
結合が長期間図られ、更に金電極９と電気回路５とは半
導体基板４上で一体成形された状態で直結されているの
で、激しい取り扱いに対しても電気回路５は安定して外
部機器との信号受は渡しを行なうのである。

［実施例］ 以下本発明を、個人の識別情報を能動的に処理可能とし
た所謂ｒＩＣカード」に実施した一例に基づき説明する
がこれに限らず、メモリーカードの如く、１チツプ化さ
れた集積回路で構成され且つ、本体機器に対し電気的に
頻繁に着脱される各種半導体装置に実施できることは勿
論である。

本発明を実施するＩＣカード１は、第１図に示す如く、
１チツプ化されたＩＣチップ２と、該ＩＣチップ２を内
部に収納保持する保護体３とから構成される。

ＩＣチップ２は、第２図および第３図の様に、Ｓｉ、Ｇ
ａＡｓ等の各種半導体材料から成る１枚の半導体基板４
の略中央部に、マイクロプロセッサ、メモリー等のＩＣ
カード１として必要な電気回路５を、ＳｉＯ２等の保護
膜６で必要筒所を覆って一体に集積形成する一方、半導
体基板４の周縁であって前記電気回路５を包囲する位置
に８箇所、アルミニューム等の金属で電極７を電気回路
５と同時形成している。各電極７と電気回路５間は互い
に電気的な配線８が施してあり、該電極７を介し外部の
機器を電気回路５に接続可能とするとともに、各電極７
上に金バンブ９を形成して金電極とし、外部機器との電
気的接続時における接触不良あるいは機器側のプローブ
１０．の押圧による半導体基板４に対する過剰応力を未
然に防止している。

金バンブ９は、第３図（ａ）に示す如く、金膜を上記ア
ルミ電極７に熱圧着してアルミ電極７との間に共晶部１
１を形成し、Ａ　ｕ　−Ａ　１間の接合を図る方法の外
、第３図（ｂ）に示す如く、マスク蒸着、金メッキなど
、各種方法が採用できる。

この場合、アルミ電極７と金電極９間には密着用金属層
１２と拡散バリヤ層１３を形成することにより、両者の
電気的および根気的結合を確実にすることができる。な
お半導体基板４上に、アルミに代えて金で各種配線８お
よび電極７を直接形成してもよく、その場合、金バンプ
９はより容易に生成できることは勿論である。更に金バ
ンプ９の厚さは、数十μｍあるいはそれ以上であって、
ＩＣカード全体として許容される範囲内で出来るだけ厚
くなる様に適宜設定される。

保護体３は、絶縁性を備えた合成樹脂材を用いて第４図
の如く一体成形されたものであって、全体形状を所謂「
クレジットカード」と略一致させるとともに、上面１４
側の所定位置に、凹溝１５を形成している。該凹溝−１
５は、上記したＩＣチップ２が嵌まる大きさであり、第
１図の如＜ＩＣチップ２をセットした際、金電極９の接
触面１６が保護体３の上面１４より稍没入した位置とな
る様に、その深さを設定している。従って、凹′ａ１５
にＩＣチップ２をセットしたあと、探針穴１７を残して
凹溝１５を樹脂１８で封止することにより、金電極９の
接触面１６が探針穴１７により人体との接触を断った状
態で外部に直接露出したＩＣカード１が構成され、第３
図の如く、探針穴１７から導入されるプローブ１ｏと半
導体基板４上の電気回路、５とは、金電極９を介して直
接的に接続されるのである。

なお、ＩＣチップ２の半導体基板４および凹溝１５の形
状は、適宜変更して実施できる。またＩＣカード１は、
上記の如＜ＩＣチップ２をはめ込み形成するのに代えて
、第６図の様に８！詣１９でＩＣチップ２を封止した両
面を、探針孔１７を予め設けた上シート２０と、下シー
ト２１とでラミネートして形成することも可能である。

また必要に応じて第５図の如く、上下面に磁気ストライ
プ２２、各種印刷２３あるいはエンボス２４等が形成さ
れる。

［発明の効果］ 本発明は上記の如く、必要とする電気回路５を全て１チ
ツプ化したＩＣチップ２を用いるとともに、該ＩＣチッ
プ２の半導体基板４上に、外部との電気的接続を図る電
極９を一体形成して接続箇所をなくしたので、曲げ、捻
り等の根城的応力に対しても断線事故が発生する危険が
なく、信頼性の向上が図られると同時に、実装の簡素化
により製造コストの低減が可能となった。

更に、電極９を金電極とすることにより、外部機器との
コンタクト時におけるプローブ１０による衝撃が有効に
吸収され、ＩＣチップ２の破損が未然に防止されるとと
もに、長期に亙る頻繁な使用に対しても安定した電気的
接合が図れる。

更にまた、電気回路５と電極９間は何ら余分な媒体を介
していないので、ＩＣカードｌの如く全体の厚さが厳し
く制限される場合にあっても、ＩＣチップ２の厚さを従
来より厚く設定することができ、根城的強度を可及的に
向上できるなど、多くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する断面図、第２図はＩＣ
チップ部分の平面図である。 第３図（ａ）および（ｂ）は電極部分の構成を示す断面
図、第４図は全体の組み立て手順を説明する斜視図、第
５図は組み立て後の平面図、第６図は他の実施例を示す
断面図である。 第７図は従来例の平面図を示す。 １・・・、Ｉ　Ｃカード、２・・・ＩＣチップ、３・・
・保護体、　　　４・・・半導体基板、５・・・電気回
路、 ９・・・金電極（金バンブ）、 １０・・プローブ。 第４図 第６図 第５図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の電気回路を集積形成した１枚の半導体基板
   上に、前記回路と一体に金電極を形成するとともに、該
   金電極の接触面を露出させた状態で半導体基板の周囲を
   保護体で覆ったことを特徴とする半導体装置。
2. （２）前記金電極の接触面は、保護体の周面から稍没入
   している特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
3. （３）保護体はクレジットカードサイズであって、半導
   体基板上に形成される電気回路はマイクロプロセッサお
   よびメモリーを含み、金電極を介して外部から入力され
   た信号に対して能動的な識別動作を行う特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の半導体装置。