JP2000293651A

JP2000293651A - 半導体装置

Info

Publication number: JP2000293651A
Application number: JP11103121A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Fukao; 隆三深尾
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】安価にして耐久性に優れた非接触ＩＣカー
ド、非接触ＩＣタグ、非接触ＩＣボタン又は非接触ＩＣ
コイン等の半導体装置を提供する。【解決手段】アンテナコイル１ａが内蔵されたアンテ
ナコイル内蔵型ベアＩＣチップ１の外周全体をエポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ部材２
にて封止する。また、当該第１のパッケージ部材２の周
囲を例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニ
ル樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑
性樹脂からなる第２のパッケージ部材３にて封止し、カ
ード形、タグ形、ボタン形又はコイン形などの所定形状
に仕上げる。第１のパッケージ部材２にてＩＣチップ１
が保護され、第２のパッケージ部材３にて半導体装置に
フレキシビリティが付与される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リーダライタから
の電力の受給とリーダライタとの間の信号の送受信とを
無線によって行う非接触式の半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣが搭載されたカード形、タグ形、ボ
タン形又はコイン形などの半導体装置は、豊富な情報量
と高いセキュリティ性能を備えていることから、交通、
流通及び情報通信等の分野で普及が進んでいる。中で
も、近年開発された非接触式の半導体装置は、パッケー
ジ部材に外部端子を設けずリーダライタからの電力の受
給とリーダライタとの間の信号の送受信とを無線によっ
て行うので、接触式の半導体装置のように外部端子の損
壊ということが本質的になく、保存等の取り扱いが容易
で長期間の使用に耐えるばかりでなく、データの改ざん
が行われにくいことから一層セキュリティ性能に優れる
という特徴を有しており、今後より広範囲な分野への普
及が予想されている。

【０００３】従来より、この種の非接触式半導体装置と
しては、ＩＣチップの入出力端子に巻線コイルやプリン
トコイルなどからなるアンテナコイルを外付けしてなる
半導体モジュールを、樹脂モールド又はフィルムラミネ
ートなどの方法でケーシングしたものが一般に用いられ
ている。

【０００４】しかるに、かかる構成の非接触式半導体装
置は、半導体モジュールの取り扱い時やケーシング時
に、ＩＣチップとアンテナコイルとの接続部にストレス
が作用しやすいために断線や接触不良等の不都合が生じ
やすく、良品の歩留まりが低く、製品コストが高価にな
るという問題がある。

【０００５】かかる不都合を解消するため、近年に至っ
て、例えば特開平１０−３２４４２３号公報等に記載さ
れているように、ＩＣチップの入出力端子にアンテナコ
イルを外付けする構成に代えて、アンテナコイル内蔵型
のＩＣチップを用いて半導体装置を製造する方法が提案
されている。

【０００６】図１４は、従来より提案されているアンテ
ナコイル内蔵型のＩＣチップを用いたタグ形の非接触式
半導体装置、即ち非接触式ＩＣタグを示す平面図及び断
面図であって、アンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１０１
の周囲を、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑
性樹脂からなるモールド樹脂１０２で封止した構成にな
っている。

【０００７】本構成の非接触式ＩＣタグは、アンテナコ
イル内蔵型ＩＣチップ１０１を用いたので、取り扱い時
やモールド時にＩＣチップとアンテナコイルとの接続部
にストレスが作用して断線や接触不良を生じるというこ
とがなく、良品の歩留まりを高めることができて、製品
コストの低減を図ることができる。また、本構成の非接
触式ＩＣタグは、ＩＣチップ１０１の周囲を熱可塑性樹
脂でモールドして所定の形状に仕上げたので、フレキシ
ブル性に優れ、湾曲面に貼り付けるなどの用途にも適用
することができる。

【０００８】図１５は、従来より提案されているアンテ
ナコイル内蔵型のＩＣチップを用いたボタン形の非接触
式半導体装置、即ち非接触式ＩＣボタンを示す平面図及
び断面図であって、アンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１
０１の三方をＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの熱可
塑性樹脂をもってモールドし、当該モールド樹脂１０２
に形成された凹部１０２ａの開口部をポッティング樹脂
１０３にて封止した構成になっている。

【０００９】本構成の非接触式ＩＣボタンも、アンテナ
コイル内蔵型ＩＣチップ１０１を用いたので、取り扱い
時やモールド時にＩＣチップとアンテナコイルとの接続
部にストレスが作用して断線や接触不良等の不都合が生
じるということがなく、良品の歩留まりを高めることが
できて、製品コストの低減を図ることができる。また、
本構成の非接触式ＩＣボタンは、モールド樹脂１０２の
凹部１０２ａ内に収納されたアンテナコイル内蔵型ＩＣ
チップ１０１をポッティング樹脂１０３にて封止するの
で、耐水性に優れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記構成の非
接触式ＩＣタグは、ＩＣチップ１０１の周囲を熱可塑性
樹脂でモールドしてなるので、ＩＣチップ１０１との密
着性、耐熱性、耐水性及び耐衝撃性が悪く、耐久性及び
パッケージの信頼性に劣るという不都合がある。

【００１１】なお、エポキシ樹脂等の高架橋性の熱硬化
性樹脂をもってモールド樹脂１０２を成形すれば、かか
る不都合を解消することができるが、その反面、この種
の熱硬化性樹脂は一般に硬質であるため、フレキシブル
な非接触式ＩＣタグを得ることができなくなると共に、
衝撃力に弱くなるという新たな不都合が発生する。さら
に、この種の熱硬化性樹脂は一般に高価であるため、製
品コストが上昇するという不都合も発生する。

【００１２】また、前記構成の非接触式ＩＣボタンは、
モールド樹脂１０２に形成された凹部１０２ａの開口部
をポッティング樹脂１０３にて封止するので、製造工程
が複雑で製品コストが高価になるばかりでなく、ポッテ
ィング樹脂１０３は基本的に滴下又は塗布によって付与
されるものであり、樹脂の結合密度が低く樹脂自体の強
度が弱いため、ＩＣチップ１に十分な補強効果又は補剛
効果、ＩＣチップ１０１との密着性、耐熱性及び耐衝撃
性を付与することができず、前記非接触式ＩＣタグと同
様に、耐久性及びパッケージの信頼性に劣るという不都
合がある。

【００１３】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、その課題とするところは、安価にして耐久
性に優れた非接触ＩＣカード、非接触ＩＣタグ、非接触
ＩＣボタン又は非接触ＩＣコイン等の半導体装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、ＩＣチップと、アンテナコイルと、これ
らＩＣチップ及びアンテナコイルを一体に封止するパッ
ケージ部材とからなる半導体装置において、前記ＩＣチ
ップの周囲を熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ部
材にて封止すると共に、当該第１のパッケージ部材の周
囲を熱可塑性樹脂からなる所定形状の第２のパッケージ
部材にて封止するという構成にした。

【００１５】熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂などを
用いることができ、熱可塑性樹脂としてはＡＢＳ樹脂、
ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂又はポリエチレン
テレフタレート樹脂などを用いることができる。

【００１６】エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は、ＩＣチ
ップとの密着性が高く、高強度にして耐熱性及び耐水性
に優れるため、ＩＣチップの周囲を当該樹脂にて封止す
ることによりＩＣチップの保護効果を格段に高めること
ができ、ＩＣチップとの密着性、耐熱性、耐水性及び耐
衝撃性に優れた半導体装置を得ることができる。また、
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は、成形時にほとんど気
泡を巻き込まないので、当該樹脂にて封止されたＩＣチ
ップに熱応力が作用しにくく、したがって断線や接触不
良を起こしにくいことから良品の歩留まりを高めること
ができて、半導体装置の製品コストを引き下げることが
できる。なお、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂に比べて一
般に高価であるが、ＩＣチップの周囲を封止するだけで
あり、その使用量が少ないことから、熱硬化性樹脂を用
いたことによる製品コストの上昇は、最小限に抑えるこ
とができる。

【００１７】一方、この第１のパッケージ部材の周囲を
熱可塑性樹脂からなる所定形状の第２のパッケージ部材
にて封止すると、半導体装置にフレキシブルな柔軟性を
もたせることができると共に、パッケージ部材のほとん
ど全体を安価な熱可塑性樹脂をもって形成することがで
きるので、所定形状の半導体装置を安価に製造すること
ができる。

【００１８】前記ＩＣチップとしては、アンテナコイル
内蔵型のＩＣチップを用いることもできるし、入出力端
子に巻線コイルや平面コイルが外付けされたものを用い
ることもできる。また、ＩＣチップとして入出力端子に
巻線コイルが外付けされたものを用いる場合には、ＩＣ
チップの入出力端子に巻線コイルを直接接続することも
できるし、ＩＣチップの入出力端子にリードを介して巻
線コイルを接続することもできる。入出力端子と巻線コ
イルとの直接接続手段としては、熱圧着、はんだ接続、
溶接、導電ペースト接続又は超音波融接などを挙げるこ
とができる。なお、ＩＣチップの入出力端子には、アン
テナコイル又はリードとの接続をより容易かつ確実に行
うため、バンプを形成しておくことがより好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
第１実施形態例を、図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は第１実施形態例に係る半導体装置の断面図、図２
は第１のパッケージ部材の形成装置及び形成方法を示す
断面図、図３は第２のパッケージ部材の形成装置及び形
成方法を示す断面図である。

【００２０】図１から明らかなように、本例の半導体装
置は、アンテナコイル１ａが内蔵されたアンテナコイル
内蔵型ベアＩＣチップ１の外周全体をエポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ部材２にて封止
すると共に、当該第１のパッケージ部材２の周囲を例え
ばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂又
はポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂か
らなる第２のパッケージ部材３にて封止し、カード形、
タグ形、ボタン形又はコイン形などの所定形状に仕上げ
たことを特徴とする。なお、前記ベアＩＣチップ１とし
ては、薄形の半導体装置に適用する場合には、シリコン
ウエハに機械的又は化学的手段若しくはこれらの組み合
わせによる研磨加工が施され、所望の厚さまで薄形化さ
れたものを用いることもできる。

【００２１】第１のパッケージ部材２の形成は、図２に
示すように、上型１１と下型１２との合わせ面に、成形
しようとする第１のパッケージ部材２に相当する寸法・
形状のキャビティ１３が形成され、当該キャビティ１３
内にベアＩＣチップ１を支持するための複数本のピン１
４が突設された金型を用い、前記ピン１４にてベアＩＣ
チップ１を前記キャビティ１３内の所定位置に固定した
後、ゲート部１５からキャビティ１３内に熱硬化性樹脂
を充填することにより行うことができる。

【００２２】また、第２のパッケージ部材３の形成は、
図３に示すように、上型２１と下型２２との合わせ面
に、成形しようとする第２のパッケージ部材３に相当す
る寸法・形状のキャビティ２３が形成され、当該キャビ
ティ２３内に第１のパッケージ部材２がモールドされた
ベアＩＣチップ１を支持するための複数本のピン２４が
突設された金型を用い、前記ピン２４にて第１のパッケ
ージ部材２がモールドされたベアＩＣチップ１を前記キ
ャビティ２３内の所定位置に固定した後、ゲート部２５
からキャビティ２３内に熱可塑性樹脂を充填することに
より行うことができる。

【００２３】本例の半導体装置は、ベアＩＣチップ１の
外周全体を、ＩＣチップとの密着性が高く、しかも高強
度にして耐熱性及び耐水性に優れるエポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂からなる第１のパッケージ部材２にて封止し
たので、ベアＩＣチップ１の保護効果が高く、ベアＩＣ
チップ１との密着性、耐熱性、耐水性及び耐衝撃性に優
れた半導体装置を得ることができる。また、本例の半導
体装置は、ベアＩＣチップ１としてアンテナコイル内蔵
型のベアＩＣチップを用いたので、ベアＩＣチップ１が
破壊されない限りアンテナコイル１ａの断線や接触不良
を起こすことがなく、この点からも耐久性に優れる。さ
らに、本例の半導体装置は、ベアＩＣチップ１の周囲の
小部分のみを熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ部
材２にて封止したので、熱硬化性樹脂の使用量が少な
く、全体として安価に実施することができる。加えて、
本例の半導体装置は、第１のパッケージ部材２の周囲を
熱可塑性樹脂からなる第２のパッケージ部材３にて封止
して所定の形状に成形したので、半導体装置にフレキシ
ブルな柔軟性をもたせることができる。

【００２４】次に、本発明に係る半導体装置の第２実施
形態例を、図４及び図５に基づいて説明する。図４は第
２実施形態例に係る半導体装置の断面図、図５は第１の
パッケージ部材の形成装置及び形成方法を示す断面図で
ある。

【００２５】図４から明らかなように、本例の半導体装
置は、アンテナコイル１ａが内蔵されたアンテナコイル
内蔵型ベアＩＣチップ１の外周をエポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂からなる第１のパッケージ部材２にて封止する
と共に、当該第１のパッケージ部材２の周囲を例えばＡ
ＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂又はポ
リエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂からな
る第２のパッケージ部材３にて封止し、カード形、タグ
形、ボタン形又はコイン形などの所定形状に仕上げてな
るが、ベアＩＣチップ１の外周全体を第１のパッケージ
部材２にて封止するのではなく、ベアＩＣチップ１の回
路形成面側、側面、並びに裏面の一部にのみ第１のパッ
ケージ部材２を形成し、裏面の中央部分にベアＩＣチッ
プ１の露出部１ｂを設けたことを特徴とする。その他の
点については、前記第１実施形態例に係る半導体装置と
同様であるので、説明を省略する。

【００２６】ベアＩＣチップ１の裏面側に形成される薄
い樹脂膜２ａは、図２に示すように、ベアＩＣチップ１
のエッジ部１ｃと対応する部分において最も厚く、ベア
ＩＣチップ１の中央部側に至るにしたがって順次膜厚が
薄くなるように形成される。当該樹脂膜２ａの最大膜厚
Ｈは、これを適用しようとする半導体装置の総厚に応じ
て任意に調整可能であるが、薄形の半導体装置に適用す
る場合には、１０μｍ乃至１００μｍとすることができ
る。勿論、ベアＩＣチップ１の回路形成面側及び側面側
に形成される樹脂層については、これよりも厚くするこ
とができる。

【００２７】第１のパッケージ部材２の形成は、図５に
示すように、上型１１と下型１２との合わせ面に、成形
しようとする第１のパッケージ部材２に相当する寸法・
形状のキャビティ１３が形成され、下型１２にベアＩＣ
チップ１を真空吸着するための空気流路１２ｃが形成さ
れた金型を用いて行うことができる。即ち、下型１２に
形成された平面部１２ａの中心とベアＩＣチップ１の中
心とを合致して、下型１２に形成された傾斜部１２ｂの
上方にベアＩＣチップ１の周辺部をオーバーハングさ
せ、前記平面部１２ａにベアＩＣチップ１を真空吸着す
る。この状態で、上型１１と下型１２とを一体に組み合
わせ、ゲート部１５からキャビティ１３内に熱硬化性樹
脂を充填すれば、キャビティ１３の平面部１２ａに相当
するチップ露出部１ｂと、傾斜部１２ｂに相当する樹脂
膜２ａとを有する所要形状の第１のパッケージ部材２を
形成することができる。

【００２８】第２のパッケージ部材３の形成は、図３に
示した装置及び方法にて行うことができる。

【００２９】本例の半導体装置は、第１実施形態例に係
る半導体装置と同様の効果を有するほか、ベアＩＣチッ
プ１の裏面にチップ露出部１ｂを設けたので、高価な熱
硬化性樹脂の使用量を減少することができ、より一層の
製造コストの低減を図ることができる。なお、ベアＩＣ
チップ１の破壊は、シリコンウエハの研磨工程やダイシ
ング工程においてベアＩＣチップの裏面側外周部に生じ
たチッピングやクラック等の欠陥部に応力が集中するこ
とにより発生するので、ベアＩＣチップ１の裏面側外周
部を樹脂膜２ａにてモールドしておけば、ベアＩＣチッ
プ１の裏面にチップ露出部１ｂを設けても、ベアＩＣチ
ップ１の点圧強度を充分に高めることができる。

【００３０】次に、本発明に係る半導体装置の第３実施
形態例を、図６及び図７に基づいて説明する。図６は第
３実施形態例に係る半導体装置の断面図、図７は第１の
パッケージ部材の形成装置及び形成方法を示す断面図で
ある。

【００３１】図６から明らかなように、本例の半導体装
置は、アンテナコイルを内蔵していないベアＩＣチップ
４と、当該ベアＩＣチップ４の入出力端子４ａに設けら
れた金バンプ又はニッケルバンプ５に直接接続された巻
線コイルからなるアンテナコイル６とを、エポキシ樹脂
等の熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ部材２にて
封止すると共に、当該第１のパッケージ部材２の周囲を
例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹
脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹
脂からなる第２のパッケージ部材３にて封止し、カード
形、タグ形、ボタン形又はコイン形などの所定形状に仕
上げたことを特徴とする。その他の点については、前記
第１実施形態例に係る半導体装置と同様であるので、説
明を省略する。

【００３２】本実施形態例におけるアンテナコイル６
は、銅やアルミニウムなどの良導電性金属材料からなる
心線の周囲に樹脂などの絶縁層が被覆された線材や、心
線の周囲に金やハンダなどの接合用金属層と絶縁層とが
この順に被覆された線材を、ベアＩＣチップ４の特性に
合わせて数回乃至数十回ターンすることにより形成され
る。線材の直径は、２０μｍ〜１００μｍとすることが
好ましい。このアンテナコイル６は、前記ベアＩＣチッ
プ４の入出力端子４ａに設けられた金バンプ又はニッケ
ルバンプ５に、例えばウェッジボンディング、ハンダ接
続、溶接又は導電ペースト接続などの方法によって接続
される。

【００３３】第１のパッケージ部材２の形成は、図７に
示すように、上型１１と下型１２との合わせ面に、成形
しようとする第１のパッケージ部材２に相当する寸法・
形状のキャビティ１３が形成され、当該キャビティ１３
内にベアＩＣチップ４を固定するための１乃至複数本の
ピン１４が突設された金型を用い、前記アンテナコイル
６が接続されたベアＩＣチップ４をキャビティ１３内に
収納し、かつ前記ピン１４にてベアＩＣチップ４をキャ
ビティ１３内の所定位置に固定した後、ゲート部１５か
らキャビティ１３内に熱硬化性樹脂を充填することによ
り行うことができる。

【００３４】第２のパッケージ部材３の形成は、図３に
示した装置及び方法にて行うことができる。

【００３５】本例の半導体装置は、第１実施形態例に係
る半導体装置と同様の効果を有するほか、ベアＩＣチッ
プ４としてアンテナコイルを内蔵していないベアＩＣチ
ップを用いると共に、アンテナコイル６として巻線コイ
ルを用いたので、アンテナコイル内蔵型のＩＣチップ１
を用いる場合に比べてコイル径を大きくできることか
ら、通信距離を大きくすることができる。

【００３６】なお、本実施形態例においては、ベアＩＣ
チップ４とアンテナコイル６の全体を第１のパッケージ
部材２にて封止したが、図８に示すように、ベアＩＣチ
ップ４と当該ベアＩＣチップ４の入出力端子４ａに接続
されたアンテナコイル６の両端部のみを第１のパッケー
ジ部材２にて封止することもできる。

【００３７】また、本実施形態例においては、ベアＩＣ
チップ４とアンテナコイル６とをそのまま金型のキャビ
ティ１３内に収納して第１のパッケージ部材２の形成を
行ったが、図９に示すように、ベアＩＣチップ４と当該
ベアＩＣチップ４に接続されたアンテナコイル６とが予
めポッティング樹脂７によって一体化されたものを金型
のキャビティ１３内に収納して、第１のパッケージ部材
２の形成を行うこともできる。

【００３８】次に、本発明に係る半導体装置の第４実施
形態例を、図１０及び図１１に基づいて説明する。図１
０は第４実施形態例に係る半導体装置の断面図、図１１
は第１のパッケージ部材の形成装置及び形成方法を示す
断面図である。

【００３９】図１０から明らかなように、本例の半導体
装置は、アンテナコイルを内蔵していないベアＩＣチッ
プ４と、当該ベアＩＣチップ４の入出力端子４ａに設け
られた金バンプ又はニッケルバンプ５に接続されたリー
ド７と、当該リード８に接続された巻線コイルからなる
アンテナコイル６とを有しており、前記ベアＩＣチップ
４とリード８とをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からな
る第１のパッケージ部材２にて封止すると共に、当該第
１のパッケージ部材２及び前記リード７に接続されたア
ンテナコイルの周囲を、例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、塩化ビニル樹脂又はポリエチレンテレフタレ
ート樹脂等の熱可塑性樹脂からなる第２のパッケージ部
材３にて封止し、カード形、タグ形、ボタン形又はコイ
ン形などの所定形状に仕上げたことを特徴とする。その
他の点については、前記第１実施形態例に係る半導体装
置と同様であるので、説明を省略する。

【００４０】前記リード８は、比較的高剛性の導電性金
属材料からなるリードフレームより形成されたものを用
いることもできるし、絶縁性樹脂基板上に導電パターン
が設けられた配線タブより形成されるものを用いること
もできる。当該リード８と金バンプ又はニッケルバンプ
５との接続並びに当該リード８とアンテナコイル６との
接続は、熱圧着、はんだ接続、溶接、導電ペースト接続
又は超音波融接などにより行うことができる。

【００４１】第１のパッケージ部材２の形成は、図１１
に示すように、上型１１と下型１２との合わせ面に、前
記リード７の挟み込み部１６と成形しようとする第１の
パッケージ部材２に相当する寸法・形状のキャビティ１
３とが形成された金型を用い、前記挟み込み部１６にリ
ード７を挟み込んで前記ベアＩＣチップ４をキャビティ
１３内の所定の位置に固定した後、ゲート部１５からキ
ャビティ１３内に熱硬化性樹脂を充填することにより行
うことができる。アンテナコイル６は、当該第１のパッ
ケージ部材２の形成後に、当該第１のパッケージ部材２
より突出したリード７の先端部に接続される。

【００４２】第２のパッケージ部材３の形成は、第１の
パッケージ部材２にて封止されたベアＩＣチップ４とア
ンテナコイル６とをポッティング樹脂にて一体化したも
のを図３に示した金型内に設定し、ゲート部２５からキ
ャビティ２３内に熱可塑性樹脂を充填することにより行
うことができる。

【００４３】本例の半導体装置は、第３実施形態例に係
る半導体装置と同様の効果を有するほか、リード８を介
してベアＩＣチップ４の入出力端子４ａとアンテナコイ
ルとを接続したので、ベアＩＣチップ４とアンテナコイ
ルとを強固に接続することができ、半導体装置の信頼性
を高めることができる。

【００４４】次に、本発明に係る半導体装置の第５実施
形態例を、図１２に基づいて説明する。図１２は第５実
施形態例に係る半導体装置の断面図である。

【００４５】図１２から明らかなように、本例の半導体
装置は、アンテナコイルを内蔵していないベアＩＣチッ
プ４と、プリント基板９の表面に形成された平面コイル
からなるアンテナコイル１０とを有しており、前記プリ
ント基板９とこれに実装されたベアＩＣチップ４とをエ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ
部材２にて封止すると共に、当該第１のパッケージ部材
２の周囲を、例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、
塩化ビニル樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂等
の熱可塑性樹脂からなる第２のパッケージ部材３にて封
止し、カード形、タグ形、ボタン形又はコイン形などの
所定形状に仕上げたことを特徴とする。その他の点につ
いては、前記第１実施形態例に係る半導体装置と同様で
あるので、説明を省略する。

【００４６】前記アンテナコイル１０は、プリント基板
９の表面に印刷形成することもできるし、プリント基板
９の表面に形成された銅箔にエッティング加工を施すこ
とによって形成することもできる。前記ベアＩＣチップ
４は、アンテナコイル１０の一部に設けられたパッド部
１０ａにフェースダウン実装される。ベアＩＣチップ４
とアンテナコイル１０との電気的接続は、導電ペースト
又は導電性異方体を用いて行うことができる。

【００４７】第１のパッケージ部材２の形成は、図７に
示した装置及び方法にて行うことができる。また、第２
のパッケージ部材３の形成は、図３に示した装置及び方
法にて行うことができる。

【００４８】本例の半導体装置は、第３実施形態例に係
る半導体装置と同様の効果を有するほか、アンテナコイ
ル１０としてプリント基板９の表面に形成された平面コ
イルを用いたので、巻線コイルを用いる場合に比べてア
ンテナコイル１０の取り扱いが容易になり、半導体装置
の生産性を高めることができる。また、プリント基板９
とベアＩＣチップ４とを一体に封止するので、ベアＩＣ
チップ４の保護効果が高く、半導体装置の耐久性及び信
頼性を高めることができる。

【００４９】以下、より具体的な実施例と比較例とを挙
げ、本発明の効果を明らかにする。

【００５０】〈第１実施例〉２ｍｍ角で厚さが０．６５
ｍｍのアンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１の外周全体に
エポキシ樹脂からなる厚さが０．１ｍｍの第１のパッケ
ージ部材２をモールド成形した。当該第１のパッケージ
部材２の成形は、図２に示した金型を用いて行い、成形
時の樹脂温度は約２００℃とした。また、成形品を１７
０℃で２時間加熱し、モールド樹脂の二次キュア処理を
行った。次いで、この成形品の外周にＡＢＳ樹脂からな
る第２のパッケージ部材３をモールド成形し、直径が２
０ｍｍで厚さが２ｍｍの非接触ＩＣタグＡを得た。当該
第２のパッケージ部材３の成形は、図３に示した金型を
用いて行い、成形時の樹脂温度は約１３０℃とした。

【００５１】〈第２実施例〉２ｍｍ角で厚さが０．６５
ｍｍのアンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１の回路形成面
側と、側面と、裏面の一部に熱硬化性のエポキシ樹脂か
らなる厚さが０．１ｍｍの第１のパッケージ部材２をモ
ールド成形した。当該第１のパッケージ部材２の成形
は、図５に示した金型を用いて行った。その他の条件に
ついては、前記第１実施例と同じとし、直径が２０ｍｍ
で厚さが２ｍｍの非接触ＩＣタグＢを得た。

【００５２】〈第１比較例〉２ｍｍ角で厚さが０．６５
ｍｍのアンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１の外周をエポ
キシ樹脂にてモールドした後、当該成形品に１７０℃・
２時間の二次キュア処理を施して、直径が２０ｍｍで厚
さが２ｍｍの非接触ＩＣタグＣを得た。

【００５３】〈第２比較例〉２ｍｍ角で厚さが０．６５
ｍｍのアンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１の外周をＡＢ
Ｓ樹脂にてモールドし、直径が２０ｍｍで厚さが２ｍｍ
の非接触ＩＣタグＤを得た。

【００５４】これら４種類の非接触ＩＣタグＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄについて、熱衝撃試験と繰り返し曲げ試験とを行
い、封止の信頼性とフレキシブル性とを比較した。その
試験結果を、図１２に示す。なお、熱衝撃試験は、−３
０℃と＋７０℃の液相間で１０サイクル行い、各液相へ
の浸漬時間は５分間とし、移動は１０秒以内に行った。
一方、繰り返し曲げ試験は、アンテナコイル内蔵型ＩＣ
チップ１の埋設部分に繰り返し一定加重を負荷して、亀
裂が発生するまでの回数を観察した。

【００５５】図１３から明らかなように、本発明の実施
例品である非接触ＩＣタグＡ及びＢは、いずれも１０サ
イクルの熱衝撃試験を行った後もアンテナコイル内蔵型
ＩＣチップ１の動作に異常が発生せず、しかも１００サ
イクルの繰り返し曲げ試験を行った後もアンテナコイル
内蔵型ＩＣチップ１及びケーシング部材２，３に亀裂が
発生しなかった。これに対して、比較例品である非接触
ＩＣタグＣは、１０サイクルの熱衝撃試験によってはア
ンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１の動作に異常が発生し
なかったものの、７サイクルの繰り返し曲げ試験でモー
ルド樹脂に亀裂が発生した。また、非接触ＩＣタグＤ
は、１００サイクルの繰り返し曲げ試験によってはアン
テナコイル内蔵型ＩＣチップ１及びモールド樹脂に亀裂
が発生しなかったものの、１０サイクルの熱衝撃試験に
よってアンテナコイル内蔵型ＩＣチップ１の動作に異常
が発生した。

【００５６】これらの試験結果より、本発明の実施例品
は、比較例品に比べて、封止の信頼性とフレキシブル性
との両面において優れていることがわかった。

【００５７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ＩＣチ
ップの外周部をＩＣチップとの密着性が高く、高強度に
して耐熱性及び耐水性に優れる熱硬化性樹脂をもって封
止し、さらに当該熱硬化性樹脂からなる第１のパッケー
ジ部材の周囲を安価にしてフレキシブル性に優れる熱可
塑性樹脂をもって封止するので、封止の信頼性が高く、
しかもフレキシブル性に優れた半導体装置を得ることが
できる。

【００５８】請求項２に記載の発明によれば、ＩＣチッ
プとしてアンテナコイル内蔵型のＩＣチップを用いるの
で、ＩＣチップ自体が破壊されない限り、断線や接触不
良等の不都合を生じることがなく、製造時におけるＩＣ
チップの取り扱いが容易で、良品の歩留まりを格段に高
めることができる。

【００５９】請求項３に記載の発明によれば、アンテナ
コイルとして巻線コイルを用いるので、アンテナコイル
内蔵型のＩＣチップを用いる場合に比べて、半導体装置
の通信距離を大きくすることができる。

【００６０】請求項４に記載の発明によれば、ＩＣチッ
プと当該ＩＣチップの入出力端子に接続されたリードと
を熱硬化性樹脂にて一体に封止し、前記リードに巻線コ
イルを接続するので、ＩＣチップと巻線コイルとの接続
をより強固にすることができ、製造時におけるＩＣチッ
プの取り扱いを容易化できると共に、半導体装置の信頼
性を高めることができる。

【００６１】請求項５に記載の発明によれば、アンテナ
コイルとしてプリント基板上に形成された平面コイルを
用いるので、巻線コイルを用いる場合に比べてアンテナ
コイル９の取り扱いが容易になり、半導体装置の生産性
を高めることができる。また、プリント基板とベアＩＣ
チップとを一体に封止するので、ベアＩＣチップの保護
効果が高く、半導体装置の耐久性及び信頼性を高めるこ
とができる。

【００６２】請求項６に記載の発明によれば、ＩＣチッ
プの入出力端子にバンプを形成するので、ＩＣチップと
アンテナコイル又はリードとの接続がより容易かつ確実
となり、良品をより高能率に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態例に係る半導体装置の断面図であ
る。

【図２】第１のパッケージ部材の形成装置及び形成方法
を示す断面図である。

【図３】第２のパッケージ部材の形成装置及び形成方法
を示す断面図である。

【図４】第２実施形態例に係る半導体装置の断面図であ
る。

【図５】第１のパッケージ部材の形成装置及び形成方法
を示す断面図である。

【図６】第３実施形態例に係る半導体装置の断面図であ
る。

【図７】第１のパッケージ部材の形成装置及び形成方法
を示す断面図である。

【図８】第３実施形態例に係る半導体装置の変形例を示
す断面図である。

【図９】第３実施形態例に係る半導体装置の他の製造方
法を示す断面図である。

【図１０】第４実施形態例に係る半導体装置の断面図で
ある。

【図１１】第１のパッケージ部材の形成装置及び形成方
法を示す断面図である。

【図１２】第５実施形態例に係る半導体装置の断面図で
ある。

【図１３】本発明の効果を示す表図である。

【図１４】従来より提案されている非接触式ＩＣタグの
平面図及び断面図である。

【図１５】従来より提案されている非接触式ＩＣボタン
の平面図及び断面図である。

【符号の説明】

１アンテナコイル内蔵型ベアＩＣチップ１ａアンテナコイル１ｂチップ露出部１ｃエッジ部２第１のパッケージ部材２ａ樹脂膜３第２のパッケージ部材４アンテナコイル非内蔵型ベアＩＣチップ４ａ入出力端子５金バンプ又はニッケルバンプ６巻線コイル（アンテナコイル）７ポッティング樹脂８リード９プリント基板１０平面コイル（アンテナコイル）１１上型１２下型１２ａ平面部１２ｂ傾斜部１２ｃ空気流路１３キャビティ１４支持ピン１５ゲート部２１上型２２下型２３キャビティ２４支持ピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣチップと、アンテナコイルと、これ
らＩＣチップ及びアンテナコイルを一体に封止するパッ
ケージ部材とからなる半導体装置において、前記ＩＣチ
ップの外周部を熱硬化性樹脂からなる第１のパッケージ
部材にて封止すると共に、当該第１のパッケージ部材の
周囲を熱可塑性樹脂からなる所定形状の第２のパッケー
ジ部材にて封止したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】請求項１に記載の半導体装置において、
前記ＩＣチップとしてアンテナコイル内蔵型のＩＣチッ
プを用いたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】請求項１に記載の半導体装置において、
前記ＩＣチップとしてアンテナコイルが内蔵されていな
いＩＣチップを用いると共に、前記アンテナコイルとし
て巻線コイルを用い、前記ＩＣチップの入出力端子と前
記アンテナコイルとを直接接続し、これらＩＣチップと
アンテナコイルとを前記第１のパッケージ部材を用いて
一体に封止したことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】請求項１に記載の半導体装置において、
前記ＩＣチップとしてアンテナコイルが内蔵されていな
いＩＣチップを用いると共に、前記アンテナコイルとし
て巻線コイルを用い、前記ＩＣチップの入出力端子と前
記アンテナコイルとをリードを介して接続し、これらＩ
Ｃチップとリードとを前記第１のパッケージ部材を用い
て一体に封止したことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】請求項１に記載の半導体装置において、
前記ＩＣチップとしてアンテナコイルが内蔵されていな
いＩＣチップを用いると共に、前記アンテナコイルとし
てプリント基板上に形成された平面コイルを用い、当該
平面コイルのパッド部に前記ＩＣチップを実装し、これ
らＩＣチップとプリント基板とを前記第１のパッケージ
部材を用いて一体に封止したことを特徴とする半導体装
置。
【請求項６】請求項３乃至５に記載の半導体装置にお
いて、前記ＩＣチップの入出力端子にバンプを形成した
ことを特徴とする半導体装置。