JPH0585091A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0585091A
JPH0585091A JP3276825A JP27682591A JPH0585091A JP H0585091 A JPH0585091 A JP H0585091A JP 3276825 A JP3276825 A JP 3276825A JP 27682591 A JP27682591 A JP 27682591A JP H0585091 A JPH0585091 A JP H0585091A
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JP
Japan
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card
chip
shield
integrated circuit
semiconductor device
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JP3276825A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Takada
博敞 高田
Yasushi Nakamoto
泰 中本
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 メモリ2、アドレスカウンタ3、発振器4等
からなる半導体集積回路チップ1の表面に、パッド部6
も含めて、静電シールド材となる導電材よりなるシール
ドリング5を被着することによって、半導体集積回路内
部でシールドを行うことになる。 【効果】 上記半導体集積回路チップを内部に有する半
導体装置を、例えばICカードに適用することによっ
て、静電気の動的変化を含む強電界や放電などによる誘
導電流が引き起こす障害を除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばICカード等に
適用される半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、カード状構造体の内部にICいわ
ゆる半導体集積回路を内蔵しているICカードが注目さ
れている。上記ICカードは、種々の用途に用いられる
が、例えばタグ(付け札)状に形成して物流システムに
おける物品の認識のために用いたり、カード状に形成し
て(個人認識票)としてゲート等の入退出管理等のセキ
ュリティシステムにおけるチェック等のために使用され
ている。ICカードのうち、マイクロ波による非接触I
Cカードいわゆるマイクロ波カードには、反射型または
能動型のものがある。上記反射型のICカードは、本体
に電波反射用のアンテナを設けて認識装置から送信され
た電波をアンテナで反射させて認識装置に送り返すよう
にしたものである。また、能動型のICカードは認識装
置からの電波を受信してその電波に呼応した認識用のデ
ータ信号の発生及び送信を各回路で行い認識装置に送り
返すようにしたものである。
【0003】上記反射型のICカードとして、本出願人
は、先に特開平1−18272号の明細書及び図面にお
いて、マイクロ波による非接触ICカードいわゆるマイ
クロ波カードを提案した。この提案における概略構成
は、例えば入射する2.45〔GHz〕のマイクロ波を反射さ
せるアンテナと、送信データの発生回路と、上記送信デ
ータに対応させて上記アンテナのインピーダンスを変化
させるインピーダンス変化回路と、電池とを具備してな
り、アンテナの反射特性がアンテナのインピーダンスの
変化に応じて変わるのを利用してデータを送信すること
を特徴としている。この構成をとることによってICカ
ードは、極めて薄型にすることができる。ここで、上記
送信データの発生回路と上記インーダンス変化回路と
は、いわゆる識別コード発生器として、発振器、アドレ
スカウンタ、メモリ、FETトランジスタが一体的に組
み込まれた半導体集積回路(IC)で構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的にI
Cにおいては、入出力端子の保護は、ダイオードや基板
を含めたトランジスタ構造によって保護しているが、静
電気の動的変化も含む強電界や放電などによる誘導電流
が近接して与える障害を防ぐ手段をIC内でおこなって
いなかった。また、一部のCMOS(Complementary MO
S)は、キャリア濃度が低く(抵抗値大)、強電界等によ
る衝撃の後、チャージアップしやすく回路動作が暫く停
止するいわゆる眠り込み現象が起こりやすい。
【0005】また、例えばカード構造体内部にICを有
してなる上記ICカードのうち、マイクロ波カードにお
いては、ICをガラスエポキシ基板上にボンディングさ
せ約1mm程度の薄型構造にしてあり、オキサイドラプチ
ャーという物理的損傷を与える2〜3kv/mm を1桁越え
る電界が容易にかかる。これに対して、カード構造体に
シールド構造を施すなどの手段を用いても約10kv/mm 程
度の電界に耐えられるぐらいにしかならない。これは、
一般の環境における静電気量が、乾燥した空気( 湿度50
% 以下) 中にある電子機器に帯電した人体( 静電容量10
0 〜300pF)から静電気が放電した場合、一般に、その静
電気帯電電圧が、絨毯を歩く人で12kv、ビニル・タイル
の床を歩く人で4kv に達し、上記の場合の静電帯電電圧
の最大値が13〜39kvに達することから考慮すると問題と
なる。
【0006】そこで本発明は、上述の問題点に鑑み、動
的変化も含む静電気あるいは誘導電流によるメモリの消
失変化、回路誤動作及び素子破壊を防ぐ半導体装置の提
供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、半導体集積回路チップを内部に有する半導体装置に
おいて、上記半導体集積回路チップ表面の周辺にリング
状の静電シールド材となる導電材を被着形成してなり上
述の課題を解決する。
【0008】
【作用】本発明に係る半導体装置は、内部に有する半導
体集積回路チップの表面の周辺に静電シールド材となる
導電材を被着することによって、半導体集積回路内部で
シールドを行うことになり、静電気の動的変化を含む強
電界や放電などによる誘導電流が引き起こす障害等を除
去する。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の具体的な実
施例を説明する。現在、例えばICカードの静電耐圧を
向上させるために、従来ガラスエポキシ基板のパターン
のない部分に配設していたICを電源電圧VDDにつなが
るパターン上にのせ、基板(サブストレート)との間を
導通性接着剤で導通させようと試みられている。これに
対し本発明は、ICチップ表面側でも周囲に直接リング
状のシールド材となる導電材を被着させ動的電界変化や
誘導電流による電位差の発生を押さえ、チップ表裏の導
通もとり上記眠り込みによるチャージも逃そうとするも
のである。
【0010】図1は、例えば上記ICカードに適用され
る半導体装置のパッケージ内部に収納された半導体集積
回路チップの構成を示す図である。図1において、半導
体集積回路チップ(ICチップ)1は、メモリ2、アド
レスカウンタ3、発振器4及び図示しないFETトラン
ジスタ等で構成される。ここで、静電シールド材となる
導電材よりなるシールドリング5を、発振器4の周波数
を決めるCR(図示せず)はもちろんパッド部6まで含
む全回路の外側に一周させる。これは、図2に示すよう
に、ICチップ1の多くのポイントでN- のサブストレ
ート7内にN+ のウエル8で導通をとり、上記ICチッ
プを等電位化し、かつショートリングとしての効果をあ
げようとするものである。
【0011】この図2は、パッド部6を含めた全回路の
外側をシールドリング5で囲み、チップ内部でシールド
をとったCMOSの構造を示している。上記CMOS
は、Nチャンネル(電流通路)MOSトランジスタとP
チャンネル(電流通路)MOSトランジスタが直列に接
続されたものである。上記静電シールド材となる導電材
よりなるシールドリング5を上記ICチップ1内部に配
設する場合、その外部回路の接地(グランド)や電源イ
ンピーダンスによってパッド部6の電源電圧端子VDD
電源電圧端子VSSのどちらに接続した方が有利であるか
が決定される。図1に示されたICチップ1は、パッド
部6の電源電圧端子VDDにシールドリング5が接続され
ている。
【0012】ここで、もしシールドリング5をパッド部
6の電源電圧端子VSSに接続する場合には、図2に破線
で示したシールドリング部5を主とした部分9を、図3
に示すような部分10に置き換えればよい。この図3に
おいて、シールドリング5は、図2におけパッド部6の
電源電圧端子VSSに接続される。このとき、P+ のウエ
ル11を下に敷くとサブストレートを電源電圧端子VDD
と同じ電位にした場合、サブストレートのN- 中に生じ
た電子eは電界をかけられることになり速く減退する効
果がある。また、シールドリング5とサブストレート5
に逆電圧をかけることにより空乏層12をリング状に発
生させてもよい。すなわち、IC内に何らかの原因で発
生した電荷eを早期に吸収、減退させることができる。
【0013】以上、シールドリング5をパッド6の電源
電圧端子VDD、VSSのどちらに接続しても、本発明に係
る半導体装置に適用されるICチップ1は、表面の周囲
がパッド部6の外側までシールドリング5によって囲ま
れるため、ICチップ1の表面全体に渡って等電位化と
誘導による電流のショートが可能となる。
【0014】なお、本発明に係る半導体装置は、上述し
たような構成のICチップを用いるだけでなく、例えば
図4に示すような、現在CMOS等においてポリシリコ
ン膜を介して多層配線が行われている技術を応用すれば
チップ表面で外部への引き出しを必要とするパット部1
6を一部除かせてそれ以外は全てシールド15で覆って
しまう構成にしてもよい。これは、静電気障害に対する
さらに強力な保護となる上に、遮光作用により通常パッ
ケージの薄型化にもつながる。さらには、2層、3層構
造の伝送路(ストリップライントリプレット)17とな
り、ICカードに適用する場合、マイクロ波のアンテナ
を直接CMOSに導き開閉するSPカードタイプの場合
の整合にも役立つと思われる。
【0015】次に、上記第1図に示したICチップを内
部に有する半導体装置が適用され、配設されるICカー
ドの具体例を図5を参照して説明する。図5は、ICカ
ードのカード全体の構成を示している。図5において、
IC素子30は、ICカード基板22上の所定位置に配
設され、ペーパーバッテリ28の電源電圧端子に接続さ
れる。ICカード基板22は、シート材を枠状に打ち抜
いて形成された枠体23の枠内に収納される。これに対
してシート部材24はICカード基板22の部品搭載す
る上面から感熱型の接着材で接着される。次に、ICカ
ード基板22の部品搭載面の反対側すなわち基板の裏側
にあるシート部材25は、上記ICカード21の使用上
の注意書等の印刷が下面に施され、感熱型の接着材で接
着される。上記シート部材24、25は、静電気障害を
防止するため、高抵抗部材が使用され、また、光による
障害を防ぐため、光遮断材料が塗布されている。
【0016】図6は、ICカード21の内部に位置する
ICカード基板22を示している。ICカード基板22
は、厚さ0.1mm の配線基板26と厚さ0.35mmの補強板2
7を積層して形成される。配線基板26は、上面にアン
テナパターン27a等が形成される。ペーパーバッテリ
28接続用の電極には、正負電極28a、28bがレー
ザ溶接され、ペーパーバッテリ28は、ペーパーバッテ
リ収納用の角孔27bに収納される。
【0017】上述したICカード21は、カードを形成
する構造体自体にシールド効果を施すことで、ある程度
の静電気障害を防ぎ、さらにICカード基板22上の所
定位置に配設されるIC素子30内のICチップ(上記
図1のICチップ1)の表面にもシールドリング5を配
設することによって日常生活で起こる静電気障害に耐え
られる構造となる。
【0018】図7は、上記ICカードとして、上記シー
ルドリング5を電源電圧VDD側に接続したCMOSのI
Cを適用した場合の回路図である。図7において、シー
ルドリング5は、電源電圧VDDに接続されている。ま
た、出力端子VOUT は、ICカードのアンテナ31に接
続されている。
【0019】なお、現在、約10kv/mm程度の耐静電
圧特性を有するICカードの具体例としては、図8に示
すような構成をとるものがある。図8において、ICカ
ード基板42上には、アンテナ43、ペーパーバッテリ
44、及びICを覆うパターン形状、例えばシリコン樹
脂45が配設される。ここで、帯電防止されたシールド
用のフィルム片46が、ICを配置している領域を含む
局所的な部分すなわち少なくともICを覆うパターン形
状、例えばシリコン樹脂45を含む形状に切り取られた
フィルム片を表側から裏側に回り込ませ、さらにシール
ドの一部をペーパーバッテリ44のパターンに接触させ
ている。すなわち、それ自体としては、シールドされて
いないICを、図8に示す45の位置にのせ、例えばワ
イヤーボンドしているICカードにおいて、静電気のチ
ャージや外部での放電でデータ変化や誤動作が起きない
ようにシールド部46をペーパーバッテリ部44へまた
がせ、約10kv/mm程度の耐静電圧特性を持たせてい
る。
【0020】なお、本発明に係る半導体装置は、上記I
Cカードにのみ適用が限定されるものではなく、半導体
装置を必要とする多くの機器についても適用される。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置は、表面の周辺
にリング状の静電シールド材となる導電材を被着形成さ
れた半導体集積回路(IC)チップを内部に有する構成
とすることによって、IC自体の静電耐圧を向上させデ
ータ変化、誤動作、物理破壊等の静電障害を防ぎ、チャ
ージアップによる動作停止時間いわゆる眠り込み時間を
短縮し、電磁妨害を抑え、特にICが化合物半導体であ
るときは、防湿性にすぐれる。また、ICカードに上記
ICを配設した場合は、厚さ約1mmの薄型であっても、
静電耐圧が大幅に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置に配設されるICチッ
プの構成図である。
【図2】図1に示されたICチップの一方の構造図であ
る。
【図3】図1に示されたICチップの他方の構造図であ
る。
【図4】本発明に係る半導体装置に配設されるICチッ
プの他の実施例の構造図である。
【図5】本発明に係る半導体装置を適用したICカード
の構成図である。
【図6】図5に示されたICカードの要部の構成図であ
る。
【図7】図5に示されたICカードの回路図である。
【図8】シールドをとったICカードの他の例である。
【符号の説明】
1・・・・・ICチップ 2・・・・・メモリ 3・・・・・アドレスカウンタ 4・・・・・発振器 5・・・・・シールドリング 6・・・・・パッド部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路チップを内部に有する半
    導体装置において、上記半導体集積回路チップ表面の周
    辺にリング状の静電シールド材となる導電材を被着形成
    してなる半導体装置。
JP3276825A 1991-09-27 1991-09-27 半導体装置 Withdrawn JPH0585091A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3276825A JPH0585091A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 半導体装置

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JP3276825A JPH0585091A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 半導体装置

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JPH0585091A true JPH0585091A (ja) 1993-04-06

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ID=17574929

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JP3276825A Withdrawn JPH0585091A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005354661A (ja) * 2004-05-11 2005-12-22 Nec Corp 非接触通信装置の電子回路保護構造、方法及び折り畳み携帯電話機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005354661A (ja) * 2004-05-11 2005-12-22 Nec Corp 非接触通信装置の電子回路保護構造、方法及び折り畳み携帯電話機

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203