專利名稱：非接觸式數據載體及其制造方法
技術領域：
本發明涉及非接觸式數據載體及其制造方法。
背景技術：
非接觸式數據載體具有可存儲各種數據的存儲器，能夠以非接觸的方式與外部的讀/寫器通信。因此用于附加數據載體的貨物的自動分類、庫存品的管理、商品的防盜、生產、流通管理等各種用途。
這樣的非接觸式數據載體按如下方式制造。首先通過抗蝕劑圖形對在樹脂制的基材上層積的鋁箔等金屬箔進行腐蝕以形成天線圖形。接著在基材的背面設置導通部件，通過通孔連接天線圖形和導通部件，形成跳線電路。之后配置具有凸點的IC芯片，使之與對應于天線圖形的連接端子的位置位置重合，將IC芯片的背面設置的凸點和天線連接端子之間電氣連接，為保護目的而對天線圖形和IC芯片進行涂覆。
在上述那樣的非接觸式數據載體中，必須經通孔連接天線圖形和導電部件，從而形成跳線電路，并且必須將具有凸點的IC芯片配置成與對應于天線連接端子的位置位置重合，將IC芯片背面的凸點和天線連接端子之間電氣連接。而且由于分別制造天線和IC芯片造成高成本。
因此制造成本的花費特別是在2.45GHz(微波)頻帶使用的非接觸式數據載體的制造成本因其結構而不同，為從5美元到100美元以上(據“Micro Stamppresented by Mitsui & Co.，Ltd.http//www.mbd.co.jp/mc/rfid.00.html”)。
發明內容
本發明的目的在于提供用比以往低的成本進行制造而獲得的非接觸式數據載體及其制造方法。
本發明的非接觸式數據載體的特征在于，包括半導體元件，包圍半導體元件并具有兩端部的線圈狀天線電路，連接半導體元件和天線電路的兩端部的導線，和用于密封半導體元件、天線電路和導線的密封樹脂部。
本發明非接觸式數據載體的特征在于，半導體元件被安裝在半導體裝載部上，該半導體裝載部與天線電路配置在大致同一平面上。
本發明非接觸式數據載體的特征在于，在天線電路和半導體裝載部中，在與密封樹脂部相反一側的面上設置保護層。
本發明非接觸式數據載體的制造方法的特征在于，包括步驟制備導電性基板，在導電性基板的一面上設置具有開口部的第一抗蝕劑圖形層，同時在導電性基板的另一面上設置具有開口部的第二抗蝕劑圖形層，用保護膜覆蓋第一抗蝕劑圖形層，同時通過從第二抗蝕劑圖形層的開口部腐蝕導電性基板而形成定位孔，將保護膜從第一抗蝕劑圖形上去除，從第一抗蝕劑圖形層的開口部對導電性基板實施電鍍，從而形成具有兩端部的天線電路和半導體裝載部，將第一抗蝕劑圖形層和第二抗蝕劑圖形層從導電性基板上去除，將半導體元件固定在半導體裝載部上，同時用導線連接半導體元件和天線電路的兩端部，用密封樹脂部密封半導體元件、天線電路、導線和半導體裝載部，以及將導電性基板從半導體裝載部和天線電路上除去。
本發明非接觸式數據載體的制造方法的特征在于，在設置第一抗蝕劑圖形層之前，通過在導電性基板的一個面上進行噴砂處理形成凹凸。
本發明非接觸式數據載體的制造方法的特征在于，用氧化液在形成于導電性基板上的凹凸上形成氧化膜。
本發明非接觸式數據載體的制造方法的特征在于，在將導電性基板從半導體裝載部和天線電路上除去后，在天線電路和半導體裝載部中的與樹脂部相反一側的面上設置保護層。
本發明非接觸式數據載體的制造方法的特征在于，設置多個半導體元件和與之對應的天線電路，在將導電性基板從半導體裝載部和天線電路上除去后，將各個包含著半導體元件和與之對應的天線電路的密封樹脂的每一個進行剪切，形成各個單獨的部分。
在本發明的非接觸式數據載體中，通過通孔連接天線圖形和導通部件，形成跳線電路，使在IC芯片上形成的凸點與對應于天線連接端子的位置位置重合，而沒有必要在凸點和天線連接端子之間進行電氣連接。僅將半導體元件裝載、配置在半導體裝載部上，用導線將半導體元件連接在天線電路的兩端部上就可以，能夠以比以往更低的成本進行制造。
而且，本發明的非接觸式數據載體按小型結構構成，盡管通信距離短，但在作為標簽形成的情況下，通過在作為標簽本體的標記、卡片上設置放大天線，可使通信距離延長。
而且，在本發明非接觸式數據載體的密封用樹脂側和保護層的兩側中的一側或兩側上形成設定為適當電感的天線圖形，可將這些作為輔助天線或共振電路的一部分使用。在此情況下，通過形成與天線電路之間的通路或通孔等，可使與附加的天線之間的電氣連接產生共振。此外，可通過附加沒有通路或通孔的天線，同時在天線上形成適當的圖形、使密封用樹脂或保護層的絕緣層作為電容元件、并使這些電容元件共同參與共振。
圖1是表示本發明的非接觸式數據載體的剖面圖。
圖2是表示本發明的非接觸式數據載體的平面圖。
圖3是表示比較例的非接觸式數據載體的平面圖。
圖4是表示本發明的第一非接觸式數據載體的制造方法的步驟的剖面圖。
圖5是表示本發明的第二非接觸式數據載體的制造方法的步驟的剖面圖。
圖6是表示接在圖5所示步驟之后的本發明的第二非接觸式數據載體的制造方法的步驟的剖面圖。
圖7是基板的側面圖。
圖8是基板的側面圖。
具體實施例方式
以下參照圖面說明本發明的實施例。
圖1是表示本發明的非接觸式數據載體的側剖面圖，圖2是表示非接觸式數據載體的平面圖。
如圖1和圖2所示，非接觸式數據載體包括半導體元件11，包圍半導體元件11并具有兩端部12a、12b的線圈狀天線電路12，以及連接半導體元件11和天線電路12的兩端部12a、12b的導線14。此外半導體元件11配置在設置于與天線電路12大致同一平面上的半導體裝載部15上，半導體元件11、天線電路12、半導體裝載部15和導線14由樹脂部13進行樹脂密封。
此外，天線電路12和半導體裝載部15中與樹脂部13相反一側的面由用焊料抗蝕劑構成的保護層16保護。
下面在圖3中示出了作為比較例的非接觸式數據載體。
圖3所示的非接觸式數據載體的結構為在塑料等構成的基材1上形成有線圈狀的天線圖形3，用該天線圖形3和與該線圈連接的電容元件形成共振電路，從而可接收、發送一定頻率的電波。一般使用125kHz(中波)、13.56MHz、2.45GHz(微波)的頻率。
在圖3中所示的非接觸式數據載體中，天線圖形3通過通孔與設置在基材1背 面的導通部件4連接，形成跳線電路。此外天線圖形3的天線連接端子3c連接到IC芯片2的背面凸點。而且圖3所示的例子中電容元件內置于IC芯片中。
如由圖1可知的，在本發明的非接觸式數據載體中，天線圖形通過通孔與導通部件連接從而形成跳線電路，將形成在IC芯片上的凸點配置成與對應于天線連接端子的位置位置重合，因而不必在凸點和天線連接端子之間進行電氣連接。只將半導體元件裝載配置在半導體裝載部上，用導線將半導體元件的電極部連接到天線電路的兩端部就可以。因此能夠以比作為比較例的非接觸式數據載體低的成本進行制造。
下面說明本發明的非接觸式數據載體的制造方法。圖4示出了本發明非接觸式數據載體的第一制造方法。首先如圖4所示，準備銅合金、42合金、不銹鋼(SUS430、SUS304)等構成的導電性基板21，對形成天線電路的一側的面進行通過噴砂形成凹凸21a的表面處理。接著用鉻酸液(氧化液)對帶有凹凸21a的基板21的表面處理面進行氧化，生成氧化膜21b，在其上進行使后續步驟中形成的導電性金屬膜和密封用樹脂容易從導電性基板去除的去除處理(參照圖4(1)和圖7)。
然后通過用干膜抗蝕劑在導電性基板21的兩面形成感光性抗蝕劑層，進行曝光、顯影處理等，在導電性基板21的實施了上述處理(表面處理和去除處理)的一面上設置第一抗蝕劑圖形層22，該第一抗蝕劑圖形層具有將與非接觸式數據載體的天線電路和半導體裝載部相當的部分開口的開口部22a。此外，在基板21的另一面上設置第二抗蝕劑圖形層23，該第二抗蝕劑圖形層23具有將與定位孔相當的部分開口的開口部23a(圖4(2))。
干膜抗蝕劑一般由支持抗蝕劑的薄膜基材、抗蝕劑和保護涂覆膜的3層構成。在剝下保護膜使抗蝕劑面曝光的狀態下，將抗蝕劑面粘合在導電性基板21的面上，此后通過將薄膜基材去除可在導電性基板21的面上形成感光性抗蝕劑層。
此外，也可以通過絲網印刷、凹版印刷等印刷技術形成第一抗蝕劑圖形層22和第二抗蝕劑圖形層23。
然后用滌綸薄膜等構成的耐蝕性保護膜24覆蓋所述導電性基板21的設置了第一抗蝕劑圖形層22的一側(圖4(3))。
此后通過腐蝕從第二抗蝕劑圖形層23的開口部23a露出的導電性基板21的區域形成定位孔25(圖4(4))。
然后去除保護膜24，使第一抗蝕劑圖形層22露出(圖4(5))，在從第一抗蝕劑圖形層22的開口部22a露出的導電性基板21的表面上實施Au、Ag、Cu、Pd、Ni等的電鍍或這些物質的多層電鍍26(圖4(6))。此后將第一抗蝕劑圖形層22浸漬在去除液中進行去除，然后實施洗凈處理等，由此獲得天線電路12和半導體裝載部15(圖4(7))。此外，在去除第一抗蝕劑圖形層22時將第二抗蝕劑圖形層23一起去除。
然后在所形成的半導體裝載部15上裝載、設置半導體元件11并將其固定(圖4(8))。
此后用Au等貴金屬的導線14通過導線粘合將半導體元件11的電極部11a和天線電路12的兩端部12a、12b連接(圖4(9))。此外，導線14的導線粘合可采用只利用加熱來壓接的熱壓接粘合機、采用熱壓接和超聲波的超聲波壓接粘合機，在常溫下只利用超聲波振動來壓接的楔形粘合機等導線粘合裝置來進行。
接著采用環氧樹脂等密封用樹脂密封天線電路12和半導體元件11以及導線14，形成樹脂部13(圖4(10))。在這一密封過程中，由于在導電性基板21的表面上進行了附加凹凸21a的表面處理，因而形成天線電路12和半導體裝載部15的金屬膜對導電性基板21來說可靠地接合，可耐密封用樹脂成型時的壓力，特別是橫向的壓力，不發生脫離現象。
之后將導電性基板21從由樹脂部13密封的天線電路12和半導體元件11上去除(圖4(11))。這種去除由于預先進行的表面處理和去除處理，因而對于垂直方向的力來說可容易地進行去除。
接著通過用保護層16覆蓋從樹脂部13露出的天線電路12的面和半導體裝載部15的面，獲得本發明的非接觸式數據載體(圖4(12))。
下面展示所述非接觸式數據載體的第一制造方法的實施例的變形例。在該變形例中，使用由銅合金構成的板作為導電性基板21。然后將天線電路12和半導體裝載部15形成為由Cu/Pd構成的兩層。然后用選擇性地溶解銅而不溶解Pd的液體溶解導電性基板21。其他與前述的第一非接觸式數據載體的制造方法的實施例相同。
圖5、6展示了本發明非接觸式數據載體的第二制造方法。首先如圖5所示，準備銅合金、42合金、不銹鋼(SUS430)等構成的導電性基板31，對形成天線電路的一側的面進行通過噴砂形成凹凸31a的表面處理。接著用鉻酸液對帶有凹凸31a的基板31的表面處理面進行氧化，生成氧化膜31b，在其上進行使后續步驟中形成的導電性金屬膜和密封用樹脂容易從導電性基板去除的去除處理(參照圖5(1)和圖8)。
然后通過用干膜抗蝕劑在導電性基板31的兩面形成感光性抗蝕劑層，進行曝光、顯影處理等，在導電性基板31的實施了上述處理(表面處理和去除處理)的一面上設置第一抗蝕劑圖形層32，該第一抗蝕劑圖形層具有將與多個非接觸式數據載體的天線電路和半導體裝載部相當的部分開口的開口部32a。此外，在基板31的另一面上設置第二抗蝕劑圖形層33，該第二抗蝕劑圖形層33具有與定位孔相當的部分開口的開口部33a(圖5(2))。
此外，也可以通過絲網印刷、凹版印刷等印刷技術形成第一抗蝕劑圖形層32和第二抗蝕劑圖形層33。
然后用滌綸薄膜等構成的耐蝕性保護膜34覆蓋所述導電性基板的設置了第一抗蝕劑圖形層32的一側(圖5(3))。
此后通過腐蝕從第二抗蝕劑圖形層33的開口部33a露出的導電性基板31的區域形成定位孔35(圖5(4))。
然后去除保護膜34，使第一抗蝕劑圖形層32露出(圖5(5))，在從第一抗蝕劑圖形層32的開口部32a露出的導電性基板31的表面上實施Au、Ag、Cu、Pd、Ni等的電鍍或這些物質的多層電鍍36(圖5(6))。此后將第一抗蝕劑圖形層32浸漬在去除液中進行去除，然后實施洗凈處理等，由此獲得天線電路12和半導體裝載部15(圖5(7))。此外，在去除第一抗蝕劑圖形層32時將第二抗蝕劑圖形層33一起去除。
然后在所形成的半導體裝載部15上裝載、設置多個半導體元件11并將其固定(圖6(1))。在此情況下在基板31上設置多個半導體元件11和與各半導體元件對應的天線電路12。
此后用Au等貴金屬的導線14連接各半導體元件11的電極部11a和天線電路12的兩端部12a、12b(圖6(2))。
接著采用環氧樹脂等密封用樹脂密封天線電路12和半導體元件11以及導線14，形成樹脂部13(圖6(3))。
之后將導電性基板31從由樹脂部13密封的天線電路12和半導體元件11上去除，然后在從樹脂部13露出的天線電路12的面和半導體裝載部15的面上涂布焊料抗蝕劑等，形成保護層36(圖6(4))。
此后將包含半導體元件11和與之對應的天線電路的每一個將樹脂部13和保護層36剪切形成單獨的部分(圖6(5))。
按照上述的第二制造方法，通過添加多面能夠有效地制造多個非接觸式數據載體。
下面展示所述非接觸式數據載體的第二制造方法的實施例的變形例。在該變形例中，使用由銅合金構成的板作為導電性基板31。然后將天線電路12和半導體裝載部15形成為由Cu/Pd的兩層構成。然后用選擇性地溶解銅而不溶解Pd的液體溶解導電性基板31。其他與前述的第一非接觸式數據載體的制造方法的實施例相同。
此外，通過進一步將本發明的非接觸式數據載體與放大天線貼合可使通信距離增加。
如以上詳細說明的，本發明的非接觸式數據載體的特征在于半導體元件和天線電路被樹脂密封，半導體元件通過導線與天線電路的端部連接。按照本發明，象在以往的非接觸式數據載體中那樣通過導通部件和通孔連接天線圖形，形成跳線電路，將在IC芯片上形成的凸點配置成與對應于天線連接端子的位置位置重合，而沒有必要在凸點和天線連接端子之間進行電氣連接。因此與以往的非接觸式數據載體比較可提供低成本。
按照本發明的非接觸式數據載體的制造方法，在基板上形成天線電路和半導體裝載部，將半導體元件裝載、配置在半導體裝載部上，用導線將半導體元件的電極部連接到天線電路的兩端部。象在以往的非接觸式數據載體中那樣通過導通部件和通孔連接天線圖形，形成跳線電路，將在IC芯片上形成的凸點配置成與對應于天線連接端子的位置位置重合，而沒有必要在凸點和天線連接端子之間進行電氣連接，能夠以比以往更低的成本進行制造。
權利要求
1.一種非接觸式數據載體，其特征在于，包括半導體元件，包圍半導體元件并具有兩端部的線圈狀天線電路，連接半導體元件和天線電路的兩端部的導線，和密封半導體元件、天線電路和導線的密封樹脂部。
2.如權利要求1的非接觸式數據載體，其特征在于，半導體元件被配置在半導體裝載部上，該半導體裝載部與天線電路配置在大致同一平面上。
3.如權利要求2的非接觸式數據載體，其特征在于，在天線電路和半導體裝載部中，在與樹脂部相反一側的面上設置保護層。
4.一種非接觸式數據載體的制造方法，其特征在于，包括步驟制備導電性基板，在導電性基板的一面上設置具有開口部的第一抗蝕劑圖形層，同時在導電性基板的另一面上設置具有開口部的第二抗蝕劑圖形層，用保護膜覆蓋第一抗蝕劑圖形層，同時通過從第二抗蝕劑圖形層的開口部腐蝕導電性基板而形成定位孔，將保護膜從第一抗蝕劑圖形層去除，從第一抗蝕劑圖形層的開口部對導電性基板實施電鍍，從而形成具有兩端部的天線電路和半導體裝載部，將第一抗蝕劑圖形層和第二抗蝕劑圖形層從導電性基板上去除，將半導體元件固定在半導體裝載部上，同時用導線連接半導體元件和天線電路的兩端部，用樹脂部密封半導體元件、天線電路、導線和半導體裝載部的周圍，以及將導電性基板從半導體裝載部和天線電路上除去。
5.如權利要求4的非接觸式數據載體的制造方法，其特征在于，在設置第一抗蝕劑圖形層之前，通過在導電性基板的一個面上進行噴砂處理形成凹凸。
6.如權利要求5的非接觸式數據載體的制造方法，其特征在于，用氧化液在形成于導電性基板上的凹凸上形成氧化膜。
7.如權利要求4的非接觸式數據載體的制造方法，其特征在于，在將導電性基板從半導體裝載部和天線電路上除去后，在天線電路和半導體裝載部中的與樹脂部相反一側的面上設置保護層。
8.如權利要求4的非接觸式數據載體的制造方法，其特征在于，設置多個半導體元件和與之對應的天線電路，在將導電性基板從半導體裝載部和天線電路上除去后，對包含著半導體元件和與之對應的天線電路的每一個樹脂部進行剪切以形成各個單獨的部分。
全文摘要
一種非接觸式數據載體，包括通過樹脂部13密封的半導體元件11和天線電路12。半導體元件11的電極部11a通過導線14連接到天線電路12的兩端部12a、12b。因此通過保護層16保護在天線電路面12中與樹脂部13相反一側的面。
文檔編號H01L21/56GK1432966SQ02145600
公開日2003年7月30日 申請日期2002年12月28日 優先權日2001年12月28日
發明者八木裕, 渡邊正直, 關口毅, 池永知加雄, 中村誠 申請人:大日本印刷株式會社