DE60036496T2

DE60036496T2 - Verfahren zum Herstellen eines IC-Elements mit Spule

Info

Publication number: DE60036496T2
Application number: DE60036496T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Kawamura; Shin Shimizu
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: EP1193759A4; EP1193759A1; KR100694561B1; AU2690400A; CN102254865A; KR20020005596A; WO2000051181A1; CN1520612A; US20050051872A1; US7129145B2; DE60014377T2; EP1455302B1; EP1455302A1; DE60036496D1; DE60014377D1; EP1193759B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein IC-Element, das einteilig mit einer Spule auf einem Chip ausgebildet ist, ein Verfahren zur Herstellung des IC-Elements, einen Informationsträger, der das IC-Element enthält, und ein Verfahren zur Herstellung des Informationsträgers.
Bisher war ein solcher Informationsträger des kontaktlosen Typs bekannt, der ein IC-Element, das innerhalb eines Substrats mit einer vorbestimmten Form angebracht ist, und eine Antennenspule, die mit den Anschlüssen des IC-Elements elektrisch verbunden ist, um in einer kontaktfreien oder kontaktlosen Weise den Empfang von elektrischer Leistung von einem Leser/Schreiber und eine Signalsendung/einen Signalempfang mit dem Leser/Schreiber über das Medium der elektromagnetischen Welle zu bewirken, umfasst. Als Informationsträger dieser Spezies können jene erwähnt werden, die als kartenartige Informationsträger, münzenartige Informationsträger, knopfartige Informationsträger und dergleichen bezeichnet werden, die nach dem externen Erscheinungsbild benannt sind.
Als Informationsträger der vorstehend erwähnten Typen wurden der Informationsträger mit einer auf einem Substrat strukturierten Antennenspule oder der Informationsträger mit einer Antennenspule, die aus einer auf einem Substrat getragenen Spule besteht, bisher verwendet. In den letzten Jahren wurde jedoch ein Informationsträger vorgeschlagen, in dem das IC-Element, das einteilig mit der Antennenspule ausgebildet ist, an dem Substrat angebracht ist, und der sich durch die Fähigkeit, dass er kostengünstig ohne den Bedarf für die Schutzverarbeitung der Verbindungspunkte zwischen der Antennenspule und dem IC-Element und die feuchtigkeitsundurchlässige Behandlung hergestellt wird, und außerdem die ausgezeich nete Haltbarkeit infolge der Unanfälligkeit für einen Bruch des Spulenleiters ungeachtet von beim Biegen, bei Torsinn oder dergleichen des Substrats induzierten Beanspruchungen auszeichnet.
Als Verfahren zum Ausbilden der Antennenspule auf dem Informationsträger wird ein Katodenzerstäubungsverfahren übernommen. Folglich wird der elektrische Leiter der Antennenspule, die einteilig mit dem IC-Element ausgebildet ist, in Form einer katodenzerstäubten Aluminiumschicht implementiert.
In diesem Zusammenhang wird jedoch angemerkt, dass, wenn die Antennenspule einteilig am IC-Element ausgebildet wird, nicht nur der Wicklungsdurchmesser und die Leiterbreite der Spule im Vergleich zu dem Fall, in dem die aus der Wicklung bestehende Antennenspule auf dem Substrat getragen wird, kleiner werden, sondern auch die Anzahl von Windungen der Spule natürlich begrenzt wird, was es schwierig macht, die Rechweite oder den Abstand zur Kommunikation mit dem Leser/Schreiber zu vergrößern, oder es sogar unmöglich macht, die Kommunikationsreichweite sicherzustellen.
WO-92/08209 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines IC-Elements, in dem eine Antennenspule für eine drahtlose Kommunikation gleichmäßig ausgebildet ist, wobei das Verfahren das Ausbilden eines leitenden Weges mit mehreren Antennenspulen für die drahtlose Kommunikation über einer Oberflächenpassivierungsschicht eines Wafers, die unter Verwendung eines vorbestimmten Prozesses hergestellt wird, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines IC-Elements geschaffen, in dem eine Antennenspule zur drahtlosen Kommunikation gleichmäßig ausgebildet ist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bilden eines leitenden Musters, das zumindest mehrere Antennenspulen für die drahtlose Kommunikation umfasst, über einer Oberflächenschutzschicht eines Wafers, die durch einen vorbestimmten Prozess ausgebildet wird, wobei das leitende Muster zumindest durch die folgenden Schritte gebildet wird:
Bilden einer Metallkatodenzerstäubungsschicht oder einer Metallaufdampfungsschicht, und
Bilden einer Metallgalvanisierungsschicht auf der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder Metallaufdampfungsschicht; und
Ritzen des Wafers, um ein IC-Element zu erhalten, in dem eine einzelne Antennenspule gebildet ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines nicht begrenzenden Beispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1A, 1B und 1C Draufsichten sind, die jeweils IC-Elemente gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
2A und 2B Schnittansichten sind, die jeweils Hauptabschnitte von IC-Elementen gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
3 eine Draufsicht ist, die einen fertig gestellten Wafer zeigt.
4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F Ansichten zum schrittweisen Darstellen eines ersten Beispiels eines IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
5A, 5B, 5C, 5D und 5E Ansichten zum schrittweisen Darstellen eines zweiten Beispiels des IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
6 eine Draufsicht ist, die einen fertig gestellten Wafer zeigt, auf dem ein erforderliches elektrisch leitendes Muster, einschließlich einer Antennenspule, ausgebildet ist.
7 eine teilweise gebrochene Draufsicht auf einen Informationsträger gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform ist.
8 eine abgewickelte perspektivische Ansicht ist, die den Informationsträger gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
9 eine Schnittansicht des Informationsträgers gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist.
10 eine Ansicht ist, die den Informationsträger gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in dem verwendeten Zustand zeigt.
11 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform ist.
12 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform ist.
13 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform ist.
14 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform ist.
15 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform ist.
16 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer siebten beispielhaften Ausführungsform ist.
17 eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer achten beispielhaften Ausführungsform ist.
18 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht ist, die ein erstes Beispiel eines Streifenmaterials zeigt.
19 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht ist, die ein zweites Beispiel des Streifenmaterials zeigt.
20 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht ist, die ein drittes Beispiel des Streifenmaterials zeigt.
21 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht ist, die ein viertes Beispiel des Streifenmaterials zeigt.
22 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht ist, die ein fünftes Beispiel des Streifenmaterials zeigt.
<IC-Element>
Im Folgenden wird eine Beschreibung von IC-Elementen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1A, 1B und 1C zusammen mit 2A und 2B durchgeführt, wobei 1A, 1B und 1C Draufsichten sind, die jeweils die IC-Elemente gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung zeigen, und 2A und 2B Schnittansichten sind, die jeweils Hauptabschnitte der IC-Elemente gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
Wie in 1A, 1B und 1C und 2A und 2B gezeigt, ist in jedem der IC-Elemente gemäß den vorliegenden beispielhaften Ausführungsformen eine Antennenspule 3 mit einem rechteckigen Spiralmuster einteilig auf einer Oberfläche des IC-Elements 1 ausgebildet, wobei Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 1a davon durch das Medium einer elektrisch isolierenden Oberflächenpassivierungsschicht 2 wie z. B. einer Siliciumoxidschicht, einer Harzschicht oder dergleichen ausgebildet sind.
Im Fall des in 1A gezeigten IC-Elements 1 ist die Antennenspule 3 nur in einem äußeren Umfangsabschnitt, ausschließlich eines eine Schaltung bildenden Abschnitts 4, ausgebildet. Durch diese Struktur kann das Erscheinen einer Streukapazität zwischen der im IC-Element 1 ausgebildeten Schaltung und der Antennenspule 3 verhindert werden, wodurch die Effizienz des Empfangs elektrischer Leistung von einem Leser/Schreiber sowie die Effizienz der Signalsendung/des Signalempfangs mit dem Leser/Schreiber verbessert werden können.
Im Fall des in 1B gezeigten IC-Elements 1 ist die Antennenspule 3 so ausgebildet, dass sie sich über den eine Schaltung bildenden Abschnitt 4 erstreckt. Mit dieser Struktur kann die Anzahl von Windungen der Antennenspule erhöht werden, wodurch die Effizienz des Leistungsempfangs vom Leser/Schreiber sowie die Effizienz der Signalsendung/des Signalempfangs mit dem Leser/Schreiber sehr verbessert werden können.
Im Fall der in 1B gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Antennenspule im Übrigen teilweise über den eine Schaltung bildenden Abschnitt 4 gelegt. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, im Hinblick auf die Implementierung des IC-Elements in einer Miniaturgröße mit niedrigen Kosten die Antennenspule über dem ganzen eine Schaltung bildenden Abschnitt 4 auszubilden.
In dem in 1C gezeigten IC-Element 1 sind Eckenabschnitte der in einem rechteckigen Spiralmuster ausgebildeten Antennenspule 3 schräg abgeschrägt. Infolge dieses Merkmals kann eine Stromkonzentration in den Eckenabschnitten verhindert werden, wobei der Widerstandswert der Antennenspule 3 dadurch verringert wird, infolge dessen die Effizienz des Leistungsempfangs vom Leser/Schreiber sowie die Effizienz der Signalsendung/des Signalempfangs mit dem Leser/Schreiber viel mehr verbessert werden kann. Der Eckenabschnitt kann mit im Wesentlichen demselben Effekt bogenförmig abgeschrägt werden. Obwohl es bevorzugt ist, sowohl den inneren als auch den äußeren Umfangskantenabschnitt der einzelnen Windungen abzuschrägen, können ferner nur die äußerem Umfangskantenabschnitte im Wesentlichen mit demselben Effekt abgeschrägt werden.
In irgendwelchen Fällen der vorstehend beschriebenen Antennenspulen 3 sollte die Linienbreite der Antennenspule 3 vorzugsweise größer als 7 μm einschließlich sein, der Abstand zwischen Windun gen sollte vorzugsweise kürzer als 5 μm einschließlich sein und die Anzahl von Windungen sollte vorzugsweise größer als 20 Windungen einschließlich sein, um sicherzustellen, dass ausreichend elektrische Leistung zur Antennenspule zugeführt werden kann, während wünschenswerte Charakteristiken für die Kommunikation mit dem Leser/Schreiber in praktischen Anwendungen verwirklicht werden.
Die Verbindung der Eingangs/Ausgangsanschlüsse 1a des IC-Elements 1 und der Antennenspule 3 sind als Durchgangslöcher 5 hergestellt, die in der Oberflächenpassivierungsschicht 2 geöffnet sind. In diesem Fall sollte der Durchmesser oder die Breite des Durchgangslochs 5 vorzugsweise kleiner bemessen sein als die Linienbreite der Antennenspule 3, wie in 2A und 2B zu sehen ist, so dass der Eingangs-/Ausgangsanschluss 1a und die Antennenspule 3 ohne Ausfall selbst in dem Fall, dass die Position, in der die Antennenspule 3 ausgebildet ist, mehr oder weniger von jener der Antennenspule abweicht, miteinander verbunden werden können.
Der Leiter, der die Antennenspule 3 bildet, ist in einer mehrlagigen Struktur implementiert, die eine Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ eine Metallaufdampfungsschicht 6 und eine Metallgalvanisierungsschicht 7 umfasst, wie in 2A und 2B gezeigt. Im Fall des in 2A gezeigten Beispiels, ist die Metallgalvanisierungsschicht 7 nur auf der oberen Oberfläche der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 ausgebildet. Im Fall des in 2B gezeigten Beispiels ist andererseits die Metallgalvanisierungsschicht 7 so ausgebildet, dass sie die ganze Oberfläche der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 bedeckt. Die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ die Metallaufdampfungsschicht 6 und die Metallgalvanisierungsschicht 7 können aus einem gegebenen elektrisch leitenden Metall oder gegebenen elektrisch leitenden Metallen ausgebildet werden. Es ist jedoch bevorzugt, die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ die Metallaufdampfungsschicht 6 aufgrund der relativ niedrigen Kosten und hohen elektrischen Leitfähigkeit aus Aluminium oder Nickel oder Kupfer oder Chrom auszubilden. Ferner kann die Antennenspule in einer einzelnen Schicht oder in einer laminierten Struktur mit einer Kombination von mehreren Schichten ausgebildet werden, wie in 2A und 2B zu sehen ist. Die Metallgalvanisierungsschicht 7 sollte vorzugsweise aus Kupfer ausgebildet werden, indem auf ein nicht elektrolytisches Galvanisierungsverfahren oder ein Elektrogalvanisierungsverfahren oder ein Präzisions-Galvanoformverfahren zurückgegriffen wird.
<IC-Element-Herstellungsverfahren>
Als nächstes wird eine Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen des IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 3 bis 6 durchgeführt, wobei 3 eine Draufsicht auf einen so genannten fertig gestellten Wafer ist, der durch vorbestimmte Behandlungsprozesse vollendet wurde, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F Ansichten zum schrittweisen Darstellen eines ersten Beispiels des IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind, 5A, 5B, 5C, 5D und 5E Ansichten zum schrittweisen Darstellen eines zweiten Beispiels des IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind, und 6 eine Draufsicht auf einen fertig gestellten Wafer ist, auf dem ein erforderliches leitendes Muster, einschließlich der Antennenspule, ausgebildet wurde.
Wie in 3 gezeigt ist, sind eine große Anzahl von Schaltungen 12 für das IC-Element mit gleichem Abstand in einem inneren Abschnitt, ausschließlich des äußersten Umfangsabschnitts, ausgebildet, wobei die Oberflächenpassivierungsschicht 2 über der Oberfläche ausgebildet ist, auf der die Schaltungen für das IC-Element ausgebildet sind (siehe 4 und 5).
Im IC-Element-Herstellungsverfahren gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform, die in 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F gezeigt ist, wird die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 gleichmäßig auf der Oberflächenpassivierungsschicht 2, die auf der Oberfläche mit ausgebildeten Schaltungen des fertig gestellten Wafers 11 abgeschieden ist, unter Verwendung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder alternativ Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet, wie in 4A gezeigt ist. Anschließend wird eine Photoresistschicht 12 gleichmäßig auf der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 ausgebildet und dann wird die ausgebildete Photoresistschicht mit einer Maske 13 eines erforderlichen Musters, einschließlich der Spulen, bedeckt, woraufhin die Photoresistschicht 12 mit Lichtstrahlen 14 mit einer vorbestimmten Wellenlänge außerhalb der Maske 13 belichtet wird, wie in 4B gezeigt ist. Danach wird die der Belichtung unterzogene Photoresistschicht 12 einem Entwicklungsprozess unterzogen, wodurch die belichteten Abschnitte der Photoresistschicht 12 entfernt werden, infolge dessen die Abschnitte der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, die dem vorstehend erwähnten Belichtungsmuster entsprechen, nach außen freigelegt werden, wie in 4C gezeigt ist. Das Belichtungsmuster der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 umfasst einen ringförmigen Elektrodenabschnitt 15, die Antennenspulen 3, die jeweils an den Abschnitten gegenüber den vorstehend erwähnten Schaltungen 12 ausgebildet sind, und Zuleitungsabschnitte 16 zum Verbinden der individuellen Antennenspulen 3 und des Elektrodenabschnitts 15, wie in 6 gezeigt ist. Indem vom vorstehend erwähnten Elektrodenabschnitt 15 als eine Elektrode Gebrauch gemacht wird, wird danach ein Elektrogalvanisierungs- oder Präzisions-Galvanoformprozess an den freiliegenden Abschnitten der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 durchgeführt, um dadurch die Metallgalvanisierungsschichten 7 auf die freiliegenden Abschnitte der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 zu laminieren, wie in 4D gezeigt ist. Anschließend wird die auf der Oberfläche des fertig gestellten Wafers 11 abgeschiedene Photoresistschicht 12 durch einen Lackentfernungs- oder ähnlichen Prozess entfernt, um dadurch den fertig gestellten Wafer 11 zu erhalten, der mit der Metallgalvanisierungsschicht 7, einschließlich des Elektrodenabschnitts 15, der Antennenspulen 3 und der Zuleitungsabschnitte 16, ausgebildet ist, die auf der gleichmäßigen Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 abgeschieden sind, wie in 4E gezeigt. Die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, die durch die Metallgalvanisierungsschicht 7 freiliegt, wird danach selektiv geätzt, um dadurch die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, die nach außen durch die Metallgalvanisierungsschicht 7 freiliegt, zu entfernen, wie in 4F gezeigt ist. Folglich wird der fertig gestellte Wafer 11 erhalten, auf dem sowohl die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 als auch die Metallgalvanisierungsschicht 7 in dem in 6 gezeigten erforderlichen leitenden Muster ausgebildet sind. Schließlich wird der direkt vorstehend erwähnte fertig gestellte Wafer 11 geritzt, um die in 1 gezeigten gewünschten IC-Elemente 1 zu erhalten.
In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform wird im Übrigen das Elektrogalvanisierungsverfahren oder Präzisions-Galvanoformverfahren als Prozess zum Ausbilden der Metaligalvanisierungsschicht 7 übernommen. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass anstelle dieser Verfahren auf ein stromloses Galvanisierungsverfahren zum Ausbilden der vorstehend erwähnten Metallgalvanisierungsschicht 7 zurückgegriffen werden kann. Da in diesem Fall keine Elektrode zum Ausbilden der Metallgalvanisierungsschicht 7 erforderlich ist, ist es unnötig, den Elektrodenabschnitt 15 und die Zuleitungsabschnitte 16 beim Belichten der Photoresistschicht 12 auszubilden.
Das stromlose Galvanisierungsverfahren wird auch als chemisches Galvanisieren bezeichnet und ist für die Abscheidung von Metallionen durch Eintauchen eines Substratmetalls in ein Bad, das eine Metallsalzlösung aus Galvanisierungsmetall enthält, bestimmt. Das stromlose Galvanisierungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Metallgalvanisierungsschicht, die eine hohe Haftung aufweist und eine gleichmäßige und angemessene Dicke aufweist, mit einer relativ einfachen Ausrüstung ausgebildet werden kann. Das vorstehend erwähnte Metallsalz dient als Zuführungsquelle von abzuscheidenden Metallionen. Für die Galvanisierung mit Kupfer wird eine Lösung aus Kupfersulfat, Kupfer(II)-chlorid, Kupfernitrat oder dergleichen als Galvanisierungslösung verwendet. Die Metallionen wie z. B. Kupferionen oder ähnliche Ionen werden nur auf der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, die als Substrat dient, abgeschieden und nicht auf der elektrisch isolierenden Oberflächenpassivierungsschicht 2 (oder Passivierungsschicht) abgeschieden. Das Substrat muss weniger Ionisationstendenz für die Galvanisierungsmetallionen aufweisen und eine katalytische Wirkung für die Abscheidung der Galvanisierungsmetallionen aufweisen. Da die Umstände derart sind, wenn die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, die aus Aluminium besteht, mit Kupfer galvanisiert werden soll, ist es bevorzugt, eine Vorbehandlung zum Ausbilden einer Nickelschicht mit mehreren μm oder weniger in der Dicke auf der Oberfläche der Aluminiumschicht auszuführen, um Nickel gegen Zink auszutauschen, indem sie für mehrere Sekunden in eine Zinknitratlösung eingetaucht wird.
Im Elektrogalvanisierungsverfahren und im Präzisions-Galvanoformverfahren werden andererseits der fertig gestellte Wafer 11 mit der darauf ausgebildeten Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 und eine aus Galvanisierungsmetall bestehende Elektrode in ein Galvanisierungsbad eingetaucht, das Galvanisierungsmetallionen enthält, woraufhin eine Spannung über die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, die auf dem fertig gestellten Wafer 11 ausgebildet ist und die als Katode dient, und die in das Galvanisierungsbad eingetauchte Elektrode, die als Anode dient, angelegt wird, um dadurch die im Galvanisierungsbad enthaltenen Metallionen auf der Oberfläche der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 abzuscheiden. Im Elektrogalvanisierungsverfahren oder im Präzisions-Galvanoformverfahren wird eine Lösung aus Kupfersulfat, Kupfer(II)-chlorid, Kupfernitrat oder dergleichen als Galvanisierungslösung für die Galvanisierung mit Kupfer verwendet.
Das IC-Element-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist so beschaffen, dass das erforderliche leitende Muster, einschließlich der Spulen, zuerst auf dem fertig gestellten Wafer 11 ausgebildet wird, woraufhin der fertig gestellte Wafer 11 geritzt wird, um dadurch das gewünschte IC-Element 1 zu erhalten. Folglich können die IC-Elemente, die jeweils einteilig mit der Spule ausgebildet sind, mit hoher Effizienz bei niedrigeren Herstellungskosten im Vergleich zu dem Fall, in dem die einzelnen Spulen jeweils an den einzelnen IC-Elementen ausgebildet werden, hergestellt werden. Außerdem ist es möglich, die Spulen jeweils in einer gleichmäßigen Dicke für alle auf dem Wafer ausgebildeten IC-Elemente mit hoher Genauigkeit auszubilden, infolge dessen die Streuung oder Varianz der Kommunikationscharakteristiken vermindert werden kann. Wenn die Spule für jedes der einzelnen IC-Elemente unter Verwendung des Katodenzerstäubungsverfahrens oder alternativ des Vakuumaufdampfungsverfahrens und des Galvanisierungsverfahrens ausgebildet wird, werden ferner ungewollte Materialien von elektrischen Leitern auf dem äußeren Umfangsabschnitt des IC-Elements abgeschieden, was ein Problem in Bezug auf die Isolierungsqualität des IC-Elements verursacht. Im Fall, dass das erforderliche leitende Muster, einschließlich der Spule, auf dem fertig gestellten Wafer 11 ausgebildet wird, können ebenso ungewollte leitende Materialien auf dem äußeren Umfangsabschnitt des fertig gestellten Wafers 11 bei der Katodenzerstäubung oder einem ähnlichen Prozess abgeschieden werden. Da jedoch der vorstehend erwähnte äußere Umfangsabschnitt von Natur aus zur Entsorgung als ungewollter Abschnitt bestimmt ist, kann ein nachteiliger Einfluss auf die Isolierungsqualität der einzelnen IC-Elemente vermieden werden. Außerdem wird im IC-Element-Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Beispiel die Metallgalvanisierungsschicht 7 in dem Zustand ausgebildet, in dem die Photoresistschicht 12 abgeschieden wurde, und anschließend werden die Abschnitte der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6, wo die Metallgalvanisierungsschicht 7 nicht laminiert wird, durch Ätzen entfernt. Folglich wird die Metallgalvanisierungsschicht 7 nur auf die obere Oberfläche der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 laminiert, ohne sich in der Breite auszubreiten. Infolge dieser Merkmale kann die Antennenspule 3 mit hoher Genauigkeit oder Präzision ausgebildet werden, was wiederum bedeutet, dass die Antennenspule 3 mit einer erhöhten Anzahl von Windungen innerhalb eines schmalen Raums ausgebildet werden kann.
In dem Fall des IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, wird andererseits eine Photoresistschicht 12 gleichmäßig über der Oberflächenpassivierungsschicht 2, die auf dem fertig gestellten Wafer 11 ausgebildet ist, ausgebildet und dann wird die ausgebildete Photoresistschicht 12 mit einer Maske 13 mit einem erforderlichen Muster, einschließlich Spulen, bedeckt, woraufhin die Photoresistschicht 12 mit Lichtstrahlen 14 mit einer vorbestimmten Wellenlänge außerhalb der Maske 13 belichtet wird, wie in 5A gezeigt ist. Anschließend wird die belichtete Photoresistschicht 12 einem Entwicklungsprozess unterzogen, wodurch die belichteten Abschnitte der Photoresistschicht 12 entfernt werden, so dass die Abschnitte der Oberflächenpassivierungsschicht 2, die dem vorstehend erwähnten Belichtungsmuster entsprechen, nach außen freigelegt werden, wie in 5B gezeigt ist. Das Belichtungsmuster für die Photoresistschicht 12 kann so ausgebildet werden, dass es einen Elektrodenabschnitt 15, Antennenspulen 3 und Zuleitungsabschnitte 16 umfasst, wie in 6 gezeigt ist. Anschließend wird der dem Entwicklungsprozess unterzogene fertig gestellte Wafer 11 an einer Katodenzerstäubungsvorrichtung oder einer Vakuumaufdampfungsvorrichtung angebracht und dann wird die Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 auf den freiliegenden Abschnitten der vorstehend erwähnten Oberflächenpassivierungsschicht 2 ausgebildet, wie in 5C gezeigt ist. Die Photoresistschicht 12, die auf dem fertig gestellten Wafer 11 abgeschieden verbleibt, wird danach durch den Lackentfernungs- oder einen ähnlichen Prozess entfernt, wie in 5D gezeigt ist. Danach wird unter Verwendung des vorstehend erwähnten Elektrodenabschnitts 15 als eine Elektrode die Elektrogalvanisierung an der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 durchgeführt, um dadurch die Metallgalvanisierungsschicht 7 auf die freiliegenden Abschnitte der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht 6 zu laminieren, wie in 5E gezeigt ist. Schließlich wird der vorstehend erwähnte fertig gestellte Wafer 11 geritzt, um dadurch das in 1 gezeigte gewünschte IC-Element 1 zu erhalten.
In den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen wird im Übrigen das Elektrogalvanisierungsverfahren als Mittel zum Ausbilden der Metallgalvanisierungsschicht 7 übernommen. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass anstelle eines solchen Verfahrens ein stromloses Galvanisierungsverfahren übernommen werden kann, um die vorstehend erwähnte Metallgalvanisierungsschicht 7 auszubilden. Da in diesem Fall keine Elektrode zum Ausbilden der Metallgalvanisierungsschicht 7 erforderlich ist, ist es unnötig, den Elektrodenabschnitt 15 und die Zuleitungsabschnitte 16 beim Belichten der Photoresistschicht 12 mit den Lichtstrahlen auszubilden.
Das IC-Element-Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Beispiel kann die ähnlichen vorteilhaften Effekte wie jene des IC-Element-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform sicherstellen und ermöglicht außerdem, dass die Anzahl der Schritte zum Ausbilden des Leitermusters auf dem fertig gestellten Wafer 11 verringert wird, wodurch das einteilig mit der Antennenspule ausgebildete IC-Element mit höherer Effizienz hergestellt werden kann.
<Informationsträger>
Im Folgenden wird eine Beschreibung von Informationsträgern gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 bis 17 durchgeführt. 7 ist eine Draufsicht auf einen Informationsträger gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform, wobei ein Abschnitt weggebrochen ist, 8 ist eine abgewickelte perspektivische Ansicht, die den Informationsträger gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt, 9 ist eine Schnittansicht des Informationsträgers gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, 10 ist eine Ansicht, die den Informationsträger gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in dem verwendeten Zustand zeigt, 11 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform, 12 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform, 13 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform, 14 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform, 15 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform, 16 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer siebten beispielhaften Ausführungsform und 17 ist eine Schnittansicht eines Informationsträgers gemäß einer achten beispielhaften Ausführungsform.
Ein Informationsträger 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform besteht aus einem münzenartigen Substrat 21, das kreisförmig in der Planaren Form ausgebildet ist, und einem IC-Element 1, das am Substrat 21 an einem mittleren Abschnitt angebracht ist, wie in der Ebene und in der Dicke des Substrats betrachtet, wie in 7 bis 9 gezeigt ist. Als IC-Element 1 wird das IC-Element, das einteilig mit der Antennenspule ausgebildet ist, wie in 1 und 2 gezeigt, verwendet.
Das Substrat 21 besteht aus einem oberen Element 22, einem Zwischenelement 23 und einem unteren Element 24, die durch eingefügte Klebeschichten 25 jeweils einteilig aneinander geklebt sind, wie in 8 und 9 gezeigt ist. Jedes der individuellen Elemente 22, 23 und 24, die das Substrat 21 bilden, kann aus einem Papierblatt oder einer Kunststoffplatte ausgebildet sein. Es ist jedoch vor allem bevorzugt, diese Elemente in Anbetracht ihrer Anfälligkeit für die spontane Zersetzung, nachdem sie geritzt wurden, von weniger Erzeugung von schädlichen Gasen beim Verbrennen und der Kostengünstigkeit jeweils aus Papierblättern auszubilden. Es ist natürlich möglich, eines oder zwei der Elemente 22, 23 und 24 aus einem Papierblatt auszubilden, wobei das andere der zwei Elemente aus einer Kunststoffplatte ausgebildet wird.
Im Zwischenelement 23 ist an einem mittleren Abschnitt desselben ein Durchgangsloch 27 ausgebildet, in das das IC-Element 1 eingefügt werden kann. Durch Zusammenkleben der Elemente 22, 23 und 24 wird folglich eine Kammer, in der das IC-Element 1 aufgenommen werden kann, ausgebildet. Im Übrigen sollte das IC-Element 1 im Hinblick auf den Schutz des IC-Elements vor Erschütterung bei der Handhabung des Informationsträgers vorzugsweise fest an das untere Element 24 geklebt werden. In diesem Fall ist es vom Standpunkt der Herstellungskosten bevorzugt, die Klebschicht 25 gleichmäßig über einer Oberfläche des unteren Elements 24 auszubilden, so dass das Kleben des Zwischenelements 23 und des unteren Elements 24 einerseits und das Kleben des unteren Elements 24 und des IC-Elements 1 andererseits verwirklicht werden können, indem von der Klebeschicht 25 Gebrauch gemacht wird. Ferner kann die Planare Form des Durchgangslochs 27 willkürlich ausgewählt werden. Es ist jedoch vom Herstellungsgesichtspunkt bevorzugt, das Durchgangsloch 27 in einer Kreisform auszubilden, wie in 7 und 8 gezeigt, da in diesem Fall keine Notwendigkeit für eine genaue Ausrichtung der Orientierung des IC-Elements 1 in der Drehrichtung auf eine Aussparung entsteht, die durch Zusammenkleben des Zwischenelements 23 und des unteren Elements 24 gebildet wird, wenn das IC-Element in dieser Aussparung angeordnet ist.
Durch eine solche Anordnung, dass das IC-Element 1 in einem mittleren Abschnitt des Substrats 21, das in der Planaren Richtung, d. h. senkrecht zur Ebene des Substrats, betrachtet in einer Kreisform ausgebildet ist, im Fall des Informationsträgers 20a gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform angeordnet wird, kann der Informationsträger 20 innerhalb eines Schlitzes 101 angeordnet werden, der im Wesentlichen halbkreisförmig in einem Le ser/Schreiber 100 ausgebildet ist, der mit einer Antennenspule 102 für die kontaktlose Kommunikation ausgestattet ist, und in einer Mitte eines bogenförmigen Abschnitts des Schlitzes 101 angeordnet ist. In diesem Fall kann die Antennenspule 3, die einteilig mit dem IC-Element 1 ausgebildet ist, automatisch auf die Antennenspule 102 des Lesers/Schreibers 100 zentriert oder ausgerichtet werden, wie in 10 zu sehen ist, wodurch die elektromagnetische Kopplung zwischen beiden Spulen 3 und 102 gesteigert werden kann, infolge dessen die Lieferung von elektrischer Leistung zum Informationsträger 20 vom Leser/Schreiber 100 sowie die Signalsendung/der Signalempfang zwischen dem Leser/Schreiber 100 und dem Informationsträger 20 mit hoher Zuverlässigkeit ausgeführt werden können. Da der Informationsträger 20a in der planaren Richtung, d. h. senkrecht zur Ebene des Informationsträgers, betrachtet in einer Kreisform geformt ist, weist der Informationsträger ferner keine Richtungsabhängigkeit relativ zum Schlitz 101 auf, der im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet ist, wodurch eine ausgezeichnete Handhabbarkeit des Informationsträgers sichergestellt werden kann. Da das IC-Element 1 vollständig in das Substrat 21 eingebettet ist, können außerdem nicht nur eine hohe Schutzwirksamkeit und ausgezeichnete Haltbarkeit, sondern auch ein gutes ästhetisches Aussehen infolge der Unsichtbarkeit des IC-Elements 1 für den Informationsträger sichergestellt werden.
Mit Bezug auf 11 umfasst ein Informationsträger 20b gemäß der zweiten Ausführungsform ein Substrat 21, das durch ein oberes Element 22, ein Zwischenelement 23 und ein unteres Element 24 gebildet ist und sich durch die Anordnung einer Verstärkungsspule 28 in einer konzentrischen kreisförmigen Anordnung um das IC-Element 1 auszeichnet. In dieser Fig. bezeichnet das Bezugszeichen 29 eine Aussparung, um darin die Verstärkungsspule 28 aufzunehmen, wobei die Aussparung in einer ringartigen Form um ein Durchgangsloch 27 des Zwischenelements 23 ausgebildet ist. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform zu jener des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform identisch. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informationsträger 20b gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf. Außerdem kann durch die konzentrische kreisförmige Anordnung der Verstärkungsspule 28 um das IC-Element 1 die elektromagnetische Kopplung zwischen der Antennenspule 3, die einteilig mit dem IC-Element 1 ausgebildet ist, und der Antennenspule 102 des Lesers/Schreibers 100 infolge der Einfügung der Verstärkungsspule 28 gesteigert werden, wodurch eine Stabilisierung der elektrischen Leistung sowie eine Stabilisierung der Signalsendung/des Signalempfangs weiter verbessert werden können, wobei die Kommunikationsreichweite auch vergrößert wird.
Mit Bezug auf 12 umfasst ein Informationsträger 20c gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform ein Substrat 21, das aus zwei Elementen, d. h. einem oberen Element 22 und einem unteren Element 24 gebildet ist und sich durch eine Aussparung 30, die im unteren Element 24 ausgebildet ist, um darin das IC-Element 1 aufzunehmen, auszeichnet. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers 20c gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zu jener des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform identisch. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informati onsträger 20c gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf. Da die Anzahl der Teile, die den Informationsträger bilden, klein ist, kann außerdem eine kostengünstigere Implementierung des Informationsträgers verwirklicht werden.
Mit Bezug auf 13 umfasst der Informationsträger 20d gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ein Substrat 21, das aus zwei Elementen, d. h. einem oberen Element 22 und einem unteren Element 24, gebildet ist und sich durch eine erste Aussparung 30, die im unteren Element 24 ausgebildet ist, um darin das IC-Element 1 aufzunehmen, und eine zweite Aussparung 29, die ausgebildet ist, um darin eine Verstärkungsspule 28 aufzunehmen, auszeichnet. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers 20d gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform identisch zu jener des Informationsträgers 20c gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informationsträger 20c gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20b gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform auf. Da die Anzahl der Teile, die den Informationsträger bilden, klein ist, kann außerdem eine kostengünstigere Implementierung des Informationsträgers verwirklicht werden.
Mit Bezug auf 14 umfasst der Informationsträger 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform ein Substrat 21, das aus zwei Elementen, d. h. einem oberen Element 22, in dem ein Durchgangsloch 27 ausgebildet ist, um darin das IC-Element aufzunehmen, und einem unteren Element 24, in dem kein Durchgangsloch 27 ausgebildet ist, gebildet ist und sich dadurch auszeichnet, dass das IC-Element 1 innerhalb einer Aussparung aufgenommen ist, die durch Zusammenkleben des oberen Elements 22 und des unteren Elements 24 gebildet ist, wobei das Innere der Aussparung durch Einfüllen eines Gießharzes 31 abgedichtet wird. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform identisch zu jener des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informationsträger 20e gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf, außer dass das IC-Element 1 nicht mit dem Substrat bedeckt ist.
Mit Bezug auf 15 zeichnet sich der Informationsträger 20f gemäß der sechsten beispielhaften Ausführungsform durch ein Substrat 21 aus, das aus zwei Elementen, d. h. einem oberen Element 22, in dem ein Durchgangsloch 27 ausgebildet ist, um darin das IC-Element aufzunehmen, und eine Aussparung 29 zum Aufnehmen einer Verstärkungsspule konzentrisch um ein Durchgangsloch 27 ausgebildet ist, und ein unteres Element 24, das weder das Durchgangsloch 27 noch die Aussparung 29 aufweist, gebildet ist, wobei die Verstärkungsspule 28 innerhalb der Aussparung 29 angeordnet ist, wobei die Aussparung 29 mit einem Gießharz 31 abgedichtet ist, während das IC-Element 1 innerhalb einer Aussparung aufgenommen ist, die durch Zusammenkleben des oberen Elements 22 und des unteren Elements 24 gebildet wird, wobei diese Aussparung auch mit dem Gießharz 31 abgedichtet ist. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers 20f gemäß der sechsten beispiel haften Ausführungsform zu jener des Informationsträgers 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform identisch. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informationsträger 20f gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf, außer dass das IC-Element 1 nicht mit dem Substrat bedeckt ist.
Mit Bezug auf 16 zeichnet sich der Informationsträger 20g gemäß der siebten beispielhaften Ausführungsform durch ein Substrat 21 aus, das durch ein einzelnes Element mit einer Oberfläche, die mit einer Aussparung 30 zum Aufnehmen des IC-Elements 1 ausgebildet ist, gebildet ist, wobei die Aussparung mit einem Gießharz 31 abgedichtet wird, nachdem das IC-Element 1 darin angeordnet wurde. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers 20g gemäß der siebten beispielhaften Ausführungsform zu jener des Informationsträgers 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform identisch. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informationsträger 20g gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform auf. Da die Anzahl der Teile, die den Informationsträger bilden, klein ist, kann außerdem eine kostengünstigere Implementierung des Informationsträgers verwirklicht werden.
Mit Bezug auf 17 zeichnet sich der Informationsträger 20h gemäß der achten beispielhaften Ausführungsform durch ein Substrat 21 aus, das aus einem einzelnen Element gebildet ist, das eine Oberfläche aufweist, die mit einer ersten Aussparung 30, um darin das IC-Element 1 aufzunehmen, und einer zweiten Aussparung 29, um darin eine Verstärkungsspule 28 aufzunehmen, ausgebildet ist, wobei das IC-Element 1 innerhalb der vorstehend erwähnten ersten Aussparung 30 angeordnet ist, wobei diese Aussparung mit einem Gießharz 31 abgedichtet ist, während die Verstärkungsspule 28 innerhalb der vorstehend erwähnten zweiten Aussparung 29 aufgenommen ist, wobei diese Aussparung auch mit dem Gießharz 31 abgedichtet ist. In den anderen Hinsichten ist die Struktur des Informationsträgers 20h gemäß der achten beispielhaften Ausführungsform zu jener des Informationsträgers 20g gemäß der siebten beispielhaften Ausführungsform identisch. Folglich wird auf eine wiederholte Beschreibung davon verzichtet. Der Informationsträger 20h gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträgers 20f gemäß der sechsten beispielhaften Ausführungsform auf. Da die Anzahl der Teile, die den Informationsträger bilden, klein ist, kann außerdem eine kostengünstigere Implementierung des Informationsträgers verwirklicht werden.
An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass in den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen das Substrat 21 in der planaren Richtung, d. h. senkrecht zur Ebene des Substrats, betrachtet kreisförmig ausgebildet ist. Es sollte jedoch erkannt werden, dass das Substrat in anderen geeigneten Formen wie z. B. Quadrat, Rechteck, Dreieck oder Polygon usw. ausgebildet werden kann.
Im Fall der Informationsträger gemäß der zweiten, vierten, sechsten und achten beispielhaften Ausführungsform ist ferner die diskrete Verstärkungsspule 28 im Durchgangsloch und in der im Substrat 21 ausgebildeten Aussparung angeordnet. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die Verstärkungsspule 28 direkt an dem Ele ment, das das Substrat 21 bildet, durch Drucken, Galvanisieren, Katodenzerstäubung oder einen ähnlichen Prozess ausgebildet werden kann.
Durch Implementieren der Verstärkungsspule 28 mit einer ersten Spule zum Durchführen einer kontaktlosen Kommunikation mit dem IC-Element und einer zweiten Spule mit größerer Kapazität als jener der ersten Spule zum Durchführen einer Kommunikation mit einem externen Leser/Schreiber und Schalten der ersten und zweiten Spule in Reihe miteinander kann ferner die Kommunikationsreichweite oder -abdeckung erweitert werden.
<Verfahren zur Herstellung des Informationsträgers>
Als nächstes werden beispielhafte Ausführungsformen des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 18 bis 22 beschrieben. 18 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht, die ein erstes Beispiel eines Streifenmaterials zeigt, das bei der Herstellung eines Informationsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 19 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht, die ein zweites Beispiel des Streifenmaterials zeigt, 20 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht, die ein drittes Beispiel des Streifenmaterials zeigt, 21 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht, die ein viertes Beispiel des Streifenmaterials zeigt, und 22 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht, die ein fünftes Beispiel des Streifenmaterials zeigt.
In dem Informationsträger-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden erforderliche zu montierende Teile, ein schließlich des IC-Elements 1, fest an einem Rohmaterial (Streifenmaterial) zum Implementieren eines einheitlichen Substrats, das in einer streifenartigen Form ausgebildet ist, angeordnet, woraufhin je nachdem ein anderes Streifenmaterial oder andere Streifenmaterialien an eine oder beide Oberflächen des Streifenmaterials geklebt wird/werden oder alternativ Gießen für die zu montierenden Teile ausgeführt wird, und anschließend die betreffenden Informationsträger durch Abstanzen aus dem einzelnen oder einheitlichen geklebten Streifen gestanzt werden. Zur Ausführung des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann selektiv ein Streifenmaterial 41, in dem Durchgangslöcher 27 zum Aufnehmen der IC-Elemente 1 jeweils mit einem konstanten Zwischenraum ausgebildet sind, wie in 18 gezeigt, ein Streifenmaterial 42, in dem jeweils Durchgangslöcher 27 mit einem konstanten Zwischenraum zum Aufnehmen der IC-Elemente 1 ausgebildet sind und in dem ringförmige Aussparungen 29, die jeweils zum Aufnehmen von Verstärkungsspulen 28 bestimmt sind, konzentrisch um die Durchgangslöcher 27 ausgebildet sind, wobei Klebeschichten 32 auf die unteren Oberflächen der ringförmigen Aussparungen 29 jeweils aufgebracht werden, wie in 19 gezeigt, ein Streifenmaterial 43, in dem Aussparungen 30 mit einem konstanten Zwischenraum ausgebildet sind, um jeweils darin die IC-Elemente 1 aufzunehmen, wobei eine Klebeschicht 32 auf eine untere Oberfläche von jeder der Aussparungen 30 aufgebracht wird, wie in 20 gezeigt, ein Streifenmaterial 44, in dem erste Aussparungen 30 mit einem konstanten Zwischenraum ausgebildet sind, um jeweils darin die IC-Elemente 1 aufzunehmen, und in dem zweite Aussparungen 29 jeweils mit einer ringartigen Form konzentrisch jeweils um die ersten Aussparungen 30 ausgebildet sind, wobei Klebeschichten 32 auf die unteren Oberflächen der Aussparungen 29 bzw. 30 aufgebracht werden, wie in 21 gezeigt, oder ein Streifenmaterial 45, an dem weder Durchgangslöcher noch Aussparungen ausgebildet sind, sondern eine Klebeschicht 25 gleichmäßig über eine Oberfläche des Streifenmaterials aufgebracht wird, wie in 22 gezeigt, verwendet werden.
Ein erstes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20a gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer Platte von Streifenmaterial 41, das in 18 gezeigt ist, und zwei Platten von Streifenmaterialien 45, die in 22 gezeigt sind, bestimmt. Zuerst wird eines der Streifenmaterialien 45 an eine Oberfläche des Streifenmaterials 41 geklebt, wobei die Klebeschicht 25 dazwischen eingefügt wird, um dadurch einen einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 41 und 45 mit Räumen besteht, innerhalb derer die IC-Elemente 1 jeweils aufgenommen werden können. Anschließend werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der vorstehend erwähnten Räume angeordnet werden, woraufhin die IC-Elemente 1 unter Verwendung der Klebeschichten 25 jeweils an das Streifenmaterial 45 geklebt werden. Danach wird das andere Streifenmaterial 45 an die andere Oberfläche des Streifenmaterials 41 geklebt, wobei die Klebeschicht 25 dazwischen eingefügt wird, um dadurch einen einheitlichen geklebten Streifen zu verwirklichen, der aus den Streifenmaterialien 41 und 45 besteht und in dem die IC-Elemente 1 jeweils innerhalb der Innenräume aufgenommen sind. Schließlich wird der einheitliche geklebte Streifen in Segmente jeweils mit einer vorbestimmten Form geschnitten, um die Informationsträger 20a gemäß der ersten Ausführungsform zu erhalten. Mit dem Informationsträger-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird eine große Anzahl der IC- Elemente 1 innerhalb der Streifenmaterialien 41 und 45 ummantelt und dann werden die betreffenden Informationsträger durch Stanzen aus den geklebten Streifenmaterialien 41 und 45 ausgebildet. Folglich können die identischen Informationsträger mit hoher Effizienz hergestellt werden und daher können die Herstellungskosten des Informationsträgers verringert werden.
Ein zweites Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20b gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer Platte des Streifenmaterials 42, das in 19 gezeigt ist, und von zwei Platten von Streifenmaterialien 45, die in 22 gezeigt sind, bestimmt. Zuerst werden die Verstärkungsspulen 28 innerhalb ringartiger Aussparungen 29 angeordnet, die im Streifenmaterial 42 ausgebildet sind, und dann wird die Verstärkungsspule 28 an die unteren Oberflächen der Aussparungen 29 jeweils unter Verwendung von Klebeschichten 32 geklebt. Anschließend wird das Streifenmaterial 45 an eine der Oberflächen des Streifenmaterials 42 unter Verwendung der Klebeschicht 25, die dazwischen eingefügt wird, geklebt, um dadurch einen einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 42 und 45 besteht, die zusammengeklebt sind und Räume aufweisen, in denen die IC-Elemente 1 jeweils aufgenommen werden können. Danach werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie innerhalb der vorstehend erwähnten Räume angeordnet werden, und an das Streifenmaterial 45 mit der Klebeschicht 25 geklebt. Danach wird die andere Platte von Streifenmaterial 45 an die andere Oberfläche des Streifenmaterials 41 geklebt, wobei die Klebeschicht 25 dazwischen eingefügt wird, um dadurch den geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 42 und 45 besteht und in dem die IC- Elemente 1 jeweils innerhalb der Innenräume aufgenommen sind. Als nächstes wird der Raum, in dem das IC-Element 1 aufgenommen wurde, mit einem Gießharz 31 gefüllt, um den einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 41 und 45 besteht und in dem die IC-Elemente 1 fest eingebettet sind. Schließlich wird der einheitliche geklebte Streifen in Segmente mit jeweils einer vorbestimmten Form geschnitten, um die Informationsträger 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegenden Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Ein drittes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20c gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer einzelnen Platte des Streifenmaterials 43, das in 20 gezeigt ist, und einer einzelnen Platte des Streifenmaterials 45, das in 22 gezeigt ist, bestimmt. Zuerst werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der Aussparungen 30 angeordnet werden, die im Streifenmaterial 43 ausgebildet sind, und dann werden die IC-Elemente unter Verwendung der Klebeschichten 32 jeweils an die unteren Oberflächen der Aussparungen 30 geklebt. Anschließend wird das Streifenmaterial 45 an die Oberfläche des mit den Aussparungen ausgebildeten Streifenmaterials 43 unter Verwendung der dazwischen eingefügten Klebeschicht 25 geklebt, um dadurch einen einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 43 und 45 besteht, die zusammengeklebt sind und in die die IC-Elemente 1 eingebettet sind. Schließlich wird der einheitliche geklebte Streifen in Segmente jeweils mit einer vorbestimmten Form geschnitten, um dadurch die Informa tionsträger 20c gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegende Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Ein viertes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20d gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer einzelnen Platte des Streifenmaterials 44, das in 21 gezeigt ist, und einer einzelnen Platte des Streifenmaterials 45, das in 22 gezeigt ist, bestimmt. Zuerst werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der ersten Aussparungen 30 angeordnet werden, die im Streifenmaterial 44 ausgebildet sind, und dann werden die IC-Elemente an die unteren Oberflächen der vorstehend erwähnten Aussparungen 30 jeweils unter Verwendung der Klebeschichten 32 geklebt, während die Verstärkungsspulen 28 jeweils innerhalb der zweiten ringartigen Aussparungen 29 aufgenommen werden, die im Streifenmaterial 44 ausgebildet sind, und jeweils an die unteren Oberflächen der vorstehend erwähnten Aussparungen 29 unter Verwendung der Klebeschichten 32, die dazwischen eingefügt werden, geklebt werden. Anschließend wird das Streifenmaterial 45 an die Oberfläche des Streifenmaterials 44 mit den Aussparungen unter Verwendung der dazwischen eingefügten Klebeschicht 25 geklebt, um dadurch einen einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den zusammengeklebten Streifenmaterialien 44 und 45 mit Innenräumen, in denen jeweils die IC-Elemente 1 aufgenommen wurden, besteht. Schließlich wird der einheitliche geklebte Streifen in Segmente jeweils mit einer vorbestimmten Form geschnitten, um die Informationsträger 20c gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegende Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Ein fünftes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung eines einzelnen Streifenmaterials 41, das in 18 gezeigt ist, und einer einzelnen Platte von Streifenmaterial 45, das in 22 gezeigt ist, bestimmt. Zuerst wird das Streifenmaterial 45 an eine Oberfläche des Streifenmaterials 41 geklebt, wobei die Klebeschicht 25 dazwischen eingefügt wird, um dadurch einen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 41 und 45 besteht und die Räume aufweist, in denen die IC-Elemente 1 jeweils aufgenommen werden können. Anschließend werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der vorstehend erwähnten Räume angeordnet werden, woraufhin die IC-Elemente an das Streifenmaterial 45 unter Verwendung der dazwischen eingefügten Klebeschicht 25 geklebt werden. Danach werden die Räume, in denen die vorstehend erwähnten IC-Elemente 1 jeweils aufgenommen sind, jeweils mit dem Gießharz 31 gefüllt, um dadurch den einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 41 und 45 besteht und in den die IC-Elemente 1 eingebettet sind. Schließlich wird der einheitliche geklebte Streifen in Segmente jeweils mit einer vorbestimmten Form geschnitten, um die Informationsträger 20e gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegende Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist gleichermaßen ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Ein sechstes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20f gemäß der sechsten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer Platte des in 19 gezeigten Streifenmaterials 42 und einer einzelnen Platte des in 22 gezeigten Streifenmaterials 45 bestimmt. Zuerst werden die Verstärkungsspulen 28 jeweils innerhalb der ringartigen Aussparungen 29 angeordnet, die im Streifenmaterial 42 ausgebildet sind, und dann werden die Verstärkungsspulen 28 unter Verwendung der Klebeschichten 32 jeweils an die unteren Oberflächen der Aussparungen 29 geklebt. Anschließend wird das Streifenmaterial 45 an eine der Oberflächen des Streifenmaterials 42 unter Verwendung der dazwischen eingefügten Klebeschicht 25 geklebt, um dadurch einen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den zusammengeklebten Streifenmaterialien 42 und 45 besteht und die Räume aufweist, in denen die IC-Elemente 1 jeweils aufgenommen werden können. Danach werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der vorstehend erwähnten Räume angeordnet werden, und an das Streifenmaterial 45 mit der dazwischen eingefügten Klebeschicht 25 geklebt. Danach werden die Aussparungen 29, in denen die vorstehend erwähnten Verstärkungsspulen 28 aufgenommen sind, und die Räume, in denen die vorstehend erwähnten IC-Elemente 1 aufgenommen sind, jeweils mit dem Gießharz 31 gefüllt, um dadurch den einheitlichen geklebten Streifen zu erhalten, der aus den Streifenmaterialien 42 und 45 besteht und in den die IC-Elemente 1 und die Verstärkungsspulen 28 eingebettet sind. Schließlich wird der einheitliche geklebte Streifen in Segmente jeweils mit einer vorbestimmten Form geschnitten, um die Informationsträger 20f gemäß der sechsten beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegende Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist gleichermaßen ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Ein siebtes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20g gemäß der siebten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer einzelnen Platte des in 20 gezeigten Streifenmaterials 43 bestimmt. Zuerst werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der Aussparungen 30 aufgenommen werden, die im Streifenmaterial 43 ausgebildet sind, und dann werden die IC-Elemente jeweils an die unteren Oberflächen der Aussparungen 30 jeweils unter Verwendung der Klebeschichten 32 geklebt. Danach werden die Aussparungen 30, in denen die vorstehend erwähnten IC-Elemente 1 aufgenommen sind, jeweils mit dem Gießharz 31 gefüllt, um dadurch das Streifenmaterial 43 mit den darin eingebetteten IC-Elementen 1 zu erhalten. Schließlich wird dieses Streifenmaterial 43 in Segmente jeweils mit vorbestimmter Form geschnitten, um die Informationsträger 20g gemäß der siebten beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegende Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist gleichermaßen ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Ein achtes Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist für die Herstellung des Informationsträgers 20h gemäß der achten beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung einer einzelnen Platte des in 21 gezeig ten Streifenmaterials 44 bestimmt. Zuerst werden die IC-Elemente 1 so positioniert, dass sie jeweils innerhalb der ersten Aussparungen 30 aufgenommen werden, die in dem Streifenmaterial 43 ausgebildet sind, und dann werden die IC-Elemente jeweils unter Verwendung der Klebeschichten 32 jeweils an die unteren Oberflächen der Aussparungen 30 geklebt, während die Verstärkungsspulen 28 jeweils innerhalb der zweiten ringartigen Aussparungen 29 aufgenommen werden, die im Streifenmaterial 44 ausgebildet sind, und dann werden die Verstärkungsspulen jeweils an die unteren Oberflächen der Aussparungen 29 unter Verwendung der Klebeschichten 32 geklebt. Danach werden die ersten Aussparungen 30, in denen die vorstehend erwähnten IC-Elemente 1 aufgenommen sind, und die zweiten Aussparungen 29, in denen die vorstehend erwähnten Verstärkungsspulen 28 aufgenommen sind, jeweils mit dem Gießharz 31 gefüllt, um dadurch das Streifenmaterial 43 mit den darin eingebetteten IC-Elementen 1 und Verstärkungsspulen 28 zu erhalten. Schließlich wird dieser Streifen in Segmente jeweils mit einer vorbestimmten Form geschnitten, um die Informationsträger 20h gemäß der achten beispielhaften Ausführungsform zu erhalten. Das vorliegende Beispiel des Informationsträger-Herstellungsverfahrens weist gleichermaßen ähnliche vorteilhafte Effekte wie jene des Informationsträger-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Im Übrigen ist in der vorstehend beschriebenen zweiten, vierten, sechsten und achten beispielhaften Ausführungsform die Verstärkungsspule 28 separat oder unabhängig vom Substrat 21 ausgebildet, die Verstärkungsspule 28 kann durch Drucken auf irgendeines der Streifenmaterialien, die das Substrat 21 bilden, ausgebildet werden.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird im IC-Element gemäß der vorliegenden Erfindung der elektrische Leiter der einteilig mit dem IC-Element ausgebildeten Spule in einer mehrlagigen Struktur mit der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht und der Metallgalvanisierungsschicht implementiert. Im Vergleich zum IC-Element, in dem der elektrische Leiter nur aus der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder alternativ Metallaufdampfungsschicht ausgebildet wird, kann folglich der Verlust der elektromagnetischen Energie verringert werden, was zur Stabilisierung des Empfangs elektrischer Leistung vom Leser/Schreiber, Stabilisierung der Kommunikation mit dem Leser/Schreiber und Erweiterung der Kommunikationsreichweite relativ zum Leser/Schreiber beitragen kann.
Im IC-Element-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann jeweils eine große Anzahl von Spulen entsprechend den individuellen IC-Elementen gleichzeitig im fertig gestellten Wafer ausgebildet werden, anstatt die Spule in jedem der IC-Elemente auszubilden. Folglich kann das intern mit der Spule ausgebildete IC-Element mit hoher Effizienz hergestellt werden, infolge dessen diese Art von IC-Element mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
Im Informationsträger gemäß der vorliegenden Erfindung ist das einteilig mit der Spule ausgebildete IC-Element in der ebenen Richtung, d. h. senkrecht zur Ebene des Substrats, betrachtet in einem Mittelabschnitt des Substrats angeordnet. Folglich können die Mitte der einteilig mit dem IC-Element ausgebildeten Spule und jene der Antennenspule des Lesers/Schreibers leicht aufeinander ausgerichtet werden, was bedeutet, dass der Koeffizient der elektromagneti schen Kopplung zwischen den beiden Spulen erhöht wird, wodurch die elektrische Leistungsversorgung für den Informationsträger vom Leser/Schreiber sowie die Signalsendung/der Signalempfang zwischen dem Leser/Schreiber und dem Informationsträger stabilisiert werden kann.
Im Informationsträger-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird der einheitliche Streifen, in dem die erforderlichen zu montierenden Teile, einschließlich der IC-Elemente, auf dem Streifenmaterial montiert werden, hergestellt, woraufhin die betreffenden Informationsträger durch Stanzen des einheitlichen Streifens ausgebildet werden. Folglich können die identischen Informationsträger mit hoher Effizienz hergestellt werden, wodurch die an der Herstellung der Informationsträger mit jeweils dem IC-Element beteiligten Kosten verringert werden können.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines IC-Elements (1), in dem eine Antennenspule (3) für eine drahtlose Kommunikation gleichmäßig ausgebildet ist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: Bilden eines leitenden Musters, das wenigstens mehrere Antennenspulen (3) für eine drahtlose Kommunikation enthält, auf einer Oberflächenschutzschicht (2) eines Wafers (11), die durch einen vorgegebenen Prozess gebildet worden ist, wobei das leitende Muster zumindest durch die folgenden Schritte gebildet wird: Bilden einer Metallkatodenzerstäubungsschicht oder einer Metallaufdampfungsschicht (6) und Bilden einer Metallgalvanisierungsschicht (7) auf der Metallkatodenzerstäubungsschicht oder der Metallaufdampfungsschicht (6); und Ritzen des Wafers, um ein IC-Element (1) zu erhalten, in dem eine einzige Antennenspule (3) gebildet ist.
Verfahren zum Bilden eines IC-Elements in einem IC-Element nach Anspruch 1, wobei die Metallgalvanisierungsschicht (7) durch ein nicht elektrolytisches Galvanisieren, ein elektrolytisches Galvanisieren oder eine Präzisions-Galvanoformung gebildet wird.