JP2001143036A - 非接触データキャリアとそれに使用するｉｃチップおよび非接触データキャリアへのｉｃチップ装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナコイル面の変質や傷発生を防止して
保護シートの接着強度が高い非接触データキャリアとそ
れに使用するＩＣチップおよびそのＩＣチップ装着方法
を提供する。 【解決手段】 本発明の非接触データキャリアは、樹脂
基材と、樹脂基材の一方の面に設けられた金属製アンテ
ナコイル１３と、アンテナコイルに接続されたＩＣチッ
プ２０とを有する非接触データキャリアにおいて、アン
テナ層表面にはエッチング工程で使用した絶縁性のレジ
スト材料が保護膜１４として残存していることを特徴と
する。本発明のＩＣチップは、バンプ２０１，２０２に
押圧によりアンテナ層内に食い込むスパイク部分が形成
されていることを特徴とし、本発明のＩＣチップ装着方
法は、このようなＩＣチップを保護膜１４を貫通してア
ンテナ層に食い込ませることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナコイルと
ＩＣチップ（半導体装置）とを有する非接触データキャ
リアに係り、特にアンテナ層表面にフォトエッチング工
程で使用したレジスト材料が保護膜として残存している
ことを特徴とする非接触データキャリアに関する。

【０００２】

【従来技術】従来よりアンテナコイルとＩＣチップとを
有する非接触データキャリアが物流システム等において
用いられている。このような非接触データキャリアは、
例えば製品の包装箱あるいは製品自体に貼付されて使用
される。非接触データキャリアは、一般に樹脂基材と、
樹脂基材上に設けられた金属製アンテナコイルと、アン
テナコイルに接続されたＩＣチップとを備えている。非
接触式データキャリアに対して読取機側から電磁波が発
せられると、アンテナコイルに誘導電圧が発生し、ＩＣ
チップを作動させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】非接触データキャリア
は、上述のように樹脂基材上に設けられた金属製アンテ
ナコイルと、このアンテナコイルに接続されたＩＣチッ
プとを備えている。またアンテナコイル上には、アンテ
ナコイルとＩＣチップを保護するための保護シートが設
けられるが、保護シートをラミネートする前におけるア
ンテナの傷、酸化等の変質、汚れ等により十分な接着ラ
ミ強度が得られない場合がある。さらに、ＩＣチップを
アンテナコイルに加熱圧着する際に樹脂基材がたるんだ
り収縮したりして導通不良となったり、キャリアを精度
良く作製することができなくなる場合がある。そこで、
本発明ではエッチング工程でのレジスト材料をアンテナ
層上に保護膜として残存させることによりこれらの問題
を解決しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨の第１は、樹脂基材と、樹脂基材の一方
の面に設けられた金属製アンテナコイルと、アンテナコ
イルに接続されたＩＣチップとを有する非接触データキ
ャリアにおいて、アンテナ層表面にはエッチング工程で
使用した絶縁性のレジスト材料が保護膜として残存して
いることを特徴とする非接触データキャリア、にある。
かかる非接触データキャアであるため動作不良のないデ
ータキャリアとすることができる。

【０００５】上記において、保護膜上に塗布された接着
剤層を介してＩＣチップをフェイスダウン方式で装着
し、ＩＣチップのバンプが、保護膜と保護膜上に塗布さ
れた接着剤層を貫通してアンテナ層に食い込むことによ
り、アンテナコイルに電気的に接続するようにすれば、
絶縁性および接続強度を高くすることができる。また、
ＩＣチップの両端のバンプが、アンテナコイルをまたぐ
ようにしてアンテナコイルに装着すれば、回路にスルー
ホールを設ける必要がない。

【０００６】さらに、レジスト材料が感光性レジスト材
料であれば、フォトプロセスで製造でき、保護膜状態の
レジスト材料がアンテナ層及び接着剤の双方に対して良
好な接着性を有すれば、層間剥離がなく耐久性の高いデ
ータキャリアとすることができる。

【０００７】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第２は、非接触データキャリアに使用するＩＣチップで
あって、アンテナコイルと導通するバンプには、押圧に
よりアンテナ層内に食い込むスパイク部が形成されてい
ることを特徴とする非接触データキャリア用ＩＣチッ
プ、にある。かかるＩＣチップであるためアンテナコイ
ルとの確実な導通を得ることができる。

【０００８】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第３は、絶縁性の保護膜を有するアンテナコイルの保護
膜上に接着剤を塗布する工程と、尖ったスパイク部を有
するＩＣチップバンプを位置合わせしてアンテナコイル
の接続端部に載置する工程と、ＩＣチップを押圧してバ
ンプのスパイク部がアンテナコイルの保護膜を貫通しさ
らにアンテナ層に食い込ませることを特徴とする非接触
データキャリアへのＩＣチップ装着方法、にある。かか
る装着方法であるためアンテナコイルとの確実な導通を
得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の非接触データキャ
リアについて、図面を参照して説明する。図１は、本発
明の非接触データキャリアの一例を示す斜視図、図２
は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。データキャリ
ア１０は、例えばＰＥＴ製の樹脂基材１１と、樹脂基材
１１上の略全域にレジスト材料を用いてエッチング形成
された金属材料からなるアンテナコイル１３と、アンテ
ナコイル１３に接続されたＩＣチップ２０とを備えてい
る。ＩＣチップはコイルの状態が理解できるように、単
に矩形状の枠で表示されている。そのサイズも各種ある
が、実際には１．５ｍｍ角程度の小さいものが多用され
る。アンテナコイルの両接続端部１３１，１３２はＩＣ
チップのバンプに接続している。本発明の非接触データ
キャリアでは、このように形成されたアンテナ層表面に
はフォトエッチング工程で使用した絶縁性のレジスト材
料が保護膜として残存していることを特徴としている。

【００１０】図１の例のデータキャリアでは、コンデン
サパターンが形成されていないが、コンデンサはＩＣチ
ップに内蔵されており、当該コンデンサの静電容量Ｃと
コイルのインダクタンスＬとによりＬＣ共振回路が形成
されている。一般に共振周波数１３．５６ＭＨｚに対応
するものが良く使用される。アンテナコイルとＩＣチッ
プを覆う全面には保護シート１８が積層されるのが通常
である。ＩＣチップの凸部をはめ込むようにくり抜いた
バッファ層を介して保護シートを積層しても良い。保護
シートはプラスチックであっても紙であっても良く、必
要な表示の印刷等もこのシート表面になされる。

【００１１】図２のように、基材１１上にはアンテナコ
イル１３が形成され、アンテナ層上には絶縁性のレジス
ト材料による保護膜１４を備えている。アンテナコイル
の両接続端部１３１，１３２にはＩＣチップ２０のバン
プ２０１，２０２が保護膜を貫通して突き刺さるように
して導通が図られている。ＩＣチップは厚みが薄いこと
がデータキャリア表面凹凸を少なくして好ましいが、通
常はチップ化後にシリコン層背面を研磨（バックラッ
プ）しても１５０〜１８０μｍの厚みとなる。このよう
に、アンテナ層上にレジスト膜を残存させることは、そ
れ自体保護層として機能する他、アンテナの酸化、汚れ
を防止するとともに表面に保護シート１８をラミネート
する際、接着性の向上に寄与させることができる。ま
た、通常は行われるレジスト剥離の工程が省略でき、工
程に伴うアンテナの傷発生防止、工程の簡易化とコスト
の低減を図ることができる。

【００１２】図３は、本発明の非接触データキャリアの
他の例を示す平面図である。４５×４５ｍｍサイズの基
材に線幅０．５ｍｍのアルミエッチングによる線パター
ンが８回巻きに形成されている。線間の間隔は０．５ｍ
ｍ程度である。この例では、コイルは導通部材１７によ
り基材の裏面を通してジャンピング回路を形成するよう
にされ、ＩＣチップ２０はコイルの両接続端部が対面す
る部分に装着されている。この例でもアンテナ層上に絶
縁性レジストによる保護膜が形成されているのは同様で
ある。なお、導通部材１７は凹凸状の突起で基材をかし
めることにより表面のアンテナとの導通が得られる。導
通部材は基材１１のアンテナ形成面とは逆の面のアルミ
箔をエッチング形成しても良いし、薄膜状の部品を使用
しても良い。

【００１３】次に、ＩＣチップバンプとアンテナコイル
の接続方法について説明する。図４は、ＩＣチップバン
プ面側を示す図である。チップ面に３個のバンプ２０
１，２０２，２０３が形成されているが、アンテナとの
接続には２０１と２０２のバンプを使用する。バンプ２
０３は捨てバンプとなるものでＩＣチップを装着した際
の平面安定性を維持するためのものである。従って、捨
てバンプをさらに１個増やして４個としてもよい。

【００１４】図５は、個々のバンプ形状を拡大して示す
図である。本発明に使用するＩＣチップのバンプは図５
（Ａ）のＡ１，Ａ２のようになり、図５（Ｂ）の従来例
Ｂ１，Ｂ２と異なり、頂部に尖ったスパイク部２０１ｐ
を有することを特徴とする。固定部２０１ｂはＩＣチッ
プの電極パッドに接続する部分で従来例と同様に形成さ
れる。

【００１５】図６は、バンプの形成方法を示す図であ
る。このようなバンプの形成は、図６（Ａ）のように、
まずキャピラリーツール５１に金ワイヤー５２を通し、
毛細管５０でワイヤーを加熱して金ボール５３を形成す
る。次いで図６（Ｂ）のように基板６５上に載置したＩ
Ｃチップ２０の電極パッド２１に金ボールを圧着した
後、一定の加速度でツール５１を引き離すことにより、
バンプ２０１にスパイク部２０１ｐを形成することがで
きる（図６（Ｃ））。

【００１６】図７は、ＩＣチップをアンテナ面に装着す
る工程を示す図である。まず、図７（Ａ）のように、ア
ンテナ層上に、非導電性ペースト（接着剤）１５を塗布
する。ペーストは熱硬化型、ホットメルト型あるいは溶
剤可溶型のもののいずれであっても良い。ただし、溶剤
タイプのものの場合はレジストによる保護層を溶解しな
いものを使用する。液状のものに限らず接着剤シートで
あっても良い。アンテナの両接続端部にＩＣチップのバ
ンプ２０１，２０２が位置するように載置した後、図の
ように、ＩＣチップを押圧してバンプのスパイク部２０
１ｐ，２０２ｐがペースト１５、保護膜１４を貫通し
て、アンテナ１３に食い込むようにする。スパイク部分
はさらに基材１１に突き刺さるようにしても良いが、基
材を貫通しない程度までとする。図７（Ｂ）は、アンテ
ナ上にＩＣチップを装着した後の状態を示す。ＩＣチッ
プは非導電性ペースト１５によりアンテナ上に固定され
るとともに、スパイク部分がアンテナ内に食い込んでい
るので確実な導通を得ることができる。ペースト層とレ
ジストによる保護層の厚みは数μｍ以内、アンテナ層は
２０〜30μｍの厚みとなるので、スパイク部２０１ｐの
長さはそれに見合う程度の長さとすることが好ましい。
なお、ヒートシール層１２は、例えばアルミ層を樹脂基
材に熱ラミネートする際に設ける層である。

【００１７】（材質に関する実施形態） 上記において、樹脂基材には厚み５μｍから３００μ
ｍ程度のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド等の樹脂基材
が使用される。基材の厚みは強度、加工作業性、コスト
等の点から１０〜１００μｍがより好ましい。 アンテナ層は、連続的なラミネートおよびエッチング
加工可能な材料が好ましく、厚み６〜５０μｍ程度の銅
箔、アルミニュウム箔、鉄箔等が使用できる。導電性、
コスト等の点からアルミニュウム箔の使用が好ましい。

【００１８】保護膜を形成するためのレジスト材料と
しては、一般的な回路形成用レジストやソルダーマスク
用のソルダーレジストを用いてもよい。印刷レジストを
用いてグラビアやシルクスクリーンによりパターン形成
することもできる。ドライフィルムレジスト、液状レジ
ストももちろん使用することができる。樹脂組成として
は、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルあるい
はスチレン等の共重合体を成分とした感光性の光硬化性
樹脂や、エポキシ、アクリル、ウレタン等の２液硬化性
樹脂、塩ビ、塩酢ビ、環化ゴムやノボラック樹脂系、カ
ゼインに感光性を付与したものであっても良い。ただ
し、乾燥後に例えばアンテナ層のアルミに対して接着性
がないレジスト材料はラベル完成後に剥離を生じるので
使用を避けるべきである。例えば、アルミに対しては、
アクリル系樹脂等が挙げられる。

【００１９】最終製品として表面保護シートを設ける
場合は、透明または不透明のプラスチックフィルムをラ
ミネートして積層する。熱ラミネートの積層の他、接着
剤を用いてラミネートしても良い。材質としては、ポリ
エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ナイロン等が使用でき、あるいはまた上質紙や合成
紙をラミネートするものであっても良く、必要な印刷表
示や装飾を予め設けておくこともできる。シートの厚み
は強度、表面性能、コストの点で１０〜３００μｍ程度
である。 保護シートをラミネートするための接着剤は、保護シ
ート材質等を考慮して適宜選択可能であるが、ポリエス
テル系、アクリル系、ウレタン系、ビニル系等のホット
メルトタイプの熱可塑性接着剤の他、２液性架橋反応硬
化型接着剤、湿気硬化型接着剤、ＵＶ硬化型接着剤等を
使用することができる。また、アンテナ層上の保護膜た
るレジスト材料に対して接着性が高いことも必要であ
る。

【００２０】

【実施例】（実施例）厚み３８μｍの透明２軸延伸ポリ
エステルフィルムに２５μｍ厚のアルミニュウム箔をド
ライラミネートしてアンテナ樹脂基材を準備した。上
記、アルミ箔表面に塩酢ビ系樹脂による感光性レジスト
（ザ・インクテック株式会社製）を乾燥後の厚みが１μ
ｍとなるように塗布して設け、アンテナコイルパターン
を露光し、現像した後、塩化第２鉄水溶液でアルミ露出
部をエッチングしてアンテナコイルパターンを有するシ
ートを得た。なお、レジスト膜は剥膜処理せずにそのま
まアンテナ層上に残した。

【００２１】次いで、図５のようにスパイク部分２０１
ｐが３０μｍ、固定部２０１ｂが３０μｍであるバンプ
高さを有するＩＣチップ２０を準備した。ＩＣチップ装
着部にエポキシ系熱硬化性接着剤を塗布した後（図
７）、ＩＣチップのバンプをフェイスダウンの状態にし
てアンテナコイルの接続端部１３１，１３２に位置合わ
せして載置した。ＩＣチップ側から１５０°Ｃ、１．２
ＭＰａで熱圧をかけてＩＣチップを装着した。次に、ポ
リエステル系ホットメルト接着剤を介し、５０μｍ厚の
２軸延伸ポリエステルフィルムを積層し鏡面ステンレス
板間にはさんだ後、プレス機に導入して１３５°Ｃ、
０．５ＭＰａ、１２０秒間の条件で熱プレスしてラミネ
ートした。その後、所定形状（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に
外寸カットしてデータキャリアを完成した。

【００２２】（比較例）上記実施例と同一の条件で基材
上にアンテナコイルパターンを形成したが、レジスト膜
を剥膜除去した後、ＩＣチップの装着を同一条件で行っ
た。保護シートのラミネートも同一の条件で行った。

【００２３】実施例の非接触データキャリアは、アンテ
ナ表面に傷や変質、汚れが生じず、保護シートを十分な
接着強度を持ってラミネートすることができた。また、
使用中においてもＩＣチップの脱落による動作不良等の
問題は生じなかった。一方、比較例の場合は、剥膜処理
工程中にアンテナ表面に傷が生じて導通不良となった
り、アルミ表面の酸化皮膜によりラミネート接着力の低
下が生じ、実用上の問題が生じた。

【００２４】

【発明の効果】上述のように、本発明のデータキャリア
では、アンテナ層上にレジスト膜をそのまま残存させて
いるので、それ自体保護層として機能する他、アンテナ
の傷、酸化等の変質、汚れを防止して表面に保護シート
をラミネートする際、接着性の向上に寄与させることが
できる。また、通常は行われるレジスト剥離の工程が省
略でき、工程の簡易化とコストの低減を図ることができ
る。また、本発明の非接触データキャリア用ＩＣチップ
では先端部にスパイク部を有するので保護層を貫通して
アンテナ層と確実な導通を図ることができる。また、本
発明の非接触データキャリアへのＩＣチップ装着方法に
よれば、簡易な方法でＩＣチップとアンテナとの確実な
接続を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の非接触データキャリアの一例を示す
斜視図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】 本発明の非接触データキャリアの他の例を示
す平面図である。

【図４】 ＩＣチップバンプ面側を示す図である。

【図５】 個々のバンプ形状を拡大して示す図である。

【図６】 バンプの形成方法を示す図である。

【図７】 ＩＣチップをアンテナ面に装着する工程を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 非接触データキャリア １１ 基材 １２ ヒートシール層 １３ アンテナコイル １４ 保護膜 １５ 非導電性ペースト １７ 導通部材 １８ 保護シート ２０ ＩＣチップ ２１ 電極パッド ２２ パッシベーション膜 ５０ 毛細管 ５１ キャピラリーツール ５２ 金ワイヤ ５３ 金ボール ６５ 基板 １３１，１３２ アンテナの両接続端部 ２０１，２０２ バンプ ２０３ 捨てバンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 1/40 Ｈ０４Ｂ 1/59 7/00 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ Ｈ０４Ｂ 1/59 Ｋ (72)発明者 平田 保子 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2C005 MA32 NA09 NB05 PA18 RA04 RA09 RA11 TA22 5B035 AA03 BA05 BB09 CA01 CA23 5J046 AA10 AA13 AA19 AB11 PA01 PA07 QA04 5J047 AA10 AA13 AA19 AB11 FC05 FC06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂基材と、樹脂基材の一方の面に設け
   られた金属製アンテナコイルと、アンテナコイルに接続
   されたＩＣチップとを有する非接触データキャリアにお
   いて、アンテナ層表面にはエッチング工程で使用した絶
   縁性のレジスト材料が保護膜として残存していることを
   特徴とする非接触データキャリア。
2. 【請求項２】 保護膜上に塗布された接着剤層を介して
   ＩＣチップがフェイスダウン方式で装着されていること
   を特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
3. 【請求項３】 ＩＣチップのバンプが、保護膜と保護膜
   上に塗布された接着剤層を貫通してアンテナ層に食い込
   むことにより、アンテナコイルに電気的に接続している
   ことを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリ
   ア。
4. 【請求項４】 ＩＣチップの両端のバンプが、アンテナ
   コイルをまたぐようにしてアンテナコイルに装着されて
   いることを特徴とする請求項１から請求項３記載の非接
   触データキャリア。
5. 【請求項５】 レジスト材料が感光性レジスト材料であ
   ることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリ
   ア。
6. 【請求項６】 保護膜状態のレジスト材料がアンテナ層
   及び接着剤の双方に対して良好な接着性を有することを
   特徴とする請求項１および請求項５記載の非接触データ
   キャリア。
7. 【請求項７】 非接触データキャリアに使用するＩＣチ
   ップであって、アンテナコイルと導通するバンプには、
   押圧によりアンテナ層内に食い込むスパイク部が形成さ
   れていることを特徴とする非接触データキャリア用ＩＣ
   チップ。
8. 【請求項８】 絶縁性の保護膜を有するアンテナコイル
   の保護膜上に接着剤を塗布する工程と、尖ったスパイク
   部を有するＩＣチップバンプを位置合わせしてアンテナ
   コイルの接続端部に載置する工程と、ＩＣチップを押圧
   してバンプのスパイク部がアンテナコイルの保護膜を貫
   通しさらにアンテナ層に食い込ませることを特徴とする
   非接触データキャリアへのＩＣチップ装着方法。