特許第5691394号(P5691394)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5691394ICカード用のリードフレーム及びその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5691394
(24)【登録日】2015年2月13日
(45)【発行日】2015年4月1日
(54)【発明の名称】ICカード用のリードフレーム及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 23/50 20060101AFI20150312BHJP
   G06K 19/00 20060101ALI20150312BHJP
【FI】
   H01L23/50 R
   H01L23/50 A
   G06K19/00
【請求項の数】3
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2010-240319(P2010-240319)
(22)【出願日】2010年10月27日
(65)【公開番号】特開2012-94667(P2012-94667A)
(43)【公開日】2012年5月17日
【審査請求日】2013年6月27日
(73)【特許権者】
【識別番号】308014341
【氏名又は名称】富士通セミコンダクター株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094525
【弁理士】
【氏名又は名称】土井 健二
(74)【代理人】
【識別番号】100094514
【弁理士】
【氏名又は名称】林 恒徳
(74)【代理人】
【識別番号】100072833
【弁理士】
【氏名又は名称】柏谷 昭司
(74)【代理人】
【識別番号】100075890
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 弘一
(74)【代理人】
【識別番号】100105337
【弁理士】
【氏名又は名称】眞鍋 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100110238
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 壽郎
(72)【発明者】
【氏名】海谷 寛
【審査官】 小川 将之
(56)【参考文献】
【文献】 特開2003−282806(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 23/50
G06K 19/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄ニッケル合金または銅を含むリードフレーム素材からなり、内部に開口部を有する複数の所定のパターンと、
前記所定のパターンの周囲に前記所定のパターンを囲むように設けた枠状部と、
前記所定のパターンと前記枠状部とを接続するブリッジ部と、
前記所定パターンに貼付された接触端子パターンと
を有することを特徴とするICカード用のリードフレーム。
【請求項2】
前記接触端子パターン上にニッケルメッキ層または金メッキ層の少なくとも一方を有すること
を特徴とする請求項に記載のICカード用のリードフレーム。
【請求項3】
鉄ニッケル合金または銅を含むリードフレーム部材を選択的に除去して内部に開口部を有する複数の所定のパターンと、前記所定のパターンの周囲に前記所定のパターンを囲む枠状部と、前記所定のパターンと前記枠状部とを接続するブリッジ部とを形成する工程と、
前記リードフレーム部材の一方の面に金属箔を貼付する工程と、
前記金属箔を接触端子パターンの形状に加工する工程と
を有することを特徴とするICカード用のリードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ICカード用のリードフレーム及びその製造方法に関するものであり、例えば、キャッシュカード或いはクレジットカード等の接触型のICカードの低コスト化に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のキャッシュカード或いはクレジットカード等の接触型ICカードはテープ基板として高価なガラスエポキシ基板を使用していた。図は従来のICカードの製造工程の説明図であり、まず、図(a)に示すように、ガラスエポキシからなるテープ基板61の一方の面に銅箔からなる複数の外部接触端子パターンからなる外部接触端子62を形成する。この時、外部接触端子パターン63を形成した面とは反対側の素子搭載面にはこの外部接触端子パターン63と電気的に接続されているボンディング端子(図示は省略)を形成しておく。
【0003】
次いで、図(b)に示すように、各外部接触端子62の素子搭載面に半導体チップ65を搭載するとともに、半導体チップ65に設けたパッド66とボンディング端子64とをワイヤ67で接続する。次いで、モールド樹脂68で封止したのち、半導体チップ単位で切り出すことによって、半導体モジュール69となる。
【0004】
次いで、図(c)に示すように、ICカード基板70に設けた凹部71に、接着テープ72により半導体モジュール69の外部接触端子62が外側に露出するように半導体モジュール69を貼付することによりICカードが形成される。
【0005】
しかし、テープ基板61となるガラスエポキシ基板は高価であるという問題があり、そこで、安価なCuリードフレームを用いて外部接触端子を有する実装基板を形成することが提案されている。
【0006】
この提案においては、Cu条からなるリードフレーム材を打ち抜き加工或いはエッチング加工により外部接触パターン群を形成し、次いで、この表面をAu等でメッキする。次いで、リードフレームの一方の面に樹脂フィルム貼り付けた後、他方の面に半導体チップを搭載するとともに、ワイヤボンディングを行う。最後に、封止樹脂で全体を封止したのち、樹脂フィルムを剥離することによって、ICカードに搭載する半導体モジュールが完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2000−339433号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、従来のリードフレームを用いたICカードの場合、打抜いたリードフレームがばらばらになり、新たな固定ジグが必要となるという問題がある。また、最終的には樹脂フィルムを剥離する作業が必要になるとともに、半導体モジュール自体の剛性が不足するという問題がある。
【0009】
したがって、本発明は、新たな固定治具を要することなく、剛性の高いリードフレームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
開示する一観点からは、鉄ニッケル合金または銅を含むリードフレーム素材からなり、内部に開口部を有する複数の所定のパターンと、前記所定のパターンの周囲に前記所定のパターンを囲むように設けた枠状部と、前記所定のパターンと前記枠状部とを接続するブリッジ部と、前記所定パターンに貼付された接触端子パターンを有することを特徴とするICカード用のリードフレームが提供される。
【0011】
また、開示する別の観点からは、鉄ニッケル合金または銅を含むリードフレーム部材を選択的に除去して内部に開口部を有する複数の所定のパターンと、前記所定のパターンの周囲に前記所定のパターンを囲む枠状部と、前記所定のパターンと前記枠状部とを接続するブリッジ部とを形成する工程と、前記リードフレーム部材の一方の面に金属箔を貼付する工程と、前記金属箔を接触端子パターンの形状に加工する工程とを有することを特徴とするICカード用のリードフレームの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0012】
開示のICカード用のリードフレーム及びその製造方法によれば、新たな固定治具を要することなく、剛性の高いリードフレームを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の実施の形態のICカード用リードフレームの構成説明図である。
図2】半導体モジュールの構成説明図である。
図3本発明の実施例1のICカード用リードフレームの途中までの製造工程の説明図である。
図4本発明の実施例1のICカード用リードフレームの図3以降の途中までの製造工程の説明図である。
図5本発明の実施例1のICカード用リードフレームの図4以降の途中までの製造工程の説明図である。
図6本発明の実施例1のICカード用リードフレームの図5以降の途中までの製造工程の説明図である。
図7本発明の実施例1のICカード用リードフレームの図6以降の途中までの製造工程の説明図である。
図8本発明の実施例1のICカード用リードフレームの図7以降の製造工程の説明図である。
図9従来のICカードの製造工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
ここで、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態のICカード用リードフレームを説明する。図1は、本発明の実施の形態のICカード用リードフレームの構成説明図であり、リードフレーム材料で構成した開口部2を有する複数の所定のパターン1〜1をエッチングにより形成する際に、その外周囲に枠状部材14を形成し、この枠状部材14と所定のパターン1〜1とをブリッジ部15で接続する。この場合には、所定のパターン1〜1はブリッジ部15で枠状部材14に吊られて支持されているので耐熱テープ等の支持部材は不要になる。
【0015】
この場合のリードフレーム材料は安価なものであればなんでも良いが、典型的には42アロイ等の鉄ニッケル合金や、銅を用いる。なお、鉄ニッケル合金は微量のCu等が添加されたものでも良い。また、所定のパターン1〜1及び補強部3の表面はレジスト等を用いて絶縁処理を施す。
【0016】
所定のパターン1〜1の外輪郭は、後述する接触端子パターン5〜5の形状と同じであり、且つ、両者は膜厚方向において投影的に重なった位置に、例えば、エッチングにより形成する。なお、所定のパターン1〜1の中に設けた開口部2は、ワイヤボンディング部となる。また、開口部2の形状は、楕円でも良いし、真円や矩形等の他の形状でも良い。
【0017】
また、金属箔、典型的には銅箔からなる接触端子パターン5〜5の表面にはメッキ層6が形成されている。メッキ層6はニッケルメッキ層または金メッキ層の少なくとも一方を備えており、通常は、ニッケルメッキ層を下地としてその上に金メッキ層を設けた二層構造になっている。なお、開口部2に露出する接触端子パターン5〜5の表面にもメッキ層7が形成される。
【0018】
図2は、半導体モジュールの構成説明図であり、接触端子パターン5〜5からなる接触端子群を実装基板8とし、この実装基板8の実装面、即ち、所定のパターン1〜1を形成した面に半導体チップ10を実装する。この時、絶縁テープ9を介して実装しても良い。
【0019】
また、半導体チップ10に形成したパッド11と、開口部2に露出するメッキ層7とをボンディングワイヤ12で接続したのち、封止樹脂13で封止することによって半導体モジュールが完成する。最後に、図示は省略するが、ICカード基板に設けた凹部に半導体モジュールを接触端子パターン5〜5が外側になるように貼付してICカードが完成する。
【0020】
このように、本発明の実施の形態においては、安価なリードフレーム素材を用いてICカード用リードフレームを形成する際に、ブリッジ部で所定のパターン1〜1を支持しているので、新たな固定治具は不要になる。
【0021】
また、所定のパターン1〜1の背面に金属箔からなる接触端子パターン5〜5が貼付されているので、半導体モジュール自身の剛性が増す。また、所定のパターン1〜1の周囲に補強部3を残存させた場合には、さらに、半導体モジュール自身の剛性が向上する。
【実施例1】
【0022】
以上を前提として、次に、図2乃至図8を参照して、本発明の実施例のICカード用リードフレームの製造工程を説明する。まず、図(a)に示すように、例えば、幅が、例えば、35mmで、厚さが0.2mmのCu材からなるリードフレーム素材41をエッチングして外部接触端子パターンと同じ形状のパターン42〜42と共に、送り穴48を形成する。
【0023】
(b)はパターンの接続状態を示す拡大図であり、各パターン42〜42の内部には開口部43を設ける。また、エッチングの際にパターン42〜42の外周囲に枠状部材44を設け、この枠状部材44と接続するブリッジ部45を同時に形成してパターン42〜42を支持する。また、パターン42〜42の周囲には、幅が、例えば、0.1mmの分離溝46を介してリードフレーム素材41を残存させて補強部47とする。
【0024】
次いで、図に示すように、パターン42〜42、枠状部材44、ブリッジ部45及び補強部47の露出表面をレジスト49を用いて絶縁処理する。レジスト49での絶縁方法は、レジスト素材を噴霧塗布する。次いで、図に示すように、リードフレーム素材41に、幅が、例えば、30mmで、厚さが35μmの銅箔50を貼付する。
【0025】
次いで、図に示すように、銅箔50をエッチングして外部接触端子51〜51を形成する。この時、外部接触端子51〜51はパターン42〜42と投影的に重なるように形成する。
【0026】
次いで、図に示すように、外部接触端子51〜51の表裏にメッキ処理を施して、厚さが、例えば、5μmのニッケルメッキ層52,53及び厚さが、例えば、0.5μmの金メッキ層54,55を形成することによってテープ基板が完成する。
【0027】
以降は、図に示すように、パターン42〜42からなるパターン群の中央部に絶縁テープ56を介して半導体チップ57をマウントする。次いで、半導体チップ57の表面に形成したパッド58と、開口部43に露出する金メッキ層55とをボンディングワイヤ59で接続する。
【0028】
次いで、例えば、ポッティング法を用いて、エポキシ樹脂60を用いて半導体チップ57をボンディングワイヤ59を完全に覆うようにモールドする。次いで、各モールド単位毎に切り出すことによって、半導体モジュールが得られる。
【0029】
このように、本発明の実施例においては、安価なリードフレーム素材41を用いてテープ基板を形成する際に、枠状部材44及びブリッジ部45を設けてリードフレーム素材41を支持している。したがって、エッチングによりパターン42〜42を形成する際に、パターン42〜42がバラバラにならないので、新たな固定治具は不要になる。また、ポリイミドテープ等の耐熱テープを用いていないので、その貼付工程及び剥離工程が不要になるので、製造工程が簡素化される。
【0030】
また、本発明の実施例においては、リードフレーム素材だけではなく、銅箔からなる外部接触端子51〜51をパターン42〜42に貼り合わせているので、機械的強度が向上する。また、パターン42〜42の周囲にはリードフレーム素材41の残存部からなる補強部47を設けているので、この点からも機械的強度が向上する。
【0031】
ここで、実施例1を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
(付記)鉄ニッケル合金または銅を含むリードフレーム素材からなり、内部に開口部を有する複数の所定のパターンと、前記所定のパターンの周囲に前記所定のパターンを囲むように設けた枠状部と、前記所定のパターンと前記枠状部とを接続するブリッジ部と、前記所定パターンに貼付された接触端子パターンとを有することを特徴とするICカード用のリードフレーム。
(付記)前記所定のパターンの露出面が絶縁処理されていることを特徴とする付記に記載のICカード用のリードフレーム。
(付記)前記接触端子パターン上にニッケルメッキ層または金メッキ層の少なくとも一方を有することを特徴とする付記に記載のICカード用のリードフレーム。
(付記)前記所定のパターンの外周囲に、間隙を介して前記リードフレームを構成する部材からなる補強部を有することを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1に記載のICカード用のリードフレーム。
(付記)鉄ニッケル合金または銅を含むリードフレーム部材を選択的に除去して内部に開口部を有する複数の所定のパターンと、前記所定のパターンの周囲に前記所定のパターンを囲む枠状部と、前記所定のパターンと前記枠状部とを接続するブリッジ部とを形成する工程と、前記リードフレーム部材の一方の面に金属箔を貼付する工程と、前記金属箔を接触端子パターンの形状に加工する工程とを有することを特徴とするICカード用のリードフレームの製造方法。
(付記)前記金属箔を貼付する工程の前に、前記所定のパターンを形成したリードフレーム部材の表面を絶縁処理する工程を有することを特徴とする付記5に記載のICカード用のリードフレームの製造方法。
(付記)前記接触端子パターンの露出面に、ニッケルメッキまたは金メッキの少なくとも一方をメッキする工程を有することを特徴とする付記5または付記6に記載のICカード用のリードフレームの製造方法。
(付記)付記1乃至付記4のいずれか1に記載のICカード用のリードフレームの前記所定のパターンの内の少なくとも一つのパターンの上に半導体チップを設けると共に、前記開口部を介して前記接触端子パターンと前記半導体チップに設けた端子とをボンディングワイヤで電気的に接続したことを特徴とする半導体モジュール。
【符号の説明】
【0032】
〜1 所定パターン
2 開口部
3 補強部
〜5 接触端子パターン
6,7 メッキ層
8 実装基板
9 絶縁テープ
10 半導体チップ
11 パッド
12 ボンディングワイヤ
13 封止樹脂
14 枠状部材
15 ブリッジ部
41 リードフレーム素材
42〜42 パター
43 開口部
44 枠状部材
45 ブリッジ部
46 分離
47 補強
48 送り
49 レジス
50 銅箔
51〜51 外部接触端子
52,53 ニッケルメッキ
54,55 金メッキ
56 絶縁テー
57 半導体チッ
58 パッ
59 ボンディングワイ
60 エポキシ樹脂
61 テープ基板
62 外部接触端子
63 外部接触端子パターン
64 ボンディング端子
65 半導体チップ
66 パッド
67 ワイヤ
68 モールド樹脂
69 半導体モジュール
70 ICカード基板
71 凹部
72 接着テープ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9