特許 5691394 ＩＣカード用のリードフレーム及びその製造方法

(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１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９は従来のＩＣカードの製造工程の説明図であり、まず、図９（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９（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９（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を貼り付けた後、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_１〜１_８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_１〜１_８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_１〜１_８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_１〜１_８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_１〜１_８の外輪郭は、後述する接触端子パターン５_１〜５_８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_１〜１_８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_１〜５_８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_１〜５_８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_１〜５_８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_１〜１_８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_１〜５_８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_１〜１_８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_１〜１_８の背面に金属箔からなる接触端子パターン５_１〜５_８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_１〜１_８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１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２（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_１〜４２_８と共に、送り穴４８を形成する。

【0023】

図２（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_１〜４２_８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_１〜４２_８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_１〜４２_８を支持する。また、パターン４２_１〜４２_８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４に示すように、パターン４２_１〜４２_８、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５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６に示すように、銅箔５０をエッチングして外部接触端子５１_１〜５１_８を形成する。この時、外部接触端子５１_１〜５１_８はパターン４２_１〜４２_８と投影的に重なるように形成する。

【0026】

次いで、図７に示すように、外部接触端子５１_１〜５１_８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８に示すように、パターン４２_１〜４２_８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１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_１〜４２_８を形成する際に、パターン４２_１〜４２_８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１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_１〜５１_８をパターン４２_１〜４２_８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_１〜４２_８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。
（付記２）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１に記載のＩＣカード用のリードフレーム。
（付記３）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１に記載のＩＣカード用のリードフレーム。
（付記４）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５）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６）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７）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８）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_１〜１_８ 所定パターン
２ 開口部
３ 補強部
５_１〜５_８ 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_１〜４２_８ パターン
４３ 開口部
４４ 枠状部材
４５ ブリッジ部
４６ 分離溝
４７ 補強部
４８ 送り穴
４９ レジスト
５０ 銅箔
５１_１〜５１_８ 外部接触端子
５２，５３ ニッケルメッキ層
５４，５５ 金メッキ層
５６ 絶縁テープ
５７ 半導体チップ
５８ パッド
５９ ボンディングワイヤ
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】