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Rfid tag manufacturing method and rfid tag

阅读:707发布:2024-02-16

专利汇可以提供Rfid tag manufacturing method and rfid tag专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust a resonance frequency without impairing the miniaturization of an RFID tag.SOLUTION: An RFID tag has an antenna-integrated package structure which includes a semiconductor chip, an antenna coil, and a resin sealing body that seals them. The length of the antenna coil is set so as to be larger than an optimum length that is calculated by simulation in a design stage. A resonance frequency is measured in the middle of an RFID tag manufacturing process; and if the measured resonance frequency deviates from an intended resonance frequency, the resonance frequency is adjusted by changing a bonding position of a wire that is connected to the antenna coil.,下面是Rfid tag manufacturing method and rfid tag专利的具体信息内容。

  • 第1および第2端部を有するアンテナコイルと、
    少なくとも第1および第2電極パッドを有する半導体チップと、
    前記半導体チップを搭載するダイパッド部と、
    前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第1導電体、および前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第2導電体と、
    前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記ダイパッド部、前記第1導電体、および前記第2導電体を封止する封止体と、を具備し、
    前記アンテナコイルと前記半導体チップとで共振回路を構成するRFIDタグの製造方法であって、
    (a)導電性基材からなる母型を準備する工程と、
    (b)前記母型の表面に、前記アンテナコイルおよび前記ダイパッド部に対応する開口パターンを有するフォトレジスト膜を形成する工程と、
    (c)前記フォトレジスト膜の前記開口パターンから露出した前記母型の前記表面に、電鋳法を用いて、前記アンテナコイルを構成する電着層および前記ダイパッド部を構成する電着層を形成する工程と、
    (d)前記(c)工程の後、前記母型の前記表面から前記フォトレジスト膜を除去する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記ダイパッド部を構成する前記電着層の上面に前記半導体チップを搭載する工程と、
    (f)前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルを構成する前記電着層とを前記第1導電体を介して電気的に接続し、前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルを構成する前記電着層とを前記第2導電体を介して電気的に接続する工程と、
    (g)前記(f)工程の後、前記アンテナコイルを構成する前記電着層、前記半導体チップ、前記ダイパッド部を構成する前記電着層、前記第1導電体および前記第2導電体を封止体により封止する工程と、
    (h)前記母型を前記封止体から剥離する工程と、
    を含み、
    さらに、前記(f)工程は、
    (f−1)前記共振回路の共振周波数を測定する工程と、
    (f−2)測定された前記共振周波数が目的とする共振周波数と一致するように、前記アンテナコイルに接続する前記第1導電体および/または前記第2導電体の位置を決定する工程と、
    を含むことを特徴とするRFIDタグの製造方法。
  • 前記アンテナコイルの長さは、前記目的とする共振周波数が得られる長さよりも長いことを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 前記アンテナコイルの前記第1および第2端部は、前記アンテナコイルの他の領域の幅よりも広い幅を有し、前記第1および第2端部の少なくとも一方は、帯状に延在する平面パターンを有することを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 前記目的とする共振周波数は、952MHz〜954MHzであることを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 第1および第2端部を有するアンテナコイルと、
    少なくとも第1および第2電極パッドを有する半導体チップと、
    前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第1導電体、および前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第2導電体と、
    前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記第1導電体、および前記第2導電体を封止する封止体と、を具備し、
    前記アンテナコイルと前記半導体チップとで共振回路を構成するRFIDタグの製造方法であって、
    (a)導電性基材からなるアンテナコイルが形成されたリードフレームを準備する工程と、
    (b)前記リードフレームの裏面にリードフレーム固定用テープを貼り付ける工程と、
    (c)前記(b)工程の後、ダイアタッチフィルムを介して前記半導体チップを前記リードフレームの所定位置に位置決めする工程と、
    (d)前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを前記第1導電体を介して電気的に接続し、前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを前記第2導電体を介して電気的に接続する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記第1導電体および前記第2導電体を封止体により封止する工程と、
    (f)前記リードフレーム固定用テープを前記封止体から剥離する工程と、
    を含み、
    さらに、前記(d)工程は、
    (d−1)前記共振回路の共振周波数を測定する工程と、
    (d−2)測定された前記共振周波数が目的とする共振周波数と一致するように、前記アンテナコイルに接続する前記第1導電体および/または前記第2導電体の位置を決定する工程と、
    を含むことを特徴とするRFIDタグの製造方法。
  • 前記アンテナコイルの長さは、前記目的とする共振周波数が得られる長さよりも長いことを特徴とする請求項5に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 前記アンテナコイルの前記第1および第2端部は、前記アンテナコイルの他の領域の幅よりも広い幅を有し、前記第1および第2端部の少なくとも一方は、帯状に延在する平面パターンを有することを特徴とする請求項5に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 前記半導体チップは、前記ダイアタッチフィルムを介して前記アンテナコイルの上面に搭載されることを特徴とする請求項5に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 前記目的とする共振周波数は、952MHz〜954MHzであることを特徴とする請求項5に記載のRFIDタグの製造方法。
  • 第1および第2端部を有するアンテナコイルと、
    少なくとも第1および第2電極パッドを有する半導体チップと、
    前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第1導電体、および前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第2導電体と、
    前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記第1導電体、および前記第2導電体を封止する封止体と、を具備し、
    前記アンテナコイルと前記半導体チップとで共振回路を構成したRFIDタグであって、
    前記アンテナコイルの前記第1および第2端部は、前記アンテナコイルの他の領域の幅よりも広い幅を有し、前記第1および第2端部の少なくとも一方は、帯状に延在する平面パターンを有することを特徴とするRFIDタグ。
  • 前記半導体チップは、ダイパッド部の上面に搭載されていることを特徴とする請求項10に記載のRFIDタグ。
  • 前記半導体チップは、前記アンテナコイルの上面に搭載されていることを特徴とする請求項10に記載のRFIDタグ。
  • 前記共振回路の共振周波数は、952MHz〜954MHzであることを特徴とする請求項10に記載のRFIDタグ。
  • 说明书全文

    本発明は、RFID(Radio Frequency Identification)タグの製造方法およびRFIDタグに関し、特に、UHF(Ultra High Frequency)帯の電磁波を使用してデータを非接触で読み書きする小型RFIDタグに適用して有効な技術に関する。

    RFIDとは、半導体チップとアンテナコイルとで構成されるインレットを何らかの外装に組み込んでなるタグ(RFIDタグ)を物品に取り付け、このRFIDタグと外部のリーダライタ(データの読み書きを行う装置)との間でデータ通信を行うことにより、当該物品の自動認識を行う技術である。 RFIDタグの半導体チップには、上記アンテナコイルと共に共振回路を構成する電源用コンデンサ、識別番号等のデータを格納するメモリ回路、整流回路、制御回路、クロック等のIC回路が内蔵されている。

    RFIDタグは、識別番号等のデータを半導体チップ内のメモリ回路に格納することから、バーコードを利用したタグに比べて大容量のデータを格納できる利点がある。 また、半導体チップ内のメモリ回路に記憶させたデータは、バーコードに記憶させたデータに比べて不正な改竄が困難であるという利点もある。

    RFIDタグの場合、リーダライタとの交信には、リーダライタから送信される所定の周波数の電磁波を利用する。 従って、リーダライタとの間で安定したデータ通信を行うためには、共振回路を構成するアンテナコイルのインダクタンスLとコンデンサの静電容量Cとで決まる共振周波数fを、上記所定の周波数と一致させる必要がある。 ここで、共振周波数fとは、インダクタンスをL、静電容量をCとしたとき、下記の式(1)で表される周波数である。

    RFIDタグの共振周波数fは、当該RFIDタグの設計段階において、半導体チップのインピーダンス、アンテナコイルを含む配線のインダクタンスL、静電容量C等をシミュレーションすることにより決定される。

    しかし、実際に製造されるRFIDタグは、製造工程で生じる上記パラメータのばらつきのために、実際の共振周波数fが当初の設計値からずれることがある。 また、RFIDタグを購入したユーザの使用環境によっては、共振周波数fが設計値からずれることもある。 そして、このような共振周波数fのずれが生じると、リーダライタとの通信効率が低下するために、安定したデータ通信を行うことが困難となる。

    そこで、RFIDタグの製造工程の途中で共振周波数fを測定し、測定された共振周波数fが設計値と一致しなかった場合には、アンテナコイルのインダクタンスLやコンデンサの静電容量Cを変更することによって、共振周波数fの調整を行う技術が知られている(例えば特許文献1および特許文献2)。

    特開2010−021840号公報

    特表2006−521632号公報

    本発明者らは、952MHz〜954MHzの電磁波を使用するUHF帯RFIDタグを開発中である。 このRFIDタグは、共振回路を構成する半導体チップとアンテナコイルとを樹脂封止体で封止したアンテナ一体型パッケージ構造を有しており、その外形寸法は、縦×横が数mm×数mm、厚さが数百μmと極めて小型であることが特徴である。

    このような小型RFIDタグの共振周波数を調整する場合、上記した従来の共振周波数調整技術のように、アンテナコイルのインダクタンスや静電容量を変更するための機構を新たに設けると、部品点数が増加するために、RFIDタグの外形寸法が大きくなってしまい、かつ、製造コストも増大する。

    従って、小型RFIDタグの共振周波数を調整するには、従来技術と異なる新たな手法が要求される。

    上記した課題ならびにその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

    本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

    本願において開示される課題を解決するための手段のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

    (1)本願の一実施の形態におけるRFIDタグの製造方法は、
    第1および第2端部を有するアンテナコイルと、
    少なくとも第1および第2電極パッドを有する半導体チップと、
    前記半導体チップを搭載するダイパッド部と、
    前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第1導電体、および前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第2導電体と、
    前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記ダイパッド部、前記第1導電体、および前記第2導電体を封止する封止体と、を具備し、
    前記アンテナコイルと前記半導体チップとで共振回路を構成するRFIDタグの製造方法であって、
    (a)導電性基材からなる母型を準備する工程と、
    (b)前記母型の表面に、前記アンテナコイルおよび前記ダイパッド部に対応する開口パターンを有するフォトレジスト膜を形成する工程と、
    (c)前記フォトレジスト膜の前記開口パターンから露出した前記母型の前記表面に、電鋳法を用いて、前記アンテナコイルを構成する電着層および前記ダイパッド部を構成する電着層を形成する工程と、
    (d)前記(c)工程の後、前記母型の前記表面から前記フォトレジスト膜を除去する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記ダイパッド部を構成する前記電着層の上面に前記半導体チップを搭載する工程と、
    (f)前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルを構成する前記電着層とを前記第1導電体を介して電気的に接続し、前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルを構成する前記電着層とを前記第2導電体を介して電気的に接続する工程と、
    (g)前記(f)工程の後、前記アンテナコイルを構成する前記電着層、前記半導体チップ、前記ダイパッド部を構成する前記電着層、前記第1導電体および前記第2導電体を封止体により封止する工程と、
    (h)前記母型を前記封止体から剥離する工程と、を含み、
    さらに、前記(f)工程は、
    (f−1)前記共振回路の共振周波数を測定する工程と、
    (f−2)測定された前記共振周波数が目的とする共振周波数と一致するように、前記アンテナコイルに接続する前記第1導電体および/または前記第2導電体の位置を決定する工程と、を含む。

    (2)本願の一実施の形態におけるRFIDタグの製造方法は、
    第1および第2端部を有するアンテナコイルと、
    少なくとも第1および第2電極パッドを有する半導体チップと、
    前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第1導電体、および前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを電気的に接続する第2導電体と、
    前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記第1導電体、および前記第2導電体を封止する封止体と、を具備し、
    前記アンテナコイルと前記半導体チップとで共振回路を構成するRFIDタグの製造方法であって、
    (a)導電性基材からなるアンテナコイルが形成されたリードフレームを準備する工程と、
    (b)前記リードフレームの裏面にリードフレーム固定用テープを貼り付ける工程と、
    (c)前記(b)工程の後、ダイアタッチフィルムを介して前記半導体チップを前記リードフレームの所定位置に位置決めする工程と、
    (d)前記半導体チップの前記第1電極パッドと前記アンテナコイルとを前記第1導電体を介して電気的に接続し、前記半導体チップの前記第2電極パッドと前記アンテナコイルとを前記第2導電体を介して電気的に接続する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記アンテナコイル、前記半導体チップ、前記第1導電体および前記第2導電体を封止体により封止する工程と、
    (f)前記リードフレーム固定用テープを前記封止体から剥離する工程と、を含み、
    さらに、前記(d)工程は、
    (d−1)前記共振回路の共振周波数を測定する工程と、
    (d−2)測定された前記共振周波数が目的とする共振周波数と一致するように、前記アンテナコイルに接続する前記第1導電体および/または前記第2導電体の位置を決定する工程と、を含む。

    前記一実施の形態によれば、RFIDタグの小型化を損なうことなく、共振周波数の調整を行うことができる。

    また、前記一実施の形態によれば、RFIDタグの小型化を推進することができる。

    また、前記一実施の形態によれば、RFIDタグの製造コストを低減することができる。

    実施の形態1のRFIDタグの斜視図である。

    実施の形態1のRFIDタグの断面図である。

    実施の形態1のRFIDタグを裏面側から見た透過斜視図である。

    (a)、(b)は、実施の形態1の共振周波数調整方法を説明する概念図である。

    実施の形態1のRFIDタグの製造に用いる半導体ウエハの平面図である。

    (a)は、実施の形態1のRFIDタグの製造に用いる母型の平面図、(b)は、(a)のA−A線断面図である。

    (a)は、実施の形態1のRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、実施の形態1のRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図7(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図7(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図8(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図8(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図9(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図9(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図10(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図10(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図11(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図11(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    図12(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部拡大断面図である。

    (a)は、実施の形態2のRFIDタグの製造に用いるリードフレームの平面図、(b)は、(a)のB−B線断面図である。

    実施の形態2のRFIDタグの製造に用いる半導体ウエハの平面図である。

    (a)は、実施の形態2のRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、実施の形態2のRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図16(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図16(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図17(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図17(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    (a)は、図18(a)に続くRFIDタグの製造方法を説明する平面図、(b)は、図18(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部断面図である。

    図19(b)に続くRFIDタグの製造方法を説明する要部拡大断面図である。

    (a)は、実施の形態2のRFIDタグの平面図、(b)は、実施の形態2のRFIDタグの要部断面図である。

    実施の形態2のRFIDタグの製造に用いるリードフレームの別例を示す平面図である。

    図22に示すリードフレームを用いた実施の形態2のRFIDタグの製造方法を説明する平面図である。

    実施の形態2のRFIDタグの製造に用いるリードフレームの別例を示す平面図である。

    実施の形態2のRFIDタグの製造に用いるリードフレームの別例を示す平面図である。

    実施の形態2のRFIDタグの製造に用いるリードフレームの別例を示す平面図である。

    アンテナコイルの平面パターンの別例を示す平面図である。

    以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付したり、断面図であってもハッチングを省略したりする場合がある。

    (実施の形態1)
    図1は、本実施の形態のRFIDタグの斜視図、図2は、このRFIDタグの断面図、図3は、このRFIDタグを裏面側から見た透過斜視図である。

    本実施の形態のRFIDタグ10は、952MHz〜954MHzのUHF(極超短波)を使用してデータを非接触で読み書きするUHF帯RFIDタグである。

    このRFIDタグ10は、半導体チップ11と、アンテナコイル13と、半導体チップ11およびアンテナコイル13を封止する樹脂封止体12とを備えたアンテナ一体型パッケージ構造を有しており、その外形寸法は、縦×横×高さが4mm×4mm×0.3mmと極めて小型であることが特徴である。

    樹脂封止体12に内蔵された半導体チップ11は、例えば縦×横×厚さが0.4mm×0.4mm×75μmの外形寸法を有する単結晶シリコン基板からなる。 図示は省略するが、半導体チップ11の主面には、電源用コンデンサ、整流回路、制御レジスタ、クロック回路、RFIDタグ10が取り付けられる物品に関する各種データを書き込むROM回路等のIC回路が形成されている。

    また、半導体チップ11の主面には、4個のボンディングパッド(電極パッド)14、15が形成されている。 これらのボンディングパッド14、15のうち、2個のボンディングパッド14は、上記IC回路に電気的に接続されている。 すなわち、2個のボンディングパッド14は、半導体チップ11の外部端子であり、その一方は電源端子を構成し、他方はGND端子を構成している。 また、残り2個のボンディングパッド15は、上記IC回路に電気的に接続されていないNC(ノンコネクト)端子である。

    半導体チップ11は、銀(Ag)ペースト等からなる接着剤16を介してダイパッド部17に搭載されている。 アンテナコイル13は、このダイパッド部17の周囲を周回する渦巻き状の平面パターンを有しており、その線幅/スペースは、例えば100μm/100μmである。

    アンテナコイル13の両端部はボンディングエリア13a、13bを構成している。 ボンディングエリア13a、13bの線幅は、ワイヤ(導電体)18の接続を可能とするために、渦巻き状のパターンの線幅に比べて2〜3倍広くなっている。 そして、半導体チップ11の主面に形成された2個のボンディングパッド14の一方とボンディングエリア13a、およびボンディングパッド14の他方とボンディングエリア13bは、金(Au)からなるワイヤ18によってそれぞれ電気的に接続されている。

    上記ダイパッド部17およびアンテナコイル13は、それらの一面が樹脂封止体12によって被覆され、もう一方の面が樹脂封止体12の表面に露出している。 ダイパッド部17およびアンテナコイル13は、後述する電鋳法によって形成された厚さ65μm程度の電着層からなる。

    UHF帯RFIDタグは、リーダライタから送信される952MHz〜954MHzの電磁波を使用してデータの読み書きを行う。 そのため、上記アンテナコイル13の一端部から他端部までの長さは、設計段階でのシミュレーションに基づき、952MHz〜954MHzの電磁波によって共振するように設定される。 しかし、実際に製造されるRFIDタグは、製造工程で生じるインダクタンスLや静電容量C等のばらつき、あるいはユーザの使用環境によって、その共振周波数が設計値からずれることがある。

    そのため、本実施の形態のRFIDタグ10のアンテナコイル13は、その長さが、設計段階でのシミュレーションにより算出された最適な長さよりも長く設定されている。 そして、後述するRFIDタグ10の製造工程の途中で共振周波数を測定し、測定された共振周波数が952MHz〜954MHzからずれている場合には、アンテナコイル13に接続するワイヤ18のボンディング位置を変更することによって、共振周波数の調整を行う。

    図1および図3に示すように、アンテナコイル13の両端部に設けられた一対のボンディングエリア13a、13bのうち、渦巻き状のパターンの最外周部に設けられたボンディングエリア13aは、帯状に延在する平面パターンを有している。 すなわち、ボンディングエリア13aは、帯状の平面パターンの任意の位置にワイヤ18を接続できるように構成されている。

    例えばワイヤ18の一端をボンディングエリア13aの図4(a)に示す位置に接続したときは、アンテナコイル13の実質的な長さが最大となり、アンテナコイル13のインダクタンスが大きくなるので、RFIDタグ10の共振周波数を小さくすることができる。 他方、ワイヤ18の一端をボンディングエリア13aの図4(b)に示す位置に接続したときは、アンテナコイル13の実質的な長さが短くなり、アンテナコイル13のインダクタンスが小さくなるので、RFIDタグ10の共振周波数を大きくすることができる。

    このように、本実施の形態のRFIDタグ10は、アンテナコイル13のボンディングエリア13aに接続するワイヤ18の位置を変えることによって、アンテナコイル13のインダクタンスを増減することができる。

    アンテナコイル13の長さは、例えば次のような方法で決定する。 ここでは、リーダライタから送信される電磁波の共振周波数を953MHzとし、その約0.8〜1.2倍(800〜1050MHz)の誤差範囲でRFIDタグ10の共振周波数を調整可能とする場合について説明する。

    まず、前述した式(1)から、下記の式(2)が得られる。

    式中、fは共振周波数、Lはfに対応するアンテナコイル13の長さ、Cはfに対応する静電容量である。

    次に、ボンディングエリア13aに接続するワイヤ18の位置を変えることによって、アンテナコイル13の長さをL'とした場合の共振周波数をf'、静電容量をC'とすると、L'は下記の式(3)で表される。

    このとき、アンテナコイル13の線幅/スペースおよび膜厚は一定であるので、C'はアンテナコイル13の長さL'のみに依存する。 従って、C'=(L'/L)×Cとなり、f'=(f'/f)×fとなるので、これを式(3)に代入すると、L'=(f/f')×Lが導かれる。

    従って、誤差の下限である周波数800MHzにおいて、RFIDタグ10の共振周波数を調整可能とするためには、アンテナコイル13の長さを、設計段階でのシミュレーションにより算出された最適な長さよりも1.2倍長くすればよい。 他方、誤差の上限である周波数1050MHzにおいて、RFIDタグ10の共振周波数を調整する場合には、アンテナコイル13の実質的な長さが上記最適な長さの約0.9倍となる位置にワイヤ18を接続すればよい。

    また、周波数1050MHzに対応するアンテナコイル13の長さをL''とすると、周波数に対するアンテナコイル13の長さの割合は、L'':L:L'=0.9:1:1.2=0.75:0.83:1と表される。 これから、ボンディングエリア13aに接続するワイヤ18の位置は、ボンディングエリア13a最端部からアンテナコイル13の長さの1/4の位置となる。

    なお、RFIDタグ10の共振周波数が800MHzより低い場合であっても、アンテナコイル13をさらに長くすれば共振周波数の調整は可能であるが、この場合は、RFIDタグ10の外形寸法が大きくなる。

    次に、上記のように構成された本実施の形態のRFIDタグ10の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

    図5に示す半導体ウエハ20は、前工程(ウエハプロセス)およびそれに続くダイシング工程が完了した後のものであり、複数の半導体チップ11に分割された状態になっている。

    前工程は、フォトリソグラフィー技術、CVD技術、スパッタリング技術、エッチング技術などを組み合わせて、半導体ウエハ20の複数のチップ領域(ダイシング後に半導体チップ11となる領域)のそれぞれに前述したIC回路およびボンディングパッド14、15を形成する複数の工程と、IC回路を構成する素子の良否や素子間を接続する配線の導通・非導通を判別する電気特性検査工程を含んでいる。

    また、ダイシング工程は、電気特性検査工程が完了した半導体ウエハ20の裏面を研削してその厚さを75μm程度まで薄くする工程と、研削後の半導体ウエハ20の裏面にダイシングテープ21を貼り付け、この状態で半導体ウエハ20を切断して複数の半導体チップ11に分割・個片化する工程とを含んでいる。 ダイシングテープ21は、例えば基材フィルムの表面に紫外線硬化型樹脂組成物からなる粘着剤層を形成したものである。

    このようにして半導体ウエハ20から個片化された複数の半導体チップ11は、ダイシングテープ21に保持された状態でRFIDタグ10の製造工程に搬送される。

    図6(a)は、RFIDタグ10の製造に用いる母型の平面図、図6(b)は、同図(a)のA−A線断面図である。

    母型22は、例えばSUS304のような耐腐食性の高い導電性基材からなる薄板で構成されており、その厚さは、例えば150μmである。 この母型22は、図6の二点鎖線で示すダイシングラインDLによって複数のタグ形成領域に区画されている。 一つのタグ形成領域は、母型22をダイシングラインDLに沿って切断したときに1個のRFIDタグ10となる領域である。 例えば図6に示す母型22は、ダイシングラインDLによって区画された4つのタグ形成領域を有しているので、この母型22から4個のRFIDタグ10を取得することができる。 なお、実際の母型22は、数百のタグ形成領域を有しているが、ここでは図面を見易くするために、4つのタグ形成領域を有するものを使って説明する。

    RFIDタグ10を製造するには、まず、図7に示すように、母型22の表面にフォトレジスト膜を塗布した後、フォトマスクを使った露光、および現像を行うことにより、図1〜図3に示したダイパッド部17およびアンテナコイル13に対応する開口パターンを有するフォトレジスト膜23を形成する。

    次に、上記母型22を電鋳浴(図示せず)に浸漬することにより、図8に示すように、フォトレジスト膜23の開口パターンから露出した母型22の表面に、ダイパッド部17およびアンテナコイル13を構成する電着層24を形成する。

    上記電着層24は、例えば母型22に近い側から金(Au)層、ニッケル(Ni)層、銀(Ag)層をこの順に積層した3層構造を有しており、その厚さは、65μm程度である。 このような電着層24を形成するには、例えば図7に示す母型22をシアン化金系電鋳浴に浸漬して母型22の表面に金層を形成し、次に、この母型22をスルファミン酸ニッケル系電鋳浴に浸漬して金層の表面にニッケル層を形成し、次に、この母型22をシアン化銀系電鋳浴に浸漬してニッケル層の表面に銀層を形成する。

    次に、母型22の表面のフォトレジスト膜23を除去する。 これにより、図9に示すように、母型22の表面に上記電着層24からなるダイパッド部17およびアンテナコイル13が形成される。

    次に、ダイシングテープ21に保持された半導体チップ11(図5参照)をピックアップし、図10に示すように、接着剤16を介してダイパッド部17の上面に搭載する。 半導体チップ11をダイシングテープ21から剥離する際は、あらかじめダイシングテープ21の粘着剤層に紫外線を照射し、その粘着を低下させておく。 その後、接着剤16を加熱または紫外線の照射で硬化させることにより、半導体チップ11がダイパッド部17の上面に固定される。

    次に、図11に示すように、例えば熱と超音波振動を併用したボールボンディング法を用い、半導体チップ11のボンディングパッド14の一方とアンテナコイル13のボンディングエリア13a、およびボンディングパッド14の他方とボンディングエリア13bとをワイヤ18によってそれぞれ電気的に接続する。

    アンテナコイル13のボンディングエリア13aにワイヤ18を接続する際は、RFIDタグ10の共振周波数を測定し、測定された共振周波数が952MHz〜954MHzからずれている場合には、952MHz〜954MHzとなるように、ワイヤ18のボンディング位置を決定する。

    ここでは、UHF帯測定テスタを使ってアンテナコイル13の使用条件を変化させ、周波数に対する最小動作電力を測定することによって、共振周波数を求めた。 そして、前述の式(1)から共振周波数が952MHz〜954MHzとなるアンテナコイル13の長さを算出し、ワイヤ18のボンディング位置を決定した。

    また、他の方法として、例えば800MHz±200MHzの範囲で10MHz置きに周波数をずらしたサンプルを複数用意し、最小動作電力となるサンプルからワイヤ18のボンディング位置を決定することも可能である。

    次に、図12に示すように、母型22をモールド金型(図示せず)に装着し、半導体チップ11、ワイヤ18およびアンテナコイル13を樹脂封止体12で封止する。 樹脂封止体12は、例えばシリコンフィラーを充填した熱硬化性エポキシ樹脂からなる。

    次に、図13に示すように、不要となった母型22を樹脂封止体12から剥離する。 このとき、樹脂封止体12に密着したダイパッド部17およびアンテナコイル13が母型22から剥離され、樹脂封止体12側に転写されるので、樹脂封止体12の一面にダイパッド部17およびアンテナコイル13が露出する。

    その後、図6に示したダイシングラインDLに沿って樹脂封止体12を切断・個片化することにより、図1〜図3に示した本実施の形態のRFIDタグ10が完成する。

    このように、本実施の形態によれば、RFIDタグ10の小型化を損なうことなく、共振周波数の調整を行うことができる。

    (実施の形態2)
    前述の実施の形態1では、電鋳法を用いて作製したアンテナコイル13を有するRFIDタグ10について説明したが、本実施の形態では、リードフレーム型のアンテナコイルを有するRFIDタグについて説明する。

    前述の電鋳法では、ダイパッド部17およびアンテナコイル13を構成する電着層24を母型22の表面に形成するので、母型22と電着層24との密着力が比較的強い。 そのため、アンテナコイル13を構成する渦巻き状のパターンの線幅を狭くすると、樹脂封止体12から母型22を剥離する工程(図13参照)で、アンテナコイル13の一部が母型22に付着したまま残り、樹脂封止体12側に転写されたアンテナコイル13が断線する恐れがある。 従って、電鋳法を用いてアンテナコイル13を作製する場合、その最小線幅/スペースは、100μm/100μm程度が限界である。

    これに対し、アンテナコイルをリードフレームで構成する場合は、このような問題が生じ難いので、電鋳法に比べてアンテナコイル13の線幅/スペースを狭くすることができ、ひいては樹脂封止体の外形寸法をより小さくすることができるという利点がある。 また、アンテナコイルをリードフレームで構成する場合は、電鋳法を用いてアンテナコイル13を作製する場合に比べて製造コストが安価であるという利点もある。

    図14(a)は、本実施の形態のRFIDタグの製造に用いるリードフレームの平面図、図14(b)は、同図(a)のB−B線断面図である。

    リードフレーム30Aは、例えば銅(Cu)または銅(Cu)合金からなる厚さ30μm程度の薄板で構成された矩形の外枠31と、外枠31の内側に配置された複数(ここでは3個)のアンテナコイル33とを備えている。 これらのアンテナコイル33は、吊りリード32によって外枠31に支持されている。 なお、実際のリードフレーム30Aは、外枠31の内側に数十個のアンテナコイル33を有しているが、ここでは図面を見易くするために、3個のアンテナコイル33を有するものを使って説明する。

    アンテナコイル33のそれぞれは、渦巻き状の平面パターンを有しており、その両端部はボンディングエリア33a、33bを構成している。 ここで、渦巻き状のパターンの線幅/スペースは、例えば50μm/50μmである。 また、ボンディングエリア33a、33bの線幅は、ワイヤの接続を可能とするために、渦巻き状のパターンの線幅に比べて2〜3倍広くなっている。

    アンテナコイル33の両端部に設けられた一対のボンディングエリア33a、33bのうち、渦巻き状のパターンの最外周部に設けられたボンディングエリア33aは、外枠31の一辺に沿って延在する帯状の平面パターンを有している。 すなわち、ボンディングエリア33aは、外枠31の一辺に沿った任意の位置にワイヤを接続できるように構成されている。 従って、アンテナコイル33は、前述した実施の形態1のアンテナコイル13と同様、ボンディングエリア33aに接続するワイヤの位置を調整することによって、そのインダクタンスを増減することができる。

    上記アンテナコイル33を有するリードフレーム30Aを作製するには、まず、銅(Cu)または銅(Cu)合金からなる薄板の表面にフォトレジスト膜を形成した後、フォトマスクを使った露光、および現像により、このフォトレジスト膜にアンテナコイル33に対応する開口パターンを形成する。 次に、このフォトレジスト膜をマスクに用いて薄板をウェットエッチングする。 その後、フォトレジスト膜を除去することにより、上記リードフレーム30Aが完成する。

    図15は、本実施の形態のRFIDタグの製造に用いる半導体ウエハ40の平面図である。 半導体ウエハ40は、図5に示した半導体ウエハ20と同様、前工程(ウエハプロセス)およびそれに続くダイシング工程が完了した後のものであり、複数の半導体チップ41に分割された状態になっている。

    半導体チップ41は、例えば縦×横×厚さが0.25mm×0.25mm×75μmの外形寸法を有する単結晶シリコン基板からなり、その主面には、前述した半導体チップ11と同様のIC回路(図示せず)が形成されている。

    また、半導体チップ41の主面には、4個のボンディングパッド42、43が形成されている。 これらのボンディングパッド42、43のうち、2個のボンディングパッド42は、上記IC回路に電気的に接続された外部端子であり、その一方は電源端子を構成し、他方はGND端子を構成している。 また、残り2個のボンディングパッド43は、上記IC回路に電気的に接続されていないNC端子である。

    前述した実施の形態1では、半導体ウエハ20の裏面に、基材フィルムと粘着剤層とからなるダイシングテープ21を貼り付け、この状態で半導体ウエハ20を切断して複数の半導体チップ11に分割・個片化した。 これに対し、本実施の形態では、半導体ウエハ40の裏面にダイアタッチフィルム44を貼り付け、この状態で半導体ウエハ40を切断して複数の半導体チップ41に分割・個片化する。 ダイアタッチフィルム44は、基材フィルムの表面に、例えば紫外線硬化型樹脂組成物からなる粘着剤層と接着剤層とをこの順に積層したフィルム状接着剤である。

    このようにして半導体ウエハ40から個片化された複数の半導体チップ41は、ダイアタッチフィルム44に保持された状態でRFIDタグの製造工程に搬送される。

    上記リードフレーム30Aおよび半導体チップ41を使ってRFIDタグを製造するには、まず、図16に示すように、リードフレーム30Aの裏面にリードフレーム固定用の両面粘着テープ45を貼り付ける。 この両面粘着テープ45は、基材フィルムの両面に粘着剤層を形成したものであり、リードフレーム30Aをワイヤボンディング装置のステージやモールド金型のキャビティに固定したり、半導体チップ41をリードフレーム30Aの所定位置に位置決めしたりするために使用される。

    次に、ダイアタッチフィルム44に保持された半導体チップ41(図15参照)をピックアップし、図17に示すように、リードフレーム30Aに形成されたアンテナコイル33の中心付近に位置決めする。 このとき、半導体チップ41は、アンテナコイル33の中心付近に露出した両面粘着テープ45の表面に貼り付けられる。

    半導体チップ41をダイアタッチフィルム44から剥離する際は、あらかじめダイアタッチフィルム44の粘着剤層に紫外線を照射し、その粘着力を低下させておく。 このようにすると、半導体チップ11をダイアタッチフィルム44から剥離したとき、図17に示すように、ダイアタッチフィルム44の接着剤層44Aのみが半導体チップ41の裏面に転写されるので、半導体チップ41は、この接着剤層44Aを介して両面粘着テープ45の表面に貼り付けられる。

    次に、図18に示すように、例えば前述したボールボンディング法を用い、半導体チップ41のボンディングパッド42の一方とアンテナコイル33のボンディングエリア33a、およびボンディングパッド42の他方とボンディングエリア33bとをワイヤ46によってそれぞれ電気的に接続する。

    アンテナコイル33のボンディングエリア33aにワイヤ46を接続する際は、前述した方法で共振周波数を測定し、測定された共振周波数が952MHz〜954MHzからずれている場合には、952MHz〜954MHzとなるように、ワイヤ46のボンディング位置を決定する。

    次に、図19に示すように、半導体チップ41、ワイヤ46およびアンテナコイル33を樹脂封止体47で封止し、続いて、図20に示すように、不要となった両面粘着テープ45を樹脂封止体47から剥離する。 このとき、樹脂封止体47の一面にアンテナコイル33および接着剤層44Aが露出するので、樹脂封止体47の一面に紫外線を照射して接着剤層44Aを硬化させる。 なお、樹脂封止体47の一面に露出した接着剤層44Aを目立たなくする目的で、あらかじめ接着剤層44A中に樹脂封止体47と同色(例えば黒色)の顔料を添加してもよい。 また、両面粘着テープ45を樹脂封止体47から剥離した後、樹脂封止体47の一面に露出したアンテナコイル33の腐食を防止する目的で、アンテナコイル33の表面に電解めっき法等を用いて金(Au)メッキ層を形成することが望ましい。

    その後、樹脂封止体47を切断・個片化すると共に、リードフレーム30Aの外枠31を切断・除去することにより、図21に示すような本実施の形態のRFIDタグ50が完成する。

    なお、上記リードフレーム30Aは、アンテナコイル33の中心付近に半導体チップ41を配置するスペースを設けているが、図22に示すような、半導体チップ41を配置するスペースを有しないリードフレーム30Bを使用してもよい。 この場合は、図23に示すように、リードフレーム30Bのアンテナコイル33の表面に半導体チップ41を接着する。

    このようなリードフレーム30Bを使用した場合は、アンテナコイル33の線幅/スペースを狭くしなくとも、アンテナコイル33の占有面積を小さくすることができるので、RFIDタグ50の外形寸法をさらに小さくすることができる。

    また、このようなリードフレーム30Bを使用した場合は、アンテナコイル33のボンディングエリア33aとボンディングエリア33bとの中間位置に半導体チップ41を配置することにより、半導体チップ41のボンディングパッド42とボンディングエリア33a、33bを接続するワイヤ46の長さを短くすることができる。

    このように、本実施の形態によれば、RFIDタグ50の小型化を損なうことなく、共振周波数の調整を行うことができる。

    また、本実施の形態によれば、リードフレーム型のアンテナコイル33を使ってRFIDタグ50を製造することにより、RFIDタグ50の小型化を推進することができる。 また、RFIDタグ50の製造コストを低減することができる。

    以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

    例えば前記実施の形態2では、リードフレーム30Aのアンテナコイル33の外周側端部に設けられたボンディングエリア33aを帯状の平面パターンとすることによって、共振周波数の調整を行うようにしたが、例えば図24に示すように、アンテナコイル33の中心側端部に設けられたボンディングエリア33bを帯状の平面パターンとし、このボンディングエリア33bに接続するワイヤ46の位置を変更することによって、共振周波数を調整してもよい。

    また、図25に示すように、アンテナコイル33の両端部のボンディングエリア33a、33bをそれぞれ帯状の平面パターンとし、ボンディングエリア33a、33bに接続するワイヤ46の位置をそれぞれ変更すれば、より広い周波数範囲で共振周波数を調整することができる。

    また、アンテナコイル33の線幅が十分に広い場合には、図26に示すように、アンテナコイル33のボンディングエリア33a、33bの幅を他の領域より広くしなくともワイヤのボンディングは可能であるが、前記実施の形態で説明した共振周波数の調整方法は、このようなリードフレーム30Cを使ってRFIDタグ50を製造する場合にも適用することができる。

    また、アンテナコイル33の平面パターンは、渦巻き状のパターンに限定されるものではなく、例えば図27に示すようなつづら折りパターン等、種々のパターンを採用することができる。

    図22〜図27に示した例は、リードフレーム型のアンテナコイル33を有するRFIDタグ50だけでなく、電鋳法で作製したアンテナコイル13を有する実施の形態1のRFIDタグ10にも適用できることは勿論である。

    また、前記実施の形態で説明したRFIDタグの構造ならびに共振周波数の調整方法は、952MHz〜954MHzの電磁波を使用するUHF帯RFIDタグだけでなく、例えば2.45GHz帯のマイクロ波を使用するRFIDタグや、13.56MHz帯の短波を使用するRFIDタグ等、他の周波数帯の電磁波を使用するRFIDタグに適用することもできる。

    10 RFIDタグ11 半導体チップ12 樹脂封止体13 アンテナコイル13a、13b ボンディングエリア14、15 ボンディングパッド(電極パッド)
    16 接着剤17 ダイパッド部18 ワイヤ(導電体)
    20 半導体ウエハ21 ダイシングテープ22 母型23 フォトレジスト膜24 電着層30A、30B、30C リードフレーム31 外枠32 吊りリード33 アンテナコイル33a、33b ボンディングエリア40 半導体ウエハ41 半導体チップ42、43 ボンディングパッド(電極パッド)
    44 ダイアタッチフィルム44A 接着剤層45 両面粘着テープ46 ワイヤ(導電体)
    47 樹脂封止体50 RFIDタグ

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