半导体装置及其制造方法 【技术领域】
本发明，一般涉及半导体装置及其制造方法，尤其涉及不具有电源、将由内藏的天线线圈接收的电波转化为电力而作为电源使用并在与外部的信息处理装置之间进行电气信号收发的非接触式IC卡的结构及其制造方法。
背景技术
近年来，具有用于存储信息的半导体集成电路装置(IC)、且以非接触的状态与利用或供给信息的外部的信息处理装置进行信息收发的非接触式IC卡的方案被提出并应用了起来。该非接触式IC卡，可用作为滑雪场的运送机的次数券用卡、电车及公共汽车的次数券用卡和月票用卡、或库存品管理用标签等。当使用非接触式IC卡时，即使随时取出IC卡而不通过剪票口等读取装置，只要通过设在剪票口附近的剪票装置等的信息处理装置的附近，也可进行信息的确认及更新。
在图4中表示的就是这种非接触式IC卡(以下称为“IC卡”)的整体立体图和分解装配立体图。
如图4所示，IC卡500由2片线圈片5和6、及被夹在它们之间地基座构件7构成。例如，由塑料等材料制成的基座构件7，为了确保IC卡的某种强度而被设置在2片线圈片5和6之间。在线圈片5和6的各自表面上印刷着线圈状图形的导电层LO。各自的线圈状导电层LO通过利用弹簧等的导电构件8进行互相连接而形成天线线圈。导电构件8被装入基座构件7上形成的导电构件用孔7b中。微电脑等的电子元件4被插入安装在基座构件7上形成的元件安装用孔7a中。该电子元件4与如上所述的天线线圈电气连接。
在上述结构的IC卡中，一般不内藏有作为电源的电池。在IC卡通过设置在滑雪场等剪票口的剪票装置等的信息处理装置的附近时，用天线线圈接收从信息处理装置的发信装置送来的电波并用电子元件4对该电波进行检波通过向电容器充电而获得所需要的电力。使用该电力驱动内藏于电子元件4中的微电脑等的半导体装置可改写费用等的信息。通过将该被改写的信息发送至外部的信息处理装置，用信息处理装置确认IC卡的使用情况，只可让可使用的人及物通过、或引向规定的方向。
这样，由于可用非接触方式借助使用电波的相互通信来确认信息，故不必在每次通过剪票口等时取出IC卡后插入信息处理装置。因此，可缩短剪票时间，缓解不通畅现象。由于这样的方便性，今后，以高速公路的费用确认等的应用为起点，非接触式IC卡会在广范围的领域中被使用。
然而，在上述以往的IC卡中，在性能、成本及生产率的方面还存在下述的问题。
首先，关于性能方面，天线线圈由于仅由在线圈片5和6的表面上印刷的线圈状导电层LO的2个导电层构成，故电磁感应较弱，获得的电力较小。因此，存在着对于信息的收发信等的信息处理必需积蓄充分电力所花费的时间较长的问题。
其次，关于成本方面，为了构成天线线圈，除了线圈片5和6以外还需要基座构件7和导电构件8，故存在制造成本上升的问题。
还有，关于生产率方面，因组装导电构件8的工序是必需的，故存在有碍于提高生产率的问题。
另外，为了将2个线圈状导电层LO进行电气连接而使用弹簧等的导电构件8，故存在作为成品的IC卡的表面上必然产生凹凸的外观问题。
因此，本发明的目的在于解决上述那样的问题，提供高性能、价廉且生产率高的半导体装置，尤其是IC卡及其制造方法。
发明的公开
根据本发明的半导体装置，具有形成线圈状图形的第1导电层的第1线圈片及形成线圈状图形的第2导电层且重叠在第1线圈上的第2线圈片。
最好是，第1线圈片具有表面与背面，在其表面上形成第1导电层，第2线圈片具有表面与背面，在其表面上形成第2导电层，第2线圈片的背面被重叠在第1线圈片的表面上。
并且，最好是第1线圈片的表面与第2线圈片的背面互相粘接。
另外，最好是在第1线圈片的表面上，形成与第1导电层电气连接的第1通孔，在第2线圈片的表面上，形成与第2导电层电气连接的第2通孔。这时，通过第1线圈片与第2线圈片被重叠，连通第1通孔与第2通孔而将第1导电层与第2导电层电气连接。
通过这样被电气连接的第1导电层与第2导电层而形成天线线圈。
最好是，本发明的半导体装置是如下一种IC卡：将利用如上所述形成的天线线圈接收的电波变换成电力作为电源使用，在与外部的信息处理装置之间授受电气信号。
在本发明的半导体装置中，最好是，在第1线圈片和第2线圈片的各自中，通过第1线圈片与第2线圈片的重叠而形成连通的贯通孔。
并且，本发明的半导体装置最好还具有设置在上述贯通孔中的电子元件。
在本发明的半导体装置中，第1导电层和第2导电层最好被分别印刷在第1线圈片和第2线圈片上。
另外，本发明的半导体装置最好还具有以夹持并覆盖重叠的第1线圈片和第2线圈片的状态而设置在其上下方的上部片和下部片。
在本发明的半导体装置中，第1线圈片与第2线圈片最好用粘接剂互相接合。
在上述结构的IC卡等的半导体装置中，由于通过使各自形成线圈状图形的导电层的多个线圈片重叠而形成天线线圈，故产生更大的电磁感应。因此，可用更短的时间获得在与外部的信息处理装置之间的信息的收发信、信息的改写等处理中所必需的规定的电力。
另外，在本发明的半导体装置中，不需要将线圈状图形的导电层电气连接用的基座构件及弹簧等导电构件。因此，不需要装入线圈片以外的构件的工序，可使生产工序简化。
还有，由于不需要用于电气连接线圈状图形的导电层的弹簧等导电构件，故在作为成品的半导体装置的表面也不会产生凹凸。
因此，采用本发明的IC卡等的半导体装置，就可用更短的时间获得与以往的装置相同的电力，其结果，可减少为了获得信息的收发信及信息处理所必需的电力而受制约的距离，即可使通过的IC卡与外部的信息处理装置之间的距离减少。并且，由于可使上述生产工序简化，故可实现制造成本的降低及生产率的提高。还有，可使IC卡表面的凹凸减小。
根据本发明的半导体装置的制造方法，具有以下的工步。
(a)对在长度方向上具有间隔地排列形成许多线圈状图形的导电层、且在长度方向上具有间隔地排列形成许多送料孔的第1带状线圈片和第2带状线圈片予以准备的工步。
(b)为使第2带状线圈片附着在第1带状线圈片上而用具有与送料孔嵌合的凸起的滚筒将第1带状线圈片和第2带状线圈片拉出的工步。
(c)将拉出的第1带状线圈片与第2带状线圈片重叠的工步。
并且，本发明的半导体装置的最佳制造方法，还具有形成重叠的第1带状线圈片和第2带状线圈片贯通的电子元件安装用孔的工步。这种情况下，半导体装置的制造方法最好还具有在电子元件安装用孔中设置电子元件的工步。
还有，本发明的半导体装置的最佳制造方法还具有为夹持并覆盖重叠的第1带状线圈片和第2带状线圈片而在其上下方使带状上部片和带状下部片重叠的工步。
本发明的半导体装置的最佳制造方法，还具有从重叠的第1带状线圈片和第2带状线圈片将分别包含线圈状图形的导电层的第1线圈片与第2线圈片的重叠部分予以取出的工步。
另外，本发明的半导体装置的最佳制造方法，还具有在将第1带状线圈片和第2带状线圈片拉出的工步之前将粘接剂涂敷在第1带状线圈片和第2带状线圈片的表面上的工步。
在具有上述特点的制造方法中，由于在带状线圈片的长度方向上具有间隔地排列形成许多线圈状图形的导电层以及许多送料孔，所以在带状线圈片重叠时，通过使用具有与送料孔嵌合的凸起的滚筒就可容易而又可靠地使带状线圈片之间的位置一致。因此，由于能对IC卡等的半导体装置进行连续性生产，故可实现大批量生产。从而，可降低半导体装置的制造成本。
附图的简单说明
图1是表示本发明一实施形态的IC卡的概略结构的整体立体图和分解装配立体图。
图2是用于说明本发明一实施形态的IC卡的制造方法一例的概略工序的示图。
图3A是表示在本发明IC卡的制造方法一例中所用的带状线圈片的俯视图，图3B是其侧视图。
图4是表示以往的IC卡的概略结构的整体立体图和分解装配立体图。
实施发明的最佳形态
以下，结合附图说明本发明的一实施形态。
如图1所示，本发明半导体装置的一实施形态的IC卡100由天线部1和以夹持、覆盖该天线部1的状态在其上下方设置的上部片2及下部片3构成。天线部1由多张厚度为数百μm的合成树脂制的天圈片11、12、……1n重叠构成。在各线圈片11、12、……1n的表面上，分别用照相制版技术等印刷形成线圈状图形的导电层L1、L2、Ln。并且，在各线圈片11、12、……1n的表面上，分别用照相制版技术等形成通孔11c、12c、1nc。各通孔11c、12c、…1nc利用规定的配线图形分别与各线圈状导电层L1、L2…Ln电气连接。连通各通孔11c、12c…1nc并使用银浆料等的导电性金属浆料的多层配线技术，通过将各线圈片11、12…1n的线圈状导电层L1、L2、Ln连接成互相邻接的线圈片的线圈状导电层，而形成1个天线线圈L。
并且，在天线部1中，在各自的线圈片上形成通过使各线圈片11、12、…1n互相重叠而连通的元件安装用孔1a。在元件安装用孔1a中安装着电子元件4。天线部1的两面，用由与线圈片相同材料构成的上部片2和下部片3覆盖着。
电子元件4由可对来自IC卡外部接收的电波进行检波而获得电力及信息的同时发送信息用的微电脑及电容器等构成。以使用COB(Chip On Board)的技术直接安装的形式或使用TAB(Tape Automated Bonding)的技术装在基板上的形式将电子元件4安装在下部片3上。并且，电子元件4通过引线接合法、或在垫片上形成的焊接凸点而与天线部1的天线线圈L进行电气连接。
如上所述，在本发明一实施形态的IC卡中，天线线圈L由形成天线部1的多个线圈片11、12、…1n上分别印刷的线圈状导电层L1、L2、…Ln构成。因此，与以往的IC卡相比线圈的圈数多，可产生更强的电磁感应。
另外，由于天线部1具有将多个线圈片重叠的结构，因此具有较大的强度及柔软性。所以，天线部1可起到以往的IC卡中基座构件的作用。另外，各线圈片11、12、…1n的线圈状导电层L1、L2、…Ln通过在互相邻接的线圈片上形成的通孔而直接进行电气连接。因此，在本发明的IC卡中不需要以往的IC卡所需的基座构件及弹簧等的导电构件。
还有，在上述的IC卡的实施形态中，在需要更强的电磁感应的场合，也可以用线圈片来取代上部片2及下部片3。
下面，结合图2和图3A、图3B说明本发明IC卡制造方法的一例。
如图2所示，首先准备卷成滚筒状的带状线圈片110、120、130、…。作为各带状线圈片一例的带状线圈片110的结构详见图3A及图3B。如图3A及图3B所示，在带状线圈片110的表面上沿长度方向连续地排列形成具有间隔的线圈状导电层L1。并且，在与线圈状导电层L1电气连接的配线图形的端部形成通孔110c。线圈状导电层L1和通孔110c采用照相制版技术连续地印刷在带状线圈片110的表面上。在线圈状导电层L1的两侧，在长度方向上排列形成具有间隔的许多送料孔110b。送料孔110b用于带状线圈片110的定位及将带状线圈片110送至下一个工序。
图2所示的带状上部片20及带状下部片30也与图3A和图3B所示的带状线圈片110同样具有与送料孔110b相对应的送料孔，并被卷成滚筒状。
如图2所示，首先，将多个最好为3-5个的卷成滚筒状的带状线圈片110、120、130、…拉出，并在各自的表面上用粘接材料涂敷用滚筒41、42、43、…涂敷粘接剂。随后，用具有与带状线圈片110、120、130、…的送料孔11b(参见图3A)嵌合的凸起的滚筒31将各带状线圈片110、120、130、…拉出。而且，通过用压接滚筒32将各带状线圈片110、120、130、…压紧而使其互相重叠，从而形成天线部1(参见图1)。
接着，用夹持装置33将天线部1的上下夹住并用冲裁装置34进行冲裁。由此，图3A和图3B中用虚线围住的第1冲裁部分110a被冲出。这样，就在天线部1上形成元件安装用孔1a(参见图1)。
然后，用具有与送料孔嵌合的凸起的滚筒35将天线部1和卷成滚筒状的带状下部片30拉出，并在支承台36上安装电子元件4。
并且，同样用具有与带状线圈片、带状上部片、带状下部片各自的送料孔嵌合的凸起的滚筒37将卷成滚筒状的带状上部片20与天线部1和带状下部片30一起拉出，用压接滚筒38压紧而互相重叠。
用夹持装置39将这样连续形成的带状的IC卡的上下面夹住，用冲裁装置40冲裁。由此，图3A和图3B中用虚线围住的第2冲裁部分110d被冲出，可获得单个的IC卡100(参见图1)。
另外，作为带状线圈片110、120、130、…也可使用预先形成元件安装用孔1a的带状线圈片，就可去除在天线部1上形成元件安装用孔1a的工序。另外，在上述实施形态中，是将电子元件4配置在线圈状导电层L1、L2、…Ln内侧的，但也可配置在线圈状导电层的外侧。互相重叠的带状线圈片的个数，可根据所设计的IC卡100的厚度及收发信息及处理等所需的电力而任意设定。还有，带状线圈片110、120、130、…相互间的粘接也可采用与周围空气的湿度相应的熔接来进行。
采用上述的IC卡的制造方法，在生产本发明的IC卡时，可容易且可靠地使多个互相重叠的线圈片11、12、…1n的位置一致、及使天线部1、上部片2和下部片3之间的位置一致，并可连续性生产。
工业上利用的可能性
本发明的半导体装置是一种非接触式IC卡，例如：可作为滑雪场的运送机的次数券用卡、电车及公共汽车的次数券用卡和月票用卡、或库存品管理用标签等，用于以非接触方式与外部的信息处理装置进行信息的确认及更新的卡。