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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anbringung
eines Halbleiterchips, welches zur Herstellung eines mit elektromagnetischen
Wellen lesbaren Datenträgers
geeignet ist, der als Fluggepäckanhänger, als
Etikett für
die Verwaltung einer körperlichen
Verteilung, als Karte für
ein unbesetztes Tor und anders wirkt, und bezieht sich insbesondere
auf ein Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips, nach welchem
ein blanker Halbleiterchip auf einer Leiterplatte bei niedrigen
Kosten nach einem Flip-Chip-Anschlussverfahren angebracht werden
kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Leiterplatte
für Flip-Chip-Verbindung und
ein Verfahren zur Herstellung derselben. Außerdem bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger und
ein Verfahren zur Herstellung desselben sowie ein Elektronikkomponentenmodul
für einen
mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger.
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Für diese
Art von mit elektromagnetischen Wellen lesbarem Datenträger ist
ein Fluggepäckanhänger bekannt,
wie er beispielsweise in der
japanischen
Offenlegungsveröffentlichung
Hei. 6-243358 beschrieben ist. Es wird geschätzt, dass
der Fluggepäckanhänger für die Verwaltung
von Fluggepäck
auf einem Flughafen als Wegwerfanhänger in naher Zukunft verwendet
werden wird. Dabei kann im Falle einer weltweit tätigen Fluggesellschaft
die enorme Nachfrage wie etwa von 8,5 Millionen Stück pro Monat
von nur dieser Gesellschaft allein erwartet werden. Daher wird hinsichtlich
dieser Art von Fluggepäckanhänger die
Einführung
einer Massenfertigungstechnologie bei extrem niedrigen Kosten gewünscht.
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Der
in der Patentanmeldung offenbarte Fluggepäckanhänger wird aufgebaut, indem
ein gewundenes leitfähiges
Muster, das eine Antennenspule sein soll und IC-Komponenten, die
ein Sende- und Empfangsschaltung sein sollen, ein Speicher und Anderes
auf der einen Seite eines rechteckigen Substrats aus einem PET-Film
angebracht werden.
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Der
Körper
des Fluggepäckanhängers, der das
gewundene leitfähige
Muster, das Antennenspule sein soll, hält, lässt sich ausbilden, indem eine Kupferfolie
und Aluminiumfolie, mit denen die eine Seite des PET-Films beschichtet
ist, mit einem Ätzverfahren
selektiv geätzt
werden. Daher lässt
sich eine kontinuierliche Produktionslinie durch Roll-to-Roll (RTR) mit einem
Resistausbildungsprozess mit bekannter Photolithographietechnologie
und nachfolgendem Nassätzprozess
und Anderem ohne weiteres verwirklichen. Schaltkreiskomponenten,
wie etwa eine Sende- und Empfangsschaltung, sowie ein Speicher,
die auf dem Körper
des Fluggepäckanhängers anzubringen
sind, sind dabei in einem einzigen Chip unter Verwendung einer Halbleiterintegrationstechnologie
integriert.
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Die
Anmelder schlagen vor, dass ein blanker Halbleiterchip zunächst durch
Anbringen des blanken Halbleiterchips, der die Sende- und Empfangsschaltung,
den Speicher, die oben beschrieben wurden, und andere Teile aufbaut,
auf einem dünnen
Isolationsstück
(einer Art von Leiterplatte) zum Modul gemacht wird, wonach die
Produktivität
eines Fluggepäckanhängers erhöht wird,
indem der Elektronikkomponentenmodul auf einem PET-Film, der den Körper des
Fluggepäckanhängers aufbaut,
angebondet wird.
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Was
eine mit einer Elektronikkomponente bestückte Folie anbelangt, deren
fortschrittliches Dünnermachen
verlangt wird, wie etwa der mit dem Fluggepäckanhänger verbundene Elektronikkomponentenmodul,
wird ein Flip-Chip-Verbindungsverfahren, bei welchem ein blanker
Halbleiterchip direkt auf einer Leiterplatte angebracht ist, oftmals
vorgeschlagen.
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Ein
Beispiel für
das Flip-Chip-Verbindungsverfahren (nachfolgend Verfahren vom ersten
bekannten Typ) ist in 14 gezeigt. Bei dem Verfahren
nach dem ersten bekannten Typ wird ein vorspringender Anschluss
zum Verbinden (nachfolgend Kontakthöcker genannt) b an der (nicht
gezeigten) Bodenelektrode eines Halbleiterchips a ausgebildet, wobei,
nachdem der Kontakthöcker
b und ein Elektrodenbereich d eines Verdrahtungsmusters auf einer Leiterplatte
c positioniert sind, werden beide über ein Verbindungsmaterial
e, wie etwa Lot und leitfähige Paste,
verbunden werden.
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Bei
dem Verfahren nach dem ersten bekannten Typ wird ein Problem dahingehend
herausgestellt, dass die Herstellungskosten erhöht sind, weil (1) ein Vorgang
zum Zuführen
und Härten
des Verbindungsmaterials e zum Verbinden des Kontakthöckers b
und des Elektrodenbereichs d des Verdrahtungsmusters komplex ist,
(2) ein isolierendes Harz f, genannt Unterfüllung, zwischen dem Chip a
und der Platte c eingefüllt
ist, um so einen Kontakthöckerverbindungsabschnitt
zwischen dem Kontakthöcker
b und dem Elektrodenbereich d zu versiegeln und damit Zuverlässigkeit
in der Feuchtigkeitsfestigkeit des Kontakthöckerverbindungsteils und Festigkeit
für die Anbringung
des Halbleiterchips zu erlangen, und (3) ein Vorgang zum Einfüllen und
Härten
des Isolationsharzes f, das die Unterfüllung sein soll, erforderlich ist.
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Ein
weiters Beispiel für
das Flip-Chip-Verbindungsverfahren (ein Verfahren des zweiten bekannten
Typs) ist in
15 gezeigt. Das Verfahren des zweiten
bekannten Typs wird zur Lösung
des Problems des bekannten Verfahrens des ersten Typs vorgeschlagen,
wobei ein blanker Halbleiterchip auf einer Leiterplatte unter Verwendung
einer anisotropen leitfähigen
Folie, die im
japanischen Patent
Nr. 2586154 vorgeschlagen wird, angebracht wird.
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Bei
dem Verfahren vom zweiten bekannten Typ wird eine asiotrope leitfähige Folie
g, in welcher leitfähige
Teilchen in Thermoplast- oder wärmehärtbarem
Harz verteilt sind, zwischen einen blanken Halbleiterchip a und
eine Leiterplatte c gelegt, wobei das Harz durch Thermokompressionsschweißen zum
Fließen
gebracht wird, so dass eine elektrische Verbindung in Richtung der
Dicke durch leitfähige Teilchen
h er langt wird, die zwischen einem Kontakthöcker b und einem Elektrodenbereich
d des Verdrahtungsmusters sitzen.
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Gemäß diesem
Verfahren besteht eine Wirkung darin, dass die Positionierung der
Leiterplatte mit dem Verdrahtungsmuster, wenn der Halbleiterchip
auf der Leiterplatte angebracht wird, verhältnismäßig grob durchgeführt werden
kann. Außerdem
ist die Härtzeit
des Harzes kurz, beispielsweise 10 bis 20 Sekunden, braucht ein
Dichtungsmaterial, wie etwa eine Unterfüllung, nicht verwendet werden
und lassen sich die Herstellungskosten vermindern. Andererseits
werden Probleme weiter herausgestellt wie, dass (1) die anisotrope
leitfähige
Folie g verhältnismäßig hochpreisig
ist, (2) die anisotrope leitfähige Folie
nicht für
eine Platte ohne Wärmebeständigkeit verwendet
werden kann, weil hohe Temperaturen von 200° C oder mehr für das Härten der
Folie benötigt
werden, (3) immerhin 10 bis 20 Sekunden für das Härten des Harzes benötigt werden,
wenngleich dies eine verhältnismäßig kurze
Zeit ist, und es schwierig ist, den Prozess weiter zu vereinfachen
und zu beschleunigen, und (4) die Zuverlässigkeit der Verbindung niedrig
ist, weil die elektrische Verbindung zwischen dem Kontakthöcker und
dem Verdrahtungsmuster von dem Kontakt der im Harz verteilten leitfähigen Teilchen
abhängt.
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GB 795822 beschreibt ein
Verfahren zu Herstellung einer gedruckten Schaltung durch Heißübertragung
eines Musters auf die Metallschicht eines Laminats und nachfolgendes
Freilegen des Musters so, dass die Metallschicht die Form der gewünschten Schaltung
annimmt.
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EP 0821408 beschreibt ein
Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips auf einem Substrat durch
Pressen eines auf dem Halbleiterchip ausgebildeten Kontakthöckers durch
einen erwärmten Harzfilm,
um so ein leitfähiges
Muster auf dem Substrat zu kontaktieren, nachfolgendes Legieren
des Kontakthöckers
mit dem leitfähigen
Muster und Härten
des Harzfüllers.
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JP 63-025939 beschreibt
das Verbinden eines Halbleiterchips mit einer Verdrahtung auf einem Substrat über einen
anisotropen leitfähigen
Film.
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JP 10-200231 beschreibt
das Anbringen einer Leiterplatte auf einer Folienplatte durch Erwärmen von
aus einem thermoplastischen elektrisch leitenden Klebstoff ausgebildeten
Elektroden zur Verflüssigung
der Elektroden, um so eine Verbindung zu kammartigen Leitermustern
auf der Folienplatte zu bewirken.
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Die
Erfindung wird zur Lösung
der Probleme des bekannten Flip-Chip-Verbindungsverfahrens
gemacht, und Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Anbringung eines
Halbleiterchips nach einem Flip-Chip-Verbindungsverfahren zu schaffen,
bei welchem ein Halbleiterchip auf einer Leiterplatte rasch, elektrisch
und mechanisch sicher und ferner bei niedrigen Kosten angebracht
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung
zu schaffen, die für
das oben erwähnte
Anbringungsverfahren geeignet ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Herstellung
einer Leiterplatte für
Flip-Chip-Verbindung zu schaffen, bei welchem die oben erwähnte Leiterplatte
einfach und bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit elektromagnetischen
Wellen lesbaren Datenträger
und ein Verfahren zu Herstellung desselben zu schaffen, bei welchem
ein mit elektromagnetischen Wellen lesbarer Datenträger, der
als Fluggepäckanhänger, Etikett
für die
Verwaltung einer körperlichen Verteilung,
als Karte für
ein unbesetztes Tor und Anderes wirkt, bei niedrigen Kosten massengefertigt werden
kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es auch, einen Elektronikkomponentenmodul
für einen mit
elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger zu schaffen.
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Dem
Fachmann werden ohne Weiteres eine weitere Aufgabe und die Wirkung
der Erfindung durch Bezug auf die Beschreibung von Ausführungsformen
und Anderem verständlich
sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines mit elektromagnetischen
Wellen lesbaren Datenträgers,
wie es in Anspruch 1 dargelegt ist, geschaffen.
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Ein
Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips wird hierin mit einem
Vorgang zum Zur-Seite-Drücken
einer geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung, indem ein Kontakthöcker eines
blanken Halbleiterchips auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung
unter Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem
die Thermoplastharzbeschichtung, die einen Elektrodenbereich auf
einem Verdrahtungsmuster abdeckt, erwärmt und geschmolzen ist, aufgedrückt und
der Kontakthöcker
und der Elektrodenbereich in Berührung
gebracht werden, einem Vorgang zum Verbinden des Kontakthöckers und
des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle
in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich
in Berührung
gebracht sind, und einem Vorgang zum Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen
Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips
mit einer Leiterplatte beschrieben.
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Es
ist aus der Beschreibung klar, dass in einem Zustand, in welchem
die einen Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster abdeckende Thermoplastharzbeschichtung
erwärmt
und geschmolzen ist, eine Thermoplastharzbeschichtung vorab in einem
Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster einer in der Erfindung
verwendeten Leiterplatte ausgebildet ist. Diese Beschichtung kann auch
allein einen Elektrodenbereich eines Verdrahtungsmusters abdecken
und kann auch die Gesamtoberfläche
eines Verdrahtungsmusters abdecken.
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Auch
bedeutet der Ausdruck ein Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster,
wie oben beschrieben, einen festen kleinen Bereich auf einem Verdrahtungsmuster,
welcher einen Ort für
einen Anschluss einer Elektronikkomponente und von anderem Anzuschließendem enthält. In diesem
Elektrodenbereich ist ein Teil, der allgemein Anschlussfleck genannt
wird, und Anderes auf dem Verdrahtungsmuster enthalten.
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Auch
bedeuten die Worte „erwärmt und
geschmolzen" sowohl
einen Zustand, dass die Thermoplastharzbeschichtung erwärmt und
geschmolzen ist, als auch einen Zustand, dass sie erwärmt und
in gewissem Maße
erweicht ist. Ferner ist es wünschenswert,
dass das oben beschriebene Thermoplastharz eine zufriedenstellende
Eigenschaft als Klebstoff hat.
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Gemäß einem
solchen Aufbau werden Arbeiten und Wirkung dahingehend gewonnen,
dass (1) eine sichere elektrische Leitung erreicht wird, weil die
Verbindung des Kontakthöckers
und des Elektrodenbereichs eine durch eine Ultraschallwelle verteilte Verbindung
ist, (2) die Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend ist, weil
die Verbindung mit Harz versiegelt ist, (3) die mechanische Anbringungsfestigkeit auf
Zug und Anderes hoch ist, weil der Halbleiterchip und die Leiterplatte
miteinander verbunden sind, wenn das Thermoplastharz gehärtet ist,
(4) elektrische Leitung und mechanische Verbindung gleichzeitig
in kurzer Zeit ermöglicht
werden, (5) die Herstellungskosten niedrig sind, weil ein Vorgang
für ein spezielles
Versiegeln und Verbinden sowie ein Verbindematerial nicht erforderlich
sind, und (6) die Oberfläche
der Platte niemals klebriger als beim Erwärmen erforderlich ist, weil
keine Thermoplastharzbeschichtung in einem Teil vorhanden ist, in
welchem die Oberfläche
der Platte freiliegt.
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Auch
ist die Gesamtoberfläche
des Verdrahtungsmusters der Leiterplatte für die Flip-Chip-Verbindung
gemäß der Erfindung
mit einer Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt.
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Gemäß einem
solchen Aufbau werden, da die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters
mit einer Thermoplastharzbeschichtung bedeckt ist, wenn die oben
beschriebene Leiterplatte für
das oben beschriebene Anbringungsverfahren verwendet wird, ein gesiegelter
Aufbau mit zufriedenstellender Feuchtigkeitsfestigkeit und eine
Verbindungsstruktur mit hoher Zugfestigkeit gewonnen.
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Auch
wird in einem Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung
als Ätzmaske,
die verwendet wird, wenn das Verdrahtungsmuster durch einen Ätzvorgang
ausgebildet wird, Thermoplastharz verwendet.
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Gemäß einem
solchen Aufbau ist, da eine in einem Ätzvorgang zur Ausbildung des
Verdrahtungsmusters verwendete Ätzmaske
für die
Thermoplastharzbeschichtung, die die Gesamtfläche eines leitfähigen Musters
abdeckt, verwendet wird, wie sie ist, ein spezieller Beschichtungsausbildungsvorgang nicht
erforderlich und ebenso kein großer Aufwand erforderlich, weshalb
eine Herstellung bei niedrigen Kosten verwirklicht werden kann.
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In
einem Verfahren zur Herstellung eines mit einer elektromagnetischen
Welle lesbaren Datenträgers
gemäß der Erfindung
werden der Körper
des Datenträgers,
in welchem ein eine Antennenspule aufbauendes gewundenes leitfähiges Muster
auf einem isolierenden dünnen
bzw. Folienbasismaterial gehalten wird, und ein Elektronikkomponentenmodul, bei
welchem ein blanker Halbleiterchip, welcher eine Sende- und Empfangsschaltung,
einen Speicher und anderes aufbaut, auf einem Verdrahtungsmuster
auf einer dünnen
bzw. Folienleiterplatte angebracht ist, integriert.
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Bei
dem Datenträgerherstellungsverfahren ist
hauptsächlich
ein Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls, bei
welchem der blanke Halbleiterchip auf dem Verdrahtungsmuster der
dünnen
bzw. Folienleiterplatte angebracht wird, charakteristisch.
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Das
heißt,
in dem Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls sind
ein Untervorgang zum Zur-Seite-Drücken einer geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung
durch Pressen eines Kontakthöckers
des blanken Halbleiterchips gegen die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung
unter Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem
die den Elektrodenbereich auf dem Verdrahtungsmuster abdeckende
Thermoplastharzbeschichtung erwärmt
und geschmolzen ist, und In-Berührung-Bringen
des Kontakthöckers
und eines Elektrodenbereichs, ein Untervorgang zum Verbinden des
Kontakthöckers
und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer
Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und
der Elektrodenbereich in Berührung
sind, und ein Untervorgang zum Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen
Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips
mit der Leiterplatte enthalten.
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Gemäß einem
solchen Aufbau lässt
sich der mit einer elektromagnetischen Welle lesbare Datenträger, der
als Fluggepäckanhänger, Etikett
für die Verwaltung
körperlicher
Verteilung, als Karte für
ein unbesetztes Tor und Anderes wirkt, bei niedrigen Kosten herstellen
dank solcher Wirkungen und Effekte, dass (1) eine sichere elektrische
Leitung erzielt wird, weil der Übergang
zwischen Kontakthöcker
und Elektrodenbereich ein durch eine Ultraschallwelle verteilter Übergang
ist, (2) die Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend ist, (3)
die mechanische Anbringungsfestigkeit auf Zug und Anderes hoch ist,
weil der Halbleiterchip und die Leiterplatte verbunden sind, wenn
das Thermoplastharz gehärtet
ist, (4) elektrische Leitfähigkeit
und mechanische Verbindung gleichzeitig in kurzer Zeit verwirklicht
werden, (5) die Herstellungskosten niedrig sind, weil ein Vorgang
für ein
spezielles Versiegeln und Verbinden und ein Verbindungsmaterial
nicht erforderlich sind und (6) die Oberfläche der Platte niemals mehr
klebrig als beim Erwärmen
erforderlich ist, weil keine Thermoplastharzbeschichtung in einem
Teil vorliegt, in welchem die Oberfläche der Leiterplatte freiliegt.
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Auch
ist die Gesamtoberfläche
eines Verdrahtungsmusters einer im Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung
verwendeten Leiterplatte mit einer Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt.
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Gemäß einem
solchen Aufbau werden, da die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters
mit der Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt ist, wenn die oben
erwähnte
Leiterplatte in dem Herstellungsverfahren für den Elektronikkomponentenmodul verwendet
wird, ein gesiegelter Aufbau, der in der Feuchtigkeitsfestigkeit
zufriedenstellend ist, und ein verbundener Aufbau mit hoher Zugfestigkeit
gewonnen.
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Auch
wird in dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung Thermoplastharz
als die Ätzmaske
verwendet, die verwendet wird, wenn ein Verdrahtungsmuster durch
einen Ätzvorgang
ausgebildet wird.
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Gemäß einem
solchen Aufbau ist, da die Ätzmaske,
die im Ätzvorgang
zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters verwendet wird, eine die
Gesamtoberfläche
eines Leitungsmusters so, wie sie ist, abdeckende Thermoplastharzbeschichtung
wird, ein spezieller Beschichtungsausbildungsvorgang und ein großer Aufwand
nicht erforderlich, weshalb eine Herstellung bei niedrigen Kosten
verwirklicht werden kann.
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Auch
sind in einem Verfahren zu Herstellung eines mit einer elektromagnetischen
Welle lesbaren Datenträgers
gemäß der Erfindung
der Körper
eines Datenträgers,
in welchem ein Metallfolienmuster, welches eine Antennenspule aufbaut,
auf einem dünnen
Harzbasismaterial gehalten wird, und ein Elektronikkomponentenmodul,
in welchem ein blanker Halbleiterchip, der eine Sende- und Empfangsschaltung,
einen Speicher und Anderes aufbaut, auf einem Aluminiumfolien-Verdrahtungsmuster
auf der Oberfläche
des dünnen
Harz-Basismaterials gehalten wird, integriert.
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In
dem Herstellungsverfahren für
einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger ist ein
Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls, in welchem
der blanke Halbleiterchip auf dem Aluminiumfolien-Verdrahtungsmuster
auf der Oberfläche
des dünnen
Harz-Basismaterials angebracht ist, hauptsächlich charakteristisch.
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Das
heißt,
in dem Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls sind
ein Untervorgang zum Zur-Seite-Drücken einer geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung
durch Aufdrücken eines
Kontakthöckers
des blanken Halbleiterchips auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung unter
Aufbringung einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem
die einen Elektrodenbereich auf dem Aluminiumfolienverdrahtungsmuster
abdeckende Thermoplastharzbeschichtung erwärmt und geschmolzen ist, und
In-Berührung-Bringen
des Kontakthöckers
und des Elektrodenbereichs, ein Untervorgang zum Verbinden des Kontakthöckers und
des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle
in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in
Berührung
sind, und ein Untervorgang zum Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen
Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips
mit der Leiterplatte enthalten.
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Auch
ist die Gesamtoberfläche
des Aluminiumfolien-Verdrahtungsmusters der Leiterplatte mit einer
Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt.
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Auch
wird im Herstellungsverfahren das Thermoplastharz als die Ätzmaske
verwendet, die verwendet wird, wenn das Aluminiumfolienverdrahtungsmuster
durch einen Ätzvorgang
ausgebildet wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird als Thermoplastharz Polyolefinharz oder Polyesterharz
verwendet.
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Durch
Verwendung eines solchen Harzes lassen sich Wirkungen und Effekte
wie etwa dahingehend erwarten, dass die Festigkeit gegenüber einer Chemikalie,
die für
eine Ätzmaske
zufriedenstellend ist, und eine zufriedenstellende Verbindungsfestigkeit
zwischen einem Metallhöcker
auf seiten des Halbleiterchips und einem Metallelektrodenbereich auf
seiten des Verdrahtungsmusters erzielt werden. Das heißt, Polyolefinharz
ist mit einer zufriedenstellenden Festigkeit gegenüber einem
alkalischen Ätzmittel,
wie etwa NaOH, versehen, oder Polyesterharz ist mit einer zufriedenstellenden
Festigkeit gegenüber
einem sauren Ätzmittel,
wie etwa FeCl2, versehen. Außerdem haben
diese Harze auch ausgezeichnete Klebeeigenschaften.
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Ferner
weist ein Elektronikkomponentenmodul für einen mit einer elektromagnetischen
Welle lesbaren Datenträger
gemäß der Erfindung
auf: Eine Leiterplatte mit einem Verdrahtungsmuster mit einem Elektrodenbereich
und einer Thermoplastharzbeschichtung, die den Elektrodenbereich
des Verdrahtungsmusters abdeckt; und einen auf der Leiterplatte angebrachten
Halbleiterchip, wobei der Halbleiterchip einen Kontakthöcker auf
der Seite der Leiterplatte desselben aufweist. Der Kontakthöcker des
Halbleiterchips durchdringt die Thermoplastharzbeschichtung und
verbindet direkt zum Elektrodenbereich des Verdrahtungsmusters.
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Außerdem weist
ein mit einer elektromagnetischen Welle lesbarer Datenträger gemäß der Erfindung
auf: Einen Körper
eines Datenträgers,
darin eingeschlossen ein isolierendes Basismaterial und ein auf
dem isolierenden Basismaterial gehaltenes Leitungsmuster; und einen
Elektronikkomponentenmodul, welcher eine Leiterplatte und einen
auf der Leiterplatte angebrachten Halbleiterchip enthält, wobei die
Leiterplatte ein Verdrahtungsmuster mit einem Elektrodenbereich
und eine den Elektro denbereich des Verdrahtungsmuster abdeckende
Thermoplastharzbeschichtung aufweist, wobei der Halbleiterchip einen
Kontakthöcker
auf einer Seite der Leiterplatte desselben aufweist, wobei der Kontakthöcker des Halbleiterchips
die Thermoplastharzbeschichtung durchdringt und direkt zum Elektrodenbereich
des Verdrahtungsmusters verbindet, wobei der Elektronikkomponentenmodul
nach einem Verfahren hergestellt wird, welches aufweist: Erwärmen und
Schmelzen der Thermoplastharzbeschichtung der Leiterplatte; Aufpressen
des Kontakthöckers
des Halbleiterchips auf die so geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung
unter Aufbringen einer Ultraschallwelle auf den Kontakthöcker, so
dass der Kontakthöcker die
geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung durchdringt und mit dem
Elektrodenbereich in Berührung
kommt; Verbinden des Kontakthöckers
und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen der
Ultraschallwelle auf den Kontakthöcker, womit dieser mit dem
Elektrodenbereich kontaktiert wird; und Kühlen und Verfestigen der geschmolzenen
Thermoplastharzbeschichtung, um so den Halbleiterchip sicher auf
der Leiterplatte anzubringen.
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In
den Zeichnung ist bzw. sind bzw. zeigen
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1A–E jeweils
Vorgangszeichnungen zur Erläuterung
des Anbringungsverfahrens gemäß der Erfindung;
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2A–C jeweils
Erläuterungszeichnungen, die
die Einzelheiten eines Ultraschallaufbringungsvorgangs zeigen;
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3 eine
Schnittansicht, die den mit dem Verfahren gemäß der Erfindung angebrachten
Aufbau zeigt;
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4 eine
Tabelle, die die Bindefestigkeit eines Halbleiterchips und eines
Verdrahtungsmusters zeigt;
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5 eine
Vorderansicht, die ein Beispiel eines Datenträgers zeigt;
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6 eine
Schnittansicht, die einen Schichtaufbau des Körpers des Datenträgers und
eines Elektronikkomponentenmoduls zeigt;
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7A–E jeweils
Vorgangszeichnungen, die den Herstellungsvorgang für den Körper des
Datenträgers
zeigen;
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8A–E jeweils
Vorgangszeichnungen, die den Herstellungsvorgang für den Elektronikkomponentenmodul
zeigen;
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9A–B jeweils
Vorgangszeichnungen, die die Vorgänge zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls
auf dem Körper
des Datenträgers
zeigen;
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10A–C
jeweils den Herstellungsvorgang für den Körper des Datenträgers;
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11A–E
jeweils den Herstellungsvorgang des Elektronikkomponentenmoduls;
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12A–B
jeweils Vorgangszeichnungen, die einen Vorgang zur Anbringung des
Elektronikkomponentenmoduls auf dem Körper des Datenträgers zeigen;
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13 eine
Tabelle, die das Ergebnis des Feuchtigkeitsfestigkeitstests des
dünnen
Datenträgers,
auf welchen die Erfindung angewandt ist, zeigt;
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14 einen
ersten bekannten Verfahrenstyp der Flip-Chip-Verbindung; und
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15 einen
zweiten bekannten Verfahrenstyp der Flip-Chip-Verbindung.
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Unter
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen wird nachstehend eine geeignete Ausführungsform eines Halbleiterchipanbringungsverfahrens
gemäß der Erfindung
im Einzelnen beschrieben.
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Wie
oben beschreiben wird das Halbleiterchipanbringungsverfahren gemäß der Erfindung
vorgesehen mit: 1) einem Vorgang zum Zur-Seite-Drücken einer erwärmten und
geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung, die einen Elektrodenbereich auf
einem Verdrahtungsmuster abdeckt, durch Aufpressen eines Kontakthöckers eines
blanken Halbleiterchips auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung
un ter Aufbringung einer elektromagnetischen Welle, um so den Kontakthöcker mit
dem Elektrodenbereich in Berührung
zu bringen; 2) einem Vorgang zur Verbindung des Kontakthöckers und
des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle
in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in
Berührung
sind; und 3) einem Vorgang zur Abkühlung und Verfestigung des
geschmolzenen Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des
blanken Halbleiterchips mit einer Leiterplatte.
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Eine
Folge von Vorgängen,
darin eingeschlossen ein solches Anbringungsverfahren, ist in einer
in den 1A–E gezeigten Vorgangszeichnung
in groben Zügen
gezeigt. In dieser Folge von Vorgängen ist ein Metallfolienlaminations-Herstellungsvorgang
(A), ein Ätzmaskendruckvorgang
(B), ein Ätzvorgang
zur Ausbildung eines Verdrahtungsmusters (C), ein Ultraschallanbringungsvorgang
(D) und ein Bindevorgang (E) enthalten. Einzelheiten der Vorgänge werden
nachstehend der Reihe nach beschrieben.
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Metallfolienlaminations-Herstellungsvorgang
(A)
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In
diesem Vorgang wird eine Al-PET-Laminierung 1, welche das
Ausgangsmaterial einer dünnen
Leiterplatte ist, hergestellt. Beispielsweise wird die Al-PET-Laminierung 1 in
einem Vorgang zur Laminierung einer Hartaluminiumfolie 3 mit
einer Dicke von 35 μm
auf die eine Seite (die obere Seite in 1A) eines
PET-Films 2 mit einer Dicke von 35 μm über einen Urethanklebstoff
und zum thermischen Verbinden derselben unter Bedingungen einer Temperatur
von 150°C
und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 MPa)
hergestellt.
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Ätzmaskendruckvorgang
(B)
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In
diesem Vorgang wird ein Ätz-Resistmuster 4 in
der Form eines benötigten
Verdrahtungsmusters auf der Oberfläche der Hartaluminium folie 3 der Al-PET-Schichtung 1 ausgebildet.
Beispielsweise wird das Resistmuster 4 durch Aufbringen
eines Polyolefinthermoplastharz-Klebstoffs,
welcher bei einer Temperatur von 150°C geschmolzen wird, auf der Oberfläche der
Hartaluminiumfolie 3 mit ungefähr 4 bis 6 μm Dicke nach einem Verfahren,
wie etwa Gravur, ausgebildet. Es ist wünschenswert, dass diese Dicke
gemäß der Größe und der
Form eines Kontakthöckers
eines angebrachten blanken Chips variiert wird.
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Ätzvogang
(C)
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In
diesem Vorgang wird ein aus der Hartaluminiumfolie 3 aufgebautes
Verdrahtungsmuster 6 durch Entfernen eines aus dem Ätz-Resistmuster 4 freigelegten
Aluminiumfolienteils 5 nach einem bekannten Ätzvorgang
ausgebildet. Beispielsweise wird das Verdrahtungsmuster 6 ausgebildet,
indem der aus dem Ätz-Resistmuster 4 freigelegte
Aluminiumfolienteil 5 NaOH (120 g/l), das als Ätzmittel
verwendet wird, unter einer Bedingung einer Temperatur von 50°C ausgesetzt
wird. Das aus der Hartaluminiumfolie 3 aufgebaute Verdrahtungsmuster 6 erscheint
auf der Oberfläche
einer Leiterplatte 7, die in diesem Ätzvorgang gewonnen wird. Die
Gesamtoberfläche
des Verdrahtungsmusters 6 wird mit dem Polyolefinthermoplastharzklebstoff,
der für
das Ätz-Resisitmuster (eine Ätzmaske) 4 verwendet
wird, abgedeckt. Anders ausgedrückt,
wird die Oberfläche
wenigstens eines Elektrodenbereichs (eines Bereichs, der mit einem
Kontakthöcker
eines blanken Halbleiterchips, der später noch beschrieben wird,
zu verbinden ist) des Verdrahtungsmusters 6 mit einer Thermoplastharzbeschichtung 4a abgedeckt.
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Ultraschallanbringungsvorgang (D)
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In
diesem Vorgang wird ein blanker Halbleiterchip 8 auf der
Leiterplatte 7 unter Aufbringen einer Ultraschallwelle
angebracht. Dieser Vorgang enthält: (1)
einen Untervorgang (einen ersten Untervorgang) zum Zur-Seite-Drücken der
geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung 4a, indem ein
Kontakthöcker 9 des
blanken Halbleiterchips 8 auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 4a in
einem Zustand unter Aufbringen einer Ultraschallwelle aufgedrückt wird,
in welchem die Thermoplastharzbeschichtung 4a, die einen
Elektrodenbereich 10 auf dem Verdrahtungsmuster 6 abdeckt,
erwärmt
und geschmolzen ist, um so den Kontakthöcker 9 mit dem Elektrodenbereich 10 in
Berührung
zu bringen; und 2) einen Untervorgang (einen zweiten Untervorgang) zum
Verbinden des Kontakthöckers 9 und
des Elektrodenbereichs 10 in einem Zustand, in welchem
der Kontakthöcker 9 und
der Elektrodenbereich 10 miteinander in Berührung gebracht
sind, durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle.
-
Der
blanke Halbleiterchip ist als Komponente vom sogenannten Oberflächenanbringungstyp
aufgebaut. Das heißt,
der blanke Halbleiterchip 8 weist einen Körper auf,
der 150 μm
dick ist und den Kontakthöcker 9 aufweist,
welcher ein metallener Anschluss zur Verwendung ist und vom Boden
des blanken Halbleiterchips 8 abragt. In dem ersten Untervorgang
wird der Kontakthöcker
(bestehend aus Gold beispielsweise) gegen die Thermoplastharzbeschichtung 4a,
die durch Erwärmung
auf 150°C
geschmolzen ist, in einem Zustand gedrückt, in welchem eine Ultraschallwelle
aufgebracht wird. Die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 4a wird dann
zur Seite gedrückt
und aus der Position des Endes des Kontakthöckers 9 durch die
Ultraschallschwingung des Kontakthöckers 9 entfernt.
Ferner werden auch eine Oxidschicht und Anderes von der Oberfläche des
Aluminiumfolienverdrahtungsmusters 6 durch die Schwingung
mechanisch entfernt. Dadurch werden der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 miteinander
in Berührung
gebracht. In dem zweiten Untervorgang werden danach ferner der Kontakthöcker 9 und
der Elektrodenbereich 10 des Verdrahtungsmusters 6 durch
Reibungswärme durch
die Schwingung erwärmt, ein
metallener geschmolzener Teil, in welchem Atome von Gold in der Aluminiumfolie
verteilt sind, ausgebildet und die Verbindung der beiden durch eine
Ultraschallwelle abgeschlossen.
-
Der
erste und zweite Untervorgang werden durch Aufbringen einer Ultraschallschwingung
mit einer Frequenz von 63 kHz für
etwa einige Sekunden unter beispielsweise einem Druck von 0,2 kgf/mm2 (1,96 MPa), nachdem der blanke Halbleiterchip 8 an einer
bestimmten Stelle angeordnet worden ist, abgeschlossen.
-
Die
Einzelheiten des Ultraschallanbringungsvorgangs sind in einer in 2A–C gezeigten Vorgangszeichnung
wiedergegeben. In einem in 2A gezeigten
Positioniervorgang wird in einem Zustand, in welchem ein Ultraschallhorn 11 und
ein Amboss 12, die als Heiztisch verwendet werden und jeweils
mit einer Vakuumanziehungsfunktion versehen sind, einander gegenüberliegend
angeordnet sind, der blanke Chip 8, wie durch einen Pfeil 11a gezeigt,
an das Ultraschallhorn 11 und die Leiterplatte 7,
wie durch einen Pfeil 12a gezeigt, an den Amboss 12 angezogen.
In diesem Zustand werden der Kontakthöcker 9 auf seiten
des blanken Chips 8 und der Elektrodenbereich 10 des
Verdrahtungsmusters 6 auf seiten der Leiterplatte 7 positioniert,
wobei das Ultraschallhorn 11 und der Amboss 12 in
einer Horizontalrichtung relativbewegt werden. Gleichzeitig wird
die Leiterplatte 7 durch den Amboss 12 auf 150°C erwärmt.
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In
einem in 2B gezeigten Vorgang zur Entfernung
des Thermoplastharzklebstoffes, wird die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 4a durch
Pressen des Kontakthöckers 9 des
blanken Chips 8 gegen den Thermoplastharzklebstoff (die Thermoplastharzbeschichtung) 4a in
einem erwärmten
und geschmolzenen Zustand unter Aufbringen von Druck (0,1 bis 0,3
kgf/mm2 oder 0,98 bis 2,94 MPa), wie durch
einen Pfeil P gezeigt, bei Aufbringung einer Ultraschallschwingung
(63,5 kHz, 2W), wie durch einen Pfeil v gezeigt, mit dem Ultraschallhorn 11 und
dem Amboss 12 zur Seite gedrückt. Daher werden der Kontakthöcker 9 und
der Elektrodenbereich 10 miteinander in Berührung gebracht.
-
In
einem in 2C gezeigten Ultraschallverbindungsvorgang
wird ein verteilter Übergang
zwischen Metallen beschleunigt, indem ferner kontinuierlich eine
Ultraschallschwingung v aufgebracht wird, womit der Kontakthöcker 9 und
der Elektrodenbereich 10 miteinander verbunden werden.
-
Unter
Bezug erneut auf die 1A–E wird die Beschreibung fortgesetzt.
-
Verbindungsvorgang (E)
-
In
diesem Vorgang wird die Thermoplastharzbeschichtung 4a durch
natürliches
Abkühlen oder
Zwangsabkühlen
durch Wegnehmen der auf die Leiterplatte aufgebrachten Wärme von
150°C gehärtet. Der
blanke Halbleiterchip 8 und das Verdrahtungsmuster 6 sind
daher verbunden. Das heißt,
die in einem geschmolzenen Zustand zwischen dem Boden des blanken
Halbleiterchips 8 und der Leiterplatte 7 eingefüllte Thermoplastharzbeschichtung 4a wird
abgekühlt
und verfestigt, und der blanke Halbleiterchip 8 und die
Leiterplatte 7 sind fest miteinander verbunden und fixiert.
-
Der
in den Vorgängen
(A) bis (E) abgeschlossene Anbringungsaufbau ist in 3 gezeigt. Wie
in 3 gezeigt, werden gemäß diesem Anbringungsaufbau
Wirkungen und Effekte dahingehend gewonnen, dass (1) eine sichere
elektrische Leitung gewonnen wird, da der Kontakthöcker 9 und
der Elektrodenbereich 10 durch einen durch eine Ultraschallwelle
verteilten Übergang
miteinander verbunden sind, (2) die Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend
ist, weil eine Verbindung zwischen dem Kontakthöcker 9 und dem Elektrodenbereich 10 mit
Harz versiegelt ist, (3) die mechanische Anbringungsfestigkeit auf
Zug und Anderes hoch ist, weil der Halbleiterchip 8 und
die Leiterplatte 7 miteinander verbunden sind, wenn die
Thermoplastharzbeschichtung 4a gehärtet ist, (4) elektrische Leitung
und mechanisches Koppeln gleichzeitig in kurzer Zeit ermöglicht sind,
(5) die Herstellungskoten besonders niedrig sind, weil besondere
Vorgänge
zum Versiegeln und Verbinden sowie Klebstoff nicht benötigt werden,
und (6) die Oberfläche
der Platte beim Erwärmen
niemals klebriger als erforderlich ist, weil keine Thermoplastharzbeschichtung
in einem Teil vorhanden ist, in dem die Oberfläche der Leiterplatte freiliegt.
-
Die
Bindefestigkeit zwischen dem blanken Halbleiterchip 8 und
dem Verdrahtungsmuster 6 im Falle der eine Harzbeschichtung
in dieser Ausführungsform
verwendenden Anbringungsmethode ist in 4 im Vergleich
mit einem Fall, der nur eine Ultraschallverbindung verwendet, gezeigt.
Wie aus 4 deutlich wird, wird im Falle
des Anbringungsverfahrens gemäß der Erfindung
die doppelte bis dreifache Bindefestigkeit, verglichen mit dem Fall
allein einer Ultraschallverbindung, gewonnen. Es versteht sich von
selbst, dass dies daran liegt, dass der Halbleiterchip 8 und
die Leiterplatte 7 verbunden sind, wenn die Thermoplastharzbeschichtung 4a gehärtet ist.
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In
der Ausführungsform
wird der PET-Film 2 als Basismaterial, das die Laminierung 1 aufbaut, verwendet,
es kann jedoch auch ein Polyimidfilm oder Anderes anstelle des PET-Films
verwendet werden.
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Auch
kann als Material zum Ätzen
des Resist-Musters 4 Polyesterthermoplastharz anstelle
von Polyolefinharz verwendet werden. In diesem Fall wird jedoch
FeCl2 als Ätzmittel verwendet.
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Für die in 1C gezeigte
Leiterplatte 7 ist die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters 6 mit
der Thermoplastharzbeschichtung 4a bedeckt, und die Leiterplatte
kann als Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung generalisiert
werden.
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Gemäß einem
solchen Aufbau wird, da die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters 6 mit der
Thermoplastharzbeschichtung 4a bedeckt ist, wenn die Leiterplatte
für das
obige Anbringungsverfahren verwendet wird, ein gesiegelter Aufbau
mit zufriedenstellender Feuchtigkeitsfestigkeit und ein Verbindungsaufbau
mit hoher Zugfestigkeit gewonnen. Das heißt, die in der Nachbarschaft
des Elektrodenbereichs 10 auf dem Verdrahtungsmuster 6 angeordnete
Thermoplastharzbeschichtung 4a trägt hauptsächlich zur Versiegelung der
Ultraschallverbindung bei, während
die Thermoplastharzbeschichtung 4a, die in einem Teil,
ausgenommen den Elektrodenbereich, angeordnet ist, zur Verbindung
des Körpers des
Halbleiterchips 8 mit der Leiterplatte 7 beiträgt.
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Auch
wird in dem in 1B und 1C gezeigten
Leiterplattenherstellungsverfahren Thermoplastharz als Ätzmaske
verwendet, wenn das Verdrahtungsmuster durch einen Ätzvorgang
ausgebildet wird, und das Leiterplattenherstellungsverfahren lässt sich
als Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte zur Flip-Chip-Verbindung
generalisieren.
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Gemäß einem
solchen Aufbau ist, da das Material der Ätzmaske, die im Ätzvorgang
zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters verwendet wird, die Thermoplastharzbeschichtung
wird, die die Gesamtoberfläche
eines leitfähigen
Musters, wie sie ist, abdeckt, ein Beschichtungsausbildungsvorgang
nicht erforderlich und damit kein Aufwand nötig. Daher wird eine Herstellung
bei niedrigen Kosten verwirklicht.
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Schließlich werden
Wirkungen und Effekte des Halbleiterchipanbringungsverfahrens dieser Ausführungsform
gemeinsam beschrieben. Das heißt,
gemäß obigem
Anbringungsverfahren
- (1) braucht in dem Verdrahtungsmusterausbildungsvorgang
der für
den Ätzvorgang
verwendete Isolationsresist in einem weiteren Vorgang nicht abgeschält zu werden,
womit sich die Kosten vermindern lassen.
- (2) Ferner wirkt der aus Thermoplastharz bestehende Isolationsresist
als ein Klebstoff unmittelbar unter dem Halbleiterchip und die Festigkeit zur
Anbringung des Halbleiterchips durch eine Ultraschallwelle lässt sich
verstärken.
- (3) Auch kann der Rand des Kontakthöckers mit Harzmaterial versiegelt
werden, womit sich die Zuverlässigkeit
in der Feuchtigkeitsfestigkeit der Höckerverbindung verstärken lässt.
- (4) Das bei einem bekannten Verfahren für den oben erwähnten Zweck
benötigte
Harzmaterial wird nicht benötigt,
womit sich die Materialkosten vermindern lassen.
- (5) Eine sichere Verbindung zwischen Anschlüssen wird durch den durch Ultraschallschwingung verteilten Übergang
zwischen dem Höcker
und dem Verdrahtungsmuster gewonnen.
- (6) Der Ultraschallübergang,
das Schmelzen des Thermoplastharzes und das Härten des Thermoplastharzes
lassen sich innerhalb von 1 bis 2 Sekunden ausführen, womit sich die Herstellungszeit
vermindern lässt.
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Als
Nächstes
wird unter Bezug auf die 5–10C eine
Ausführungsform
eines Datenträgerherstellungsverfahrens
gemäß der Erfindung beschrieben.
Dieser Datenträger
wirkt als Fluggepäckanhänger, als
Etikett für
eine Verwaltung zur körperlichen
Verteilung, als Karte für
ein unbesetztes Tor und Anderes und kann eine elektromagnetische
Welle lesen. Dieser Datenträger
wird zusammengesetzt, indem der Körper des Datenträgers mit
einer Elektronikkomponente integriert wird. Im Körper des Datenträgers wird
ein Metallfolienmuster, das eine Spulenantenne aufbaut, auf einem
dünnen
Harzbasismaterial gehalten. In dem Elektronikkomponentenmodul ist
ein blanker Halbleiterchip, der eine Sende- und Empfangsschaltung,
einen Speicher und Anderes aufbaut, auf einem Aluminiumfolienverdrahtungsmuster
auf der Oberfläche
des dünnen
Harzbasismaterial angebracht.
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Ein
Beispiel für
die Ausführungsform
des Datenträgers
ist in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, ist
der Datenträger
DC mit dem Körper
des Datenträgers 100 und
einem Elektronikkomponentenmodul 200 versehen. In dem Körper des
Datenträgers 100 wird
ein gewähltes
Leitungsmuster (äquivalent
einer Antennenspule) 102 aus einer Kupferfolie mit einer Dicke
von 10 μm
auf der einen Seite des Polyethylenterephtalat-(PET)-Basismaterials 101 mit
einer Dicke von 25 μm
gehalten. Bei dem Elektronikkomponentenmodul 200 ist der
blanke Chip IC 202 auf der Unterseite in 5 eines
Glasepoxystücks 201 mit
einer Dicke von 70 μm
gehalten. Der Elektronikkomponentenmodul 200 ist auf dem
Körper
des Datenträgers 100 so
angebracht, dass das Stück 201 einen Umlaufleitungsfluss 102a,
der das gewundene leitfähige
Muster 102 zusammensetzt, kreuzt. Eine elektrische Verbindung
des Elektronikkomponentenmoduls 200 mit dem gewundenen
leitfähigen
Muster 102 erfolgt in einem Anschlussflecken auf der Innenseite 103 und
in einem Anschlussflecken auf der Außenseite 104 des gewählten leitfähigen Musters 102.
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Ein
Beispiel für
den Aufbau, bei welchem der Elektronikkomponentenmodul 200 angebracht
ist, ist in einer vergrößerten Schnittansicht
in 6 gezeigt. Ein Verfahren zur Herstellung des Körpers des
Datenträgers 100 und
des Elektronikkomponentenmoduls 200, die in 5 bzw. 6 gezeigt
sind, wird nachstehend Schritt für
Schritt im Einzelnen beschrieben.
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Ein
Beispiel für
den Herstellungsvorgang des eine Antennenspule aufbauenden gewundenen
leitfähigen
Musters 102 ist in den 7A–E gezeigt.
Unter Bezug auf die 7A–E wird ein Vorgang, wenn das
gewundene leitfähige
Muster 102, das eine Antennenspule sein soll, auf einer
Seite des PET-Film-Basismaterials 101 ausgebildet wird,
beschrieben.
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Vorgang A, wie in 7A gezeigt
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Zuerst
wird eine Cu-PET-Laminierung 301 hergestellt. Beispielswiese
wird eine Kupferfolie 303 mit einer Dicke von 10 μm auf die
eine Seite eines PET-Films 302 mit einer Dicke von 25 μm über einen Urethanklebstoff
auflaminiert. Diese werden dann unter einer Temperaturbedingung
von 150°C
und einem Druck von 5 kgf/cm2 (49·104 Pa) verbunden. Damit ist die Cu-PET-Laminierung 301,
bei welcher die Kupferfolie 303 mit der Oberfläche des
PET-Films 302 verbunden wird, abgeschlossen.
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Vorgang B, wie in 7B gezeigt
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Als
Nächstes
wird ein gewundenes Ätz-Resistmuster 304 auf
der Oberfläche
der Kupferfolie 303 der Cu-PET-Laminierung 301 ausgebildet.
Das heißt,
isolierende Ätz-Resisttinte
wird auf die Kupferfolie 303 unter Verwendung beispielsweise
eines Offset-Druckverfahrens so aufgedruckt, dass die isolierende Ätz-Resisttinte
eine gewundene Form mit einer Anzahl von Wicklungen, der Breite
und dem Abstand und den Innen- und Außenumfängen zur Gewinnung eines L-Werts
und eines Q-Werts,
die für
die Eigenschaften einer Wicklung benötigt werden, hat. Als Resisttinte
wird dabei eine Art verwendet, die durch Wärme oder einen aktiven Energiestrahl
gehärtet wird,
verwendet. Als aktiver Energiestrahl wird Ultraviolettstrahlung
oder ein Elektronenstrahl verwendet. Im Falle der Verwendung von
Ultraviolettstrahlung wird eine Resisttinte, die ein Photopolymerisationsmittel
enthält,
verwendet.
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Vorgang C, wie in 7C gezeigt
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Als
Nächstes
werden leitfähige Ätz-Resistmuster 305a und 305b (103 und 104 in 5)
in der Form einer benötigten
Elektrode mit leitfähiger
Tinte an einer Stelle für
einen elektrischen Anschluss an die Elektrode des Elektronikkomponentenmoduls 200 auf
der Oberfläche der
Kupferfolie 303 der Cu-PET-Laminierung 301 ausgebildet.
Diese Resistmuster 305a und 305b werden, wie in
dem oben erwähnten
Vorgang, durch Offset-Druck ausgebildet. Als Resisttinte wird ein
wärmehärtender
leitfähiger Klebstoff,
der durch Wärmebehandlung
bei 120°C
für ungefähr 20 Minuten
gehärtet
wird, verwendet. Ein Rasterdruckverfahren, das allgemein durchgeführt wird,
kann auch für
den Druck leitfähiger
Tinte in diesem Vorgang verwendet werden. Als Tintenmaterial können beispielsweise
eine Chemikalie, die durch Hinzufügen eines Photopolymerisationsmittels
zu dem Gemisch aus Ag-Teilchen und einem Thermoplastklebstoff gewonnen
ist, oder eine Lötpaste
oder Anderes verwendet werden.
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Vorgang D, wie in 7D gezeigt
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Als
Nächstes
wird ein aus den Ätz-Resistmustern 304, 305a und 305b freigelegter
Kupferfolienteil 306 unter Durchführen eines bekannten Ätzens entfernt
und ein gewundenes leitfähiges
Muster (102 in 5), das Antennenspule sein soll,
ausgebildet. In diesem Ätzvorgang
wird FeCl2 (120 g/l) als Ätzmittel
unter einer Temperaturbedingung von 50°C verwendet, womit die Kupferfolie 303 entfernt
wird. Danach kann im Allgemeinen, wenn nicht der im Vorgang B ausgebildete Ätzresist
entfernt wird, ein Elektronikkomponente nicht auf einer Schaltung,
d. h., auf einem eine Antennenspule aufbauenden gewundenen Muster
angebracht werden. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch sind, wie
in Bezug auf den Vorgang C beschrieben, leitfähige Resistmuster 305a und 305b vorgesehen
und durch die Anbringung einer Elektronikkomponente an dieser Stelle
braucht Ätzresisit
nicht entfernt zu werden. D. h., ein Vorgang zum Abschälen des Ätzresists
kann mit der Erfindung weggelassen werden. Ferner gibt es auch die
Wirkung, dass der durch isolierende Tinte ausgebildete Ätzresist 304 auch
als isolierende Schutzschicht auf der Oberfläche des Kupferfolien-Leitungsmusters wirkt.
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Vorgang E, wie in 7E gezeigt
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Schließlich wird
bei dieser Ausführungsform ein
durchlässiges
Loch 307, in welches ein später noch beschriebener konvexer
Abschnitt (ein Vergießteil 411)
des Elektronikkomponentenmoduls eingesetzt werden kann, durch einen
Pressvorgang ausgebildet. Damit ist der Körper des Datenträgers 100, in
welchem das gewundene leitfähige
Muster 308 (102), das Antennenwicklung sein soll,
auf der einen Seite des PET-Film-Basismaterials 302 (101)
gehalten wird, abgeschlossen.
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Als
Nächstes
ist ein Beispiel des Herstellungsvorgangs des Elektronikkomponentenmoduls 200 in
den 8A–E
gezeigt. Die in den 8A–E gezeigten Inhalte sind die
gleichen wie die unter Bezug auf die 1A–E beschriebenen
Inhalte mit Ausnahme, dass ein blanker Chip 408 mit Harz
in dem Vergießteil 411 in
einem abschließenden
Vorgang versiegelt wird und leitfähiger Resist 412 in
einem Elektrodenteil zur Verbindung mit dem Körper des Datenträgers 100 angeordnet
wird.
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Metallfolienlaminierungs-Herstellungsvorgang
(A)
-
In
diesem Vorgang wird eine Al-PET-Laminierung 401, welche
das Basismaterial einer dünnen Leiterplatte
ist, hergestellt. Beispielsweise wird die Al-PET-Laminierung 401 in
einem Vorgang zur Auflaminierung einer Hartaluminiumfolie 403 mit
einer Dicke von 35 μm
auf die eine Seite (die Oberseite in 8A) eines
PET-Films 402 mit einer Dicke von 25 μm über einen Urethanklebstoff
und thermisches Verbinden derselben unter einer Temperaturbedingung von
150°C und
einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 mPa) hergestellt.
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Ätzmaskendruckvorgang
(B)
-
In
diesem Vorgang wird ein Ätzresistmuster 404 in
der Form eines benötigten
Verdrahtungsmusters auf der Oberfläche der Hartalumi niumfolie 403 der
Al-PET-Laminierung 401 ausgebildet. Das Resistmuster 404 wird
beispielsweise ausgebildet, indem ein Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff,
welcher bei der Temperatur von ungefähr 150°C geschmolzen ist, auf der Oberfläche der
Hartaluminiumfolie 403 mit einer Dicke von ungefähr 4 bis
6 μm etwa
nach einem Gravurverfahren aufgebracht. Es ist wünschenswert, dass die aufgebrachte
Dicke gemäß der Größe und der
Form eines Kontakthöckers
eines angebrachten blanken Chips eingestellt wird. Außerdem werden
in diesem Vorgang leitfähige Ätzresistmuster 412a und 412b in
der Form eines benötigten
Elektrodenmusters an jeder Verbindung mit Anschlussflecken 305a und 305b des
Körpers
des Datenträgers 100 angeordnet.
Diese Resistmuster 412a und 412b werden wie in
dem oben erwähnten
Vorgang durch Offset-Druck
ausgebildet. Als Resisttinte wird ein wärmehärtender leitfähiger Klebstoff,
der durch Wärmebehandlung
bei 120°C
für ungefähr 20 Minuten
gehärtet
wird, verwendet. Für
das Drucken von leitfähiger
Tinte in diesem Vorgang kann auch ein allgemein durchgeführtes Rasterdrucken
verwendet werden. Als Tintenmaterial kann auch eine Chemikalie,
in welcher beispielsweise ein Photopolymerizationsmittel dem Gemisch
aus Ag-Teilchen und einem Thermoplastklebstoff hinzugefügt ist,
oder Lötpaste
und Anderes verwendet werden.
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Ätzvorgang
(C)
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In
diesem Vorgang wird ein Verdrahtungsmuster 406 aus Hartaluminiumfolie 403 durch
Entfernen eines Aluminiumfolienteils 405, der aus dem Ätzresistmuster 404 freiliegt,
nach einem bekannten Ätzvorgang
ausgebildet. Dieses Verdrahtungsmuster 406 wird beispielsweise
ausgebildet, indem der aus dem Ätzresistmuster 404 freigelegte
Aluminiumfolienteil 405 NaOH (120 g/l), welche ein Ätzmittel
ist, unter einer Temperaturbedingung von 50°C ausgesetzt wird. Das Verdrahtungsmuster 406 aus
Hartaluminiumfolie 403 erscheint an der Oberfläche ei ner Leiterplatte 407,
die in diesem Ätzvorgang
gewonnen wird. Auch ist die Gesamtoberfläche der Verdrahtungsmusters 404 mit
dem Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff,
der für
das Ätzresistmuster
(eine Ätzmaske) 404 verwendet
wird, bedeckt. Anders ausgedrückt,
ist die Oberfläche
wenigstens des Elektrodenbereichs (eines mit dem später noch
beschriebenen Kontakthöcker
des blanken Halbleiterchips zu verbindenden Bereichs) dieses Verdrahtungsmusters 406 mit
einer Thermoplastharzbeschichtung 404a abgedeckt.
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Ultraschallanbringungsvorgang (D)
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In
dem Vorgang wird der blanke Halbleiterchip 408 auf der
Leiterplatte 407 durch Aufbringen einer Ultraschallwelle
angebracht. Dieser Vorgang enthält:
1) einen ersten Untervorgang zum Zur-Seite-Drücken der geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung 404a durch
Aufpressen eines Kontakthöckers 409 des
blanken Halbleiterchips 408 auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a durch
Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem die
einen Elektrodenbereich 410 auf dem Verdrahtungsmuster 406 abdeckende
Thermoplastharzbeschichtung 404a erwärmt und geschmolzen ist, um
so den Kontakthöcker 409 mit
dem Elektrodenbereich 410 in Berührung zu bringen, und 2) einen
zweiten Untervorgang zum Verbinden des Kontakthöckers 409 und des
Elektrodenbereichs 410 durch kontinuierliches Aufbringen
einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker 409 und
der Elektrodenbereich 410 miteinander in Berührung gebracht
sind.
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Der
blanke Halbleiterchip 408 ist als sogenannte Komponente
vom Oberflächenanbringungstyp
aufgebaut. Das heißt,
der blanke Halbleiterchip 408 weist einen 150 μm dicken
Körper
und den Elektrodenhöcker 409 auf,
welcher ein Metallanschluss zur Verbindung ist und vom Boden des
blanken Halbleiterchips 408 abragt. In dem ersten Untervor gang
wird der Kontakthöcker
(beispielsweise aus Gold) 409 auf die Thermoplastharzbeschichtung 404a,
welche durch Erwärmen
auf 150°C
geschmolzen ist, unter Aufbringen einer Ultraschallschwingung gedrückt. Die
geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a wird dann
zur Seite gedrückt
und aus der Endposition des Kontakthöckers 409 durch die
Ultraschallschwingung des Kontakthöckers 409 entfernt.
Dadurch werden der Kontakthöcker 409 und der
Elektrodenbereich 410 miteinander verbunden. In dem zweiten
Untervorgang danach werden der Kontakthöcker 409 und der Elektrodenbereich 410 des
Verdrahtungsmusters 406 durch Reibungswärme durch die Schwingung weiter
erwärmt,
ein metallener aufgeschmolzener Teil, in welchem Goldatome in der
Aluminiumfolie verteilt sind, ausgebildet und die Ultraschallverbindung
beider abgeschlossen.
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Der
erste und der zweite Untervorgang werden abgeschlossen, indem eine
Ultraschallschwingung bei einer Frequenz von 63 kHz für ungefähr einige
Sekunden unter einem Druck von 0,2 kgf/mm2 (1,96
MPa) beispielsweise aufgebracht wird, nachdem der blanke Halbleiterchip 408 in
einer bestimmten Position angeordnet ist.
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Verbindungsvorgang (E)
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In
diesem Vorgang wird die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a durch
natürliche oder
Zwangskühlung
durch Wegnahme der auf die Leiterplatte aufgebrachten Wärme von
150°C gehärtet und
damit der Körper
des blanken Halbleiterchips und das Verdrahtungsmuster 406 miteinander
verbunden. Das heißt,
die zwischen dem Boden des blanken Halbleiterchips 408 und
der Leiterplatte 407 eingfüllte geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a wird
abgekühlt
und verfestigt, womit der blanke Halbleiterchip 408 und
die Leiterplatte 407 fest miteinander verbunden und fixiert
werden. Danach wird, wenn nötig,
der blanke Halbleiterchip 408 mit Harz nach einem bekannten
Verfahren versiegelt und der Vergießteil 411 ausgebildet.
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Als
Nächstes
wird unter Bezug auf die 9A–B ein Vorgang
zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls 200 auf
dem Körper
des Datenträgers 100 so,
dass sein isolierendes Teil 201 den kreisbahnförmigen Fluss 102a,
der das gewundene leitfähige
Muster 102 aufbaut, kreuzt und mit dem gewundenen leitfähigen Muster
getrennt auf der Innenseite und der Außenseite des gewundenen leitfähigen Musters 102 verbindet,
beschrieben.
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Vorgang A, wie in 9A gezeigt
-
Zunächst wird
der Elektronikkomponentenmodul 200 auf dem Körper des
Datenträgers 100 so angebracht,
dass die Elektronikkomponentenanbringungsseite des Elektronikkomponentenmoduls 200 und
die Leitungsmusterausbildungsseite des Körpers des Datenträgers 100 einander
gegenüberliegen
und der Elektronikkomponentenmodul 200 den kreisbahnförmigen Leitungsfluss 102a,
der das gewundene leitfähige
Muster 102 aufbaut, kreuzt. Der Vergießteil 411, der den
blanken Halbleiterchip 408, der eine Elektronikkomponente
ist, abdeckt, wird dabei in das auf seiten des Körpers des Datenträgers 100 ausgebildete
Loch 307 eingesetzt. Ferner werden die leitfähigen Resistbereiche 412a und 412b,
die mit den Kontakthöckern 409 des
blanken Chips 408 auf seiten des Elektronikkomponentenmoduls 200 verbundene
Elektrodenbereiche eines Paares von Aluminiumfolienbereichen 406 sein
sollen, über
einem Paar von leitfähigen
Resistmustern 305a und 305b auf seiten des Datenträgers 100 angeordnet.
Das heißt,
die Kupferfolienbereiche 406 auf seiten des Elektronikkomponentenmoduls 200 und
die leitfähigen
Resistmuster 305a und 305b auf Seiten des Körpers des
Datenträgers 100 liegen
jeweils über
die leitfähigen
Resistbereiche 412 einander gegenüber.
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Vorgang B, wie in 9B gezeigt
-
Als
Nächstes
werden auf 160°C
erwärmte Eindrücker 501a und 501b insbesondere
auf ein Paar von leitfähigen
Resistmustern 305a und 305b bei einem Druck von
21,7 kg für
20 Sekunden von oberhalb des Elektronikkomponentenmoduls 200 gedrückt. Dabei
wird das leitfähige
Resistmuster, welches eine Thermoplastharzbeschichtung ist, lokal
erweicht und geschmolzen und die leitfähigen Resistbereiche 412a und 412b,
die jeweils zu den Anschlussbereichen 406 des Elektronikkomponentenmoduls 200 und
der leitfähigen
Resistmuster 305a und 305b leiten, auf seiten
des Körpers
des Datenträgers 100 miteinander
verbunden und fixiert. Dabei kann die Thermoplastharzbeschichtung 404a für den Übergang
des Elektronikkomponentenmoduls 200 und des Körpers des
Datenträgers 100 verwendet werden,
wobei die Thermoplastharzbeschichtung Isolation aufrechterhält. Ferner
wird der Ätzresist 304 auf
der Oberfläche
des gewundenen leitfähigen
Musters 102 als isolierendes Material belassen. Daher wirkt
ein (nicht gezeigtes) Verdrahtungsmuster auf dem Isolationsbasismaterialstück 402 (201)
des Elektronikkomponentenmoduls 200 auch als Rückenteil,
das die Innenseite und die Außenseite
des gewundenen leitfähigen
Musters 102 anpasst. Dadurch können das gewundene leitfähige Muster 102 und der
blanke Chip 408 ohne Verwendung eines Brückenteils,
eines Rückverdrahtungsmusters
und von Anderem, wie bei einem bekannten Aufbau, elektrisch verbunden
werden.
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Als
Nächstes
wird unter Bezug auf die 10A bis 12B eine weitere Ausführungsform des Datenträgerherstellungsverfahrens
gemäß der Erfindung
beschrieben. Dieser Datenträger
wirkt auch als Fluggepäckanhänger, als
Etikett für
die Verwaltung einer körperlichen
Verteilung, als Karte für ein
unbesetztes Tor und Anderes und kann auch eine elektromagnetische
Welle lesen. Dieser Datenträger ist
auch durch In tegrieren des Körpers
eines Datenträgers
mit Elektronikkomponentenmodul auf der Oberfläche des dünnen Harzbasismaterials, wie
bei der unter Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsform,
aufgebaut. In dem Körper
des Datenträgers
wird ein Metallfolienmuster, welches eine Antennenspule aufbaut,
auf dem dünnen
Harzbasismaterial gehalten. In dem Elektronikkomponentenmodul ist ein
blanker Halbleiterchip, der eine Sende- und Empfangsschaltung, einen
Speicher und Anders aufbaut, auf einem Aluminiumfolienverdrahtungsmuster
angebracht.
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Ein
Beispiel für
den Herstellungsvorgang des in 5 gezeigten
leitfähigen
Musters 102, welches eine Antennenspule aufbaut ist, in
den 10A–C gezeigt. Unter Bezug auf
die 10A–C werden nachstehend Vorgänge, wenn
das in 5 gezeigte gewundene leitfähige Muster 102, das
eine Antennenspule sein soll, auf der einen Seite des PET-Filmbasismaterials 101,
wie in 5 gezeigt, ausgebildet ist, nachstehend beschrieben.
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Vorgang A, wie in 10A gezeigt
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Zunächst wird
ein Cu-PET-Laminationsbasismaterial 601 hergestellt. Beispielsweise
wird eine Kupferfolie mit einer Dicke von 10 μm auf die eine Seite eines PET-Films
mit einer Dicke von 25 μm über einen
Urethanklebstoff auflaminiert und unter einer Temperaturbedingung
von 150°C
und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 mPa)
thermisch verbunden bzw. angeschlossen. Hiermit ist die Cu-PET-Laminierung 601,
bei welcher die Kupferfolie 603 mit der Oberfläche des
PET-Films 602 (101) verbunden wird, abgeschlossen.
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Vorgang B, wie in 10B gezeigt
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Als
Nächstes
werden ein gewundenes Ätzresistmuster 604 und
ein Ätzresistmuster 604 in
der Form eines Anschlusses auf der Oberfläche der Kupferfolie 603 der
CU-PET-Laminierung 601 ausgebildet. Das heißt, es wird
isolierende Ätz-Resisttinte
auf die Kupferfolie unter Verwendung beispielsweise eines Offset-Druckverfahrens
so gedruckt, dass die isolierende Ätz-Resisttinte eine gewundene
Form mit der Anzahl von Windungen, der Breite, dem Abstand und den
Innen- und Außendurchmessern
zur Erzielung eines L-Werts und eines Q-Werts, die für die Eigenschaften
einer Spule erforderlich sind, hat. Als Resisttinte wird dabei eine
Art verwendet, die durch Wärme
oder einen aktiven Energiestrahl härtet. Als aktiver Energiestrahl
wird Ultraviolettstrahlung oder ein Elektronenstrahl und ggf. Ultraviolettstrahlung verwendet.
In diesem Fall wird eine Resisttinte, die einen Photopolymerisator
enthält,
verwendet.
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Vorgang C, wie in 10C gezeigt
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Ein
gewundenes leitfähiges
Muster 605 und Anschlussflecken 606a und 606b auf
den innenseitigen und außenseitigen
Umfängen,
die eine Antennenspule aufbauen, werden ausgebildet, indem ein Kupferfolienteil 603a entfernt
wird, der aus dem Ätzresistmuster 604 freiliegt,
das in dem oben erwähnten
Vorgang durch ein bekanntes Ätzen
ausgebildet ist. In diesem Ätzvorgang
wird FeCl2 (120 g/l) als Ätzmittel
unter einer Temperaturbedingung von 50°C verwendet und die erforderliche
Kupferfolie (Cu) entfernt.
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Danach
kann im Allgemeinen eine Elektronikkomponente auf einer Schaltung,
d. h., auf einer Spule nur angebracht werden, wenn der im Vorgang B
ausgebildet isolierende Ätzresist 604 entfernt
ist. Bei der Erfindung jedoch braucht der isolierende Resist 604 nicht
entfernt zu werden, da der Ätzresist, der
an zu verbindenden Teilen 606a und 606b angeordnet
ist, durch mechanische Reibung durch eine Ultraschallwelle im später beschriebenen Übergang entfernt
wird. D. h., gemäß der Erfindung
kann ein Vorgang zum Abschälen
des Ätzresist 604 weggelassen
werden. Ferner wird eine Wirkung dahingehend gewonnen, dass der Ätzresist 604 als
isolierende Schutzschicht auf der Oberfläche des Leitungsmusters 605 aus
Kupfer verwendet werden kann.
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Als
Nächstes
ist ein Beispiel für
einen Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls 200 in
den 11A–E gezeigt.
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Metallfolienlaminierungs-Herstellungsvorgang
(A)
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In
diesem Vorgang wird eine Al-PET-Laminierung 701, die das
Ausgangsmaterial für
eine dünne
Leiterplatte ist, hergestellt. Beispielsweise wird die Al-PET-Laminierung 701 in
einem Vorgang zur Auflaminierung einer Hartaluminiumfolie 703 mit
einer Dicke von 35 μm
auf die eine Seite (die Oberseite in den 11A–E) eines
PET-Films 702 mit einer Dicke von 256 μm über einen Urethanklebstoff
und thermisches Verbinden derselben unter einer Temperaturbedingung
von 150°C
und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 MPa)
hergestellt.
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Ätzmaskendruckvorgang
(B)
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In
diesem Vorgang wird ein Ätzresistmuster 704 in
der Form eines benötigten
Verdrahtungsmusters auf der Oberfläche der Hartaluminiumfolie 703 der
Al-PET-Laminierung 701 ausgebildet. Beispielsweise wird
das Resistmuster 704 ausgebildet, indem ein Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff,
welcher bei einer Temperatur von ungefähr 150°C geschmolzen ist, auf die Oberfläche der
Hartaluminiumfolie 703 mit einer Dicke von ungefähr 4 bis
6 μm nach
einem Gravurverfahren aufgebracht wird. Es ist wünschenswert, dass diese Dicke
entsprechend der Größe und der
Form eines Kontakthöckers
und eines angebrachten blanken Chips variiert.
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Ätzvorgang
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In
diesem Vorgang wird ein Verdrahtungsmuster 706 aus einer
Hartaluminiumfolie 703 durch Entfernen eines aus dem Ätzresistmuster 704 freiliegenden
Aluminiumfolienteils 705 mit einem bekannten Ätzvorgang
ausgebildet. Beispielsweise wird das Verdrahtungsmuster 706 ausgebildet,
indem der aus dem Ätzresistmuster 704 freiliegende
Aluminiumfolienteil 705 NaOH (120 g/l), welche ein Ätzmittel
ist, unter einer Temperaturbedingugn von 50°C ausgesetzt wird. Das aus der
Haraluminiumfolie 703 bestehende Verdrahtungsmuster 706 wird
auf der Oberfläche
einer Leiterplatte 707, die in diesem Ätzvorgang gewonnen wird, ausgebildet.
Die Gesamtoberfläche des
Verdrahtungsmusters 706 wird mit dem Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff
abgedeckt, der als Ätzresistmuster
(eine Ätzmaske) 704 verwendet
wird. Anders ausgedrückt,
wird die Oberfläche
wenigstens eines Elektrodenbereichs (eines Bereichs, der mit einem
Kontakthöcker
eines blanken Halbleiterchips, der später noch beschrieben wird,
zu verbinden ist) des Verdrahtungsmusters 706 mit einer
Thermoplastharzbeschichtung 704a abgedeckt.
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Ultraschallanbringungsvorgang (D)
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In
diesem Vorgang wird ein blanker Halbleiterchip 708 auf
der Leiterplatte 707 unter Anbringen einer Ultraschallwelle
angebracht. Dieser Vorgang enthält:
1) einen Untervorgang (einen ersten Untervorgang) zum Zur-Seite-Drücken der
geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung 704a, indem ein Kontakthöcker 709 des
blanken Halbleiterchips 708 unter Aufbringen einer Ultraschallwelle,
gegen die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 704a in
einem Zustand gedrückt
wird, in welchem die einen Elektrodenbereich 710 auf dem
Verdrahtungsmuster 706 abdeckende Thermoplastharzbeschichtung 704a erwärmt und
geschmolzen ist, um so den Kontakthöcker 709 mit dem Elektrodenbereich 710 in Verbindung
zu bringen; und 2) einen Untervorgang (einen zweiten Untervorgang)
zum Verbinden des Kontakthöckers 709 und
des Elektrodenbereichs 710 in einem Zustand, in welchem
der Kontakthöcker 709 und
der Elektrodenbereich 710 miteinander in Be rührung gebracht
sind, durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle.
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Der
blanke Halbleiterchip 708 ist als sogenannten Oberflächenanbringungskomponente
ausgebildet. Das heißt,
der blanke Halbleiterchip 708 weist einen Körper, der
150 μm dick
ist, und einen Kontakthöcker 709 auf,
welcher ein Metallanschluss zu Verbindung ist und vom Boden des
blanken Halbleiterchips 708 abragt. In dem ersten Untervorgang wird
der Kontakthöcker
(beispielsweise aus Gold) 709 gegen die Thermoplastharzbeschichtung 704a, welche
durch Erwärmen
auf 150°C
geschmolzen ist, unter Aufbringen einer Ultraschallwelle gedrückt. Die geschmolzene
Thermoplastharzbeschichtung 704a wird dann zur Seite gedrückt und
aus der Position des Endes des Kontakthöckers 709 durch die
Ultraschallschwingung des Kontakthöckers 709 gedrückt. Ferner
werden eine Oxidschicht und Anderes auf der Oberfläche des
Aluminiumfolienverdrahtungsmusters 706 durch die Schwingung
ebenfalls mechanisch entfernt. Dadurch werden der Kontakthöcker 709 und der
Elektrodenbereich 710 miteinander in Berührung gebracht.
In dem zweiten Untervorgang danach werden der Kontakthöcker 709 und
der Elektrodenbereich 710 des Verdrahtungsmusters 706 durch
Reibungswärme
durch die Schwingung weiter erwärmt, wird
ein metallischer aufgeschmolzener Teil, in welchem Goldatome in
der Aluminiumfolie verteilt sind, ausgebildet, und die Verbindung
beider durch eine Ultraschallwelle abgeschlossen.
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Der
erste und der zweite Untervorgang werden durch Aufbringen einer
Ultraschallschwingung einer Frequenz von 63 kHz für ungefähr einige
Sekunden unter einem Druck von beispielsweise 0,2 kgf/mm2 (1,96 MPa) nach Anordnen des blanken Halbleiterchips 708 in
einer bestimmten Stellung abgeschlossen.
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Verbindungsvorgang (E)
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In
diesem Vorgang wird die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 704a durch
natürliche Abkühlung oder
Zwangskühlung
durch Wegnahme der auf die Leiterplatte aufgebrachten Wärme von 150°C wieder
gehärtet,
und der Körper
des blanken Halbleiterchips 708 und das Verdrahtungsmuster 706 sind
miteinander verbunden. Das heißt,
die zwischen den Boden des blanken Halbleiterchips 708 und
die Leiterplatte 707 eingfüllte Thermoplastharzbeschichtung 704a in
einem geschmolzenen Zustand wird gekühlt und verfestigt, und der
blanke Halbleiterchip 708 und die Leiterplatte 707 werden
fest verbunden und fixiert. Danach wird der blanke Halbleiterchip 708 falls
nötig nach
einem bekannten Verfahren mit Harz versiegelt und ein Vergießteil 711 ausgebildet.
Damit ist ein Elektronikkomponentenmodul 707 fertig.
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Als
Nächstes
wird unter Bezug auf die 12A–B ein Vorgang
zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls 707 auf
dem Datenträger und
elektrischen Verbindung mit einer Antennenspule beschrieben. Dieser
Vorgang wird unter Verwendung einer Ultraschallschweißtechnik
durchgeführt.
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Zunächst wird
der Elektronikkomponentenmodul 707 auf dem Körper des
Datenträgers 607 in einem
so angepassten Zustand angebracht, dass zu verbindende Teile 708a und 708b auf
seiten der Elektronikkomponente und Anschlussflecken 606a und 606b,
welche auf seiten des Körpers
des Datenträgers
zu verbindende Teile sind, einander gegenüberliegen.
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Vorgang B, wie in 12B gezeigt
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Als
Nächstes
wird ein Paar von Eindrückern 801 und 802,
die integriert fallen, über
die zu verbindenden Teile 708a und 708b des Elektronikkomponentenmoduls 707 bis
zur Zeit T (ungefähr
0,5 Sekunden) unter Aufbringen der Ultraschallschwingung mit aufgebrachtem
Druck P (0,2 kgf/mm2 = 1,96 MPa) und einer
Frequenz v (40 kHz) ge drückt.
Bezugszeichen 803 und 804 bezeichnen Ambosse,
die den Eindrückern 801 und 802 gegenüberliegend
angeordnet sind.
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Allgemein
wird ein Schweißen
bewirkt, indem Atome auf einen Abstand (wenige Angström (Å)), bei
welchem eine Anziehung zwischen Atomen auf den Oberflächen von
Metallen, die miteinander zu verbinden sind, ausgeübt wird,
gebracht werden und mit den Oberflächen mit Atomen auf den Gesamtflächen, die
regelmäßig angeordnet
sind, in Berührung gebracht
werden. Da jedoch normalerweise die Oberfläche von Metall mit einer dünnen Oberflächenschicht,
wie Oxid oder absorbiertes Gas, bedeckt ist, ist eine Annäherung von
reinen Metallatomen darunter verhindert, und eine ausreichende Verbindung wird
nicht bewirkt.
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Bei
diesem Ultraschallverbindungsverfahren werden der Anschluss des
Elektronenkomponentenmoduls und der Anschluss auf seiten der Antennenspule
miteinander verbunden und fixiert, indem eine oberflächliche
Schicht durch Ultraschallschwingung nach der oben erwähnten Methode
entfernt wird, wobei die Schwingung von Atomen und die Verteilung von
Atomen weiter aktiviert wird.
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Ferner
beruht dieses Verfahren auf einem Prinzip, dass ein Verbinden realisiert
wird, indem, wie oben beschrieben eine metallene Oberflächenschicht
durch Ultraschallschwingung entfernt wird, wobei selbst dann, wenn
der Verbindungsvorgang in einem Zustand durchgeführt wird, in welchem isolierender Ätzresist 704,
welcher auf den Anschlussflecken 606a und 606b des
leitfähigen
Musters ausgebildet ist, nicht abgeschält ist, wie dies im Vorgang
(B) der 12B gezeigt ist, eine ausreichende
elektrische und mechanische Bindecharakteristik zwischen der Seite
des Elektronikkomponentenmoduls 707 und der Seite des Körpers des
Datenträgers 607 gewonnen
wird. Der dünne
Datenträger
DC (siehe 5) gemäß der Erfindung ist mit den
oben beschriebenen Vorgängen
fertiggestellt.
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In
den oben erwähnten
Ausführungsformen wird
lokal ein plastischer Fluss von Metall entsprechend dem vorstehenden
Teil bewirkt, indem Mehrfachunregelmäßigkeiten, die der Form des
aufgeschmolzenen Teils entsprechen, an der Endfläche der Ambosse 803 und 804 beispielsweise
den Eindrückern 801 und 802 gegenüber vorgesehen
werden, wobei zwischenzeitlich die Presszeit der Eindrücker 801 und 802 eingestellt
wird, und Harzschichten, die an einem Teil freiliegen, von welchem
eine Metallschicht entfernt ist, können durch Ultraschallschwingung
verschmolzen werden. Insbesondere da die mechanische Bindefestigkeit
des Elektronikkomponentenmoduls, wenn eine solche Verschmelzung
von Metall als auch eine Verschmelzung von Harz verwendet werden,
besonders verstärkt
ist, ist der Datenträger
wirkungsvoll, wenn er des öfteren
wie ein Fluggepäckanhänger und
ein Etikett für
die Verwaltung zur körperlichen
Verteilung grob behandelt wird.
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Da
der dünne
Datenträger,
der wie oben beschrieben fertig gestellt ist, ein elektromagnetisches Feld
als Lesemedium verwendet, kann er sicher in dem Halbleiterchip gespeicherte
Daten über
einen Abstand von 100 bis 1000 mm lesen, ohne durch Abstand und
Richtung beim Lesen besonders eingeschränkt zu sein, konkret, ohne
durch die Leserichtung eingeschränkt
zu sein.
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Das
Ergebnis des Feuchtigkeitsfestigkeitstests (bei einer Temperatur
von 85°C
und einer Feuchte von 85 %) des in dieser Ausführungsform hergestellten Datenträgers ist
in 13 gezeigt. Wie in 13 gezeigt,
liegt die Variation des Kommunikationsabstands nach Ablauf von 250
Stunden im Feuchtigkeitsfestigkeitstest innerhalb ± 10%.
Es wird verifiziert, dass für
eine Zuverlässigkeit
in der Feuchtigkeitsfestigkeit der Verbindung des Kontakthöckers ausreichender
Wert erreicht wird.
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Wie
aus der Beschreibung deutlich wird, kann das Halbleiterchipanbringungsverfahren
nach dem Flip-Chip-Verbindungsverfahren, bei welchem der Halbleiterchip
auf der Leiterplatte rasch, elektrisch und mechanisch sicher und
ferner bei niedrigen Kosten angebracht werden kann, vorgesehen werden.
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Auch
kann gemäß der Erfindung
ein Herstellungsverfahren für
einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger, bei
welchem der mit elektromagnetischen Wellen lesbare Datenträger, der
als Fluggepäckanhänger, als
Etikett zur Verwaltung für
eine körperliche
Verteilung, eine Karte für
ein unbesetztes Tor und anders wirkt, bei niedrigen Kosten in großer Stückzahl hergestellt
werden kann, vorgesehen werden.