JP2000091473A - 電気回路の封止構造体の製造方法および該封止構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品と回路を接続した電気回路の封止構
造体の製造において、高度な製造機械や設備および工程
を必要とせず、電子部品の変化に容易に対応できるよう
な封止方法、およびそ該封止方法を用いて得られた電気
回路の封止構造体を提供すること。 【解決手段】 電子部品の寸法に適合した孔を設けた回
路基板と、支持基板とを積層する工程と、該回路基板の
上に電気回路を設ける工程と、前述の孔よりなる収容部
に電子部品を収容する工程と、収容した電子部品と前述
の電気回路を接続する工程と、回路基板上を封止剤で封
止する工程と、を備える電気回路の封止構造体の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、アン
テナ、コンデンサなどの電子部品を実装した電気回路の
封止構造体の製造方法および該方法によって製造された
電気回路の封止構造体に関する。詳しくは、電子部品の
寸法に適合した孔を設けた樹脂基板を電子部品の厚さお
よび個数に応じた枚数積層し、孔部分に電子部品を収容
した電子回路を封止する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】物品などに付与されている情報を自動的
に読み取り、識別するためのシステムとしてより大量の
情報を扱え、しかも遠隔読み出しが可能な無線周波数識
別（ＲＦＩＤ）などのＩＣカードやメモリカードは、薄
さが必要とされている。このように、極力薄いことが望
まれる電気回路の封止構造体においてフリップチップ方
式などの、種々の実装方法が用いられている。

【０００３】しかし、フリップチップ方式は、フェイス
ダウンボンディングなので位置合わせが困難であるとい
う問題が生じる。

【０００４】また、従来の封止構造体を製造するために
用いられる樹脂封止パッケージを製造するにはまず、封
止剤を所定の重量、寸法のタブレットに加工する。そし
て、タブレットを予熱し、タブレットを軟化してから予
め用意してあった金型ポットに流し入れる。そして、こ
のタブレットを金型温度に加熱して完全に液化し、キャ
ビティーに圧入する。この圧力をかけたまま時間経過に
より、樹脂系の化学反応が起こり、硬化物に変わる。こ
うして得られた成形体、つまり封止パッケージを実装済
み電気回路に接着して、封止構造体が製造される。

【０００５】しかし、モールドを用いて固形体として得
られる封止パッケージを用いると、樹脂が電気回路にま
んべんなく行きわたるように、樹脂厚を余分にとる必要
があり、薄型の封止構造体を得ることが難しいという問
題がでてくる。

【０００６】また、ＩＣカードやメモリカードは半導体
素子やアンテナ、抵抗、コンデンサ、電池など大きさや
厚さがそれぞれ異なる部品を含む場合があり、それらを
回路に接続し、１つのカードに収めるのには、高度な技
術が必要になる。

【０００７】従来の方法では高度な生産機械、装置を必
要とするばかりか、その生産工程は複雑でありかつその
ような工程を経てできた製品は、非常に高価なものとな
る。さらに、従来通りモールドを用いて固形体として封
止パッケージを得ると、電子部品の配置が変わったり、
電子部品の寸法が変わる度に金型を変えなければならな
い。実際に、電子部品は製造する企業および時代によっ
て多種多様に変化する。

【０００８】上記の問題を解決する方法として、複数の
熱可塑性樹脂板の間に電子タグの部品群を挟んで重ね、
これらを熱プレス機に固定された金型内にセットし、所
定の加熱条件下で加圧することで、熱可塑性樹脂板を溶
融せしめ、電子タグの製品群と一体化し、成形する方法
がある。しかしながら、このような方法は、熱可塑性樹
脂板を溶融させるのに一般の樹脂の融点以上である、１
５０℃以上に加熱しなければならないため、封止構造体
内のチップあるいは電池を破裂させるおそれがある。ま
た、熱可塑性樹脂板を加熱加圧によって加工した後、金
型から取り外し、冷却する必要がある。高温からの冷却
の際、熱可塑性樹脂が著しく収縮することで、チップあ
るいは回路を破壊する問題も生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、上述の問
題点を解決するために、高度な製造機械や設備および工
程を必要とせず、容易に電子部品を実装でき、種々の寸
法の電子部品に容易に対応できるような封止方法、およ
び該封止方法を用いて得られた電子回路の封止構造体を
提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による第一の電気
回路の封止構造体の製造方法は、（１）電子部品の寸法
に適合した孔を設けた回路基板と、支持基板とを積層す
る工程と、（２）前記回路基板の上に電気回路を設ける
工程と、（３）前記孔よりなる収容部に電子部品を収容
する工程と、（４）収容した電子部品と前記電気回路を
接続する工程と、（５）前記回路基板上を封止剤で封止
する工程と、を備えている。

【００１１】また、２種類以上の電子部品を収容する場
合の本発明による第二の電気回路の封止構造体の製造方
法は、第一の方法において、前記回路基板と支持基板の
間に、電子部品の寸法に適合した孔を設けた少なくとも
１層の中間基板をさらに積層する工程を備えている。

【００１２】さらに、第一または第二の製造方法によっ
て製造されること電気回路の封止構造体を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明について以下にさらに詳細
に述べる。

【００１４】ここでいう電子部品とは、半導体素子（Ｉ
Ｃチップ）、アンテナ、抵抗、コンデンサ、電池などの
電子部品ならいずれでもよい。

【００１５】第一の実施形態として、実装する電子部品
が１つの場合について、図１〜図４を参照しながら、例
示的に電子部品Ａを実装した電気回路の封止構造体を製
造する方法を説明する。

【００１６】先ず、電子部品Ａを実装するための積層基
板４を以下のように製造する。図１に示したように、厚
さが５〜２，０００μｍの支持基板１に、接着剤２を介
して回路基板３を貼り合わせる。このときの接着剤２は
縦横の長さが支持基板１の縦横の長さと同じで厚さが１
〜５００μｍである。また、回路基板３は縦横の長さが
支持基板１の縦横の長さと同じで電子部品Ａと同じ厚さ
であり、電子部品Ａの寸法に適合した孔３ａを有する。
ここでいう「電子部品の寸法に適合した孔」とは、電子
部品を収容するために最小限必要な大きさの孔、つま
り、例えば長方形の電子部品の場合はその縦と横の長さ
と同じ長さの二辺を有する長方形の孔であり、円形の電
子部品の場合はその直径と同じ直径を有する円形の孔、
またはその直径と同じ長さの一辺を有する正方形の孔で
ある。

【００１７】これらの回路基板及び支持基板の材料とし
ては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチ
レン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂、およびＡＢＳ樹脂などが挙げられる。支持基板
１と回路基板３は同じ材料を用いても、異なる材料を用
いてもよい。

【００１８】接着剤としては、ポリウレタン系、ポリア
クリル酸エステル系、シリコーン系、ポリアミド系、エ
ポキシ系、天然ゴム系、および合成ゴム系などの接着剤
が挙げられる。また、接着剤はシート状でもよいが、直
接基板間に樹脂の溶液を塗布し乾燥させる方法や、樹脂
の融液を塗布する方法等を用いることもできる。

【００１９】また、回路基板および支持基板の少なくと
も一方を熱可塑性樹脂とし、接着剤を用いず熱接着して
もよい。

【００２０】図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ′線に
沿う断面図である。

【００２１】このようにして支持基板１と回路基板３と
を貼り合わせて積層基板４が作られ、孔３ａよりなる収
容部１０１が作られる。

【００２２】次いで、図２に示したように、積層基板４
の回路基板３上に電気回路５を設ける。ここで電気回路
を設けるには印刷方法、エッチング方法、真空蒸着法な
どの慣用な方法が用いられる。

【００２３】また、電気回路は、支持基板と回路基板を
貼り合わす前に回路基板に設けておいてもよい。

【００２４】図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ′線
に沿う断面図である。

【００２５】引き続き図３に示したように、積層基板４
中の電子部品Ａを収容するための収容部１０１に電子部
品Ａを収容し、電気回路５と接続する。接続する方法と
しては、ハンダをはじめとする低融点の金属あるいは合
金で接続する方法、導電性の接着剤で接続するなど慣用
の方法が用いられる。

【００２６】図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ′線に沿う断面図である。

【００２７】次に、図４に示したように、縦横の長さが
支持基板１の縦横の長さと同じで厚さが１〜５００μｍ
である封止剤層６を、積層基板４の電気回路５のある面
に設け、５０〜２５０℃に１〜５００分間加熱して完全
に接着させる。

【００２８】図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ′線
に沿う断面図である。

【００２９】この封止剤としては、アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、およびシリコーン樹脂などが
挙げられる。また、この封止剤層は、フィルム状のもの
や別途フィルムの一面に塗布又は貼り合わせたものや、
直接積層基板４上に溶液を塗布し乾燥させたものを用い
てもよい。

【００３０】得られた電気回路の封止構造体は、実装す
る電子部品の厚さによって異なるが、典型的には０．１
〜５ｍｍである。

【００３１】ここでは電子部品Ａのみを実装している
が、電子部品Ａと同じ厚さの電子部品を追加させるのな
ら、回路基板３の孔３ａの他に追加したい電子部品の寸
法に適合した孔を追加すればよい。

【００３２】また、１枚の支持基板および回路基板に複
数の封止構造体を配置しておき、封止後、各封止構造体
を打ち抜き又は切り出してもよい。さらに、ロール状の
支持基板および回路基板を用いて封止構造体を連続して
製造してもよい。

【００３３】第二の実施形態として、実装する電子部品
の厚さが２種類ある場合について、図５〜図８を参照し
ながら、例示的に厚さの異なる電子部品Ａ′とＢ′の２
個を実装した電気回路の封止構造体を製造する方法を説
明する。ここで、Ａ′はＢ′より厚いものとする。

【００３４】まず電子部品Ａ′およびＢ′を実装するた
めの積層基板１６を以下のように製造する。図５に示し
たように、厚さが５〜２，０００μｍの支持基板１１に
接着剤１２を介して中間基板１３を貼り合わせる。この
ときの接着剤１２は縦横の長さが支持基板１１の縦横の
長さと同じで厚さが５〜２，０００μｍである。また、
中間基板１３は縦横の長さが支持基板１１の縦横の長さ
と同じであり、電子部品Ａ′の寸法に適合した孔１３ａ
を有する。

【００３５】図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶ−Ｖ′線に
沿う断面図である。

【００３６】次いで、図６に示すように、中間基板１３
と予め電気回路１７と電子部品の寸法に適合した孔１５
ａ、１５ｂを設けた回路基板１５を接着剤１４を介して
貼り合わせる。接着剤１４は、縦横の長さが支持基板１
１の縦横の長さと同じあり、中間基板１３の孔１３ａと
一致する孔を有している。回路基板１５は、縦横の長さ
が支持基板１１の縦横の長さと同じで電子部品Ｂ′と同
じ厚さであり、中間基板１３の孔１３ａと一致する孔１
５ａと新たに電子部品Ｂ′の寸法に適合した孔１５ｂを
有している。

【００３７】このようにして支持基板１１から回路基板
１５を貼り合わせて積層した積層基板１６が作られる。
この積層基板１６は、孔１３ａおよび孔１５ａよりなる
収容部１１１、孔１５ｂよりなる収容部１１２を有す
る。

【００３８】図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ′
線に沿う断面図である。

【００３９】ここでの基板材料と接着剤は、第一の実施
形態に記載したものが挙げられ、基板１１、１３、およ
び１５はそれぞれ同じ材料を用いても異なる材料を用い
てもよい。接着剤１２と１４は同じ接着剤を用いても異
なる接着剤を用いてもよい。また、接着剤は第一の実施
形態同様、シート状で用いても液体状のものを塗布して
用いてもよい。

【００４０】さらに、各基板と接着剤の厚さについて
は、各基板１３と１５、および接着剤１４を合わせた厚
さが電子部品Ａ′の厚さと同じになるようにし、回路基
板１５の厚さが電子部品Ｂ′の厚さと同じになるように
する。

【００４１】引き続き図７に示したように、積層基板１
６の収容部１１１に電子部品Ａ′を収容し、収容部１１
２に電子部品Ｂ′を収容し、それぞれの電子部品を電気
回路１７と接続する。接続方法は、第一の実施形態に記
載した通りである。

【００４２】図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩ
Ｉ′線に沿う断面図である。

【００４３】次に、図８に示したように、縦横の長さが
支持基板１１の縦横の長さと同じで厚さが１〜５００μ
ｍである封止剤層１８を、積層基板１６の電気回路１７
のある面に設け、２５〜３０℃に０．１〜６００分間加
熱して完全に接着させる。

【００４４】図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩ−Ｖ
ＩＩＩ′線に沿う断面図である。

【００４５】この封止剤は、第一の実施形態に記載した
ものが挙げられ、シート状で用いても直接積層基板１６
上に液体状で塗布して用いてもよい。

【００４６】得られた電気回路の封止構造体は、実装す
る電子部品の厚さによって異なるが、典型的には０．１
〜５ｍｍである。

【００４７】ここでは、電子部品Ａ′およびＢ′のみ実
装しているが、電子部品Ａ′と同じ厚さの電子部品を追
加させるのなら、中間基板１３と回路基板１５に追加の
電子部品の寸法に適合した孔を追加したい電子部品数設
ければよい。また、電子部品Ｂ′と同じ厚さの電子部品
を追加させるのなら、回路基板１５に追加の電子部品の
寸法に適合した孔を追加したい電子部品数設ければよ
い。

【００４８】ここでは、中間基板は先ず支持基板に積層
する方法で説明したが、先に回路基板に積層し、この積
層体を支持基板に積層しても良い。さらに、中間基板が
２層以上である場合は、予め中間基板同志を積層しても
よい。

【００４９】以上２つの形態について、つまり電子部品
が、１つの場合、および厚さの異なる２つの場合を記載
したが、厚さの異なる電子部品を３個以上実装させたい
場合も同様にして電気回路の封止構造体を得ることがで
きる。

【００５０】異なる厚さの電子部品を３個以上有すると
きは、２個の場合の積層基板の製造工程にさらに、追加
した分の電子部品（追加の電子部品はＡ′およびＢ′よ
り薄いとする）の個数分の中間基板を積層する。このと
きの追加する基板は、それぞれ一つ下の基板の孔と一致
する孔と、さらに追加した電子基板の寸法に適合した孔
を有している。そして、積層基板の一番上の基板（つま
り、回路基板）上に電気回路を設け、封止剤を貼り合わ
せて完全に接着する。

【００５１】このように、本発明の方法を用いることに
よって、電子部品の厚さや個数の組み合わせによって、
基板の枚数や厚さ、および孔の個数を変えて積層基板を
製造することができる。

【００５２】

【実施例】以下、具体的に本発明について説明する。

【００５３】（実施例１）この実施例は、第一の実施形
態の場合で、電子部品としてＩＣチップ（縦５ｍｍ、横
３ｍｍ、厚さ５０μｍ）を用いた場合を記載している。

【００５４】ポリエチレンテレフタレートフィルム製の
支持基板（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、厚さ１５０μｍ）
にポリウレタン接着剤を塗布した（厚さ１０μｍ）。

【００５５】一方、回路基板としてポリエチレンテレフ
タレートフィルム（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、厚さ５０
μｍ）の所定の位置にＩＣチップ用の孔（縦５ｍｍ、横
３ｍｍ）を施し、これを前述の支持基板上の接着剤に張
り合わせた後、１００℃に加熱圧着し、積層基板を得
た。

【００５６】次いで、前述の積層基板の回路基板表面
に、銀を主成分とした導電性インキを用いて電気回路を
印刷し、１００℃でインキを乾燥硬化し電気回路を設け
た。

【００５７】ＩＣチップを、収容部に収容した。

【００５８】次いで、ＩＣチップの接続部と電気回路と
を導電性樹脂を用いて接続した。

【００５９】液状の熱硬化性ポリウレタン樹脂からなる
封止剤樹脂を電子部品を収容した積層基板の回路基板側
に塗布（基板より１０μｍの厚さ）し、１２０℃で加熱
硬化し封止した。

【００６０】このようにして、電子部品を実装した電子
回路の封止構造体を得た。得られた電気回路の封止構造
体の厚さは、約０．２２ｍｍであった。

【００６１】（実施例２）この実施例は、第二の実施形
態の場合で、電子部品としてＩＣチップ（縦５ｍｍ、横
３ｍｍ、厚さ５０μｍ）および電池（縦３０ｍｍ，横２
０ｍｍ、厚さ３００μｍ）を用いた場合を記載してい
る。

【００６２】ポリエチレンテレフタレートフィルム製の
支持基板（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、厚さ５０μｍ）に
シート状のポリウレタン接着剤（縦８５ｍｍ、横５７ｍ
ｍ、厚さ１０μｍ）を貼り合わせた。

【００６３】一方、ポリエチレンテレフタレートフィル
ム（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、厚さ２５０μｍ）に電池
用の孔（縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ）を施し、中間基板と
し、これを前述の接着剤を介して支持基板に貼付し接着
した。

【００６４】また、他のポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、５０μｍ）の表面に
銀を主成分とした導電性インキを用いて電気回路を印刷
し、１００℃でインキを乾燥硬化し、続いてＩＣチップ
用の孔（縦５ｍｍ、横３ｍｍ）と電池用の孔（縦３０ｍ
ｍ、横２０ｍｍ）を施した回路基板を作成した。（な
お、電池用の孔は、中間基板上の電池用の孔と一致する
ように施されている。）次に、支持基板と中間基板の積
層体の中間基板側の表面に、予め電池用の孔（縦３０ｍ
ｍ、横２０ｍｍ）を施したシート状ポリウレタン接着剤
（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、厚さ１０μｍ）を貼り付
け、続いて接着剤と回路基板の電気回路を設けた面の反
対面とを貼り合わせた。

【００６５】ＩＣチップ及び電池を、各収容部にそれぞ
れ収容した。

【００６６】次いで、ＩＣチップおよび電池のそれぞれ
の接続部とループアンテナ回路および電気回路とを導電
性樹脂を用いて接続した。

【００６７】酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体
からなる封止剤樹脂（縦８５ｍｍ、横５７ｍｍ、厚さ１
５０μｍ）を積層基板と完全に重なるように合わせた
後、１００℃に加熱圧着し完全に接着せしめた。

【００６８】このようにして、電子部品を実装した電子
回路の封止構造体を得た。得られた電気回路の封止構造
体の厚さは、約０．５ｍｍであった。

【００６９】

【発明の効果】以上記載したように、本発明の電子部品
を実装した電子回路の封止構造体の製造方法は、電子部
品の大きさおよび厚さ、さらに個数などに対して、積層
する基板の厚さ、枚数および孔の設け方を変えることに
より自在に対応できるところに特徴を有するものであ
る。この本発明の方法によれば、電子部品の大きさおよ
び厚さによって、基板の成形の金型をかえるという従来
の作業に比べ、極めて容易で、かつ応用性がある。ま
た、金型を用いてパッケージを作成する場合に比べて得
られる電気回路の封止構造体の厚さは、薄いものであ
る。

【００７０】さらに、積層基板の一番上の回路基板に電
気回路を設けるため、電子部品を実装する際に電子部品
の接続部分を上向きに収容部に収容できるので、一番上
の面でしかも同一平面上で接着できるため接続も簡単で
ある。

【００７１】このようにして本発明の方法を用いると、
ＲＦＩＤカードおよびその他の電気回路の封止構造体を
迅速且つ安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第一の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程１を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ′
線に沿う断面図である。

【図２】本発明における第一の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程２を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−Ｉ
Ｉ′線に沿う断面図である。

【図３】本発明における第一の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程３を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−
ＩＩＩ′線に沿う断面図である。

【図４】本発明における第一の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程４を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−Ｉ
Ｖ′線に沿う断面図である。

【図５】本発明における第二の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程１を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ′
線に沿う断面図である。

【図６】本発明における第二の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程３を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＶＩ−Ｖ
Ｉ′線に沿う断面図である。

【図７】本発明における第二の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程４を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩ−
ＶＩＩ′線に沿う断面図である。

【図８】本発明における第二の実施形態の電子部品を実
装した電気回路の封止構造体の製造方法の工程５を示す
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩ
−ＶＩＩＩ′線に沿う断面図である。

【符号の説明】

Ａ、Ａ′、Ｂ′ ：電子部品 １、１１、 ：支持基板 ２、１２、１４ ：接着剤 ３、１５ ：回路基板 ３ａ、１３ａ、１５ａ、１５ｂ ：孔 ４、１６ ：積層基板 ５、１７ ：電気回路 ６、１８ ：封止剤層 １３ ：中間基板 １０１、１１１、１１２ ：収容部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江部 和義 東京都板橋区本町23番23号 リンテック株 式会社内 Ｆターム(参考） 2C005 MA18 NB37 PA01 PA18 PA27 QA01 4M109 AA01 BA04 CA10 CA26 DB07 EA02 EA07 EA10 EA11 EA12 GA03 5B035 AA04 BA05 BB09 CA01 CA08 CA23

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気回路の封止構造体の製造方法であっ
   て、（１）電子部品の寸法に適合した孔を設けた回路基
   板と、支持基板とを積層する工程と、（２）前記回路基
   板の上に電気回路を設ける工程と、（３）前記孔よりな
   る収容部に電子部品を収容する工程と、（４）収容した
   電子部品と前記電気回路を接続する工程と、（５）前記
   回路基板上を封止剤で封止する工程と、を備えることを
   特徴とする電気回路の封止構造体の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記回路基板と支持
   基板の間に、電子部品の寸法に適合した孔を設けた少な
   くとも１層の中間基板をさらに積層する工程を備えるこ
   とを特徴とする電気回路の封止構造体の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法によ
   って製造されることを特徴とする電気回路の封止構造
   体。