JP2001189346A - Icチップのフィルム状回路基板への接合方法及びicチップ接合体 - Google Patents
Icチップのフィルム状回路基板への接合方法及びicチップ接合体Info
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Abstract
なり、工程数を少なくすることができ、ICチップを回
路基板へ接合する接合時間を短くでき、全体として実装
タクトを削減でき、接合後の接合体が薄くすることがで
きるICチップのフィルム状回路基板への接合方法及び
ICチップ接合体を提供する。 【解決手段】 ICチップ1の電極2の金バンプ3と、
フィルム状回路基板4の電極5とを位置合わせし、その
後、ICチップの金バンプを基板の電極に押圧しつつ超
音波を印加して超音波接合させる。
Description
ルム状回路基板へ接合する接合方法及び該接合方法によ
り接合されたICチップ接合体に関する。
は、図11及び図12に示すように、異方性導電フィル
ム(ACF)26を回路基板24の電極25へ貼り付け
たのち、異方性導電フィルム26を介して、ICチップ
21の電極22のバンプ23を回路基板24の電極25
へ接合するACF接合が主流となっている。
造のものでは、異方性導電フィルム26の貼り付け工程
が必要となり、工程数が多いとともに、異方性導電フィ
ルム26を介してICチップ21を回路基板24へ接合
するため接合時間が長くなり、全体として実装タクトロ
スが発生するといった問題があった。また、異方性導電
フィルム26の分だけ接合後の接合体が厚くなり、接合
体をテーピングしてテーピングカセットにより部品供給
するとき、テープ全体の厚みが大きくなり、テープをリ
ールなどに巻き取りにくくなるといった問題もあった。
することにあって、異方性導電フィルムの貼り付け工程
が不要となり、工程数を少なくすることができるととも
に、異方性導電フィルムが不要となるためICチップを
回路基板へ接合するための接合時間を短くすることがで
き、全体として実装タクトを削減することができ、か
つ、異方性導電フィルムが無い分だけ接合後の接合体が
薄くなり、接合体をテーピングしてテーピングカセット
により部品供給するとき、テープ全体の厚みも小さくす
ることができるICチップのフィルム状回路基板への接
合方法及びICチップ接合体を提供することにある。
に、本発明は以下のように構成する。
電極の金バンプと、フィルム状回路基板の電極とを位置
合わせし、その後、上記ICチップの上記電極の上記金
バンプを上記フィルム状回路基板の上記電極に押圧しつ
つ超音波を印加して超音波接合させるようにしたことを
特徴とするICチップのフィルム状回路基板への接合方
法を提供する。
状回路基板の電極はアルミニウム電極である第1態様に
記載のICチップのフィルム状回路基板への接合方法を
提供する。
状回路基板は厚さ0.2mm以下である第1又は2態様
に記載のICチップのフィルム状回路基板への接合方法
を提供する。
状回路基板は、厚さ0.2mm以下の絶縁体基板(例え
ば:ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリ
イミド樹脂、塩化ビニル樹脂など)である第3態様に記
載のICチップのフィルム状回路基板への接合方法を提
供する。
プの上記金バンプと、上記フィルム状回路基板の上記電
極とを接合する前に、上記ICチップ又は上記フィルム
状回路基板のいずれかに接着剤を配置し、上記接合時に
上記接着剤により上記ICチップと上記フィルム状回路
基板とを接着固定するようにした第1〜4のいずれかの
態様に記載のICチップのフィルム状回路基板への接合
方法を提供する。
絶縁性の熱硬化型エポキシ系樹脂であるようにした第5
態様に記載のICチップのフィルム状回路基板への接合
方法を提供する。
状回路基板はテープ状に連続的に供給され、複数のIC
チップを上記フィルム状回路基板の複数の電極に連続的
に超音波接合するようにした第1〜6のいずれかの態様
に記載のICチップのフィルム状回路基板への接合方法
を提供する。
状回路基板は短冊状に供給され、複数のICチップを上
記フィルム状回路基板の複数の電極に連続的に超音波接
合するようにした第1〜6のいずれかの態様に記載のI
Cチップのフィルム状回路基板への接合方法を提供す
る。
ずれかの態様のICチップのフィルム状回路基板への接
合方法により上記ICチップが上記フィルム状回路基板
に接合されたICチップ接合体を提供する。
ップはICカード用のメモリである第9態様に記載のI
Cチップ接合体を提供する。
態を図面に基づいて詳細に説明する。
プのフィルム状回路基板への接合方法は、図1及び図2
に示すように、ICチップ1の電極2の金バンプ3のそ
れぞれと、フィルム状回路基板4のアルミニウム電極5
のそれぞれとを位置合わせし、その後、上記ICチップ
1の上記電極2の上記金バンプ3のそれぞれを上記フィ
ルム状回路基板4の上記電極5のそれぞれに押圧しつつ
超音波を印加して加熱し、接合部分の金バンプ3と電極
2との界面において溶融させて金属の分子間接合を行う
ことにより超音波接合させるものである。このように接
合されて製造されるICチップ接合体は、例えば、IC
カードのメモリなどに使用される。
ボンディング方法などにより金バンプ3が形成される。
厚さ0.2mm以下の薄いフィルム状回路基板であり、
具体例としては0.05mmの厚さの例えばポリエチレ
ンテレフタレート(PET)樹脂などの絶縁体基板であ
り、その表面に所定パターンの例えばアルミニウム製の
電極5が形成されている。そのようなパターンの例とし
ては、図3(A)に示すような一対の矩形の電極5a,
5aや、図3(B)に示すような一対の直角三角形の電
極5c,5cの組み合わせなどが挙げられる。図3
(A)の一対の矩形の電極5a,5aではその長手方向
の寸法DがICチップ1の一辺の寸法例えば0.1mm
以上とし、図3(B)の一対の直角三角形の電極5c,
5cではその重複領域の長手方向の寸法DがICチップ
1の一辺の寸法例えば0.1mm以上とする。なお、フ
ィルム状回路基板4の絶縁体の材質としては、ポリエチ
レンテレフタレート(PET)樹脂に限定されるもので
はなく、ポリイミド樹脂、塩化ビニル樹脂など任意の材
料を使用することができる。
されたテープ状の供給形態、所定寸法毎に切断された短
冊状の供給形態などの任意の供給方法により供給され、
供給されたフィルム状回路基板4にICチップ1が装着
されるようにしている。
状回路基板4Aの一例を図4に示す。図4では、両側に
長手方向沿いに所定間隔毎にスプロケット係合用穴4
a,…,4aが多数形成されており、この両側のスプロ
ケット係合用穴4a,…,4aに図示しない一対のスプ
ロケットが係合することにより、所定ピッチ毎にテープ
状のフィルム状回路基板4Aを供給できるようにしてい
る。幅方向に3個の電極形成領域4d,4d,4dを配
置し、各電極形成領域4dに図3(A)に示す一対の矩
形の電極5a,5aが間隔をあけて配置されている。幅
方向において隣接する電極形成領域4d,4d間の中央
部には、ピッチ検出孔4bをパターン形成(ただし、貫
通形成してもよい。)して、テープ状のフィルム状回路
基板4Aが所定ピッチ送られたことを検出できるように
している。また、長手方向において隣接する電極形成領
域4d,4d間の中央部には、認識マーク4cを形成し
て、認識マーク4cを検出することにより電極形成領域
4dの位置認識が行えるようにしている。なお、認識マ
ーク4cの代わりに、テープ状のフィルム状回路基板4
Aの搬送時にスプロケット係合用穴4a,…,4aの個
数をカウントして電極形成領域4dの位置を認識するこ
とにより、電極形成領域4dの位置認識が行えるように
してもよい。
取られている状態でテープ状のフィルム状回路基板4A
が供給され、巻取リール11に向けてテープ状のフィル
ム状回路基板4Aを巻き戻しつつ、装着台13上でIC
チップ1をテープ状のフィルム状回路基板4Aの所定電
極5上に装着するようにしてもよい。この場合は、以下
のように処理される。
がテープ状に巻き取られたリール12から、所定ピッチ
毎に間欠的にテープ状のフィルム状回路基板4Aを巻き
戻して、巻取リール11に巻き取られる。このとき、I
Cチップ1を装着すべき部分が装着台13上に位置決め
されるようにしている。
プ1を吸着保持する。
れたICチップ1の電極2の金バンプ3と、リール12
から所定間隔毎に間欠的に巻き戻しされたテープ状のフ
ィルム状回路基板4Aの電極5とをそれぞれ位置合わせ
する。
3をテープ状のフィルム状回路基板4Aの電極5に押圧
しつつ、超音波ホーンにより、吸着ノズル15を介して
ICチップ1の電極2の金バンプ3とテープ状のフィル
ム状回路基板4Aの電極5との接合部分に超音波を印加
して超音波接合させる。装着された状態を図5に示す。
図5では、理解しやすいように、ICチップ1の電極2
の金バンプ3の位置を透視図的に表示している。この接
合動作により、左右一対の金バンプ3,3が各矩形電極
5aに接合されることになる。
めされている領域において、次に装着すべきICチップ
1が有る場合には、そのICチップ1を吸着ノズル15
により吸着保持して上記と同様な装着動作を行う。
すべきICチップ1が無くなると、テープ状のフィルム
状回路基板4Aがテープ状に巻き取られたリール12か
ら、所定間隔だけ間欠的にテープ状のフィルム状回路基
板4Aを巻き戻して、巻取リール11に巻き取り、IC
チップ1を次に装着すべき別の領域が装着台13上に位
置決めされる。その後、上記と同様に、この別の領域に
対するICチップ1の装着を行う。
プ装着後のテープ状のフィルム状回路基板4Aは、所定
寸法毎に切断されてICチップ接合体とし、例えば、I
Cカードのメモリなどに使用される。
ついて説明する。装着台13の表面には、テープ状のフ
ィルム状回路基板4Aの幅方向に対向して一対の案内突
起13c,13cを配置して、一対の案内突起13c,
13c間でテープ状のフィルム状回路基板4Aをその長
手方向沿いに円滑に搬送供給できるようにしている。さ
らに、装着台13の表面には、テープ状のフィルム状回
路基板4Aにパターン形成されたピッチ検出孔4bを検
出可能なピッチ検出孔検出用センサ13aを配置して、
センサ13a上をピッチ検出孔4bが通過すると、所定
ピッチだけテープ状のフィルム状回路基板4Aが搬送さ
れたことを検出することにより、搬出動作を停止させ
て、所定ピッチ毎の自動供給を可能とするものである。
所定ピッチ毎に自動供給されたテープ状のフィルム状回
路基板4Aは、装着台13の表面に窪んで形成された真
空吸引溝13bにより吸引されて固定保持し、ICチッ
プ1の装着時にテープ状のフィルム状回路基板4Aが移
動できないように位置決めしている。また、テープ状の
フィルム状回路基板4Aを搬送するときには、真空吸引
溝13bから矢印20に示すようにエアプローを行っ
て、テープ状のフィルム状回路基板4Aを装着台13の
表面から浮かせることにより、テープ状のフィルム状回
路基板4Aを円滑に搬送できるようにしている。
バンプ3とテープ状のフィルム状回路基板4Aの電極5
とが直接的に接合されるため、異方性導電フィルムを使
用する従来の場合と比較して、異方性導電フィルムの貼
り付け工程が不要となり、工程数を少なくすることがで
きる。また、異方性導電フィルムが不要となるためIC
チップ1を回路基板4Aへ接合するための接合時間を短
くすることができ、全体として実装タクトを削減するこ
とができる。また、異方性導電フィルムが無い分だけ接
合後のICチップ接合体が薄くなり、ICチップ接合体
をテーピングしてテーピングカセットにより部品供給す
るときのテープ全体の厚みを小さくすることができる。
また、ICカードなどに適用するときには、ICカード
をより薄くすることができる。また、異方性導電フィル
ムを介在させるのではなく、ICチップ1のバンプ3と
テープ状のフィルム状回路基板4Aの電極5とが直接的
に接合されるため、異方性導電フィルムを使用する場合
と比較して、より強固な接合が可能となり、信頼性を向
上させることができる。
が巻き取られたリール12からテープ状のフィルム状回
路基板4Aを巻き戻すことにより、テープ状のフィルム
状回路基板4Aを連続的に供給してICチップ1を連続
的に装着することができ、装着効率を向上させることが
できる。また、リール12から所定ピッチ毎に巻き戻す
ことにより、テープ状のフィルム状回路基板4Aを安定
して供給することができ、かつ、搬送タクトの低減を実
現することができる。さらに、テープ状のフィルム状回
路基板4AとICチップ1を超音波接合するにあたり、
テープ状のフィルム状回路基板4Aの電極5の材質を金
ではなくアルミニウムにすることにより、コストダウン
を実現することができる。
付けたり、異方性導電フィルムを加熱して硬化させると
いった接合工程の前後工程の簡略化を図ることができ、
実装タクトを削減できて、生産性を向上させることがで
きる。上記実施形態においては、例えば、ICチップ1
個当たり1秒程度で接合作業を終えることができる。
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。
板4Aの別の例として、図8に示すように、短冊状フィ
ルム状回路基板4Bを装着台14上に一枚ずつ個別に供
給して位置決め固定する。
プ1を吸着保持する。
れたICチップ1の電極2の金バンプ3と、短冊状フィ
ルム状回路基板4Bの電極5とをそれぞれ位置合わせす
る。
3を短冊状フィルム状回路基板4Bの電極5に押圧しつ
つ、超音波ホーンにより、吸着ノズル15を介してIC
チップ1の電極2の金バンプ3と短冊状フィルム状回路
基板4Bの電極5との接合部分に超音波を印加して超音
波接合させる。装着された状態を図5に示す。
めされている領域において、次に装着すべきICチップ
1が有る場合には、そのICチップ1を吸着ノズル15
により吸着保持して上記と同様な装着動作を行う。
すべきICチップ1が無くなると、ICチップ装着済み
の短冊状フィルム状回路基板4Bを装着台14から搬出
したのち、ICチップ1を次に装着すべき別の新たな短
冊状フィルム状回路基板4Bを装着台14に供給して位
置決め固定する。その後、上記と同様に、この別の領域
に対するICチップ1の装着を行う。
プ装着後のフィルム状回路基板4Bは、所定寸法毎に切
断されてICチップ接合体とし、例えば、ICカードの
メモリなどに使用される。
バンプ3と短冊状のフィルム状回路基板4Bの電極5と
が直接的に接合されるため、異方性導電フィルムを使用
する従来の場合と比較して、異方性導電フィルムの貼り
付け工程が不要となり、工程数を少なくすることができ
る。また、異方性導電フィルムが不要となるためICチ
ップ1を回路基板4Bへ接合するための接合時間を短く
することができ、全体として実装タクトを削減すること
ができる。また、異方性導電フィルムが無い分だけ接合
後のICチップ接合体が薄くなり、ICカードなどに適
用するときには、ICカードをより薄くすることができ
る。また、異方性導電フィルムを介在させるのではな
く、ICチップ1のバンプ3と短冊状のフィルム状回路
基板4Bの電極5とが直接的に接合されるため、異方性
導電フィルムを使用する場合と比較して、より強固な接
合が可能となり、信頼性を向上させることができる。
供給することができるため、基板入れ換えタクトは増え
るが、従来の一般的な基板搬送方式でも対応可能となる
とともに、リールなどに巻き取る必要がないので、IC
への損傷を少なくすることができる。さらに、短冊状の
フィルム状回路基板4BとICチップ1を超音波接合す
るにあたり、短冊状のフィルム状回路基板4Bの電極5
の材質を金ではなくアルミニウムにすることにより、コ
ストダウンを実現することができる。
付けたり、異方性導電フィルムを加熱して硬化させると
いった接合工程の前後工程の簡略化を図ることができ、
実装タクトを削減できて、生産性を向上させることがで
きる。上記実施形態においては、例えば、ICチップ1
個当たり1秒程度で接合作業を終えることができる。
及び図10に示すように、ICチップ1の金バンプ3
と、フィルム状回路基板4の電極5とを接合する前に、
ICチップ1又はフィルム状回路基板4のいずれかに絶
縁性の熱硬化型接着剤7を配置し、接合時に接着剤7に
よりICチップ1とフィルム状回路基板4とを接着する
とともに、加熱することにより接着剤7を硬化させて固
定することもできる。接着剤7としては、一例として、
絶縁性の熱硬化型エポキシ系樹脂を使用するのが好まし
い。また、絶縁性の熱硬化型エポキシ系樹脂を使用する
ため、接合部を樹脂で密閉することができて、酸化等に
よる接合部の老化を防止することができる。
ィルム使用しない場合の効果に加えて、接着剤7によ
り、ICチップ1とフィルム状回路基板4との接合強度
の向上を図ることができ、ICチップ1のフィルム状回
路基板4からの剥離を確実に防止できる。また、接着剤
7により、超音波接合の接合時間の短縮化をさらに図る
ことができる。
とフィルム状回路基板の電極とが直接的に接合されるた
め、異方性導電フィルムを使用する従来の場合と比較し
て、異方性導電フィルムの貼り付け工程が不要となり、
工程数を少なくすることができる。
めICチップをフィルム状回路基板へ接合するための接
合時間を短くすることができ、全体として実装タクトを
削減することができる。
合後のICチップ接合体が薄くなり、例えばICチップ
接合体をテーピングしてテーピングカセットにより部品
供給するときにはテープ全体の厚みを小さくすることが
できる。
は、ICカードをより薄くすることができる。
ではなく、ICチップのバンプとフィルム状回路基板の
電極とが直接的に接合されるため、異方性導電フィルム
を使用する場合と比較して、より強固な接合が可能とな
り、信頼性を向上させることができる。
を超音波接合するにあたり、フィルム状回路基板の電極
の材質を金ではなくアルミニウムにすることにより、コ
ストダウンを実現することができる。
付けたり、異方性導電フィルムを加熱して硬化させると
いった接合工程の前後工程の簡略化を図ることができ、
実装タクトを削減できて、生産性を向上させることがで
きる。
き取られたリールからテープ状のフィルム状回路基板を
巻き戻すことにより、テープ状のフィルム状回路基板を
連続的に供給してICチップを連続的に装着することが
でき、装着効率を向上させることができる。また、リー
ルから所定ピッチ毎に巻き戻すことにより、テープ状の
フィルム状回路基板を安定して供給することができ、か
つ、搬送タクトの低減を実現することができる。
ィルム状回路基板への接合方法を示す説明図である。
部拡大図である。
回路基板の電極の種々の例である。
る。
Cチップのバンプとフィルム状回路基板の電極との接合
状態を透視的に示す説明図である。
する場合の説明図である。
る場合の説明図である。
フィルム状回路基板への接合方法を示す説明図である。
一部拡大図である。
す説明図である。
す一部拡大断面図である。
ム状回路基板、4a…、4b…ピッチ検出孔、4A…テー
プ状のフィルム状回路基板、4B…短冊状フィルム状回
路基板、5…電極、5a…矩形電極、5c…直角三角形
の電極、7…接着剤、11…リール、12…リール、1
3…装着台、13a…ピッチ検出孔検出用センサ、13b
…真空吸引溝、13c…案内突起、14…装着台、15
…吸着ノズル、20…矢印。
Claims (10)
- 【請求項1】 ICチップ(1)の電極(2)の金バン
プ(3)と、フィルム状回路基板(4,4A,4B)の
電極(5,5a,5c)とを位置合わせし、その後、上
記ICチップの上記電極の上記金バンプを上記フィルム
状回路基板の上記電極に押圧しつつ超音波を印加して超
音波接合させるようにしたことを特徴とするICチップ
のフィルム状回路基板への接合方法。 - 【請求項2】 上記フィルム状回路基板の電極はアルミ
ニウム電極である請求項1に記載のICチップのフィル
ム状回路基板への接合方法。 - 【請求項3】 上記フィルム状回路基板は厚さ0.2m
m以下である請求項1又は2に記載のICチップのフィ
ルム状回路基板への接合方法。 - 【請求項4】 上記フィルム状回路基板は、厚さ0.2
mm以下の絶縁体基板である請求項3に記載のICチッ
プのフィルム状回路基板への接合方法。 - 【請求項5】 上記ICチップの上記金バンプと、上記
フィルム状回路基板の上記電極とを接合する前に、上記
ICチップ又は上記フィルム状回路基板のいずれかに接
着剤(7)を配置し、上記接合時に上記接着剤により上
記ICチップと上記フィルム状回路基板とを接着固定す
るようにした請求項1〜4のいずれかに記載のICチッ
プのフィルム状回路基板への接合方法。 - 【請求項6】 上記接着剤は絶縁性の熱硬化型エポキシ
系樹脂であるようにした請求項5に記載のICチップの
フィルム状回路基板への接合方法。 - 【請求項7】 上記フィルム状回路基板(4A)はテー
プ状に連続的に供給され、複数のICチップを上記フィ
ルム状回路基板の複数の電極に連続的に超音波接合する
ようにした請求項1〜6のいずれかに記載のICチップ
のフィルム状回路基板への接合方法。 - 【請求項8】 上記フィルム状回路基板(4B)は短冊
状に供給され、複数のICチップを上記フィルム状回路
基板の複数の電極に連続的に超音波接合するようにした
請求項1〜6のいずれかに記載のICチップのフィルム
状回路基板への接合方法。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかのICチップの
フィルム状回路基板への接合方法により上記ICチップ
が上記フィルム状回路基板に接合されたICチップ接合
体。 - 【請求項10】 上記ICチップはICカード用のメモ
リである請求項9に記載のICチップ接合体。
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JP2005183459A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Fujitsu Ltd | 電子部品のボンディング方法及び装置 |
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1999
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