JP2002197434A - Icチップの実装法 - Google Patents

Icチップの実装法

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JP2002197434A
JP2002197434A JP2000398143A JP2000398143A JP2002197434A JP 2002197434 A JP2002197434 A JP 2002197434A JP 2000398143 A JP2000398143 A JP 2000398143A JP 2000398143 A JP2000398143 A JP 2000398143A JP 2002197434 A JP2002197434 A JP 2002197434A
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antenna
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Yasuhiro Endo
康博 遠藤
Toru Maruyama
徹 丸山
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Toppan Forms Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで量産可能で、基材が熱により変形
したり劣化したりせずに、ICチップをアンテナに確実
に接続できるICチップの実装法の提供。 【解決手段】 アンテナが形成された基材に接着剤を用
いてICチップを実装するICチップの実装法であっ
て、前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含
む電子線硬化型接着剤を用い、ICチップをこの電子線
硬化型接着剤を介して所定箇所に配した後、電子線を照
射して硬化して接着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触型データ送
受信体(非接触型ICカード、タグ、ラベル、フォー
ム)などに用いるICチップの実装法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、非接触型ICタグなどのように非
接触状態でデータの送受信を行ってデータの記録、消去
などが行なえる情報記録メディア(RF−ID(Rad
ioFrequency IDentificatio
n))の用途に用いられる非接触型データ送受信体は、
基材上に導電材よりなるアンテナを配置し、そのアンテ
ナにICチップを実装した構成を有している。この非接
触型データ送受信体のアンテナにあっては、例えば、導
電ペーストにより印刷形成し、ICチップにあっては、
例えば、基材のチップ実装部位に位置しているアンテナ
の端子部に突き刺さって導通を図る接続端子を備えたも
のが採用されている。
【0003】図2、図3はICチップの固定工程を示し
ていて、基材1上のアンテナ2の一対の端子部3が相対
しているチップ実装部位4に、実装用の接着剤5を塗布
し、ICチップ6の裏面における接続端子7それぞれを
前記端子部3に対応させた状態にしてそのICチップ6
をマウンタで配置して仮位置固定する(図2)。そし
て、加熱機構を有するヘッドを有するボンデイング装置
によってICチップ6側から熱や圧8を加えてICチッ
プ6とアンテナ2の接続を行なうとともに、前記接着剤
5を硬化させてICチップ6の固定を行なっている(図
3)。
【0004】このようにICチップをアンテナに接続さ
せる際に接着剤5を用いる理由は、その接着剤5を用い
ずに圧着のみとした場合、ICチップが確実に固定され
るまで圧着力を高めるとアンテナの変形による接触不良
やアンテナ短絡などが生じ易くなり、また、ICチップ
を取り付けた基材に曲げなどの外力が加わった際にIC
チップの外れが生じる可能性があるためであり、アンテ
ナへの接続の信頼性は主にこの接着部材に多くを依存し
ている。
【0005】アンテナとICチップとを接続する接着部
材にあっては熱硬化性接着剤が用いられ、具体的には、
ACF(Anisotropic Conductiv
eFilm(異方導電性フィルム))、ACP(Ani
sotropic Conductive Paste
(異方導電性ペースト))などの異方導電性接着物質を
用いたり、NCF(Non−Conductive F
ilm(絶縁性フィルム))、近年にあってはNCP
(Non−Conductive Paste(絶縁性
ペースト))などの絶縁接着物質(導電物質を含まない
接着物質)が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のICチップの実
装法を用いて量産する場合は、マルチヘッドを有するボ
ンデイング装置を用いればある程度は可能であるが、ヘ
ッド数増によるコストアップなどの問題がある上、硬化
・接着が基本的に熱伝導によるため処理時間短縮に限界
があり、また、基材が熱により変形したり劣化したりす
るのを避けることができないという問題があった。そこ
で本発明の目的は、従来の問題を解決し、低コストで量
産可能で、かつ基材が熱により変形したり劣化したりせ
ずに、ICチップをアンテナに確実に接続させることが
できるICチップの実装法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は上記
課題を考慮してなされたもので、アンテナが形成された
基材に接着剤を用いてICチップを実装するICチップ
の実装法であって、前記接着剤として電子線により硬化
する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、ICチッ
プをこの電子線硬化型接着剤を介して所定箇所に配した
後、電子線を照射して硬化して接着することを特徴とす
るICチップの実装法を提供して、上記課題を解消する
ものである。本発明の請求項2は、請求項1記載のIC
チップの実装法において、非接触型データ送受信体の基
材にICチップを実装することを特徴とする。
【0008】電子線硬化(フリーラジカル重合)に一般
に使用される電子線のエネルギーは低エネルギーのもの
でも150〜300KeV程度と大きく、照射と同時に
重合・架橋の反応が開始されるので、開始剤や増感剤を
添加する必要がなく、数分の1秒またはそれ以下で硬化
が完了する。そして10Mrad以下の電子線の場合は
熱の影響がほとんど問題にならないので、基材が熱によ
り変形したり劣化したりするのを避けることができ、ま
た処理時間短縮が可能となるので低コストでの量産が可
能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明で用いる電子線により硬化する化合
物としては、例えば、公知の光重合性モノマーおよび/
または光重合性オリゴマーから任意に選んで用いること
ができる。このような光重合性モノマーとしては、具体
的には、例えばアクリル酸やメタクリル酸などの不飽和
カルボン酸又はそのエステル、例えばアルキル−、シク
ロアルキル−、ハロゲン化アルキル−、アルコキシアル
キル−、ヒドロキシアルキル−、アミノアルキル−、テ
トラヒドロフルフリル−、アリル−、グリシジル−、ベ
ンジル−、フェノキシ−アクリレート及びメタクリレー
ト、アルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリ
コールのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリ
レート、ペンタエリトリットテトラアクリレート及びメ
タクリレートなど、アクリルアミド、メタクリルアミド
又はその誘導体、例えばアルキル基やヒドロキシアルキ
ル基でモノ置換又はジ置換されたアクリルアミド及びメ
タクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド及びメタク
リルアミド、N,N′−アルキレンビスアクリルアミド
及びメタクリルアミドなど、アリル化合物、例えばアリ
ルアルコール、アリルイソシアネート、ジアリルフタレ
ート、トリアリルイソシアヌレートなど、マレイン酸、
無水マレイン酸、フマル酸又はそのエステル、例えばア
ルキル、ハロゲン化アルキル、アルコキシアルキルのモ
ノ又はジマレエート及びフマレートなど、その他の不飽
和化合物、例えばスチレン、ビニルトルエン、ジビニル
ベンゼン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリ
ドンなどが用いられる。
【0010】また、硬化収縮が支障となる用途の場合に
は、例えばイソボルニルアクリレート又はメタクリレー
ト、ノルボルニルアクリレート又はメタクリレート、ジ
シクロペンテノキシエチルアクリレート又はメタクリレ
ート、ジシクロペンテノキシプロピルアクリレート又は
メタクリレートなど、ジエチレングリコールジシクロペ
ンテニルモノエーテルのアクリル酸エステル又はメタク
リル酸エステル、ポリオキシエチレン若しくはポリプロ
ピレングリコールジシクロペンテニルモノエーテルのア
クリル酸エステル又はメタクリル酸エステルなど、ジシ
クロペンテニルシンナメート、ジシクロペンテノキシエ
チルシンナメート、ジシクロペンテノキシエチルモノフ
マレート又はジフマレートなど、3,9−ビス(1,1
−ビスメチル−2−オキシエチル)−スピロ[5,5]
ウンデカン、3,9−ビス(1,1−ビスメチル−2−
オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピ
ロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(2−オキシエ
チル)−スピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス
(2−オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキ
サスピロ[5,5]ウンデカンなどのモノ−、ジアクリ
レート又はモノ−、ジメタアクリレート、あるいはこれ
らのスピログリコールのエチレンオキシド又はプロピレ
ンオキシド付加重合体のモノ−、ジアクリレート、又は
モノ−、ジメタアクリレート、あるいは前記モノアクリ
レート又はメタクリレートのメチルエーテル、1−アザ
ビシクロ[2,2,2]−3−オクテニルアクリレート
又はメタクリレート、ビシクロ[2,2,1]−5−ヘ
プテン−2,3−ジカルボキシルモノアリルエステルな
ど、ジシクロペンタジエニルアクリレート又はメタクリ
レート、ジシクロペンタジエニルオキシエチルアクリレ
ート又はメタクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエ
ニルアクリレート又はメタクリレートなどの光重合性モ
ノマーを用いることができる。これらの光重合性モノマ
ーは単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いて
もよい。
【0011】光重合性オリゴマーとしては、エポキシ樹
脂のアクリル酸エステル例えばビスフェノールAのジグ
リシジルエーテルジアクリレート、エポキシ樹脂とアク
リル酸とメチルテトラヒドロフタル酸無水物との反応生
成物、エポキシ樹脂と2−ヒドロキシエチルアクリレー
トとの反応生成物、エポキシ樹脂のジグリシジルエーテ
ルとジアリルアミンとの反応生成物などのエポキシ樹脂
系プレポリマーや、グリシジルジアクリレートと無水フ
タル酸との開環共重合エステル、メタクリル酸二量体と
ポリオールとのエステル、アクリル酸と無水フタル酸と
プロピレンオキシドから得られるポリエステル、ポリエ
チレングリコールと無水マレイン酸とグリシジルメタク
リレートとの反応生成物などのような不飽和ポリエステ
ル系プレポリマーや、ポリビニルアルコールとN−メチ
ロールアクリルアミドとの反応生成物、ポリビニルアル
コールを無水コハク酸でエステル化した後、グリシジル
メタクリレートを付加させたものなどのようなポリビニ
ルアルコール系プレポリマー、ピロメリット酸二無水物
のジアリルエステル化物に、p,p′−ジアミノジフェ
ニルを反応させて得られるプレポリマーのようなポリア
ミド系プレポリマーや、エチレン−無水マレイン酸共重
合体とアリルアミンとの反応生成物、メチルビニルエー
テル−無水マレイン酸共重合体と2−ヒドロキシエチル
アクリレートとの反応生成物又はこれにさらにグリシジ
ルメタクリレートを反応させたものなどのポリアクリル
酸又はマレイン酸共重合体系プレポリマーなど、そのほ
か、ウレタン結合を介してポリオキシアルキレンセグメ
ント又は飽和ポリエステルセグメントあるいはその両方
が連結し、両末端にアクリロイル基又はメタクロイル基
を有するウレタン系プレポリマーなどを挙げることがで
きる。これらの光重合性オリゴマーは、重量平均分子量
凡そ2000〜30000の範囲のものが適当である。
【0012】これらの光重合性モノマーおよび/または
光重合性オリゴマーに、必要に応じてさらに公知の樹
脂、熱可塑性エラストマー、ゴムなどを添加できる。樹
脂としては、具体的には、例えば、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹
脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂な
どの熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リステレン、ABS樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、
ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホ
ン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリアリレー
ト、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ4フッ化エチレ
ン、シリコーン樹脂など、およびこれらの2種以上の混
合物を挙げることができる。熱可塑性エラストマーやゴ
ムは天然品でも合成品もあるいはこれらの混合物でもよ
い。
【0013】本発明で用いる電子線硬化型接着剤に、I
Cチップを接着する前に除くことが可能なものであれ
ば、必要に応じてさらに公知の溶剤を添加できる。溶剤
としては、具体的には、例えば、トルエン、シクロヘキ
サン、メチルシクロヘキサン、n−ヘキサン、ペンタン
などの炭化水素溶剤、イソプロピルアルコール、ブチル
アルコールなどのアルコール類、シクロヘキサノン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチル
ケトン、イソホロンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸
プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ
エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエー
テル、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテートなど
のグリコールモノエーテル類およびそれらのアセテート
化合物、あるいはこれらの1種ないし2種以上の混合物
などを挙げることができる。
【0014】本発明で用いる電子線硬化型接着剤に、必
要な導電接続以外の導電路同志の短絡を起こさないよう
な範囲において、銀、金、白金、銅、ニッケル、コバル
ト、パラジウム、ロジウム、ITOなどの導電性粉末を
添加したり、シリカ、アルミナ、ガラス、タルク、各種
ゴムなどの絶縁性粉末、あるいは離型剤、表面処理剤、
充填剤、顔料、染料などの公知の添加剤を添加したりす
ることができる。
【0015】本発明で用いる電子線硬化型接着剤は、上
記の成分を混合することにより均一なワニスの形態のも
の、あるいは攪拌機、ニーダーあるいはロールミルなど
を用いる公知の方法で混練して均一にしたもの、あるい
はフィルム状の形態にしたものなどいずれも使用でき、
印刷、デイスペンス、貼り付けなどの公知の方法を用い
てICチップを基材の所定箇所に固定して電子線を照射
して硬化さて接着することができる。
【0016】本発明で用いる電子線照射装置としては特
に限定されず、公知のものを使用することができる。し
かし、例えば加速電圧100〜500kvの電子線照射
装置を用いることが好ましい。照射条件は特に限定され
ないが、吸収線量が10〜100kGy(キログレイ)
程度になる条件で、不活性ガス雰囲気下で照射すること
が好ましい。
【0017】本発明において、基材にICチップを実装
した後の接着特性を向上させるため、あるいはレベリン
グ性を確保、維持するため、あるいは溶剤を用いた場合
は溶剤を除去するなどのために、電子線照射前、あるい
は電子線照射後あるいは、電子線照射前および電子線照
射後に、あるいは電子線照射と同時に、基材が着色、熱
収縮、軟化、炭化などの著しい劣化をしない限りにおい
て、オーブン加熱、熱風吹き付け、熱板接触、赤外線あ
るいはマイクロ波照射などを利用して、加熱処理を併用
することができる。
【0018】本発明において用いられる基材としては、
ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリア
ミド繊維などの無機または有機繊維からなる織布、不織
布、マット、紙あるいはこれらを組み合わせたもの、あ
るいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合基
材、ポリアミド系樹脂基材、ポリエステル系樹脂基材、
ポリオレフィン系樹脂基材、ポリイミド系樹脂基材、エ
チレン・ビニルアルコール共重合体基材、ポリビニルア
ルコール系樹脂基材、ポリ塩化ビニル系樹脂基材、ポリ
塩化ビニリデン系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、
ポリカーボネート系樹脂基材、アクリロニトリルブタジ
エンスチレン共重合系樹脂基材、ポリエーテルスルホン
系樹脂基材などのプラスチック基材、あるいはこれらに
マット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照
射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理および
オゾン処理、あるいは各種易接着処理などの表面処理を
施したもの、などの公知のものから選択して用いること
ができる。
【0019】次に本発明の一実施形態を図1(ア)〜
(ウ)に基づいて詳細に説明する。本発明では、まず、
図1(ア)に示すように、基材1のチップ実装部位4に
おけるアンテナ2の端子部3は、端子部間にICチップ
6を位置させることのできるようにICチップ配置領域
9が基材1の上に形成されていて、このICチップ配置
領域9を間にして前記一対の端子部3が対向している。
そして、前記ICチップ配置領域9に接着剤10をディ
スペンス法あるいは印刷法で塗布する。この接着剤10
には前記電子線硬化性樹脂を用いる。つぎにICチップ
6が前記端子部3それぞれに重なることなくICチップ
配置領域9に配置される。ICチップ6は図示されてい
るように、接続端子7とは反対側のチップ天面11を基
材1側に対接させた状態にしている。
【0020】このように接続端子7がある裏面を表出さ
せた状態でICチップ6をICチップ配置領域9に配置
した後、図1(イ)に示すようにしてICチップ6側か
ら圧着12する。この圧着12の際、基材1の裏面側か
ら電子線13を上記接着剤10に作用させる。前記圧着
12を行なった際には接着剤10はその圧力にてICチ
ップ配置領域9全体に十分に押し広げられるようにな
り、ICチップ6と基材1との間で薄層の接着層となっ
て適正な接着力が生じる。接着剤10はICチップ6の
周囲にも周るように設けられていて、ICチップ6と上
記端子部3との隙間も埋まるように塗布量が調整される
ことが好ましく、ICチップ6と端子部3との段差を均
すようにすることが良好である。なお、基材1の裏面側
から電子線13を照射する例を示したが、電子線13の
照射は表面側からでも、あるいは斜め上方からでも、あ
るいはこれらの組み合わせでもよく、接着剤10が十分
に硬化できれば特に限定されない。
【0021】そして、ICチップ6をICチップ配置領
域9に固定させた後、図1(ウ)に示すように、そのI
Cチップ6の接続端子7とアンテナ2の端子部3とに亘
って導電材14を設ける。導電材14として導電ペース
トや半田ペーストを用いることが可能であり、この導電
ペーストや半田ペーストをスクリーン印刷して、前記接
続端子7から端子部3に亘るようにして導電材14を形
成できる。また、このスクリーン印刷法の他、導電粘着
テープの圧着、金属箔の接着、マスクを用いた金属蒸
着、金属線の貼り付けなどの方法にても、接続端子7か
ら端子部3に亘るようにして導電材14を形成できる。
【0022】基材上へのアンテナ形成は公知の方法で行
うことができる。例えば、導電ペーストのスクリーン印
刷、被覆あるいは非被覆金属線の貼り付け、エッチン
グ、金属箔貼り付け、金属の直接蒸着、金属蒸着膜転写
などが挙げられる、またこれらを多重に複合させたアン
テナでもよい。本発明に使用するICチップの厚みは、
本発明の効果を最大限生かすには、アンテナ厚とほぼ同
程度あることが望ましく、実際に形成できるアンテナ厚
を考慮すれば、200〜10μm程度が好ましい。IC
チップの接続端子には、必要に応じて、金属電解メッ
キ、スタッド、無電解金属メッキ、導電性樹脂の固定化
などによるバンプを形成しておいてもよい。
【0023】本発明において、基材にICチップを実装
した後、IC実装部を物理的あるいは化学的な衝撃から
守るために、実装部全体あるいは一部をグローブトップ
材やアンダーフィル材などで、被覆保護してもよい。
【0024】なお、上記実施形態の説明は、本発明を説
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本
発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範
囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例
えば上記実施形態の説明においては、本発明を図1を用
いて説明したが、図2および図3に示した接着剤5とし
て本発明で用いる電子線硬化型接着剤を使用してICチ
ップ6を基材1の所定箇所に実装することができる。
【0025】
【実施例】以下実施例により本発明を更に詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものでは
ない。 (実施例1) (1)基材上に形成された導電回路の、ICチップを搭
載する箇所に、電子線硬化型接着剤を塗布あるいは貼付
する。 (2)次に、図2あるいは図3に示したようにフェイス
ダウンの向きにしたICチップをマウンタを用いて適切
な位置に仮止めする。ICチップの位置ずれを防ぐため
に適切なヘッドによりICチップ上部から圧着し、その
状態で電子線を照射する。この場合は、実装に支障をき
たさないように、ICチップ1個あたり0.01〜1.
0MPaの圧力がかかる条件で行う。使用する電子線硬
化型接着剤の粘性などの特性を適当に選ぶことにより位
置ずれしないようにできる場合はヘッドで押さえること
なしに仮止め後、電子線照射を任意の方向から行うこと
ができる。 (3)そして電子線照射後、ヘッドを除くことによりI
Cチップの実装が完遂される。多面付けで紫外線照射を
行うことによりさらに実装効率を向上することができ
る。
【0026】
【発明の効果】本発明の請求項1は、アンテナが形成さ
れた基材に接着剤を用いてICチップを実装するICチ
ップの実装法であって、前記接着剤として電子線により
硬化する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、IC
チップをこの電子線硬化型接着剤を介して所定箇所に配
した後、電子線を照射して硬化して接着するので、硬化
・接着が基本的に熱伝導によらないため処理時間短縮を
図り低コストでの量産が可能となる上、基材が熱により
変形したり劣化したりするのを避けることができ、IC
チップをアンテナに確実に接続できるという顕著な効果
を奏する。なお、電子線硬化型接着剤を硬化するために
電子線を照射してもICチップは損傷を受けない。ま
た、マウンタで基材の所定箇所に仮止めした後に電子線
を照射して電子線硬化型接着剤を硬化してICチップを
接着・固定することができれば、面取り数、面取りの配
置形態などの変更にも適応可能となり、いっそう高速で
低コストのICチップの実装が可能となる。電子線硬化
型接着剤を用いると光開始剤や各種硬化触媒などを使用
しなくてもよいので、残存した触媒や光開始剤の分解物
などの影響による信頼性の低下などの懸念がなくなると
いう顕著な効果を奏する。
【0027】本発明の請求項2は、請求項1記載のIC
チップの実装法において、非接触型データ送受信体の基
材にICチップを実装するので、請求項1と同様な効果
を奏する上、信頼性の高い非接触型データ送受信体を低
コストで量産できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るICチップの実装法の一実施形態
を示すもので、(ア)はICチップを配設する工程を示
す説明図、(イ)はICチップの圧着を示す説明図、
(ウ)は導電材の形成を示す説明図である。
【図2】他のICチップの実装法を示すものであり、I
Cチップの配設を示す説明図である。
【図3】図2に示したICチップの圧着を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1…基材 2…アンテナ 3…端子部 4…チップ実装部位 6…ICチップ 7…接続端子 9…ICチップ配置領域 5、10…接着剤 11…チップ天面 8、12…圧着 14…導電材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C005 NA09 PA04 PA18 RA16 5B035 BA03 BB09 CA01 CA23 5F044 LL11 RR17 RR19 5F047 BA22

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナが形成された基材に接着剤を用
    いてICチップを実装するICチップの実装法であっ
    て、 前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含む電
    子線硬化型接着剤を用い、ICチップをこの電子線硬化
    型接着剤を介して所定箇所に配した後、電子線を照射し
    て硬化して接着することを特徴とするICチップの実装
    法。
  2. 【請求項2】 非接触型データ送受信体の基材にICチ
    ップを実装することを特徴とする請求項1記載のICチ
    ップの実装法。
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