JP2003203946A

JP2003203946A - 半導体チップの実装方法

Info

Publication number: JP2003203946A
Application number: JP2003009971A
Authority: JP
Inventors: Wakahiro Kawai; 若浩川井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2003-07-18
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP3584404B2

Abstract

(57)【要約】【課題】配線基板上に半導体チップを迅速に、電気的
にも機械的にも確実に、さらに低コストに、実装可能な
フリップチップ接続方式による半導体チップの実装方法
を提供する。【解決手段】配線パターン上の電極領域を覆う熱可塑
性樹脂被膜を加熱溶融させた状態において、その溶融状
態にある熱可塑性樹脂被膜の上に半導体ベアチップのバ
ンプを超音波を付与しつつ押し付けることにより、溶融
した熱可塑性樹脂被膜を押し退けてバンプと電極領域と
を接触させる工程と、前記バンプと電極領域とが接触し
た状態において、超音波を継続的に付与することによ
り、バンプと電極領域とを超音波接合させる工程と、前
記溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化させて、半導体ベア
チップ本体を配線基板上に接着させる工程と、を具備す
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、航空タグ、物流管
理用ラベル、無人改札用パス等として機能する電磁波読
み取り可能なデータキャリアの製造等に好適な半導体チ
ップの実装方法に係り、特に、配線基板上に半導体ベア
チップをフリップチップ接続方式で低コストに実装可能
とした半導体チップの実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電磁波読み取り可能なデータキ
ャリアとしては、例えば、特開平６−２４３３５８号公
報に記載された航空タグが知られている。この航空タグ
は、近い将来、空港における顧客荷物の管理等に使い捨
て方式で使用されることが予測され、その際には、例え
ば世界的規模の航空会社の場合、その１社だけでも月産
８５０万枚と言った膨大の需要が見込まれる。そのた
め、この種の航空タグに関しては、超低コストな大量生
産技術の確立が望まれている。

【０００３】同公報に記載された航空タグは、長方形状
を有するＰＥＴフィルム製基体の片面に、アンテナコイ
ルとなる渦巻状導体パターンと、送受信回路やメモリ等
となるＩＣ部品を搭載して構成されている。

【０００４】アンテナコイルとなる渦巻状導体パターン
を保持する航空タグ本体は、ＰＥＴフィルムの片面に被
着された銅箔やアルミ箔をエッチング処理にて選択腐食
させることで形成することができる。そのため、公知の
フォトリソ技術によるレジスト形成工程、それに続く湿
式エッチング工程等により、ＲＴＲ（ＲｏｌｌＴｏＲ
ｏｌｌ）による連続生産ラインを容易に実現することが
できる。一方、航空タグ本体に搭載されるべき送受信回
路やメモリ等となる回路部品は半導体集積技術を用いて
１チップ化されている。

【０００５】本出願人は、先に、上述の送受信回路やメ
モリ等を構成する半導体ベアチップを、フィルム状の絶
縁性小片（一種の配線基板）に予め実装することでモジ
ュール化を行い、この電子部品モジュールを航空タグ本
体を構成するＰＥＴフィルム上に接着することで、航空
タグの生産性を向上させることを提案している。

【０００６】ところで、航空タグに接着される上述の電
子部品モジュールのように、高度の薄型化を要求される
電子部品搭載シートにおいては、配線基板上にベアの半
導体チップを直接実装するフリップチップ接続方式に関
する提案が盛んになされている。

【０００７】フリップチップ接続方式の一例（以下、第
１従来方式と言う）が図１４に示されている。この第１
従来方式にあっては、半導体チップａの底面電極（図示
せず）にあらかじめ接続用の突起状端子（以下、バンプ
と言う）ｂを形成しておき、このバンプｂと配線基板ｃ
上の配線パターンの電極領域ｄとを位置合わせした後、
両者間をハンダ、導電性ペースト等の接合材ｅにより接
続するようにしている。

【０００８】この第１従来方式にあっては、（１）バン
プｂと配線パターンの電極領域ｄとを接続するための接
合材ｅの供給、硬化等の工程が複雑であること、（２）
バンプ接続部分の耐湿信頼性や半導体の搭載強度を得る
ため、チップａと基板ｃとの間にアンダーフィルと呼ば
れる絶縁樹脂ｆを充填してバンプ接続部分を封止する必
要があること、（３）アンダーフィルとなる絶縁樹脂ｆ
を充填硬化させる工程が必要となること、等のために製
造コストが高くなると言った問題が指摘されている。

【０００９】フリップチップ接続方式の他の一例（以
下、第２従来方式と言う）が図１５に示されている。こ
の第２従来方式は第１従来方式の問題点を解決するもの
であり、特許第２，５８６，１５４号公報で提案されて
いるような、異方導電シートを用いて配線基板上に半導
体ベアチップを実装するものである。

【００１０】この第２従来方式にあっては、熱可塑性や
熱硬化性の樹脂中に導電性の微粒子を分散させた異方導
電シートｇを半導体ベアチップａと配線基板ｃとの間に
介在させ、熱圧着によって樹脂を流動させ、バンプｂと
配線パターンの電極領域ｄとの間に挟まれた導電性の微
粒子ｈによって厚さ方向の電気的接続を得るようにして
いる。

【００１１】この方法では、半導体を配線基板上に実装
する際の配線パターンとの位置合わせが比較的ラフに行
える上に、樹脂硬化時間が１０〜２０秒と短く、アンダ
ーフィル等の封止材を用いる必要がなく、低製造コスト
化が狙えると言った効果がある。その反面、（１）異方
導電シートｇは比較的高価であること、（２）その硬化
には２００℃以上という高い温度が必要なため、耐熱性
のない基板には用いることができないこと、（３）比較
的短時間ではあるものの、樹脂材の硬化には１０〜２０
秒を要し、さらなる工程の簡略化、高速化というのは困
難であること、（４）バンプと基板パターン間の電気的
接続は、樹脂材内に分散された導電微粒子の接触により
行うため、接続の信頼性に乏しいこと、等の問題がなお
も指摘されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のフリ
ップチップ接続方式における上述の問題点に着目してな
されたものであり、その目的とするところは、配線基板
上に半導体チップを迅速に、電気的にも機械的にも確実
に、さらに低コストに、実装可能なフリップチップ接続
方式による半導体チップの実装方法を提供することにあ
る。

【００１３】また、この発明の他の目的とするところ
は、上記の実装方法に好適なフリップチップ接続用配線
基板を提供することにある。

【００１４】また、この発明の他の目的とするところ
は、上記の配線基板を簡単かつ低コストに製造可能なフ
リップチップ接続用配線基板の製造方法を提供すること
にある。

【００１５】さらに、この発明の他の目的とするところ
は、航空タグ、物流管理用ラベル、無人改札用パス等と
して機能する電磁波読み取り可能なデータキャリアを低
コストに大量生産することが可能な電磁波読み取り可能
なデータキャリアの製造方法を提供することにある。

【００１６】本発明のさらに他の目的並びに効果につい
ては、実施の形態の記載等を参照することにより、当業
者であれば容易に理解されるであろう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明の半導体チップ
の実装方法は、配線パターン上の電極領域を覆う熱可塑
性樹脂被膜を加熱溶融させた状態において、その溶融状
態にある熱可塑性樹脂被膜の上に半導体ベアチップのバ
ンプを超音波を付与しつつ押し付けることにより、溶融
した熱可塑性樹脂被膜を押し退けてバンプと電極領域と
を接触させる工程と、前記バンプと電極領域とが接触し
た状態において、超音波を継続的に付与することによ
り、バンプと電極領域とを超音波接合させる工程と、前
記溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化させて、半導体ベア
チップ本体を配線基板上に接着させる工程と、を具備す
る。

【００１８】ここで、『配線パターン上の電極領域を覆
う熱可塑性樹脂被膜を加熱溶融させた状態において、』
とあることから明らかなように、この発明で使用される
配線基板の配線パターン上の電極領域には、予め熱可塑
性樹脂の被膜が形成されている。この被膜は、配線パタ
ーンの電極領域のみを覆うものであってもよく、また配
線パターン表面の全面を覆うものであってもよい。

【００１９】また、ここで『配線パターン上の電極領
域』とは、電子部品の端子等が接続される予定位置を含
む配線パターン上の一定小領域を意味する。この電極領
域には配線パターン上の一般にはランド等と称される部
分が含まれるであろう。

【００２０】また、『加熱溶融』とあるのは、熱可塑性
樹脂被膜が加熱されて溶融している状態と加熱されてあ
る程度まで軟化している状態との双方を含む概念を意味
している。さらに、ここで言う『熱可塑性樹脂』は、接
着剤としての良好な特性を有するものであることが好ま
しい。

【００２１】そして、このような構成によれば、（１）
バンプと電極領域との接合は超音波による拡散接合であ
るため、確実な電気的導通が図れること、（２）接合部
が樹脂封止されるため、耐湿性が良好となることと、
（３）半導体チップと配線基板とが熱可塑性樹脂の硬化
の際に接着されるため、引っ張り等に対する機械的な実
装強度が高いこと、（４）電気的導通と機械的結合とを
短時間で同時になし得ること、（５）特別な封止乃至接
着工程、並びに、接着材料が不要なため製造コストが低
いこと、（６）基板表面が露出している部分については
熱可塑性樹脂被膜は存在しないから、加熱時に基板表面
が必要以上にべた付くことがないこと、等の作用効果が
得られる。

【００２２】また、この発明のフリップチップ接続用配
線基板は、配線パターンの表面がその全面に亘って熱可
塑性樹脂被膜により覆われている。

【００２３】このような構成によれば、上述の実装方法
に使用した場合、配線パターンの表面がその全面に亘っ
て熱可塑性樹脂被膜により覆われているので、耐湿性の
良好な封止構造並びに引っ張り強度の高い接着構造が得
られる。

【００２４】また、この発明のフリップチップ接続用配
線基板の製造方法は、配線パターンをエッチング処理に
て形成する際に使用されるエッチングマスク材として熱
可塑性樹脂を使用する。

【００２５】このような構成によれば、配線パターンの
形成のためのエッチング処理に使用されたエッチングマ
スク材がそのまま導体パターン表面の全面を覆う熱可塑
性樹脂被膜となるため、別途被膜形成工程が不要で手間
が掛からず、低コストに製造できる。

【００２６】また、この発明の電磁波読み取り可能なデ
ータキャリアの製造方法は、フィルム状、シート状、乃
至薄板状の絶縁性基体にアンテナコイルを構成する渦巻
状導体パターンを保持させてなるデータキャリア本体
と、フィルム状、シート状、又は薄板状配線基板の配線
パターン上に送受信回路やメモリ等を構成する半導体ベ
アチップを実装してなる電子部品モジュールとを一体化
してなる電磁波読み取り可能なデータキャリアの製造方
法である。

【００２７】このデータキャリアの製造方法において、
主たる特徴的な事項は、前記フィルム状、シート状、又
は薄板状配線基板の配線パターン上に半導体ベアチップ
を実装してなる電子部品モジュールを製造する工程にあ
る。

【００２８】すなわち、この電子部品モジュールを製造
する工程には、前記配線パターン上の電極領域を覆う熱
可塑性樹脂被膜を加熱溶融させた状態において、その溶
融状態にある熱可塑性樹脂被膜の上に半導体ベアチップ
のバンプを超音波を付与しつつ押し付けることにより、
溶融した熱可塑性樹脂被膜を押し退けてバンプと電極領
域とを接触させる工程と、前記バンプと電極領域とが接
触した状態において、超音波を継続的に付与することに
より、バンプと電極領域とを超音波接合させる工程と、
前記溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化させて、半導体ベ
アチップ本体を配線基板上に接着させる工程と、が含ま
れる。

【００２９】そして、このような構成によれば、前述し
た（１）バンプと電極領域との接合は超音波による拡散
接合であるため、確実な電気的導通が図れること、
（２）接合部が樹脂封止されるため、耐湿性が良好とな
ることと、（３）半導体チップと配線基板とが熱可塑性
樹脂の硬化の際に接着されるため、引っ張り等に対する
機械的な実装強度が高いこと、（４）電気的導通と機械
的結合とを短時間で同時になし得ること、（５）特別な
封止乃至接着工程乃至材料が不要なため製造コストが低
いこと、（６）基板表面が露出している部分については
熱可塑性樹脂被膜は存在しないから、加熱時に基板表面
が必要以上にべた付くことがないこと、等の作用効果を
通じて、航空タグ、物流管理用ラベル、無人改札用パス
等として機能する電磁波読み取り可能なデータキャリア
を低コストに大量生産することが可能となる。

【００３０】また、この発明の電子部品モジュールの製
造工程に使用される配線基板は、配線パターンの表面が
その全面に亘って熱可塑性樹脂被膜により覆われてい
る。

【００３１】このような構成によれば、上述の電子部品
モジュールを製造する工程に使用した場合、配線パター
ンの表面がその全面に亘って熱可塑性樹脂被膜により覆
われているので、耐湿性の良好な封止構造並びに引っ張
り強度の高い接着構造が得られる。

【００３２】また、この発明の配線基板の製造方法は、
配線パターンをエッチング処理にて形成する際に使用さ
れるエッチングマスク材として熱可塑性樹脂を使用す
る。

【００３３】このような構成によれば、配線パターンの
形成のためのエッチング処理に使用されたエッチングマ
スク材がそのまま導体パターン表面の全面を覆う熱可塑
性樹脂被膜となるため、別途被膜形成工程が不要で手間
が掛からず、低コストに製造できる。

【００３４】また、この発明の電磁波読み取り可能なデ
ータキャリアの製造方法は、フィルム状樹脂製基体にア
ンテナコイルを構成する金属箔パターンを保持させてな
るデータキャリア本体と、フィルム状樹脂製基体表面の
アルミ箔配線パターンに送受信回路やメモリ等を構成す
る半導体ベアチップを実装してなる電子部品モジュール
とを一体化して構成される電磁波読み取り可能なデータ
キャリアの製造方法である。

【００３５】この電磁波読み取り可能なデータキャリア
の製造方法において、主たる特徴的な事項は、前記フィ
ルム状樹脂製基体表面のアルミ箔配線パターン上に半導
体ベアチップを実装してなる電子部品モジュールを製造
する工程にある。

【００３６】すなわち、この電子部品モジュールを製造
する工程には、前記アルミ箔配線パターン上の電極領域
を覆う熱可塑性樹脂被膜を加熱溶融させた状態におい
て、その溶融状態にある熱可塑性樹脂被膜の上に半導体
ベアチップのバンプを超音波を付与しつつ押し付けるこ
とにより、溶融した熱可塑性樹脂被膜を押し退けてバン
プと電極領域とを接触させる工程と、前記バンプと電極
領域とが接触した状態において、超音波を継続的に付与
することにより、バンプと電極領域とを超音波接合させ
る工程と、前記溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化させ
て、半導体ベアチップ本体を配線基板上に接着させる工
程と、が含まれる。

【００３７】また、この発明の配線基板は、アルミ箔配
線パターンの表面がその全面に亘って熱可塑性樹脂被膜
により覆われている。

【００３８】また、この発明の配線基板の製造方法は、
アルミ箔配線パターンをエッチング処理にて形成する際
に使用されるエッチングマスク材として熱可塑性樹脂を
使用する。

【００３９】本発明の好ましい実施の形態では、熱可塑
性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂又はポリエステ
ル系樹脂が使用される。

【００４０】このような樹脂を使用することにより、エ
ッチングマスクとしての良好な耐薬品性、並びに、半導
体チップ側の金属バンプと配線パターン側の金属電極領
域との間の良好な接合強度が得られると言う作用効果が
期待される。すなわち、ポリオレフィン系樹脂はＮａＯ
Ｈ等のアルカリ性エッチング液に、又ポリエステル系樹
脂はＦｅＣｌ_２等の酸性エッチング液に対して良好な耐
性を呈する。しかも、それらの樹脂は、接着性にも優れ
る。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る半導体チ
ップの実装方法の好適な実施の一形態を添付図面に従っ
て詳細に説明する。

【００４２】先に述べたように、本発明の半導体チップ
の実装方法は、配線パターン上の電極領域を覆う熱可塑
性樹脂被膜を加熱溶融させた状態において、その溶融状
態にある熱可塑性樹脂被膜の上に半導体ベアチップのバ
ンプを超音波を付与しつつ押し付けることにより、溶融
した熱可塑性樹脂被膜を押し退けてバンプと電極領域と
を接触させる工程と、前記バンプと電極領域とが接触し
た状態において、超音波を継続的に付与することによ
り、バンプと電極領域とを超音波接合させる工程と、前
記溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化させて、半導体ベア
チップ本体を配線基板上に接着させる工程と、を具備す
るものである。

【００４３】斯かる実装方法を含む一連の工程の概略が
図１の工程図に示されている。この一連の工程には、金
属箔積層材製造工程（Ａ）、エッチングマスク印刷工程
（Ｂ）、配線パターン形成のためのエッチング工程
（Ｃ）、超音波実装工程（Ｄ）と、接着工程（Ｅ）とが
含まれている。以下、それらの工程の詳細を順に説明す
る。

【００４４】［金属箔積層材製造工程（Ａ）］この工程
では、フィルム状配線基板の原材をなすＡｌ−ＰＥＴ積
層材１を製造する。このＡｌ−ＰＥＴ積層材１は、例え
ば、２５μｍ厚のＰＥＴフィルム２の片面（図では上
面）に、ウレタン系接着剤を介して３５μｍ厚の硬質ア
ルミ箔３を重ね、これを１５０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ^２
の条件で熱ラミネートを経て積層接着させる工程を経て
製造される。

【００４５】［エッチングマスク印刷工程（Ｂ）］この
工程では、Ａｌ−ＰＥＴ積層材１の硬質アルミ箔３の表
面に所要配線パターン形状のエッチングレジストパター
ン４を形成する。このレジストパターン４の形成は、例
えば、１５０℃程度の温度で溶融するポリオレフィン系
の熱可塑性樹脂製接着剤を、グラビア印刷等の方法によ
って硬質アルミ箔３の表面に厚さ４〜６μｍ程度塗布す
ることによって行われる。この塗布厚は、搭載されるベ
アチップのバンプサイズ乃至形状に応じて調整すること
が好ましい。

【００４６】［エッチング工程（Ｃ）］この工程では、
エッチングレジストパターン４から露出するアルミ箔部
分５を従来公知のエッチング処理で除去することによ
り、硬質アルミ箔３からなる配線パターン６を形成す
る。この配線パターン６の形成は、エッチングレジスト
パターン４から露出するアルミ箔部分５を、例えば、エ
ッチング液であるＮａＯＨ（１２０ｇ／ｌ）に温度５０
℃の条件にて晒すことによって行われる。このエッチン
グ工程で得られた配線基板７の表面には、硬質アルミ箔
３からなる配線パターン６が出現される。また、この配
線パターン６の表面は、その全面に亘ってエッチングレ
ジストパターン（エッチングマスク）４として使用した
ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂製接着剤により覆われ
ている。換言すれば、この配線パターン６の少なくとも
電極領域（後述する半導体ベアチップのバンプとの接続
予定領域）の表面は熱可塑性樹脂被膜４ａにより覆われ
ている。

【００４７】［超音波実装工程（Ｄ）］この工程では、
超音波を付与しつつ、半導体ベアチップ８を配線基板７
上に実装する。この工程は、配線パターン６上の電極領
域１０を覆う熱可塑性樹脂被膜４ａを加熱溶融させた状
態において、その溶融状態にある熱可塑性樹脂被膜４ａ
の上に半導体ベアチップ８のバンプ９を超音波を付与し
つつ押し付けることにより、溶融した熱可塑性樹脂被膜
４ａを押し退けてバンプ９と電極領域１０とを接触させ
る工程（第１工程）と、バンプ９と電極領域１０とが接
触した状態において、超音波を継続的に付与することに
より、バンプ９と電極領域１０とを超音波接合させる工
程（第２工程）と、を含んでいる。

【００４８】すなわち、半導体ベアチップ８は厚さ１５
０μｍであって、その底面から接続用の金属端子である
バンプ９を突出させた、いわゆる表面実装型部品として
構成されている。第１の工程では、このバンプ（例えば
金より成る）９は、超音波振動を付加した状態で、１５
０℃の加熱により溶融した熱可塑性樹脂被膜４ａに押し
当てられる。すると、溶融した熱可塑性樹脂被膜４ａ
は、バンプ９の超音波振動によりバンプ９の先端位置よ
り押し退けられて除去され、さらにアルミ箔配線パター
ン６表面上の酸化物層等も振動により機械的に除去され
る。その結果、バンプ９と電極領域１０とが接触させら
れる。第２の工程では、その後、さらに振動による摩擦
熱によりバンプ９と配線パターン６の電極領域１０とが
加熱され、金原子がアルミ箔内に拡散した金属融着部が
形成されて両者の超音波接合が完了する。

【００４９】以上の第１並びに第２の工程は、半導体ベ
アチップ８を所定位置に配置した後、例えば、負荷圧力
０．２ｋｇ／ｍｍ^２下で、振動数６３ＫＨｚの超音波振
動を数秒程度加えることにより完了される。

【００５０】この超音波実装工程のより詳細が図２の工
程図に示されている。同図（ａ）に示される位置決め工
程では、それぞれ真空吸着機能を有する超音波ホーン１
１とヒータテーブル兼用アンビル１２とを上下に対向配
置した状態において、超音波ホーン１１には矢印１１ａ
に示されるようにベアチップ８を吸着保持させ、またヒ
ータテーブル兼用アンビル１２には矢印１２ａに示され
るように配線基板７を吸着保持させる。この状態におい
て、超音波ホーン１１とヒータテーブル兼用アンビル１
２とを水平方向へと相対移動させつつ、ベアチップ８側
のバンプ９と配線基板７側の配線パターン６の電極領域
１０との位置決めを行い、同時にヒータテーブル兼用ア
ンビル１２によって配線基板７を１５０°Ｃに加熱す
る。

【００５１】同図（ｂ）に示される熱可塑性樹脂接着剤
の除去工程では、超音波ホーン１１とヒータテーブル兼
用アンビル１２とによって、矢印ｖに示されるように、
超音波振動（６３．５ＫＨｚ、２Ｗ）を付与しつつ、矢
印Ｐに示されるように、負荷圧力（０．１〜０．３Ｋｇ
ｆ）により、ベアチップ８のバンプ９を加熱溶融状態に
ある熱可塑性樹脂接着剤（熱可塑性樹脂被膜）４ａに押
し当てることにより、溶融した熱可塑性樹脂被膜４ａを
押し退けてバンプ９と電極領域１０とを接触させる。

【００５２】同図（ｃ）に示される超音波接合工程で
は、さらに超音波振動ｖを継続的に付与することによ
り、金属間の拡散接合を進行させて、バンプ９と電極領
域１０とを超音波接合させる。

【００５３】再び、図１に戻って、説明を続ける。［接着工程（Ｅ）］この工程では、配線基板に付与され
た１５０℃の加熱を除去することにより、溶融した熱可
塑性樹脂被膜４ａを自然冷却又は強制冷却により再硬化
させて、半導体ベアチップ８本体と配線パターン６との
間を接着させる。すなわち、半導体ベアチップ８の底面
と配線基板７との間に満たされた溶融状態にある熱可塑
性樹脂被膜４ａが冷却固化されて、半導体ベアチップ８
と配線基板７とが強固に接着固定されるのである。

【００５４】以上の工程（Ａ）〜（Ｅ）を経て完成され
た実装構造が図３に示されている。同図に示されるよう
に、この実装構造によれば、（１）バンプ９と電極領域
１０との接合は超音波による拡散接合であるため、確実
な電気的導通が図れること、（２）バンプ９と電極領域
１０との接合部が樹脂封止されるため、耐湿性が良好と
なること、（３）半導体チップ８と配線基板７とが熱可
塑性樹脂被膜４ａの硬化の際に接着されるため、引っ張
り等に対する機械的な実装強度が高いこと、（４）電気
的導通と機械的結合とを短時間で同時になし得ること、
（５）特別な封止乃至接着工程、並びに、接着材料が不
要なため製造コストが格段に低いこと、（６）基板表面
が露出している部分については熱可塑性樹脂被膜は存在
しないから、加熱時に基板表面が必要以上にべた付くこ
とがないこと、等の作用効果が得られる。

【００５５】本実施形態の樹脂被膜を用いた実装方法の
場合における半導体ベアチップ８と配線パターン６との
間の接合強度を、超音波接合のみを用いた場合における
それと比較して図４に示す。同図から明らかなように、
本発明実装方法の場合には、超音波接合のみの場合に比
較して、２〜３倍のもの強力な接合強度が得られた。こ
れは、半導体チップ８と配線基板７とが熱可塑性樹脂被
膜４ａの硬化の際に接着されるためであることは、言う
までもない。

【００５６】尚、上記の実施形態では、積層材１を構成
する樹脂基材としてＰＥＴフィルム２を使用したが、Ｐ
ＥＴフィルムの代わりにポリイミドフィルム等を使用す
ることもできる。

【００５７】また、エッチングレジストパターン４の材
質としては、ポリオレフィン系樹脂の代わりにポリエス
テル系の熱可塑性樹脂を用いることもできる。但し、そ
の場合には、エッチング液としては、酸系のＦｅＣｌ_２
を用いることとなる。

【００５８】また、図１（Ｃ）に示される配線基板７
は、配線パターン６の表面がその全面に亘って熱可塑性
樹脂被膜４ａにより覆われているものであって、フリッ
プチップ接続用配線基板として一般化することができ
る。

【００５９】そして、このような構成によれば、上述の
実装方法に使用した場合、配線パターン６の表面がその
全面に亘って熱可塑性樹脂被膜４ａにより覆われている
ので、耐湿性の良好な封止構造並びに引っ張り強度の高
い接着構造が得られる。すなわち、配線パターン６上の
電極領域１０付近に位置する熱可塑性樹脂被膜４ａは主
として超音波接合部の封止作用に寄与する一方、電極領
域以外の部分に位置する熱可塑性樹脂被膜４ａは半導体
チップ８本体と配線基板７との接着作用に寄与する。

【００６０】また、図１（Ｂ），（Ｃ）に示される配線
基板の製造方法は、換言すれば、配線パターンをエッチ
ング処理にて形成する際に使用されるエッチングマスク
材として熱可塑性樹脂を使用するものであって、フリッ
プチップ接続用配線基板の製造方法として一般化するこ
とができる。

【００６１】そして、このような構成によれば、配線パ
ターンの形成のためのエッチング処理に使用されたエッ
チングマスク材がそのまま導体パターン表面の全面を覆
う熱可塑性樹脂被膜となるため、別途被膜形成工程が不
要で手間が掛からず、低コストに製造できる。

【００６２】最後に、この実施形態にかかる半導体チッ
プの実装方法の作用効果をまとめて記述する。すなわ
ち、以上の実装方法によれば、（１）配線パターンの形成工程において、エッチング加
工で用いた絶縁性レジストを別工程で剥離する必要がな
く、低コスト化できる。

【００６３】（２）さらに、熱可塑性樹脂からなる絶縁
性レジストが半導体チップの直下で接着剤として働き、
超音波による半導体の実装強度を補強できる。

【００６４】（３）また、バンプ周辺を樹脂材により封
止でき、バンプ接続部の耐湿信頼性を向上できる。

【００６５】（４）従来方法で必要としていた、上記目
的をもった樹脂材が不要であり、材料コストの低下が図
れる。

【００６６】（５）超音波振動によるバンプ、配線パタ
ーン間の金属の拡散接合により、確実な端子間接続が得
られる。

【００６７】（６）超音波接合、熱可塑性樹脂の溶融、
硬化は１〜２秒以内で実行でき、製造時間の短縮が図れ
る。

【００６８】次に、図５〜図１０を参照しつつ、本発明
にかかるデータキャリアの製造方法の一実施形態につい
て説明する。なお、このデータキャリアは、航空タグ、
物流管理用ラベル、無人改札用パス等として機能する電
磁波読み取り可能なものである。そして、このデータキ
ャリアは、フィルム状樹脂製基体にアンテナコイルを構
成する金属箔パターンを保持させてなるデータキャリア
本体と、フィルム状樹脂製基体表面のアルミ箔配線パタ
ーンに送受信回路やメモリ等を構成する半導体ベアチッ
プを実装してなる電子部品モジュールとを一体化して構
成される。

【００６９】データキャリアの実施形態の一例が図５に
示されている。同図に示されるように、このデータキャ
リアＤＣは、２５μｍ厚のＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）製基体１０１の片面に、１０μｍ厚の銅箔製
渦巻き状導体パターン（アンテナコイルに相当）１０２
を保持させてなるデータキャリア本体１００と、７０μ
ｍ厚のガラスエポキシ製小片２０１にベアチップＩＣ２
０２を図では下面側に実装してなる電子部品モジュール
２００とを有する。そして、電子部品モジュール２００
は、その小片２０１が、渦巻状導体パターン１０２を構
成する周回導体束１０２ａを跨ぐ（換言すれば交差す
る）ようにしてデータキャリア本体１００上に搭載さ
れ、かつ渦巻状導体パターン１０２との電気的接続は、
渦巻状導体パターン１０２の内周側端子パッド１０３と
外周側端子パッド１０４とにおいて行われる。

【００７０】電子部品モジュール２００の実装構造の一
例が図６の拡大断面図に示されている。図５並びに図６
に示されるデータキャリア本体１００並びに電子部品モ
ジュール２００の製造方法は、以下に順次詳細に説明さ
れる。

【００７１】アンテナコイルを構成する渦巻状導体パタ
ーン１０２の製造工程の一例が図７に示されている。同
図を参照して、ＰＥＴフィルム製基体１０１の片面にア
ンテナコイルとなる渦巻状導体パターン１０２を形成す
る際の工程を説明する。

【００７２】（工程Ａ）まず、最初に、Ｃｕ−ＰＥＴ積
層基材３０１を用意する。一例として２５μｍ厚のＰＥ
Ｔフィルム３０２の片面に、ウレタン系接着剤を介して
１０μｍ厚の銅箔３０３を重ね、これを１５０℃、圧力
５ｋｇ／ｃｍ^２の条件で熱ラミネートを経て積層接着さ
せる。これにより、ＰＥＴフィルム３０２の表面に銅箔
３０３が接着されたＣｕ−ＰＥＴ積層材３０１が完成す
る。

【００７３】（工程Ｂ）次に、Ｃｕ−ＰＥＴ積層材３０
１の銅箔３０３の表面上に渦巻形状のエッチングレジス
トパターン３０４を形成する。すなわち、コイルの特性
として必要なＬ値、Ｑ値を得るターン数、線幅、ピッ
チ、内外周をもつ渦巻形状に、例えばオフセット印刷法
を用いて絶縁性のエッチングレジストインクを銅箔３０
３上に印刷する。このときのレジストインクとしては、
熱又は活性エネルギー線で硬化するタイプのものを使用
する。活性エネルギー線としては紫外線または電子線を
使用し、紫外線を用いる場合にはレジストインクに光重
合剤を入れて使用する。

【００７４】（工程Ｃ）次に、Ｃｕ−ＰＥＴ積層材３０
１の銅箔３０３の表面上における、電子部品モジュール
２００の電極との電気的導通接続を行う位置に、導電性
インクで必要電極形状の導電性エッチングレジストパタ
ーン３０５ａ，３０５ｂ（図５の１０３，１０４）を形
成する。このレジストパターン３０５ａ，３０５ｂの形
成は前記工程と同様のオフセット印刷にて行い、レジス
トインクとしては、１２０℃、２０分程度の熱処理で硬
化する熱硬化性導電接着剤を用いる。尚、この工程に於
ける導電性インクの印刷は、一般的に実施されるスクリ
ーン印刷法を用いてもよく、またインク材として、例え
ばＡｇ粒子と熱可塑性接着剤の混合物に光重合剤を入れ
たもの、あるいはハンダペースト等を用いてもよい。

【００７５】（工程Ｄ）次に、エッチングレジストパタ
ーン３０４，３０５ａ，３０５ｂから露出する銅箔部分
３０６を従来公知のエッチングを行うことにより除去
し、アンテナコイルとなる渦巻状導体パターン（図５に
おける１０２）を形成する。このエッチング処理に際し
ては、エッチング液としてＦｅＣｌ_２（１２０ｇ／ｌ）
を５０℃の条件にて使用し銅箔３０３を除去する。この
後、一般的には前記工程Ｂに於いて形成したエッチング
レジストを除去しないと、電子部品を回路上、すなわち
アンテナコイルを構成する渦巻状パターン上に実装する
ことはできないが、本発明においては先の工程Ｃで説明
したように導電性のレジストパターン３０５ａ，３０５
ｂがあり、この位置に電子部品を実装することによりエ
ッチングレジストを除去する必要がない。すなわち、本
発明によりエッチングレジストの剥離工程を省くことが
でき、さらに絶縁性インクで形成したエッチングレジス
ト３０４が銅箔製回路パターン表面の絶縁性保護層とし
ても機能するという効果もある。

【００７６】（工程Ｅ）最後に、本実施形態に於いては
後述する電子部品モジュールの凸部（ポッティング部４
１１）が挿入可能な透孔３０７をプレス加工する。以上
によりＰＥＴフィルム製基体３０２（１０１）の片面に
アンテナコイルとなる渦巻状導体パターン３０８（１０
２）が保持されたデータキャリア本体１００が完成す
る。

【００７７】次に、電子部品モジュール２００の作成工
程の一例が図８に示されている。なお、図８に示される
内容は、最終工程でベアチップ４０８をポッティング４
１１で樹脂封止すること、並びに、データキャリア本体
１００との接続用電極部分に導電性レジスト４１２を配
置することを除き、先に図１を参照して説明した内容と
同一である。

【００７８】［金属箔積層材製造工程（Ａ）］この工程
では、フィルム状配線基板の原材をなすＡｌ−ＰＥＴ積
層材４０１を製造する。このＡｌ−ＰＥＴ積層材４０１
は、例えば、２５μｍ厚のＰＥＴフィルム４０２の片面
（図では上面）に、ウレタン系接着剤を介して３５μｍ
厚の硬質アルミ箔４０３を重ね、これを１５０℃、圧力
５ｋｇ／ｃｍ^２の条件で熱ラミネートを経て積層接着さ
せる工程を経て製造される。

【００７９】［エッチングマスク印刷工程（Ｂ）］この
工程では、Ａｌ−ＰＥＴ積層材４０１の硬質アルミ箔４
０３の表面に所要配線パターン形状のエッチングレジス
トパターン４０４を形成する。このレジストパターン４
０４の形成は、例えば、１５０℃程度の温度で溶融する
ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂製接着剤を、グラビア
印刷等の方法によって硬質アルミ箔４０３の表面に厚さ
４〜６μｍ程度塗布することによって行われる。この塗
布厚は、搭載されるベアチップのバンプサイズ乃至形状
に応じて調整することが好ましい。加えて、この工程で
は、データキャリア本体１００の端子パッド部分３０５
ａ，３０５ｂとの接続部分に所要電極パターン形状の導
電性エッチングレジストパターン４１２ａ，４１２ｂを
配置する。このレジストパターン４１２ａ，４１２ｂの
形成は前記工程と同様のオフセット印刷にて行い、レジ
ストインクとしては、１２０℃、２０分程度の熱処理で
硬化する熱硬化性導電接着剤を用いる。尚、この工程に
於ける導電性インクの印刷は、一般的に実施されるスク
リーン印刷法を用いてもよく、またインク材として、例
えばＡｇ粒子と熱可塑性接着剤の混合物に光重合剤を入
れたもの、あるいはハンダペースト等を用いてもよい。

【００８０】［エッチング工程（Ｃ）］この工程では、
エッチングレジストパターン４０４から露出するアルミ
箔部分４０５を従来公知のエッチング処理で除去するこ
とにより、硬質アルミ箔４０３からなる配線パターン４
０６を形成する。この配線パターン４０６の形成は、エ
ッチングレジストパターン４から露出するアルミ箔部分
４０５を、例えば、エッチング液であるＮａＯＨ（１２
０ｇ／ｌ）に温度５０℃の条件にて晒すことによって行
われる。このエッチング工程で得られた配線基板４０７
の表面には、硬質アルミ箔４０３からなる配線パターン
４０６が出現される。また、この配線パターン４０６の
表面は、その全面に亘ってエッチングレジストパターン
（エッチングマスク）４０４として使用したポリオレフ
ィン系の熱可塑性樹脂製接着剤により覆われている。換
言すれば、この配線パターン４０６の少なくとも電極領
域（後述する半導体ベアチップのバンプとの接続予定領
域）の表面は熱可塑性樹脂被膜４０４ａにより覆われて
いる。

【００８１】［超音波実装工程（Ｄ）］この工程では、
超音波を付与しつつ、半導体ベアチップ４０８を配線基
板４０７上に実装する。この工程は、配線パターン４０
６上の電極領域４１０を覆う熱可塑性樹脂被膜４０４ａ
を加熱溶融させた状態において、その溶融状態にある熱
可塑性樹脂被膜４０４ａの上に半導体ベアチップ４０８
のバンプ４０９を超音波を付与しつつ押し付けることに
より、溶融した熱可塑性樹脂被膜４０４ａを押し退けて
バンプ４０９と電極領域４１０とを接触させる工程（第
１工程）と、バンプ４０９と電極領域４１０とが接触し
た状態において、超音波を継続的に付与することによ
り、バンプ４０９と電極領域４１０とを超音波接合させ
る工程（第２工程）と、を含んでいる。

【００８２】すなわち、半導体ベアチップ４０８は厚さ
１５０μｍであって、その底面から接続用の金属端子で
あるバンプ４０９を突出させた、いわゆる表面実装型部
品として構成されている。第１の工程では、このバンプ
（例えば金より成る）４０９は、超音波振動を付加した
状態で、１５０℃の加熱により溶融した熱可塑性樹脂被
膜４０４ａに押し当てられる。すると、溶融した熱可塑
性樹脂被膜４０４ａは、バンプ４０９の超音波振動によ
りバンプ４０９の先端位置より押し退けられて除去さ
れ、さらにアルミ箔配線パターン４０６表面上の酸化物
層等も振動により機械的に除去される。その結果、バン
プ４０９と電極領域４１０とが接触させられる。第２の
工程では、その後、さらに振動による摩擦熱によりバン
プ４０９と配線パターン４０６の電極領域４１０とが加
熱され、金原子がアルミ箔内に拡散した金属融着部が形
成されて両者の超音波接合が完了する。

【００８３】以上の第１並びに第２の工程は、半導体ベ
アチップ８を所定位置に配置した後、例えば、負荷圧力
０．２ｋｇ／ｍｍ^２下で、振動数６３ＫＨｚの超音波振
動を数秒程度加えることにより完了される。

【００８４】［接着工程（Ｅ）］この工程では、配線基
板に付与された１５０℃の加熱を除去することにより、
溶融した熱可塑性樹脂被膜４０４ａを自然冷却又は強制
冷却により再硬化させて、半導体ベアチップ４０８本体
と配線パターン４０６との間を接着させる。すなわち、
半導体ベアチップ４０８の底面と配線基板４０７との間
に満たされた溶融状態にある熱可塑性樹脂被膜４０４ａ
が冷却固化されて、半導体ベアチップ４０８と配線基板
４０７とが強固に接着固定されるのである。しかるの
ち、半導体ベアチップ４０８は、必要に応じて、公知の
手法により樹脂封止されて、ポッティング部４１１が形
成される。

【００８５】次に、電子部品モジュール２００を、その
絶縁性小片２０１が、渦巻状導体パターン１０２を構成
する周回導体束１０２ａを跨ぐようにしてデータキャリ
ア本体１００上に搭載し、かつ渦巻状導体パターンとの
電気的接続を、渦巻状導体パターン１０２の内周側と外
周側とに分離して別個に行う手順を、図９を参照して説
明する。

【００８６】（工程Ａ）まず、電子部品モジュール２０
０の電子部品搭載面とデータキャリア本体１００の導電
パターン形成面とが対向するようにし、かつ電子部品モ
ジュール２００が、渦巻状導体パターン１０２を構成す
る周回導体束１０２ａを跨ぐ（換言すれば、交差する）
ようにして、電子部品モジュール２００をデータキャリ
ア本体１００上に搭載する。このとき、電子部品である
ベアチップ４０８を覆うポッティング部４１１は、デー
タキャリア本体１００側に開けられた孔３０７に受け入
れられる。さらに、電子部品モジュール２００側におい
て、ベアチップ４０８のバンプ４０９，４０９へ導通す
る一対のアルミ箔領域４０６，４０６の電極領域となる
導電性レジスト領域４１２ａ，４１２ｂは、データキャ
リア本体１００側において、一対の導電性レジストパタ
ーン３０５ａ，３０５ｂの真上に位置される。つまり、
電子部品モジュール２００側の銅箔領域４０６，４０６
とデータキャリア本体１００側の導電性レジストパター
ン３０５ａ，３０５ｂとは導電性レジスト領域４１２，
４１２を介して相対峙することとなる。

【００８７】（工程Ｂ）次に、温度１６０℃で加熱した
圧子５０１ａ，５０１ｂを電子部品モジュール２００上
から、特に、一対の導電性レジストパターン３０５ａ，
３０５ｂの真上部に負荷圧力２１．７ｋｇ、時間２０秒
間押し当てる。このとき、熱可塑性接着剤被膜である導
電性レジストパターンが局部的に軟化溶融して、電子部
品モジュール２００の端子領域４０６，４０６へ導通す
る導電性レジスト領域４１２ａ，４１２ｂとデータキャ
リア本体１００側の導電性レジストパターン３０５ａ，
３０５ｂとが接着固定される。他方、熱可塑性樹脂被膜
４０４ａ部分は絶縁を保ったまま電子部品モジュール２
００とデータキャリア本体１００との接合に利用でき、
さらに渦巻状導体パターン１０２の表面のエッチングレ
ジスト３０４が絶縁材として残留しているため、電子部
品モジュール２００の絶縁性基材小片４０２（２０１）
上の配線パターン（図示せず）が、渦巻状導体パターン
１０２の内外周を結ぶジャンパー部材を兼ねることとな
る。その結果、従来構造のように、ジャンパ部材や裏面
配線パターン等を使用せずとも、渦巻状導体パターン１
０２とベアチップ４０８との電気的接続が可能となる。

【００８８】次に、図１０〜図１２を参照しつつ、本発
明にかかるデータキャリアの製造方法の他の一実施形態
について説明する。なお、このデータキャリアも、航空
タグ、物流管理用ラベル、無人改札用パス等として機能
する電磁波読み取り可能なものである。そして、このデ
ータキャリアは、図５を参照して説明した先の例と同様
に、フィルム状樹脂製基体にアンテナコイルを構成する
金属箔パターンを保持させてなるデータキャリア本体
と、フィルム状樹脂製基体表面のアルミ箔配線パターン
に送受信回路やメモリ等を構成する半導体ベアチップを
実装してなる電子部品モジュールとを一体化して構成さ
れる。

【００８９】アンテナコイルを構成する渦巻状導体パタ
ーン１０２（図５）の製造工程の一例が図１０に示され
ている。同図を参照して、ＰＥＴフィルム製基体１０１
（図５）の片面にアンテナコイルとなる渦巻状導体パタ
ーン１０２（図５）を形成する際の工程を説明する。

【００９０】（工程Ａ）まず、最初にＣｕ−ＰＥＴ積層
基材１を用意する。一例として２５μｍ厚のＰＥＴフィ
ルムの片面に、ウレタン系接着剤を介して１０μｍ厚の
銅箔を重ね、これを１５０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ^２の条
件で熱ラミネートを経て積層接着させる。これにより、
ＰＥＴフィルム６０２（１０１）の表面に銅箔６０３が
被着されたＣｕ−ＰＥＴ積層材６０１が完成する。

【００９１】（工程Ｂ）次に、Ｃｕ−ＰＥＴ積層材６０
１の銅箔６０３の表面に渦巻形状並びに端子部形状のエ
ッチングレジストパターン６０４を形成する。すなわ
ち、コイルの特性として必要なＬ値、Ｑ値を得るターン
数、線幅、ピッチ、内外周をもつ渦巻形状に、例えばオ
フセット印刷法を用いて絶縁性のエッチングレジストイ
ンキをＣｕ箔上に印刷する。このときのレジストインキ
としては、熱又は活性エネルギー線で硬化するタイプの
ものを使用する。活性エネルギー線としては紫外線また
は電子線を使用し、紫外線を用いる場合にはレジストイ
ンキに光重合剤を入れて使用する。

【００９２】（工程Ｃ）上記工程により形成されたエッ
チングレジストパターン６０４から露出するＣｕ箔部分
６０３ａを従来公知のエッチング法にて除去することに
より、アンテナコイルを構成する渦巻状導体パターン６
０５並びに内外周の端子パッド６０６ａ，６０６ｂ形成
する。このエッチング処理に際しては、エッチング液と
してＦｅＣｌ_２（１２０ｇ／ｌ）を５０℃の条件にて使
用し、必要な銅箔部分（Ｃｕ）を除去する。

【００９３】この後、一般的には前記工程（Ｂ）に於い
て形成した絶縁性のエッチングレジスト６０４を除去し
ないと、電子部品を回路上、すなわちコイルに実装する
ことはできないが、本発明においては接合予定部位６０
６ａ，６０６ｂに位置するエッチングレジストは後述す
る接合の際に超音波による機械的摩擦によって除去され
るため、絶縁性のレジスト６０４を除去する必要がなく
なる。すなわち、本発明によれば、エッチングレジスト
６０４の剥離工程を省略でき、さらにエッチングレジス
ト６０４が銅製導体パターン６０５表面の絶縁性保護層
として使用できるという効果が得られる。

【００９４】次に、電子部品モジュール２００の作成工
程の一例が図１１に示されている。

【００９５】［金属箔積層材製造工程（Ａ）］この工程
では、フィルム状配線基板の原材をなすＡｌ−ＰＥＴ積
層材７０１を製造する。このＡｌ−ＰＥＴ積層材７０１
は、例えば、２５μｍ厚のＰＥＴフィルム７０２の片面
（図では上面）に、ウレタン系接着剤を介して３５μｍ
厚の硬質アルミ箔７０３を重ね、これを１５０℃、圧力
５ｋｇ／ｃｍ^２の条件で熱ラミネートを経て積層接着さ
せる工程を経て製造される。

【００９６】［エッチングマスク印刷工程（Ｂ）］この
工程では、Ａｌ−ＰＥＴ積層材７０１の硬質アルミ箔７
０３の表面に所要配線パターン形状のエッチングレジス
トパターン７０４を形成する。このレジストパターン７
０４の形成は、例えば、１５０℃程度の温度で溶融する
ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂製接着剤を、グラビア
印刷等の方法によって硬質アルミ箔７０３の表面に厚さ
４〜６μｍ程度塗布することによって行われる。この塗
布厚は、搭載されるベアチップのバンプサイズ乃至形状
に応じて調整することが好ましい。

【００９７】［エッチング工程（Ｃ）］この工程では、
エッチングレジストパターン７０４から露出するアルミ
箔部分７０５を従来公知のエッチング処理で除去するこ
とにより、硬質アルミ箔７０３からなる配線パターン７
０６を形成する。この配線パターン７０６の形成は、エ
ッチングレジストパターン７０４から露出するアルミ箔
部分７０５を、例えば、エッチング液であるＮａＯＨ
（１２０ｇ／ｌ）に温度５０℃の条件にて晒すことによ
って行われる。このエッチング工程で得られた配線基板
７０７の表面には、硬質アルミ箔７０３からなる配線パ
ターン７０６が出現される。また、この配線パターン７
０６の表面は、その全面に亘ってエッチングレジストパ
ターン（エッチングマスク）７０４として使用したポリ
オレフィン系の熱可塑性樹脂製接着剤により覆われてい
る。換言すれば、この配線パターン７０６の少なくとも
電極領域（後述する半導体ベアチップのバンプとの接続
予定領域）の表面は熱可塑性樹脂被膜７０４ａにより覆
われている。

【００９８】［超音波実装工程（Ｄ）］この工程では、
超音波を付与しつつ、半導体ベアチップ７０８を配線基
板７０７上に実装する。この工程は、配線パターン７０
６上の電極領域７１０を覆う熱可塑性樹脂被膜７０４ａ
を加熱溶融させた状態において、その溶融状態にある熱
可塑性樹脂被膜７０４ａの上に半導体ベアチップ７０８
のバンプ７０９を超音波を付与しつつ押し付けることに
より、溶融した熱可塑性樹脂被膜７０４ａを押し退けて
バンプ７０９と電極領域７１０とを接触させる工程（第
１工程）と、バンプ７０９と電極領域７１０とが接触し
た状態において、超音波を継続的に付与することによ
り、バンプ７０９と電極領域７１０とを超音波接合させ
る工程（第２工程）と、を含んでいる。

【００９９】すなわち、半導体ベアチップ７０８は厚さ
１５０μｍであって、その底面から接続用の金属端子で
あるバンプ７０９を突出させた、いわゆる表面実装型部
品として構成されている。第１の工程では、このバンプ
（例えば金より成る）７０９は、超音波振動を付加した
状態で、１５０℃の加熱により溶融した熱可塑性樹脂被
膜７０４ａに押し当てられる。すると、溶融した熱可塑
性樹脂被膜７０４ａは、バンプ７０９の超音波振動によ
りバンプ７０９の先端位置より押し退けられて除去さ
れ、さらにアルミ箔配線パターン７０６表面上の酸化物
層等も振動により機械的に除去される。その結果、バン
プ７０９と電極領域７１０とが接触させられる。第２の
工程では、その後、さらに振動による摩擦熱によりバン
プ７０９と配線パターン７０６の電極領域７１０とが加
熱され、金原子がアルミ箔内に拡散した金属融着部が形
成されて両者の超音波接合が完了する。

【０１００】以上の第１並びに第２の工程は、半導体ベ
アチップ８を所定位置に配置した後、例えば、負荷圧力
０．２ｋｇ／ｍｍ^２下で、振動数６３ＫＨｚの超音波振
動を数秒程度加えることにより完了される。

【０１０１】［接着工程（Ｅ）］この工程では、配線基
板に付与された１５０℃の加熱を除去することにより、
溶融した熱可塑性樹脂被膜７０４ａを自然冷却又は強制
冷却により再硬化させて、半導体ベアチップ７０８本体
と配線パターン７０６との間を接着させる。すなわち、
半導体ベアチップ７０８の底面と配線基板７０７との間
に満たされた溶融状態にある熱可塑性樹脂被膜７０４ａ
が冷却固化されて、半導体ベアチップ７０８と配線基板
７０７とが強固に接着固定されるのである。しかるの
ち、半導体ベアチップ７０８は、必要に応じて、公知の
手法により樹脂封止されて、ポッティング部７１１が形
成される。以上で、電子部品モジュール７０７が完成す
る。

【０１０２】次に、電子部品モジュール７０７をデータ
キャリア６０７上に実装してアンテナコイルと電気的に
接続する工程を図１２に従って説明する。この工程は、
超音波溶接技術を用いて行われる。

【０１０３】（工程Ａ）まず、電子部品モジュール７０
７をデータキャリア本体６０７の上に、電子部品側の接
合予定部位７０８ａ，７０８ｂとデータキャリア本体側
の接合予定部位である端子パッド６０６ａ，６０６ｂと
が向かい合う整合状態で搭載する。

【０１０４】（工程Ｂ）次いで、一体に降下する一対の
圧子８０１，８０２を電子部品モジュール７０７の接合
予定部位７０８ａ，７０８ｂの直上部に負荷圧力Ｐ
（０．２ｋｇ／ｍｍ ^２）、振動数Ｖ（４０ｋＨｚ）の
超音波振動を付加しながら時間Ｔ（０．５秒間）程度押
し当てる。なお、８０３，８０４は圧子９，１０と対向
配置されたアンビルである。

【０１０５】一般に溶接とは、結合しようとする金属の
表面の原子相互間に引力が働き合うような距離（数オン
グストローム）に原子を接近させ、しかも面全体の原子
が秩序ある配列をとって接触することによって生じる。
ところが通常、金属の表面は酸化物、吸着ガス等の薄い
表面層によって覆われているため、その下地の清浄な金
属原子の接近が妨げられ、十分な結合力を生じない。

【０１０６】そこで本超音波接合法では、上記したよう
な方法による超音波振動によって金属表面層を除去し、
さらに原子振動を盛んにして原子を拡散させることで、
電子部品モジュールの端子及びアンテナコイル側の端子
を接着固定している。

【０１０７】さらに、本法は上記したように金属の表面
層を超音波振動により除去して接合を実現する原理に基
づくものであり、図１２の工程（Ｂ）により導体パター
ンの端子パッド６０６ａ，６０６ｂ上に形成された絶縁
性エッチングレジスト７０４を剥離しないままこの接合
工程を実施しても、電子部品モジュール７０７側とデー
タキャリア本体６０７側との間に十分な電気的並びに機
械的接合特性が得られる。以上の工程により本発明に係
るフィルム状データキャリアＤＣ（図５参照）が完成さ
れる。

【０１０８】なお、以上説明した実施形態において、例
えば、圧子８０１，８０２と対向するアンビル８０３，
８０４の端面に融着部形状に対応する多数の凹凸を設け
る一方、圧子８０１，８０２の押圧時間を調整すること
で、突部に対応して金属の塑性流動を局部的に生じさ
せ、金属層が除去された部分から臨む樹脂層同士を超音
波振動により融着させることができる。特に、このよう
な金属融着と樹脂融着とを併用する場合には、電子部品
モジュールの機械的な接着強度が格段向上するため、デ
ータキャリアが航空タグや物流管理用ラベル等のような
手荒な扱いを受けやすいものであるときに有効である。

【０１０９】こうして完成したフィルム状データキャリ
アは、読み取り媒体として電磁界を用いていることか
ら、読み取りに際する距離的並びに方向的な制約をさほ
ど受けることがなく、具体的には、読み取りの方向性に
制約を受けることなく１００〜１０００ｍｍの距離か
ら、半導体内に記憶されたデータを確実に読み取ること
ができる。

【０１１０】本実施形態で製造されるフィルム状データ
キャリアの耐湿試験結果（温度８５°Ｃ，湿度８５％）
を図１３に示す。同図に示されるように、耐湿試験２５
０時間経過後の通信距離の変動は±１０％以内であり、
バンプ接続部分の耐湿信頼性としては十分な値が得られ
ることが確認された。

【０１１１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
によれば、配線基板上に半導体チップを迅速に、電気的
にも機械的にも確実に、さらに低コストに、実装可能な
フリップチップ接続方式による半導体チップの実装方法
を提供することができる。

【０１１２】また、この発明によれば、航空タグ、物流
管理用ラベル、無人改札用パス等として機能する電磁波
読み取り可能なデータキャリアを低コストに大量生産す
ることが可能な電磁波読み取り可能なデータキャリアの
製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実装方法を説明する工程図である。

【図２】超音波実装工程の詳細を示す説明図である。

【図３】本発明方法による実装構造の断面図である。

【図４】半導体チップと配線パターンとの接合強度を表
にして示す図である。

【図５】データキャリアの一例を示す正面図である。

【図６】データキャリア本体と電磁部品モジュールとの
積層部の断面図である。

【図７】データキャリア本体の製造工程を示す工程図で
ある。

【図８】電子部品モジュールの製造工程を示す工程図で
ある。

【図９】電子部品モジュールのデータキャリア本体への
搭載工程を示す工程図である。

【図１０】データキャリア本体の製造工程を示す図であ
る。

【図１１】電子部品モジュールの製造工程を示す図であ
る。

【図１２】電子部品モジュールのデータキャリア本体へ
の搭載工程を示す工程図である。

【図１３】本発明が適用されたフィルム状データキャリ
アの耐湿試験結果を表にして示す図である。

【図１４】フリップチップ接続の第１従来方式を示す図
である。

【図１５】リップチップ接続の第２従来方式を示す図で
ある。

【符号の説明】

１，４０１，７０１Ａｌ−ＰＥＴ積層基材２，４０２，７０２ＰＥＴフィルム３，４０３，７０３アルミ箔４，４０４，７０４熱可塑性樹脂製のエッチン
グレジストパターン５，４０５，７０５レジストパターンの存在し
ない部分６，４０６，７０６アルミ箔配線パターン７，４０７，７０７配線基板８，４０８，７０８半導体ベアチップ９，４０９，７０９バンプ１０，４１０，７１０配線パターン上の電極領域１１，８０１，８０２超音波ホーン１２，８０３，８０４ヒータテーブル兼超音波ア
ンビルＤＣデータキャリア１００データキャリア本体１０１ＰＥＴ製基体１０２渦巻状導体パターン１０２ａ周回導体束１０３内周側端子パッド１０４外周側端子パッド２００電子部品モジュール２０１絶縁性小片２０２ベアチップ４１１，７１１ポッティング部４１２導電性レジスト領域５０１ａ，５０１ｂ圧子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線パターン上の電極領域を覆う熱可塑
性樹脂被膜を加熱溶融させた状態において、その溶融状
態にある熱可塑性樹脂被膜の上に半導体ベアチップのバ
ンプを超音波を付与しつつ押し付けることにより、溶融
した熱可塑性樹脂被膜を押し退けてバンプと電極領域と
を接触させる工程と、前記バンプと電極領域とが接触した状態において、超音
波を継続的に付与することにより、バンプと電極領域と
を超音波接合させる工程と、前記溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化させて、半導体ベ
アチップ本体を配線基板上に接着させる工程と、を具備する半導体チップの実装方法。
【請求項２】配線パターンの表面がその全面に亘って
熱可塑性樹脂被膜により覆われている、フリップチップ
接続用配線基板。
【請求項３】配線パターンをエッチング処理にて形成
する際に使用されるエッチングマスク材として熱可塑性
樹脂を使用する、フリップチップ接続用配線基板の製造
方法。
【請求項４】熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン
系樹脂が使用される、請求項１に記載の半導体チップの
実装方法。
【請求項５】熱可塑性樹脂としては、ポリエステル系
樹脂が使用される、請求項１に記載の半導体チップの実
装方法。