JP2007012965A

JP2007012965A - Ｉｃチップの実装方法

Info

Publication number: JP2007012965A
Application number: JP2005193468A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sakurai; 誠桜井
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】物理的な衝撃や振動によりアンテナの回路端子部とＩＣチップのバンプ間の導通が遮断されないようにＩＣチップとバンプとの間の接触抵抗が低い状態でＩＣチップをアンテナ回路に信頼性高く固定するＩＣチップの実装方法を提供すること。
【解決手段】基材１に形成されたアンテナ回路２の一対の端子部上に接着層を形成して、この端子部の上方からキノコ形状のバンプ４を突き刺して、ＩＣチップを配置した後、接着剤３を加熱硬化してＩＣチップを実装すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップの実装方法に関し、特に非接触ＩＣタグなどのように電気的にデータの記録、消去などが行える情報記録媒体のＩＣチップとアンテナ回路間の信頼性の高い導通を確保するのに好適なＩＣチップの実装方法に関する。

従来、非接触ＩＣタグなどのように非接触状態で電気的にデータの送受信を行ってデータの記録、消去などがおこなえる情報記録メディア（ＲＦ−ＩＤ）の用途に用いられる非接触型データ送受信体は、フィルム形状やシート状の基材上にアンテナ回路を配置する。そのアンテナの回路は、アルミまたは銅を接着したシートをエッチングして形成される。そのＩＣチップは予め端子部にバンプを形成し、基材のチップ実装位置にあるアンテナ回路の一対の端子部に突き刺して導通を図る方法が採用されている。

ＩＣチップとアンテナ回路の導通をとる既知の方式として、ワイヤーボンディング方式、フリップチップ方式が一般的に知られている。図２は、従来のＩＣチップの実装方法１を説明する断面図で、図２（ａ）は正常状態を示し、図２（ｂ）はバンブが外れた状態を示す。図３は、従来のＩＣチップの実装方法２を説明する断面図で、図３（ａ）は正常状態を示し、図３（ｂ）はバンブが外れた状態を示す。フリップチップ方式はＩＣチップにバンプを形成する方式で、メッキバンプ５と呼ばれる柱型タイプのバンブ形状の例（図２参照）やスタッドバンプ６と呼ばれる凸形状のタイプの例（図２参照）がある。

図３に示すように、フィルム状やシート状の基材１上に接着したアルミまたは銅をエッチングで形成したアンテナ回路２の端子上にＮＣＦ（Nonconductive Film、絶縁フィルム）又はＮＣＰ（Nonconductive Paste、絶縁ペースト、絶縁接着剤）などの接着剤３を配置し、その上方から熱圧着装置（フリップチップボンダ）で加圧してＩＣチップに形成したメッキバンプ５またはスタッドバンプ６を突き刺した後、加熱硬化させてバンプとアンテナ回路２の端子部の導通を図り、ＩＣチップを実装していた。

また、図３に示すように、フィルム状やシート状の基材１上に接着したアルミ又は銅をエッチングで形成したアンテナ回路２の端子上にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film、異方性導電フィルム）又はＡＣＰ（Anisotropic Conductive Film、異方性導電ペースト）などの接着剤３を配置し、その上方から熱圧着装置（フリップチップボンダ）で加圧してＩＣチップに形成したメッキバンプ５またはスタッドバンプ６を突き刺した後、加熱硬化させてバンプとアンテナ回路の導通を図りＩＣチップを実装していた（特許文献１参照）。

このようにＩＣチップをアンテナ回路に接続させる際に接着剤を用いる理由は、その接着剤を用いずに圧着のみで接続した場合に、ＩＣチップを確実に固定できる圧着強度にすると、その応力の影響によりアンテナ回路が変形し、接触不良や回路短絡などの問題が発生しやすいという問題があったためである。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ると、ＩＣチップが外れやすく、アンテナ回路への接続に対して十分な信頼性を確保できないという問題点は、主にこの接着方法の制約により解決できなかった。

特開平１１−９１２７５号公報

しかしながら、従来のＩＣチップの実装方法およびバンプ形状でＩＣチップを実装すると、基材に曲げなどの外力が加わると、アンテナ回路からバンプが外れて導通が遮断される、基材からＩＣチップが外れる等の問題が発生した。例えば、バンプにメッキバンプを採用した場合は、図２（ａ）の正常な状態から図２（ｂ）のバンプが外れた状態になった。また、バンブにスタッドバンプを採用した場合は、図３（ａ）の正常な状態から図３（ｂ）のバンプが外れた状態になった。

また、バンプとアンテナ回路の端子の接続は、ＡＣＰまたはＡＣＦの導電性粒子を介しておこなうか、バンプとアンテナ回路の端子部を直接接触させる。このような接続法では、接続が点接触になるか、それに近い状態になりやすい。その結果、接続の接触面積が小さいので、電気抵抗が高くなるとともに物理的な衝撃や振動により導通が遮断されるという問題が発生した。

本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、物理的な衝撃や振動によりアンテナの回路端子部とＩＣチップのバンプ間の導通が遮断されないようにＩＣチップとバンプとの間の接触抵抗が低い状態でＩＣチップをアンテナ回路に信頼性高く固定するＩＣチップの実装方法を提供することである。

上記目的を達成するための発明は、基材に形成されたアンテナ回路の一対の端子上に接着剤の層を形成し、前記端子の上方からＩＣチップ接続用のバンプを所定の位置に突き刺し、前記所定の位置に配置した後に、前記接着剤を加熱硬化させるＩＣチップの実装方法において、前記バンプの端子と接触しない側にある端部の前記バンプの形状が、前記バンブの端子と接触する側の方向に、一定の直径を有する柱状の形状にし、前記バンプの端子と接触する側にある端部のバンプの形状を、前記一定の直径を有する柱状の面積より大きくし、前記接着剤の層または前記アンテナ回路の端子に引っ掛かる構造にしたＩＣチップの実装方法である。

図１を参照すると、本発明は、基材に形成されたアンテナ回路の一対の端子部上に接着層を形成して、この端子部の上方から図１に示すようなキノコ形状のバンプ４を突き刺してＩＣチップを配置した後、接着剤を加熱硬化してＩＣチップを実装する方法である。

本発明によれば、基材に形成されたアンテナ回路の一対の端子部上に接着層を形成して、この端子部の上方から図１に示すようなキノコ形状のバンプを突き刺して、ＩＣチップを配置した後、接着剤を加熱硬化してＩＣチップを実装することで、従来のスタッドバンプ、メッキバンプを用いる場合に比べてＩＣチップとバンプ間の接合面積を広くでき、キノコ形状の傘の部分が、接着層又は端子部に引っかかる構造になっているので、より接合強度が高くなる。その結果、物理的な衝撃や振動によりＩＣチップとアンテナ回路の導通が遮断されたり、ＩＣチップが外れて信頼性の高い実装ができないという問題を解決できる。

本発明を実施するための最良の形態に係るＩＣチップの実装方法を以下に図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のＩＣチップの実装方法を説明する断面図である。本発明を実施するための最良の形態では、図１に示すキノコ形状のバンプ４を金属無電解メッキ法あるいは金属電解メッキ法により形成する。このようなメッキ法により、まずＩＣチップ上にレジスト膜を形成し、レジスト膜はＩＣチップの面に対して垂直に形成される。そのレジスト厚み以下のメッキ膜は、直線的に柱状に堆積する（バンブの端子と接触する側の方向に、一定の直径を有する柱状の形状になる）。このメッキ成長の過程で、メッキをレジスト厚みより厚く成長させると、メッキはレジスト上面に水平方向、上方向に同時に成長が進む。その結果、図１に示すキノコ形状のバンプ４が形成される。

次に、ＩＣチップ上に形成したキノコ形状のバンプ４を使用し、図１に示すようにフィルム状やシート状の基材１上に、エッチングにより形成したアンテナ回路２の端子部上にＡＣＦ，ＡＣＰ，ＮＣＦ，ＮＣＰのいずれかの接着剤３を配置する。そして、基板の上方にある所定の位置にＩＣチップ上に形成したキノコ形状のバンプ４を突き刺す。その後、接着剤を加熱硬化し、ＩＣチップ上に形成したキノコ形状のバンプ４とアンテナ回路２を導通させ、その固定を図り、ＩＣチップを強固に接合する。

本発明の最良の形態では、基材１にＩＣチップを実装した後、ＩＣチップの実装部分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、被覆保護する。

本発明の最良の形態では、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、エチレン・ビニルアルコール共重合体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、紫外線照射装置、電子線照射装置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から基材１を選択して用いる。

また、基材１上へのアンテナ回路の形成は、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の方法でおこなう。なお、アンテナ回路２これらの複合アンテナでもよい。更に、本発明に使用するＩＣチップの厚みは、アンテナ回路２の端子部厚と同程度あることが望ましく、例えば３００〜１０μｍ程度が好ましい。本発明の最良の形態では、ＩＣチップの厚みは、１００μｍにする。

なお、上記実施の形態の説明は、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、あるいは範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、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。

本発明により、基材１に形成されたアンテナ回路２の一対の端子部上に接着層を形成して、この端子部の上方から図１に示すようなキノコ形状のバンプ４を突き刺して、ＩＣチップを配置した後、接着剤３を加熱硬化してＩＣチップに実装することで、従来のスタッドバンプ、メッキバンプを用いる場合に比べてＩＣチップとバンプ間の接合面積を広くでき、キノコ形状の傘の部分が、接着層又は端子部に引っかかる構造になっているので、より接合強度が高くなる。

なお、キノコ形状のバンプ４の形成は、メッキ膜の厚さを、レジスト厚みより厚くするかあるいは薄くするかの違いにより、容易に作製できる。

以上に示したように、本発明により物理的な衝撃や振動によりアンテナの回路端子部とＩＣチップのバンプ間の導通が遮断されないようにＩＣチップとバンプとの間の接触抵抗が低い状態でＩＣチップをアンテナ回路に信頼性高く固定するＩＣチップの実装方法の提供が可能になる。

本発明のＩＣチップの実装方法を説明する断面図。従来のＩＣチップの実装方法１を説明する断面図。図２（ａ）は正常状態を示す図、図２（ｂ）はバンブが外れた状態を示す図。従来のＩＣチップの実装方法２を説明する断面図。図３（ａ）は正常状態を示す図、図３（ｂ）はバンブが外れた状態を示す図。

符号の説明

１基材
２アンテナ回路
３接着剤
４キノコ形状のバンプ
５メッキバンプ
６スタッドバンプ

Claims

基材に形成されたアンテナ回路の一対の端子上に接着剤の層を形成し、前記端子の上方からＩＣチップ接続用のバンプを所定の位置に突き刺し、前記所定の位置に配置した後に、前記接着剤を加熱硬化させるＩＣチップの実装方法において、前記バンプの端子と接触しない側にある端部の前記バンプの形状が、前記バンブの端子と接触する側の方向に、一定の直径を有する柱状の形状にし、前記バンプの端子と接触する側にある端部のバンプの形状を、前記一定の直径を有する柱状の面積より大きくし、前記接着剤の層または前記アンテナ回路の端子に引っ掛かる構造にしたことを特徴とするＩＣチップの実装方法。