JP2007042087A - Rfidタグ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
RFIDチップのバンプ電極とアンテナとが異方性導電シート等を用いずに接続され且つその間に良好な電気的導通が確立された信頼性の高いRFIDタグを低価格で供給する。
【解決手段】
基材に銀フレーク等の導電性フィラーを含有する導電性ペーストで形成されたアンテナと、当該アンテナに接続されたRFIDチップとを備えたRFIDタグにおいて、本発明は、上記導電性ペーストで成形された上記アンテナのパターンを硬化した後、当該アンテナに上記RFIDチップのバンプ電極を接触させて加熱して、当該導電性ペーストに含有される熱可塑性樹脂で当該RFIDチップを当該アンテナに接続する。
【選択図】 図1
Description
(1)[文字・図柄印刷]ロール状に巻き取られている基材4をロールから繰り出しつつRFIDタグとして必要な文字や図柄をその両面に連続的に印刷する。印刷方法としてはオフセット印刷やフレキソ印刷といった公知技術が適応可能である。印刷後、インキが乾燥した後、基材4は再びロール状に巻き取られる。
(2)[銀ペースト印刷]印刷済みの基材4をロールから繰り出し、銀ペーストをその上に印刷することでアンテナ3のパターンを形成する。印刷方法としては、ロータリースクリーン印刷、フレキソ印刷、ロールトゥロール方式に対応した平版スクリーン印刷が適用出来る。本プロセスによりアンテナ3のパターンを短時間に多数個印刷形成することができる。
(3)[銀ペースト乾燥]銀ペーストの印刷後、基材4は前項の印刷を実施する印刷機と連結された連続乾燥炉に導かれる。この連続乾燥炉において印刷された銀ペーストを加熱し溶剤成分が揮発させ、同時に硬化成分を硬化させる。以上により、銀ペーストからなるアンテナパターンが基材4の面上に連続的に形成される。アンテナパターン形成後、基材4を再びロール状に巻き取る。なお、銀ペーストは溶剤乾燥形以外の形式、例えば、紫外線硬化形、電子線硬化形などへと変更することが可能である。このため、紫外線硬化形の銀ペーストに対しては連続乾燥炉ではなく連続紫外線照射炉を、電子線硬化形の銀ペーストに対しては電子線照射炉を使用することになる。銀ペーストを電子線硬化形とした場合は、乾燥硬化時間が短くなる利点がある。
(4)[チップ搭載]巻き取られた基材4をロールから繰り出し、アンテナ3の所要部分に対してRFIDチップ1を搭載する。アンテナ3に対するRFIDチップ1の搭載は一般的なフリップチップ搭載装置によって行う。搭載に際しては、基材4はその下に配置されたホットプレートにより加熱され、RFIDチップ1は搭載コレットに内蔵されたヒーターにより加熱される。その温度は使用する銀ペーストに含まれるバインダ樹脂の軟化がアンテナ3において実現される室温以上の温度範囲から選択する。一般的には50乃至150℃程度に加熱される。そしてバインダ樹脂が軟化した状態でバンプ電極2をアンテナ3の設計位置に対して当接されるようにRFIDチップ1を搭載する。その後、基材4およびRFIDチップ1に対する加熱を中止すると、軟化していたバインダ樹脂の温度は低下し、バインダ樹脂は再び硬化する。このプロセスにより、バンプ電極2はアンテナ3に対して接着固定される。
(5)[絶縁樹脂供給・硬化]バンプ電極2とアンテナ3とが接着されている部位の周辺に対してペースト状の絶縁樹脂を供給する。絶縁樹脂の供給はフリップチップ搭載装置と連結されたディスペンス装置により実施する。このペースト状の絶縁樹脂は、一般的にはアンダーフィル樹脂と呼ばれているものであり優れた電気的絶縁性能を有している。供給された絶縁樹脂は、ディスペンス装置の下流に連結された連続加熱炉やバッチ式の加熱炉にて加熱することで硬化する。
(6)[ラミネート加工]樹脂フィルムもしくは連続紙を表層シート6として基材4の表面に対してラミネート加工する。このプロセスについては一般的なラミネート装置にて実施可能である。ラミネートに使用する接着剤としてはアクリル系やホットメルト系のものが使用出来る。
(7)[追加情報印字]ラミネート加工の後、表層シート6や基材4に対して追加情報を印刷する。印刷方法としてはインクジェット印刷方式やレーザマーカーによる印刷方式が適している。ここまでで、RFIDタグが連続的に形成された状態となる。
(8)[タグ切断]次に連続的に形成されているRFIDタグを個々に切断する。これには金型による打ち抜きのほか、ロータリーダイカッターなどを使用して実現することが出来る。
(9)[ID登録、書き込み、検査]次にRFIDチップ1内のIDデータをサーバに登録し、必要があれば各種情報をサーバやRFIDチップに書き込む。その後に検査を実施し、合格することでRFIDタグは完成する。
〔実施例1による素子構造と従来技術との比較〕
本実施例で上述したRFIDタグの素子構造上の特徴並びにこれに拠る利点を、図12を参照し、特開2000−200332号公報(先述した特許文献4)や特開2002−259923号公報(先述した特許文献5)に開示されたICカードの素子構造と比較して、以下に論じる。
(1)裏向きウェーハマウント
RFIDチップ1が多数個形成されている半導体ウェーハ20をダイシングフレーム13にて保持されているダイシングテープ12に貼り付ける。この際の半導体ウェーハ20は、バンプ電極2や回路の形成されている面(以下、回路面と記す)がダイシングテープ12の粘着面と密着する向き、つまり半導体ウェーハ20の裏面(回路面の反対側の面)がダイシングテープ12と接しない向きとなる。これは、通常の貼り付け向きとは逆の向きであり、本明細書ではこれを裏向きウェーハマウントと呼称している。なお、半導体ウェーハ20とダイシングテープ12との十分な密着性を確保するために、使用するダイシングテープ12の粘着層の厚さは、バンプ電極2の段差以上とすることが必要である。また貼り付ける際にはゴムローラ21を往復動作させ、ダイシングフィルム12と半導体ウェーハ20とが充分に密着するようにする。
(2)切断箇所の位置認識
ダイシングテープ12に貼り付けられた半導体ウェーハ20をダイシング加工し、RFIDチップ1へと個片化するのに先立ち、当該半導体ウェーハ20の切断箇所の位置認識を行う。切断箇所の位置認識を行うためには、半導体ウェーハ20の回路形成面の認識を行う必要があるが、本実施例による方式では半導体ウェーハ20の回路面がダイシングテープ12と密着しているため、通常実施されているCCDカメラでは、半導体ウェーハ20の回路面を観察することが出来ない。このため、本実施例では赤外線光源と赤外線カメラ24を使用し、半導体ウェーハの回路面を半導体ウェーハ20の裏面から観察する。赤外線を使用することで半導体ウェーハ20を透過しつつ、半導体ウェーハ20の回路面の観察が可能となり、次プロセスで実施する切断箇所を認識することができる。
(3)裏面ダイシング加工
通常のダイシング加工では、切断砥石を使用し、半導体ウェーハ20の回路が形成されている面からで切り込みをいれるが、本実施例では半導体ウェーハ20の裏面から切断砥石25を用いて切り込みを入れる。切断箇所の認識は既に完了しているため、切断プロセス自体は、一般的なダイシングと同じく、二段階のステップ加工により実施する。
(4)紫外線照射
使用したダイシングフィルム12が紫外線硬化タイプの場合、裏面ダイシング加工後、ダイシングフィルム12所定の紫外線量を紫外線照射ランプ22により照射し、粘着層を硬化させ粘着力を低下させる。以上により、半導体ウェーハ20一枚分のRFIDチップ1が、ダイシングフレーム13に保持されているダイシングテープ12上に、その回路面(以下、バンプ電極面とも記す)が粘着した状態で供給されることとなる。
(5)チップ剥離と真空吸着
各RFIDチップ1を一つずつダイシングフィルムから剥離し、チップ搭載用のツールによりピックアップする。RFIDチップ1をはじめとする一般的な半導体チップをダイシングテープ12から剥離する方法としては、ダイシングテープを貫通するかたちで針を突き上げ、半導体チップをダイシングテープ12から剥離する方法である。しかしながら、同方式では、針が半導体チップを傷つけてしまうため、本実施例のようなRFIDチップ1のバンプ電極面(回路面)がダイシングテープ12の側にあると、RFIDチップ1の機能に損傷を与えてしまうため適用できない。このため、本実施例では、特開2003−264203号公報に開示されているチップ剥離方法を使用する。つまり、ダイシングテープ12の剥離対象となるRFIDチップ1周辺の部分をテープ支持板23により下方から支持した状態で、チップ剥離機構14の上下方向の超音波振動をするピンの上端をダイシングテープ12の当該部分に押し当て、これによる当該部分の繰り返しの上下動によりRFIDチップ1をダイシングテープ12から剥離させる。このため、針を使用せずダイシングテープ12からRFIDチップ1を剥離することが可能となる。
(6)チップ搭載
RFIDチップ1を真空吸引により吸着保持した搭載コレット16は、図示しない移動手段によりアンテナ3上に移動する。RFIDチップ1のバンプ電極2とアンテナ3のチップ搭載予定位置とを位置合わせし、搭載コレット16を下降させ、100乃至300gf程度の荷重を付加した状態で真空吸着を中止することでRFIDチップ1をアンテナ3上に搭載する。なお、搭載に先立ちアンテナ3およびRFIDチップ1は、搭載コレット16および基材4の下方にあるベース17に内蔵された熱源により、アンテナ3のバインダ材料が軟化する温度まで加熱しておく。また、RFIDチップ1をアンテナ3に搭載した後は加熱を中止し、バインダ材料は再び硬化させる。以上のプロセスにより、RFIDチップ1のバンプ電極2はアンテナ3に対して接着される。
(1)ウェーハマウント
RFIDチップ1が多数個形成されている半導体ウェーハ20を第一のダイシングフレーム33にて保持されている第一のダイシングテープ32に貼り付ける。この際の半導体ウェーハ20の向きは一般的に実施されている方法と同じく、バンプ電極2や回路の形成されている面が第一のダイシングテープ32の粘着面とは密着しない反対側を向いており、半導体ウェーハ20の裏面が第一のダイシングテープ32の粘着面と密着する向きとなる。
(2)ダイシング加工
第一のダイシングテープ32に貼り付けられた半導体ウェーハ20を切断用砥石25によりダイシング加工し、RFIDチップ1へと個片化する。このプロセスは広く実施されている一般的な方法である。
(3)紫外線照射
使用した第一のダイシングフィルム32が紫外線硬化タイプの場合、ダイシング加工後、所定の紫外線を紫外線照射ランプ22により照射し、粘着層を硬化させることで、粘着力を低下させておく。
(4)ウェーハ転写
第二のダイシングフレーム43とそれに貼り付けられている第二のダイシングテープ42を用意し、第二のダイシングテープ42の粘着面を、個片化され第一のダイシングテープに貼り付けられている多数個のRFIDチップ1に密着させる。密着させる際にはゴムローラ21などを使用するとよい。
(5)テープ剥離
第一のダイシングフレーム33と第一のダイシングテープ32とを切り離し、第一のダイシングフレーム33を取り除く。続いて第一のダイシングテープ32をRFIDチップ1から鋭角に引き剥がす。
(6)紫外線照射
使用した第二のダイシングフィルム42が紫外線硬化タイプの場合、所定の紫外線を紫外線照射ランプ22により照射し、粘着層を硬化させることで、粘着力を低下させる。
(7)チップ剥離と真空吸着
各RFIDチップ1を一つずつ第二のダイシングフィルム42から剥離し、搭載コレット16によりピックアップする。第二の実施例に記載したとおり、第二のダイシングテープ42の剥離対象となるRFIDチップ1周辺の部分を、テープ支持板23により下方から支持した状態で、チップ剥離機構14の上下方向の超音波振動をするピンの上端を第二のダイシングテープ42の当該部分に押し当て、これによる当該部分の繰り返しの上下動によりRFIDチップ1を第二のダイシングテープ42から剥離させる。剥離されたRFIDチップ1は、その上方に待機した搭載コレット16にて真空吸引され吸着保持される。
(6)チップ搭載
RFIDチップ1を真空吸引により吸着保持した搭載コレット16は、図示しない移動手段によりアンテナ3上に移動する。RFIDチップ1のバンプ電極2とアンテナ3のチップ搭載予定位置とを位置合わせし、搭載コレット16を下降させ、100乃至300gf程度の荷重を付加した状態で真空吸着を中止することでRFIDチップ1をアンテナ3上に搭載する。なお、搭載に先立ちアンテナ3およびRFIDチップ1は、搭載コレット16および基材4の下方にあるベース17に内蔵された熱源により、アンテナ3のバインダ材料が軟化する温度まで加熱しておく。また、RFIDチップ1をアンテナ3に搭載した後は加熱を中止し、バインダ材料は再び硬化させる。以上のプロセスにより、RFIDチップ1のバンプ電極2はアンテナ3に対して接着される。
Claims (15)
- RFIDタグ用のICチップとアンテナとからなるRFIDタグであって、
該ICチップはバンプ電極を有し、
アンテナは樹脂材料もしくは紙材料上に形成配置され、該アンテナは導電性粒子を含有する導電性ペーストにより構成され、該ICチップのバンプ電極と該アンテナはアンテナを構成する導電性ペースト材料に含有される熱可塑性樹脂により接着され、該ICチップの下面と該アンテナの上面とは熱硬化性樹脂によって覆われているという構成を有することを特徴とするRFIDタグ。 - 請求項1記載のRFIDタグにおいて、
導電性ペーストとして、銀フレークを含有し、熱可塑性のポリエステル樹脂をバインダ材料としている銀ペーストを使用したことを特徴とするRFIDタグ。 - 請求項1記載のRFIDタグにおいて、
導電性ペーストとして、銀フレークを含有し、熱可塑性のポリオレフィン樹脂をバインダ材料としている銀ペーストを使用したことを特徴とするRFIDタグ。 - 請求項1記載のRFIDタグの表面をラミネートしたことを特徴とするRFIDタグ。
- 請求項1記載のRFIDタグの表面および裏面を局部的に厚いシート材料にてラミネートし、該厚い部分がICチップと位置あわせされていることを特徴とするRFIDタグ。
- 請求項1記載のRFIDタグの表面および裏面をシリコンゴムにて覆ったことを特徴とするRFIDタグ。
- 基材、前記基材の主面に形成され且つ導電性粒子を含む樹脂材料からなるアンテナ層、及び電極が形成された面を有し且つ該面が前記基材主面の一部に対向されて該電極により前記アンテナに接続されるICチップを備え、
前記アンテナは前記ICチップの前記面に対向する第1部分と前記基材主面の該ICチップに覆われた領域の外側に延在する第2部分とを有し、
前記アンテナを成す前記樹脂材料は該アンテナの前記第1部分に前記ICチップの前記電極を接着し、且つ
前記アンテナの前記第1部分に残留する溶媒又は前記樹脂材料の前駆体の濃度は前記第2部分に残留するそれより低いことを特徴とするRFIDタグ。 - 前記基材主面の前記一部と前記ICチップの前記面との間には、前記アンテナの前記第1部分と該ICチップの前記電極との接続を封止する絶縁樹脂が形成され、
前記絶縁樹脂には前記樹脂材料よりガラス転移温度の高い熱硬化性樹脂が用いられることを特徴とする請求項7に記載のRFIDタグ。 - 前記樹脂材料は50℃以上且つ150℃未満の範囲にある所定の温度で加熱されることにより硬化された状態から軟化することを特徴とする請求項8に記載のRFIDタグ。
- 前記ICチップの前記電極は、前記基材主面に対向する底面のみで前記アンテナの前記第1部分に接続し、且つ該アンテナは該電極の該底面に隣接する側面のいずれにも接触しないことを特徴とする請求項7に記載のRFIDタグ。
- 前記アンテナの前記第1部分は、その前記電極の前記底面に接する領域が該アンテナの前記第2部分より薄いことを特徴とする請求項10に記載のRFIDタグ。
- 前記ICチップの前記電極は、前記基材主面に対向する底面と該底面に隣接する側面の少なくとも一部において前記アンテナの前記第1部分に接触し、且つ該第1部分の該電極の底面に接する領域は、該アンテナの前記第2部分より薄くないことを特徴とする請求項7に記載のRFIDタグ。
- 熱可塑性樹脂と導電性粒子とからなる導電性ペーストを樹脂材料もしくは紙材料に対してパターン印刷することでアンテナを形成し、
該アンテナのICチップ搭載予定位置に対してRFID用のICチップのバンプ電極を位置あわせし、
該ICチップと該アンテナとを熱圧着し、
該ICチップと該アンテナとの接続部に対して熱硬化性樹脂を供給し、
加熱により該熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とするRFIDタグの製造方法。 - ICチップが連続的に多数個形成されている半導体ウェーハのバンプ電極面側を粘着テープに貼り付け、
これを半導体ウェーハのバンプ電極面とは反対側の面よりダイシング加工を実施することでICチップを個片化し、
ICチップの表裏の方向を変化させることなくICチップを粘着テープから剥離し、ICチップの表裏の方向を変化させることなくICチップをアンテナに搭載し、接続することを特徴とするRFIDタグの製造方法。 - ICチップが連続的に多数個形成されている半導体ウェーハのバンプ電極面とは反対の面を粘着テープに貼り付け、
これを半導体ウェーハのバンプ電極面よりダイシング加工を実施することでICチップを個片化し、
個片化されたICチップを第二の粘着テープにバンプ電極面が粘着テープの粘着面側となるように転写し、
ICチップの表裏の方向を変化させることなくICチップを粘着テープから剥離し、
ICチップの表裏の方向を変化させることなくICチップをアンテナに搭載し、接続することを特徴とするRFIDタグの製造方法。
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A521 | Written amendment |
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