JP2008046910A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に半導体素子を搭載し、半導体素子を基板に接着するために半導体素子に圧力をかけていく場合であっても、半導体素子内の回路部分と基板上の導電領域とが電気的に短絡してしまうことを回避する。
【解決手段】 樹脂シート１１５のＩＣチップ１１１が搭載される領域に、硬化した樹脂粒子１１６ａを含有する接着剤１１６を塗布し、樹脂シート１１５の接着剤１１６が塗布された領域にＩＣチップ１１１を搭載し、ＩＣチップ１１１に対して樹脂シート１１５に向かう方向に圧力をかけていくことにより、ＩＣチップ１１１の接続端子１１４と樹脂シート１１５に形成されたアンテナ１１２とを電気的に接続するとともに、ＩＣチップ１１１と樹脂シート１１５とを接着剤１１６によって接着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、導電領域を有する基板上に、導電領域と接続するための接続端子を有する半導体素子が搭載、接着されてなる半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体素子と導電領域との短絡防止技術に関する。

近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いての商品等の管理も行われている。

このようなカードやラベル、あるいはタグを用いた情報管理においては、カードやラベル、タグに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、非接触型ＩＣタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

図４は、一般的な非接触型ＩＣタグの構造の一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’部分における断面図である。

本従来例における非接触型ＩＣタグは図４に示すように、樹脂シート５１５上にＩＣチップ５１１が搭載、接着されてなるインレット５１０に、表面シート５２０が積層され、これらが接着剤層５５０によって互いに接着されて構成されている。樹脂シート５１５には、導電性材料からなり、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）からの電磁誘導により電流が流れてこの電流をＩＣチップ５１１に供給するコイル状のアンテナ５１２が形成されており、このコイル状の両端部にＩＣチップ５１１が接続されている。ＩＣチップ５１１は、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なものであって、接続端子５１４を有し、この接続端子５１４にてアンテナ５１２と接続された状態で接着剤５１６によって樹脂シート５１５に接着されている。表面シート５２０は、インレット５１０のＩＣチップ５１１が搭載された面に接着剤層５５０によって接着され、ＩＣチップ５１１及びアンテナ５１２を保護するとともに、その表面に情報が印字される。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ５００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電磁誘導によってアンテナ５１２に電流が流れ、この電流がＩＣチップ５１１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ５１１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ５１１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述したような非接触型ＩＣタグ５００の製造方法について説明する。

図５は、図４に示した非接触型ＩＣタグ５００の製造方法を説明するための図である。

まず、樹脂シート５１５上に、エッチングや印刷等によってコイル形状のアンテナ５１２を形成する（図５（ａ））。

次に、樹脂シート５１５のＩＣチップ５１１が搭載される領域に接着剤５１６を塗布し、アンテナ５１２のＩＣチップ５１１との接続部分にＩＣチップ５１１の接続端子５１４が当接するように、ＩＣチップ５１１を樹脂シート５１５上に搭載する（図５（ｂ））。

次に、ＩＣチップ５１１に対して所定の圧力をかけながら加熱することにより、ＩＣチップ５１１と樹脂シート５１５とを接着剤５１６によって接着するとともに、ＩＣチップ５１１の裏面に設けられた接続端子５１４を介してアンテナ５１２とＩＣチップ５１１とを電気的に接続し、インレット５１０を完成させる（図５（ｃ））。

その後、インレット５１０上に接着剤層５５０を介して表面シート５２０を積層し、非接触型ＩＣタグ５００を完成させる（図５（ｄ））。

ここで、上述したようにＩＣチップ５１１と樹脂シート５１５とを接着する接着剤５１６としては、一般的に、絶縁ペースト（ＮＣＰ：Non Conductive Paste）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。異方性導電ペーストは、バインダー中に微小な導電粒子が含有されたものであって、それ単体では導電性を有するものではなく、含有された導電粒子を介して接触するものどうしのみが導通することになる。
特開２００１−１３５６７２号公報

一般に、上述した非接触型ＩＣタグのように、アンテナ等の導電領域が形成された樹脂シート等の基板上に、接続端子を介して導電領域と接続されるようにＩＣチップ等の半導体素子が搭載される半導体装置においては、導電領域と半導体素子の下面とが接触した場合、半導体素子内の回路部分が導電領域と接触して短絡してしまう虞れがある。上述した非接触型ＩＣタグの製造方法のように、樹脂シート等の基板上にＩＣチップ等の半導体素子を搭載し、半導体素子を基板に接着するために半導体素子に圧力をかけていくものにおいては、半導体素子に必要以上の圧力が加わった場合、半導体素子の接続端子がつぶれ、導電領域と半導体素子の下面とが接触し、上述したように半導体素子内の回路部分が導電領域と接触して短絡してしまうことになる。

ここで、半導体素子と基板とを接着するための接着剤として、上述した異方性導電ペーストを用いた場合、半導体素子に必要以上の圧力が加わって半導体素子の接続端子がつぶれても、半導体素子と基板との間に異方性導電ペーストに含有される導電粒子が介在し、それにより、半導体素子と基板との間に隙間が確保され、上述したように基板上の導電領域と半導体素子の下面とが接触することが回避されることになる。ところが、その場合においても、半導体素子内の回路部分と基板上の導電領域とが導電粒子を介して電気的に短絡してしまう虞れがある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、基板上に半導体素子を搭載し、半導体素子を基板に接着するために半導体素子に圧力をかけていく場合であっても、半導体素子内の回路部分と基板上の導電領域とが電気的に短絡してしまうことを回避できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
導電領域を具備する基板と、接続端子を具備する半導体素子とからなり、前記接続端子が前記導電領域に接続されるように前記半導体素子が前記基板上に搭載され、前記半導体素子と前記基板とが接着手段によって接着された半導体装置の製造方法であって、
前記基板上の前記半導体素子が搭載される領域に、硬化した絶縁性粒子を含有する前記接着手段を塗布する工程と、
前記基板上の前記接着手段が塗布された領域に前記半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子に対して前記基板に向かう方向に圧力をかけていくことにより、前記接続端子と前記導電領域とを電気的に接続するとともに、前記半導体素子と前記基板とを前記接着手段によって接着する工程とを有する。

上記のように構成された本発明においては、まず、基板上の半導体素子が搭載される領域に、硬化した絶縁性粒子を含有する接着手段が塗布され、その後、基板上の接着手段が塗布された領域に半導体素子が搭載される。そして、半導体素子に対して基板に向かう方向に圧力がかけられることにより、半導体素子の接続端子と基板上の導電領域とが電気的に接続されるとともに、半導体素子と基板とが接着手段によって接着される。ここで、この接着手段には、硬化した絶縁性粒子が含有されているため、半導体素子を基板に接着するために半導体素子に圧力がかけられた場合であっても、半導体素子と基板との間には接着手段に含有される絶縁性粒子が介在し、それにより、半導体素子と基板との間に隙間が確保され、基板上の導電領域と半導体素子の下面とが直接接触することが回避される。さらに、基板上の導電領域と半導体素子の下面とが絶縁性粒子を介して接触しても、半導体素子内の回路部分と基板上の導電領域とが電気的に短絡してしまうことはない。

以上説明したように本発明においては、導電領域を具備する基板と、接続端子を具備する半導体素子とを、硬化した絶縁性粒子を含有する接着手段によって互いに接着する構成としたため、基板上に半導体素子を搭載し、半導体素子を基板に接着するために半導体素子に圧力をかけていく場合であっても、半導体素子と基板との間には接着手段に含有される絶縁性粒子が介在し、それにより、半導体素子内の回路部分と基板上の導電領域とが電気的に短絡してしまうことを回避できる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の半導体装置の製造方法によって製造された非接触型ＩＣタグの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’部分における断面図である。

本形態における非接触型ＩＣタグは図１に示すように、基板となる樹脂シート１１５上に半導体素子であるＩＣチップ１１１が搭載、接着されてなるインレット１１０に、表面シート１２０が積層され、これらが接着剤層１５０によって互いに接着されて構成されている。樹脂シート１１５には、導電性材料からなり、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）からの電磁誘導により電流が流れてこの電流をＩＣチップ１１１に供給する導電領域となるコイル状のアンテナ１１２が形成されており、このコイル状の両端部にＩＣチップ１１１が接続されている。ＩＣチップ１１１は、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なものであって、接続端子１１４を有し、この接続端子１１４にてアンテナ１１２と接続された状態で接着手段である接着剤１１６によって樹脂シート１１５に接着されている。表面シート１２０は、インレット１１０のＩＣチップ１１１が搭載された面に接着剤層１５０によって接着され、ＩＣチップ１１１及びアンテナ１１２を保護するとともに、その表面に情報が印字される。

ここで、ＩＣチップ１１１を樹脂シート１１５に接着するための接着剤１１６について説明する。

本形態にて用いられる接着剤１１６は、絶縁ペーストに、硬化した樹脂粒子１１６ａがフィラーとして含有されたものである。これら絶縁ペースト及び樹脂粒子１１６ａは、それぞれ熱硬化性樹脂からなり、熱硬化性樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の一般的なエポキシ樹脂と、マイクロカプセル封入アミン、ＢＦ₃・アミン錯体、アミンイミド化合物、ジシアンジアミド、ジカルボン酸ジヒドラジドイミダゾール系等の潜在性硬化剤、さらに必要に応じて適宜配合する硬化促進剤、難燃剤、充填剤等からなるものを挙げることができる。なお、樹脂粒子１１６ａの材料は、エポキシ樹脂に限らないが、熱が加わった場合でも硬化状態を維持するために熱過疎性の樹脂ではなく、熱硬化性あるいは光反応性の樹脂を用いる必要がある。また、樹脂粒子１１６ａの径は、一般的な異方性導電ペースト（ＡＣＰ）に含有される導電粒子と同等の５μｍ程度とする。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電磁誘導によってアンテナ１１２に電流が流れ、この電流がＩＣチップ１１１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１１１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１１１に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述したような非接触型ＩＣタグ１００の製造方法について説明する。

図２は、図１に示した非接触型ＩＣタグ１００の製造方法を説明するための図である。

まず、樹脂シート１１５上に、エッチングや印刷等によってコイル形状のアンテナ１１２を形成する（図２（ａ））。

次に、樹脂シート１１５のＩＣチップ１１１が搭載される領域に接着剤１１６を塗布し、アンテナ１１２のＩＣチップ１１１との接続部分にＩＣチップ１１１の接続端子１１４が当接するように、ＩＣチップ１１１を樹脂シート１１５上に搭載する（図２（ｂ））。

次に、ＩＣチップ１１１に対して樹脂シート１１５に向かう方向に所定の圧力をかけながら加熱することにより、ＩＣチップ１１１と樹脂シート１１５とを接着剤１１６によって接着するとともに、ＩＣチップ１１１の裏面に設けられた接続端子１１４を介してアンテナ１１２とＩＣチップ１１１とを電気的に接続し、接着剤１１６を硬化させることにより、インレット１１０を完成させる（図２（ｃ））。ここで、本形態にて用いられる接着剤１１６は、絶縁ペーストに、硬化した樹脂粒子１１６ａがフィラーとして含有されたものである。以下にそれによる作用について説明する。

図３は、図１に示した非接触型ＩＣタグ１００において樹脂シート１１５上にＩＣチップ１１１を搭載して圧力をかけた際の作用を説明するための図である。

粘着剤１１６が塗布された樹脂シート１１５上にＩＣチップ１１１を搭載し、ＩＣチップ１１１に対して樹脂シート１１５に向かう方向に圧力をかけていくと、樹脂シート１１５上に形成されたアンテナ１１２とＩＣチップ１１１の接続端子１１４とが当接し、図３に示すように、接続端子１１４がつぶれるとともに樹脂シート１１５のうちアンテナ１１２の接続端子１１４との当接部分が変形し、ＩＣチップ１１１の下面と樹脂シート１１５の表面との間隔が狭まっていく。ところが、ＩＣチップ１１１と樹脂シート１１５とを接着するための接着剤１１６には硬化した樹脂粒子１１６ａが含有されているため、ＩＣチップ１１１の下面と樹脂シート１１５の表面との間隔が狭まっていっても、ＩＣチップ１１１の下面と樹脂シート１１５の表面との間には樹脂粒子１１６ａが介在し、それにより、ＩＣチップ１１１の下面と樹脂シート１１５の表面との間に樹脂粒子１１６ａによる隙間が確保される。そのため、アンテナ１１２とＩＣチップ１１１の下面とが直接接触することがなく、また、アンテナ１１２とＩＣチップ１１１の下面とが樹脂粒子１１６ａを介して接触しても、ＩＣチップ１１１内の回路部分とアンテナ１１２とが電気的に短絡してしまうことはない。なおこの際、接続端子１１４とアンテナ１１２との間に介在した樹脂粒子１１６ａは、粉砕することなく接続端子１１４に食い込むため、接続端子１１４とアンテナ１１２との接続状態に悪影響を及ぼすことはない。また、樹脂粒子１１６ａを接着剤１１６を構成する絶縁ペーストと同一の材料からなるものとすれば、接着剤１１６が硬化した際、膨張率の違いによって接着力が低下したり、接続端子１１４とアンテナ１１２とが電気的に開放されてしまったりすることを回避することができる。

その後、インレット１１０上に接着剤層１５０を介して表面シート１２０を積層し、非接触型ＩＣタグ１００を完成させる（図２（ｄ））。

このように、本形態においては、ＩＣチップ１１１と樹脂シート１１５とを接着するための接着剤１１６として、硬化した樹脂粒子１１６ａが含有されたものを用いたため、ＩＣチップ１１１の接続端子１１４と樹脂シート１１５に形成されたアンテナ１１２とを電気的に接続するためにＩＣチップ１１１に対して樹脂シート１１５に向かう方向に圧力をかけた場合であっても、ＩＣチップ１１１と樹脂シート１１５との間には接着剤１１６に含有される樹脂粒子１１６ａが介在し、それにより、ＩＣチップ１１１内の回路部分と樹脂シート１１５上のアンテナ１１２が電気的に短絡してしまうことを回避できる。

なお、本形態においては、アンテナ１１２が形成された樹脂シート１１５上に、アンテナ１１２と接続されるようにＩＣチップ１１１が搭載、接着されてなるインレット１１０を例に挙げ、このインレット１１０を用いた非接触型ＩＣタグ１００について説明したが、本発明はこれに限らず、アンテナ１１２のような導電領域を具備する基板と、ＩＣチップ１１１のような接続端子を具備する半導体素子とからなり、接続端子が導電領域に接続されるように半導体素子が基板上に搭載され、半導体素子と基板とが接着手段によって接着されてなる半導体装置であれば適用することができる。

本発明の半導体装置の製造方法によって製造された非接触型ＩＣタグの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’部分における断面図である。 図１に示した非接触型ＩＣタグの製造方法を説明するための図である。 図１に示した非接触型ＩＣタグにおいて樹脂シート上にＩＣチップを搭載して圧力をかけた際の作用を説明するための図である。 一般的な非接触型ＩＣタグの構造の一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’部分における断面図である。 図４に示した非接触型ＩＣタグの製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１００ 非接触型ＩＣタグ
１１０ インレット
１１１ ＩＣチップ
１１２ アンテナ
１１４ 接続端子
１１５ 樹脂シート
１１６ 接着剤
１１６ａ 樹脂粒子
１２０ 表面シート
１５０ 接着剤層

Claims (1)

1. 導電領域を具備する基板と、接続端子を具備する半導体素子とからなり、前記接続端子が前記導電領域に接続されるように前記半導体素子が前記基板上に搭載され、前記半導体素子と前記基板とが接着手段によって接着された半導体装置の製造方法であって、
   前記基板上の前記半導体素子が搭載される領域に、硬化した絶縁性粒子を含有する前記接着手段を塗布する工程と、
   前記基板上の前記接着手段が塗布された領域に前記半導体素子を搭載する工程と、
   前記半導体素子に対して前記基板に向かう方向に圧力をかけていくことにより、前記接続端子と前記導電領域とを電気的に接続するとともに、前記半導体素子と前記基板とを前記接着手段によって接着する工程とを有する半導体装置の製造方法。

Images