JP2008287628A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護部材にインレットを封止する電子タグにおいて、その信頼性を損なうことなく、生産性を向上させる技術を提供することにある。
【解決手段】インレット１を保護部材２に封止する工程を要する半導体装置の製造方法であって、保護部材２の平面内に形成した溝部３に対し、溝部３の底面を覆うように、ディスペンサ５を用いて液状レジン４ａを塗布し、その後、液状レジン４ａにインレット１を接着させ、その上から、再度、ディスペンサ５を用いて液状レジン４ｂを流入することで溝部３を埋め込み、真空脱泡により液状レジン４ａ，４ｂ中の気泡を取り除くことで、帯状のインレット１を保護部材２の溝部３内に封止するものである。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、電子タグ用インレットを保護部材に封止する工程に適用して有効な技術に関する。

半導体チップに記録されたデータの識別や、半導体チップへのデータの書き込みを無線によって行うことで、非接触で情報の授受を実現することができるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術が注目されている。ここでは、ＩＣ（Integrated Circuit）チップにＩＤ情報を埋め込んだ電子タグから、電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信によって情報をやり取りする。

電子タグは、上記のＲＦＩＤ用ＩＣチップと、無線を授受するアンテナを接続して納めた所謂インレットを、所望の形状、素材で構成される部材にパッケージングしたものである。電子タグは、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型など様々な形状があり、用途に応じて選択する。例えば、カード状にした電子タグなどは、交通機関や金融機関などで消費者が用いるＩＤカードとして実用化されており、そのパッケージングの技術などが、例えば特開２００５−１２８７８７号公報（特許文献１）などに開示されている。
特開２００５−１２８７８７号公報

ＲＦＩＤ用の電子タグを物流や、物品管理に用いることを想定した場合、このような電子タグには、高い耐久性を持つことが望まれる。特に、本発明者が導入を検討している、プラント設備または部材の管理、食品、薬品または燃料などの容器管理などに適用する場合、機械的、化学的により高い耐久性を有する部材への、インレットのパッケージングが必要となる。

上記の観点から、本発明者は、ＲＦＩＤ用のインレットを、機械的、化学的に丈夫な保護部材などに封止する技術を検討した。図９，１０は、インレット１を保護部材２に封止する技術を説明するための説明図である。ＩＣチップ６とアンテナ７とを備えるインレット１が、保護部材２に設けられた溝部３の中に封止用材料Ｒによって封止されることで、電子タグを完成する。このとき、本発明者が検討した手法では、インレット１を保護部材２の溝部３内に入れ、粘土状の封止用材料Ｒを手作業にて押し込み、封止を実施している。

このとき、上記のＲＦＩＤ用のインレット１の保護部材２への封止方法において、以下に示す課題があることを、本発明者は見出した。この課題を説明するために、完成した電子タグを示した説明図１０におけるａ−ａ線断面図を図１１に、ｂ−ｂ線断面図を図１２に示す。

第１に、保護部材２の溝部３の中に粘土状の封止用材料Ｒを押し込むため、封止の際に、気泡Ｂを発生させてしまうという点である。粘土状の封止用材料Ｒは粘度が高いため、内部に発生した気泡Ｂを取り除くのは困難である。しかし、このような気泡Ｂを残しておくことは、外気の温度変化などによる水滴発生、腐食等の原因となる。結果として、半導体からなるＩＣチップ６を有するインレット１の動作不良や故障を招き、電子タグの信頼性を低下させる課題となっている。

第２に、保護部材２の溝部３の底部に、インレット１を固定し難く、安定した位置に精度良く固定できないという点である。特に、薄い帯状のインレット１は、反りにより湾曲していることが多く、本発明者が検討した手法では、この状態のまま封止されてしまうことがある。無線電波により情報を授受するＲＦＩＤにおいて、その情報授受の要部であるアンテナを有するインレット１が所望の位置に固定できないことは、無線電波の感度劣化、誤動作、または、データ損失の原因となる。即ち、電子タグの信頼性を低下させる課題となっている。

第３に、粘土状の封止用材料Ｒを用いて手作業によりインレット１を封止しているため、材料面においてコストが高くなり、また、量産化が困難であるという点である。前述のように、ＲＦＩＤ方式の電子タグは、設備管理、物流管理など汎用性の高いものへの利用が期待されており、低コストでの量産は、他の半導体装置より一層重要な要求となっている。このように、本発明者が検討したインレット１の封止手法では、電子タグの生産性向上を妨げるという課題をもたらしている。

そこで、本発明の目的は、保護部材にインレットを封止する電子タグにおいて、その信頼性を損なうことなく、生産性を向上させる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

即ち、ＩＣタグ部品を保護部材に封止する工程を要する半導体装置の製造方法であって、保護部材の平面内に形成した溝部に対し、溝部の底面を覆うように、ディスペンサを用いて液状樹脂を塗布し、その後、液状樹脂にＩＣタグ部品を接着させ、その上から、再度、ディスペンサを用いて液状樹脂を流入することで溝部を埋め込み、真空脱泡により液状樹脂中の気泡を取り除くことで、帯状のインレットを保護部材の溝部内に封止するものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

即ち、保護部材にインレットを封止する電子タグにおいて、その信頼性を損なうことなく、生産性を向上させることができる。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施の形態では、ＲＦＩＤ用のインレット（ＩＣタグ部品）１が保護部材２の中に封止された電子タグの製造方法において、特に、保護部材２に形成された溝部３の中にインレット１を封止する工程に関し、完成した電子タグの信頼性を損ねることなく、生産性を向上させ得るような手法を例示する。

図１〜図８には、本実施の形態において例示する、インレット１の保護部材２への封止方法を説明するための説明図を示している。

はじめに、一般的な方法により、ＲＦＩＤ用のインレット１を準備する（図示しない）。そして、図１に示すように、このインレット１を封止するための保護部材２を準備する。図２は、図１に示した保護部材２における、ａ−ａ線の断面図を示したものである。保護部材２は、第１方向ｘとそれに交差する第２方向ｙに広がる平面Ｓを有し、第１方向ｘおよび第２方向ｙのそれぞれに交差する第３方向ｚに所望の厚さを有する形状となっている。

更に、平面Ｓに、第１方向ｘに所望の幅Ｗ、第２方向ｙに所望の長さＬ、第３方向ｚに所望の深さＤを有する溝部３を形成する。ここで、後に詳細を説明するように、溝部３には、ＲＦＩＤ用のインレット１が封止される。従って、そのインレット１の形状や、完成した電子タグに要求される電波の感度、適用される電磁波の周波数帯などによって、形成すべき溝部３の形状、即ち、幅Ｗ、長さＬおよび深さＤが具体的に決まる。

ここで、保護部材２を構成する材料に関して詳細を述べる。本実施の形態においては、より耐久性に優れた電子タグを形成するという要求を想定している。従って、保護部材２として、例えば樹脂材料などからなるもの、ステンレス、アルミニウムまたは鉄など、金属材料からなるものなどを用いることとする。本発明者の検討によれば、金属材料は防腐性または耐食性など、機械的強度に優れている。これに対し、樹脂材料の機械的強度は上記金属材料ほど高くないが、コストを低く抑えることができ、量産化には向いている。更に本実施の形態では、まず、樹脂材料で形成した部材をコアの保護部材２としておき、それを覆うように金属材料で保護することによって、高い機械的強度と低価格とを両立させた保護部材２であっても良いとしている。実際には、完成した電子タグを適用する対象によって、機械的強度や量産の程度に対する要求が異なるから、その都度、上記の保護部材２の材料構成を選択することになる。

次の工程を図３，図４を用いて説明する。図３は、製造工程中にある保護部材２の全体を鳥瞰した説明図であり、図４は、図３におけるａ−ａ線の断面図である。ここでは、溝部３の底面を覆うように、液状レジン（液状樹脂）４ａを塗布する。この作業は、半導体装置の製造工程において一般的に用いられるディスペンサ５を用いても良い。ディスペンサ５とは、液状の材料を内部に溜め、主に上部から応圧でき、下部の吐出口から精度良く液状材料を取り出すことができる機器である。ディスペンサ５を用いることで、本工程を自動化し易くなり、結果として生産性を向上させることができる。

次の工程を図５，図６を用いて説明する。図５は、製造工程中にある保護部材２の全体を鳥瞰した説明図であり、図６は、図５におけるａ−ａ線の断面図である。ここでは、前工程で保護部材２の溝部３の底面を覆った液状レジン４ａに、インレット１を接着させる。ここで、本実施の形態においてインレット１は、帯状の形状をしており、情報を蓄積または演算するＩＣチップ（半導体チップ）６、および、ＩＣチップ６に電気的に接続しているアンテナ７を有している。

上記のように、前工程で予め塗布した液状レジン４ａにインレット１を接着させることで、本発明者が検討した手法が有していた、反りによる湾曲のためにインレット１を溝部３に固定し難いという課題を回避できる。従って、その後の封止工程においても、保護部材２における予定した位置に、再現性良く、インレット１を固定することができる。これにより、無線電波により情報を授受するＲＦＩＤ形式の電子タグにおいて、その情報授受の要部であるアンテナを有するインレット１の感度劣化、誤作動、または、データ損失を起こし難くなる。結果として、電子タグの信頼性を損なう原因を排除することができる。

また、液状レジン４ａの上からインレット１を添付する際、密閉性の観点から、インレット１と溝部３の底面との間には空間が無い方が望ましい。従って、上記で図３，図４を用いて説明した工程においては、溝部３の底面を完全に覆う程度、液状レジン４ａを塗布することとする。

次の工程を図７，図８を用いて説明する。図７は、製造工程中にある保護部材２の全体を鳥瞰した説明図であり、図８は、図７におけるａ−ａ線の断面図である。ここでは、前工程までで固定したインレット１を含め、溝部３を液状レジン４ｂによって埋め込み、封止する。ここで、図３，図４を用いて説明した工程と同様、本工程において液状レジン４ｂを溝部３へ流入する際にもディスペンサ５を用いることで、この作業を自動化し易くなる。結果として、生産性を向上させることができる。また、本実施の形態において本工程で溝部３を封止した液状レジン４ｂは、密着性、熱膨張率の同一性などの観点から、先工程でインレット１の固定に用いた液状レジン４ａと同様のものを用いるとする。

ここで、本実施の形態において、保護部材２として樹脂を用いる場合、それと同等の樹脂材料を液状レジン４ａ，４ｂとして用いることとする。これにより、完成した電子タグを過酷な環境下で使用するときなど、例えば急激な温度変化があった場合、保護部材２を形成する樹脂材料と液状レジン４ａ，４ｂとを同じ材料とし、即ち熱膨張率が同じであれば、熱履歴による歪み、更には、機械的破損を防ぐことができる。結果として、信頼性を向上させることができる。

更に、溝部３にインレット１を封止した後に気泡が混ざるようであれば、本実施の形態で例示した封止用材料は液状レジン４ａ，４ｂであるから、例えば、以上の工程の後に真空脱泡を施すことにより、容易に気泡を取り除くことができる。これにより、気泡を残した場合に起こる、外気の温度変化などによる水滴発生、腐食等の原因を排除できる。結果として、本実施の形態で例示した手法によって保護部材２に封止されたインレット１は、動作不良や故障を招き難くなり、電子タグの信頼性を向上させることができる。

また、本発明者が検討した手法のように、保護部材２の溝部３にインレット１を封止する材料として粘土状の封止用材料Ｒを用いていたのに対し、本実施の形態で例示した手法では、液状レジン４を用いている。液状レジン４による封止技術、パッケージング技術は、一般的な半導体装置のパッケージングでよく用いられている手法であり、これを、ＲＦＩＤ用の電子タグにおけるインレット１の封止工程に適用したものである。従って、材料面でも、技術面でも方法論が充実しており、これを利用することで、電子タグの製造コストを削減することが可能である。結果として、ＲＦＩＤ用の電子タグの生産性を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態で例示した手法を適用することで、保護部材２にＲＦＩＤ用のインレット１を封止する電子タグにおいて、その信頼性を損なうことなく、生産性を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、上記実施の形態では、保護部材２を略平板状の直方体に溝部３を設けたものとしている。一方、本発明者が開示した技術は、保護部材２の溝部３にインレット１を封止する工程に適用して効果をもたらすものであり、保護部材２の形状などは上記に限定されるものではない。

本発明は、例えばＩＣチップとアンテナを備えた電子タグを用いて、ＲＦＩＤ形式により非接触で情報の授受を行うために必要な半導体産業に適用することができる。

本発明の位置実施の形態である半導体装置の製造工程を示す説明図である。 図１に示した説明図のａ−ａ線における要部断面図である。 図１に続く半導体装置の製造工程を示す説明図である。 図３に示した説明図のａ−ａ線における要部断面図である。 図３に続く半導体装置の製造工程を示す説明図である。 図５に示した説明図のａ−ａ線における要部断面図である。 図５に続く半導体装置の製造工程を示す説明図である。 図７に示した説明図のａ−ａ線における要部断面図である。 本発明者が検討した半導体装置の製造工程を示す説明図である。 図９に続く半導体装置の製造工程を示す説明図である。 図１０に示した説明図のａ−ａ線における要部断面図である。 図１０に示した説明図のｂ−ｂ線における要部断面図である。

符号の説明

１ インレット（ＩＣタグ部品）
２ 保護部材
３ 溝部
４ａ，４ｂ 液状レジン（液状樹脂）
５ ディスペンサ
６ ＩＣチップ（半導体チップ）
７ アンテナ
ｘ 第１方向
ｙ 第２方向
ｚ 第３方向
Ｓ 平面
Ｗ 幅
Ｌ 長さ
Ｄ 深さ
Ｒ 封止用材料
Ｂ 気泡

Claims (5)

1. （ａ）半導体チップ、および、前記半導体チップに電気的に接続されているアンテナを有するＩＣタグ部品を準備する工程と、
   （ｂ）平面を有し、前記平面内におけるいずれかの方向に延在する溝部を備えた保護部材を準備する工程と、
   （ｃ）前記溝部の底面を覆うように液状樹脂を塗布する工程と、
   （ｄ）前記ＩＣタグ部品を、前記溝部の底面に塗布された前記液状樹脂に接着させる工程と、
   （ｅ）前記液状樹脂によって前記溝部を埋め込むことで、前記ＩＣタグ部品を前記保護部材の溝部内に封止する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
   （ｆ）前記（ｅ）工程後、真空脱泡により、前記液状樹脂中の気泡を取り除く工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｃ）工程、前記（ｅ）工程、またはそれら両工程において、前記保護部材の溝部への前記液状樹脂の流入は、ディスペンサを用いて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 請求項３記載の半導体装置の製造方法において、
   前記保護部材は、樹脂、金属、または、前記樹脂を前記金属で覆ったもののいずれかにより構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
   前記保護部材に用いる前記樹脂は、前記液状樹脂と同等の材料からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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