JP3533665B1 - 電子部品モジュールの製造方法、並びに電磁波読み取り可能なデータキャリアの製造方法。 - Google Patents
電子部品モジュールの製造方法、並びに電磁波読み取り可能なデータキャリアの製造方法。Info
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- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16238—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area protruding from the surface of the item
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
- H01L2224/81191—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/812—Applying energy for connecting
- H01L2224/81201—Compression bonding
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- H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
- H01L2224/83102—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus using surface energy, e.g. capillary forces
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- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
- H01L2224/83851—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive
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- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
- H01L2224/83855—Hardening the adhesive by curing, i.e. thermosetting
- H01L2224/83862—Heat curing
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- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
- H01L2224/8388—Hardening the adhesive by cooling, e.g. for thermoplastics or hot-melt adhesives
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- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
- H01L2224/83885—Combinations of two or more hardening methods provided for in at least two different groups from H01L2224/83855 - H01L2224/8388, e.g. for hybrid thermoplastic-thermosetting adhesives
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- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
- H01L2224/9211—Parallel connecting processes
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- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
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- H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
- H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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Abstract
気的にも機械的にも確実に、更に低コストに実装可能で
あり、かつ、半導体ベアチップの実装部に高温並びに高
圧の負荷が加わる状況下にあっても、半導体ベアチップ
と配線基板上の電極領域との接触による短絡の発生を防
止可能とした電子部品モジュールの製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 配線パターンと、配線パターン上の電極
領域を覆い、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂
被膜と、当該熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜
とを具備する配線基板に、高熱を加えつつ、バンプを有
する半導体ベアチップを超音波を付与しながら当該配線
基板の上面側から押し付けることにより、半導体ベアチ
ップのバンプを熱可塑性樹脂被膜並びに熱硬化性樹脂被
膜を挿通させて、その先端部と電極領域とを接合させ
る。
Description
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電子部品
モジュールの製造方法に係り、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
装可能とするとともに、半導体ベアチップの実装部に高
熱並びに高圧の負荷が加わる状況下にあっても、半導体
ベアチップと配線基板上の電極領域との接触による短絡
を防止可能とした電子部品モジュールの製造方法に関す
るものである。
ャリアとしては、所謂『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。
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
て構成された航空タグが知られている。この航空タグに
あっては、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
せることで形成される。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(Roll To Roll)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(例えば特許文献1参照)。
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
(特許文献2参照)。
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。
1従来方式と言う)が図17に示されている。この第1
従来方式にあっては、半導体ベアチップ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上の配線パターン上の電極領域(バンプbとの接
続予定領域)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。
プbと配線パターン上の電極領域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と配線基板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。
下、第2従来方式と言う)が図18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、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。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と配線パターン上の電極領域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(例えば特許文献3参照)。
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)バンプと配線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。
プチップ接続方式を提案している(以下、第3従来方式
と言う)。第3従来方式におけるフリップチップ接続方
式が図19に示されている。この第3従来方式は、配線
基板cと、配線基板c上に形成された配線パターン上の
電極領域dと、電極領域dを覆う熱可塑性樹脂被膜(樹
脂性接着剤)iとを有するフリップチップ接続用配線基
板に、断面半円状のバンプbが形成された半導体ベアチ
ップaを実装するものである。
b)と配線基板c(電極領域d)との位置決めを行う工
程(位置決め工程)と、ヒータテーブル等を用いて熱可
塑性樹脂被膜iを加熱した状態で、バンプbに超音波を
付与しつつ導体ベアチップaを同図下方(矢印方向)に
押し付けることにより、溶融状態にある熱可塑性樹脂被
膜iを部分的に押し退けてバンプbと電極領域dとを接
触させる工程(熱可塑性樹脂被膜の除去工程)と、バン
プbと電極領域dが接触した状態において、超音波を更
に継続的に付与することにより、バンプbと電極領域d
とを超音波接合(金属溶融接合)する工程(超音波接
合)と、溶融した熱可塑性樹脂被膜i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(図示省略)と、を具備するものである(特許文献4
参照)。
被膜iの溶融、バンプbへの超音波付与によるバンプb
と電極領域dとの接合及び熱可塑性樹脂被膜iの硬化
(冷却固化)までの一連の実装工程が、1〜2秒以内で
実行でき、製造時間の大幅な短縮が図られる。また、バ
ンプbと電極領域dとの金属溶融接合により、電気的接
続に関しても高い信頼性を得ることができる。
は、以下に示す問題点が指摘されている。
データキャリア内蔵のカード乃至トークンの加工方法の
例を示す図である。同図において、(a)は積層プレス
によるデータキャリア内蔵カードの加工方法を、(b)
は射出成型によるデータキャリア内蔵トークンの加工方
法をそれぞれ示している。より具体的には、同図(a)
に示される加工方法は、半導体ベアチップjが搭載され
たデータキャリア本体kを2枚の樹脂製フィルムl−l
で挟み込み、この状態で例えば120℃程度に熱せられ
た1組の金属プレートm−mで上下方向から例えば圧力
100〜200Kg/cm2で押圧することにより、2
枚のフィルムl−lとデータキャリアとを一体的に接合
させてデータキャリア内蔵のカードを製造するものであ
る。また、同図(b)に示される加工方法は、半導体ベ
アチップjが搭載されたデータキャリア本体kを金型n
の内部空洞の所定位置に配置し、この状態で、金型nの
樹脂流入孔pから、例えば250℃の樹脂を圧力40〜
80Kg/mm2で注入することにより、データキャリ
ア内蔵のトークンを製造するものである。
造される電子部品モジュールにあっては、図21(a)
に示されるように、半導体ベアチップaと電極領域dと
の間の絶縁は、熱可塑性樹脂被膜iのみによって行われ
ているため、上述したような積層プレス、射出成型等の
加工時に必要とされる高温負荷が半導体ベアチップaの
実装部に加わると、熱可塑性樹脂被膜iの溶融が発生す
る場合がある。この状態で、更に、同図(b)の矢印で
示される方向に高圧力が加わると、電極領域d及び配線
基板cが部分的に湾曲すると共に、半導体ベアチップa
が熱可塑性樹脂被膜iに埋もれ込み、結果、半導体ベア
チップaと電極領域dとが接触して短絡が発生するとい
った不具合が指摘されている。
題点に着目して成されたものであり、その目的とすると
ころは、配線基板上に半導体ベアチップを迅速に、電気
的にも機械的にも確実に、更に低コストに実装可能であ
り、かつ、半導体ベアチップの実装部に高温並びに高圧
の負荷が加わる状況下にあっても、半導体ベアチップと
配線基板上の電極領域との接触による短絡の発生を防止
可能とした電子部品モジュールの製造方法を提供するこ
とにある。
は、上記の電子部品モジュールの製造方法に好適なフリ
ップチップ接続用配線基板を提供することにある。
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。
は、上記のフリップチップ接続用配線基板を使用して、
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。
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。
ュールの製造方法は、半導体ベアチップを配線基板上に
実装してなる電子部品モジュールの製造方法であって、
(a)配線パターンと、配線パターン上の電極領域を覆
い、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜と、
当該熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜とを具備
する配線基板を用意する工程と、(b)前記熱可塑性樹
脂被膜を加熱軟化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を前記熱硬化性樹
脂被膜表面に到達させる工程と、(c)前記バンプに更
に継続的に超音波を付与してバンプを前記熱硬化性樹脂
被膜に押し付けることにより、前記絶縁性粒子を熱硬化
性樹脂被膜内から離脱させつつ熱硬化性樹脂被膜を押し
退けてバンプと電極領域とを接触させる工程と、(d)
前記バンプと電極領域とが接触した状態において、超音
波を更に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、(e)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。
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、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂
被膜が形成されている。更に、この熱硬化性樹脂被膜上
には、熱可塑性樹脂被膜が形成されている。熱硬化性樹
脂被膜は、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部を覆うもので
あってもよい。
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。
膜が加熱されてある程度まで軟化している状態と加熱さ
れて溶融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。
は、熱硬化性樹脂被膜内に均一に分散されているのが好
ましい。この絶縁性粒子は、バンプの超音波振動により
熱硬化性樹脂被膜から当該絶縁性粒子を離脱させること
により、熱硬化性樹脂被膜内に空孔を生じさせるために
含有されるものである。すなわち、熱硬化性樹脂被膜内
に空孔が生じることで、熱硬化性樹脂被膜が耐性上脆く
なり、これにより、バンプを熱硬化性樹脂被膜に容易に
挿通させることが可能となる。したがって、『分散含
有』とあるが、熱硬化性樹脂被膜内の全領域に亘って絶
縁性粒子が均一に存在する必要は必ずしもなく、少なく
とも、電極領域付近(熱硬化性樹脂被膜中におけるバン
プ挿通予定付近)に所定量の絶縁性粒子が存在すればよ
いものと考えられる。
ら離脱させつつ』には、絶縁性粒子が熱硬化性樹脂被膜
から完全に離脱される場合と、絶縁性粒子の一部分が熱
硬化性樹脂被膜から突出されるような場合の双方が含ま
れる。
よれば、(1)バンプと電極領域との接合は超音波によ
る拡散接合となるため、確実な電気的導通が図れるこ
と、(2)バンプと電極領域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)半導体ベアチ
ップと配線基板とが熱可塑性樹脂被膜の硬化の際に接着
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。
作用効果は、熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜
の存在に因るところが多く、本出願人が先に提案した第
3従来方式(特開2001−156110号公報)で得
られる作用効果とほぼ同様である。すなわち、本発明の
特筆すべき点は、上記(1)〜(6)に示される作用効
果に加え、更に、以下の(7),(8)に示す作用効果
が得られることにある。
ジュールにあっては、半導体ベアチップと電極領域(配
線パターン)との間に、一般に高温下では溶融されない
熱硬化性樹脂被膜が介在されるため、先に図20を用い
て説明したような高温及び高圧負荷が半導体ベアチップ
の実装部に加わっても、熱硬化性樹脂被膜の存在によ
り、先に図21に示したように半導体ベアチップと配線
パターンが直に接触するといった事態を未然に防止する
ことができる。したがって、そのような短絡の心配のな
い信頼性の高い電子部品モジュールが実現される。
散含有されたものであるため、バンプを熱硬化性樹脂被
膜中に挿通させるための熱硬化性樹脂被膜に対する工程
は、バンプに超音波振動を付加して熱硬化性樹皮被膜に
押し付けるといった簡易なものとすることができる。す
なわち、例えば、上述したような短絡を防止するため
に、熱可塑性樹脂被膜と配線パターンとの間に、絶縁性
粒子を含まない絶縁性被膜(絶縁層)を設けた場合を想
定すると、バンプの超音波振動のみでは絶縁層を容易に
挿通(部分除去)することはできない。これに対し、本
発明では、バンプの超音波振動により絶縁性粒子が熱硬
化性樹脂被膜から離脱され、熱硬化性樹脂層内に空孔が
生じて樹脂層が耐性上脆くなるという作用が得られるた
め、バンプを熱硬化性樹脂被膜に容易に、かつ短時間で
潜り込ませてその先端部を電極領域に到達させることが
可能となるのである。
線基板は、配線パターンと、配線パターン上の電極領域
を覆い、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜
と、当該熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜と、
を具備する。
半導体ベアチップに所定のバンプを設けるだけで、上述
したように、当該半導体ベアチップを超音波実装により
容易に配線基板上に搭載することができる。そして、そ
れにより上述した(1)〜(8)の作用効果を奏する良
好な電子部品モジュールを得ることができる。
基板は、配線パターンをエッチング処理にて形成する際
に、エッチングマスク材として絶縁性粒子が分散含有さ
れた熱硬化性樹脂が使用され、当該熱硬化性樹脂が更に
熱可塑性樹脂により覆われることにより製造されるのが
好ましい。
ッチングレジストの剥離工程が不要となり、製造工程の
簡略化が図られる。さらにエッチングレジストが配線パ
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
も得られる。
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を構成する導体パターン
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って、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は、(a)前記配線パターンと、
配線パターン上の電極領域を覆い、絶縁性粒子が分散含
有された熱硬化性樹脂被膜と、当該熱硬化性樹脂被膜を
覆う熱可塑性樹脂被膜とを具備するフィルム状、シート
状、又は薄板状配線基板を用意する工程と、(b)前記
熱可塑性樹脂被膜を加熱軟化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を前
記熱硬化性樹脂被膜表面に到達させる工程と、(c)前
記バンプに更に継続的に超音波を付与してバンプを前記
熱硬化性樹脂被膜に押し付けることにより、前記絶縁性
粒子を熱硬化性樹脂被膜内から離脱させつつ熱硬化性樹
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、(d)前記バンプと電極領域とが接触した状態に
おいて、超音波を更に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、(e)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。
部品の製造方法に関する先述した(1)〜(8)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高性能な電磁波読み取り可能な
データキャリアを大量に生産することができる。
キャリアの製造方法のより好ましい実施形態は、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って、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
造する工程は、(a)前記アルミ箔配線パターンと、ア
ルミ箔配線パターン上の電極領域を覆い、絶縁性粒子が
分散含有された熱硬化性樹脂被膜と、当該熱硬化性樹脂
被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜とを具備する配線基板を用
意する工程と、(2)前記熱可塑性樹脂被膜を加熱軟化
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を前記熱硬化性樹脂被膜表面に到達
させる工程と、(c)前記バンプに更に継続的に超音波
を付与してバンプを前記熱硬化性樹脂被膜に押し付ける
ことにより、前記絶縁性粒子を熱硬化性樹脂被膜内から
離脱させつつ熱硬化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、(d)前記バンプと電極
領域とが接触した状態において、超音波を更に継続的に
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、(e) 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、を含んでなる。
部品モジュール側の配線パターンとしてアルミ箔を適用
すれば、他の金属を使用する場合に比して、エッチング
処理や上記工程(d)における超音波接合を比較的容易
かつ低コストで行うことができることが確認されてい
る。
としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、四
フッ化エチレン等を挙げることができる。耐圧性の観点
からすると、比較的硬度の高い無機系酸化物である酸化
ケイ素、酸化アルミニウムが好ましいと思われる。もっ
とも、酸化アルミニウムは比較的誘電率が高いため、半
導体ベアチップ直下にコンデンサ成分が入ることを極端
に嫌うような用途であれば、酸化ケイ素の方がより好ま
しいであろう。但し、用途により配線基板を切断する必
要があるような場合には、熱硬化性樹脂被膜内に酸化ケ
イ素粒子や酸化アルミニウム粒子等の酸化物系の堅い粒
子を含有させると、カット刃の寿命を縮める虞がある。
このような場合には、比較的柔らかい四フッ化エチレン
を使用するのが好ましいと思われる。
脂被膜中における絶縁性粒子の含有量が、樹脂100重
量%に対して10乃至30重量%とされる。これは、鋭
意研究の結果知見されたものであり、10重量%に満た
ないと、バンプの熱硬化性樹脂被膜への挿通(すなわち
半導体ベアチップと電極領域との電気的接続)が困難と
なり、一方、30重量%を越えると、樹脂としての加工
性が劣化することが確認されている。
は、熱硬化性樹脂被膜の厚みの70%以上であることが
好ましいことも知見されている。これは、言うまでもな
く、絶縁性粒子の径が大きくなれば、その分、熱硬化性
樹脂被膜から当該絶縁性粒子が離脱した際に生じる樹脂
内空孔が大きくなり、バンプの挿通がより一層容易とな
るためである。
モジュールの製造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。尚、以下の実施形態は本発明
の一部を示すものに過ぎず、本発明の及ぶ範囲は、明細
書の特許請求の範囲の記載によってのみ規定されること
は言うまでもない。
ップを配線基板上に実装してなる電子部品モジュールの
製造方法であり、配線パターン、配線パターン上の電極
領域を覆い、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂
被膜、並びに当該熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂
被膜を具備する配線基板を用意する工程と、熱可塑性樹
脂被膜を加熱軟化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を熱硬化性樹脂被
膜表面に到達させる工程と、バンプに更に継続的に超音
波を付与してバンプを熱硬化性樹脂被膜に押し付けるこ
とにより、絶縁性粒子を熱硬化性樹脂被膜内から離脱さ
せつつ熱硬化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、バンプと電極領域とが接触した
状態において、超音波を更に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、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。
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)、熱可塑性樹脂被膜形成工程(D)、超音波実装
工程(E)と、接着工程(F)とが含まれている。以
下、それら各工程の詳細を順に説明する。
では、フィルム状配線基板の原材を成す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/cm2
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。
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
ンを形成する。この例では、レジストパターンは、同図
中『●』で示されるSiO2粒子(絶縁性粒子)が分散
含有されたエポキシ系熱硬化性樹脂被膜4として形成さ
れる。詳細には、このエポキシ系熱硬化性樹脂被膜(エ
ッチングレジストパターン)4は、トルエン30%、メ
チルエチルケトン6.1%及びブチルセルソルブ12%
を含有する溶剤に、エポキシ樹脂100重量部と粒子径
3〜4μmのSi02粒子30重量部とを混合して成る
インクを、グラビア印刷等の方法により上記Al−PE
T積層材1の表面に塗布し、これを130℃〜200℃
の温度で20秒〜60秒程度乾燥させることにより4〜
6μm程度の厚さに形成される。
熱硬化性樹脂被膜(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。この例では、配線パターン6の形
成は、熱硬化性樹脂被膜4から露出するアルミ箔部分5
を、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。これに
より、このエッチング工程で得られる配線基板完成途中
品8aの表面には、硬質アルミ箔3からなる配線パター
ンが出現される。そして、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)として使用したエポキシ系の熱硬
化性樹脂被膜4により覆われている。すなわち、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)の表面は熱硬化性
樹脂被膜4により覆われていることとなる。尚、熱硬化
性樹脂被膜4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できる。
工程では、エッチングレジストパターンとしての熱硬化
性樹脂被膜4の表面全体に、接着層としての熱可塑性樹
脂被膜7を形成する。この熱可塑性樹脂被膜7の形成
は、90℃〜100℃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
法によって熱硬化性樹脂被膜4の表面に厚さ4〜6μm
程度塗布することによって行われる。すなわち、熱硬化
性樹脂被膜4の表面は、その全面に亘って熱可塑性樹脂
被膜7により覆われることとなる。そして、これによ
り、フリップチップ接続用配線基板(半導体ベアチップ
実装用配線基板)8が完成する。尚、この熱可塑性樹脂
被膜7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できる。
超音波を付与しつつ、半導体ベアチップ9を配線基板8
上に実装する。この工程は、熱可塑性樹脂被膜7を加熱
軟化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7の上に、半導体ベアチップ9のバンプ10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7を押し退けてバンプ10を熱硬化性樹
脂被膜4の表面に到達させる工程(第1工程)と、バン
プ10に更に継続的に超音波を付与してバンプ10を熱
硬化性樹脂被膜4に押し付けることにより、SiO2粒
子を熱硬化性樹脂被膜4内から離脱させつつ熱硬化性樹
脂被膜4を押し退けてバンプ10と電極領域11とを接
触させる工程(第2工程)と、バンプ10と電極領域1
1とが接触した状態において、超音波を更に継続的に付
与することにより、バンプ10と電極領域11とを超音
波接合させる工程(第3工程)と、を含んでいる。
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10を突出させた所謂表面実装型部品とし
て構成されている。尚、バンプ10は、金メッキが施さ
れたものであり、その高さは14μmm、幅は80μm
m(80×80μmm)とされている。
る。第1の工程では、バンプ10は、超音波振動が付加
された状態で、150℃の加熱により溶融した熱可塑性
樹脂被膜7に押し当てられる。すると、溶融した熱可塑
性樹脂被膜7は、バンプ10の超音波振動により、図2
(a)に示されるようにバンプ10の先端位置より部分
的に押し退けられて除去され、その結果、バンプ10は
SiO2粒子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜4の表
面に到達する。第2の工程では、更にバンプ10に超音
波振動を付加した状態で、バンプ10を熱硬化性樹脂被
膜4に押し当てる。すると、図2(b)に示されるよう
に、『●』で示されるSiO2粒子がバンプ10により
熱硬化性樹脂被膜4内から掃き出され(離脱され)、そ
れにより、熱硬化性樹脂被膜4内には、『○』で示され
る空孔が形成される。尚、熱硬化性樹脂被膜4から離脱
されたSiO2粒子は、溶融状態にある熱可塑性樹脂被
膜7内に吸収される(潜り込む)ものと思われる。この
空孔の発生により、熱硬化性樹脂層7は耐性上脆くな
り、バンプ10は、熱硬化性樹脂被膜4を容易に押し退
けて(部分的に除去して)、アルミ箔配線パターン6表
面(電極領域11)に到達することができる。このと
き、さらにアルミ箔配線パターン6表面上の酸化物層等
もバンプ10の超音波振動により機械的に除去される。
その結果、バンプ10と電極領域11とが接触させられ
る。図2(c)に示されるように、第3の工程では、そ
の後、さらにバンプの超音波振動による摩擦熱によりバ
ンプ10と配線パターン6の電極領域11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。
3の工程は、半導体ベアチップ9を所定位置に配置した
後、例えば、負荷圧力0.2kg/mm2下で、振動数
63KHzの超音波振動を1.5秒程度加えることによ
り完了される。
び図4の工程図に示されている。図3は上記第1工程の
詳細を説明するための図、図4は上記第2工程及び第3
工程の詳細を説明するための図である。
参照しつつ説明する。実装準備段階としての位置決め工
程では、同図(a)に示されるように、それぞれ真空吸
着機能を有する超音波ホーン12とヒータテーブル兼用
アンビル13とを上下に対向配置した状態において、超
音波ホーン12には矢印12aに示されるようにベアチ
ップ9を吸着保持させ、またヒータテーブル兼用アンビ
ル13には矢印13aに示されるように配線基板8を吸
着保持させる。この状態において、超音波ホーン12と
ヒータテーブル兼用アンビル13とを水平方向へと相対
移動させつつ、ベアチップ9側のバンプ10と配線基板
8側の配線パターン6の電極領域11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13によって配
線基板8を150°Cに加熱する。
部分除去工程では、超音波ホーン12とヒータテーブル
兼用アンビル13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.
3Kgf)により、ベアチップ9のバンプ10を加熱軟
化状態にある熱可塑性樹脂被膜7に押し当てる。これに
より、熱可塑性樹脂被膜7を部分的に押し退けて(除去
して)、熱可塑性樹脂被膜7にバンプ10先端部を埋設
させ、同図(c)に示されるようにバンプ10の先端部
を熱硬化性樹脂被膜4の表面に接触(到達)させる。
ついて図4を参照しつつ説明する。同図(a)に示され
るように、熱硬化性樹脂被膜4の表面に接触(到達)さ
れたバンプ10には、矢印vに示される超音波振動(6
3.5KHz、2W)と、矢印Pに示される負荷圧力
(0.1〜0.3Kgf)とが更に継続的に付与され
る。それにより、先述したように、SiO2粒子を熱硬
化性樹脂被膜4内から離脱させつつ、熱硬化性樹脂被膜
を押し退けて(同図(b)参照)、バンプ10を電極領
域11(アルミ箔配線パターン6の表面)に接触(到
達)させる。続く超音波接合工程(同図(c)参照)で
は、更に超音波振動vを継続的に付与することにより、
バンプ10先端部と電極領域との間で金属間拡散接合を
進行させて、バンプ10と電極領域11とを超音波接合
させる。
板8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7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9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9の底面と配線基板8との間に介在された溶融状
態にある熱可塑性樹脂被膜7が冷却固化されて、半導体
ベアチップ9と配線基板8とが強固に接着固定されるの
である。
た電子部品モジュールの構造が図5の断面図に示されて
いる。この電子部品モジュールの製造方法によれば、
(1)バンプ10と電極領域11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10と電極領域11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
導体ベアチップ9と配線基板8とが熱可塑性樹脂被膜7
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。
作用効果は、熱可塑性樹脂被膜7の存在に因るところが
大きく、本出願人が先に提案した第3従来方式(特開平
11−333409号公報)で得られる作用効果とほぼ
同様である。すなわち、特筆すべき点は、本実施形態の
電子部品モジュールの製造方法によれば、上記(1)〜
(6)に示される作用効果に加え、更に、以下に示す作
用効果が得られることにある。(7)半導体ベアチップ
9とアルミ箔配線パターン6との間には、高温下(この
例では少なくとも150℃〜250℃の範囲内)では溶
融しない熱硬化性樹脂被膜4が介在されているため、先
に図20を用いて説明したような高温及び高圧負荷が半
導体実装部に加わっても、熱硬化性樹脂被膜4の存在に
より、先に図21に示したように半導体ベアチップとア
ルミ箔配線パターンが接触するといった事態が防止され
る。したがって、そのような短絡の心配のない信頼性の
高い電子部品モジュールが実現される。(8)上記電子
部品モジュールを製造するにあたり形成される熱硬化性
樹脂被膜4はSiO2粒子が分散含有されたものである
ため、バンプ10を潜り込ませるための熱硬化性樹脂被
膜4に対する部分除去工程は、バンプ10に超音波振動
を付加して熱硬化性樹皮被膜4に押し付けるといった簡
易なものとすることができる。例えば、上述したような
短絡を防止するために、熱可塑性樹脂被膜7とアルミ箔
配線パターン6との間に、SiO2粒子等の絶縁性粒子
を含まない絶縁性被膜(絶縁層)を設けた場合を想定す
ると、バンプ10の超音波振動のみでは絶縁層を容易に
除去することはできない。これに対し、上記実施形態に
よれば、先にも説明したように、バンプ10の超音波振
動により絶縁性粒子(SiO2粒子)が熱硬化性樹脂被
膜4から離脱され、熱硬化性樹脂層4内に空孔が生じて
樹脂層4が耐性上脆くなるため、バンプ10を熱硬化性
樹脂層4に容易に、かつ短時間(1秒程度)で潜り込ま
せてその先端部をアルミ箔配線パターン6(電極領域)
に到達させることが可能となるのである。
モジュールにおける半導体ベアチップ9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6(a)に示す。同図から明ら
かなように、本発明の電子部品モジュールの製造方法を
使用した場合には、超音波接合のみの場合に比較して、
約7倍(5.6〜8.5倍)のもの強力な接合強度を有
する電子部品モジュールが得られた。これは、半導体ベ
アチップ9と配線基板8とが熱可塑性樹脂被膜7の硬化
の際に接着されることによるところが大きいことは言う
までもないが、熱硬化性樹脂被膜4の存在も寄与してい
るものと考えられる。
部品モジュール(SiO2粒子を分散させた熱硬化性樹
脂被膜4が無い電子部品モジュール)と、本実施形態に
より製造される電子部品モジュールとのそれぞれに、1
50℃、圧力2Kg/cm2の積層プレス加工を施した
際の短絡不良発生率を図6(b)に比較して示す。同図
(b)に示されるように、第3従来方式の場合にあって
は、試験対象モジュール数100個の内、5個(5%)
の割合で短絡不良が発生したのに対し、本実施形態の場
合にあっては短絡不良が発生したものは確認されなかっ
た(短絡不良発生率0%)。このように、本実施形態に
よれば、高温、高圧力負荷を伴う加工に十分耐え得る電
子部品モジュールが得られることがわかる。
パターン6との間の絶縁層として、熱硬化性樹脂被膜4
(SiO2粒子を分散含有させた絶縁層)を適用した本
実施形態における半導体ベアチップの接合不良発生率
と、絶縁層としてSiO2粒子を含有しない熱硬化性樹
脂被膜を適用した場合における半導体ベアチップの接合
不良発生率とを図7(a)に比較して示す。同図(a)
から明らかなように、バンプ10への超音波付与による
半導体ベアチップ9の配線基板8への実装は、SiO2
粒子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜4を適用したこ
とにより可能とされていることが分かる(SiO2粒子
無し:不良発生率96%、SiO2粒子有り:不良発生
率0%)。
脂被膜4に分散含有されるSiO2粒子の径の違いによ
る半導体チップの接合不良発生率を図7(b)に示す。
同図(b)に示されるように、SiO2粒子径を1〜2
μmm(熱硬化性樹脂被膜4の厚さ(4〜6μmm)の
30%程度)とした場合には、接合不良が50%の割合
で発生した。一方、SiO2粒子径を3〜4μmm(熱
硬化性樹脂被膜4の厚さ(4〜6μmm)の70%以
上)とした場合には、接合不良の発生は認められなかっ
た。このことから、SiO2の粒子径は、熱硬化性樹脂
被膜4の厚さの70%以上の大きさのものとするのが好
ましいとの知見が得られた。
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。
被膜4を形成するにあたり、エポキシ樹脂100重量%
に対してSiO2粒子30重量%を混合したインクを使
用したが、鋭意研究の結果得られた発明者の知見による
と、インク中におけるエポキシ樹脂とSiO2粒子の混
合比率は、エポキシ樹脂100重量%に対して、SiO
2粒子が10〜30重量%の間であれば、上記した半導
体ベアチップの超音波実装が良好に実施されることが確
認されている。
被膜4に分散含有させる絶縁性粒子の材料として、Si
O2(シリカ)を使用したが、AlO3(アルミナ)や
四フッ化エチレンを使用することもできる。付言すれ
ば、用途により配線基板8を切断する必要があるような
場合には、熱硬化性樹脂被膜4内にSiO2粒子やAl
O3粒子等の酸化物系の堅い粒子を含有させると、カッ
ト刃の寿命を縮める虞がある。このような場合には、比
較的柔らかい四フッ化エチレンを使用するのが好まし
い。
被膜7とアルミ箔配線パターン6との間の絶縁層とし
て、熱硬化性樹脂被膜4を示したが、絶縁層は、熱可塑
性樹脂被膜7よりも再軟化点温度が十分高い(すなわ
ち、図20で示したような積層プレスや射出成型等の加
工で必要とされる高温が付加されて熱可塑性樹脂被膜7
が溶融される状況下にあっても、硬化状態を保持でき
る)熱可塑性樹脂被膜とすることも可能である。無論、
この場合にも、絶縁層にはSiO2粒子(絶縁性粒子)
が含有されることは言うまでもない。尚、このような場
合の配線基板は、配線パターンと、配線パターン上の電
極領域を覆い、絶縁性粒子が分散含有された第1の熱可
塑性樹脂被膜と、第1の熱可塑性樹脂被膜を覆う第2の
熱可塑性樹脂被膜と、を有し、第1の熱可塑性樹脂被膜
の再軟化点温度は、前記第2の熱可塑性樹脂被膜の再軟
化点温度よりも十分高いフリップチップ接続用半導体チ
ップとして一般化することができる。一方、本実施形態
で示した配線基板8は、配線パターン6と、配線パター
ン6上の電極領域11を覆い、絶縁性粒子が分散含有さ
れた熱硬化性樹脂被膜4と、当該熱硬化性樹脂被膜を覆
う熱可塑性樹脂被膜7と、を具備するフリップチップ接
続用配線基板として一般化することができる。これら配
線基板によれば、バンプ付半導体ベアチップ9を超音波
付与により容易かつ低コストで実装することができると
共に、それにより、高い接合強度並びに高温高圧負荷が
加えられたときにも短絡が生じない信頼性の高い電子部
品モジュールを製造することができる。
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、エッチングマスク
材として絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂が使
用され、当該熱硬化性樹脂が更に熱可塑性樹脂により覆
われる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。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上記フリップチ
ップ接続用配線基板を構成する熱硬化性樹脂被膜となる
ため、エッチングマスク材の除去処理等が不要で手間が
掛からず、低コストで配線基板を製造できる。
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。
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に半導体ベアチップ
202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20
0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。
例が図9の拡大断面図(図8のA−A断面図)に示され
ている。図8並びに図9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。
ーン102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。
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/cm2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。
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。
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
インクにより、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8の103,10
4)を形成する。このレジストパターン305a,30
5b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。
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8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FeCl2(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。
後述する電子部品モジュールの凸部(図9のポッティン
グ部413)が挿入可能な通孔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30
8(102)が保持されたデータキャリア本体100が
完成する。
程の一例が図11に示されている。なお、先に述べてお
くが、図11に示される製造工程により得られる電子部
品モジュール200は、半導体ベアチップ202がポッ
ティング413(同図(G)参照)で樹脂封止される
点、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が配置される点を除けば、
先に図1を参照して示した電子部品モジュール(図1
(F)参照)と実質的に同一構成である。
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/cm2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。
の工程では、Al−PET積層材401の硬質アルミ箔
403の表面に所要配線パターン形状のエッチングレジ
ストパターンを形成するための第1レジスト層を形成す
る。この例では、第1レジスト層は、同図中『●』で示
されるSiO 2粒子(絶縁性粒子)が分散含有されたエ
ポキシ系熱硬化性樹脂被膜404として形成される。詳
細には、このエポキシ系熱硬化性樹脂被膜(第1レジス
ト層)404は、トルエン30%、メチルエチルケトン
6.1%及びブチルセルソルブ12%を含有する溶剤
に、エポキシ樹脂100重量部と粒子径3〜4μmのS
i02粒子30重量部とを混合して成るインクを、グラ
ビア印刷等の方法により上記Al−PET積層材1の表
面に塗布し、これを130℃〜200℃の温度で20秒
〜60秒程度乾燥させることにより4〜6μm程度の厚
さに形成される。尚、この工程では、同図(B)に示さ
れるように、硬質アルミ箔403の図中左右両端の表面
405a,405b上には熱硬化性樹脂被膜404は形
成されていない。この両端部表面405a,405b上
には、所要配線パターン形状のエッチングレジストパタ
ーンを形成するための熱硬化性導電接着剤が塗布され
る。詳細は後述する。
の工程では、第1レジスト層としての熱硬化性樹脂被膜
404の表面全体に、第2レジスト層(接着層を兼務す
る)としての熱可塑性樹脂被膜406を形成する。この
熱可塑性樹脂被膜406の形成は、90℃〜100℃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熱硬化性樹脂
被膜404の表面に厚さ4〜6μm程度塗布することに
よって行われる。すなわち、熱硬化性樹脂被膜404の
表面は、その全面に亘って、熱可塑性樹脂被膜406に
より覆われることとなる。
の工程では、先述した硬質アルミ箔層403の両端部表
面405a,405bに、導電性レジスト層(導電性レ
ジスト領域)407a,407bを形成する。この導電
性レジスト領域407は、データキャリア本体100の
端子パッド部分305a,305bとの接続部分に相当
するものである。この導電性レジスト領域407a,4
07bの形成は、前記工程と同様のオフセット印刷にて
行い、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が用いられる。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。
ミ箔403上には、熱硬化性樹脂被膜404、熱可塑性
樹脂被膜406、及び導電性レジスト領域407a,4
07bからなる所要配線パターン形状のエッチングレジ
ストパターン408が形成される。
エッチングレジストパターン408から露出するアルミ
箔部分409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
10を形成する。この配線パターン410の形成は、エ
ッチングレジストパターン408から露出するアルミ箔
部分409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。これにより、硬質アルミ箔403からな
る配線パターン410がその表面に出現された配線基板
411が得られる。
超音波を付与しつつ、半導体ベアチップ202を配線基
板411上に実装する。この工程は、熱可塑性樹脂被膜
406を加熱軟化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406の上に、半導体ベアチップ
202のバンプ203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406を押し退
けてバンプ203を熱硬化性樹脂被膜404の表面に到
達させる工程(第1工程)と、バンプ203に更に継続
的に超音波を付与してバンプ203を熱硬化性樹脂被膜
404に押し付けることにより、SiO2粒子を熱硬化
性樹脂被膜404内から離脱させつつ熱硬化性樹脂被膜
404を押し退けてバンプ203と硬質アルミ箔403
上の電極領域412とを接触させる工程(第2工程)
と、バンプ203と電極領域412とが接触した状態に
おいて、超音波を更に継続的に付与することにより、バ
ンプ203と電極領域412とを超音波接合させる工程
(第3工程)と、を含んでいる。
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203を突出させた所謂表面実装型部品と
して構成されている。また、バンプ203としては、金
メッキが施された高さ14μmm、幅80μmm(80
×80μmm)のバンプが適用されている。第1の工程
では、バンプ10は、超音波振動を付加した状態で、1
50℃の加熱により溶融した熱可塑性樹脂被膜406に
押し当てられる。すると、溶融した熱可塑性樹脂被膜4
06は、バンプ203の超音波振動により、バンプ20
3の先端位置より部分的に押し退けられて除去され、そ
の結果、バンプ203はSiO2粒子が分散含有された
熱硬化性樹脂被膜404の表面に到達する。第2の工程
では、更にバンプ203に超音波振動を付加した状態
で、バンプ203を熱硬化性樹脂被膜404に押し当て
る。すると、『●』で示されるSiO2粒子がバンプ2
03により熱硬化性樹脂被膜404内から掃き出され
(離脱され)、それにより、熱硬化性樹脂被膜404内
には、『○』で示される空孔が形成される。尚、熱硬化
性樹脂被膜404から離脱されたSiO2粒子は、溶融
状態にある熱可塑性樹脂被膜406内に吸収される(潜
り込む)ものと思われる。この空孔の発生により、熱硬
化性樹脂層404は耐性上脆くなり、バンプ203は、
熱硬化性樹脂被膜404を容易に押し退けて(部分的に
除去して)、アルミ箔配線パターン410の表面(電極
領域412)に到達することができる。このとき、さら
にアルミ箔配線パターン410表面上の酸化物層等もバ
ンプ203の超音波振動により機械的に除去される。そ
の結果、バンプ203と電極領域412とが接触させら
れる。第3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203と配線パターン410の電極領域
412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。
3の工程は、半導体ベアチップ202を所定位置に配置
した後、例えば、負荷圧力0.2kg/mm2下で、振
動数63KHzの超音波振動を1.5秒程度加えること
により完了される。
板411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406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202
本体と配線パターン410との間を接着させる。すなわ
ち、半導体ベアチップ202の底面と配線基板411と
の間に満たされた溶融状態にある熱可塑性樹脂被膜40
6が冷却固化されて、半導体ベアチップ202と配線基
板411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202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413が形
成される。
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12を参照して説
明する。
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202を覆うポッティング部413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、半導体ベアチップ202のバンプ203,203へ
導通する一対のアルミ箔領域410,410の電極領域
となる導電性レジスト領域407a,407b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側のアルミ箔領域41
0,410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407a,407bを介して相対峙することとなる。
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で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410,410へ導通する導
電性レジスト領域407a,407b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,30
5bとが接着固定される。他方、熱可塑性樹脂被膜40
6部分は絶縁を保ったまま電子部品モジュール200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102と半
導体ベアチップ202との電気的接続が可能となる。
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
ータキャリアも、図8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。
の実装構造の一例が図13の拡大断面図(図8における
A−A断面図に相当)に示されている。図13に示され
るデータキャリア本体並びに電子部品モジュールの製造
方法は、以下に順次詳細に説明される。
ーン102(図8)の製造工程の一例が図14に示され
ている。同図を参照して、PETフィルム製基体101
(図8)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8)を形成する際の工程を説明する。
基材601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/cm2
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60
3が被着されたCu−PET積層材601が完成する。
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。
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FeCl2(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。
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(図13参照)、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。
程の一例が図15に示されている。尚、先に述べておく
と、同図に示される電子部品モジュールの製造工程は、
半導体ベアチップがポッティングで樹脂封止される点を
除けば、先に図1で示したものと実質的に同一である。
したがって、大凡、説明が先のものと重複するが、念の
ため同一部分についても繰り返し説明する。
では、フィルム状配線基板の原材を成す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/cm2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。
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
トパターンを形成する。この例では、レジストパターン
は、同図中『●』で示されるSiO2粒子(絶縁性粒
子)が分散含有されたエポキシ系熱硬化性樹脂被膜70
4として形成される。詳細には、このエポキシ系熱硬化
性樹脂被膜(エッチングレジストパターン)704は、
トルエン30%、メチルエチルケトン6.1%及びブチ
ルセルソルブ12%を含有する溶剤に、エポキシ樹脂1
00重量部と粒子径3〜4μmのSi02粒子30重量
部とを混合して成るインクを、グラビア印刷等の方法に
より上記Al−PET積層材701の表面に塗布し、こ
れを130℃〜200℃の温度で20秒〜60秒程度乾
燥させることにより4〜6μm程度の厚さに形成され
る。
熱硬化性樹脂被膜(エッチングレジストパターン)70
4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706を形成する。この例では、配
線パターン706の形成は、熱硬化性樹脂被膜704か
ら露出するアルミ箔部分705を、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。これにより、このエッチング工
程で得られる配線基板完成途中品708a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。そして、この配線パターン706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)として使用したエポキシ系の熱硬化性樹脂
被膜704により覆われている。すなわち、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711)の表面は熱
硬化性樹脂被膜704により覆われていることとなる。
尚、熱硬化性樹脂被膜704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
ができる。
工程では、エッチングレジストパターンとしての熱硬化
性樹脂被膜704の表面全体に、接着層としての熱可塑
性樹脂被膜707を形成する。この熱可塑性樹脂被膜7
07の形成は、90℃〜100℃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熱硬化性樹脂被膜704の表面に
厚さ4〜6μm程度塗布することによって行われる。す
なわち、熱硬化性樹脂被膜704の表面は、その全面に
亘って、熱可塑性樹脂被膜707により覆われることと
なる。そして、これにより、フリップチップ接続用配線
基板(半導体ベアチップ実装用配線基板)708が完成
する。尚、この熱可塑性樹脂被膜707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
整することができる。
超音波を付与しつつ、半導体ベアチップ709を配線基
板708上に実装する。この工程は、熱可塑性樹脂被膜
707を加熱軟化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707の上に、半導体ベアチップ
709のバンプ710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7を押し退けて
バンプ710を熱硬化性樹脂被膜704の表面に到達さ
せる工程(第1工程)と、バンプ710に更に継続的に
超音波を付与してバンプ710を熱硬化性樹脂被膜70
4に押し付けることにより、SiO2粒子を熱硬化性樹
脂被膜704内から離脱させつつ熱硬化性樹脂被膜70
4を押し退けてバンプ710と電極領域711とを接触
させる工程(第2工程)と、バンプ710と電極領域7
11とが接触した状態において、超音波を更に継続的に
付与することにより、バンプ710と電極領域711と
を超音波接合させる工程(第3工程)と、を含んでい
る。
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710を突出させた所謂表面実装型部品と
して構成されている。また、バンプ710としては、金
メッキが施された高さ14μmm、幅80μmm(80
×80μmm)のバンプが適用されている。第1の工程
では、バンプ710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707
に押し当てられる。すると、溶融した熱可塑性樹脂被膜
707は、バンプ710の超音波振動により、バンプ7
10の先端位置より部分的に押し退けられて除去され、
その結果、バンプ710はSiO2粒子が分散含有され
た熱硬化性樹脂被膜704の表面に到達する。第2の工
程では、更にバンプ710に超音波振動を付加した状態
で、バンプ710を熱硬化性樹脂被膜704に押し当て
る。すると、『●』で示されるSiO2粒子がバンプ7
10により熱硬化性樹脂被膜704内から掃き出され
(離脱され)、それにより、熱硬化性樹脂被膜704内
には、『○』で示される空孔が形成される。尚、熱硬化
性樹脂被膜704から離脱されたSiO2粒子は、溶融
状態にある熱可塑性樹脂被膜707内に吸収される(潜
り込む)ものと思われる。この空孔の発生により、熱硬
化性樹脂層704は耐性上脆くなり、バンプ710は、
熱硬化性樹脂被膜704を容易に押し退けて(部分的に
除去して)、アルミ箔配線パターン706の表面(電極
領域711)に到達することができる。このとき、さら
にアルミ箔配線パターン706の表面上の酸化物層等も
バンプ710の超音波振動により機械的に除去される。
その結果、バンプ710と電極領域711とが接触させ
られる。第3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710と配線パターン706の電極領
域711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。
3の工程は、半導体ベアチップ202を所定位置に配置
した後、例えば、負荷圧力0.2kg/mm2下で、振
動数63KHzの超音波振動を1.5秒程度加えること
により完了される。
板708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707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709
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709の底面と配線基板708と
の間に満たされた溶融状態にある熱可塑性樹脂被膜70
7が冷却固化されて、半導体ベアチップ709と配線基
板708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709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712が形
成される。以上で、電子部品モジュール700が完成す
る。
キャリア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16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。
0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713a,713b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。
圧子801,802を電子部品モジュール700の接合
予定部位712a,713b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、同図中、符号803,804は圧子8
01,802と対向配置されたアンビルである。
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。
な方法による超音波振動によって金属表面層(この例で
は713a,713b,606a,606bも含まれ
る)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700の端子と、デ
ータキャリア側の端子を接着固定している。すなわち、
図13に示されるように、電子部品モジュール700の
バンプ710と電気的に接続されている熱硬化性樹脂被
膜704(同図両端部)と、データキャリア側の端子部
(図8では符号103,104で示される)Cu箔部分
603とを溶接している。
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14の工程(B)により、絶縁性エッチング
レジストとして形成された導体パターンの端子パッド6
06a,606b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700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8参照)が完成される。
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。
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。
によれば、配線基板上に半導体ベアチップを迅速に、電
気的にも機械的にも確実に、更に低コストに実装可能で
あり、かつ、半導体ベアチップの実装部に高温並びに高
圧の負荷が加わる状況下にあっても、半導体ベアチップ
と配線基板上の電極領域との接触による短絡の発生を防
止可能とした電子部品モジュールの製造方法を提供する
ことができる。
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。
工程図である。
である。
である。
断面図である。
体ベアチップの接合強度と短絡不良発生率を表にして示
す図である。
体ベアチップの接合不良発生率を表にして示す図であ
る。
した状態の断面図である。
る。
ールの製造工程を示す図である。
の実装工程を示す工程図である。
示す断面図である。
を示す図である。
子部品モジュールの製造工程を示す図である。
品モジュールを実装する工程を示す図である。
である。
である。
である。
ある。
ない部分 6,410,706 アルミ箔配線パターン 7,406,707 熱可塑性樹脂被膜 8,411,708 配線基板 9,202,709 半導体ベアチップ 10,203,710 バンプ 11,412,711 配線パターン上の電極領域 12 超音波ホーン 13 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 101 PET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 200,700 電子部品モジュール 201 絶縁性小片 413,712 ポッティング部 407 導電性レジスト領域 501a,501b 圧子 803,804 アンビル
Claims (22)
- 【請求項1】 半導体ベアチップを配線基板上に実装し
てなる電子部品モジュールの製造方法であって、 配線パターンと、配線パターン上の電極領域を覆い、絶
縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜と、当該熱
硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜とを具備する配
線基板を用意する工程と、 前記熱可塑性樹脂被膜を加熱軟化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を
前記熱硬化性樹脂被膜表面に到達させる工程と、 前記バンプに更に継続的に超音波を付与してバンプを前
記熱硬化性樹脂被膜に押し付けることにより、前記絶縁
性粒子を熱硬化性樹脂被膜内から離脱させつつ熱硬化性
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
波を更に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、 を具備する電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項2】 絶縁性粒子の材料として、酸化ケイ素又
は酸化アルミニウムが使用される請求項1に記載の電子
部品モジュールの製造方法。 - 【請求項3】 絶縁性粒子の材料として、四フッ化エチ
レンが使用される請求項1に記載の電子部品モジュール
の製造方法。 - 【請求項4】 熱硬化性樹脂被膜中における絶縁性粒子
の含有量が、樹脂100重量%に対して10乃至30重
量%であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに
記載の電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項5】 絶縁性粒子の径が、熱硬化性樹脂被膜の
厚みの70%以上であることを特徴とする請求項1乃至
4の何れかに記載の電子部品モジュールの製造方法。 - 【請求項6】 配線パターンと、配線パターン上の電極領域の表面に形成され 、絶縁性粒
子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜と、当該熱硬化性樹脂被膜の表面に形成された 熱可塑性樹脂
被膜と、 を具備するフリップチップ接続用配線基板。 - 【請求項7】 絶縁性粒子の材料として、酸化ケイ素又
は酸化アルミニウムが使用されている請求項6に記載の
フリップチップ接続用配線基板。 - 【請求項8】 絶縁性粒子の材料として、四フッ化エチ
レンが使用されている請求項6に記載のフリップチップ
接続用配線基板。 - 【請求項9】 熱硬化性樹脂被膜中における絶縁性粒子
の含有量が、樹脂100重量%に対して10乃至30重
量%であることを特徴とする請求項6乃至8の何れかに
記載のフリップチップ接続用配線基板。 - 【請求項10】 絶縁性粒子の径が、熱硬化性樹脂被膜
の厚みの70%以上であることを特徴とする請求項6乃
至9の何れかに記載のフリップチップ接続用配線基板。 - 【請求項11】 配線パターンをエッチング処理にて形
成する際に、エッチングマスク材として絶縁性粒子が分
散含有された熱硬化性樹脂が使用され、当該熱硬化性樹
脂が更に熱可塑性樹脂により覆われるフリップチップ接
続用配線基板の製造方法。 - 【請求項12】 絶縁性粒子の材料として、酸化ケイ素
又は酸化アルミニウムが使用されている請求項11に記
載のフリップチップ接続用配線基板の製造方法。 - 【請求項13】 絶縁性粒子の材料として、四フッ化エ
チレンが使用されている請求項11に記載のフリップチ
ップ接続用配線基板の製造方法。 - 【請求項14】 熱硬化性樹脂被膜中における絶縁性粒
子の含有量が、樹脂100重量%に対して10乃至30
重量%であることを特徴とする請求項11乃至13の何
れかに記載のフリップチップ接続用配線基板の製造方
法。 - 【請求項15】 絶縁性粒子の径が、熱硬化性樹脂被膜
の厚みの70%以上であることを特徴とする請求項11
乃至14の何れかに記載のフリップチップ接続用配線基
板の製造方法。 - 【請求項16】 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を構成する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って、 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は、 前記配線パターンと、配線パターン上の電極領域を覆
い、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化性樹脂被膜と、
当該熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹脂被膜とを具備
するフィルム状、シート状、又は薄板状配線基板を用意
する工程と、 前記熱可塑性樹脂被膜を加熱軟化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を
前記熱硬化性樹脂被膜表面に到達させる工程と、 前記バンプに更に継続的に超音波を付与してバンプを前
記熱硬化性樹脂被膜に押し付けることにより、前記絶縁
性粒子を熱硬化性樹脂被膜内から離脱させつつ熱硬化性
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
波を更に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、 を含む、電磁波読み取り可能なデータキャリアの製造方
法。 - 【請求項17】 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
造方法であって、 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
ルを製造する工程は、 前記アルミ箔配線パターンと、アルミ箔配線パターン上
の電極領域を覆い、絶縁性粒子が分散含有された熱硬化
性樹脂被膜と、当該熱硬化性樹脂被膜を覆う熱可塑性樹
脂被膜とを具備する配線基板を用意する工程と、 前記熱可塑性樹脂被膜を加熱軟化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を
前記熱硬化性樹脂被膜表面に到達させる工程と、 前記バンプに更に継続的に超音波を付与してバンプを前
記熱硬化性樹脂被膜に押し付けることにより、前記絶縁
性粒子を熱硬化性樹脂被膜内から離脱させつつ熱硬化性
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
波を更に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、 を含む、電磁波読み取り可能なデータキャリアの製造方
法。 - 【請求項18】 絶縁性粒子の材料として、酸化ケイ素
又は酸化アルミニウムが使用される請求項16又は17
に記載の電磁波読み取り可能なデータキャリアの製造方
法。 - 【請求項19】 絶縁性粒子の材料として、四フッ化エ
チレンが使用される請求項16又は17に記載の電磁波
読み取り可能なデータキャリアの製造方法。 - 【請求項20】 熱硬化性樹脂被膜中における絶縁性粒
子の含有量が、樹脂100重量%に対して10乃至30
重量%であることを特徴とする請求項16乃至19の何
れかに記載の電磁波読み取り可能なデータキャリアの製
造方法。 - 【請求項21】 絶縁性粒子の径が、熱硬化性樹脂被膜
の厚みの70%以上であることを特徴とする請求項16
乃至20の何れかに記載の電磁波読み取り可能なデータ
キャリアの製造方法。 - 【請求項22】 配線パターンと、 配線パターン上の電極領域を覆い、絶縁性粒子が分散含
有された第1の熱可塑性樹脂被膜と、 第1の熱可塑性樹脂被膜を覆う第2の熱可塑性樹脂被膜
と、を有し、 前記第1の熱可塑性樹脂被膜の再軟化点温度は、前記第
2の熱可塑性樹脂被膜の再軟化点温度よりも十分高いこ
とを特徴とするフリップチップ接続用配線基板。
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