JP3672149B2 - 集積回路素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿気及び振動等の好ましくない外的要因から集積回路を保護でき、集積回路素子の信頼性が高めることができる集積回路素子に関する。又、本発明は、前記集積回路素子を用いたＩＣカードやＬＳＩカードに関する。さらに、本発明は、前記集積回路素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャッシュカード等に用いられている磁気カードに代わって、ＩＣやＬＳＩを内蔵したＩＣカードやＬＳＩカードが開発され、一部では実用化されている。これらのＩＣカードやＬＳＩカードは記録容量が大きく、多目的及び多機能用途に対して１枚のカードで対応することができるようになるため、使用及び携帯時の煩雑さが回避されること等、利用者が得る利益は非常に大きなものとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＩＣカード等の基本的構造としては、製造方法に応じて、図１１及び１２に示すような、はめ込み方式のＩＣカード３０とラミネート方式のＩＣカード４０が知られている。はめ込み方式のＩＣカード３０は、カード基材となるセンターコア３１の一部分に形成された凹部内にＩＣモジュール３２をはめ込み、固着してなるものである。３３はオーバーコートである。また、ラミネート方式のＩＣカード４０は、センターコア４１の一部分に打ち抜いた窓にＩＣモジュール４２を入れ、両側からオーバーシート４３、４４によりラミネートして、ＩＣモジュール４２を保持するものである。４５は接続端子である。
【０００４】
このような構造のＩＣカード等の機能を通常の使用状態において継続して発揮させるためには、外部から加えられる可能性のある、水、湿気、振動、静電気、衝撃等の不適要因から、カード内のＩＣ片等を保護することが重要となる。この保護手段が不十分であると、前記した不適要因によりＩＣ片等が損傷を受け、カードが使用不能になってしまう。
【０００５】
ＩＣカード等におけるＩＣ片等の保護方法としては、従来より、ＩＣ片等を樹脂やゴムにより封止する方法が採用されている。この封止法において要求されることは、ＩＣ片等を外部雰囲気から完全に遮断し、不適要因の悪影響を排除できること、さらに封止の際に薄膜パターンの剥離やボンディングワイヤの断線を引き起こさないことである。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決し、湿気、振動等の不適要因による悪影響を排除し、継続して所望の機能を発揮することにより高い信頼性を保持できる、ＩＣカードやＬＳＩカードの製造用として好適な集積回路素子を提供することを目的とする。また、本発明は、前記集積回路素子を内蔵したＩＣカードあるいはＬＳＩカードを提供することを他の目的とする。さらに、本発明は、前記集積回路素子の製造方法を提供することを他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１として、基板、集積回路片及びボンディングワイヤを備えた集積回路モジュールを配置し、集積回路片及びボンディングワイヤ上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを置く第１工程、型枠により、少なくとも集積回路片及びボンディングワイヤを包囲する第２工程、部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧し、変形させる第３工程並びに加熱により加硫し、少なくとも集積回路片及びボンディングワイヤを封止する第４工程を具備することを特徴とする集積回路素子の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項２として、基板及び集積回路片を備え、ワイヤレスボンディング実装接続方式を採用した集積回路モジュールを配置し、集積回路片上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを置く第１工程、型枠により、少なくとも集積回路片を包囲する第２工程、部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧し、変形させる第３工程並びに加熱により加硫し、少なくとも集積回路片を封止する第４工程を具備することを特徴とする集積回路素子の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項３として、集積回路モジュールが、長尺状基板上に所要数の集積回路片を搭載した形態のものである請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項４として、第１工程と第２工程の処理を逆にする請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項５として、第１工程と第２工程の処理を同時にする請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項６として、第３工程において型枠を取り除いて第４工程に移行する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項７として、第３工程において型枠を取り除かずに第４工程に移行する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項８として、第３工程において、離型用フィルムを介在させて部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項９として、第４工程において、封止後のシリコーンゴムが透明である請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１６】
本発明でいう集積回路とは、ＩＣ（集積回路）又はＬＳＩ（大規模又は高密度集積回路）の両方を含むものである。また、本発明において集積回路モジュールは、基板と、その上に搭載された集積回路片及びボンディングワイヤを備えたものであるが、ボンディングワイヤを備えていない実装接続方式（ワイヤレスボンディング方式）のもの、例えば、フリップチップ方式、ＴＡＢ又はＢＴＡＢ方式、マイクロメカニカル方式のものも含まれる。さらに、本発明において集積回路素子は、少なくとも集積回路モジュールにおける集積回路片及びボンディングワイヤがシリコーンゴムフィルムにより封止された状態のものをいうものであり、ワイヤレスボンディング方式の集積回路モジュールの場合には、少なくとも集積回路片がシリコーンフィルムで封止された状態のものをいうものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の集積回路素子の製造方法を図に基づいて工程ごとに説明し、あわせて集積回路素子の構成についても説明する。なお、以下においては、集積回路モジュールにおいてボンディングワイヤを備えたものについて説明するが、ワイヤレスボンディング方式の集積回路モジュールを用いた場合でも全く同様に適用でき、同等の効果が得られるものである。図１乃至図７は本発明の製造方法を説明するための一部断面図を含むことのある概略図であり、図８は集積回路素子の概略正面図であり、図９は集積回路素子の概略平面図であり、図１０は集積回路素子を組み込んだＩＣカードの一部断面図を含む概略正面図であり、図１１及び図１２はＩＣカードの製造方法を説明するための一部断面図を含む該略正面図である。
【００１８】
まず、第１工程において、図１に示すように、集積回路モジュール１を配置する。この集積回路モジュール１は、所望パターンの配線が印刷された基板２と、その一面上に搭載された集積回路片３と、基板２の配線と集積回路片３とを連結するボンディングワイヤ４を備えたものである。
【００１９】
このような集積回路モジュール１は平滑面上に配置するが、このとき、例えば個々の集積回路モジュール１ごとに処理するような場合には、取扱を容易にして作業を円滑に進行させるため、必要に応じて集積回路モジュール１を乗せて保持できるような、容易には変形しないプラスチック板、金属板等を支持体５として用いることができる。また、集積回路モジュール１として、複数の集積回路モジュール１をシート状に一体成形したものを用いる場合には、シート状の集積回路モジュール１自体が全体として支持体と同様な作用をするため、前記したような支持体５は必要ない。さらに、集積回路モジュール１として、連続的な集積回路素子の製造に対応させるため、テープ状のような長尺状基板上に所要数の集積回路片が搭載され、それらに対応したボンディングワイヤを備えているような形態のものを用いることができる（以下、このような形態の集積回路モジュールを「長尺状集積回路モジュール」という）。この長尺状集積回路モジュールには、その連続的な送り出しを円滑になすため、その一端側又は両端側において、送り穴として長さ方向に複数の穴を断続的に形成することができる。
【００２０】
第１工程においては、さらに、図２に示すように、集積回路片３及びボンディングワイヤ４上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を置く。このようにフィルム状のシリコーンゴムを用いた場合、液状のシリコーンゴムと比べて取扱が容易である点で優れている。
【００２１】
この工程において用いる部分加硫されたシリコーンゴムフィルムは、加硫反応を完結させずに途中で停止させ、得られるフィルムが作業性に支障を来さない程度の保形性を有し、圧力を加えることにより容易に変形できるような性質を有するシリコーンゴムフィルムを意味するものである。
【００２２】
このようなシリコーンゴムフィルムは、例えば、次に示すような方法により得ることができる。未加硫のシリコーンゴム原料に必要に応じて他の成分を配合したのち、型に入れ、押圧しながら加熱して、部分的に加硫する。この部分加硫の条件はシリコーンゴムの種類等により異なるものであるが、その一例としては、付加型液状のシリコーンゴム（２液型）の場合、２０℃では約８時間で加硫反応が完了し、６０℃では約１時間で加硫反応が完了するため、前記性質を付与できるように、いずれも半分以下の時間で加硫反応を停止させる。このように反応停止させたとき、さらに加硫反応が進行することを防止するため、直ちに冷所で保存する。また、この部分加硫反応の進行は、時間のほかに、加熱温度の調節び反応抑制剤の添加によっても制御することができる。なお、この部分加硫の程度は、例えばＪＩＳ Ａに規定する硬度を目安とすることもできる。
【００２３】
ここで用いるシリコーンゴム原料としては、一般に市販されている加熱硬化型又は室温硬化型、１液又は２液型、付加型又は縮合型のものを用いることができる。また、他の成分としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイドのような反応抑制剤；補強性シリカ、石英粉、酸化鉄、アルミナ、ビニル基含有シリコーンレジンのような補強剤；顔料、耐熱剤、難燃剤、接着性向上剤のような各種添加剤を挙げることができる。
【００２４】
このような部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７として、市販されている商品名ＳＯＴＥＦＡ５０（ＪＩＳ Ａ硬度５０）、ＳＯＴＥＦＡ７０（ＪＩＳ Ａ硬度７０）、ＳＨ８６１Ｕ（ＪＩＳ Ａ硬度６０）（いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン社）、商品名ＴＳＥ２６０−７Ｕ（東芝シリコーン社）、商品名ＫＥ５６５Ｋ−Ｕ（ＪＩＳ Ａ硬度６０；信越化学工業社）等を用いることができる。なお、ここで示したＪＩＳ Ａ硬度は、いずれも加硫完了後の硬度である。
【００２５】
部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７は、その平面形状として、集積回路片３及びボンディングワイヤ４を合わせた平面積よりも大きいことが好ましい。また、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７は、型枠６の開口部分の平面積よりも小さなものを用いることが好ましいが、場合により、型枠６の開口部分の平面積よりも大きなものを用いることができる。部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７の大きさについて一例を挙げれば、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７が正方形の場合、集積回路片３及びボンディングワイヤ４を包み込むことができ、かつその状態において周縁部が基板２に接触できるような大きさであることが必要となる。よって、このような大きさの部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７の適用を考慮して、次工程において型枠６の開口部の大きさを決定する。
【００２６】
次に、第２工程において、図３及び４に示すように、型枠６により、集積回路モジュール１の少なくとも集積回路片３及びボンディングワイヤ４を包囲する。
【００２７】
このようにして型枠６により集積回路片３及びボンディングワイヤ４を包囲したとき、型枠６と基板２との接触面は、間隙が生じないように密着させることが好ましい。このようにして型枠６を設置することにより、集積回路片３及びボンディングワイヤ４の封止が円滑になされるととともに、基板２の反対面（集積回路片３が搭載されていない面）のような封止が不要な部分が封止されることを防止できる。又、集積回路片３を入れる溝部分を小さな形状としたときに、型枠６により小さな形状に合わせて封止される。
【００２８】
型枠６としては、上記したように型枠６と基板２との密着性を考慮すると、適度な自重のある金属、プラスチック等からなるものが好ましいが、密着手段として磁着や吸引等を適用する場合には、重量は特に要求される要素ではない。このような型枠６としては、図３、４に示すように上方から集積回路モジュール１に被せる方式のもののほか、図５に示すように、上下で一対の型枠６ａ、６ｂにより、集積回路モジュール１を挟み込むような方式のものも用いることができる。このとき、下側の型枠６ａは実質的に支持体を兼ねることにもなる。さらに、上記したような形態の長尺状集積回路モジュールを用いた連続的な製造に対応させるため、連続的に送り出すことができるような、所要大きさの穴を有するロール巻きされた長尺シート状の型枠６を用いることもできる。
【００２９】
このような第１工程と第２工程の処理は、順序を逆にすることができる。即ち、第１工程において、集積回路モジュール１を配置したのち、型枠６を設置し、第２工程において、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を置くことができる。また、第１工程と第２工程を一つの工程として処理することもできる。即ち、型枠６の開口部分に、予めそれよりも大きな部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を置いたものにより、集積回路片及びボンディングワイヤを包囲することができる。
【００３０】
次に、第３工程において、図６及び７に示すように、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を押圧手段８により押圧して変形させたのち、型枠６を取り除く。また、支持体５を用いた場合にはそれも取り除く。なお、この工程において、型枠６を取り除かずに、第４工程に移行することもできる。この場合には、型枠６と加硫後のシリコーンフィルムとの剥離を円滑になすため、型枠６の内側面にフッ素樹脂層を形成するような離型性を付与する処理をすることが好ましい。
【００３１】
この工程において押圧することにより、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７は次第に変形していき、最終的に型枠６の内部形状に近似するような形状にまで変形して、集積回路片３及びボンディングワイヤ４を完全に包み込む。
【００３２】
この工程における押圧手段は特に制限されるものではなく、プレス機のような機械的な手段及び人為的な手段のいずれでもよく、このプレス機としては図６に示すような形状のもののほか、ロール状のもの等を用いることができる。また、この押圧処理に際して、加硫が終了した場合における押圧手段８と加硫後のシリコーンフィルムとの剥離を円滑になすため、押圧手段８と部分加硫シリコーンゴムフィルム７との間にポリエチレンテレフタレートフィルムなどの離型用フィルム９を介在させることもできる。
【００３３】
次に、第４工程において、加熱により加硫してシリコーンゴムを硬化させ、少なくとも集積回路片３及びボンディングワイヤ４を封止する。第３工程において説明したとおり、集積回路片３及びボンディングワイヤ４は部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７により包み込まれた状態にあり、さらに部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７の周縁部が基板２と接触した状態にある。よって、加熱して加硫することによりシリコーンゴムが硬化して、集積回路片３及びボンディングワイヤ４は完全に外部雰囲気と遮断され、封止が完了し、集積回路素子１０（図８及び９参照）を得ることができる。
【００３４】
この工程における加硫の条件は、部分加硫シリコーンゴムフィルム７の製造時における加硫条件を考慮して決定する。例えば、既に説明したとおり、付加型液状のシリコーンゴム（２液型）の場合、２０℃では約８時間で加硫反応が完了し、６０℃では約１時間で加硫反応が完了する。よって、例えば、２０℃で約４時間部分加硫したもの又は６０℃で３０分間部分加硫したものは、それぞれの残存時間、所定温度で保持することにより、加硫を完了させる。もちろん、これらの場合において、前記した所定温度よりも高い温度で加熱することにより、加硫時間を短縮することもできる。
【００３５】
また、封止材料としてフィルム状のシリコーンゴムを用いているので、加熱硬化時においても液状のシリコーンゴムに比べると収縮が少ないため、集積回路片３上の薄膜パターンを剥離させたり、ボンディングワイヤ４を断線させたりすることが少ない。さらに、透明性の高いシリコーンゴムでは、前記したような剥離や断線が発生したかどうかを容易に確認できる。
【００３６】
この集積回路素子１０は、少なくとも集積回路モジュール１における集積回路片３とボンディングワイヤ４が、外部雰囲気と完全に遮断されるように、即ち、水、湿気、振動、静電気等の不適要因からの悪影響を受けないように、透明なシリコーンゴムフィルム１１により封止され、保護されているものである。このとき、シリコーンゴムフィルム１１は、基板２の表面に密着しており、集積回路片３及びボンディングワイヤ４とも直接接触した状態で存在している。このような集積回路素子１０の厚み及び大きさ等は、それを組み込もうとするＩＣカード又はＬＳＩカードの厚み及び大きさ等を考慮して決定する。
【００３７】
また、本発明の集積回路素子１０の製造方法においては、個々の集積回路モジュール１ごとに上記した各工程の処理をなすこともでき、さらに、複数の集積回路モジュール１を長尺のシート状に一体成形したものを用い、連続的に上記した各工程の処理をなすようにすることでもできる。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
（第１工程）
支持体５上にＩＣモジュール１を乗せ、ＩＣモジュール１のＩＣ片３及びボンディングワイヤ４の上に、厚みが０．５mmの部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７（大きさ８．０×８．０mm；商品名ＳＯＴＥＦＡ７０）を置いた（図１及び２参照）。ＩＣモジュール１として、基板２の大きさが１１．０×１２．０mmで、基板２の厚みが０．１６mmで、ＩＣ片３を含めた最大厚みが０．６０mmのものを用いた。
【００４０】
（第２工程）
次に、上方から型枠６を被せることにより、ＩＣ片３及びボンディングワイヤ４を包囲した（図３乃至５参照）。
【００４１】
（第３工程）
次に、プレス機８により、シリコーンゴムフィルム７の上方から約６５０ｇ／cm2の圧力で約１０秒間押圧した（図６及び７参照）。このとき、プレス機８とシリコーンフィルム７との間には、ポリエチレンテレフタレートフィルム９を介在させた。
【００４２】
（第４工程）
次に、支持体５、型枠６及びポリエチレンテレフタレートフィルム９を取り除いたのち、加熱炉に入れ、約１５０℃で２０〜３０分間加硫して、シリコーンゴムフィルムによる封止を完了し、ＩＣ素子を得た（図８及び９参照）。このＩＣ素子の厚みは約０．４４mmであった。また、硬化したシリコーンフィルム１１のＪＩＳＡで規定する硬度は７０であった。
【００４３】
このようにして得られたＩＣ素子を用い、図１０に示すようなはめ込み方式のＩＣカード２０（厚み０．７５mm）を製造した。このＩＣ素子１０は、予めＩＣカード２０に設けた凹部の内部形状と一致するようにして製造している。よって、図１０からも明らかなとおり、ＩＣ素子１０は、硬化したシリコーンゴムフィルム１１によりセンターコア２１に形成された凹部内に完全に密着した状態で、即ち、ＩＣモジュールがシリコーンゴム１１により保護された状態ではめ込まれている。よって、水及び湿気が侵入することはなく、同時に外部からの振動や静電気により、ＩＣ片が悪影響を受けることもない。なお、２２はオーバーコートである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の集積回路素子は、集積回路片及びボンディングワイヤが、あるいはワイヤレスボンディングによる集積回路片が、シリコーンゴムフィルムにより封止・保護されており、これにより、集積回路片等が、水、湿気、振動、静電気等の影響を受けることがない。よって、この集積回路素子を組み込んだＩＣカードやＬＳＩカードは所望の機能を長期間継続して発揮することができるため、カードの信頼性が高められ、より広い分野での利用ができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図２】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図３】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図４】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図５】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図６】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図７】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図８】 集積回路素子の概略正面図である。
【図９】 集積回路素子の概略平面図である。
【図１０】 集積回路素子を組み込んだＩＣカードの概略断面図である。
【図１１】 ＩＣカードの製造方法を説明するための図である。
【図１２】 ＩＣカードの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 集積回路モジュール
２ 基板
３ 集積回路片
４ ボンディングワイヤ
５ 支持体
６ 型枠
７ 部分加硫されたシリコーンゴムフィルム
８ プレス機
９ 離型用フィルム
１０ 集積回路素子
１１ シリコーンゴムフィルム
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿気及び振動等の好ましくない外的要因から集積回路を保護でき、集積回路素子の信頼性が高めることができる集積回路素子に関する。又、本発明は、前記集積回路素子を用いたＩＣカードやＬＳＩカードに関する。さらに、本発明は、前記集積回路素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャッシュカード等に用いられている磁気カードに代わって、ＩＣやＬＳＩを内蔵したＩＣカードやＬＳＩカードが開発され、一部では実用化されている。これらのＩＣカードやＬＳＩカードは記録容量が大きく、多目的及び多機能用途に対して１枚のカードで対応することができるようになるため、使用及び携帯時の煩雑さが回避されること等、利用者が得る利益は非常に大きなものとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＩＣカード等の基本的構造としては、製造方法に応じて、図１１及び１２に示すような、はめ込み方式のＩＣカード３０とラミネート方式のＩＣカード４０が知られている。はめ込み方式のＩＣカード３０は、カード基材となるセンターコア３１の一部分に形成された凹部内にＩＣモジュール３２をはめ込み、固着してなるものである。３３はオーバーコートである。また、ラミネート方式のＩＣカード４０は、センターコア４１の一部分に打ち抜いた窓にＩＣモジュール４２を入れ、両側からオーバーシート４３、４４によりラミネートして、ＩＣモジュール４２を保持するものである。４５は接続端子である。
【０００４】
このような構造のＩＣカード等の機能を通常の使用状態において継続して発揮させるためには、外部から加えられる可能性のある、水、湿気、振動、静電気、衝撃等の不適要因から、カード内のＩＣ片等を保護することが重要となる。この保護手段が不十分であると、前記した不適要因によりＩＣ片等が損傷を受け、カードが使用不能になってしまう。
【０００５】
ＩＣカード等におけるＩＣ片等の保護方法としては、従来より、ＩＣ片等を樹脂やゴムにより封止する方法が採用されている。この封止法において要求されることは、ＩＣ片等を外部雰囲気から完全に遮断し、不適要因の悪影響を排除できること、さらに封止の際に薄膜パターンの剥離やボンディングワイヤの断線を引き起こさないことである。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決し、湿気、振動等の不適要因による悪影響を排除し、継続して所望の機能を発揮することにより高い信頼性を保持できる、ＩＣカードやＬＳＩカードの製造用として好適な集積回路素子を提供することを目的とする。また、本発明は、前記集積回路素子を内蔵したＩＣカードあるいはＬＳＩカードを提供することを他の目的とする。さらに、本発明は、前記集積回路素子の製造方法を提供することを他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１として、基板、集積回路片及びボンディングワイヤを備えた集積回路モジュールを配置し、集積回路片及びボンディングワイヤ上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを置く第１工程、型枠により、少なくとも集積回路片及びボンディングワイヤを包囲する第２工程、部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧し、変形させる第３工程並びに加熱により加硫し、少なくとも集積回路片及びボンディングワイヤを封止する第４工程を具備することを特徴とする集積回路素子の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項２として、基板及び集積回路片を備え、ワイヤレスボンディング実装接続方式を採用した集積回路モジュールを配置し、集積回路片上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを置く第１工程、型枠により、少なくとも集積回路片を包囲する第２工程、部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧し、変形させる第３工程並びに加熱により加硫し、少なくとも集積回路片を封止する第４工程を具備することを特徴とする集積回路素子の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項３として、集積回路モジュールが、長尺状基板上に所要数の集積回路片を搭載した形態のものである請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項４として、第１工程と第２工程の処理を逆にする請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項５として、第１工程と第２工程の処理を同時にする請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項６として、第３工程において型枠を取り除いて第４工程に移行する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項７として、第３工程において型枠を取り除かずに第４工程に移行する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項８として、第３工程において、離型用フィルムを介在させて部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項９として、第４工程において、封止後のシリコーンゴムが透明である請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法を提供する。
【００１６】
本発明でいう集積回路とは、ＩＣ（集積回路）又はＬＳＩ（大規模又は高密度集積回路）の両方を含むものである。また、本発明において集積回路モジュールは、基板と、その上に搭載された集積回路片及びボンディングワイヤを備えたものであるが、ボンディングワイヤを備えていない実装接続方式（ワイヤレスボンディング方式）のもの、例えば、フリップチップ方式、ＴＡＢ又はＢＴＡＢ方式、マイクロメカニカル方式のものも含まれる。さらに、本発明において集積回路素子は、少なくとも集積回路モジュールにおける集積回路片及びボンディングワイヤがシリコーンゴムフィルムにより封止された状態のものをいうものであり、ワイヤレスボンディング方式の集積回路モジュールの場合には、少なくとも集積回路片がシリコーンフィルムで封止された状態のものをいうものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の集積回路素子の製造方法を図に基づいて工程ごとに説明し、あわせて集積回路素子の構成についても説明する。なお、以下においては、集積回路モジュールにおいてボンディングワイヤを備えたものについて説明するが、ワイヤレスボンディング方式の集積回路モジュールを用いた場合でも全く同様に適用でき、同等の効果が得られるものである。図１乃至図７は本発明の製造方法を説明するための一部断面図を含むことのある概略図であり、図８は集積回路素子の概略正面図であり、図９は集積回路素子の概略平面図であり、図１０は集積回路素子を組み込んだＩＣカードの一部断面図を含む概略正面図であり、図１１及び図１２はＩＣカードの製造方法を説明するための一部断面図を含む該略正面図である。
【００１８】
まず、第１工程において、図１に示すように、集積回路モジュール１を配置する。この集積回路モジュール１は、所望パターンの配線が印刷された基板２と、その一面上に搭載された集積回路片３と、基板２の配線と集積回路片３とを連結するボンディングワイヤ４を備えたものである。
【００１９】
このような集積回路モジュール１は平滑面上に配置するが、このとき、例えば個々の集積回路モジュール１ごとに処理するような場合には、取扱を容易にして作業を円滑に進行させるため、必要に応じて集積回路モジュール１を乗せて保持できるような、容易には変形しないプラスチック板、金属板等を支持体５として用いることができる。また、集積回路モジュール１として、複数の集積回路モジュール１をシート状に一体成形したものを用いる場合には、シート状の集積回路モジュール１自体が全体として支持体と同様な作用をするため、前記したような支持体５は必要ない。さらに、集積回路モジュール１として、連続的な集積回路素子の製造に対応させるため、テープ状のような長尺状基板上に所要数の集積回路片が搭載され、それらに対応したボンディングワイヤを備えているような形態のものを用いることができる（以下、このような形態の集積回路モジュールを「長尺状集積回路モジュール」という）。この長尺状集積回路モジュールには、その連続的な送り出しを円滑になすため、その一端側又は両端側において、送り穴として長さ方向に複数の穴を断続的に形成することができる。
【００２０】
第１工程においては、さらに、図２に示すように、集積回路片３及びボンディングワイヤ４上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を置く。このようにフィルム状のシリコーンゴムを用いた場合、液状のシリコーンゴムと比べて取扱が容易である点で優れている。
【００２１】
この工程において用いる部分加硫されたシリコーンゴムフィルムは、加硫反応を完結させずに途中で停止させ、得られるフィルムが作業性に支障を来さない程度の保形性を有し、圧力を加えることにより容易に変形できるような性質を有するシリコーンゴムフィルムを意味するものである。
【００２２】
このようなシリコーンゴムフィルムは、例えば、次に示すような方法により得ることができる。未加硫のシリコーンゴム原料に必要に応じて他の成分を配合したのち、型に入れ、押圧しながら加熱して、部分的に加硫する。この部分加硫の条件はシリコーンゴムの種類等により異なるものであるが、その一例としては、付加型液状のシリコーンゴム（２液型）の場合、２０℃では約８時間で加硫反応が完了し、６０℃では約１時間で加硫反応が完了するため、前記性質を付与できるように、いずれも半分以下の時間で加硫反応を停止させる。このように反応停止させたとき、さらに加硫反応が進行することを防止するため、直ちに冷所で保存する。また、この部分加硫反応の進行は、時間のほかに、加熱温度の調節び反応抑制剤の添加によっても制御することができる。なお、この部分加硫の程度は、例えばＪＩＳ Ａに規定する硬度を目安とすることもできる。
【００２３】
ここで用いるシリコーンゴム原料としては、一般に市販されている加熱硬化型又は室温硬化型、１液又は２液型、付加型又は縮合型のものを用いることができる。また、他の成分としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイドのような反応抑制剤；補強性シリカ、石英粉、酸化鉄、アルミナ、ビニル基含有シリコーンレジンのような補強剤；顔料、耐熱剤、難燃剤、接着性向上剤のような各種添加剤を挙げることができる。
【００２４】
このような部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７として、市販されている商品名ＳＯＴＥＦＡ５０（ＪＩＳ Ａ硬度５０）、ＳＯＴＥＦＡ７０（ＪＩＳ Ａ硬度７０）、ＳＨ８６１Ｕ（ＪＩＳ Ａ硬度６０）（いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン社）、商品名ＴＳＥ２６０−７Ｕ（東芝シリコーン社）、商品名ＫＥ５６５Ｋ−Ｕ（ＪＩＳ Ａ硬度６０；信越化学工業社）等を用いることができる。なお、ここで示したＪＩＳ Ａ硬度は、いずれも加硫完了後の硬度である。
【００２５】
部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７は、その平面形状として、集積回路片３及びボンディングワイヤ４を合わせた平面積よりも大きいことが好ましい。また、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７は、型枠６の開口部分の平面積よりも小さなものを用いることが好ましいが、場合により、型枠６の開口部分の平面積よりも大きなものを用いることができる。部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７の大きさについて一例を挙げれば、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７が正方形の場合、集積回路片３及びボンディングワイヤ４を包み込むことができ、かつその状態において周縁部が基板２に接触できるような大きさであることが必要となる。よって、このような大きさの部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７の適用を考慮して、次工程において型枠６の開口部の大きさを決定する。
【００２６】
次に、第２工程において、図３及び４に示すように、型枠６により、集積回路モジュール１の少なくとも集積回路片３及びボンディングワイヤ４を包囲する。
【００２７】
このようにして型枠６により集積回路片３及びボンディングワイヤ４を包囲したとき、型枠６と基板２との接触面は、間隙が生じないように密着させることが好ましい。このようにして型枠６を設置することにより、集積回路片３及びボンディングワイヤ４の封止が円滑になされるととともに、基板２の反対面（集積回路片３が搭載されていない面）のような封止が不要な部分が封止されることを防止できる。又、集積回路片３を入れる溝部分を小さな形状としたときに、型枠６により小さな形状に合わせて封止される。
【００２８】
型枠６としては、上記したように型枠６と基板２との密着性を考慮すると、適度な自重のある金属、プラスチック等からなるものが好ましいが、密着手段として磁着や吸引等を適用する場合には、重量は特に要求される要素ではない。このような型枠６としては、図３、４に示すように上方から集積回路モジュール１に被せる方式のもののほか、図５に示すように、上下で一対の型枠６ａ、６ｂにより、集積回路モジュール１を挟み込むような方式のものも用いることができる。このとき、下側の型枠６ａは実質的に支持体を兼ねることにもなる。さらに、上記したような形態の長尺状集積回路モジュールを用いた連続的な製造に対応させるため、連続的に送り出すことができるような、所要大きさの穴を有するロール巻きされた長尺シート状の型枠６を用いることもできる。
【００２９】
このような第１工程と第２工程の処理は、順序を逆にすることができる。即ち、第１工程において、集積回路モジュール１を配置したのち、型枠６を設置し、第２工程において、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を置くことができる。また、第１工程と第２工程を一つの工程として処理することもできる。即ち、型枠６の開口部分に、予めそれよりも大きな部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を置いたものにより、集積回路片及びボンディングワイヤを包囲することができる。
【００３０】
次に、第３工程において、図６及び７に示すように、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７を押圧手段８により押圧して変形させたのち、型枠６を取り除く。また、支持体５を用いた場合にはそれも取り除く。なお、この工程において、型枠６を取り除かずに、第４工程に移行することもできる。この場合には、型枠６と加硫後のシリコーンフィルムとの剥離を円滑になすため、型枠６の内側面にフッ素樹脂層を形成するような離型性を付与する処理をすることが好ましい。
【００３１】
この工程において押圧することにより、部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７は次第に変形していき、最終的に型枠６の内部形状に近似するような形状にまで変形して、集積回路片３及びボンディングワイヤ４を完全に包み込む。
【００３２】
この工程における押圧手段は特に制限されるものではなく、プレス機のような機械的な手段及び人為的な手段のいずれでもよく、このプレス機としては図６に示すような形状のもののほか、ロール状のもの等を用いることができる。また、この押圧処理に際して、加硫が終了した場合における押圧手段８と加硫後のシリコーンフィルムとの剥離を円滑になすため、押圧手段８と部分加硫シリコーンゴムフィルム７との間にポリエチレンテレフタレートフィルムなどの離型用フィルム９を介在させることもできる。
【００３３】
次に、第４工程において、加熱により加硫してシリコーンゴムを硬化させ、少なくとも集積回路片３及びボンディングワイヤ４を封止する。第３工程において説明したとおり、集積回路片３及びボンディングワイヤ４は部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７により包み込まれた状態にあり、さらに部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７の周縁部が基板２と接触した状態にある。よって、加熱して加硫することによりシリコーンゴムが硬化して、集積回路片３及びボンディングワイヤ４は完全に外部雰囲気と遮断され、封止が完了し、集積回路素子１０（図８及び９参照）を得ることができる。
【００３４】
この工程における加硫の条件は、部分加硫シリコーンゴムフィルム７の製造時における加硫条件を考慮して決定する。例えば、既に説明したとおり、付加型液状のシリコーンゴム（２液型）の場合、２０℃では約８時間で加硫反応が完了し、６０℃では約１時間で加硫反応が完了する。よって、例えば、２０℃で約４時間部分加硫したもの又は６０℃で３０分間部分加硫したものは、それぞれの残存時間、所定温度で保持することにより、加硫を完了させる。もちろん、これらの場合において、前記した所定温度よりも高い温度で加熱することにより、加硫時間を短縮することもできる。
【００３５】
また、封止材料としてフィルム状のシリコーンゴムを用いているので、加熱硬化時においても液状のシリコーンゴムに比べると収縮が少ないため、集積回路片３上の薄膜パターンを剥離させたり、ボンディングワイヤ４を断線させたりすることが少ない。さらに、透明性の高いシリコーンゴムでは、前記したような剥離や断線が発生したかどうかを容易に確認できる。
【００３６】
この集積回路素子１０は、少なくとも集積回路モジュール１における集積回路片３とボンディングワイヤ４が、外部雰囲気と完全に遮断されるように、即ち、水、湿気、振動、静電気等の不適要因からの悪影響を受けないように、透明なシリコーンゴムフィルム１１により封止され、保護されているものである。このとき、シリコーンゴムフィルム１１は、基板２の表面に密着しており、集積回路片３及びボンディングワイヤ４とも直接接触した状態で存在している。このような集積回路素子１０の厚み及び大きさ等は、それを組み込もうとするＩＣカード又はＬＳＩカードの厚み及び大きさ等を考慮して決定する。
【００３７】
また、本発明の集積回路素子１０の製造方法においては、個々の集積回路モジュール１ごとに上記した各工程の処理をなすこともでき、さらに、複数の集積回路モジュール１を長尺のシート状に一体成形したものを用い、連続的に上記した各工程の処理をなすようにすることでもできる。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
（第１工程）
支持体５上にＩＣモジュール１を乗せ、ＩＣモジュール１のＩＣ片３及びボンディングワイヤ４の上に、厚みが０．５mmの部分加硫されたシリコーンゴムフィルム７（大きさ８．０×８．０mm；商品名ＳＯＴＥＦＡ７０）を置いた（図１及び２参照）。ＩＣモジュール１として、基板２の大きさが１１．０×１２．０mmで、基板２の厚みが０．１６mmで、ＩＣ片３を含めた最大厚みが０．６０mmのものを用いた。
【００４０】
（第２工程）
次に、上方から型枠６を被せることにより、ＩＣ片３及びボンディングワイヤ４を包囲した（図３乃至５参照）。
【００４１】
（第３工程）
次に、プレス機８により、シリコーンゴムフィルム７の上方から約６５０ｇ／cm2の圧力で約１０秒間押圧した（図６及び７参照）。このとき、プレス機８とシリコーンフィルム７との間には、ポリエチレンテレフタレートフィルム９を介在させた。
【００４２】
（第４工程）
次に、支持体５、型枠６及びポリエチレンテレフタレートフィルム９を取り除いたのち、加熱炉に入れ、約１５０℃で２０〜３０分間加硫して、シリコーンゴムフィルムによる封止を完了し、ＩＣ素子を得た（図８及び９参照）。このＩＣ素子の厚みは約０．４４mmであった。また、硬化したシリコーンフィルム１１のＪＩＳＡで規定する硬度は７０であった。
【００４３】
このようにして得られたＩＣ素子を用い、図１０に示すようなはめ込み方式のＩＣカード２０（厚み０．７５mm）を製造した。このＩＣ素子１０は、予めＩＣカード２０に設けた凹部の内部形状と一致するようにして製造している。よって、図１０からも明らかなとおり、ＩＣ素子１０は、硬化したシリコーンゴムフィルム１１によりセンターコア２１に形成された凹部内に完全に密着した状態で、即ち、ＩＣモジュールがシリコーンゴム１１により保護された状態ではめ込まれている。よって、水及び湿気が侵入することはなく、同時に外部からの振動や静電気により、ＩＣ片が悪影響を受けることもない。なお、２２はオーバーコートである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の集積回路素子は、集積回路片及びボンディングワイヤが、あるいはワイヤレスボンディングによる集積回路片が、シリコーンゴムフィルムにより封止・保護されており、これにより、集積回路片等が、水、湿気、振動、静電気等の影響を受けることがない。よって、この集積回路素子を組み込んだＩＣカードやＬＳＩカードは所望の機能を長期間継続して発揮することができるため、カードの信頼性が高められ、より広い分野での利用ができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図２】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図３】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図４】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図５】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図６】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図７】 集積回路素子の製造方法を説明するための図である。
【図８】 集積回路素子の概略正面図である。
【図９】 集積回路素子の概略平面図である。
【図１０】 集積回路素子を組み込んだＩＣカードの概略断面図である。
【図１１】 ＩＣカードの製造方法を説明するための図である。
【図１２】 ＩＣカードの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 集積回路モジュール
２ 基板
３ 集積回路片
４ ボンディングワイヤ
５ 支持体
６ 型枠
７ 部分加硫されたシリコーンゴムフィルム
８ プレス機
９ 離型用フィルム
１０ 集積回路素子
１１ シリコーンゴムフィルム
Claims (9)
- 基板、集積回路片及びボンディングワイヤを備えた集積回路モジュールを配置し、集積回路片及びボンディングワイヤ上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを置く第１工程、型枠により、少なくとも集積回路片及びボンディングワイヤを包囲する第２工程、部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧し、変形させる第３工程並びに加熱により加硫し、少なくとも集積回路片及びボンディングワイヤを封止する第４工程を具備することを特徴とする集積回路素子の製造方法。
- 基板及び集積回路片を備え、ワイヤレスボンディング実装接続方式を採用した集積回路モジュールを配置し、集積回路片上に部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを置く第１工程、型枠により、少なくとも集積回路片を包囲する第２工程、部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧し、変形させる第３工程並びに加熱により加硫し、少なくとも集積回路片を封止する第４工程を具備することを特徴とする集積回路素子の製造方法。
- 集積回路モジュールが、長尺状基板上に所要数の集積回路片を搭載した形態のものである請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
- 第１工程と第２工程の処理を逆にする請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
- 第１工程と第２工程の処理を同時にする請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
- 第３工程において型枠を取り除いて第４工程に移行する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
- 第３工程において型枠を取り除かずに第４工程に移行する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
- 第３工程において、離型用フィルムを介在させて部分加硫されたシリコーンゴムフィルムを押圧する請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
- 第４工程において、封止後のシリコーンゴムが透明である請求項１又は２記載の集積回路素子の製造方法。
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