JP4335383B2

JP4335383B2 - Ｉｃチップの実装方法

Info

Publication number: JP4335383B2
Application number: JP31031399A
Authority: JP
Inventors: 一成児玉; 剛山上; 康博遠藤
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: JP2001127415A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路にＩＣチップを実装する方法に関するものであって、例えば、非接触型ＩＣデータ送受信体においてのアンテナ回路に、データの記録、消去などの機能が組込まれたＩＣチップを実装する方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、非接触型ＩＣデータ送受信体は、プラスチックシートや紙材などからなる基材の上に導電性インキなどの導電材を用いてデータ受送信用のアンテナとしてのアンテナ回路を形成しており、そして、このアンテナ回路にホストなどからの信号に基づいてデータの記録、消去などの動作を行なう機能が組込まれたＩＣチップを、前記アンテナ回路の端子部などに実装し、これをカバーシートなどでラミネートして作成されていた。
【０００３】
ところで、上述したＩＣチップをアンテナ回路の端子部などのＩＣチップ配置予定位置に実装する場合、回路を形成した一つの基材をマウンタ装置に送り込み、そのマウント装置によりＩＣチップをＩＣチップ実装用接着剤を介して仮固定しており、この後、ＩＣチップが仮固定状態となっている基材をボンディング装置に送り込んで、そのボンディング装置における加熱機構を有したヘッドによってＩＣチップを前記回路に熱圧着する方法が採られていた。
しかしながら、上記の方法では基材の回路に仮固定されたＩＣチップ一つ一つに対して実装動作が行われているため、その実装の効率が高いものとはなっていない。そして、この方法でも、ボンディング装置をマルチヘッド型にすることによってある程度の量産に対応することが可能と考えられるが、ヘッド数の増加によって設備コストを引き上げるとともに、ヘッドスピードによるタクト時間の制限があり、さらには、基材に対して回路を多面取り状態にして複数形成することになるが、前記マルチヘッド型としたときのヘッドそれぞれの大きさによって制限が加わり、基材に形成する回路の面取り数が制限されるという問題がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、基材に多面取り状態などにして形成された複数の回路それぞれに対してＩＣチップを一度により多く実装することを課題とし、そのＩＣチップの実装効率を向上させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、基材に複数の回路を形成して、該複数の回路のＩＣチップ配置予定位置それぞれにＩＣチップ実装用接着剤を介してＩＣチップを配置し、前記ＩＣチップに対応した部分を空孔とした断熱用板またはシートを、前記ＩＣチップが配置された基材に置き、前記空孔に対応配置されたＩＣチップ全てを覆う広さの加熱板を前記断熱用板またはシートの上に配し、前記加熱板と前記基材との間に前記断熱用板またはシートを挟んだ状態で前記加熱板をＩＣチップに対応させ、前記加熱板からの加熱によりＩＣチップそれぞれを一括的に回路に実装することを特徴とするＩＣチップの実装方法を提供して、上記課題を解消するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明を、多面取りを前提とした非接触型ＩＣデータ受送信体の、アンテナとする回路へのＩＣチップ実装を例示して詳細に説明する。
即ち、本発明では、予め基材に多面取り状態にして複数の回路を形成し、回路それぞれのＩＣチップ配置予定位置にＩＣチップ実装用接着剤を介して配置した後、複数のＩＣチップを一度に覆う広さをもった加熱板でＩＣチップを加熱して、一括して実装を行うものである。
【０００６】
基材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の無機または有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙あるいはこれらを組み合わせたもの、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合基材、ポリアミド系樹脂基材、ポリエステル系樹脂基材、ポリプロピレン系樹脂基材、ポリイミド系樹脂基材、エチレン・ビニルアルコール共重合体基材、ポリビニルアルコール系樹脂基材、ポリ塩化ビニル系樹脂基材、ポリ塩化ビニリデン系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、ポリカーボネート系樹脂基材、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂基材、ポリエーテルスルホン系樹脂基材などのプラスチック基材、あるいはこれらにコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理およびオゾン処理などの表面処理を施したもの、などの公知のものを用いることができる。
【０００７】
基材上の回路形成については、金属エッチング、金属巻線溶着、金属蒸着膜転写、金属薄膜テープの貼付、導電性インキの印刷などの公知の方法で行うことができる。
【０００８】
ＩＣチップ実装用接着剤は、ＩＣチップとアンテナとの電気的接合を保持し、熱圧着時に揮発成分がほとんど出ず、処理後にＩＣチップとの接着性がよく発現し、実装後の信頼性、例えば、耐衝撃性、耐水性、耐湿性、耐熱性などを保持するものであれば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、絶縁性ペースト（ＮＣＰ）として公知のものを用いることができるが、公知の熱可塑性樹脂あるいは架橋性樹脂でもよく、それらに銀、金、白金、銅、ニッケル、コバルト、パラジウム、ロジウム、ＩＴＯなどの導電性粉末、シリカ、アルミナ、ガラス、タルク、ゴムなどの絶縁性粉末、あるいは離型剤、表面処理剤、充填剤、顔料、染料等の公知の添加剤を加えたものでも良い。
【０００９】
ここで熱可塑性樹脂は、例示すれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ４フッ化エチレン、シリコーン樹脂などが挙げられ、一種または二種以上の組み合わせも可能であるがこれらに限定されない。
【００１０】
架橋性樹脂は、硬化時に揮発成分をほとんど発生しない反応をするものから選ばれ、例示すれば、
（１）ビスフェノールＡやビスフェノールＦのグリシジル化物や、３，４−エポキシシクロへキシルメチル−３，４−エポキシシクロへキシルカルボキシレートに代表される液状エポキシ樹脂と、アミノ化合物、フェノール化合物、酸無水物化合物、有機酸化合物あるいはオニウム塩化合物
（２）１，１−ビス（４−シアナートフェニル）エタンに代表される液状シアン酸エステル樹脂と、金属塩触媒
（３）ビスマレイミド類またはビスマレイミド類とジアミン化合物との付加重合物と、アミノ化合物、アリル化合物あるいはラジカル発生剤
（４）ジアリルフタレートに代表される液状アリル化合物と、アミノ化合物あるいはラジカ発生剤
（５）トリアリルイソシアヌレートあるいはトリアリルシアヌレートと、アミノ化合物あるいは過酸化物
（６）ポリエチレングリコール、へキサメチレングリコール、グリセリンに代表される多価活性水素化合物と、イソシアネート化合物
（７）ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンアルキレンオキシド変性トリアクリレートなどに代表される、液状アクリレート化合物と、ラジカル発生剤
（８）ビニル基含有液状ポリオレフィンと、ラジカル発生剤
（９）ビニルシラン化合物とＳｉＨ基を有する化合物と、白金触媒
等の熱硬化性樹脂組成物、あるいは、
光照射によりフリーラジカル活性種あるいはカチオン活性種を発生させる光開始剤（例えばフリーラジカル活性種を発生するものとしては、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体、トリクロロメチルトリアジン誘導体、アシルホスフィンオキサイド誘導体、α−ヒドロキシケトン誘導体、α−アミノケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、ベンジルケタール誘導体、アクリジン誘導体、カルバゾール・フェノン誘導体、あるいはそれらの組み合わせが好ましく、カチオン活性種を発生するものとしては、芳香族スルホニウム塩化合物、芳香族ヨードニウム塩化合物あるいはそれらの組み合わせが好ましい。）と、
それらの活性種と反応する官能基を有する光反応性樹脂（例えばフリーラジカル種で反応するものとしては、アクリレート化合物およびメタクリレート化合物が好ましく、カチオン活性種で反応するものとしては、脂環式エポキシ化合物、オキセタン化合物、アルケンオキシド化合物、グリシジルエーテル化合物、ビニルエーテル化合物が好ましい。また、いずれの場合にも２種以上を混合して用いてもよい。）とを、配合した光硬化性樹脂組成物を用いることができる。
【００１１】
ＩＣチップ実装用接着剤は、チップの熱圧着の前に除くことが可能ならば、溶剤を含んでいてもよい。添加溶剤は、公知のものが使用可能である。ただし硬化反応の後に系内への残存を避けるため、沸点は２５０℃以下が好ましい。例えば、トルエン、シクロへキサン、メチルシクロへキサン、ｎ−へキサン、ペンタンなどの炭化水素溶媒、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、イソホロンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテートなどのグリコールモノエーテル類およびそれらのアセテート化物、さらに以上挙げた溶剤の１種ないしは２種以上の混合系が用いられる。
【００１２】
ＩＣチップ実装用接着剤は、以上の各成分を混合することにより、均一なワニスの形態のもの、あるいは撹拌機、ニーダーあるいはロールミルなどの公知な方法で混練して均一化せしめたもの、あるいはフィルム状の形態として得られ、印刷、ディスペンス、貼り付けなどの公知の方法を用いてＩＣチップ接着部に固定化される。
【００１３】
本発明では、図１に示すように、基材１に対して多面取り状態にして複数の同一のアンテナパターンからなる回路２を形成し、そして、図２に示すように、その回路２それぞれにおけるＩＣチップ配置予定位置にＩＣチップ実装用接着剤３を塗布する。この後、図３に示すように、前記ＩＣチップ実装用接着剤３を介在させた状態でＩＣチップ４をＩＣチップ配置予定位置に配置する。なお、ＩＣチップを搭載する前に、加熱、電磁波照射あるいは電子線照射などにより前記ＩＣチップ実装用接着剤を半硬化の状態にしてもよい。
なお、ＩＣチップ自体の接続端子部は公知の方法で形成されたものでよい。
【００１４】
そして本発明では、図４に示すように回路２を多面取りしてその回路２それぞれにＩＣチップ４を配置した基材１について、加熱板５と受け台６とで挟み込み、加熱板５からの加熱によりＩＣチップ４を一括実装するものである。
【００１５】
ここで加熱板５は、容易にかつ均一に加熱・冷却の制御が可能で、平滑性がある板状固体であれば公知のものを用いることができるが、例示すれば金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、マグネシウムなどの金属板、シリコン板、炭素板、あるいは、金属、シリコン、グラファイトとバインダから成る複合板などを挙げることができる。
加熱方法は、棒状或いは面状のヒーターによる直接加熱、輻射熱、あるいは高周波照射による誘導加熱、誘電加熱などの公知の方法で行うことができる。また加熱用板５は、定常的に加熱されていても、使用時に加熱されてもよい。加熱用板温度は、室温〜３００℃の範囲で制御される。
受け台６は、ＩＣチップ実装時に与えられる熱、圧力などの外部刺激に対して耐性を有し、平滑性、寸法安定性や長期耐久性、および適度な断熱性をもつ板状固体であれば公知のものを用いてよい。特にＩＣチップ実装用接着剤の硬化に光をも用いる場合は、光の波長域を選択できる素材、例えば、石英をはじめとするガラス素材、フィルム素材あるいはそれらの複合体や、さらにそれらに金属薄膜処理をしたものなどを用いることが好ましい。
【００１６】
ＩＣチップ実装時は、受け台６上の基材１上に配置されたＩＣチップ４すべてを覆うようにして、加熱板５を近接あるいは密着するようにＩＣチップ４の上に配する。さらに加圧する場合は、実装に支障をきたさないようにＩＣチップ一個あたり０．０１〜１．０ＭＰａの圧力がかかる条件で行う。
ＩＣチップ実装時には電磁波を照射してもよいが、用いることのできる電磁波は、マイクロ波から、赤外線、可視光、紫外光、真空紫外線、Ｘ線に至る、波長にして１〜１０^-12 ｍの範囲内で任意に用いることができる。マイクロ波で適切な周波数を用いれば選択的に接着性物質の加熱融着あるいは硬化をすることが可能であるし、赤外線は密度の低い基材を透過して接着部を加温することにより接着性物質が熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても適用できる。さらに可視部、紫外部の光を一部透過する基材、例えばポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォンなどの基材に関しては、透過光により接着部を光架橋して固定化することができる。さらにエネルギーの高い電磁波であれば基材を共通して接着性物質に作用を及ぼして接着することが可能となる。電磁波は、加熱用板５側からでも受け台６側からでも全体からでも照射可能である。
【００１７】
ＩＣチップ実装時に、ＩＣチップ以外の基材あるいは基材上に形成されたアンテナ回路への熱あるいは電磁波の影響を抑えるために、図４に示すように、加熱板５と基材１との間に、断熱用板またはシート７を挟み、ＩＣチップ実装自体の効率は落とさないために、断熱用板またはシート７のＩＣチップ上面に当たる部分あるいはその周辺部も含む部分は、図５に示すように、空孔８を設け、さらにその空孔８を網目横造としてもよい。
断熱用板またはシートは、加熱板と、基材あるいは基材上に形成された回路との断熱を達成し、ＩＣチップ実装時の熱的影響、電磁波的影響を受けず、異物混入などの影響を与えないなどの目的を達せられるものならば、公知の板状物あるいはシート状の材料を用いることができる。例示すれば、ガラス、アスベスト、アラミド布、コルク、石膏、あるいは、グラスファイバー、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、タルク、アルミナ、マイカ等とバインダーから成る複合材等を挙げることができる。
【００１８】
本発明を利用したプロセスは、基材の単票処理、連続処理にも応用することができ、上記条件を阻害することがない限り、適切な加熱・冷却機構、雰囲気制御、圧力制御、電磁波遮蔽機構などが付与されていてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＩＣチップの実装方法によれば、基材に複数の回路を形成して、該複数の回路のＩＣチップ配置予定位置それぞれにＩＣチップ実装用接着剤を介してＩＣチップを配置し、前記ＩＣチップに対応した部分を空孔とした断熱用板またはシートを、前記ＩＣチップが配置された基材に置き、前記空孔に対応配置されたＩＣチップ全てを覆う広さの加熱板を前記断熱用板またはシートの上に配し、前記加熱板と前記基材との間に前記断熱用板またはシートを挟んだ状態で前記加熱板をＩＣチップに対応させ、前記加熱板からの加熱によりＩＣチップそれぞれを一括的に回路に実装することを特徴とするものであり、これによって、基材上に形成された複数の回路それぞれに対して一度にＩＣチップを実装でき、従来のボンディング装置のヘッドをマルチヘッド化した場合に比べても、設備コストを低くすることができ、マルチヘッド化した場合のヘッドスピードのタクト時間の制限やヘッド自体の大きさによる面取り数の制限などは生じないものとなる。よって、ＩＣチップを効率良く実装できるようになるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＩＣチップの実装方法の一例において複数の回路が形成された字基材を示す説明図である。
【図２】ＩＣチップ実装用接着剤を配した状態を示す説明図である。
【図３】ＩＣチップを配置した状態を示す説明図である。
【図４】回路に配されたＩＣチップを実装する状態を示す説明図である。
【図５】実施の例における断熱板またはシートを示す説明図である。
【符号の説明】
１…基材
２…回路
３…ＩＣチップ実装用接着剤
４…ＩＣチップ
５…加熱板

Claims

基材に複数の回路を形成して、該複数の回路のＩＣチップ配置予定位置それぞれにＩＣチップ実装用接着剤を介してＩＣチップを配置し、前記ＩＣチップに対応した部分を空孔とした断熱用板またはシートを、前記ＩＣチップが配置された基材に置き、前記空孔に対応配置されたＩＣチップ全てを覆う広さの加熱板を前記断熱用板またはシートの上に配し、前記加熱板と前記基材との間に前記断熱用板またはシートを挟んだ状態で前記加熱板をＩＣチップに対応させ、前記加熱板からの加熱によりＩＣチップそれぞれを一括的に回路に実装することを特徴とするＩＣチップの実装方法。