JP4661701B2 - Ｒｆｉｄタグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はRFIDタグの製造プロセスに関する。

従来の半導体装置は、Ｓｉ等のウェハに回路を形成し、これを縦横に砥石切断するダイシングと呼ばれる方法で回路チップに個片化され、これを外部回路と接続する実装工程を経て完成される。特に薄いＳｉチップが必要な場合は、特許第2814176号記載のように、回転砥石によりＳｉ等のウェハ表面に格子状の溝加工を施し、しかる後に裏面を薄く加工する方法が取られている。このためこれら従来技術では、チップ形状は四角形が通常であり、特殊な場合は多角形となり、振動フィードを用いると微細なカケを生じることがある。このためダイオードなどの一部のディスクリート半導体を除き、ICチップを振動フィードすることは困難であった。

特許第2814176号

上記従来の切断加工による方法では回路チップの切断を直線上に移動する薄刃円板状の砥石を用いて実施するため、必然的に回路チップの外形は多角形状となり、側面には砥石切断により発生した微細なクラックが生じる。このクラックは経験的に一定の範囲内であれば、単体で把持・搬送し、樹脂モールドやセラミックケースなどで保護するパッケージ方法では問題を生じないことが判っている。しかし、抵抗チップなどの個別部品をプリント基板に搭載したり、整列収納する場合に使用される振動フィード方式は、振動の衝撃や相互の衝突により破損する恐れがあった。このため、RFIDタグの製造方法に置いても、半導体チップを個別に把持・搬送し、搭載する逐次製造方法がとられてきた。

本発明の目的は、RFIDタグの製造方法として、一括搭載を実現することで、高速で安価なRFIDタグの製造方法を提供することにある。

本発明では、半導体チップの個片化を改良し、回路チップ外周部にクラックを生じにくい加工を実現し、合わせて半導体チップの外周形状を円弧状にすることで、振動の衝撃や相互の衝突により破損する恐れを軽減した。

また、RFIDの半導体チップの搭載対象であるアンテナシートに粘着剤を塗布し、マスク整列により半導体チップを粘着剤の上に落下させ仮固着させ、しかる後に余分の半導体チップを払い落とすことで、複数のRFIDタグを一括して製造できる。

本発明によれば、RFIDタグの製造方法として、一括搭載を実現することで、高速で安価なRFIDタグの製造方法が得られる。

以下に、本発明の一実施形態が適用された半導体装置について、図１から図８を用いて説明する。

図１は本発明の適用されたRF-ID回路装置の外観斜視図であり、図１（ａ）に全体、図１（ｂ）に回路チップ１周辺の詳細図を示した。回路チップ１は表裏をアンテナ２１およびアンテナ２２に接続されており、外部からの電波を受信しそこから電力を得つつ、外部に信号電波を返すことで、外部との交信を実現し情報交換を行う。この回路チップ１は円盤状のシリコン基板１０上に形成した電気回路１１（図１（ｂ）では点線で示した）と、表裏に形成した円形の接合電極１２からなる。接合電極１２は金メッキにより表面を保護した回路電極であり、アルミ箔から構成されるアンテナ２１、２２とは超音波溶接により接合されている。アンテナ２１はベースフィルム２３上に形成され、アンテナ２２はベースフィルム２４上に形成されており、両者を貼り合わせることで回路チップ１とアンテナ２１アンテナ２２の保護を実現している。

ここで回路チップ１は概略形状が円盤状であり、従来の四角い半導体回路チップには存在した欠けやすい角部分がない。このため外力が加わっても、回路チップが割れたり欠けたりする恐れが少ない。

以下にこのRF-ID回路装置の製造方法を順を追って説明する。図２は半導体前工程で加工途中のシリコンウェハ１００の外観を示す。予め薄加工され裏面に電極を設けたウェハ１００は、反応性イオンエッチングに代表される深溝加工により、溝１０１および丸孔１０２を形成する。この後、丸孔１０２内部に導通膜が設けられ裏面電極が回路的に接続される。このとき個々の回路チップ１は図３に示すように、概略円形にくりぬかれたシリコンチップ１０の上に形成された回路１１と表面電極１２および裏面電極１３からなる。ここではチッピング防止に効果が大きい概略円形のチップとして説明を続けるが、パターンのレイアウト上の必要によっては、図４に示したように角部分を円弧とした概略４角形状のチップにすることも可能である。

エッチングおよび導通膜成膜の後は劣化により、保持テープ３５は強度・粘着力が低下している。そこで図５（ａ）に示すように、ダミーウェハ１２１に接着剤１２２を用いてシリコンチップ１０を貼り付け、しかる後に保護テープ３５は剥離除去する。その後、メッシュ構造の透過性保護カバー１２３により、シリコンチップ１０を保護する。この状態で図５（ｂ）に示すように、有機溶剤１３０に浸漬し、接着剤１２２を溶解除去する。このときシリコンチップ１０はダミーウェハ１２１および透過性保護カバー１２３に挟まれているため、有機溶剤１３０の漕内にこぼれ落ちない。

有機溶剤１３０による洗浄が終了し、乾燥工程を経たシリコンチップ１０は図６に示すように、ダミーウェハ１２１から、散布装置５０に移される。散布装置５０は平板状パーツフィーダであり、底面５１が傾斜した平板、傾斜方向に振動することでシリコンチップ１０を分散させつつ、扉５２方向に進行させる。ここで、扉５２を解放すると、シリコンチップ１０は揺動整列装置６０上のマスク枠６１内部落下する。散布装置５０の機能により、シリコンチップ１０は図６の奥行き方向に概略均一な分散性を持って落下する。この後、揺動整列装置６０を傾斜させ、傾斜方向に微振動を与えることで、シリコンチップ１０がマスク枠６１の全面に広がる。マスク枠６１にはメタルマスク６１１が張られている。

ここで、図７に示すように、揺動整列装置６０の上にはアンテナシート２２が広げられており、この搭載位置にメタルマスク６１１の開口部が設けてある。アンテナシート２２は全面に遅延粘着性の糊が塗布してあり、加熱されると粘着性を発現する。揺動整列装置６０は良熱伝導性の剣山部材６０１と、この隙間を埋める断熱部材６０２が表面にでており、裏面に面状ヒータ６０３を設けてある。ここでは剣山部材６０１は銅を用いてあるが、設計によってはアルミニウム合金などの金属でも可能である。面状ヒータ６０３によりアンテナシート２２は搭載位置のみが摂氏８０℃に加熱され、粘着性を発現する。

このため、メタルマスク６１１の開口部に落下した最初のシリコンチップ１０はアンテナシート２２に粘着固定される。シリコンチップ１０が薄いためメタルマスク６１１の開口部には複数のシリコンチップ１０が積み重なって入る場合があるが、後から落下したシリコンチップ１０はアンテナシート２２が接触しないため、粘着固定されない。

揺動整列装置の揺動と振動を継続すると、メタルマスク６１１上のシリコンチップ１０は徐々に開口部に落下してゆき、定常状態に達する。シリコンチップ１０の供給量が十分であれば、アンテナシート２２の搭載位置にはすべてシリコンチップ１０が搭載された状態になる。この後、マスク枠６１を取り外すと図８に示すようにアンテナシート２２の搭載位置にシリコンチップ１０が乗った状態成る。ここである確率でシリコンチップ１０が立ってしまったまま粘着固定される場合と、複数のシリコンチップ１０が積み重なって居る場合がある。しかし、後者は上に積み上がったシリコンチップは粘着固定されて居らず、また前者の場合は、シリコンチップ１０が概略円形の薄板であるため固着力が弱い。よって、アンテナシート２２から余分なシリコンチップ１０を払い落とすことが容易である。

この後、上側のアンテナシート２１を重ね全体を加熱圧着して、個別に切断すれば図１に示したRFIDタグを得ることができる。

以上本発明の第１の実施例を図面を用いて説明したが、以下のような代案変形例もある。第１の実施例ではシリコンチップ１０を概略円形としたが、図４に示したように角を曲線とした概略４角形の形状とすることも可能である。この場合でも回路チップ１ａの側面は面積が十分少ないため、チップが立ってしまった場合に払い落とすことができる。この実施例では、チップ切り出し工程で無駄になる表面積が少ないため、ウェハあたりのチップ取得数を高められる利点がある。

また第１の実施例では、シリコンチップ１０の洗浄・乾燥後、即座に整列搭載を実施したが、搭載工程を別ラインで行う場合や、チップ状態で在庫しておき後日RFIDタグとして生産する場合は、図９に示すように円筒状の保護ケース８０に納める方法が考えられる。この場合、揺動整列装置６０の代わりに、漏斗状整列装置７０を用いる。漏斗状整列装置７０は軸周りの回転振動を与えてあり、シリコンチップ１０を少量ずつ投入することで、詰まりを生じずにチップの整列ができる。ここで漏斗状整列装置７０ののど部分の内径の太さはシリコンチップ１０の外径寸法より太く、かつその２倍より細くなければならない。チップ外径より小さい場合は当然、筒状部分を通らないので無意味である。一方、筒形の保護ケース８０の内径がシリコンチップの直径の２倍以上ある場合はシリコンチップ１０が保護ケース８０内部で複数個が１段に成るため、整列状態を保つことができない。保護ケース８０の内径と漏斗状整列装置７０ののど部分の内径は等しい方が好ましく、この意味でのど部分の内径はシリコンチップ１０の直径の１．４倍から１．６倍が理想的である。

本発明によるRFID素子の外観斜視図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造方法を示す工程図。 本発明のRFIDタグの製造工程における別な実施例を示す図。

符号の説明

１…回路チップ、２１、２２…アンテナ、２３、２４…フィルム。１０…シリコン基板、１１…電気回路、１２…電極、１００…ウェハ。

Claims (6)

1. RFIDタグの製造方法において、
   半導体チップを振動と揺動によりアンテナシートの搭載予定位置に配列する配列工程と、
   前記アンテナシートはその表面に加熱により粘着性を生じる粘着剤を有しており、前記搭載予定位置のみを部分加熱することにより前記配列された半導体チップを前記アンテナシートに粘着する粘着工程と、
   を含むことを特徴とするRFIDタグの製造方法。
2. 請求項１の製造方法において、
   前記アンテナシート上に開口マスクを有し、前記開口マスクの開口部は、前記搭載予定位置上に位置していることを特徴とするRFIDタグの製造方法。
3. 請求項１または請求項２記載の製造方法において、
   半導体チップ外面形状が円形もしくは楕円形状を有することを特徴とするRFIDタグの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法において、
   ウェハから半導体チップを個片化する方法としてドライエッチング加工による切断方法を用いたことを特徴とするRFIDタグの製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法において、
   前記粘着工程で前記アンテナシートに粘着されなかった半導体チップを払い落とす払い落とし工程を含むことを特徴とするRFIDタグの製造方法。
6. 請求項１の製造方法において、
   半導体チップを回転振動する漏斗状フィーダーを介して、筒状収納ケースに収納し、前記収納した半導体チップを前記配列工程に用いることを特徴とするRFIDタグの製造方法。

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