專利名稱：倒裝芯片連接用電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于作為航空標(biāo)簽、物流管理用標(biāo)記、無人剪票月票起作用的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的制造的半導(dǎo)體芯片的安裝，以及用倒裝芯片連接方式低價(jià)格地把半導(dǎo)體裸片安裝到電路板上的半導(dǎo)體芯片的安裝中所使用的倒裝芯片連接用電路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為該種電磁波可讀數(shù)據(jù)載體，例如，人們知道在日本專利雜志特開平6-243358號(hào)公報(bào)中所述的航空標(biāo)簽。人們預(yù)測(cè)在不久的將來該航空標(biāo)簽將會(huì)在飛機(jī)場(chǎng)中的旅客行李的管理中以用完就扔掉的方式使用，那時(shí)，例如在世界性規(guī)模的航空公司的情況下，僅僅該一個(gè)公司，估計(jì)就需要月產(chǎn)850萬塊這么龐大的需要量。為此，對(duì)于這種的航空標(biāo)簽來說，人們希望確立超低價(jià)格的大量生產(chǎn)技術(shù)。
該公報(bào)所述的航空標(biāo)簽的構(gòu)成為在具有長(zhǎng)方形形狀的PET薄膜制造的基體的單面上，裝載上將成為天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形和將成為發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器的IC部件。
保持將成為天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形的航空標(biāo)簽本體，可以采用借助于刻蝕工藝選擇刻蝕被覆在PET薄膜的單面上的銅箔或鋁箔的辦法形成。為此，可以用眾所周知的光刻技術(shù)實(shí)施的光刻膠形成工序和接著實(shí)施的濕法刻蝕工序等，實(shí)現(xiàn)用RTR(Roll To Roll，傳送帶到傳送帶)實(shí)施的連續(xù)生產(chǎn)線。另一方面，應(yīng)當(dāng)裝載在航空標(biāo)簽本體上的將成為發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器的電路部件則可以用半導(dǎo)體集成技術(shù)單片化。
本申請(qǐng)人，以前就提出了采用預(yù)先把構(gòu)成上述發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器等的半導(dǎo)體裸片安裝到薄膜的絕緣性小片(一種電路板)上的辦法進(jìn)行組件化，再采用將該電子元件組件粘接到構(gòu)成航空標(biāo)簽本體的PET薄膜上邊的辦法來提高航空標(biāo)簽的生產(chǎn)性的方案。
然而，就如粘接在航空標(biāo)簽上的上述電子元件組件那樣，在要求高度薄型化的電子部件裝載薄片中，人們積極地提出了關(guān)于直接把半導(dǎo)體裸片安裝到電路板上邊的倒裝芯片連接方式的方案。
圖14示出了倒裝芯片連接方式的一個(gè)例子(以下，叫做第1現(xiàn)有例)。在該第1現(xiàn)有方式中，在半導(dǎo)體芯片a的底面電極(未畫出來)上已預(yù)先形成了連接用的突起狀端子(以下，叫做凸點(diǎn))b，在使該凸點(diǎn)b與電路板c上邊的布線圖形的電極區(qū)域d進(jìn)行了位置對(duì)準(zhǔn)之后，借助于凸點(diǎn)、導(dǎo)電性膏等的粘接劑e把兩者連接起來。
在該第1現(xiàn)有方式中，由于(1)用來使凸點(diǎn)b和布線圖形的電極區(qū)域d進(jìn)行連接的粘接劑e的供給、硬化等的工序復(fù)雜，(2)為了得到凸點(diǎn)連接部分的耐蝕可靠性，需要在芯片a與基板c之間填充被叫做底層填料(underfill)的絕緣樹脂f來密封凸點(diǎn)連接部分，(3)需要有填充將成為底層填料的絕緣樹脂f并使之硬化的工序等，故被指摘為存在有使造價(jià)升高的問題。
圖15示出了倒裝芯片連接方式的另外的一個(gè)例子(以下，叫做第2現(xiàn)有例)。該第2現(xiàn)有方式是解決第1現(xiàn)有方式的那些問題的方式，是用在特許第586154號(hào)所提出的那種各向異性導(dǎo)電薄片，把半導(dǎo)體裸片安裝到電路板上邊的方式。
在該第2現(xiàn)有方式中，在半導(dǎo)體裸片a和電路板c之間存在有使導(dǎo)電性的微粒子分散到熱可塑性或熱硬化性樹脂中的各向異性導(dǎo)電薄片g，用熱壓法使樹脂流動(dòng)，借助于夾在凸點(diǎn)b與布線圖形的電極區(qū)域d之間的導(dǎo)電性的微粒子h來得到厚度方向的電連接。
若采用該方法，除了在把半導(dǎo)體安裝到電路板上邊時(shí)的與布線圖形之間的位置對(duì)準(zhǔn)可以比較粗糙地進(jìn)行之外，還具有樹脂硬化時(shí)間短到10～20秒，不需要使用底層填料的密封劑可以實(shí)現(xiàn)低造價(jià)化的效果，但與之相反，也被指摘存在著下述問題(1)各向異性導(dǎo)電薄片g比較昂貴，(2)由于其硬化需要200℃以上的高溫，故不能使用沒有耐熱性的基板，(3)盡管時(shí)間比較短，但硬化需要10～20秒，難于使工序進(jìn)一步的簡(jiǎn)化和高速化，(4)凸點(diǎn)與基板圖形間的電連接，由于用分散到樹脂材料內(nèi)的導(dǎo)電微粒子進(jìn)行，故連接可靠性不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于現(xiàn)有的倒裝芯片連接方式中的上述那些問題而發(fā)明的，其目的在于提供一種用可以把半導(dǎo)體芯片迅速地、電連接和機(jī)械連接都確實(shí)地、進(jìn)而低價(jià)格地安裝到電路板上邊的倒裝芯片連接方式進(jìn)行的半導(dǎo)體芯片的安裝方法。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種適合于上述安裝方法的倒裝芯片連接方式用電路板。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種可以簡(jiǎn)單且低價(jià)格地制造的倒裝芯片連接用基板的制造方法。
再有，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電磁波可讀數(shù)據(jù)載體及其制造方法，其中，可以低價(jià)格地大量生產(chǎn)作為航空標(biāo)簽、物流管理用標(biāo)記、無人剪票用月票等起作用的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體。
此外，本發(fā)明的又一目的是提供用于電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的電子元件組件。
至于本發(fā)明的其它的目的和效果，通過參看實(shí)施例的講解，本專業(yè)的技術(shù)人員是容易理解的。
本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的安裝方法，具備下述工序在使覆蓋布線圖形上邊的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層加熱熔融的狀態(tài)下，采用邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體芯片的凸點(diǎn)推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層上邊的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行接觸的工序；在上述凸點(diǎn)與電極區(qū)域已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行超聲波鍵合的工序；使上述熔融的熱塑樹脂冷卻固化，使半導(dǎo)體裸片本體粘接到電路板上邊的工序。
在這里，就象從具有‘在使覆蓋布線圖形上邊的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層加熱熔融的狀態(tài)下’的講述可以明白的那樣，在本發(fā)明中使用的電路板的布線圖形上邊的電極區(qū)域，已經(jīng)預(yù)先形成了熱塑樹脂涂層。該涂層既可以是僅僅覆蓋布線圖形的電極區(qū)域的涂層，也可以是把布線圖形的電極區(qū)域全部覆蓋起來的涂層。
此外，在這里，所謂‘布線圖形’意味著包括預(yù)定連接電子部件等的端子的布線圖形上邊的恒定的小區(qū)域。在該電極區(qū)域內(nèi)含有布線圖形上邊的一般被稱之為焊接區(qū)(land)的部分。
此外，具有‘加熱熔融’意味著加熱熱塑樹脂涂層使之變成為熔融狀態(tài)和借助于加熱使之軟化到某種程度的狀態(tài)這兩方的概念。此外，這里所說的‘熱塑樹脂’，理想的是具有作為粘接劑的良好特性的樹脂。
因此，若采用這樣的構(gòu)成，則可以得到以下的作用效果(1)由于凸點(diǎn)與電極區(qū)域之間的鍵合是用超聲波進(jìn)行的擴(kuò)散鍵合，故可以得到確實(shí)的電導(dǎo)通，(2)由于鍵合部分被樹脂密封，故耐濕性良好，(3)由于在半導(dǎo)體芯片與電路板在熱塑樹脂的硬化時(shí)進(jìn)行粘接，故對(duì)于拉伸等的機(jī)械性的安裝強(qiáng)度高，(4)可以在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)形成電導(dǎo)通和機(jī)械接合，(5)由于不需要特別的密封乃至粘接工序和粘接材料，故造價(jià)低，(6)對(duì)于基板表面已露出來的部分來說由于不存在熱塑樹脂涂層，故在加熱時(shí)不會(huì)超出需要地使基板表面變成為黏糊的表面。
此外，本發(fā)明的倒裝芯片連接用電路板，布線圖形的表面在其整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層被覆起來。
倘采用這樣的構(gòu)成，則在上述的安裝方法的情況下，由于布線圖形的表面在其整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層被覆起來，故可以得到耐濕性良好的密封構(gòu)造和拉伸強(qiáng)度高的粘接構(gòu)造。
此外，本發(fā)明倒裝芯片連接用電路板的制造方法，作為在刻蝕工藝中形成布線圖形時(shí)使用的刻蝕掩模材料，使用熱塑樹脂。
此外，倘采用這樣的構(gòu)成，由于在用來形成布線圖形的刻蝕工藝中使用的刻蝕掩模材料可以保持原樣地變成為覆蓋導(dǎo)電圖形表面的整個(gè)面的熱塑樹脂涂層，故不需要另外的涂層形成工序，故不需要花費(fèi)時(shí)間和勞力，因而可以低價(jià)格地進(jìn)行制造。
此外，本發(fā)明的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的制造方法，是一種使把構(gòu)成天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形保持在薄膜、薄片狀、薄板狀的絕緣基體上構(gòu)成的數(shù)據(jù)載體本體，和把構(gòu)成發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體裸片安裝到薄膜、薄片狀、薄板狀的電路板的布線圖形上邊構(gòu)成的電子元件組件形成一個(gè)整體而構(gòu)成的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的制造方法。
在該數(shù)據(jù)載體的制造方法中，主要的特征性的事項(xiàng)在于制造把半導(dǎo)體裸片安裝到上述薄膜、薄片狀、薄板狀的電路板的布線圖形上邊而構(gòu)成的電子元件組件的工序。
就是說，在制造該電子元件組件的工序中，具備下述工序在使覆蓋布線圖形上邊的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層加熱熔融的狀態(tài)下，采用邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體芯片的凸點(diǎn)推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層上邊的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行接觸的工序；在上述凸點(diǎn)與電極區(qū)域已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行超聲波鍵合的工序；使上述熔融的熱塑樹脂冷卻固化，使半導(dǎo)體裸片本體粘接到電路板上邊的工序。
因此，倘采用這樣的構(gòu)成，則通過(1)由于凸點(diǎn)與電極區(qū)域之間的鍵合是用超聲波進(jìn)行的擴(kuò)散鍵合，故可以得到確實(shí)的電導(dǎo)通，(2)由于鍵合部分被樹脂密封，故耐濕性良好，(3)由于在半導(dǎo)體芯片與電路板在熱塑樹脂的硬化時(shí)進(jìn)行粘接，故對(duì)于拉伸等的機(jī)械性的安裝強(qiáng)度高，(4)可以在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)形成電導(dǎo)通和機(jī)械接合，(5)由于不需要特別的密封乃至粘接工序和粘接材料，故造價(jià)低，(6)對(duì)于基板表面已露出來的部分來說由于不存在熱塑樹脂涂層，故在加熱時(shí)不會(huì)超出需要地使基板表面變成為黏糊的表面等的作用效果，就可以低價(jià)格地大量生產(chǎn)作為航空標(biāo)簽、物流管理用標(biāo)記、無人剪票用月票等發(fā)揮作用的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體。
此外，在本發(fā)明的電子元件組件的制造工序中使用的電路板，布線圖形的表面在其整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層被覆起來。
倘采用這樣的構(gòu)成，由于上述的電子元件組件的制造工序中使用的電路板，布線圖形的表面在其整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層被覆起來，故可以得到耐濕性良好的密封構(gòu)造和拉伸強(qiáng)度高的粘接構(gòu)造。
此外，本發(fā)明的電路板的制造方法，作為在用刻蝕工藝形成布線圖形時(shí)使用的刻蝕掩模使用熱塑樹脂。
倘采用這樣的構(gòu)成，由于在用來形成布線圖形的刻蝕工藝中使用的刻蝕掩模材料可以保持原樣地變成為覆蓋導(dǎo)電圖形表面的整個(gè)面的熱塑樹脂涂層，故不需要另外的涂層形成工序，故不需要花費(fèi)時(shí)間和金錢，因而可以低價(jià)格地進(jìn)行制造。
此外，本發(fā)明的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的制造方法，是一種使把構(gòu)成天線線圈的金屬箔圖形保持在薄膜樹脂制造的基體上構(gòu)成的數(shù)據(jù)載體本體，和把構(gòu)成發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體裸片安裝到薄膜樹脂制造的基體表面的鋁箔布線圖形上邊構(gòu)成的電子元件組件形成一個(gè)整體而構(gòu)成的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的制造方法。
在該數(shù)據(jù)載體的制造方法中，主要的特征性的事項(xiàng)在于制造把半導(dǎo)體裸片安裝到上述薄膜樹脂制造的基體表面的鋁箔布線圖形上邊而構(gòu)成的電子元件組件的工序。
就是說，在制造該電子元件組件的工序中，具備下述工序在使覆蓋布線圖形上邊的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層加熱熔融的狀態(tài)下，采用邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體芯片的凸點(diǎn)推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層上邊的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行接觸的工序；在上述凸點(diǎn)與電極區(qū)域已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行超聲波鍵合的工序；使上述熔融的熱塑樹脂冷卻固化，使半導(dǎo)體裸片本體粘接到電路板上邊的工序。
此外，本發(fā)明的電路板，在鋁箔布線圖形的表面的整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層覆蓋起來。
此外，本發(fā)明的電路板的制造方法，作為在用刻蝕工藝形成鋁箔布線圖形時(shí)使用的刻蝕掩模材料使用熱塑樹脂。
在本發(fā)明的理想的實(shí)施例中，作為熱塑樹脂，使用聚烯烴樹脂或聚醚樹脂樹脂。
通過使用這樣的樹脂，就可以期待作為刻蝕掩模的良好的耐藥性以及半導(dǎo)體芯片一側(cè)的金屬凸點(diǎn)與布線圖形一側(cè)的金屬電極區(qū)域之間的良好的鍵合強(qiáng)度。就是說聚烯烴樹脂對(duì)于NaOH等的堿性刻蝕液呈現(xiàn)良好的耐性，聚醚樹脂對(duì)于FeCl2等的酸性刻蝕液呈現(xiàn)良好的耐性。而且，這些樹脂粘接性也很優(yōu)良。
另外，本發(fā)明的用于電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的電子元件組件包括電路板，具有帶電極區(qū)域的布線圖形和覆蓋該布線圖形的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層；以及安裝于該電路板上的半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片具有在電路板一側(cè)的凸點(diǎn)。該半導(dǎo)體芯片的凸點(diǎn)穿透熱塑樹脂涂層并直接與該布線圖形的電極區(qū)域鍵合。
此外，本發(fā)明的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體包括數(shù)據(jù)載體本體，包括絕緣基體和保持在絕緣基體上的導(dǎo)電圖形；以及電子元件組件，包括電路板和安裝于該電路板上的半導(dǎo)體芯片，該電路板具有帶電極區(qū)域的布線圖形和覆蓋該布線圖形的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層，該半導(dǎo)體芯片具有在電路板一側(cè)的凸點(diǎn)，該半導(dǎo)體芯片的凸點(diǎn)穿透熱塑樹脂涂層并直接與該布線圖形的電極區(qū)域鍵合，其中，該電子元件組件的制造方法包括加熱熔融該電路板的熱塑樹脂涂層；把該半導(dǎo)體芯片的凸點(diǎn)推壓到處于熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層，同時(shí)施加超聲波，使該凸點(diǎn)穿透熔融樹脂涂層與電極區(qū)域接觸；對(duì)與電極區(qū)域接觸的凸點(diǎn)連續(xù)施加超聲波，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行鍵合；以及使上述熔融的熱塑樹脂涂層冷卻固化，使該半導(dǎo)體芯片固定安裝于該電路板上。


圖1A-E是說明本發(fā)明的安裝方法的各步工序圖。
圖2A-C的說明圖分別示出了超聲波安裝工序的詳細(xì)情況。
圖3是本發(fā)明方法的安裝構(gòu)造的剖面圖。
圖4以表的形式示出了半導(dǎo)體芯片與布線圖形之間的鍵合強(qiáng)度。
圖5的正視圖示出了數(shù)據(jù)載體的一個(gè)例子。
圖6是數(shù)據(jù)載體本體與電子元件組件這二者的疊層部分的剖面圖。
圖7A-E的工序圖分別示出了數(shù)據(jù)載體本體的制造工序。
圖8A-E的工序圖分別示出了電子元件組件的制造工序。
圖9A-B的工序圖分別示出了向數(shù)據(jù)載體本體上裝載電子元件組件的裝載工序。
圖10A-C分別示出了數(shù)據(jù)載體本體的制造工序。
圖11A-E分別示出了電子元件組件的制造工序。
圖12A-B的工序圖分別示出了向數(shù)據(jù)載體本體上裝載電子元件組件的裝載工序。
圖13以表的形式示出了使用本發(fā)明的薄膜數(shù)據(jù)載體的耐濕性試驗(yàn)結(jié)果。
圖14示出了倒裝芯片連接的第1現(xiàn)有方式。
圖15示出了倒裝芯片連接的第2現(xiàn)有方式。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的安裝方法的優(yōu)選如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的安裝方法，具備下述工序在使覆蓋布線圖形上邊的電極區(qū)域的熱塑樹脂涂層加熱熔融的狀態(tài)下，采用邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體裸芯片的凸點(diǎn)推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層上的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行接觸的工序；在上述凸點(diǎn)與電極區(qū)域已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)與電極區(qū)域進(jìn)行超聲波鍵合的工序；使上述熔融的熱塑樹脂冷卻固化，使半導(dǎo)體裸片本體粘接到電路板上邊的工序。
圖1的工序圖示出了這樣的安裝方法所具有的一連串的工序的概略。在該一連串的工序中，含有金屬箔疊層材料制造工序(A)，刻蝕掩模印刷工序(B)，用來形成布線圖形的刻蝕工序(C)，超聲波安裝工序(D)和鍵合工序(E)。以下，依次說明這些工序的詳細(xì)情況。
在該工序中，制造構(gòu)成薄膜電路板的原材的Al-PET疊層材料1。該Al-PET疊層材料1可以這樣地形成例如中間存在著尿烷系粘接劑把35微米厚的硬質(zhì)鋁箔3重疊到25微米厚的PET薄膜2的單面(在圖中為上表面)上，在150℃、壓力5kg/cm2的條件下經(jīng)過熱層壓后，再經(jīng)過疊層粘接工序。
在該工序中，在Al-PET疊層材料1的硬質(zhì)鋁箔3的表面上，形成所希望的刻蝕光刻膠圖形4。該刻蝕光刻膠圖形4的形成，可以用照相凹版印刷等的方法把在例如150℃左右的溫度下熔融的聚烯烴的熱塑樹脂粘接劑涂敷到硬質(zhì)鋁箔3的表面上，厚度大約4～6微米左右的辦法進(jìn)行。該涂敷厚度理想的是根據(jù)所要裝載的裸片的凸點(diǎn)大小和形狀進(jìn)行調(diào)整。
在該工序中，用以前眾所周知的刻蝕工藝除去從刻蝕光刻膠圖形4露出來的鋁箔部分的辦法，形成由硬質(zhì)鋁箔3構(gòu)成的布線圖形6。該布線圖形6的形成，可以采用把從刻蝕光刻膠圖形4露出來的鋁箔部分5，在溫度50℃下浸泡到作為刻蝕液的NaOH(120g/l)中的辦法進(jìn)行。在該工序中得到的電路板7的表面上出現(xiàn)由硬質(zhì)鋁箔3構(gòu)成的布線圖形6。此外，布線圖形6的表面，在整個(gè)面的范圍內(nèi)被作為刻蝕光刻膠圖形(刻蝕掩模)4使用的聚烯烴的熱塑樹脂粘接劑覆蓋起來。換句話說，該布線圖形6的至少是電極區(qū)域(與后邊要講的半導(dǎo)體裸片之間的預(yù)定連接區(qū))的表面，被熱塑樹脂涂層4a覆蓋起來。
在該工序中，在供給超聲波的同時(shí)，把半導(dǎo)體裸片8安裝到電路板7上邊。該工序包括在加熱覆蓋布線圖形6上邊的電極區(qū)域10的熱塑樹脂涂層4a并使之熔融的狀態(tài)下，邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體裸片8的凸點(diǎn)9推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層4a上邊的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層4a，使凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10進(jìn)行接觸的工序(第1工序)；在上述凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10進(jìn)行超聲波鍵合的工序(第2工序)。
就是說，半導(dǎo)體裸片8厚度為150微米，可以作為使作為連接用的金屬端子的凸點(diǎn)9從其底面突出出來的所謂的表面安裝式部件構(gòu)成。在第1工序中，該凸點(diǎn)(例如用金構(gòu)成)9在加上超聲波振動(dòng)的狀態(tài)下借助于150℃的加熱被推壓到熔融的熱塑樹脂涂層4a上。這樣一來，熔融的熱塑樹脂涂層4a就借助于凸點(diǎn)9的超聲波振動(dòng)，從凸點(diǎn)9的頂端位置往后推壓而被除去，此外鋁箔布線圖形6表面上邊的氧化物層等也借助于振動(dòng)被機(jī)械性地除去。其結(jié)果是，凸點(diǎn)9與布線圖形6的電極區(qū)域10被迫進(jìn)行接觸。在第2工序中，然后再借助于由振動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱加熱凸點(diǎn)9和布線圖形的電極區(qū)域10形成金原子已擴(kuò)散到鋁箔內(nèi)的金屬熔敷部分，完成兩者的超聲波鍵合。
以上的第1和第2工序，采用把半導(dǎo)體裸片8配置到規(guī)定位置上后，在例如負(fù)荷壓力0.2kg/mm2下，加上頻率為63KHz超聲波振動(dòng)的辦法來完成。
圖2的工序圖示出了該超聲波安裝工序的更詳細(xì)的情況。該圖(a)所示的定位工序，在把分別具有真空吸附功能的超聲波喇叭形輻射器11和加熱器臺(tái)兼用砧座12配置成上下面對(duì)面的狀態(tài)下，如箭頭11a所示，使裸片8吸附保持到超聲波喇叭形輻射器11上，此外，如箭頭12所示，使電路板7保持到加熱器臺(tái)兼用砧座12上。在該狀態(tài)下，邊使超聲波喇叭形輻射器11和加熱器兼用砧座12向水平方向進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，邊進(jìn)行裸片8一側(cè)的凸點(diǎn)9和電路板7一側(cè)的布線圖形6的電極區(qū)域10之間的定位，同時(shí)用加熱器兼用砧座12把電路板7加熱到150℃。
在該圖(b)所示的熱塑樹脂粘接劑的除去工序中，采用借助于超聲波喇叭形輻射器11和加熱器臺(tái)兼用砧座12，如箭頭v所示，邊供給超聲波振動(dòng)(63.5KHz，2W)，如箭頭P所示，邊借助于負(fù)荷壓力(0.1～0.3Kgf)把裸片8的凸點(diǎn)9推壓到處于加熱熔融狀態(tài)的熱塑樹脂粘接劑(熱塑樹脂涂層)4a上的辦法，使熔融的熱塑樹脂涂層4a往后退，使凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10進(jìn)行接觸。
在該圖(c)所示的超聲波鍵合工序中，采用繼續(xù)供給超聲波振動(dòng)v的辦法進(jìn)行金屬間的擴(kuò)散鍵合，使凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10進(jìn)行超聲波鍵合。
再次返回到圖1，繼續(xù)進(jìn)行說明。
在該工序中，采用除去在提供給電路板的150℃的加熱的辦法，借助于自然地冷卻或強(qiáng)制冷卻，使熔融的熱塑樹脂涂層4a再次硬化，在半導(dǎo)體裸片8本體與布線圖形6之間進(jìn)行粘接。就是說，采用使填滿于半導(dǎo)體裸片8的底面與電路板7之間的處于熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層4a冷卻固化的辦法，使半導(dǎo)體裸片8與電路板7牢固地進(jìn)行粘接固定。
經(jīng)過以上的(A)～(E)的工序完成的安裝構(gòu)造示于圖3。如該圖所示，倘采用本發(fā)明，則可以得到如下所述的作用效果(1)由于凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10之間的鍵合是用超聲波進(jìn)行的擴(kuò)散鍵合，故可以得到確實(shí)的電導(dǎo)通，(2)由于凸點(diǎn)9與電極區(qū)域10之間的鍵合部分被樹脂密封，故耐濕性良好，(3)由于在半導(dǎo)體芯片8與電路板7在熱塑樹脂涂層4a的硬化時(shí)進(jìn)行粘接，故對(duì)于拉伸等的機(jī)械性的安裝強(qiáng)度高，(4)可以在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)形成電導(dǎo)通和機(jī)械接合，(5)由于不需要特別的密封乃至粘接工序和粘接材料，故造價(jià)低，(6)對(duì)于基板表面已露出來的部分來說由于不存在熱塑樹脂涂層，故在加熱時(shí)不會(huì)超出需要地使基板表面變成為粘糊的表面等。
圖4與僅僅使用超聲波鍵合的情況下的半導(dǎo)體裸片8與布線圖形6之間的鍵合強(qiáng)度進(jìn)行比較地示出了使用本實(shí)施例的安裝方法的情況下的半導(dǎo)體裸片8與布線圖形6之間的鍵合強(qiáng)度。由該圖可知，在本發(fā)明的安裝方法的情況下，與僅僅進(jìn)行超聲波鍵合的情況下比較，可以得到2～3倍之高的強(qiáng)有力的鍵合強(qiáng)度。不言而喻，這是因?yàn)榘雽?dǎo)體芯片8與電路板7在熱塑樹脂涂層4a的硬化時(shí)進(jìn)行粘接的緣故。
另外，在上述的實(shí)施例中，作為構(gòu)成疊層材料1的樹脂基體，雖然使用的是PET薄膜2，但是也可以使用聚酰亞胺薄膜等來取代PET薄膜。
此外，作為刻蝕光刻膠圖形4的材質(zhì)，也可以使用聚醚的熱塑樹脂來取代聚烯烴樹脂。但是，在這種情況下，作為刻蝕液要使用酸系的FeCl2。
此外，圖1(C)所示的電路板7，是布線圖形6的表面在其整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層4a覆蓋起來的電路板，可以作為倒裝芯片連接用電路板通用化。
因此，倘采用這樣的構(gòu)成，在使用上述的安裝方法的情況下，由于布線圖形6的表面在其整個(gè)面的范圍內(nèi)都被熱塑樹脂涂層4a覆蓋起來，故可以得到耐濕性良好的密封構(gòu)造和拉伸強(qiáng)度高的粘接構(gòu)造。就是說，位于布線圖形6上邊的電極區(qū)域10附近的熱塑樹脂涂層4a主要對(duì)超聲波鍵合部分的密封作用作出貢獻(xiàn)的同時(shí)，位于電極區(qū)域以外的部分的熱塑樹脂涂層4a則對(duì)于半導(dǎo)體芯片8本體與電路板7之間的粘接作用作出貢獻(xiàn)。
此外，圖1(B)、(C)所示的電路板的制造方法，換句話說，是作為在用刻蝕工藝形成布線圖形時(shí)使用的刻蝕掩模使用熱塑樹脂的制造方法，可以作為倒裝芯片連接用電路板的制造方法通用化。
如上所述，倘采用這樣的構(gòu)成，由于在用來形成布線圖形的刻蝕工藝中使用的刻蝕掩模材料原封不動(dòng)地變成為覆蓋導(dǎo)電圖形的表面的熱塑樹脂涂層，故不需要另外的涂層形成工序，不需要花費(fèi)時(shí)間和勞力，可以低價(jià)格地進(jìn)行制造。
最后，歸納起來講一下本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片的安裝方法的作用效果。就是說，倘采用以上的安裝方法，則(1)在布線形成工序中，不需要有另外的工序剝離在刻蝕加工中使用的絕緣性光刻膠，因而可以低價(jià)格化。
(2)此外，由熱塑樹脂構(gòu)成的絕緣性光刻膠，在半導(dǎo)體芯片的正下邊可以用做粘接劑，因而可以增強(qiáng)用超聲波進(jìn)行的半導(dǎo)體的安裝強(qiáng)度。
(3)此外可以用樹脂材料密封凸點(diǎn)周邊，因而可以提高凸點(diǎn)連接部分的耐濕可靠性。
(4)不再需要在現(xiàn)有方法中必需的具有上述目的的樹脂材料，因而可以降低材料的價(jià)格。
(5)可以借助于用超聲波振動(dòng)進(jìn)行的凸點(diǎn)、布線圖形間的擴(kuò)散鍵合，得到確實(shí)的端子間連接。
(6)可以在1～2秒以內(nèi)執(zhí)行超聲波鍵合、熱塑樹脂的熔融，因而可以縮短制造時(shí)間。
其次，邊參看圖5～圖10邊對(duì)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體的制造方法的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。另外該數(shù)據(jù)載體，是一種作為航空標(biāo)簽、物流管理用標(biāo)記、無人剪票用月票等發(fā)揮作用的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體。因此，該數(shù)據(jù)載體的構(gòu)成為使把構(gòu)成天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形保持在薄膜、薄片狀、薄板狀的絕緣基體上構(gòu)成的數(shù)據(jù)載體本體，和把構(gòu)成發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體裸片安裝到薄膜、薄片狀、薄板狀的電路板的布線圖形上邊構(gòu)成的電子元件組件形成一個(gè)整體。
圖5示出了數(shù)據(jù)載體的實(shí)施例的一個(gè)例子。如圖5所示，該數(shù)據(jù)載體DC，具有把10微米厚的銅箔制渦旋狀導(dǎo)電圖形(相當(dāng)于天線線圈)102保持在25微米厚的PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)制基體101的單面上構(gòu)成的數(shù)據(jù)載體本體100，和把裸片IC202安裝在70微米厚的玻璃環(huán)氧樹脂制小片201上(在圖6為下表面一側(cè))構(gòu)成的電子元件組件200。然后電子元件組件200被裝載到數(shù)據(jù)載體本體100上邊，使得該小片201跨接在構(gòu)成渦旋狀導(dǎo)電圖形的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體束102a(換句話說，進(jìn)行交叉)，而且，與渦旋狀導(dǎo)電圖形102之間的電連接，可以在渦旋狀導(dǎo)電圖形102的內(nèi)周端子103與外周端子104處進(jìn)行。
圖6的擴(kuò)大剖面圖示出了電子元件組件200的安裝構(gòu)造。以下依次詳細(xì)地說明圖5和圖6所示的數(shù)據(jù)載體本體100和電子元件組件200的制造方法。
圖7示出了構(gòu)成天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形102的制造工序的一個(gè)例子。參照該圖說明形成在PET薄膜制基體101的單面上構(gòu)成天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形102的工序。
(工序A)首先，開始準(zhǔn)備Cu-PET疊層基體。作為一個(gè)例子，中間存在著尿烷系粘接劑把10微米厚的銅箔303重疊到25微米厚的PET薄膜302的單面上，在150℃、壓力5kg/cm2的條件下經(jīng)過熱層壓以進(jìn)行疊層粘接。借助于此，制成把銅箔303粘接到PET薄膜302的表面上的Cu-PET疊層材料301。
(工序B)其次，在Cu-PET疊層材料301的銅箔303的表面上邊形成渦旋狀的刻蝕光刻膠圖形304。就是說，用例如膠版印刷法向銅箔303上邊，具有作為線圈的特性要得到所必須的L值、Q值的匝數(shù)、線寬、節(jié)距和內(nèi)外周的渦旋狀地印刷絕緣性的刻蝕光刻膠墨水。作為這時(shí)的先刻膠墨水，使用用熱或激活能量射線進(jìn)行硬化的墨水。作為激活能量射線，使用紫外線或電子射線，在使用紫外線的情況下，向光刻膠墨水內(nèi)放入光聚合劑后再使用。
(工序C)在進(jìn)行與Cu-PET疊層材料301的銅箔303的表面上邊的電子元件組件200的電極之間的電連接的位置上，用導(dǎo)電性墨水形成必要的電極形狀的導(dǎo)電性刻蝕光刻膠圖形305a、305b(圖25的103、104)。該光刻膠圖形305a、305b的形成，用與上述工序同樣的膠版印刷進(jìn)行，作為光刻膠墨水，使用用120℃、大約20分鐘的熱處理進(jìn)行硬化的熱硬化性導(dǎo)電粘接劑。另外，該工序中的導(dǎo)電性墨水的印刷，也可以使用一般情況下使用的絲網(wǎng)漏印法，此外，作為墨水材料也可以使用向例如Ag粒子與熱可塑性粘接劑的混合物內(nèi)放入了光聚合劑的材料或焊料膏等。
(工序D)其次，用進(jìn)行眾所周知的刻蝕工藝的辦法從305a、305b露出來的銅箔部分306，形成將成為天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形(圖5中的102)。在進(jìn)行該刻蝕工藝時(shí)，作為刻蝕液，在溫度50℃使用FeCl2(120g/l)除去銅箔303。一般地說若不除去在上述工序B中形成的刻蝕光刻膠，則不能把電子元件組件安裝到電路上邊，就是說不能安裝到構(gòu)成天線線圈的渦旋狀圖形上邊，但在本發(fā)明中，就象在先前的工序C中說明的那樣，具有導(dǎo)電性的光刻膠圖形305a、305b，采用把電子部件安裝到該位置上的辦法，就不需要除去刻蝕光刻膠。就是說，倘采用本發(fā)明，則可以省略刻蝕光刻膠的剝離工序，用絕緣性墨水形成的刻蝕光刻膠304，還具有也作為銅箔制電路圖形的表面保護(hù)膜發(fā)揮作用的效果。
(工序E)最后，在本實(shí)施例中，沖壓加工可以插入后邊要講的電子元件組件的凸部(鑄封部分411)的透孔307。借助于以上的那些工序，將完成把將成為天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形308(102)保持在PET薄膜制基體302(101)的單面上的數(shù)據(jù)載體本體100。
其次，圖8示出了電子元件組件200的制造工序的一個(gè)例子。另外。圖8所示的內(nèi)容，除去在最終工序中用鑄封411樹脂密封裸片408以及在與數(shù)據(jù)載體本體100之間的連接用電極部分上配置導(dǎo)電性光刻膠412之外，與先前參看圖1說明的內(nèi)容是一樣的。
在該工序中，制造構(gòu)成薄膜電路板的原材的Al-PET疊層材料401。該Al-PET疊層材料401，可以這樣地形成例如中間存在著尿烷系粘接劑把35微米厚的硬質(zhì)鋁箔403重疊到25微米厚的PET薄膜402的單面(在圖中為上表面)上，在150℃、壓力5kg/cm2的條件下經(jīng)過熱層壓后，再經(jīng)過疊層粘接工序。
在該工序中，在Al-PET疊層材料401的硬質(zhì)鋁箔403的表面上，形成所希望的刻蝕光刻膠圖形404。該刻蝕光刻膠圖形404的形成，可以用照相凹版印刷等的方法把在例如150℃左右的溫度下熔融的聚烯烴的熱塑樹脂制粘接劑涂敷到硬質(zhì)鋁箔403的表面上，厚度大約4～6微米左右的辦法進(jìn)行。該涂敷厚度理想的是根據(jù)所要裝載的裸片的凸點(diǎn)大小和形狀進(jìn)行調(diào)整。除此之外，在該工序中，在數(shù)據(jù)載體本體100的端子焊盤部分305a、305b之間的連接部分上配置所需要的電極形狀的導(dǎo)電性刻蝕光刻膠圖形412a、412b。該光刻膠圖形305a、305b的形成用與上述工序同樣的膠版印刷進(jìn)行，作為光刻膠墨水，也可以使用一般情況下使用的絲網(wǎng)漏印法，此外，作為墨水材料也可以使用向例如Ag粒子與熱可塑性粘接劑的混合物內(nèi)放入了光聚合劑的材料或焊料膏等。
在該工序中，用以前眾所周知的刻蝕工藝除去從刻蝕光刻膠圖形404露出來的鋁箔部分的辦法，形成由硬質(zhì)鋁箔403構(gòu)成的布線圖形406。該布線圖形406的形成，可以采用把從刻蝕光刻膠圖形404露出來的鋁箔部分405，在溫度50℃下浸泡到作為刻蝕液的NaOH(120g/l)中的辦法進(jìn)行。在該工序中得到的電路板407的表面上出現(xiàn)由硬質(zhì)鋁箔403構(gòu)成的布線圖形406。此外，布線圖形406的表面，在整個(gè)面的范圍內(nèi)被作為刻蝕光刻膠圖形(刻蝕掩模)404使用的聚烯烴的熱塑樹脂制粘接劑覆蓋起來。換句話說，該布線圖形406的至少是電極區(qū)域(與后邊要講的半導(dǎo)體裸片之間的預(yù)定連接區(qū))的表面，被熱塑樹脂涂層404a覆蓋起來。
在該工序中，在供給超聲波的同時(shí)，把半導(dǎo)體裸片408安裝到電路板407上邊。該工序包括在加熱覆蓋布線圖形406上邊的電極區(qū)域410的熱塑樹脂涂層404a并使之熔融的狀態(tài)下，邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體裸片408的凸點(diǎn)409推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層404a上邊的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層404a，使凸點(diǎn)409與電極區(qū)域410進(jìn)行接觸的工序(第1工序)；在上述凸點(diǎn)409與電極區(qū)域410已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)409與電極區(qū)域410進(jìn)行超聲波鍵合的工序(第2工序)。
就是說，半導(dǎo)體裸片408，厚度為150微米，可以作為使作為連接用的金屬端子的凸點(diǎn)409從其底面突出出來的所謂的表面安裝式部件構(gòu)成。在第1工序中，該凸點(diǎn)(例如用金構(gòu)成)409在加上超聲波振動(dòng)的狀態(tài)下借助于150℃的加熱被推壓到熔融的熱塑樹脂涂層404a上。這樣一來，熔融的熱塑樹脂涂層404a就借助于凸點(diǎn)409的超聲波振動(dòng)，從凸點(diǎn)409的頂端位置往后推壓而被除去，此外鋁箔布線圖形406表面上邊的氧化物層等也借助于振動(dòng)被機(jī)械性地除去。其結(jié)果是，凸點(diǎn)409與布線圖形406的電極區(qū)域410被迫進(jìn)行接觸。在第2工序中，然后再借助于由振動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱加熱凸點(diǎn)409和布線圖形的電極區(qū)域410形成金原子已擴(kuò)散到鋁箔內(nèi)的金屬熔敷部分，完成兩者的超聲波鍵合。
以上的第1和第2工序，采用把半導(dǎo)體裸片408配置到規(guī)定位置上后，在例如負(fù)荷壓力0.2kg/mm2下，加上頻率為63KHz超聲波振動(dòng)的辦法來完成。
在該工序中，采用除去在提供給電路板的150℃的加熱的辦法，借助于自然冷卻或強(qiáng)制冷卻，使熔融的熱塑樹脂涂層404a再次硬化，在半導(dǎo)體裸片408本體與布線圖形406之間進(jìn)行粘接。就是說，采用使填滿于半導(dǎo)體裸片408的底面與電路板407之間的處于熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層404a冷卻固化的辦法，使半導(dǎo)體裸片408與電路板407牢固地進(jìn)行粘接固定。然后，半導(dǎo)體裸片408，根據(jù)需要用眾所周知的手法形成鑄封部分411。
其次，邊參看圖9邊說明把電子元件組件200安裝到數(shù)據(jù)載體本體100上邊使得其絕緣性小片201跨接構(gòu)成渦旋狀導(dǎo)電圖形102的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體束102a，而且，隔離成渦旋狀導(dǎo)電圖形102的內(nèi)周一側(cè)和外周一側(cè)單獨(dú)進(jìn)行與渦旋狀導(dǎo)電圖形之間的電連接的步驟。
(工序A)首先，把電子元件組件200裝載到數(shù)據(jù)載體本體100上邊，使得電子元件組件200的電子部件裝載面與數(shù)據(jù)載體本體100的導(dǎo)電圖形形成面面對(duì)面，而且使得電子元件組件200跨接構(gòu)成渦旋狀導(dǎo)電圖形的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體束102a(換句話說，進(jìn)行交叉)。這時(shí)，覆蓋作為電子部件的裸片408的鑄封部分411就被收容于在數(shù)據(jù)載體本體100一側(cè)形成了開口的孔307內(nèi)。此外，在電子元件組件200一側(cè)，將成為對(duì)裸片408的凸點(diǎn)409、409導(dǎo)通的一對(duì)鋁箔區(qū)域406、406的電極區(qū)域的導(dǎo)電性光刻膠區(qū)域412a、412b，在數(shù)據(jù)載體本體100一側(cè)位于一對(duì)導(dǎo)電性光刻膠圖形305a、305b的正上邊。即，結(jié)果變成為電子元件組件200一側(cè)的銅箔區(qū)域406、406與數(shù)據(jù)載體本體100一側(cè)的導(dǎo)電性光刻膠圖形305a、305b中間存在著導(dǎo)電性光刻膠區(qū)域412、412相互對(duì)峙。
(工序B)其次，使在160℃加熱的加壓頭501a、501b從電子元件組件200上邊特別是推壓到一對(duì)導(dǎo)電性導(dǎo)電性光刻膠圖形305a、305b上，負(fù)荷壓力為21.7kg，時(shí)間為20秒。這時(shí)，作為熱可塑性粘接劑涂層的導(dǎo)電性光刻膠圖形局部熔融軟化，粘接固定對(duì)電子元件組件200的端子區(qū)域406、406導(dǎo)通的光刻膠區(qū)域412a、412b和電子元件組件100一側(cè)的導(dǎo)電性光刻膠圖形305a、305b。另一方面，由于熱塑樹脂涂層404a部分，在保持絕緣不變的狀態(tài)下，可以在電子元件組件200與數(shù)據(jù)載體本體100之間的鍵合中利用，此外，渦旋狀導(dǎo)電圖形102的表面的刻蝕光刻膠304作為絕緣材料殘留下來，故結(jié)果就變成為電子元件組件200的絕緣基體小片402(201)上邊的布線圖形(未畫出來)兼用做連結(jié)渦旋狀導(dǎo)電圖形102的內(nèi)外周的飛線構(gòu)件。其結(jié)果是，即便不象現(xiàn)有構(gòu)造那樣，使用飛線構(gòu)件或背面布線圖形等，也可以進(jìn)行渦旋狀導(dǎo)電圖形102與裸片408之間的電連接。
其次，邊參看圖10～圖12，邊對(duì)本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體的制造方法的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，該數(shù)據(jù)載體也是作為航空標(biāo)簽、物流管理用標(biāo)記、無人剪票用月票等發(fā)揮作用的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體。因此，該數(shù)據(jù)載體也與參看圖5所說明的上述的例子一樣，其構(gòu)成為使把構(gòu)成天線線圈的金屬箔圖形保持在薄膜樹脂基體上構(gòu)成的數(shù)據(jù)載體本體，和把構(gòu)成發(fā)送接收電路或存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體裸片安裝到薄膜樹脂制基體表面的鋁箔布線圖形上邊構(gòu)成的電子元件組件形成一個(gè)整體。
構(gòu)成天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形102(圖5)的制造工序的一個(gè)例子示于圖10。參看該圖說明在PET薄膜制基體101(圖5)的單面上形成將成為天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形102(圖5)時(shí)的制造工序。
(工序A)首先，在最初，先準(zhǔn)備Cu-PET疊層基體1。作為一個(gè)例子，中間存在著尿烷系粘接劑把10微米厚的銅箔303重疊到25微米厚的PET薄膜的單面上，在150℃、壓力5kg/cm2的條件下經(jīng)過熱層壓以進(jìn)行疊層粘接。借助于此，制成把銅箔603粘接到PET薄膜602(101)的表面上的Cu-PET疊層材料601。
(工序B)其次，在Cu-PET疊層材料601的銅箔603的表面上邊形成渦旋狀的刻蝕光刻膠圖形604。就是說，用例如膠版印刷法向銅箔303上邊，具有作為線圈的特性要得到所必須的L值、Q值的匝數(shù)、線寬、節(jié)距和內(nèi)外周的渦旋狀地印刷絕緣性的刻蝕光刻膠墨水。作為這時(shí)的光刻膠墨水，使用用熱或激活能量射線進(jìn)行硬化的墨水。作為激活能量射線，使用紫外線或電子射線，在使用紫外線的情況下，向光刻膠墨水內(nèi)放入光聚合劑后再使用。
(工序C)采用用眾所周知的刻蝕法除去從借助于上述工序形成的刻蝕光刻膠圖形604露出來的銅箔部分603a的辦法，形成構(gòu)成天線線圈的渦旋狀導(dǎo)電圖形605和內(nèi)外周的端子焊盤606a、606b。在進(jìn)行該刻蝕工藝時(shí)，作為刻蝕液，在50℃的條件下，使用FeCl2(120g/l)刻蝕除去必要的銅箔部分(Cu)。
然后，一般地說若不除去在上述工序(B)中形成的刻蝕光刻膠，則不能把電子元件組件安裝到電路上邊，就是說不能安裝到構(gòu)成天線線圈的渦旋狀圖形上邊，但在本發(fā)明中，由于位于預(yù)定鍵合部位606a、606b上的刻蝕光刻膠被后邊要講的鍵合時(shí)的超聲波進(jìn)行的機(jī)械性的摩擦除去，故不需要除去絕緣性光刻膠604。就是說，倘采用本發(fā)明，則可以省略刻蝕光刻膠604的剝離工序，此外，刻蝕光刻膠304，還具有也作為銅箔制導(dǎo)電圖形605的表面保護(hù)膜發(fā)揮作用的效果。
其次，圖11示出了電子元件組件200的制作工序的一個(gè)例子。

在該工序中，制造構(gòu)成薄膜電路板的原材的Al-PET疊層材料701。該Al-PET疊層材料701，可以這樣地形成例如中間存在著尿烷系粘接劑把35微米厚的硬質(zhì)鋁箔703重疊到25微米厚的PET薄膜702的單面(在圖中為上表面)上，在150℃、壓力5kg/cm2的條件下經(jīng)過熱層壓后，再經(jīng)過疊層粘接工序。
在該工序中，在Al-PET疊層材料701的硬質(zhì)鋁箔703的表面上，形成所希望的刻蝕光刻膠圖形704。該刻蝕光刻膠圖形704的形成，可以用照相凹版印刷等的方法把在例如150℃左右的溫度下熔融的聚烯烴的熱塑樹脂制粘接劑涂敷到硬質(zhì)鋁箔703的表面上，厚度大約4～6微米左右的辦法進(jìn)行。該涂敷厚度理想的是根據(jù)所要裝載的裸片的凸點(diǎn)大小和形狀進(jìn)行調(diào)整。
在該工序中，用以前眾所周知的刻蝕工藝除去從刻蝕光刻膠圖形704露出來的鋁箔部分的辦法，形成由硬質(zhì)鋁箔703構(gòu)成的布線圖形706。該布線圖形706的形成，可以采用把從刻蝕光刻膠圖形704露出來的鋁箔部分705，在溫度50℃下浸泡到作為刻蝕液的NaOH(120g/l)中的辦法進(jìn)行。在該工序中得到的電路板707的表面上出現(xiàn)由硬質(zhì)鋁箔703構(gòu)成的布線圖形706。此外，布線圖形706的表面，在整個(gè)面的范圍內(nèi)被作為刻蝕光刻膠圖形(刻蝕掩模)704使用的聚烯烴的熱塑樹脂制粘接劑覆蓋起來。換句話說，該布線圖形706的至少是電極區(qū)域(與后邊要講的半導(dǎo)體裸片之間的預(yù)定連接區(qū))的表面，被熱塑樹脂涂層704a覆蓋起來。
在該工序中，在供給超聲波的同時(shí)，把半導(dǎo)體裸片708安裝到電路板707上邊。該工序包括在加熱覆蓋布線圖形706上邊的電極區(qū)域710的熱塑樹脂涂層704a并使之熔融的狀態(tài)下，邊施加超聲波邊把半導(dǎo)體裸片708的凸點(diǎn)709推壓到處于該熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層704a上邊的辦法，往后推壓熔融的熱塑樹脂涂層704a，使凸點(diǎn)709與電極區(qū)域710進(jìn)行接觸的工序(第1工序)；在上述凸點(diǎn)709與電極區(qū)域710已進(jìn)行接觸的狀態(tài)下，采用連續(xù)地施加超聲波的辦法，使凸點(diǎn)709與電極區(qū)域710進(jìn)行超聲波鍵合的工序(第2工序)。
就是說，半導(dǎo)體裸片708，厚度為150微米，可以作為使作為連接用的金屬端子的凸點(diǎn)709從其底面突出出來的所謂的表面安裝式部件構(gòu)成。在第1工序中，該凸點(diǎn)(例如用金構(gòu)成)709在加上超聲波振動(dòng)的狀態(tài)下借助于150℃的加熱被推壓到熔融的熱塑樹脂涂層704a上。這樣一來，熔融的熱塑樹脂涂層704a就借助于凸點(diǎn)709的超聲波振動(dòng)，從凸點(diǎn)709的頂端位置往后推壓而被除去，此外鋁箔布線圖形706表面上邊的氧化物層等也借助于振動(dòng)被機(jī)械性地除去。其結(jié)果是，凸點(diǎn)709與布線圖形706的電極區(qū)域710被迫進(jìn)行接觸。在第2工序中，然后再借助于由振動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱加熱凸點(diǎn)709和布線圖形的電極區(qū)域710形成金原子已擴(kuò)散到鋁箔內(nèi)的金屬熔敷部分，完成兩者的超聲波鍵合。
以上的第1和第2工序，采用把半導(dǎo)體裸片708配置到規(guī)定位置上后，在例如負(fù)荷壓力0.2kg/mm2下，加上頻率為63KHz超聲波振動(dòng)的辦法來完成。
在該工序中，采用除去在提供給電路板的150℃的加熱的辦法，借助于自然冷卻或強(qiáng)制冷卻，使熔融的熱塑樹脂涂層704a再次硬化，在半導(dǎo)體裸片708本體與布線圖形706之間進(jìn)行粘接。就是說，采用使填滿于半導(dǎo)體裸片708的底面與電路板707之間的處于熔融狀態(tài)的熱塑樹脂涂層704a冷卻固化的辦法，使半導(dǎo)體裸片708與電路板707牢固地進(jìn)行粘接固定。然后，半導(dǎo)體裸片708，根據(jù)需要用眾所周知的手法形成鑄封部分711。用以上的工序，完成電子元件組件707。
其次，根據(jù)圖12說明把電子元件組件707安裝到數(shù)據(jù)載體607上邊與天線線圈電連接的工序。該工序用超聲波鍵合技術(shù)進(jìn)行。
(工序A)首先，在電子部件一側(cè)的預(yù)定鍵合部位708a、708b和作為數(shù)據(jù)載體本體一側(cè)的預(yù)定鍵合部位的606a、606b互相面對(duì)面的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)下，把電子元件組件707裝載到數(shù)據(jù)載體本體607的上邊。
(工序B)接著，邊加負(fù)荷壓力P(0.2kg/mm2)、頻率V(40KHz)的超聲波振動(dòng)邊把整體下降的一對(duì)加壓頭801、802推壓到電子元件組件707的預(yù)定鍵合部位708a、708b的正上部，時(shí)間為T(0.5秒)。另外803、804是與加壓頭9、10面對(duì)面配置的砧座。
一般地說，所謂鍵合，是采用使原子接近到使要進(jìn)行結(jié)合的金屬的表面的原子彼此間引力發(fā)生相互作用的那樣的距離(幾個(gè))，而且，整個(gè)面的原子形成有秩序的排列起來進(jìn)行接觸的辦法產(chǎn)生的。然而，由于通常金屬的表面被氧化物、吸附氣體等的薄的表面層覆蓋了起來，故妨礙金屬原子的接近，不能產(chǎn)生充分的鍵合力。
于是，在超聲波鍵合法中，采用借助于用上述那樣的方法進(jìn)行的超聲波振動(dòng)除去金屬表面層，然后再起勁地使原子進(jìn)行振動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散的辦法，使電子元件組件的端子和天線線圈一側(cè)的端子進(jìn)行粘接固定。
此外，本方法如上所述是以借助于超聲波振動(dòng)除去金屬的表面層以實(shí)現(xiàn)鍵合的原理為基礎(chǔ)的方法，即便是用圖12的工序(B)，在保持原樣不剝離在導(dǎo)電圖形的端子焊盤606a、606b上邊形成的絕緣性刻蝕光刻膠704的狀態(tài)下實(shí)施該鍵合工序，也可以在電子元件組件707一側(cè)與數(shù)據(jù)載體本體一側(cè)之間得到充分的電學(xué)接合特性和機(jī)械接合特性。借助于以上的工序，就可以完成本發(fā)明的薄膜數(shù)據(jù)載體DC(參見圖5)。
另外，在以上所說明的實(shí)施例中，例如采用在與加壓頭801、802面對(duì)面的砧座803、804的端面上，設(shè)置與熔敷部分形狀對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹凸的同時(shí)，調(diào)整加壓頭801、802的推壓時(shí)間的辦法，就可以使與突部對(duì)應(yīng)起來局部地產(chǎn)生金屬的塑性流動(dòng)，使被已除去了金屬層的部分圍起來的那些樹脂層借助于超聲波振動(dòng)而進(jìn)行熔敷。特別是在同時(shí)使用這樣的金屬熔敷和樹脂熔敷的情況下，由于會(huì)提高電子元件組件的機(jī)械性的粘接強(qiáng)度，故在數(shù)據(jù)載體為易于受到象航空標(biāo)簽或物流管理用標(biāo)記等那樣的粗暴對(duì)待的產(chǎn)品時(shí)是有效的。
這樣完成的薄膜數(shù)據(jù)載體，由于使用電磁場(chǎng)作為讀取媒體，在讀取時(shí)基本上不受距離和方向等的制約。具體來講，由于在讀取的方向性上受到制約的程度約為100～1000mm，故能夠確實(shí)地讀取半導(dǎo)體內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
用本實(shí)施例制造的薄膜數(shù)據(jù)載體的耐濕試驗(yàn)結(jié)果(溫度86℃、濕度85％)示于圖13。如該圖所示，經(jīng)過了250個(gè)小時(shí)的耐濕試驗(yàn)后的通信距離的變動(dòng)為±10％以內(nèi)，作為凸點(diǎn)連接部分的耐濕可靠性，被認(rèn)為可以得到充分的值。
從以上的說明可知，倘采用本發(fā)明，則可以提供一種由可以把半導(dǎo)體芯片迅速地、電學(xué)連接和機(jī)械連接都確實(shí)地、進(jìn)而低價(jià)格地安裝到電路板上邊的倒裝芯片連接方式實(shí)施的半導(dǎo)體芯片的安裝方法。
此外，倘采用本發(fā)明，則可以提供一種可以低價(jià)格地大量生產(chǎn)作為航空標(biāo)簽、物流管理用標(biāo)記、無人剪票用月票等發(fā)揮作用的電磁波可讀數(shù)據(jù)載體的數(shù)據(jù)載體的制造方法。
權(quán)利要求
1.倒裝芯片連接用電路板，包括位于薄膜基體上的布線圖形；以及覆蓋所述布線圖形表面的熱塑樹脂涂層，其中，該熱塑樹脂涂層作為在用刻蝕工藝形成布線圖形時(shí)使用的掩模部件。
2.權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于所述熱塑樹脂為聚烯烴樹脂。
3.權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于所述熱塑樹脂為聚醚樹脂。
4.倒裝芯片連接用電路板的制造方法，包括以下步驟在薄膜基體上疊層金屬箔；在金屬箔上形成熱塑樹脂涂層，使該熱塑樹脂涂層形成為預(yù)定形狀的布線圖形；以及刻蝕未形成熱塑樹脂涂層的金屬箔部分來形成布線圖形。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述熱塑樹脂為聚烯烴樹脂。
6.權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述熱塑樹脂為聚醚樹脂。
全文摘要
高速有效低成本地以倒裝芯片連接方式實(shí)施的半導(dǎo)體芯片的安裝中所使用的倒裝芯片連接用電路板及其制造方法，該電路板包括位于薄膜基體上的布線圖形；以及覆蓋所述布線圖形表面的熱塑樹脂涂層，其中，該熱塑樹脂涂層作為在用刻蝕工藝形成布線圖形時(shí)使用的掩模部件。該制造方法包括以下步驟在薄膜基體上疊層金屬箔；在金屬箔上形成熱塑樹脂涂層，使該熱塑樹脂涂層形成為預(yù)定形狀的布線圖形；以及刻蝕未形成熱塑樹脂涂層的金屬箔部分來形成布線圖形。
文檔編號(hào)H05K3/32GK1529544SQ20041000593
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2000年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月24日
發(fā)明者川井若浩 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社