JP2002231759A - Icチップの実装方法 - Google Patents

Icチップの実装方法

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JP2002231759A
JP2002231759A JP2001024164A JP2001024164A JP2002231759A JP 2002231759 A JP2002231759 A JP 2002231759A JP 2001024164 A JP2001024164 A JP 2001024164A JP 2001024164 A JP2001024164 A JP 2001024164A JP 2002231759 A JP2002231759 A JP 2002231759A
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electron beam
antenna
conductive
resin
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Toru Maruyama
徹 丸山
Yasuhiro Endo
康博 遠藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な熱圧装置を用いることなく、ICチッ
プが所定の実装位置からずれたりすることなくICチッ
プを確実に実装できるICチップの実装方法の提供。 【解決手段】 基材に形成されたアンテナの一対の端子
部を導電粘着剤を用いて形成し、この端子部間にICチ
ップを粘着し硬化させてICチップを実装する方法であ
って、前記導電粘着剤として導電性粉末と電子線により
硬化する化合物を含む電子線硬化型成分とを含むタック
性を有する電子線硬化型導電粘着剤を用い、ICチップ
を所定の位置に粘着した後、電子線を照射して硬化させ
て実装することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICチップの実装
方法に関するものであり、さらに詳しくは非接触型IC
タグなどの非接触型データ送受信体のアンテナに接着剤
を用いて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タ
グなどのように非接触状態でデータの送受信を行ってデ
ータの記録、消去などが行なえる情報記録メディア(R
F−ID(RadioFrequency IDent
ification))の用途に用いられる非接触型デ
ータ送受信体は、フィルム状やシート状の基材上にアン
テナを配置し、そのアンテナにICチップを実装した構
成を有している。この非接触型データ送受信体のアンテ
ナにあっては、導電ペーストにより印刷形成していると
ともに、ICチップにあっては基材のチップ実装部位に
位置しているアンテナの一対の端子部に突き刺さって導
通を図るバンプを備えたものが採用されている。
【0003】例えば、従来は、図3に示すようにフィル
ム状やシート状の基材1上に導電ペーストにより印刷し
て形成されたアンテナ2の端子部3の上にNCF(Non-
Conductive Film、絶縁フィルム)あるいはNCP(Non
-Conductive Paste、絶縁ペースト)(絶縁性接着剤)
4−1を配置し、その上方から熱圧装置(フリップチッ
プボンダ)で加圧してICチップのバンプ5を突き刺し
た後、加熱して硬化させてバンプ5とアンテナ2の端子
部3の導通を図り、ICチップを実装していた。
【0004】また、図2に示すようにフィルム状やシー
ト状の基材1上に導電ペーストにより印刷して形成され
たアンテナ2の端子部3の上にACF(Anisotropic Co
nductive Film、異方性導電フィルム)あるいはACP
(Anisotropic Conductive Paste、異方性導電ペース
ト)(導電性接着剤)4−2を配置し、その上方から熱
圧装置(フリップチップボンダ)で加圧してICチップ
のバンプ5を突き刺した後、加熱して硬化させてバンプ
5とアンテナ2の端子部3の導通を図り、ICチップを
実装していた。6は導電性粒子である。
【0005】また、図1に示すようにフィルム状やシー
ト状の基材1上に導電ペーストにより印刷して形成され
たアンテナ2の端に導電接着剤を用いて端子部3を形成
し、その上方から熱圧装置(フリップチップボンダ)で
加圧してICチップのバンプ5を突き刺した後、加熱し
て導電接着剤を用いて形成された端子部3を硬化させて
バンプ5とアンテナ2の端子部3の導通を図り、ICチ
ップを実装していた。
【0006】このようにICチップをアンテナに接続さ
せる際に接着剤を用いる理由は、その接着剤を用いずに
圧着のみとした場合、ICチップが確実に固定されるま
で圧着力を高めるとアンテナの変形による接触不良やア
ンテナ短絡などが生じ易くなり、また、ICチップを取
り付けた基材に曲げなどの外力が加わった際にICチッ
プの外れが生じる可能性があるためであり、アンテナへ
の接続の信頼性は主にこの接着剤に多くを依存してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ICチップの実装方法でICチップを実装すると、IC
チップを高価な熱圧装置を用いて加圧して所定の実装位
置にICチップのバンプ5を突き刺し、加熱硬化させる
が、その間に、ICチップが所定の実装位置からずれた
りする問題があった。
【0008】また、バンプ5とアンテナ2の端子部3の
接続が導電性粒子6を介したり、あるいはバンプ5とア
ンテナ2の端子部3の直接の接触によって行われるため
に、接続がピンポイントとなったりあるいはそれに近い
状態で行われるために電気抵抗が高くなるとともに物理
的衝撃、振動などにより導通が切断されるという問題が
あり、特に印刷法で形成されたアンテナ2の場合にはこ
の導通切断の問題が大きな問題であった。
【0009】また、硬化・接着が基本的に熱伝導による
ため処理時間短縮に限界があり、また、基材が熱により
変形したり劣化したりするのを避けることができないと
いう問題があった。
【0010】そこで本発明の目的は、従来の諸問題を解
決し、高価な熱圧装置を用いることなく、ICチップが
所定の実装位置からずれたりする問題がなくなるととも
に万一ずれてもICチップを所定の実装位置に容易に戻
すことが可能であり、物理的衝撃、振動などにより導通
が切断される問題がなく、かつ基材が熱により変形した
り劣化したりせずに、アンテナの端子部とICチップの
バンプとの間の接触が良好で電気抵抗値が低い状態を維
持した状態でICチップを低コストでアンテナに確実に
接続できるICチップの実装法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は上記
課題を考慮してなされたもので、基材に形成されたアン
テナの一対の端子部を導電粘着剤を用いて形成し、この
端子部間にICチップを粘着し硬化させてICチップを
実装する方法であって、前記導電粘着剤として導電性粉
末と電子線により硬化する化合物を含む電子線硬化型成
分とを含むタック性を有する電子線硬化型導電粘着剤を
用い、ICチップを所定の位置に粘着した後、電子線を
照射して硬化させて実装することを特徴とするICチッ
プの実装方法に関するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】つぎに本発明を詳細に説明する。
本発明の一実施形態を図1を用いて説明する。本発明に
おいては、図1に示すようにフィルム状やシート状の基
材1上に導電ペーストにより印刷して形成されたアンテ
ナ2の端に導電粘着剤を用いて端子部3を形成する。こ
の導電粘着剤として、導電性粉末と電子線により硬化す
る化合物を含む電子線硬化型成分とを含むタック性を有
する電子線硬化型導電粘着剤を用いることが肝要であ
る。この導電粘着剤を用いて形成された端子部3は柔軟
性を有するとともにタック性を有するので、高価な熱圧
装置(フリップチップボンダ)などの特別な装置を用い
ることなくその上方から所定の実装位置にICチップの
バンプ5を容易に突き刺して配設することができる。
【0013】本発明でいう導電粘着剤のタック性とは、
ICチップのバンプ5を極めて低い圧で端子部3に突き
刺して接触させると、極めて短時間に測定可能な強度を
もつ結合が形成されて粘りつくタッキネスを有するとい
う意味であり、配設されたICチップは端子部3に粘り
つき多少の衝撃や振動があっても所定の実装位置からず
れたりしない。この段階で万一ICチップが所定の実装
位置からずれた場合は、配設したICチップを取り外す
ことができ、取り外したのち再度所定の実装位置にIC
チップのバンプ5を突き刺して配設することができる。
【0014】このようにして所定の実装位置にICチッ
プを配設した後、端子部3に上方からあるいは基材1の
下方からあるいはこれらの両方向から、あるいは横方向
から電子線を照射して端子部3を硬化させてバンプ5と
アンテナ2の端子部3の導通および固定を図り、ICチ
ップを実装する。
【0015】電子線硬化(フリーラジカル重合)に一般
に使用される電子線のエネルギーは低エネルギーのもの
でも150〜300KeV程度と大きく、照射と同時に
重合・架橋の反応が開始されるので、開始剤や増感剤を
添加する必要がなく、数分の1秒またはそれ以下で硬化
が完了する。そして10Mrad以下の電子線の場合は
熱の影響がほとんど問題にならないので、基材が熱によ
り変形したり劣化したりするのを避けることができ、ま
た処理時間短縮が可能となるので低コストでの量産が可
能となる。
【0016】本発明で用いる電子線により硬化する化合
物としては、例えば、公知の光重合性モノマーおよび/
または光重合性オリゴマーから任意に選んで用いること
ができる。このような光重合性モノマーとしては、具体
的には、例えばアクリル酸やメタクリル酸などの不飽和
カルボン酸又はそのエステル、例えばアルキル−、シク
ロアルキル−、ハロゲン化アルキル−、アルコキシアル
キル−、ヒドロキシアルキル−、アミノアルキル−、テ
トラヒドロフルフリル−、アリル−、グリシジル−、ベ
ンジル−、フェノキシ−アクリレート及びメタクリレー
ト、アルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリ
コールのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリ
レート、ペンタエリトリットテトラアクリレート及びメ
タクリレートなど、アクリルアミド、メタクリルアミド
又はその誘導体、例えばアルキル基やヒドロキシアルキ
ル基でモノ置換又はジ置換されたアクリルアミド及びメ
タクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド及びメタク
リルアミド、N,N′−アルキレンビスアクリルアミド
及びメタクリルアミドなど、アリル化合物、例えばアリ
ルアルコール、アリルイソシアネート、ジアリルフタレ
ート、トリアリルイソシアヌレートなど、マレイン酸、
無水マレイン酸、フマル酸又はそのエステル、例えばア
ルキル、ハロゲン化アルキル、アルコキシアルキルのモ
ノ又はジマレエート及びフマレートなど、その他の不飽
和化合物、例えばスチレン、ビニルトルエン、ジビニル
ベンゼン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリ
ドンなどが用いられる。
【0017】また、硬化収縮が支障となる用途の場合に
は、例えばイソボルニルアクリレート又はメタクリレー
ト、ノルボルニルアクリレート又はメタクリレート、ジ
シクロペンテノキシエチルアクリレート又はメタクリレ
ート、ジシクロペンテノキシプロピルアクリレート又は
メタクリレートなど、ジエチレングリコールジシクロペ
ンテニルモノエーテルのアクリル酸エステル又はメタク
リル酸エステル、ポリオキシエチレン若しくはポリプロ
ピレングリコールジシクロペンテニルモノエーテルのア
クリル酸エステル又はメタクリル酸エステルなど、ジシ
クロペンテニルシンナメート、ジシクロペンテノキシエ
チルシンナメート、ジシクロペンテノキシエチルモノフ
マレート又はジフマレートなど、3,9−ビス(1,1
−ビスメチル−2−オキシエチル)−スピロ[5,5]
ウンデカン、3,9−ビス(1,1−ビスメチル−2−
オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピ
ロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(2−オキシエ
チル)−スピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス
(2−オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキ
サスピロ[5,5]ウンデカンなどのモノ−、ジアクリ
レート又はモノ−、ジメタアクリレート、あるいはこれ
らのスピログリコールのエチレンオキシド又はプロピレ
ンオキシド付加重合体のモノ−、ジアクリレート、又は
モノ−、ジメタアクリレート、あるいは前記モノアクリ
レート又はメタクリレートのメチルエーテル、1−アザ
ビシクロ[2,2,2]−3−オクテニルアクリレート
又はメタクリレート、ビシクロ[2,2,1]−5−ヘ
プテン−2,3−ジカルボキシルモノアリルエステルな
ど、ジシクロペンタジエニルアクリレート又はメタクリ
レート、ジシクロペンタジエニルオキシエチルアクリレ
ート又はメタクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエ
ニルアクリレート又はメタクリレートなどの光重合性モ
ノマーを用いることができる。これらの光重合性モノマ
ーは単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いて
もよい。
【0018】光重合性オリゴマーとしては、エポキシ樹
脂のアクリル酸エステル例えばビスフェノールAのジグ
リシジルエーテルジアクリレート、エポキシ樹脂とアク
リル酸とメチルテトラヒドロフタル酸無水物との反応生
成物、エポキシ樹脂と2−ヒドロキシエチルアクリレー
トとの反応生成物、エポキシ樹脂のジグリシジルエーテ
ルとジアリルアミンとの反応生成物などのエポキシ樹脂
系プレポリマーや、グリシジルジアクリレートと無水フ
タル酸との開環共重合エステル、メタクリル酸二量体と
ポリオールとのエステル、アクリル酸と無水フタル酸と
プロピレンオキシドから得られるポリエステル、ポリエ
チレングリコールと無水マレイン酸とグリシジルメタク
リレートとの反応生成物などのような不飽和ポリエステ
ル系プレポリマーや、ポリビニルアルコールとN−メチ
ロールアクリルアミドとの反応生成物、ポリビニルアル
コールを無水コハク酸でエステル化した後、グリシジル
メタクリレートを付加させたものなどのようなポリビニ
ルアルコール系プレポリマー、ピロメリット酸二無水物
のジアリルエステル化物に、p,p′−ジアミノジフェ
ニルを反応させて得られるプレポリマーのようなポリア
ミド系プレポリマーや、エチレン−無水マレイン酸共重
合体とアリルアミンとの反応生成物、メチルビニルエー
テル−無水マレイン酸共重合体と2−ヒドロキシエチル
アクリレートとの反応生成物又はこれにさらにグリシジ
ルメタクリレートを反応させたものなどのポリアクリル
酸又はマレイン酸共重合体系プレポリマーなど、そのほ
か、ウレタン結合を介してポリオキシアルキレンセグメ
ント又は飽和ポリエステルセグメントあるいはその両方
が連結し、両末端にアクリロイル基又はメタクロイル基
を有するウレタン系プレポリマーなどを挙げることがで
きる。これらの光重合性オリゴマーは、重量平均分子量
凡そ2000〜30000の範囲のものが適当である。
【0019】これらの光重合性モノマーおよび/または
光重合性オリゴマーに、必要に応じてさらに公知の樹
脂、熱可塑性エラストマー、ゴムなどを添加できる。樹
脂としては、具体的には、例えば、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹
脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂な
どの熱硬化性樹脂、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、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホ
ン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、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、およびこれらの2種以上の混
合物を挙げることができる。熱可塑性エラストマーやゴ
ムは天然品でも合成品もあるいはこれらの混合物でもよ
い。
【0020】本発明で用いる電子線硬化型導電粘着剤
に、ICチップを粘着させる前に除くことが可能なもの
であれば、必要に応じてさらに希釈剤などとして公知の
溶剤を添加できる。溶剤としては、具体的には、例え
ば、トルエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、n−ヘキサン、ペンタンなどの炭化水素溶剤、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、シクロヘキサノン、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合物、あるいはこれら
の1種ないし2種以上の混合物などを挙げることができ
る。
【0021】また、本発明で用いる導電粘着剤には必要
に応じて、軟化剤(液状ポリブテン、鉱油、液状ポリイ
ソブチレン、液状ポリアクリル酸エステル)、粘着付与
剤(ロジンおよびロジン誘導体、ポリテルベン樹脂、テ
ルペンフェノール樹脂、石油樹脂)の添加を行ってもよ
い。
【0022】本発明で用いる導電性粉末としては、以下
のa〜jのものなどを例示することができる。 a.銀粉 同和鉱業株式会社製 G−10,11,12,13,1
5−H,15H,18,ケミカルフレーク 株式会社徳力本店製 TCG−1,1A,5、7,11
N,7V、TC−12,20E,20V,25A、J−
20、E−20、G−1、H−1、AgF−5S、Ag
F−10S 田中貴金属工業株式会社製 AY−6010,6080 b.導電性カーボンブラック 三菱化学株式会社製 ケッチェンブラックEC,EC−
600JD 電気化学工業社製 アセチレンブラック キャボット社製 Vulcan XC−72 コロンビア・ケミカル社製 Conductex−97
5,Conductex−SC c.銅粉 同和鉱業株式会社製 DC−50,100,200,3
00 d.ニッケル粉 同和鉱業株式会社製 DNI−20,50 e.金粉 株式会社徳力本店製 TA−1,2 f.白金粉 株式会社徳力本店製 TP−1,2 田中貴金属工業株式会社製 AY−1010,1020 g.パラジウム粉 株式会社徳力本店製 TPd−1 田中貴金属工業株式会社製 AY−4010,4030 h.銀・パラジウム合金粉 株式会社徳力本店製 AP−10,30 i.亜鉛粉 j.アルミニウム粉
【0023】本発明で用いるICチップ実装用の導電粘
着剤は、導電性粉体に対して上記の電子線硬化型成分が
混合されている導電粘着剤であるが、両者の混合比率は
特に限定されない。しかし上記導電性粉体100質量部
に対して上記の電子線硬化型成分を10〜100質量部
が混合されているものが好ましく使用できる。また、上
記粘着付与剤は1〜50質量部の範囲で混合されるが、
望ましくは30質量部以下である。希釈剤は0〜100
質量部の範囲で入れても構わない。そして、粘度は1〜
100Pa・s程度が良好であり、望ましい範囲は10
〜60Pa・sである。
【0024】本発明で用いる電子線硬化型導電粘着剤
に、必要に応じて、シリカ、アルミナ、ガラス、タル
ク、各種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、染料などの公知の添加剤を添加
したりすることができる。
【0025】本発明で用いる電子線硬化型導電粘着剤
は、上記の成分を混合することにより均一なワニスの形
態のもの、あるいは攪拌機、ニーダーあるいはロールミ
ルなどを用いる公知の方法で混練して均一にしたもの、
あるいはフィルム状の形態にしたものなどいずれも使用
でき、印刷、デイスペンス、貼り付けなどの公知の方法
を用いて基材に形成されたアンテナの端子部を形成でき
る。
【0026】本発明で用いる電子線照射装置としては特
に限定されず、公知のものを使用することができる。し
かし、例えば加速電圧100〜500kvの電子線照射
装置を用いることが好ましい。照射条件は特に限定され
ないが、吸収線量が10〜100kGy(キログレイ)
程度になる条件で、不活性ガス雰囲気下で照射すること
が好ましい。
【0027】本発明において、基材にICチップを実装
した後の特性を向上させるため、あるいはレベリング性
を確保、維持するため、あるいは溶剤を用いた場合は溶
剤を除去するなどのために、電子線照射前、あるいは電
子線照射後あるいは、電子線照射前および電子線照射後
に、あるいは電子線照射と同時に、基材が着色、熱収
縮、軟化、炭化などの著しい劣化をしない限りにおい
て、オーブン加熱、熱風吹き付け、熱板接触、赤外線あ
るいはマイクロ波照射などを利用して、加熱処理を併用
することができる。
【0028】本発明において用いられる基材としては、
ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリア
ミド繊維など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、
ポリオレフィン系樹脂基材、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
マット処理、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、あるいは各種易接着処理などの表面処理を
施したもの、などの公知のものから選択して用いること
ができる。
【0029】基材上へのアンテナ形成は公知の方法で行
うことができる。例えば、導電ペーストのスクリーン印
刷、被覆あるいは非被覆金属線の貼り付け、エッチン
グ、金属箔貼り付け、金属の直接蒸着、金属蒸着膜転写
などが挙げられる、またこれらを多重に複合させたアン
テナでもよい。本発明に使用するICチップの厚みは、
アンテナの端子部厚とほぼ同程度あることが望ましく、
例えば200〜10μm程度が好ましい。ICチップに
は、必要に応じて、金属電解メッキ、スタッド、無電解
金属メッキ、導電性樹脂の固定化などによるバンプを形
成しておいてもよい。
【0030】本発明において、基材にICチップを実装
した後、IC実装部を物理的あるいは化学的な衝撃から
守るために、実装部全体あるいは一部をグローブトップ
材やアンダーフィル材などで、被覆保護してもよい。
【0031】なお、上記実施形態の説明は、本発明を説
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本
発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範
囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【0032】
【発明の効果】本発明の請求項1のICチップの実装方
法により、高価な熱圧装置を用いることなく、ICチッ
プが所定の実装位置からずれたりする問題がなくなると
ともに万一ずれてもICチップを所定の実装位置に容易
に戻すことが可能であり、物理的衝撃、振動などにより
導通が切断される問題がなく、かつ基材が熱により変形
したり劣化したりせずに、アンテナの端子部とICチッ
プのバンプとの間の接触が良好で電気抵抗値が低い状態
を維持した状態でICチップを低コストでアンテナに確
実に接続できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ICチップを実装する一例を示す説明図であ
る。
【図2】ICチップを実装する他の例を示す説明図であ
る。
【図3】ICチップを実装する他の例を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 基材 2 アンテナ 3 端子部 4−1 接着剤 4−2 導電性接着剤 5 バンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材に形成されたアンテナの一対の端子
    部を導電粘着剤を用いて形成し、この端子部間にICチ
    ップを粘着し硬化させてICチップを実装する方法であ
    って、 前記導電粘着剤として導電性粉末と電子線により硬化す
    る化合物を含む電子線硬化型成分とを含むタック性を有
    する電子線硬化型導電粘着剤を用い、ICチップを所定
    の位置に粘着した後、電子線を照射して硬化させて実装
    することを特徴とするICチップの実装方法。
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