JPH06232204A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バンプ付きのベアＩＣチップをフレキシブル
配線基板上にフェースダウン実装する作業を生産性の低
下を伴うことなく確実に行うと共に、上記実装作業段階
で隣接する回路がショート状態となる事態を防止する。 【構成】 ＰＥＴ基板１３上には、銀ペーストにより回
路パターン１４が形成される。ベアＩＣチップ１５は、
シリコン基板１７の絶縁保護膜１８側からバンプ１９を
突出させた構成となっている。ベアＩＣチップ１５をＰ
ＥＴ基板１３上にフェースダウン実装するときには、Ｐ
ＥＴ基板１３上に非導電性接着剤２０を塗布する工程を
行った後に、ベアＩＣチップ１５を、バンプ１９が回路
パターン１４と当接するように位置させると共に、この
状態で当該ベアＩＣチップ１５及びＰＥＴ基板１３間が
非導電性接着剤２０により接着されるまでの期間は、加
熱加圧装置によってベアＩＣチップ１５をＰＥＴ基板１
３側に押し付けた状態に保持するという圧力印加工程を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バンプ付きのベアＩＣ
チップ（所謂フリップチップ）をフレキシブル配線基板
上にフェースダウン実装するようにした半導体装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、宅配便などの配送システムにおい
ては、集荷した荷物の仕分け作業をコンピュータ管理に
より自動化することが試みられており、この種の配送シ
ステムとしては、例えば特開昭６１−２０３０２１号公
報に記載されたものが知られている。このような配送シ
ステムを構築する場合に使用される電子荷札は、荷物に
対し手書き式の配送用伝票とは別個に取り付けられるも
ので、荷物の配送先などの識別データを記憶して成るメ
モリと、質問器から電波により送信される質問信号に応
答して上記メモリの識別データをアンサバックするとい
う送受信機能を備えた応答回路と、電源用電池などを含
んで構成される。そして、上記のような電子荷札を取り
付けた荷物を、配送センターなどの仕分け用ラインのベ
ルトコンベアで搬送する際に、ラインの各所に設置した
質問器と電子荷札との間で質問信号及び識別データの授
受を行う構成とすれば、質問器側において荷物の配送先
を非接触で識別できるようになると共に、荷物の自動仕
分けが可能になる。

【０００３】このような電子荷札は、一般的には、プリ
ント配線基板上にＩＣ、抵抗、コンデンサのような回路
素子及び電池などの部品を実装して構成されるものであ
るが、上記のような各回路素子をワンチップＩＣ化する
と共に、このＩＣのベアチップにバンプを設けて成る所
謂フリップチップをプリント配線基板に対しフェースダ
ウン実装する構成を採用することにより、全体の薄形
化、小形化及び低コスト化を図ることができる。

【０００４】また、電子荷札は、その取扱い上におい
て、ある程度の変形が可能であることが好ましいため、
電子荷札に用いられる配線基板としては、リジットタイ
プのものではなくフレキシブルタイプのものを用いるこ
とが望ましい。このような要求を満たすために、例えば
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタテート）基板上に銀ペー
ストにより回路パターンを形成し、その回路パターンに
対してベアＩＣチップをフェースダウン実装することが
考えられている。ところが、このような実装方法を採用
する場合には、ＰＥＴ基板が耐熱性に劣り、しかも銀ペ
ーストが半田付けに不向きであることから、半田付けに
よる実装が不可能であり、これに変わる実装手段を用い
る必要がある。

【０００５】ベアＩＣチップを半田を用いずにフェース
ダウン実装する構造としては、従来より、特開平２−８
４７４７号公報或いは特開昭５１−１０１４６９号公報
に記載されたものが知られている。即ち、特開平２−８
４７４７号公報に記載されたものは、基板（但しフレキ
シブル基板ではない）側に設けられた導体パターンとベ
アＩＣチップ側に形成されたアルミパッドとの間を、導
電性樹脂（導電粒子を含有した接着剤）により連結して
電気的に接続する構成となっている。

【０００６】また、特開昭５１−１０１４６９号公報に
記載されたものは、図４に摸式的に示すように、シリコ
ン基板１における絶縁保護膜２の拡散面側からバンプ３
を突出させて成るベアＩＣチップ４を設け、このベアＩ
Ｃチップ４を、配線基板５に対して厚み方向に導電性を
有し且つ面方向に絶縁性を有する異方導電性樹脂６（樹
脂中に金属粒子６ａ（図では理解を容易にするために誇
張した状態で示す）を所定の状態で分散させたもの）に
より接着し、その接着状態でベアＩＣチップ４側のバン
プ３と配線基板５側の回路パターン５ａとの間を上記異
方導電性樹脂６によって電気的に接続するようにしてい
る。尚、上記接着時には、ベアＩＣチップ４を配線基板
５側に押し付けた状態に保持し、この状態で異方導電樹
脂６を例えば熱処理により硬化させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−８４７４７
号公報に記載されたものでは、ベアＩＣチップの実装時
において、基板側の導体パターンとベアＩＣチップ側の
アルミパッドとの間を連結する導電性樹脂の量が通常時
より多くなった場合、或いは導電性樹脂の粘度が通常時
より小さくなった場合には、当該導電性樹脂が隣接する
導電性樹脂と接触する虞が大きくなり、このような接触
状態となった場合には、隣接する導体パターン間（或い
はアルミパッド間）がショートするという問題点が惹起
される。また、この逆に導電性樹脂の量が通常時より少
なくなった場合には、接続不良を起こす虞が大きくな
る。従って、特開平２−８４７４７号公報に記載された
ものでは、ベアＩＣチップの実装時における導電性樹脂
の量及び粘度の管理が難しくなるという事情があり、そ
の生産性に劣るという問題点があった。

【０００８】特開昭５１−１０１４６９号公報に記載さ
れたものは、配線基板５がリジット基板により形成され
ているため、図４に示すように、ベアＩＣチップ４のバ
ンプ３と回路パターン５ａとに挟まれた部位でのみ異方
導電性樹脂６の金属粒子６ａ部分が厚み方向に圧縮され
て、それらバンプ３及び回路パターン５ａ間の接続が行
われると共に、他の部位では金属粒子６ａ部分が厚み方
向及び面方向の何れにも圧縮されることがなくて、その
絶縁性が保たれるから、実用上において支障が生ずるこ
とはない。しかし、この公報に記載されたものを電子荷
札に適合するようにするため、配線基板５をフレキシブ
ル基板により形成した場合には、以下に述べるような問
題点が惹起される。

【０００９】即ち、図５に示すように、フレキシブル基
板より成る配線基板７が用いられていた場合には、ベア
ＩＣチップ４の接着時に加えられる圧力及び熱の条件如
何によっては、配線基板７に変形が生じ、バンプ３が配
線基板７に食い込んだ状態を呈する。このような状態で
は、ベアＩＣチップ４の拡散面（絶縁保護膜２が設けら
れた面）全体で異方導電性樹脂６を押圧した状態となる
ため、バンプ３及び回路パターン７ａ間が厚み方向に接
続されると同時に、金属粒子６ａが面方向に導通した状
態となって、隣接する回路パターン７ａ間がショートし
てしまう虞が出てくる。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、バンプ付きのベアＩＣチップをフレ
キシブル配線基板上にフェースダウン実装する場合に、
その実装作業を生産性の低下を伴うことなく確実に行い
得ると共に、上記実装作業段階で隣接する回路がショー
トしてしまう虞がなくなるなどの効果を奏する半導体装
置の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、バンプ付きのベアＩＣチップをフレキシブ
ル配線基板上にフェースダウン実装するようにした半導
体装置の製造方法において、前記フレキシブル配線基板
上に導電性ペーストによる回路パターンを形成するパタ
ーン形成工程、前記フレキシブル配線基板上における前
記ベアＩＣチップの実装位置若しくは当該ベアＩＣチッ
プのバンプ形成面に非導電性接着剤を塗布する塗布工
程、前記ベアＩＣチップをそのバンプが前記回路パター
ンの所定位置と当接するように位置させると共に、この
状態で当該ベアＩＣチップ及び前記フレキシブル配線基
板間が前記非導電性接着剤により接着されるまでの期間
はベアＩＣチップを配線基板側に押し付けた状態に保持
する圧力印加工程を実行する構成としたものである。

【００１２】

【作用】上記のような各工程を経て製造された半導体装
置においては、ベアＩＣチップ側のバンプが、フレキシ
ブル配線基板側の導電性ペーストより成る回路パターン
に圧接した状態となって両者の接続が確実に行われる。
この場合、ベアＩＣチップ及びフレキシブル配線基板間
を接着する接着剤は非導電性のものであるから、その接
着剤の量及び粘度を厳密に管理する必要がなくなって生
産性が向上すると共に、その接着剤を介して隣接する回
路がショート状態になる虞がなくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を宅配便の配送システムに利用
される電子荷札に適用した一実施例について図１〜図３
を参照しながら説明する。図３において、電子荷札とし
ての宅配伝票１１は、複写式の手書き記入欄Ａ群を備え
た複数枚の伝票片１１ａ〜１１ｄより成るもので、宅配
荷物に貼り付けられる例えば最下面の伝票片１１ｄに
は、ＲＦ回路ユニット１２（本発明でいう半導体装置に
相当）が一体的に固定されている。上記手書き記入欄Ａ
は、宅配荷物の依頼主によって荷物の配送先や発送元に
関する情報が記入されると共に、宅配取次店にて配送先
を示す仕分けコードや宅配料金などが記入される部分で
ある。また、ＲＦ回路ユニット１２は、荷物の配送先な
どの識別データを記憶する機能及び電波による送受信機
能を備えたもので、このＲＦ回路ユニット１２へのデー
タ入力は、専用の発行器を用いた電波による非接触通信
により行われる。

【００１４】ＲＦ回路ユニット１２は、図２に具体的に
示すように、フレキシブル配線基板としてのＰＥＴ基板
１３上に、回路パターン１４を形成すると共に、この回
路パターン１４と対応させてベアＩＣチップ１５及び例
えばペーパー型の電池１６を実装して構成されている。

【００１５】この場合、回路パターン１４は、ＰＥＴ基
板１３上に、導電性ペースト例えば銀ペーストをスクリ
ーン印刷するパターン形成工程を行うことにより形成さ
れるもので、送受信用のアンテナを構成するパターン１
４ａ、１４ｂの他に、これらのアンテナ用パターン１４
ａ、１４ｂに接続された配線用パターン１４ｃ、１４ｄ
と、これらとは独立した配線パターン１４ｅとが設けら
れる。そして、配線用パターン１４ｅ、１４ｄには、電
池１６の各端子（＋）、（−）が接続される。尚、電池
１６は、ＰＥＴ基板１３上に、例えば銀ペースト或いは
異方導電性膜を利用して実装されるものである。また、
ベアＩＣチップ１５は、配線用パターン１４ｃ〜１４ｅ
に跨がるように実装されるものであり、以下において
は、このベアＩＣチップ１５の構成、並びにその実装方
法について図１を参照しながら説明する。

【００１６】即ち、図１はＲＦ回路ユニット１２の断面
構造を摸式的に示すもので、この図１において、ベアＩ
Ｃチップ１５は、メモリ、ＲＦ回路などを作り込んで成
るシリコン基板１７の表面に絶縁保護膜１８を拡散形成
すると共に、バンプ１９（２個のみ図示）を絶縁保護膜
１８から突出させた構成となっており、それらのバンプ
１９を利用してＰＥＴ基板１３にフェースダウン実装さ
れるものである。

【００１７】このフェースダウン実装時には、まず、Ｐ
ＥＴ基板１３上に、例えば熱硬化性接着剤より成る非導
電性接着剤２０を塗布する塗布工程を行う。次いで、ベ
アＩＣチップ１５を、そのバンプ１９が前記回路パター
ン１４の配線用パターン１４ｃ〜１４ｅ（図１では１４
ｃ、１４ｄのみ図示）と当接するように位置させると共
に、この状態で当該ベアＩＣチップ１５及びＰＥＴ基板
１３間が非導電性接着剤２０により接着されるまでの期
間は、加熱加圧装置によってベアＩＣチップ１５をＰＥ
Ｔ基板１３側に押し付けた状態に保持する圧力印加工程
を行う。この場合、上記圧力印加工程での加熱及び加圧
は、例えば１７０℃−２０Ｋｇｆ／ｃｍ^２ −２０秒の
条件で行う。また、必要に応じて、上記ベアＩＣチップ
１５の保護のために、当該ベアＩＣチップ１５を熱収縮
率がＰＴ基板１３と近い樹脂によってモールドする構成
としても良いものである。

【００１８】尚、ベアＩＣチップ１５は、図示しない質
問器から電波により送信される質問信号をアンテナ用パ
ターン１４ａ、１４ｂを介して受信したときに、メモリ
に記憶した識別データを上記アンテナ用パターン１４
ａ、１４ｂを介した電波信号としてアンサバックするよ
うに構成される。この場合、上記メモリに記憶される識
別データは、固定データと可変データとから成り、固定
データとしては、宅配伝票１１の伝票番号（荷物の識別
コードを示す信号）などが伝票起票時に入力され、ま
た、可変データとしては、荷物の配送先を示す仕分けコ
ードや配送先の電話番号などが宅配取次店での取次の際
に入力される。

【００１９】しかして、以上のような工程を経て製造さ
れるＲＦ回路ユニット１２は、圧力印加工程での圧力及
び熱の影響によって、図１に示すように、ベアＩＣチッ
プ１５のバンプ１９が、ＰＥＴ基板１３上の銀ペースト
より成る回路パターン１４に食い込んで圧接した状態と
なるから、当該ベアＩＣチップ１５とＰＥＴ基板１３と
の間の電気的な接続が確実に行われるようになり、結果
的に接続不良が発生し難くなるものである。この場合、
上記のような接続不良の少ない構成を、銀ペーストのス
クリーン印刷により回路パターン１４を形成して成る比
較的コスト安のＰＥＴ基板１３を利用することにより実
現できるから、電子荷札のコスト低減も同時に図り得る
ようになる。

【００２０】また、ベアＩＣチップ１５のＰＥＴ基板１
３に対する接着は、非導電性接着剤２０により行われる
構成であるから、その非導電性接着剤２０の量及び粘度
を従来のように厳密に管理する必要がなくなって生産性
が向上するようになり、また、接着剤として異方導電性
樹脂を用いた従来構成のように、隣接する配線用パター
ン１４ｃ〜１４ｅ間（各バンプ１９間）がショート状態
になる虞がなくなるものである。従って、前述のように
接続不良が発生しにくいことと相俟って歩留まりが向上
するようになり、この面からもコスト低減を図り得るよ
うになる。

【００２１】尚、上記実施例では、非導電性接着剤２０
の塗布工程において、その非導電性接着剤２０をＰＥＴ
基板１３側に塗布する構成としたが、ベアＩＣチップ１
５側に塗布する構成としても良いものである。また、上
記実施例では、非導電性接着剤として熱硬化性のものを
用いる構成としたが熱可塑性または光硬化性のものを利
用する構成としても良い。さらに、上記実施例における
電池１６としては、マンガン電池やリチウム電池を利用
することができ、また、その形状はペーパー型に限らず
コイン型としても良く、ペーパー型のマンガン電池をＰ
ＥＴ基板１３上に直接作り込む構成とすることもでき
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明による半導体装置の製造方法によ
れば、以上の説明によって明らかなように、ベアＩＣチ
ップが実装されるフレキシブル配線基板上に導電性ペー
ストによる回路パターンを形成すると共に、このフレキ
シブル配線基板上における前記ベアＩＣチップの実装位
置若しくは当該ベアＩＣチップのバンプ形成面に非導電
性接着剤を塗布する工程を行う構成とした上で、ベアＩ
Ｃチップをそのバンプが前記回路パターンの所定位置と
当接するように位置させると共に、この状態で当該ベア
ＩＣチップ及び前記フレキシブル配線基板間が前記非導
電性接着剤により接着されるまでの期間はベアＩＣチッ
プを配線基板側に押し付けた状態に保持する圧力印加工
程を実行する構成としたので、ベアＩＣチップをフレキ
シブル配線基板上にフェースダウン実装する作業を、生
産性の低下を伴うことなく確実に行い得ると共に、その
実装作業段階で隣接する回路がショートしてしまう虞が
なくなるものであり、総じて歩留まりの向上を実現でき
るという優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を摸式的に示す要部の縦断面
図

【図２】ＲＦ回路ユニットの平面図

【図３】宅配伝票の正面図

【図４】従来構成を摸式的に示す示す縦断面図

【図５】同従来構成の問題点を説明するための図４相当
図

【符号の説明】

図面中、１１は宅配伝票、１２はＲＦ回路ユニット（半
導体装置）、１３はＰＥＴ基板（フレキシブル配線基
板）、１４は回路パターン、１４ａ、１４ｂはアンテナ
用パターン、１４ｃ〜１４ｅは配線用パターン、１５は
ベアＩＣチップ、１６は電池、１９はバンプ、２０は非
導電性接着剤を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプ付きのベアＩＣチップをフレキシ
   ブル配線基板上にフェースダウン実装して半導体装置を
   製造する方法において、 前記フレキシブル配線基板上に導電性ペーストによる回
   路パターンを形成するパターン形成工程と、 前記フレキシブル配線基板上における前記ベアＩＣチッ
   プの実装位置若しくは当該ベアＩＣチップのバンプ形成
   面に非導電性接着剤を塗布する塗布工程と、 前記ベアＩＣチップをそのバンプが前記回路パターンの
   所定位置と当接するように位置させると共に、この状態
   で当該ベアＩＣチップ及び前記フレキシブル配線基板間
   が前記非導電性接着剤により接着されるまでの期間はベ
   アＩＣチップを配線基板側に押し付けた状態に保持する
   圧力印加工程とを実行することを特徴とする半導体装置
   の製造方法。