(57)【要約】【課題】小型化されたＩＣチップ等の半導体素子を効率的に基板等の被実装媒体上に実装する。【解決手段】  まず、基板２０上に実装されるＩＣチップ１０を接着性樹脂４０によって被覆してなるカプセルを生成し、その後、生成したカプセルを液体５０中に含有させ、液体５０を吐出する液体吐出手段からカプセルを基板２０上に吐出することにより、ＩＣチップ１０を基板２０上に実装する。【選択図】図２
2005166736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を被実装媒体上に実装する半導体素子の実装方法であって、
前記半導体素子を芯物質としたカプセルを生成する処理と、
前記カプセルを液体中に含有させ、液体を吐出する液体吐出手段から前記カプセルを前記被実装媒体上に吐出する処理とを行うことを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子の実装方法において、
前記半導体素子の表面に接着性を有する物質を被覆することにより前記カプセルを生成することを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子の実装方法において、
前記カプセルを含有させる液体は、気化する液体であることを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体素子の実装方法において、
前記液体吐出手段によって前記カプセルを前記被実装媒体上に吐出した後、前記被実装媒体上のうち、少なくとも前記カプセルが実装された領域に、当該実装面に対して略垂直方向から気体を吹き付ける処理を行うことを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体素子の実装方法において、
前記被実装媒体に気体を吹き付けた後、前記被実装媒体上のうち、少なくとも前記カプセルが実装された領域に、樹脂を含むインクを塗布する処理を行うことを特徴とする半導体素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップ等の半導体素子を基板等の被実装媒体に実装する半導体素子の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣチップを基板上に搭載し、実装する場合、ウェハ状態のＩＣチップにダイシングテープを貼付しておき、この状態でウェハをＩＣチップ毎にダイシングし、その後、ダイシングされたＩＣチップを、真空吸引方式のピンセット等で１つずつ吸引して、基板上に搭載し、実装している。また、この際、基板上に接着剤を塗布しておき、この接着剤上にＩＣチップを搭載し、その後、接着剤を乾燥させることによって、ＩＣチップを基板上に固着している。
【０００３】
また、このようなＩＣチップの実装を効率的に行うために、ＩＣチップをテープやシールに貼付してシートに接着したり、ＩＣチップをシートに漉き込んだりすることにより、ＩＣチップをシートに実装する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５７３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したように、ＩＣチップを１つずつ基板上に実装するものにおいては、ＩＣチップの数が多い場合、多大な労力と時間が費やされてしまうという問題点がある。
【０００５】
また、近年、ＩＣチップの小型化が進められており、小型化されたＩＣチップにおいては、上述したように基板上に実装する際におけるＩＣチップのハンドリングが困難となってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、小型化されたＩＣチップ等の半導体素子を効率的に基板等の被実装媒体上に実装することができる半導体素子の実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、
半導体素子を被実装媒体上に実装する半導体素子の実装方法であって、
前記半導体素子を芯物質としたカプセルを生成する処理と、
前記カプセルを液体中に含有させ、液体を吐出する液体吐出手段から前記カプセルを前記被実装媒体上に吐出する処理とを行うことを特徴とする。
【０００８】
また、前記半導体素子の表面に接着性を有する物質を被覆することにより前記カプセルを生成することを特徴とする。
【０００９】
また、前記カプセルを含有させる液体は、気化する液体であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記液体吐出手段によって前記カプセルを前記被実装媒体上に吐出した後、前記被実装媒体上のうち、少なくとも前記カプセルが実装された領域に、当該実装面に対して略垂直方向から気体を吹き付ける処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、前記被実装媒体に気体を吹き付けた後、前記被実装媒体上のうち、少なくとも前記カプセルが実装された領域に、樹脂を含むインクを塗布する処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記のように構成された本発明においては、まず、被実装媒体上に実装される半導体素子を芯物質としたカプセルを生成し、その後、生成したカプセルを液体中に含有させ、液体を吐出する液体吐出手段からカプセルを被実装媒体上に吐出することにより、半導体素子を被実装媒体上に実装する。
【００１３】
このように、液体を吐出する液体吐出手段から半導体素子を被実装媒体上に吐出することによって半導体素子を被実装媒体上に実装するので、小型化された半導体素子が効率的に被実装媒体上に実装されることになる。
【００１４】
また、半導体素子の表面に接着性を有する物質を被覆することによりカプセルを生成すれば、液体吐出手段からカプセルが被実装媒体上に吐出された後、接着性を有する物質によって半導体素子が被実装媒体上に固着されることになる。
【００１５】
また、カプセルを含有させる液体として、気化する液体を用いれば、液体吐出手段からカプセルが被実装媒体上に吐出された際にカプセルとともに液体吐出手段から吐出され、被実装媒体上に付着した液体を除去する必要がない。
【００１６】
また、液体吐出手段によってカプセルを被実装媒体上に吐出した後、被実装媒体上のうち、少なくともカプセルが実装された領域に、当該実装面に対して略垂直方向から気体を吹き付ける処理を行えば、半導体素子が板状のものであっても確実に被実装媒体上に実装することができるとともに、半導体素子が実装された被実装媒体表面の平坦性が向上する。
【００１７】
また、被実装媒体に気体を吹き付けた後、被実装媒体上のうち、少なくともカプセルが実装された領域に、樹脂を含むインクを塗布すれば、被実装媒体上に実装された半導体素子を保護することができるとともに、このインクの種類によっては、被実装媒体上に実装された半導体素子を隠蔽することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明においては、まず、被実装媒体上に実装される半導体素子を芯物質としたカプセルを生成し、その後、生成したカプセルを液体中に含有させ、液体を吐出する液体吐出手段からカプセルを被実装媒体上に吐出することにより、半導体素子を被実装媒体上に実装する構成としたため、液体を吐出する液体吐出手段から半導体素子を被実装媒体上に吐出することによって半導体素子が被実装媒体上に実装されることになり、小型化された半導体素子を低コストで効率的に被実装媒体上に実装することができる。また、半導体素子が非接触状態で被実装媒体上に実装されるので、半導体素子が破損してしまう可能性を低減することができる。
【００１９】
また、半導体素子の表面に接着性を有する物質を被覆することによりカプセルを生成するものにおいては、液体吐出手段からカプセルが被実装媒体上に吐出された後、接着性を有する物質によって半導体素子を被実装媒体上に固着することができる。
【００２０】
また、カプセルを含有させる液体として、気化する液体を用いたものにおいては、液体吐出手段からカプセルが被実装媒体上に吐出された際にカプセルとともに液体吐出手段から吐出され、被実装媒体上に付着した液体を除去する必要がない。
【００２１】
また、液体吐出手段によってカプセルを被実装媒体上に吐出した後、被実装媒体上のうち、少なくともカプセルが実装された領域に、当該実装面に対して略垂直方向から気体を吹き付ける処理を行うものにおいては、半導体素子が板状のものであっても確実に被実装媒体上に実装することができるとともに、半導体素子が実装された被実装媒体の表面の平坦性を向上させることができる。
【００２２】
また、被実装媒体に気体を吹き付けた後、被実装媒体上のうち、少なくともカプセルが実装された領域に、樹脂を含むインクを塗布する処理を行うものにおいては、被実装媒体上に実装された半導体素子を保護することができるとともに、このインクの種類によっては、被実装媒体上に実装された半導体素子を隠蔽することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の半導体素子の実装方法によって基板上にＩＣチップが実装されてなる情報記録媒体の一構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。
【００２５】
本構成例は図１に示すように、被実装媒体である基板２０上に、接着性樹脂４０によって半導体素子であるＩＣチップ１０が実装、固着され、このＩＣチップ１０が実装された領域を覆うように保護コート層３０が積層されて構成されている。なお、ＩＣチップ１０は、例えば、情報の書き込み及び読み出しが可能なメモリを有する演算回路（不図示）と、演算回路と接続されたアンテナ（不図示）とが内蔵されたものであり、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電磁誘導によりアンテナに電流が流れ、この電流がＩＣチップに供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップに情報が書き込まれたり、ＩＣチップに書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。
【００２６】
以下に、上述したような情報記録媒体について基板２０上へのＩＣチップ１０の実装方法について説明する。
【００２７】
図２は、図１に示した情報記録媒体について基板２０上へのＩＣチップ１０の実装方法を説明するための図である。また、図３は、図１に示した情報記録媒体について基板２０上へのＩＣチップ１０の実装方法を説明するためのフローチャートである。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、ＩＣチップ１０を接着性樹脂４０によって被覆することにより、ＩＣチップ１０を芯物質としたカプセルを生成し、ＩＣチップ１０をカプセル化する（ステップＳ１）。ここで、ＩＣチップ１０のカプセル化については、例えばコアセルベーション法を用いて行うことが考えられる。コアセルベーション法を用いた場合、まず、ＩＣチップ１０を、カプセル壁を形成する物質となる接着性樹脂４０が溶解された水溶液の中に入れ、その後、この水溶液の中に接着性樹脂４０をよく溶かすことができない液体を注入する。すると、接着性樹脂４０の溶解度が低下していき、それにより、接着性樹脂４０がＩＣチップ１０を取り囲むように析出していき、ＩＣチップ１０が接着性樹脂４０によって被覆され、接着性樹脂４０がカプセル壁となったカプセルが生成される。なお、ＩＣチップ１０のカプセル化については、上述したコアセルベーション法に限らず、液中乾燥法や界面重合法等によって行うことも考えられる。
【００２９】
次に、ＩＣチップ１０が接着性樹脂４０によって被覆されて生成されたカプセルを、気化する液体に含有させ（ステップＳ２）、図２（ｂ）に示すように、この液体５０を、インクをインク粒子として吐出することにより被記録媒体に記録を行う、いわゆるインクジェット記録装置内に供給する。なお、液体５０内におけるカプセルの含有率は、カプセルの成分やサイズ、あるいは液体５０の成分によって適宜設定される。また、カプセルを含有した液体５０を供給する対象としては、上述したインクジェット記録装置に限らず、液体を液滴として吐出する液体吐出手段であれば様々な手段が考えられる。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示すように、インクジェット記録装置において、供給された液体５０とともに、ＩＣチップ１０が接着性樹脂４０によって被覆されてなるカプセルが基板２０に対して吐出される（ステップＳ３）。
【００３１】
ここで、インクジェット記録装置におけるカプセルの吐出動作について詳細に説明する。
【００３２】
図４は、図１に示した基板２０に対するインクジェット記録装置からのＩＣチップ１０の吐出方法の一例を説明するための図である。
【００３３】
まず、図４（ａ）に示すように、ＩＣチップ１０が接着性樹脂４０によって被覆されてなるカプセルが含有され、インクジェット記録装置のインクタンク（不図示）に供給された液体５０が、インクタンクからインク供給口６３を介して、吐出口６１と連通する液流路６２に供給された後、液流路６２に設けられたピエゾ素子６４に所定の電圧が印加されると、図４（ｂ）に示すように、印加された電圧によってピエゾ素子６４の電極間の距離が縮まり、液流路６２の体積が増加する。すると、液流路６２の体積の増加分だけ、液体５０がインク供給口６３を介してインクタンクから液流路６２に供給される。
【００３４】
その後、ピエゾ素子６４に印加する電圧を変化させると、図４（ｃ）に示すように、印加された電圧によってピエゾ素子６４の電極間の距離が延び、液流路６２の体積が減少する。すると、液流路６２に供給されていた液体５０が液流路６２から外部に排出されることになるが、インク供給口６３には、液流路６２に供給されている液体５０がインクタンクに戻らないように逆止弁（不図示）が設けられており、そのため、液流路６２に供給された液体５０が吐出口６１から吐出されるような作用が生じる。ここで、一般的なインクジェット記録装置において液流路６２に供給された液体５０が吐出される吐出口６１の径は、数十μｍ程度となっている。これは、印字精度に関する点や、液流路６２に供給された液体５０の吐出口６１からの不必要な漏れ防止の点や、吐出口６１近傍での液体５０の固着防止の点等から設定されているものである。一方、液流路６２に供給される液体５０に含有されるカプセルにおいては、カプセルの芯物質となるＩＣチップ１０の大きさが０．３〜０．５ｍｍ□であるため、０．３〜０．５ｍｍ□以上の大きさのものとなっている。そのため、ＩＣチップ１０に被覆された接着性樹脂４０が変形可能なものであっても、一般的なインクジェット記録装置の吐出口からは、ＩＣチップ１０が接着性樹脂４０によって被覆されてなるカプセルを吐出することはできない。そこで、吐出口６１を変形可能なものとし、それにより、液流路６２の体積が減少した場合、図４（ｄ）に示すように、液流路６２に供給されていた液体５０に含有されたカプセルを液体５０とともに吐出口６１から吐出させる。また、吐出口６１を２段階構造とし、２段階構造の吐出口間に形成される空間に１段目の吐出口から吐出された液体にカプセルが含有されていることが検出された場合にのみ２段目の吐出口から液体を吐出する構成とし、それにより、吐出口から吐出された液体中にカプセルを確実に含有させることも考えられる。また、吐出口６１近傍に、ＩＣチップ１０に書き込まれた情報を非接触状態にて読み取り可能な情報読取手段をカプセルを検出するための検出手段として設けておき、この検出手段にてカプセルが検出されるまで吐出口６１からの液体５０の吐出を継続して行うように制御することも考えられる。
【００３５】
なお、上述したインクジェット記録装置の液体吐出動作においては、一般的なインクジェット記録装置の動作であり、上述したようにピエゾ素子６４を用いたピエゾ素子方式のものに限らず、熱により液体中に気泡を発生させ、この気泡により液体を吐出する電気−熱変換方式のインクジェット記録装置を用いることも考えられる。
【００３６】
図２（ｄ）に示すように、吐出口６１から液体５０とともに吐出されたカプセルが基板２０上に搭載された後、基板２０のカプセルが搭載された領域に、カプセルの搭載面に対して略垂直方向から空気や窒素ガス等の気体を吹き付ける（ステップＳ４）。ここで、カプセルの芯物質となるＩＣチップ１０の形状は０．３〜０．５ｍｍ□の板状なものであるため、ＩＣチップ１０が基板２０上に立つような状態でカプセルが基板２０上に搭載されてしまう虞れがあり、その場合、ＩＣチップ１０が基板２０上に不安定に実装されてしまうとともに、ＩＣチップ１０が搭載された領域における基板２０表面の平坦性が損なわれてしまうことになる。そこで、上述したように気体を吹き付け、ＩＣチップ１０が、０．３〜０．５ｍｍ□の面にて基板２０上に実装されるようにする。それにより、ＩＣチップ１０が基板２０上に確実に実装されることになるとともに、ＩＣチップ１０が搭載された領域における基板２０表面の平坦性が向上することになる。また、本形態におけるＩＣチップ１０においては、上述したように、内蔵されたアンテナによって非接触状態で情報の書き込み及び読み出しが可能なものであるが、情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込／読出装置のアンテナをＩＣチップ１０の０．３〜０．５ｍｍ□の面に対向させないと、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込み及び読み出しがほとんど不可能な状態となってしまう。そこで、上述したように、ＩＣチップ１０を、０．３〜０．５ｍｍ□の面にて基板２０上に実装することによって、情報の書き込み及び読み出しが確実に行えるようになる。
【００３７】
また、カプセルとともに吐出口６１から吐出された液体５０においては、上述したように気化するものとすれば、カプセルが吐出口６１から吐出され、基板２０上に搭載された場合に、カプセルとともに吐出口６１から吐出され、基板２０に付着した液体が完全に気化することになり、ＩＣチップ１０が基板２０上に実装された後に、カプセルとともに吐出口６１から吐出され、基板２０に付着した液体５０を基板２０上から除去する必要がなくなる。
【００３８】
その後、ＩＣチップ１０に被覆された接着性樹脂４０が溶融すると、図２（ｄ）に示すように、溶融した接着性樹脂４０によってＩＣチップ１０が基板２０上に固着される（ステップＳ５）。なお、接着性樹脂４０においては、常温雰囲気中で溶融するものや、加熱することにより溶融するもの等が考えられるが、その特性に応じた処理（例えば、常温放置や加熱処理）を行うことにより、接着性樹脂４０を溶融させることになる。
【００３９】
次に、図２（ｅ）に示すように、基板２０のＩＣチップ１０が実装された領域を含む領域に、保護膜となるエポキシ系樹脂等の高分子樹脂からなるインクを塗布し、保護コート層３０を積層する（ステップＳ６）。なお、保護コート層３０を積層するために基板２０上に塗布するインクとしては、高分子樹脂からなるインクに限らず、樹脂を含むインクであれば様々なものが考えられるが、有色のインクを用いれば、基板２０上に実装されたＩＣチップ１０を隠蔽することもできる。さらに、シリカ片が含有されたインクとすれば、さらなる隠蔽効果を奏することになる。また、ホログラム印刷によって、基板２０上に実装されたＩＣチップ１０を隠蔽することも考えられる。
【００４０】
その後、必要に応じて、ＩＣチップ１０が実装された基板２０上にラミネート加工を施すことや、保護基板を積層することも考えられるが、その場合、ＩＣチップ１０を隠蔽する必要がなければ、上述した保護コート層３０を形成する必要はない。
【００４１】
なお、本形態においては、ＩＣチップ１０が接着性樹脂４０によって被覆されてなるカプセルを生成し、このカプセルが基板２０上に吐出された後に、接着性樹脂４０によってＩＣチップ１０を基板２０上に固着しているが、カプセルを液体とともに吐出した際、この吐出力及び液体が基板上に塗布されることによってＩＣチップ１０が基板２０上に固着されるものであれば、ＩＣチップ１０を被覆する物質として接着性樹脂４０を用いることはない。
【００４２】
また、カプセルが含有された液体５０として有色のインクを用い、ＩＣチップ１０の基板２０上への実装と同時に、バーコード情報等の所定の情報を基板２０上に印刷することも考えられる。その場合、１つの印刷情報に対して１つのカプセルのみが基板２０上に吐出されるように吐出口６１の動作を制御することや、ＩＣチップ１０にシリアル番号を付与しておき、印刷情報内に含まれるＩＣチップ１０のうち、シリアル番号の最も小さな、あるいは最も大きなＩＣチップ１０のみに対して情報の書き込み及び読み出しを行う構成とすること等が考えられる。
【００４３】
また、本形態においては、半導体素子として、情報の書き込み及び読み出しが可能なメモリを有する演算回路と、演算回路と接続されたアンテナとが内蔵され、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電磁誘導によりアンテナに電流が流れ、この電流がＩＣチップに供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップに情報が書き込まれたり、ＩＣチップに書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりするＩＣチップ１０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、一般に半導体素子と呼ばれるものであれば適用することができる。
【００４４】
また、本形態においては、ＩＣチップ１０が実装される被実装媒体として、平面形状を有する基板２０を例に挙げて説明したが、被実装媒体としては、紙等の被記録材や、立体構造のものも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の半導体素子の実装方法によって基板上にＩＣチップが実装されてなる情報記録媒体の一構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。
【図２】図１に示した情報記録媒体について基板上へのＩＣチップの実装方法を説明するための図である。
【図３】図１に示した情報記録媒体について基板上へのＩＣチップの実装方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示した基板に対するインクジェット記録装置からのＩＣチップの吐出方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    ＩＣチップ
２０    基板
３０  保護コート層
４０    接着性樹脂
５０    液体
６１    吐出口
６２    液流路
６３    インク供給口
６４    ピエゾ素子
【図１】
2005166736.tif 000003
【図２】
2005166736.tif 000004
【図３】
2005166736.tif 000005
【図４】
2005166736.tif 000006