(57)【要約】スマートラベルを含むスマートラベルウェブの製造方法。スマートラベルは、順次に、および／または互いに隣接して配置され、回路パターンおよびその中にあるオンチップ集積回路を含む。本方法では、電極をオンチップ集積回路とスマートラベルウェブのスマートラベル上の回路パターンとの間に形成する。オンチップ集積回路に対して、スマートラベルの回路パターンをチップの表面にある熱可塑性樹脂フィルムによって取り付ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次の、および／または並置したスマートラベルを含むスマートラベルウェブの製造方法であって、該スマートラベルは回路パターンおよびこれに取り付けられたチップ上の集積回路を含み、該チップ上の集積回路と前記スマートラベルウェブのスマートラベル上の前記回路パターンとの間に電極を形成する方法において、前記チップ上の集積回路を前記スマートラベルの回路パターンへ該チップの表面にある熱可塑性樹脂フィルムによって取り付けることを特徴とするスマートラベルウェブの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記チップ上の集積回路を前記スマートラベルの回路パターンに該チップの表面における熱可塑性樹脂の異方導電性フィルムによって取り付けることを特徴とする製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記チップ上の集積回路を前記スマートラベルの回路パターンに該チップの表面における熱可塑性樹脂の非導電性フィルムによって取り付けることを特徴とする製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記スマートラベルを前記チップの接合の位置で加熱して、前記熱可塑性樹脂フィルムを前記スマートラベルの回路パターンに接着させることを特徴とする製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において、前記チップ上の集積回路が取り付けられる前記スマートラベルを加熱および加圧による処理に処して、該加熱および加圧による処理を該処理において同時または一連の工程で行なうことを特徴とする製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記スマートラベルウェブを加熱および加圧して処理すると同時に、これを他のウェブ層に取り付けることを特徴とする製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、前記スマートラベルウェブは、接触表面で形成されるニップにおいて加熱および加圧によって処理し、該接触表面のうちの、少なくとも１つは弾性であり、少なくとも１つを加熱することを特徴とする製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法において、前記スマートラベルウェブの加熱および加圧による処理は、前記熱可塑性樹脂フィルムをまずマイクロ波で加熱し、次に該スマートラベルウェブに圧力を加えるものであることを特徴とする製造方法。
【請求項９】
バンプが設けられ機能性をチェックした集積回路を単体チップに分離するシリコンウエハの前処理方法において、前記ウエハを単体チップに分離する前に、熱可塑性樹脂フィルムを該ウエハの表面に取り付けることを特徴とするシリコンウエハの前処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記熱可塑性樹脂フィルムおよび／またはウエハを加熱して、該熱可塑性樹脂フィルムを前記ウエハの表面に接着させることを特徴とする前処理方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の方法において、剥離紙または同等物を前記熱可塑性樹脂フィルムから剥離することを特徴とする前処理方法。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれかに記載の方法において、前記ウエハを単体チップに分離することを特徴とする前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、シリコンウエハの前処理方法、およびシリコンチップ上の集積回路のスマートラベルへの取付け方法に関するものである。
【０００２】
米国特許第５，８１０，９５９号公報から公知の方法には、基板およびシリコンチップを異方導電性の熱硬化性接着剤によって加熱および加圧して取り付けるものがある。
【０００３】
米国特許第５，９１８，１１３号公報には、異方導電性接着剤を回路基板に塗布し、この接着剤は熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂とこれに分散させた導電性粉末とを含有する方法が開示されている。この接着剤層を軟化させ、半導体チップをこれに加熱および加圧により接着する。
【０００４】
米国特許第５，９１８，３６３号公報から公知の方法に、ウエハ上に形成された集積回路を試験して、回路が機能しているか、アンダフィルが機能別集積回路に塗布されているか、およびチップが互いに分離されているか否かを判別するものがある。このアンダフィルは熱可塑性樹脂材料を含むことがある。その後、シリコンチップをその使用場所に接続して、アンダフィルが電気的接続線の周囲に展延するようにする。
【０００５】
米国特許第５，９３６，８４７号公報から公知の電子回路には、基板とチップとの間にアンダフィルを形成する非導電性ポリマ層があるものがある。このポリマ層には電極用開口が設けられている。この基板には、導電性ポリマを噴霧して基板とチップとの間に電極を形成するための開口も設けられている。
【０００６】
米国特許第６，０４０，６３０号公報には、必要に応じて解放もできるチップ用接続方法が開示されている。基板上に回路パターンが形成された基板の上には、熱可塑性樹脂フィルムが配置され、これは、チップのバンプを露呈させるビア孔を有している。この熱可塑性樹脂フィルムはチップ用アンダフィルを形成し、フィルムを加熱するとチップと回路パターンを接続するものである。
【０００７】
米国特許第６，０７７，３８２公報から公知の方法には、異方導電性の熱硬化性接着剤を回路基板上に配置して、この回路基板を接着剤の硬化温度より低い温度にまで加熱するものがある。半導体チップを所望の位置に配置して、加熱および加圧して接着させる。
【０００８】
スマートラベルウェブの製造工程における問題点に、回路パターンへのオンチップ集積回路の取付け方がある。従来技術によれば、この取付けは、チップ上のハンダバンプをスマートラベルの回路パターンに取り付け、いわゆるアンダフィルをスマートラベルとチップとの間に毛細管力を利用して形成し、チップと接着する基板との間の熱膨張に起因する張力を一様にするようにして、行なうことができる。アンダフィルによって、ハンダ接合のずれや、ハンダ接合の割れ目の広がりも防止される。充填材粒子をアンダフィルに添加することによって、アンダフィルが軟化し、接合の曲げが防止される。アンダフィルにはいくつかのタイプがあり、使用する技術もアンダフィルのタイプによる。異方導電性の熱硬化性アンダフィルを使用して、アンダフィルを形成し、このアンダフィルは、適当な大きさのフィルム部材を担体ウエブから切り離してスマートラベルウェブ上に配置し、その後、バンプを設けたチップをこのアンダフィル上に並べてアンダフィルを硬化させることによっても形成できる。
【０００９】
このアンダフィルは工程に問題がある。すなわちこれは、アンダフィルに硬化時間が必要なため、比較的長い時間、典型的には数分を要する別個の処理工程を必要とするためである。この処理では、接着剤の硬化は加圧状態で行うことが必要な場合があり、その場合、硬化は、設置した熱抵抗器によって行なわねばならない。したがって、生産ラインは費用がかかり、柔軟性に欠ける。
【００１０】
本発明の方法によれば上述の問題点を避けることができる。本発明のスマートラベルウェブの製造方法では、チップ上の集積回路をスマートラベルの回路パターンにチップの表面にある熱可塑性樹脂フィルムによって取り付ける。本発明のシリコンウエハの前処理方法では、ウエハの単体チップへの分離前に、熱可塑性樹脂フィルムをウエハの表面に接着する。本発明の方法では、熱可塑性樹脂フィルムがチップの表面に容易に接着され、以下の利点を有するスマートラベルウェブの製造方法が提供される。すなわち、
− 異方導電性フィルム部材をスマートラベルに取り付けたり、また時間のかかる加熱で硬化させたりする別個の方法工程も必要とせず、生産ラインが簡略化され、従来の生産ラインより信頼性が増し、費用がかからない。
− スマートラベル製造ラインの製造能力を改善することができる。
− 処理時間を短くすることができる。
− 温度耐性の低い材料をスマートラベルウェブに用いることができ、これは、熱可塑性樹脂材料の処理温度が典型的には約４０ｏＣ低く、処理時間が同様の熱硬化性材料の１／３より短いためである。
− 処理工程を従前より良好に一体化することができる。
【００１１】
本フィンランド出願では、フィンランド語の用語に対応する英語の用語をしばしばカッコ内に示すが、これは、当業者に通常、英語の用語が用いられているためである。
【００１２】
本願では、スマートラベルとは、ＲＦ−ＩＤ （ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）回路またはＲＦ−ＥＡＳ （ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）回路を含むラベルをいう。スマートラベルウェブは、一連の連続したおよび／または隣接したスマートラベルを含むものである。スマートラベルは、導電性印刷インクで回路パターンをフィルム上に印刷し、金属フィルムに回路パターンをエッチングし、金属フィルムから回路パターンを型抜きし、または例えば銅線の回路パターンを巻回させることによって製造できる。スマートラベルの電気的に動作するＲＦＩＤ （ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）回路は、所定の周波数で動作する単純な電気的発振回路（ＲＣＬ回路）である。この回路は、コイル、コンデンサおよびオンチップ集積回路を含む。集積回路は、エスコートメモリ、および読取装置と通信するように構成されたＲＦ部を含む。ＲＣＬ回路のコンデンサもこのチップに集積できる。スマートラベルウェブは、可撓性を有しかつ適当な剛性のある、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ）などの材料である。
【００１３】
このウエハは通常、取付け処理で使用するために供給され、枠で担持される担体フィルムの頂部で各チップを互いに切り離すようにする。各単体チップはこの工程で、担体フィルムの下方からチップを機械的に押すことによって、および反対側からこれを負圧吸引を利用した旋削加工工具で把持することによって切り離す。
【００１４】
本発明のシリコンウエハの前処理方法では、ウエハを前処理して、バンプを設けて機能性をチェックしたウエハの表面に熱可塑性樹脂フィルムを取り付けてから、ウエハを各チップに分離する。熱可塑性樹脂フィルムとは、熱効果で他の表面に対して接着性にすることができるが常温では実質的に非接着性の表面を有するフィルムをいう。熱可塑性樹脂フィルムはまた、接着性に実質的に影響を与えることなく数回、加熱可能でもある。実質的に同じ処理条件を異方導電性の熱可塑性樹脂フィルムおよび非導電性の熱可塑性樹脂フィルムの両方に使用することができる。言及すべき例として、熱可塑性樹脂フィルムは、３Ｍによる異方導電性フィルム８７７３および８７８３ （Ｚ軸接着剤フィルム８７７３および８７８３）を含む。このフィルムは、導電性粒子を含んで、フィルムの厚さ方向にのみ電気伝導性があり、つまりフィルムの面方向には導電性がないようにしてある。熱可塑性樹脂フィルムは、加熱および加圧により流動性にすることができる。冷却すると、熱可塑性樹脂フィルムは結晶化し、機械的接合強度を生ずる。熱硬化は必要なくなる。熱可塑性樹脂フィルムは、たとえばポリエステルまたはポリエーテルアミドとすることができる。導電性粒子は、標準的には７〜５０ μｍの大きさを有し、たとえば銀被覆ガラス粒子とすることができる。熱可塑性樹脂フィルムの厚さは、標準的には２０〜７０ μｍである。熱可塑性樹脂フィルムは通常、剥離紙等の表面に形成される。剥離紙は、フィルムの加熱に際して、フィルムから剥離することができる。本適用例で提供される熱可塑性樹脂フィルムに標準的な処理温度は、ウエハ上のフィルムの接合、およびフィルムで被覆されたチップのスマートラベルウェブのスマートラベルへの接合の両方について同じである。これは、これらの材料の特性に関連した温度の問題であるからである。
【００１５】
本発明のチップのスマートラベルウェブにおけるスマートラベルへの接合方法では、チップに取り付けた熱可塑性樹脂フィルムによってチップおよび回路パターンを互いに接続し、電極をチップと回路パターンとの間に形成する。熱可塑性樹脂フィルムは、異方電気伝導性の熱可塑性樹脂フィルム（ＡＦＯ）または非導電性フィルム（ＮＣＦ）とすることができる。熱可塑性樹脂フィルムを使用すると、アンダフィルは必要ない。これは、熱可塑性樹脂フィルムは、チップに対して十分に可撓性のあるバッキングを形成するからである。非導電性の熱可塑性樹脂フィルムを用いると、電極の信頼性が異方導電性フィルムの場合よりいくぶん低下するが、それでも十分である。熱可塑性樹脂の非導電性フィルムをスマートラベルウェブの頂部のウェブの全幅に導入して、チップを電極領域に接続することも可能である。
【００１６】
熱可塑性樹脂フィルムの取り付け後、各単体チップに分離したウエハから、各チップを連続的に持ち上げて、各チップをスマートラベルウェブの上に正確に位置合せして配置する。チップをウェブ上に置くと、ウェブを反対側から加熱して、最終的な接合の前に、チップがウェブに軽く留まるようにする。この後、チップの最終的な接合を加熱および加圧によって、例えば２本のロールの間に形成されたニップで行ない、このニップを形成する接触表面の少なくとも一方を加熱し、また少なくとも一方が弾性である。前記ニップでは、スマートラベルウェブの両側において、他の層を同時に構体へ積層するか、またはその層を除外してニップを用いて接続のみを行なうかすることができる。同時に、熱可塑性樹脂フィルムを流体としていくぶん、チップの頂部から排除することによってスマートラベルのプロファイルを均等化することができる。数層を同時に組み合わせる際、接着剤層の架橋を開始してより信頼性のある積層、またはより剛性のある構体を提供することも可能である。
【００１７】
上述のニップの他に、シューロールとそのカウンタロールとの間にもニップを形成することができる。熱可塑性樹脂フィルムはまた、マイクロ波で加熱してもよく、同時に接合部に圧力を加えることでフィルムを選択的に加熱できる（選択性接着剤を混合した材料をマイクロ波電磁界で加熱する）。
【００１８】
以下、本発明を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、異方性の熱硬化性フィルムの取付けを行なう従来技術の方法を示す。スマートラベルを順次に、そして場合によっては互いに隣接して含むスマートラベルウェブをリールから巻き出す。別のリールからは担体ウェブを巻き出し、これは、その表面に必要な大きさを有する熱硬化性フィルムの部材を含む。熱硬化性の異方性フィルムの部材を担体ウェブから分離して、バンプを設けたチップを次の処理工程で取り付けるスマートラベル上の位置に配置する。熱硬化性の異方導電性アンダフィルを硬化させ、次にスマートラベルウェブを場合に応じてウェブの他の層と積層させる。最後に、スマートラベルウェブおよび場合によってこれに取り付けられた他の層を巻き取る。
【００２０】
図２は、本発明による方法を示し、チップをスマートラベルウェブに熱可塑性樹脂の異方導電性フィルムまたは熱可塑性樹脂の非導電性フィルムによって取り付ける。スマートラベルウェブを巻き出し、チップをスマートラベルの回路パターン上に配置し、チップの他方の表面には熱可塑性樹脂フィルムをすぐに取り付ける。ウェブの反対側では、スマートラベルウェブを所望の位置で加熱して、ウェブの表面におけるフィルムをウェブに取り付けられる温度にする。この後、チップおよびスマートラベルの最終接合を、例えば２本のロールで形成されたニップにおいて加熱および加圧して行ない、これはハードロールで形成されるニップより長い。こうして、ニップを形成する２つの接触表面のうちの、少なくとも一方を加熱する。チップの最終接合と同時に、このスマートラベルウェブを他のウェブ層と積層させることができる。積層工程は別個とすることもでき、加熱した長いニップを用いてチップのスマートラベルウェブへの最終接合を行なうにすぎない。最後に、スマートラベルウェブ、および場合によってはこれに取り付けられた他の層を巻き取る。
【００２１】
図３はスマートラベルウェブＷ２の上面図であり、これは、回路パターン１３および集積回路１４をその中に含む単体のスマートラベル１２を含むものである。スマートラベル１２は、導電性印刷インクで回路パターンをフィルムに印刷することによって、回路パターンを金属フィルムにエッチングすることによって、回路パターンを金属フィルムから打ち抜くことによって、または銅線の回路パターンを巻回することによって製造することができる。回路パターンには、無線周波識別（ＲＦＩＤ）回路などの識別回路が設けられている。識別回路は、所定の周波数にて動作するよう調整された単純な電気発振回路（ＲＣＬ回路）である。この回路はコイル、コンデンサおよびチップに集積された回路からなり、集積回路は、エスコートメモリおよび読取装置と通信するＲＦ部を含む。ＲＣＬ回路のコンデンサもこのチップに集積することができる。
【００２２】
図４において、スマートラベルウェブＷ２は、担体ウェブ上に順次のスマートラベル１２を含み、リール３から巻き出される。担体ウェブは、いくつかのスマートラベルを横に並べたものでもよい。スマートラベルウェブＷ２は、回路パターンを形成して集積回路を取り付ける表面を有し、その材料は、好ましくは適当な剛性を有するプラスチックフィルムである。
【００２３】
バンプを設けたウエハの表面には、熱可塑性樹脂フィルムを被着させ、フィルムの被着後、それぞれの単体チップに分離し、このウエハから単体チップを取り上げて、スマートラベルの回路パターン１３の上に挿入工具１５で位置合せして配置する。同時に、チップがスマートラベルの反対側に位置する個所でスマートラベルをヒータ１６で加熱する。スマートラベルの加熱によって、チップの表面の熱可塑性樹脂フィルムが回路パターンに接着することになる。熱可塑性樹脂フィルムは、好ましくは８０〜１０５ｏＣの温度まで加熱する。
【００２４】
さらに、チップ上の集積回路と回路パターンとの間の最終接合を加熱で行なう。こうして、熱可塑性樹脂フィルムは、好ましくは１４０〜１５０ｏＣの温度まで加熱する。このスマートラベルウェブをニップに導入して、２つの接触表面のうちの、少なくとも１つを加熱する。このニップは好ましくは、ハードロールで形成されるニップより長いニップである。ニップは、例えば加熱ロールおよび弾性ロールで形成されるニップＮ１とすることができ、これは単位面積当りの圧力が同様のハードニップより低い。ニップを形成する接触表面のうちの一方は、シューロールとすることもできる。このニップより前で加熱を行ない、スマートラベルの回路パターンとチップ上の集積回路との間の熱可塑性樹脂フィルムを、例えばマイクロ波で加熱することもできる。熱可塑性樹脂フィルムはこうして、マイクロ波で加熱された添加剤と混合する。マイクロ波による加熱の後、オンチップ集積回路が配置されたスマートラベルウェブを処理工程に導入して、接合表面に圧力を加える。マイクロ波による加熱および接合表面への加圧を同時に行うこともできる。接合部へ加える力は、上述の方法のいずれを用いてチップの最終接合を行なうかによらず、好ましくは１接合部当り２００〜８００ ｇである。チップをスマートラベルウェブＷ２に取り付けた後、ウェブをロール１１に巻き取る。
【００２５】
図５は、図４の説明と関連付けて示すように、チップ上に集積された回路をスマートラベルの回路パターンに取り付ける方法を示す。こうして、集積回路の最終接合を行なうそのニップで、スマートラベルウェブＷ２、ライナウェブＷ１およびバックウェブＷ３をも組み合わせることができる。こうして、ライナウェブＷ１を含む連続的なウェブがリール５から巻き出される。ライナウェブＷ１の反対側からライナウェブの剥離ウェブを剥離し、この剥離の後、これをロール４に巻き取る。剥離ウェブを剥離した側には、ライナウェブＷ１に接着剤が被着され、これをヒータ７で加熱することによってその接着性を増すことができる。このヒータは、例えば赤外線ヒータとすることができる。ライナウェブＷ１の材料は、好ましくはポリプロピレンまたはポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルムである。
【００２６】
バックウェブＷ３を含む連続ウェブをリール１から巻き出す。バックウェブＷ３の反対側からバックウェブの剥離ウェブを剥離し、この剥離の後、これをロール２に巻き取る。剥離ウェブを剥離した側には、バックウェブＷ３に接着剤が施されている。接着剤は、例えば感圧接着剤とすることができ、これは、他の表面にこれを押圧することによってその表面に接着することができる。
【００２７】
ライナウェブＷ１、スマートラベルウェブＷ２およびバックウェブＷ３は、ロール８および９で形成されるニップＮ１において互いに接合され、これは長い弾性ニップである。ニップＮ１の後には放熱器１０があり、いずれかのウェブの表面に放射硬化性接着剤が施されている場合は、放熱器に空のスマートラベルインレットウェブＷ４を導入する。放熱器１０は紫外線または電子線を発生することができる。空のスマートラベルインレットウェブＷ４をさらに、打抜き装置１８へ導入し、ライナウェブＷ１およびスマートウェブＷ２を適当な位置で打ち抜いて、バックウェブＷ３の表面に一連の一定の大きさのスマートラベル１２を施し、その上に保護表面フィルムを施すようにする。打ち抜き後、ライナウェブＷ１およびスマートラベルウェブＷ３の余剰部分はスマートラベル１２および表面フィルムの外側に残り、余剰材料をリール１９によって除去する。完成したウェブＷ５をリール１１に巻き取る。
【００２８】
図５による処理は必要に応じて修正できる。新たな部分を補ったり、何かを除去したりすることができる。ある処理、例えば赤外線ヒータによる処理では、放熱器における接着剤の硬化、適当な大きさへの打抜き、または余剰材料の除去は、処理上不要な工程かもしれない。数本のウェブを１本のニップで組み合わせる際、それらの本数は制限されず、場合に応じて変えてよい。
【００２９】
本発明は上述の説明に限定されず、本発明は特許請求の範囲内で変えてもよい。本発明における基本思想は、熱可塑性樹脂フィルムをオンチップ集積回路の表面に容易に取り付けることによって、チップとスマートラベルとの間の最終接合を簡単で信頼性のある方法で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
チップをスマートラベルに従来技術による方法で取り付ける工程図である。
【図２】
本発明のチップをスマートラベルに取り付ける方法の工程図である。
【図３】
スマートラベルウェブの上面図である。
【図４および図５】
本発明によるある生産ラインを示す側面図であり、これによってチップをスマートラベルウェブの各スマートラベルに取り付けることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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2004514291.tif 000009
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【国際調査報告】
2004514291.tif 000026
2004514291.tif 000027
2004514291.tif 000028