(57)【要約】【課題】加熱による基部の変形を防止できるＩＣチップ保持体、及び、ＩＣチップの接合方法を提供する。【解決手段】ＩＣチップ保持体１０を、融点が２５５℃以上２６５℃以下であり、かつ、ガラス転移点が１１５℃以上１２５℃以下のポリエチレン系の合成樹脂材料であるポリエチレンナフタレートによってシート状に形成された基部１１と、前記基部１１に設けられ、導電性を有する導電部１２と、前記導電部１２に接合されたＩＣチップ１３とを備える構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が２５５℃以上２６５℃以下であり、かつ、ガラス転移点が１１５℃以上１２５℃以下のポリエチレン系の合成樹脂材料によってシート状に形成された基部と、
前記基部に設けられ、導電性を有する導電部と、
前記導電部に接合されたＩＣチップと
を備えるＩＣチップ保持体。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＣチップ保持体において、
前記ポリエチレン系の合成樹脂材料がポリエチレンナフタレートであること
を特徴とするＩＣチップ保持体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＩＣチップ保持体において、
前記基部の厚さが１０μｍ以上５０μｍ未満であること
を特徴とするＩＣチップ保持体。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載したＩＣチップ保持体において、
このＩＣチップ保持体がインタポーザであること
を特徴とするＩＣチップ保持体。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載したＩＣチップ保持体において、
このＩＣチップ保持体がＩＣタグであること
を特徴とするＩＣチップ保持体。
【請求項６】
ポリエチレンナフタレートによってシート状に形成された基部に設けられかつ導電性を有する導電部に対してＩＣチップの電極を重ねて配置する配置工程と、
前記導電部及び前記ＩＣチップの間に設けられた接合部に１６０℃以上２００℃以下の熱を加える加熱工程と
を備えるＩＣチップの接合方法。
【請求項７】
請求項６のＩＣチップの接合方法において、
前記加熱工程は、前記ＩＣチップを前記導電部に対し０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の圧力で相対的に押圧して行うこと
を特徴とするＩＣチップの接合方法。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のＩＣチップの接合方法において、
前記接合部は、熱可塑性の樹脂材料によって前記導電部の表面に形成された樹脂層であり、
前記加熱工程の後に前記樹脂層を硬化させる硬化工程を備えること
を特徴とするＩＣチップの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタポーザ、ＩＣタグ等のＩＣチップ保持体、及び、ＩＣチップの接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）とも称され、ＩＣチップに対するデータの書き込み及びＩＣチップが保持するデータの読み取りを無線通信によって非接触状態で行うことができるものである。
このようなＩＣタグは、従来、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によってシート状に形成された基部を備えている。この基部は、例えば、アルミニウム製のアンテナが設けられ、このアンテナにＩＣチップの電極が接合される。
この従来のＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナの間に導電性を有する熱硬化型の接着剤を設け、ＩＣチップをアンテナに対し、２．０ＭＰａ程度の圧力で押圧するとともに、接着剤に、１５０℃程度の熱を与えて硬化させることによってＩＣチップを基部のアンテナに接合していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０３９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、一般的なＰＥＴは、そのガラス転移点（Ｔｇ）が、例えば、７０℃から８０℃の間であり、上述の接着剤を硬化させる熱によって基部が変形するおそれがあった。
本発明の課題は、加熱による基部の変形を防止できるＩＣチップ保持体、及び、ＩＣチップの接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下の解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、融点が２５５℃以上２６５℃以下であり、かつ、ガラス転移点が１１５℃以上１２５℃以下のポリエチレン系の合成樹脂材料によってシート状に形成された基部と、前記基部に設けられ、導電性を有する導電部と、前記導電部に接合されたＩＣチップとを備えるＩＣチップ保持体である。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＩＣチップ保持体において、前記ポリエチレン系の合成樹脂材料がポリエチレンナフタレートであることを特徴とするＩＣチップ保持体である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＩＣチップ保持体において、前記基部の厚さが１０μｍ以上５０μｍ未満であることを特徴とするＩＣチップ保持体である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載したＩＣチップ保持体において、このＩＣチップ保持体がインタポーザであることを特徴とするＩＣチップ保持体である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載したＩＣチップ保持体において、このＩＣチップ保持体がＩＣタグであることを特徴とするＩＣチップ保持体である。
【０００６】
請求項６の発明は、ポリエチレンナフタレートによってシート状に形成された基部に設けられかつ導電性を有する導電部に対してＩＣチップの電極を重ねて配置する配置工程と、前記導電部及び前記ＩＣチップの間に設けられた接合部に１６０℃以上２００℃以下の熱を加える加熱工程とを備えるＩＣチップの接合方法である。
請求項７の発明は、請求項６のＩＣチップの接合方法において、前記加熱工程は、前記ＩＣチップを前記導電部に対し０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の圧力で相対的に押圧して行うことを特徴とするＩＣチップの接合方法である。
請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載のＩＣチップの接合方法において、前記接合部は、熱可塑性の樹脂材料によって前記導電部の表面に形成された樹脂層であり、前記加熱工程の後に前記樹脂層を硬化させる硬化工程を備えることを特徴とするＩＣチップの接合方法である。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、基部をＰＥＴよりもガラス転移点の高いポリエチレンナフタレートによって形成したから、加熱による基部の変形を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、加熱による基部の変形を防止できるＩＣチップ保持体及びＩＣチップの接合方法を提供するという課題を、インタポーザの基部を、融点が、例えば、２６２℃程度、かつ、ガラス転移点が、例えば、１２１℃のポリエチレンナフタレートによって形成することによって解決した。
【実施例１】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明のＩＣチップ保持体、及び、ＩＣチップの接合方法の実施例１であるインタポーザ、及び、このインタポーザの製造方法について説明する。
図１は、本発明の実施例１であるインタポーザを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ部矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ部矢視拡大図をそれぞれ示している。
【００１０】
インタポーザ１０は、基部１１、導電部１２、ＩＣチップ１３、バンプ１４、接合部１５を備えたＩＣチップ保持体である。ここで、「インタポーザ」とは、電子機器にＩＣチップを搭載するために用いられる配線基板であり、ＩＣタグの製造において、アンテナとＩＣチップとを接続する際に使用されるものである。
基部１１は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）によって形成された矩形のシート材であり、その厚さ方向寸法は、例えば、３８μｍとなっている。
このＰＥＮのシート材は、２，６・ナフタレンジカルボン酸（ＮＤＣ）とエチレングリコール（ＥＧ）とを重縮合反応させた結晶性ポリマーを二軸延伸して製造される公知の素材であり、融点が、例えば、２６２℃程度、ガラス転移点が、例えば、１２１℃程度となっている。このようなＰＥＮのシート材の一例として、例えば、帝人デュポンフィルム株式会社製の「テオネックス（登録商標）」があげられる。
【００１１】
導電部１２は、基部１１の一方の面部であって基部１１の長手方向に配列された一組の導電パターンによって構成されている。これらの各導電パターンは、その平面形が矩形状に形成されている。
この導電部１２は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系の材料を使用したエッチング加工によって形成される。
【００１２】
ＩＣチップ１３は、半導体素子を含む集積回路であり、その個体の識別を可能にするユニークＩＤ等を記録するメモリ装置である。このＩＣチップ１３の平面形は、例えば、１ｍｍ四方の正方形になっており、一組の導電パターンを跨いで設けられている。
バンプ１４は、ＩＣチップ１３の基部１１と対向する面部から突き出して形成された突起電極である。このバンプ１４は、例えば、金によって形成されている。
バンプ１４は、ＩＣチップ１３に設けられた一組の電極１３ａ、及び、基部１１に設けられた一組の導電パターンに対応して一組設けられている。これらのバンプ１４は、一方の電極１３ａと一方の導電パターン、他方の電極１３ａと他方の導電パターンとの間にそれぞれ設けられている。
【００１３】
接合部１５は、ＩＣチップ１３を基部１１に対して接合するものであり、一組のバンプ１４と一組の導電パターンとの間に一組設けられている。
この接合部１５は、導電性を有する異方性の熱硬化型接着剤が硬化したものである。この接着剤は、例えば、２０℃程度の温度（常温）においてゲル状であるが、例えば、１８０℃程度の温度が加えられることによって硬化し、その後に常温に戻されても硬化した状態が維持されるものである。
【００１４】
次に、このインタポーザ１０の製造方法について説明する。
図２は、図１のインタポーザの製造方法を示す図である。以下、工程毎に説明する。
ここで、インタポーザ１０は、ロール状に形成されたＰＥＮ製のシート材に複数個が並べられた状態で製造され、このシート材が裁断されることによって単体のインタポーザ１０とされるものである。
（工程Ｉ：導電部形成工程）
導電部１２は、アルミニウムのエッチングによって上記ＰＥＮ製のシート材（基部１１）に形成される。
この導電部１２の形成に際し、ＰＥＮ製のシート材（基部１１）は、まず、ウレタン系の接着剤によってアルミニウム箔が重ねて貼り合わされ、その後に、このアルミニウム箔に対し、例えば、輪転印刷機によってエッチングレジスト（エッチングマスク）が印刷される。このエッチングレジストは、耐酸性のインクが用いられ、導電部１２と同じパターンが印刷される。
次いで、酸性のエッチング溶液によってエッチングを行う。エッチングレジストが形成された部分以外のアルミニウムは、エッチング溶液によって溶解し、基部１１には、エッチングレジストのパターンと略同じパターンのアルミニウム箔が残り、これによって、導電部１２が形成される。
【００１５】
（工程ＩＩ：接着剤塗布工程）
導電部１２は、一組の導電パターンが互いに対向する部分に接着剤１５ａが塗布される。この接着剤１５ａは、前述のように、熱硬化型の接着剤であり、その種類は特に限定されないものである。
（工程ＩＩＩ：ＩＣチップ配置工程）
ＩＣチップ１３は、ロール状に形成されたシート材１６に複数個が予めマウントされている。このＩＣチップ１３を備えるシート材１６は、導電部１２が形成されたシート材に対し、ＩＣチップ１３と導電部１２とが対向した状態で並行して走行される。
これらのシート材は、ＩＣチップ１３が一組の導電パターンを跨ぐ位置に配置されると、その走行がそれぞれ停止される。
【００１６】
（工程ＩＶ：接合工程）
導電部１２が形成されたシート材の下方、及び、ＩＣチップ１３がマウントされたシート材１６の上方には、それぞれ加熱装置１７が設けられている。
これらの加熱装置１７のうち、上方（ＩＣチップ１３側）の加熱装置１７ａは、下方（導電部１２側）の加熱装置１７ｂに対して接近する方向に移動可能になっており、この移動によって、バンプ１４が接着剤１５ａに接触する。
これらの加熱装置１７は、ＩＣチップ１３及び基部１１に、例えば、１８０℃の熱を加える。この熱は、ＩＣチップ１３及び基部１１を介して接着剤１５ａに伝わり、これによって、接着剤１５ａが硬化して接合部１５が形成され、ＩＣチップ１３が基部１１に固定される。
このとき、ＩＣチップ１３は、基部１１に対して、例えば、２Ｎの荷重で押圧される。ＩＣチップ１３の荷重が作用する面部は、１ｍｍ四方なので、このときの押圧力は、例えば、２Ｍｐａとなる。
これらの加熱、押圧時間は、例えば、５秒から１０秒程度の間に設定されている。
【００１７】
このインタポーザ１０は、ＩＣタグ２０を製造する際に、アンテナ２３が予め形成されたアンテナシート２１と組み合わされる。ＩＣタグ２０は、ＵＨＦ帯の周波数の電波を用いて、外部に設けられた通信装置と通信を行うものである。
図３は、図１のインタポーザを含むＩＣタグの平面図である。
アンテナシート２１は、基部２２及びアンテナ２３を備えている。
基部２２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成された矩形のシート材である。この基部２２の厚さ方向寸法は、特に限定されないが、例えば、３８μｍとなっている。
【００１８】
アンテナ２３は、ＩＣタグ２０が読み取り装置等の通信装置と通信を行う際に電波を送受信する部分であり、基部２２の一方の面部に設けられている。
このアンテナ２３は、パッチアンテナと称される面アンテナであり、基部２２の長手方向に配列された一組の導電パターンによって構成されている。この一組の導電パターンは、矩形状に形成されている。
このアンテナ２３は、インタポーザ１０の導電部１２と同様にアルミニウム系の材料を使用したエッチング加工によって形成されている。
【００１９】
インタポーザ１０は、導電部１２の一組の導電パターンのうち、一方がアンテナ２３の導電パターンの一方と、他方がアンテナ２３の導電パターンの他方に対して超音波接合によって接合される。
この超音波接合は、金属同士を接触させた状態で一方を他方側に加圧するとともに超音波の振動を与えることによって、これらを固相接合させる公知の溶接方法である。
なお、インタポーザ１０とアンテナシートとの接合方法は、これに限らず、例えば、導電性を有するピンを導電部１２及びアンテナ２３に貫通させることによってインタポーザ１０をアンテナシート２１に固定してもよい。
【００２０】
以上説明したように、実施例１のインタポーザ１０、インタポーザ１０の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）仮に、インタポーザ１０の基部１１をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成した場合、ＰＥＴのガラス転移点は、例えば、８０℃程度であるから、この基部は接着剤１５ａを硬化させる際の熱によって変形する可能性がある。
これに対し、実施例１のインタポーザ１０は、基部１１をガラス転移点が、例えば、１２１℃程度であるＰＥＮによって形成したから、上記熱による変形を防止できる。
（２）仮に、インタポーザ１０の基部１１をＰＥＴによって形成した場合、上記熱による変形を防止するためにこの基部の厚さ方向寸法を、例えば、７０μｍ程度にすることが考えられるが、この場合、インレット（ＩＣタグ）の重量が増加する。
これに対し、実施例１のインタポーザ１０は、基部１１の厚さが、例えば、３８μｍであるから、インレット１０（ＩＣタグ２０）の重量の増加を防止できる。
（３）一般的にＰＥＮは、ＰＥＴよりも高価であるが、アンテナシート２１よりも面積の小さいインタポーザ１０の基部１１のみをＰＥＮによって形成し、アンテナシート２１の基部２２をＰＥＮによって形成したから、ＩＣタグ２０の製造コストの上昇を防止できる。
（４）一般的にＰＥＮは、ＰＥＴよりも引張強度が大きいので、例えば、ＩＣチップ実装時等において、ＰＥＮ製のシート材をローラによって搬送する際であっても、その破損を防止できる
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明を適用したＩＣチップ保持体の実施例２であるＩＣタグについて説明する。
なお、以下説明する実施例２及び変形例において、実施例１と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
【００２２】
図４は、本発明の実施例２であるＩＣタグを示す平面図である。
実施例２のＩＣタグ３０は、基部３１、アンテナ３２、ＩＣチップ３３を備えたＩＣチップ保持体である。この実施例２のＩＣタグ３０は、インタポーザ１０を使用せずに製造されるものであり、ＩＣチップ３３は、基部３１に形成されたアンテナ３２に対して直接接合される。
基部３１は、実施例１のインタポーザ１０の基部１１と同様に、ＰＥＮによって形成された矩形のシート材であり、その厚さ方向寸法が、例えば、３８μｍとなっている。
アンテナ３２は、実施例１のアンテナ２３と同様に、アルミニウムを使用したエッチングによって形成されたパッチアンテナである。
【００２３】
ＩＣチップ３３は、実施例１のＩＣチップ１３と同様に図示しないバンプを備え、このバンプがアンテナ３２に接合される。このＩＣチップ３３とアンテナ３２との接合は、実施例１と同様に、熱硬化型の接着剤を硬化させることによって行う。
この実施例２のＩＣタグ３０も、実施例１のＩＣタグ２０と同様に、接着剤を硬化させる際の熱による基部３１の変形を防止することができる。
また、基部３１をＰＥＮによって形成したので、ＩＣタグ３０は、製造時以外に、例えば、８０℃以上の温度条件下で使用する場合であっても基部３１の変形が防止される。
【００２４】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例のＩＣタグは、パッチアンテナを備えるＵＨＦ帯のものであったが、ＩＣタグの構成は、これに限らず適宜変更が可能である。
図５は本発明の変形例であるＩＣタグを示す平面図である。
変形例のＩＣタグ４０は、１３．５６ＭＨｚ帯の電波によって通信装置と通信を行う電磁誘導式のものであり、ＰＥＮによってシート状に形成された基部４１は、渦巻き状のループアンテナ４２を備えている。インタポーザ１０のＩＣチップは、このループアンテナ４２の一部を切断して形成されたＩＣチップマウント部４３を跨いた状態でループアンテナ４２に接合される。
また、この変形例において、実施例２のようにインタポーザ１０を使用せず、ＩＣチップをＩＣチップマウント部４３（ループアンテナ４２）に直接接合してもよい。
（２）実施例のＩＣチップ保持体は、インタポーザ及びＩＣタグであったが、本発明のＩＣチップ保持体は、これらに限られず、例えば、ＩＣチップを搭載したフレキシブルプリント基板等であってもよい。
（３）実施例１のインタポーザ、実施例２のＩＣタグの基部は、それぞれＰＥＮによって形成されていたが、基部の材料は、融点が２５５℃以上２６５℃以下であり、かつ、ガラス転移点が１１５℃以上１２５℃以下のポリエチレン系の合成樹脂材料であれば、これに限られない。
（４）実施例の接合部は、導電性を有する接着剤であったが、接合部はこれに限らず他のものでもよく、例えば、エッチングレジストを熱可塑性を有する樹脂材料（樹脂層）によって形成し、この樹脂層を加熱して溶融させることによって、バンプと導電部とを接触させ、この後に、例えば、２０℃程度の常温に戻すことによってこの樹脂層を硬化させてもよい（硬化工程）。
（５）実施例のＩＣチップは、いわゆる、ロール・トゥ・ロール式の接合方法によって基部に接合されたが、ＩＣチップの接合方法はこれに限らず、適宜変更が可能である。例えば、吸着装置によってＩＣチップを保持し、この吸着装置を移動させることによって、基部に対するＩＣチップの位置合わせをＩＣチップ１個ごとに行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１であるインタポーザを示す図である。
【図２】図１のインタポーザの製造方法を示す図である。
【図３】図１のインタポーザを含むＩＣタグの平面図である。
【図４】本発明の実施例２であるＩＣタグを示す平面図である。
【図５】本発明の変形例であるＩＣタグを示す平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  インタポーザ
１１  基部
１２  導電部
１３  ＩＣチップ
２０  ＩＣタグ
【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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