DE60034756T2 - Flip-Chip-Montage eines IC auf eine Leiterplatte - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips, welches zur Herstellung eines mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträgers geeignet ist, der als Fluggepäckanhänger, als Etikett für die Verwaltung einer körperlichen Verteilung, als Karte für ein unbesetztes Tor und anders wirkt, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips, nach welchem ein blanker Halbleiterchip auf einer Leiterplatte bei niedrigen Kosten nach einem Flip-Chip-Anschlussverfahren angebracht werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger und ein Verfahren zur Herstellung desselben sowie ein Elektronikkomponentenmodul für einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger.
  • Für diese Art von mit elektromagnetischen Wellen lesbarem Datenträger ist ein Fluggepäckanhänger bekannt, wie er beispielsweise in der japanischen Offenlegungsveröffentlichung Hei. 6-243358 beschrieben ist. Es wird geschätzt, dass der Fluggepäckanhänger für die Verwaltung von Fluggepäck auf einem Flughafen als Wegwerfanhänger in naher Zukunft verwendet werden wird. Dabei kann im Falle einer weltweit tätigen Fluggesellschaft die enorme Nachfrage wie etwa von 8,5 Millionen Stück pro Monat von nur dieser Gesellschaft allein erwartet werden. Daher wird hinsichtlich dieser Art von Fluggepäckanhänger die Einführung einer Massenfertigungstechnologie bei extrem niedrigen Kosten gewünscht.
  • Der in der Patentanmeldung offenbarte Fluggepäckanhänger wird aufgebaut, indem ein gewundenes leitfähiges Muster, das eine Antennenspule sein soll und IC-Komponenten, die ein Sende- und Empfangsschaltung sein sollen, ein Speicher und Anderes auf der einen Seite eines rechteckigen Substrats aus einem PET-Film angebracht werden.
  • Der Körper des Fluggepäckanhängers, der das gewundene leitfähige Muster, das Antennenspule sein soll, hält, lässt sich ausbilden, indem eine Kupferfolie und Aluminiumfolie, mit denen die eine Seite des PET-Films beschichtet ist, mit einem Ätzverfahren selektiv geätzt werden. Daher lässt sich eine kontinuierliche Produktionslinie durch Roll-to-Roll (RTR) mit einem Resistausbildungsprozess mit bekannter Photolithographietechnologie und nachfolgendem Nassätzprozess und Anderem ohne weiteres verwirklichen. Schaltkreiskomponenten, wie etwa eine Sende- und Empfangsschaltung, sowie ein Speicher, die auf dem Körper des Fluggepäckanhängers anzubringen sind, sind dabei in einem einzigen Chip unter Verwendung einer Halbleiterintegrationstechnologie integriert.
  • Die Anmelder schlagen vor, dass ein blanker Halbleiterchip zunächst durch Anbringen des blanken Halbleiterchips, der die Sende- und Empfangsschaltung, den Speicher, die oben beschrieben wurden, und andere Teile aufbaut, auf einem dünnen Isolationsstück (einer Art von Leiterplatte) zum Modul gemacht wird, wonach die Produktivität eines Fluggepäckanhängers erhöht wird, indem der Elektronikkomponentenmodul auf einem PET-Film, der den Körper des Fluggepäckanhängers aufbaut, angebondet wird.
  • Was eine mit einer Elektronikkomponente bestückte Folie anbelangt, deren fortschrittliches Dünnermachen verlangt wird, wie etwa der mit dem Fluggepäckanhänger verbundene Elektronikkomponentenmodul, wird ein Flip-Chip-Verbindungsverfahren, bei welchem ein blanker Halbleiterchip direkt auf einer Leiterplatte angebracht ist, oftmals vorgeschlagen.
  • Ein Beispiel für das Flip-Chip-Verbindungsverfahren (nachfolgend Verfahren vom ersten bekannten Typ) ist in 14 gezeigt. Bei dem Verfahren nach dem ersten bekannten Typ wird ein vorspringender Anschluss zum Verbinden (nachfolgend Kontakthöcker genannt) b an der (nicht gezeigten) Bodenelektrode eines Halbleiterchips a ausgebildet, wobei, nachdem der Kontakthöcker b und ein Elektrodenbereich d eines Verdrahtungsmusters auf einer Leiterplatte c positioniert sind, werden beide über ein Verbindungsmaterial e, wie etwa Lot und leitfähige Paste, verbunden werden.
  • Bei dem Verfahren nach dem ersten bekannten Typ wird ein Problem dahingehend herausgestellt, dass die Herstellungskosten erhöht sind, weil (1) ein Vorgang zum Zuführen und Härten des Verbindungsmaterials e zum Verbinden des Kontakthöckers b und des Elektrodenbereichs d des Verdrahtungsmusters komplex ist, (2) ein isolierendes Harz f, genannt Unterfüllung, zwischen dem Chip a und der Platte c eingefüllt ist, um so einen Kontakthöckerverbindungsabschnitt zwischen dem Kontakthöcker b und dem Elektrodenbereich d zu versiegeln und damit Zuverlässigkeit in der Feuchtigkeitsfestigkeit des Kontakthöckerverbindungsteils und Festigkeit für die Anbringung des Halbleiterchips zu erlangen, und (3) ein Vorgang zum Einfüllen und Härten des Isolationsharzes f, das die Unterfüllung sein soll, erforderlich ist.
  • Ein weiters Beispiel für das Flip-Chip-Verbindungsverfahren (ein Verfahren des zweiten bekannten Typs) ist in 15 gezeigt. Das Verfahren des zweiten bekannten Typs wird zur Lösung des Problems des bekannten Verfahrens des ersten Typs vorgeschlagen, wobei ein blanker Halbleiterchip auf einer Leiterplatte unter Verwendung einer anisotropen leitfähigen Folie, die im japanischen Patent Nr. 2586154 vorgeschlagen wird, angebracht wird.
  • Bei dem Verfahren vom zweiten bekannten Typ wird eine asiotrope leitfähige Folie g, in welcher leitfähige Teilchen in Thermoplast- oder wärmehärtbarem Harz verteilt sind, zwischen einen blanken Halbleiterchip a und eine Leiterplatte c gelegt, wobei das Harz durch Thermokompressionsschweißen zum Fließen gebracht wird, so dass eine elektrische Verbindung in Richtung der Dicke durch leitfähige Teilchen h er langt wird, die zwischen einem Kontakthöcker b und einem Elektrodenbereich d des Verdrahtungsmusters sitzen.
  • Gemäß diesem Verfahren besteht eine Wirkung darin, dass die Positionierung der Leiterplatte mit dem Verdrahtungsmuster, wenn der Halbleiterchip auf der Leiterplatte angebracht wird, verhältnismäßig grob durchgeführt werden kann. Außerdem ist die Härtzeit des Harzes kurz, beispielsweise 10 bis 20 Sekunden, braucht ein Dichtungsmaterial, wie etwa eine Unterfüllung, nicht verwendet werden und lassen sich die Herstellungskosten vermindern. Andererseits werden Probleme weiter herausgestellt wie, dass (1) die anisotrope leitfähige Folie g verhältnismäßig hochpreisig ist, (2) die anisotrope leitfähige Folie nicht für eine Platte ohne Wärmebeständigkeit verwendet werden kann, weil hohe Temperaturen von 200° C oder mehr für das Härten der Folie benötigt werden, (3) immerhin 10 bis 20 Sekunden für das Härten des Harzes benötigt werden, wenngleich dies eine verhältnismäßig kurze Zeit ist, und es schwierig ist, den Prozess weiter zu vereinfachen und zu beschleunigen, und (4) die Zuverlässigkeit der Verbindung niedrig ist, weil die elektrische Verbindung zwischen dem Kontakthöcker und dem Verdrahtungsmuster von dem Kontakt der im Harz verteilten leitfähigen Teilchen abhängt.
  • GB 795822 beschreibt ein Verfahren zu Herstellung einer gedruckten Schaltung durch Heißübertragung eines Musters auf die Metallschicht eines Laminats und nachfolgendes Freilegen des Musters so, dass die Metallschicht die Form der gewünschten Schaltung annimmt.
  • EP 0821408 beschreibt ein Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips auf einem Substrat durch Pressen eines auf dem Halbleiterchip ausgebildeten Kontakthöckers durch einen erwärmten Harzfilm, um so ein leitfähiges Muster auf dem Substrat zu kontaktieren, nachfolgendes Legieren des Kontakthöckers mit dem leitfähigen Muster und Härten des Harzfüllers.
  • JP 63-025939 beschreibt das Verbinden eines Halbleiterchips mit einer Verdrahtung auf einem Substrat über einen anisotropen leitfähigen Film.
  • JP 10-200231 beschreibt das Anbringen einer Leiterplatte auf einer Folienplatte durch Erwärmen von aus einem thermoplastischen elektrisch leitenden Klebstoff ausgebildeten Elektroden zur Verflüssigung der Elektroden, um so eine Verbindung zu kammartigen Leitermustern auf der Folienplatte zu bewirken.
  • Die Erfindung wird zur Lösung der Probleme des bekannten Flip-Chip-Verbindungsverfahrens gemacht, und Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips nach einem Flip-Chip-Verbindungsverfahren zu schaffen, bei welchem ein Halbleiterchip auf einer Leiterplatte rasch, elektrisch und mechanisch sicher und ferner bei niedrigen Kosten angebracht werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung zu schaffen, die für das oben erwähnte Anbringungsverfahren geeignet ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung zu schaffen, bei welchem die oben erwähnte Leiterplatte einfach und bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger und ein Verfahren zu Herstellung desselben zu schaffen, bei welchem ein mit elektromagnetischen Wellen lesbarer Datenträger, der als Fluggepäckanhänger, Etikett für die Verwaltung einer körperlichen Verteilung, als Karte für ein unbesetztes Tor und Anderes wirkt, bei niedrigen Kosten massengefertigt werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es auch, einen Elektronikkomponentenmodul für einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger zu schaffen.
  • Dem Fachmann werden ohne Weiteres eine weitere Aufgabe und die Wirkung der Erfindung durch Bezug auf die Beschreibung von Ausführungsformen und Anderem verständlich sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträgers, wie es in Anspruch 1 dargelegt ist, geschaffen.
  • Ein Verfahren zur Anbringung eines Halbleiterchips wird hierin mit einem Vorgang zum Zur-Seite-Drücken einer geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung, indem ein Kontakthöcker eines blanken Halbleiterchips auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung unter Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem die Thermoplastharzbeschichtung, die einen Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster abdeckt, erwärmt und geschmolzen ist, aufgedrückt und der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in Berührung gebracht werden, einem Vorgang zum Verbinden des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in Berührung gebracht sind, und einem Vorgang zum Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips mit einer Leiterplatte beschrieben.
  • Es ist aus der Beschreibung klar, dass in einem Zustand, in welchem die einen Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster abdeckende Thermoplastharzbeschichtung erwärmt und geschmolzen ist, eine Thermoplastharzbeschichtung vorab in einem Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster einer in der Erfindung verwendeten Leiterplatte ausgebildet ist. Diese Beschichtung kann auch allein einen Elektrodenbereich eines Verdrahtungsmusters abdecken und kann auch die Gesamtoberfläche eines Verdrahtungsmusters abdecken.
  • Auch bedeutet der Ausdruck ein Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster, wie oben beschrieben, einen festen kleinen Bereich auf einem Verdrahtungsmuster, welcher einen Ort für einen Anschluss einer Elektronikkomponente und von anderem Anzuschließendem enthält. In diesem Elektrodenbereich ist ein Teil, der allgemein Anschlussfleck genannt wird, und Anderes auf dem Verdrahtungsmuster enthalten.
  • Auch bedeuten die Worte „erwärmt und geschmolzen" sowohl einen Zustand, dass die Thermoplastharzbeschichtung erwärmt und geschmolzen ist, als auch einen Zustand, dass sie erwärmt und in gewissem Maße erweicht ist. Ferner ist es wünschenswert, dass das oben beschriebene Thermoplastharz eine zufriedenstellende Eigenschaft als Klebstoff hat.
  • Gemäß einem solchen Aufbau werden Arbeiten und Wirkung dahingehend gewonnen, dass (1) eine sichere elektrische Leitung erreicht wird, weil die Verbindung des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs eine durch eine Ultraschallwelle verteilte Verbindung ist, (2) die Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend ist, weil die Verbindung mit Harz versiegelt ist, (3) die mechanische Anbringungsfestigkeit auf Zug und Anderes hoch ist, weil der Halbleiterchip und die Leiterplatte miteinander verbunden sind, wenn das Thermoplastharz gehärtet ist, (4) elektrische Leitung und mechanische Verbindung gleichzeitig in kurzer Zeit ermöglicht werden, (5) die Herstellungskosten niedrig sind, weil ein Vorgang für ein spezielles Versiegeln und Verbinden sowie ein Verbindematerial nicht erforderlich sind, und (6) die Oberfläche der Platte niemals klebriger als beim Erwärmen erforderlich ist, weil keine Thermoplastharzbeschichtung in einem Teil vorhanden ist, in welchem die Oberfläche der Platte freiliegt.
  • Auch ist die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters der Leiterplatte für die Flip-Chip-Verbindung gemäß der Erfindung mit einer Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt.
  • Gemäß einem solchen Aufbau werden, da die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters mit einer Thermoplastharzbeschichtung bedeckt ist, wenn die oben beschriebene Leiterplatte für das oben beschriebene Anbringungsverfahren verwendet wird, ein gesiegelter Aufbau mit zufriedenstellender Feuchtigkeitsfestigkeit und eine Verbindungsstruktur mit hoher Zugfestigkeit gewonnen.
  • Auch wird in einem Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung als Ätzmaske, die verwendet wird, wenn das Verdrahtungsmuster durch einen Ätzvorgang ausgebildet wird, Thermoplastharz verwendet.
  • Gemäß einem solchen Aufbau ist, da eine in einem Ätzvorgang zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters verwendete Ätzmaske für die Thermoplastharzbeschichtung, die die Gesamtfläche eines leitfähigen Musters abdeckt, verwendet wird, wie sie ist, ein spezieller Beschichtungsausbildungsvorgang nicht erforderlich und ebenso kein großer Aufwand erforderlich, weshalb eine Herstellung bei niedrigen Kosten verwirklicht werden kann.
  • In einem Verfahren zur Herstellung eines mit einer elektromagnetischen Welle lesbaren Datenträgers gemäß der Erfindung werden der Körper des Datenträgers, in welchem ein eine Antennenspule aufbauendes gewundenes leitfähiges Muster auf einem isolierenden dünnen bzw. Folienbasismaterial gehalten wird, und ein Elektronikkomponentenmodul, bei welchem ein blanker Halbleiterchip, welcher eine Sende- und Empfangsschaltung, einen Speicher und anderes aufbaut, auf einem Verdrahtungsmuster auf einer dünnen bzw. Folienleiterplatte angebracht ist, integriert.
  • Bei dem Datenträgerherstellungsverfahren ist hauptsächlich ein Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls, bei welchem der blanke Halbleiterchip auf dem Verdrahtungsmuster der dünnen bzw. Folienleiterplatte angebracht wird, charakteristisch.
  • Das heißt, in dem Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls sind ein Untervorgang zum Zur-Seite-Drücken einer geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung durch Pressen eines Kontakthöckers des blanken Halbleiterchips gegen die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung unter Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem die den Elektrodenbereich auf dem Verdrahtungsmuster abdeckende Thermoplastharzbeschichtung erwärmt und geschmolzen ist, und In-Berührung-Bringen des Kontakthöckers und eines Elektrodenbereichs, ein Untervorgang zum Verbinden des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in Berührung sind, und ein Untervorgang zum Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips mit der Leiterplatte enthalten.
  • Gemäß einem solchen Aufbau lässt sich der mit einer elektromagnetischen Welle lesbare Datenträger, der als Fluggepäckanhänger, Etikett für die Verwaltung körperlicher Verteilung, als Karte für ein unbesetztes Tor und Anderes wirkt, bei niedrigen Kosten herstellen dank solcher Wirkungen und Effekte, dass (1) eine sichere elektrische Leitung erzielt wird, weil der Übergang zwischen Kontakthöcker und Elektrodenbereich ein durch eine Ultraschallwelle verteilter Übergang ist, (2) die Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend ist, (3) die mechanische Anbringungsfestigkeit auf Zug und Anderes hoch ist, weil der Halbleiterchip und die Leiterplatte verbunden sind, wenn das Thermoplastharz gehärtet ist, (4) elektrische Leitfähigkeit und mechanische Verbindung gleichzeitig in kurzer Zeit verwirklicht werden, (5) die Herstellungskosten niedrig sind, weil ein Vorgang für ein spezielles Versiegeln und Verbinden und ein Verbindungsmaterial nicht erforderlich sind und (6) die Oberfläche der Platte niemals mehr klebrig als beim Erwärmen erforderlich ist, weil keine Thermoplastharzbeschichtung in einem Teil vorliegt, in welchem die Oberfläche der Leiterplatte freiliegt.
  • Auch ist die Gesamtoberfläche eines Verdrahtungsmusters einer im Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung verwendeten Leiterplatte mit einer Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt.
  • Gemäß einem solchen Aufbau werden, da die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters mit der Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt ist, wenn die oben erwähnte Leiterplatte in dem Herstellungsverfahren für den Elektronikkomponentenmodul verwendet wird, ein gesiegelter Aufbau, der in der Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend ist, und ein verbundener Aufbau mit hoher Zugfestigkeit gewonnen.
  • Auch wird in dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung Thermoplastharz als die Ätzmaske verwendet, die verwendet wird, wenn ein Verdrahtungsmuster durch einen Ätzvorgang ausgebildet wird.
  • Gemäß einem solchen Aufbau ist, da die Ätzmaske, die im Ätzvorgang zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters verwendet wird, eine die Gesamtoberfläche eines Leitungsmusters so, wie sie ist, abdeckende Thermoplastharzbeschichtung wird, ein spezieller Beschichtungsausbildungsvorgang und ein großer Aufwand nicht erforderlich, weshalb eine Herstellung bei niedrigen Kosten verwirklicht werden kann.
  • Auch sind in einem Verfahren zu Herstellung eines mit einer elektromagnetischen Welle lesbaren Datenträgers gemäß der Erfindung der Körper eines Datenträgers, in welchem ein Metallfolienmuster, welches eine Antennenspule aufbaut, auf einem dünnen Harzbasismaterial gehalten wird, und ein Elektronikkomponentenmodul, in welchem ein blanker Halbleiterchip, der eine Sende- und Empfangsschaltung, einen Speicher und Anderes aufbaut, auf einem Aluminiumfolien-Verdrahtungsmuster auf der Oberfläche des dünnen Harz-Basismaterials gehalten wird, integriert.
  • In dem Herstellungsverfahren für einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger ist ein Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls, in welchem der blanke Halbleiterchip auf dem Aluminiumfolien-Verdrahtungsmuster auf der Oberfläche des dünnen Harz-Basismaterials angebracht ist, hauptsächlich charakteristisch.
  • Das heißt, in dem Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls sind ein Untervorgang zum Zur-Seite-Drücken einer geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung durch Aufdrücken eines Kontakthöckers des blanken Halbleiterchips auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung unter Aufbringung einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem die einen Elektrodenbereich auf dem Aluminiumfolienverdrahtungsmuster abdeckende Thermoplastharzbeschichtung erwärmt und geschmolzen ist, und In-Berührung-Bringen des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs, ein Untervorgang zum Verbinden des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in Berührung sind, und ein Untervorgang zum Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips mit der Leiterplatte enthalten.
  • Auch ist die Gesamtoberfläche des Aluminiumfolien-Verdrahtungsmusters der Leiterplatte mit einer Thermoplastharzbeschichtung abgedeckt.
  • Auch wird im Herstellungsverfahren das Thermoplastharz als die Ätzmaske verwendet, die verwendet wird, wenn das Aluminiumfolienverdrahtungsmuster durch einen Ätzvorgang ausgebildet wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Thermoplastharz Polyolefinharz oder Polyesterharz verwendet.
  • Durch Verwendung eines solchen Harzes lassen sich Wirkungen und Effekte wie etwa dahingehend erwarten, dass die Festigkeit gegenüber einer Chemikalie, die für eine Ätzmaske zufriedenstellend ist, und eine zufriedenstellende Verbindungsfestigkeit zwischen einem Metallhöcker auf seiten des Halbleiterchips und einem Metallelektrodenbereich auf seiten des Verdrahtungsmusters erzielt werden. Das heißt, Polyolefinharz ist mit einer zufriedenstellenden Festigkeit gegenüber einem alkalischen Ätzmittel, wie etwa NaOH, versehen, oder Polyesterharz ist mit einer zufriedenstellenden Festigkeit gegenüber einem sauren Ätzmittel, wie etwa FeCl2, versehen. Außerdem haben diese Harze auch ausgezeichnete Klebeeigenschaften.
  • Ferner weist ein Elektronikkomponentenmodul für einen mit einer elektromagnetischen Welle lesbaren Datenträger gemäß der Erfindung auf: Eine Leiterplatte mit einem Verdrahtungsmuster mit einem Elektrodenbereich und einer Thermoplastharzbeschichtung, die den Elektrodenbereich des Verdrahtungsmusters abdeckt; und einen auf der Leiterplatte angebrachten Halbleiterchip, wobei der Halbleiterchip einen Kontakthöcker auf der Seite der Leiterplatte desselben aufweist. Der Kontakthöcker des Halbleiterchips durchdringt die Thermoplastharzbeschichtung und verbindet direkt zum Elektrodenbereich des Verdrahtungsmusters.
  • Außerdem weist ein mit einer elektromagnetischen Welle lesbarer Datenträger gemäß der Erfindung auf: Einen Körper eines Datenträgers, darin eingeschlossen ein isolierendes Basismaterial und ein auf dem isolierenden Basismaterial gehaltenes Leitungsmuster; und einen Elektronikkomponentenmodul, welcher eine Leiterplatte und einen auf der Leiterplatte angebrachten Halbleiterchip enthält, wobei die Leiterplatte ein Verdrahtungsmuster mit einem Elektrodenbereich und eine den Elektro denbereich des Verdrahtungsmuster abdeckende Thermoplastharzbeschichtung aufweist, wobei der Halbleiterchip einen Kontakthöcker auf einer Seite der Leiterplatte desselben aufweist, wobei der Kontakthöcker des Halbleiterchips die Thermoplastharzbeschichtung durchdringt und direkt zum Elektrodenbereich des Verdrahtungsmusters verbindet, wobei der Elektronikkomponentenmodul nach einem Verfahren hergestellt wird, welches aufweist: Erwärmen und Schmelzen der Thermoplastharzbeschichtung der Leiterplatte; Aufpressen des Kontakthöckers des Halbleiterchips auf die so geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung unter Aufbringen einer Ultraschallwelle auf den Kontakthöcker, so dass der Kontakthöcker die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung durchdringt und mit dem Elektrodenbereich in Berührung kommt; Verbinden des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen der Ultraschallwelle auf den Kontakthöcker, womit dieser mit dem Elektrodenbereich kontaktiert wird; und Kühlen und Verfestigen der geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung, um so den Halbleiterchip sicher auf der Leiterplatte anzubringen.
  • In den Zeichnung ist bzw. sind bzw. zeigen
  • 1A–E jeweils Vorgangszeichnungen zur Erläuterung des Anbringungsverfahrens gemäß der Erfindung;
  • 2A–C jeweils Erläuterungszeichnungen, die die Einzelheiten eines Ultraschallaufbringungsvorgangs zeigen;
  • 3 eine Schnittansicht, die den mit dem Verfahren gemäß der Erfindung angebrachten Aufbau zeigt;
  • 4 eine Tabelle, die die Bindefestigkeit eines Halbleiterchips und eines Verdrahtungsmusters zeigt;
  • 5 eine Vorderansicht, die ein Beispiel eines Datenträgers zeigt;
  • 6 eine Schnittansicht, die einen Schichtaufbau des Körpers des Datenträgers und eines Elektronikkomponentenmoduls zeigt;
  • 7A–E jeweils Vorgangszeichnungen, die den Herstellungsvorgang für den Körper des Datenträgers zeigen;
  • 8A–E jeweils Vorgangszeichnungen, die den Herstellungsvorgang für den Elektronikkomponentenmodul zeigen;
  • 9A–B jeweils Vorgangszeichnungen, die die Vorgänge zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls auf dem Körper des Datenträgers zeigen;
  • 10A–C jeweils den Herstellungsvorgang für den Körper des Datenträgers;
  • 11A–E jeweils den Herstellungsvorgang des Elektronikkomponentenmoduls;
  • 12A–B jeweils Vorgangszeichnungen, die einen Vorgang zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls auf dem Körper des Datenträgers zeigen;
  • 13 eine Tabelle, die das Ergebnis des Feuchtigkeitsfestigkeitstests des dünnen Datenträgers, auf welchen die Erfindung angewandt ist, zeigt;
  • 14 einen ersten bekannten Verfahrenstyp der Flip-Chip-Verbindung; und
  • 15 einen zweiten bekannten Verfahrenstyp der Flip-Chip-Verbindung.
  • Unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird nachstehend eine geeignete Ausführungsform eines Halbleiterchipanbringungsverfahrens gemäß der Erfindung im Einzelnen beschrieben.
  • Wie oben beschreiben wird das Halbleiterchipanbringungsverfahren gemäß der Erfindung vorgesehen mit: 1) einem Vorgang zum Zur-Seite-Drücken einer erwärmten und geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung, die einen Elektrodenbereich auf einem Verdrahtungsmuster abdeckt, durch Aufpressen eines Kontakthöckers eines blanken Halbleiterchips auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung un ter Aufbringung einer elektromagnetischen Welle, um so den Kontakthöcker mit dem Elektrodenbereich in Berührung zu bringen; 2) einem Vorgang zur Verbindung des Kontakthöckers und des Elektrodenbereichs durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker und der Elektrodenbereich in Berührung sind; und 3) einem Vorgang zur Abkühlung und Verfestigung des geschmolzenen Thermoplastharzes und Verbinden des Körpers des blanken Halbleiterchips mit einer Leiterplatte.
  • Eine Folge von Vorgängen, darin eingeschlossen ein solches Anbringungsverfahren, ist in einer in den 1A–E gezeigten Vorgangszeichnung in groben Zügen gezeigt. In dieser Folge von Vorgängen ist ein Metallfolienlaminations-Herstellungsvorgang (A), ein Ätzmaskendruckvorgang (B), ein Ätzvorgang zur Ausbildung eines Verdrahtungsmusters (C), ein Ultraschallanbringungsvorgang (D) und ein Bindevorgang (E) enthalten. Einzelheiten der Vorgänge werden nachstehend der Reihe nach beschrieben.
  • Metallfolienlaminations-Herstellungsvorgang (A)
  • In diesem Vorgang wird eine Al-PET-Laminierung 1, welche das Ausgangsmaterial einer dünnen Leiterplatte ist, hergestellt. Beispielsweise wird die Al-PET-Laminierung 1 in einem Vorgang zur Laminierung einer Hartaluminiumfolie 3 mit einer Dicke von 35 μm auf die eine Seite (die obere Seite in 1A) eines PET-Films 2 mit einer Dicke von 35 μm über einen Urethanklebstoff und zum thermischen Verbinden derselben unter Bedingungen einer Temperatur von 150°C und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 MPa) hergestellt.
  • Ätzmaskendruckvorgang (B)
  • In diesem Vorgang wird ein Ätz-Resistmuster 4 in der Form eines benötigten Verdrahtungsmusters auf der Oberfläche der Hartaluminium folie 3 der Al-PET-Schichtung 1 ausgebildet. Beispielsweise wird das Resistmuster 4 durch Aufbringen eines Polyolefinthermoplastharz-Klebstoffs, welcher bei einer Temperatur von 150°C geschmolzen wird, auf der Oberfläche der Hartaluminiumfolie 3 mit ungefähr 4 bis 6 μm Dicke nach einem Verfahren, wie etwa Gravur, ausgebildet. Es ist wünschenswert, dass diese Dicke gemäß der Größe und der Form eines Kontakthöckers eines angebrachten blanken Chips variiert wird.
  • Ätzvogang (C)
  • In diesem Vorgang wird ein aus der Hartaluminiumfolie 3 aufgebautes Verdrahtungsmuster 6 durch Entfernen eines aus dem Ätz-Resistmuster 4 freigelegten Aluminiumfolienteils 5 nach einem bekannten Ätzvorgang ausgebildet. Beispielsweise wird das Verdrahtungsmuster 6 ausgebildet, indem der aus dem Ätz-Resistmuster 4 freigelegte Aluminiumfolienteil 5 NaOH (120 g/l), das als Ätzmittel verwendet wird, unter einer Bedingung einer Temperatur von 50°C ausgesetzt wird. Das aus der Hartaluminiumfolie 3 aufgebaute Verdrahtungsmuster 6 erscheint auf der Oberfläche einer Leiterplatte 7, die in diesem Ätzvorgang gewonnen wird. Die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters 6 wird mit dem Polyolefinthermoplastharzklebstoff, der für das Ätz-Resisitmuster (eine Ätzmaske) 4 verwendet wird, abgedeckt. Anders ausgedrückt, wird die Oberfläche wenigstens eines Elektrodenbereichs (eines Bereichs, der mit einem Kontakthöcker eines blanken Halbleiterchips, der später noch beschrieben wird, zu verbinden ist) des Verdrahtungsmusters 6 mit einer Thermoplastharzbeschichtung 4a abgedeckt.
  • Ultraschallanbringungsvorgang (D)
  • In diesem Vorgang wird ein blanker Halbleiterchip 8 auf der Leiterplatte 7 unter Aufbringen einer Ultraschallwelle angebracht. Dieser Vorgang enthält: (1) einen Untervorgang (einen ersten Untervorgang) zum Zur-Seite-Drücken der geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung 4a, indem ein Kontakthöcker 9 des blanken Halbleiterchips 8 auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 4a in einem Zustand unter Aufbringen einer Ultraschallwelle aufgedrückt wird, in welchem die Thermoplastharzbeschichtung 4a, die einen Elektrodenbereich 10 auf dem Verdrahtungsmuster 6 abdeckt, erwärmt und geschmolzen ist, um so den Kontakthöcker 9 mit dem Elektrodenbereich 10 in Berührung zu bringen; und 2) einen Untervorgang (einen zweiten Untervorgang) zum Verbinden des Kontakthöckers 9 und des Elektrodenbereichs 10 in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 miteinander in Berührung gebracht sind, durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle.
  • Der blanke Halbleiterchip ist als Komponente vom sogenannten Oberflächenanbringungstyp aufgebaut. Das heißt, der blanke Halbleiterchip 8 weist einen Körper auf, der 150 μm dick ist und den Kontakthöcker 9 aufweist, welcher ein metallener Anschluss zur Verwendung ist und vom Boden des blanken Halbleiterchips 8 abragt. In dem ersten Untervorgang wird der Kontakthöcker (bestehend aus Gold beispielsweise) gegen die Thermoplastharzbeschichtung 4a, die durch Erwärmung auf 150°C geschmolzen ist, in einem Zustand gedrückt, in welchem eine Ultraschallwelle aufgebracht wird. Die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 4a wird dann zur Seite gedrückt und aus der Position des Endes des Kontakthöckers 9 durch die Ultraschallschwingung des Kontakthöckers 9 entfernt. Ferner werden auch eine Oxidschicht und Anderes von der Oberfläche des Aluminiumfolienverdrahtungsmusters 6 durch die Schwingung mechanisch entfernt. Dadurch werden der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 miteinander in Berührung gebracht. In dem zweiten Untervorgang werden danach ferner der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 des Verdrahtungsmusters 6 durch Reibungswärme durch die Schwingung erwärmt, ein metallener geschmolzener Teil, in welchem Atome von Gold in der Aluminiumfolie verteilt sind, ausgebildet und die Verbindung der beiden durch eine Ultraschallwelle abgeschlossen.
  • Der erste und zweite Untervorgang werden durch Aufbringen einer Ultraschallschwingung mit einer Frequenz von 63 kHz für etwa einige Sekunden unter beispielsweise einem Druck von 0,2 kgf/mm2 (1,96 MPa), nachdem der blanke Halbleiterchip 8 an einer bestimmten Stelle angeordnet worden ist, abgeschlossen.
  • Die Einzelheiten des Ultraschallanbringungsvorgangs sind in einer in 2A–C gezeigten Vorgangszeichnung wiedergegeben. In einem in 2A gezeigten Positioniervorgang wird in einem Zustand, in welchem ein Ultraschallhorn 11 und ein Amboss 12, die als Heiztisch verwendet werden und jeweils mit einer Vakuumanziehungsfunktion versehen sind, einander gegenüberliegend angeordnet sind, der blanke Chip 8, wie durch einen Pfeil 11a gezeigt, an das Ultraschallhorn 11 und die Leiterplatte 7, wie durch einen Pfeil 12a gezeigt, an den Amboss 12 angezogen. In diesem Zustand werden der Kontakthöcker 9 auf seiten des blanken Chips 8 und der Elektrodenbereich 10 des Verdrahtungsmusters 6 auf seiten der Leiterplatte 7 positioniert, wobei das Ultraschallhorn 11 und der Amboss 12 in einer Horizontalrichtung relativbewegt werden. Gleichzeitig wird die Leiterplatte 7 durch den Amboss 12 auf 150°C erwärmt.
  • In einem in 2B gezeigten Vorgang zur Entfernung des Thermoplastharzklebstoffes, wird die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 4a durch Pressen des Kontakthöckers 9 des blanken Chips 8 gegen den Thermoplastharzklebstoff (die Thermoplastharzbeschichtung) 4a in einem erwärmten und geschmolzenen Zustand unter Aufbringen von Druck (0,1 bis 0,3 kgf/mm2 oder 0,98 bis 2,94 MPa), wie durch einen Pfeil P gezeigt, bei Aufbringung einer Ultraschallschwingung (63,5 kHz, 2W), wie durch einen Pfeil v gezeigt, mit dem Ultraschallhorn 11 und dem Amboss 12 zur Seite gedrückt. Daher werden der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 miteinander in Berührung gebracht.
  • In einem in 2C gezeigten Ultraschallverbindungsvorgang wird ein verteilter Übergang zwischen Metallen beschleunigt, indem ferner kontinuierlich eine Ultraschallschwingung v aufgebracht wird, womit der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 miteinander verbunden werden.
  • Unter Bezug erneut auf die 1A–E wird die Beschreibung fortgesetzt.
  • Verbindungsvorgang (E)
  • In diesem Vorgang wird die Thermoplastharzbeschichtung 4a durch natürliches Abkühlen oder Zwangsabkühlen durch Wegnehmen der auf die Leiterplatte aufgebrachten Wärme von 150°C gehärtet. Der blanke Halbleiterchip 8 und das Verdrahtungsmuster 6 sind daher verbunden. Das heißt, die in einem geschmolzenen Zustand zwischen dem Boden des blanken Halbleiterchips 8 und der Leiterplatte 7 eingefüllte Thermoplastharzbeschichtung 4a wird abgekühlt und verfestigt, und der blanke Halbleiterchip 8 und die Leiterplatte 7 sind fest miteinander verbunden und fixiert.
  • Der in den Vorgängen (A) bis (E) abgeschlossene Anbringungsaufbau ist in 3 gezeigt. Wie in 3 gezeigt, werden gemäß diesem Anbringungsaufbau Wirkungen und Effekte dahingehend gewonnen, dass (1) eine sichere elektrische Leitung gewonnen wird, da der Kontakthöcker 9 und der Elektrodenbereich 10 durch einen durch eine Ultraschallwelle verteilten Übergang miteinander verbunden sind, (2) die Feuchtigkeitsfestigkeit zufriedenstellend ist, weil eine Verbindung zwischen dem Kontakthöcker 9 und dem Elektrodenbereich 10 mit Harz versiegelt ist, (3) die mechanische Anbringungsfestigkeit auf Zug und Anderes hoch ist, weil der Halbleiterchip 8 und die Leiterplatte 7 miteinander verbunden sind, wenn die Thermoplastharzbeschichtung 4a gehärtet ist, (4) elektrische Leitung und mechanisches Koppeln gleichzeitig in kurzer Zeit ermöglicht sind, (5) die Herstellungskoten besonders niedrig sind, weil besondere Vorgänge zum Versiegeln und Verbinden sowie Klebstoff nicht benötigt werden, und (6) die Oberfläche der Platte beim Erwärmen niemals klebriger als erforderlich ist, weil keine Thermoplastharzbeschichtung in einem Teil vorhanden ist, in dem die Oberfläche der Leiterplatte freiliegt.
  • Die Bindefestigkeit zwischen dem blanken Halbleiterchip 8 und dem Verdrahtungsmuster 6 im Falle der eine Harzbeschichtung in dieser Ausführungsform verwendenden Anbringungsmethode ist in 4 im Vergleich mit einem Fall, der nur eine Ultraschallverbindung verwendet, gezeigt. Wie aus 4 deutlich wird, wird im Falle des Anbringungsverfahrens gemäß der Erfindung die doppelte bis dreifache Bindefestigkeit, verglichen mit dem Fall allein einer Ultraschallverbindung, gewonnen. Es versteht sich von selbst, dass dies daran liegt, dass der Halbleiterchip 8 und die Leiterplatte 7 verbunden sind, wenn die Thermoplastharzbeschichtung 4a gehärtet ist.
  • In der Ausführungsform wird der PET-Film 2 als Basismaterial, das die Laminierung 1 aufbaut, verwendet, es kann jedoch auch ein Polyimidfilm oder Anderes anstelle des PET-Films verwendet werden.
  • Auch kann als Material zum Ätzen des Resist-Musters 4 Polyesterthermoplastharz anstelle von Polyolefinharz verwendet werden. In diesem Fall wird jedoch FeCl2 als Ätzmittel verwendet.
  • Für die in 1C gezeigte Leiterplatte 7 ist die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters 6 mit der Thermoplastharzbeschichtung 4a bedeckt, und die Leiterplatte kann als Leiterplatte für Flip-Chip-Verbindung generalisiert werden.
  • Gemäß einem solchen Aufbau wird, da die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters 6 mit der Thermoplastharzbeschichtung 4a bedeckt ist, wenn die Leiterplatte für das obige Anbringungsverfahren verwendet wird, ein gesiegelter Aufbau mit zufriedenstellender Feuchtigkeitsfestigkeit und ein Verbindungsaufbau mit hoher Zugfestigkeit gewonnen. Das heißt, die in der Nachbarschaft des Elektrodenbereichs 10 auf dem Verdrahtungsmuster 6 angeordnete Thermoplastharzbeschichtung 4a trägt hauptsächlich zur Versiegelung der Ultraschallverbindung bei, während die Thermoplastharzbeschichtung 4a, die in einem Teil, ausgenommen den Elektrodenbereich, angeordnet ist, zur Verbindung des Körpers des Halbleiterchips 8 mit der Leiterplatte 7 beiträgt.
  • Auch wird in dem in 1B und 1C gezeigten Leiterplattenherstellungsverfahren Thermoplastharz als Ätzmaske verwendet, wenn das Verdrahtungsmuster durch einen Ätzvorgang ausgebildet wird, und das Leiterplattenherstellungsverfahren lässt sich als Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte zur Flip-Chip-Verbindung generalisieren.
  • Gemäß einem solchen Aufbau ist, da das Material der Ätzmaske, die im Ätzvorgang zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters verwendet wird, die Thermoplastharzbeschichtung wird, die die Gesamtoberfläche eines leitfähigen Musters, wie sie ist, abdeckt, ein Beschichtungsausbildungsvorgang nicht erforderlich und damit kein Aufwand nötig. Daher wird eine Herstellung bei niedrigen Kosten verwirklicht.
  • Schließlich werden Wirkungen und Effekte des Halbleiterchipanbringungsverfahrens dieser Ausführungsform gemeinsam beschrieben. Das heißt, gemäß obigem Anbringungsverfahren
    • (1) braucht in dem Verdrahtungsmusterausbildungsvorgang der für den Ätzvorgang verwendete Isolationsresist in einem weiteren Vorgang nicht abgeschält zu werden, womit sich die Kosten vermindern lassen.
    • (2) Ferner wirkt der aus Thermoplastharz bestehende Isolationsresist als ein Klebstoff unmittelbar unter dem Halbleiterchip und die Festigkeit zur Anbringung des Halbleiterchips durch eine Ultraschallwelle lässt sich verstärken.
    • (3) Auch kann der Rand des Kontakthöckers mit Harzmaterial versiegelt werden, womit sich die Zuverlässigkeit in der Feuchtigkeitsfestigkeit der Höckerverbindung verstärken lässt.
    • (4) Das bei einem bekannten Verfahren für den oben erwähnten Zweck benötigte Harzmaterial wird nicht benötigt, womit sich die Materialkosten vermindern lassen.
    • (5) Eine sichere Verbindung zwischen Anschlüssen wird durch den durch Ultraschallschwingung verteilten Übergang zwischen dem Höcker und dem Verdrahtungsmuster gewonnen.
    • (6) Der Ultraschallübergang, das Schmelzen des Thermoplastharzes und das Härten des Thermoplastharzes lassen sich innerhalb von 1 bis 2 Sekunden ausführen, womit sich die Herstellungszeit vermindern lässt.
  • Als Nächstes wird unter Bezug auf die 5–10C eine Ausführungsform eines Datenträgerherstellungsverfahrens gemäß der Erfindung beschrieben. Dieser Datenträger wirkt als Fluggepäckanhänger, als Etikett für eine Verwaltung zur körperlichen Verteilung, als Karte für ein unbesetztes Tor und Anderes und kann eine elektromagnetische Welle lesen. Dieser Datenträger wird zusammengesetzt, indem der Körper des Datenträgers mit einer Elektronikkomponente integriert wird. Im Körper des Datenträgers wird ein Metallfolienmuster, das eine Spulenantenne aufbaut, auf einem dünnen Harzbasismaterial gehalten. In dem Elektronikkomponentenmodul ist ein blanker Halbleiterchip, der eine Sende- und Empfangsschaltung, einen Speicher und Anderes aufbaut, auf einem Aluminiumfolienverdrahtungsmuster auf der Oberfläche des dünnen Harzbasismaterial angebracht.
  • Ein Beispiel für die Ausführungsform des Datenträgers ist in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, ist der Datenträger DC mit dem Körper des Datenträgers 100 und einem Elektronikkomponentenmodul 200 versehen. In dem Körper des Datenträgers 100 wird ein gewähltes Leitungsmuster (äquivalent einer Antennenspule) 102 aus einer Kupferfolie mit einer Dicke von 10 μm auf der einen Seite des Polyethylenterephtalat-(PET)-Basismaterials 101 mit einer Dicke von 25 μm gehalten. Bei dem Elektronikkomponentenmodul 200 ist der blanke Chip IC 202 auf der Unterseite in 5 eines Glasepoxystücks 201 mit einer Dicke von 70 μm gehalten. Der Elektronikkomponentenmodul 200 ist auf dem Körper des Datenträgers 100 so angebracht, dass das Stück 201 einen Umlaufleitungsfluss 102a, der das gewundene leitfähige Muster 102 zusammensetzt, kreuzt. Eine elektrische Verbindung des Elektronikkomponentenmoduls 200 mit dem gewundenen leitfähigen Muster 102 erfolgt in einem Anschlussflecken auf der Innenseite 103 und in einem Anschlussflecken auf der Außenseite 104 des gewählten leitfähigen Musters 102.
  • Ein Beispiel für den Aufbau, bei welchem der Elektronikkomponentenmodul 200 angebracht ist, ist in einer vergrößerten Schnittansicht in 6 gezeigt. Ein Verfahren zur Herstellung des Körpers des Datenträgers 100 und des Elektronikkomponentenmoduls 200, die in 5 bzw. 6 gezeigt sind, wird nachstehend Schritt für Schritt im Einzelnen beschrieben.
  • Ein Beispiel für den Herstellungsvorgang des eine Antennenspule aufbauenden gewundenen leitfähigen Musters 102 ist in den 7A–E gezeigt. Unter Bezug auf die 7A–E wird ein Vorgang, wenn das gewundene leitfähige Muster 102, das eine Antennenspule sein soll, auf einer Seite des PET-Film-Basismaterials 101 ausgebildet wird, beschrieben.
  • Vorgang A, wie in 7A gezeigt
  • Zuerst wird eine Cu-PET-Laminierung 301 hergestellt. Beispielswiese wird eine Kupferfolie 303 mit einer Dicke von 10 μm auf die eine Seite eines PET-Films 302 mit einer Dicke von 25 μm über einen Urethanklebstoff auflaminiert. Diese werden dann unter einer Temperaturbedingung von 150°C und einem Druck von 5 kgf/cm2 (49·104 Pa) verbunden. Damit ist die Cu-PET-Laminierung 301, bei welcher die Kupferfolie 303 mit der Oberfläche des PET-Films 302 verbunden wird, abgeschlossen.
  • Vorgang B, wie in 7B gezeigt
  • Als Nächstes wird ein gewundenes Ätz-Resistmuster 304 auf der Oberfläche der Kupferfolie 303 der Cu-PET-Laminierung 301 ausgebildet. Das heißt, isolierende Ätz-Resisttinte wird auf die Kupferfolie 303 unter Verwendung beispielsweise eines Offset-Druckverfahrens so aufgedruckt, dass die isolierende Ätz-Resisttinte eine gewundene Form mit einer Anzahl von Wicklungen, der Breite und dem Abstand und den Innen- und Außenumfängen zur Gewinnung eines L-Werts und eines Q-Werts, die für die Eigenschaften einer Wicklung benötigt werden, hat. Als Resisttinte wird dabei eine Art verwendet, die durch Wärme oder einen aktiven Energiestrahl gehärtet wird, verwendet. Als aktiver Energiestrahl wird Ultraviolettstrahlung oder ein Elektronenstrahl verwendet. Im Falle der Verwendung von Ultraviolettstrahlung wird eine Resisttinte, die ein Photopolymerisationsmittel enthält, verwendet.
  • Vorgang C, wie in 7C gezeigt
  • Als Nächstes werden leitfähige Ätz-Resistmuster 305a und 305b (103 und 104 in 5) in der Form einer benötigten Elektrode mit leitfähiger Tinte an einer Stelle für einen elektrischen Anschluss an die Elektrode des Elektronikkomponentenmoduls 200 auf der Oberfläche der Kupferfolie 303 der Cu-PET-Laminierung 301 ausgebildet. Diese Resistmuster 305a und 305b werden, wie in dem oben erwähnten Vorgang, durch Offset-Druck ausgebildet. Als Resisttinte wird ein wärmehärtender leitfähiger Klebstoff, der durch Wärmebehandlung bei 120°C für ungefähr 20 Minuten gehärtet wird, verwendet. Ein Rasterdruckverfahren, das allgemein durchgeführt wird, kann auch für den Druck leitfähiger Tinte in diesem Vorgang verwendet werden. Als Tintenmaterial können beispielsweise eine Chemikalie, die durch Hinzufügen eines Photopolymerisationsmittels zu dem Gemisch aus Ag-Teilchen und einem Thermoplastklebstoff gewonnen ist, oder eine Lötpaste oder Anderes verwendet werden.
  • Vorgang D, wie in 7D gezeigt
  • Als Nächstes wird ein aus den Ätz-Resistmustern 304, 305a und 305b freigelegter Kupferfolienteil 306 unter Durchführen eines bekannten Ätzens entfernt und ein gewundenes leitfähiges Muster (102 in 5), das Antennenspule sein soll, ausgebildet. In diesem Ätzvorgang wird FeCl2 (120 g/l) als Ätzmittel unter einer Temperaturbedingung von 50°C verwendet, womit die Kupferfolie 303 entfernt wird. Danach kann im Allgemeinen, wenn nicht der im Vorgang B ausgebildete Ätzresist entfernt wird, ein Elektronikkomponente nicht auf einer Schaltung, d. h., auf einem eine Antennenspule aufbauenden gewundenen Muster angebracht werden. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch sind, wie in Bezug auf den Vorgang C beschrieben, leitfähige Resistmuster 305a und 305b vorgesehen und durch die Anbringung einer Elektronikkomponente an dieser Stelle braucht Ätzresisit nicht entfernt zu werden. D. h., ein Vorgang zum Abschälen des Ätzresists kann mit der Erfindung weggelassen werden. Ferner gibt es auch die Wirkung, dass der durch isolierende Tinte ausgebildete Ätzresist 304 auch als isolierende Schutzschicht auf der Oberfläche des Kupferfolien-Leitungsmusters wirkt.
  • Vorgang E, wie in 7E gezeigt
  • Schließlich wird bei dieser Ausführungsform ein durchlässiges Loch 307, in welches ein später noch beschriebener konvexer Abschnitt (ein Vergießteil 411) des Elektronikkomponentenmoduls eingesetzt werden kann, durch einen Pressvorgang ausgebildet. Damit ist der Körper des Datenträgers 100, in welchem das gewundene leitfähige Muster 308 (102), das Antennenwicklung sein soll, auf der einen Seite des PET-Film-Basismaterials 302 (101) gehalten wird, abgeschlossen.
  • Als Nächstes ist ein Beispiel des Herstellungsvorgangs des Elektronikkomponentenmoduls 200 in den 8A–E gezeigt. Die in den 8A–E gezeigten Inhalte sind die gleichen wie die unter Bezug auf die 1A–E beschriebenen Inhalte mit Ausnahme, dass ein blanker Chip 408 mit Harz in dem Vergießteil 411 in einem abschließenden Vorgang versiegelt wird und leitfähiger Resist 412 in einem Elektrodenteil zur Verbindung mit dem Körper des Datenträgers 100 angeordnet wird.
  • Metallfolienlaminierungs-Herstellungsvorgang (A)
  • In diesem Vorgang wird eine Al-PET-Laminierung 401, welche das Basismaterial einer dünnen Leiterplatte ist, hergestellt. Beispielsweise wird die Al-PET-Laminierung 401 in einem Vorgang zur Auflaminierung einer Hartaluminiumfolie 403 mit einer Dicke von 35 μm auf die eine Seite (die Oberseite in 8A) eines PET-Films 402 mit einer Dicke von 25 μm über einen Urethanklebstoff und thermisches Verbinden derselben unter einer Temperaturbedingung von 150°C und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 mPa) hergestellt.
  • Ätzmaskendruckvorgang (B)
  • In diesem Vorgang wird ein Ätzresistmuster 404 in der Form eines benötigten Verdrahtungsmusters auf der Oberfläche der Hartalumi niumfolie 403 der Al-PET-Laminierung 401 ausgebildet. Das Resistmuster 404 wird beispielsweise ausgebildet, indem ein Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff, welcher bei der Temperatur von ungefähr 150°C geschmolzen ist, auf der Oberfläche der Hartaluminiumfolie 403 mit einer Dicke von ungefähr 4 bis 6 μm etwa nach einem Gravurverfahren aufgebracht. Es ist wünschenswert, dass die aufgebrachte Dicke gemäß der Größe und der Form eines Kontakthöckers eines angebrachten blanken Chips eingestellt wird. Außerdem werden in diesem Vorgang leitfähige Ätzresistmuster 412a und 412b in der Form eines benötigten Elektrodenmusters an jeder Verbindung mit Anschlussflecken 305a und 305b des Körpers des Datenträgers 100 angeordnet. Diese Resistmuster 412a und 412b werden wie in dem oben erwähnten Vorgang durch Offset-Druck ausgebildet. Als Resisttinte wird ein wärmehärtender leitfähiger Klebstoff, der durch Wärmebehandlung bei 120°C für ungefähr 20 Minuten gehärtet wird, verwendet. Für das Drucken von leitfähiger Tinte in diesem Vorgang kann auch ein allgemein durchgeführtes Rasterdrucken verwendet werden. Als Tintenmaterial kann auch eine Chemikalie, in welcher beispielsweise ein Photopolymerizationsmittel dem Gemisch aus Ag-Teilchen und einem Thermoplastklebstoff hinzugefügt ist, oder Lötpaste und Anderes verwendet werden.
  • Ätzvorgang (C)
  • In diesem Vorgang wird ein Verdrahtungsmuster 406 aus Hartaluminiumfolie 403 durch Entfernen eines Aluminiumfolienteils 405, der aus dem Ätzresistmuster 404 freiliegt, nach einem bekannten Ätzvorgang ausgebildet. Dieses Verdrahtungsmuster 406 wird beispielsweise ausgebildet, indem der aus dem Ätzresistmuster 404 freigelegte Aluminiumfolienteil 405 NaOH (120 g/l), welche ein Ätzmittel ist, unter einer Temperaturbedingung von 50°C ausgesetzt wird. Das Verdrahtungsmuster 406 aus Hartaluminiumfolie 403 erscheint an der Oberfläche ei ner Leiterplatte 407, die in diesem Ätzvorgang gewonnen wird. Auch ist die Gesamtoberfläche der Verdrahtungsmusters 404 mit dem Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff, der für das Ätzresistmuster (eine Ätzmaske) 404 verwendet wird, bedeckt. Anders ausgedrückt, ist die Oberfläche wenigstens des Elektrodenbereichs (eines mit dem später noch beschriebenen Kontakthöcker des blanken Halbleiterchips zu verbindenden Bereichs) dieses Verdrahtungsmusters 406 mit einer Thermoplastharzbeschichtung 404a abgedeckt.
  • Ultraschallanbringungsvorgang (D)
  • In dem Vorgang wird der blanke Halbleiterchip 408 auf der Leiterplatte 407 durch Aufbringen einer Ultraschallwelle angebracht. Dieser Vorgang enthält: 1) einen ersten Untervorgang zum Zur-Seite-Drücken der geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung 404a durch Aufpressen eines Kontakthöckers 409 des blanken Halbleiterchips 408 auf die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a durch Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem die einen Elektrodenbereich 410 auf dem Verdrahtungsmuster 406 abdeckende Thermoplastharzbeschichtung 404a erwärmt und geschmolzen ist, um so den Kontakthöcker 409 mit dem Elektrodenbereich 410 in Berührung zu bringen, und 2) einen zweiten Untervorgang zum Verbinden des Kontakthöckers 409 und des Elektrodenbereichs 410 durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker 409 und der Elektrodenbereich 410 miteinander in Berührung gebracht sind.
  • Der blanke Halbleiterchip 408 ist als sogenannte Komponente vom Oberflächenanbringungstyp aufgebaut. Das heißt, der blanke Halbleiterchip 408 weist einen 150 μm dicken Körper und den Elektrodenhöcker 409 auf, welcher ein Metallanschluss zur Verbindung ist und vom Boden des blanken Halbleiterchips 408 abragt. In dem ersten Untervor gang wird der Kontakthöcker (beispielsweise aus Gold) 409 auf die Thermoplastharzbeschichtung 404a, welche durch Erwärmen auf 150°C geschmolzen ist, unter Aufbringen einer Ultraschallschwingung gedrückt. Die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a wird dann zur Seite gedrückt und aus der Endposition des Kontakthöckers 409 durch die Ultraschallschwingung des Kontakthöckers 409 entfernt. Dadurch werden der Kontakthöcker 409 und der Elektrodenbereich 410 miteinander verbunden. In dem zweiten Untervorgang danach werden der Kontakthöcker 409 und der Elektrodenbereich 410 des Verdrahtungsmusters 406 durch Reibungswärme durch die Schwingung weiter erwärmt, ein metallener aufgeschmolzener Teil, in welchem Goldatome in der Aluminiumfolie verteilt sind, ausgebildet und die Ultraschallverbindung beider abgeschlossen.
  • Der erste und der zweite Untervorgang werden abgeschlossen, indem eine Ultraschallschwingung bei einer Frequenz von 63 kHz für ungefähr einige Sekunden unter einem Druck von 0,2 kgf/mm2 (1,96 MPa) beispielsweise aufgebracht wird, nachdem der blanke Halbleiterchip 408 in einer bestimmten Position angeordnet ist.
  • Verbindungsvorgang (E)
  • In diesem Vorgang wird die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a durch natürliche oder Zwangskühlung durch Wegnahme der auf die Leiterplatte aufgebrachten Wärme von 150°C gehärtet und damit der Körper des blanken Halbleiterchips und das Verdrahtungsmuster 406 miteinander verbunden. Das heißt, die zwischen dem Boden des blanken Halbleiterchips 408 und der Leiterplatte 407 eingfüllte geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 404a wird abgekühlt und verfestigt, womit der blanke Halbleiterchip 408 und die Leiterplatte 407 fest miteinander verbunden und fixiert werden. Danach wird, wenn nötig, der blanke Halbleiterchip 408 mit Harz nach einem bekannten Verfahren versiegelt und der Vergießteil 411 ausgebildet.
  • Als Nächstes wird unter Bezug auf die 9A–B ein Vorgang zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls 200 auf dem Körper des Datenträgers 100 so, dass sein isolierendes Teil 201 den kreisbahnförmigen Fluss 102a, der das gewundene leitfähige Muster 102 aufbaut, kreuzt und mit dem gewundenen leitfähigen Muster getrennt auf der Innenseite und der Außenseite des gewundenen leitfähigen Musters 102 verbindet, beschrieben.
  • Vorgang A, wie in 9A gezeigt
  • Zunächst wird der Elektronikkomponentenmodul 200 auf dem Körper des Datenträgers 100 so angebracht, dass die Elektronikkomponentenanbringungsseite des Elektronikkomponentenmoduls 200 und die Leitungsmusterausbildungsseite des Körpers des Datenträgers 100 einander gegenüberliegen und der Elektronikkomponentenmodul 200 den kreisbahnförmigen Leitungsfluss 102a, der das gewundene leitfähige Muster 102 aufbaut, kreuzt. Der Vergießteil 411, der den blanken Halbleiterchip 408, der eine Elektronikkomponente ist, abdeckt, wird dabei in das auf seiten des Körpers des Datenträgers 100 ausgebildete Loch 307 eingesetzt. Ferner werden die leitfähigen Resistbereiche 412a und 412b, die mit den Kontakthöckern 409 des blanken Chips 408 auf seiten des Elektronikkomponentenmoduls 200 verbundene Elektrodenbereiche eines Paares von Aluminiumfolienbereichen 406 sein sollen, über einem Paar von leitfähigen Resistmustern 305a und 305b auf seiten des Datenträgers 100 angeordnet. Das heißt, die Kupferfolienbereiche 406 auf seiten des Elektronikkomponentenmoduls 200 und die leitfähigen Resistmuster 305a und 305b auf Seiten des Körpers des Datenträgers 100 liegen jeweils über die leitfähigen Resistbereiche 412 einander gegenüber.
  • Vorgang B, wie in 9B gezeigt
  • Als Nächstes werden auf 160°C erwärmte Eindrücker 501a und 501b insbesondere auf ein Paar von leitfähigen Resistmustern 305a und 305b bei einem Druck von 21,7 kg für 20 Sekunden von oberhalb des Elektronikkomponentenmoduls 200 gedrückt. Dabei wird das leitfähige Resistmuster, welches eine Thermoplastharzbeschichtung ist, lokal erweicht und geschmolzen und die leitfähigen Resistbereiche 412a und 412b, die jeweils zu den Anschlussbereichen 406 des Elektronikkomponentenmoduls 200 und der leitfähigen Resistmuster 305a und 305b leiten, auf seiten des Körpers des Datenträgers 100 miteinander verbunden und fixiert. Dabei kann die Thermoplastharzbeschichtung 404a für den Übergang des Elektronikkomponentenmoduls 200 und des Körpers des Datenträgers 100 verwendet werden, wobei die Thermoplastharzbeschichtung Isolation aufrechterhält. Ferner wird der Ätzresist 304 auf der Oberfläche des gewundenen leitfähigen Musters 102 als isolierendes Material belassen. Daher wirkt ein (nicht gezeigtes) Verdrahtungsmuster auf dem Isolationsbasismaterialstück 402 (201) des Elektronikkomponentenmoduls 200 auch als Rückenteil, das die Innenseite und die Außenseite des gewundenen leitfähigen Musters 102 anpasst. Dadurch können das gewundene leitfähige Muster 102 und der blanke Chip 408 ohne Verwendung eines Brückenteils, eines Rückverdrahtungsmusters und von Anderem, wie bei einem bekannten Aufbau, elektrisch verbunden werden.
  • Als Nächstes wird unter Bezug auf die 10A bis 12B eine weitere Ausführungsform des Datenträgerherstellungsverfahrens gemäß der Erfindung beschrieben. Dieser Datenträger wirkt auch als Fluggepäckanhänger, als Etikett für die Verwaltung einer körperlichen Verteilung, als Karte für ein unbesetztes Tor und Anderes und kann auch eine elektromagnetische Welle lesen. Dieser Datenträger ist auch durch In tegrieren des Körpers eines Datenträgers mit Elektronikkomponentenmodul auf der Oberfläche des dünnen Harzbasismaterials, wie bei der unter Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsform, aufgebaut. In dem Körper des Datenträgers wird ein Metallfolienmuster, welches eine Antennenspule aufbaut, auf dem dünnen Harzbasismaterial gehalten. In dem Elektronikkomponentenmodul ist ein blanker Halbleiterchip, der eine Sende- und Empfangsschaltung, einen Speicher und Anders aufbaut, auf einem Aluminiumfolienverdrahtungsmuster angebracht.
  • Ein Beispiel für den Herstellungsvorgang des in 5 gezeigten leitfähigen Musters 102, welches eine Antennenspule aufbaut ist, in den 10A–C gezeigt. Unter Bezug auf die 10A–C werden nachstehend Vorgänge, wenn das in 5 gezeigte gewundene leitfähige Muster 102, das eine Antennenspule sein soll, auf der einen Seite des PET-Filmbasismaterials 101, wie in 5 gezeigt, ausgebildet ist, nachstehend beschrieben.
  • Vorgang A, wie in 10A gezeigt
  • Zunächst wird ein Cu-PET-Laminationsbasismaterial 601 hergestellt. Beispielsweise wird eine Kupferfolie mit einer Dicke von 10 μm auf die eine Seite eines PET-Films mit einer Dicke von 25 μm über einen Urethanklebstoff auflaminiert und unter einer Temperaturbedingung von 150°C und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 mPa) thermisch verbunden bzw. angeschlossen. Hiermit ist die Cu-PET-Laminierung 601, bei welcher die Kupferfolie 603 mit der Oberfläche des PET-Films 602 (101) verbunden wird, abgeschlossen.
  • Vorgang B, wie in 10B gezeigt
  • Als Nächstes werden ein gewundenes Ätzresistmuster 604 und ein Ätzresistmuster 604 in der Form eines Anschlusses auf der Oberfläche der Kupferfolie 603 der CU-PET-Laminierung 601 ausgebildet. Das heißt, es wird isolierende Ätz-Resisttinte auf die Kupferfolie unter Verwendung beispielsweise eines Offset-Druckverfahrens so gedruckt, dass die isolierende Ätz-Resisttinte eine gewundene Form mit der Anzahl von Windungen, der Breite, dem Abstand und den Innen- und Außendurchmessern zur Erzielung eines L-Werts und eines Q-Werts, die für die Eigenschaften einer Spule erforderlich sind, hat. Als Resisttinte wird dabei eine Art verwendet, die durch Wärme oder einen aktiven Energiestrahl härtet. Als aktiver Energiestrahl wird Ultraviolettstrahlung oder ein Elektronenstrahl und ggf. Ultraviolettstrahlung verwendet. In diesem Fall wird eine Resisttinte, die einen Photopolymerisator enthält, verwendet.
  • Vorgang C, wie in 10C gezeigt
  • Ein gewundenes leitfähiges Muster 605 und Anschlussflecken 606a und 606b auf den innenseitigen und außenseitigen Umfängen, die eine Antennenspule aufbauen, werden ausgebildet, indem ein Kupferfolienteil 603a entfernt wird, der aus dem Ätzresistmuster 604 freiliegt, das in dem oben erwähnten Vorgang durch ein bekanntes Ätzen ausgebildet ist. In diesem Ätzvorgang wird FeCl2 (120 g/l) als Ätzmittel unter einer Temperaturbedingung von 50°C verwendet und die erforderliche Kupferfolie (Cu) entfernt.
  • Danach kann im Allgemeinen eine Elektronikkomponente auf einer Schaltung, d. h., auf einer Spule nur angebracht werden, wenn der im Vorgang B ausgebildet isolierende Ätzresist 604 entfernt ist. Bei der Erfindung jedoch braucht der isolierende Resist 604 nicht entfernt zu werden, da der Ätzresist, der an zu verbindenden Teilen 606a und 606b angeordnet ist, durch mechanische Reibung durch eine Ultraschallwelle im später beschriebenen Übergang entfernt wird. D. h., gemäß der Erfindung kann ein Vorgang zum Abschälen des Ätzresist 604 weggelassen werden. Ferner wird eine Wirkung dahingehend gewonnen, dass der Ätzresist 604 als isolierende Schutzschicht auf der Oberfläche des Leitungsmusters 605 aus Kupfer verwendet werden kann.
  • Als Nächstes ist ein Beispiel für einen Vorgang zur Herstellung des Elektronikkomponentenmoduls 200 in den 11A–E gezeigt.
  • Metallfolienlaminierungs-Herstellungsvorgang (A)
  • In diesem Vorgang wird eine Al-PET-Laminierung 701, die das Ausgangsmaterial für eine dünne Leiterplatte ist, hergestellt. Beispielsweise wird die Al-PET-Laminierung 701 in einem Vorgang zur Auflaminierung einer Hartaluminiumfolie 703 mit einer Dicke von 35 μm auf die eine Seite (die Oberseite in den 11A–E) eines PET-Films 702 mit einer Dicke von 256 μm über einen Urethanklebstoff und thermisches Verbinden derselben unter einer Temperaturbedingung von 150°C und einem Druck von 5 kgf/cm2 (0,49 MPa) hergestellt.
  • Ätzmaskendruckvorgang (B)
  • In diesem Vorgang wird ein Ätzresistmuster 704 in der Form eines benötigten Verdrahtungsmusters auf der Oberfläche der Hartaluminiumfolie 703 der Al-PET-Laminierung 701 ausgebildet. Beispielsweise wird das Resistmuster 704 ausgebildet, indem ein Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff, welcher bei einer Temperatur von ungefähr 150°C geschmolzen ist, auf die Oberfläche der Hartaluminiumfolie 703 mit einer Dicke von ungefähr 4 bis 6 μm nach einem Gravurverfahren aufgebracht wird. Es ist wünschenswert, dass diese Dicke entsprechend der Größe und der Form eines Kontakthöckers und eines angebrachten blanken Chips variiert.
  • Ätzvorgang
  • In diesem Vorgang wird ein Verdrahtungsmuster 706 aus einer Hartaluminiumfolie 703 durch Entfernen eines aus dem Ätzresistmuster 704 freiliegenden Aluminiumfolienteils 705 mit einem bekannten Ätzvorgang ausgebildet. Beispielsweise wird das Verdrahtungsmuster 706 ausgebildet, indem der aus dem Ätzresistmuster 704 freiliegende Aluminiumfolienteil 705 NaOH (120 g/l), welche ein Ätzmittel ist, unter einer Temperaturbedingugn von 50°C ausgesetzt wird. Das aus der Haraluminiumfolie 703 bestehende Verdrahtungsmuster 706 wird auf der Oberfläche einer Leiterplatte 707, die in diesem Ätzvorgang gewonnen wird, ausgebildet. Die Gesamtoberfläche des Verdrahtungsmusters 706 wird mit dem Polyolefin-Thermoplastharzklebstoff abgedeckt, der als Ätzresistmuster (eine Ätzmaske) 704 verwendet wird. Anders ausgedrückt, wird die Oberfläche wenigstens eines Elektrodenbereichs (eines Bereichs, der mit einem Kontakthöcker eines blanken Halbleiterchips, der später noch beschrieben wird, zu verbinden ist) des Verdrahtungsmusters 706 mit einer Thermoplastharzbeschichtung 704a abgedeckt.
  • Ultraschallanbringungsvorgang (D)
  • In diesem Vorgang wird ein blanker Halbleiterchip 708 auf der Leiterplatte 707 unter Anbringen einer Ultraschallwelle angebracht. Dieser Vorgang enthält: 1) einen Untervorgang (einen ersten Untervorgang) zum Zur-Seite-Drücken der geschmolzenen Thermoplastharzbeschichtung 704a, indem ein Kontakthöcker 709 des blanken Halbleiterchips 708 unter Aufbringen einer Ultraschallwelle, gegen die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 704a in einem Zustand gedrückt wird, in welchem die einen Elektrodenbereich 710 auf dem Verdrahtungsmuster 706 abdeckende Thermoplastharzbeschichtung 704a erwärmt und geschmolzen ist, um so den Kontakthöcker 709 mit dem Elektrodenbereich 710 in Verbindung zu bringen; und 2) einen Untervorgang (einen zweiten Untervorgang) zum Verbinden des Kontakthöckers 709 und des Elektrodenbereichs 710 in einem Zustand, in welchem der Kontakthöcker 709 und der Elektrodenbereich 710 miteinander in Be rührung gebracht sind, durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle.
  • Der blanke Halbleiterchip 708 ist als sogenannten Oberflächenanbringungskomponente ausgebildet. Das heißt, der blanke Halbleiterchip 708 weist einen Körper, der 150 μm dick ist, und einen Kontakthöcker 709 auf, welcher ein Metallanschluss zu Verbindung ist und vom Boden des blanken Halbleiterchips 708 abragt. In dem ersten Untervorgang wird der Kontakthöcker (beispielsweise aus Gold) 709 gegen die Thermoplastharzbeschichtung 704a, welche durch Erwärmen auf 150°C geschmolzen ist, unter Aufbringen einer Ultraschallwelle gedrückt. Die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 704a wird dann zur Seite gedrückt und aus der Position des Endes des Kontakthöckers 709 durch die Ultraschallschwingung des Kontakthöckers 709 gedrückt. Ferner werden eine Oxidschicht und Anderes auf der Oberfläche des Aluminiumfolienverdrahtungsmusters 706 durch die Schwingung ebenfalls mechanisch entfernt. Dadurch werden der Kontakthöcker 709 und der Elektrodenbereich 710 miteinander in Berührung gebracht. In dem zweiten Untervorgang danach werden der Kontakthöcker 709 und der Elektrodenbereich 710 des Verdrahtungsmusters 706 durch Reibungswärme durch die Schwingung weiter erwärmt, wird ein metallischer aufgeschmolzener Teil, in welchem Goldatome in der Aluminiumfolie verteilt sind, ausgebildet, und die Verbindung beider durch eine Ultraschallwelle abgeschlossen.
  • Der erste und der zweite Untervorgang werden durch Aufbringen einer Ultraschallschwingung einer Frequenz von 63 kHz für ungefähr einige Sekunden unter einem Druck von beispielsweise 0,2 kgf/mm2 (1,96 MPa) nach Anordnen des blanken Halbleiterchips 708 in einer bestimmten Stellung abgeschlossen.
  • Verbindungsvorgang (E)
  • In diesem Vorgang wird die geschmolzene Thermoplastharzbeschichtung 704a durch natürliche Abkühlung oder Zwangskühlung durch Wegnahme der auf die Leiterplatte aufgebrachten Wärme von 150°C wieder gehärtet, und der Körper des blanken Halbleiterchips 708 und das Verdrahtungsmuster 706 sind miteinander verbunden. Das heißt, die zwischen den Boden des blanken Halbleiterchips 708 und die Leiterplatte 707 eingfüllte Thermoplastharzbeschichtung 704a in einem geschmolzenen Zustand wird gekühlt und verfestigt, und der blanke Halbleiterchip 708 und die Leiterplatte 707 werden fest verbunden und fixiert. Danach wird der blanke Halbleiterchip 708 falls nötig nach einem bekannten Verfahren mit Harz versiegelt und ein Vergießteil 711 ausgebildet. Damit ist ein Elektronikkomponentenmodul 707 fertig.
  • Als Nächstes wird unter Bezug auf die 12A–B ein Vorgang zur Anbringung des Elektronikkomponentenmoduls 707 auf dem Datenträger und elektrischen Verbindung mit einer Antennenspule beschrieben. Dieser Vorgang wird unter Verwendung einer Ultraschallschweißtechnik durchgeführt.
  • Zunächst wird der Elektronikkomponentenmodul 707 auf dem Körper des Datenträgers 607 in einem so angepassten Zustand angebracht, dass zu verbindende Teile 708a und 708b auf seiten der Elektronikkomponente und Anschlussflecken 606a und 606b, welche auf seiten des Körpers des Datenträgers zu verbindende Teile sind, einander gegenüberliegen.
  • Vorgang B, wie in 12B gezeigt
  • Als Nächstes wird ein Paar von Eindrückern 801 und 802, die integriert fallen, über die zu verbindenden Teile 708a und 708b des Elektronikkomponentenmoduls 707 bis zur Zeit T (ungefähr 0,5 Sekunden) unter Aufbringen der Ultraschallschwingung mit aufgebrachtem Druck P (0,2 kgf/mm2 = 1,96 MPa) und einer Frequenz v (40 kHz) ge drückt. Bezugszeichen 803 und 804 bezeichnen Ambosse, die den Eindrückern 801 und 802 gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Allgemein wird ein Schweißen bewirkt, indem Atome auf einen Abstand (wenige Angström (Å)), bei welchem eine Anziehung zwischen Atomen auf den Oberflächen von Metallen, die miteinander zu verbinden sind, ausgeübt wird, gebracht werden und mit den Oberflächen mit Atomen auf den Gesamtflächen, die regelmäßig angeordnet sind, in Berührung gebracht werden. Da jedoch normalerweise die Oberfläche von Metall mit einer dünnen Oberflächenschicht, wie Oxid oder absorbiertes Gas, bedeckt ist, ist eine Annäherung von reinen Metallatomen darunter verhindert, und eine ausreichende Verbindung wird nicht bewirkt.
  • Bei diesem Ultraschallverbindungsverfahren werden der Anschluss des Elektronenkomponentenmoduls und der Anschluss auf seiten der Antennenspule miteinander verbunden und fixiert, indem eine oberflächliche Schicht durch Ultraschallschwingung nach der oben erwähnten Methode entfernt wird, wobei die Schwingung von Atomen und die Verteilung von Atomen weiter aktiviert wird.
  • Ferner beruht dieses Verfahren auf einem Prinzip, dass ein Verbinden realisiert wird, indem, wie oben beschrieben eine metallene Oberflächenschicht durch Ultraschallschwingung entfernt wird, wobei selbst dann, wenn der Verbindungsvorgang in einem Zustand durchgeführt wird, in welchem isolierender Ätzresist 704, welcher auf den Anschlussflecken 606a und 606b des leitfähigen Musters ausgebildet ist, nicht abgeschält ist, wie dies im Vorgang (B) der 12B gezeigt ist, eine ausreichende elektrische und mechanische Bindecharakteristik zwischen der Seite des Elektronikkomponentenmoduls 707 und der Seite des Körpers des Datenträgers 607 gewonnen wird. Der dünne Datenträger DC (siehe 5) gemäß der Erfindung ist mit den oben beschriebenen Vorgängen fertiggestellt.
  • In den oben erwähnten Ausführungsformen wird lokal ein plastischer Fluss von Metall entsprechend dem vorstehenden Teil bewirkt, indem Mehrfachunregelmäßigkeiten, die der Form des aufgeschmolzenen Teils entsprechen, an der Endfläche der Ambosse 803 und 804 beispielsweise den Eindrückern 801 und 802 gegenüber vorgesehen werden, wobei zwischenzeitlich die Presszeit der Eindrücker 801 und 802 eingestellt wird, und Harzschichten, die an einem Teil freiliegen, von welchem eine Metallschicht entfernt ist, können durch Ultraschallschwingung verschmolzen werden. Insbesondere da die mechanische Bindefestigkeit des Elektronikkomponentenmoduls, wenn eine solche Verschmelzung von Metall als auch eine Verschmelzung von Harz verwendet werden, besonders verstärkt ist, ist der Datenträger wirkungsvoll, wenn er des öfteren wie ein Fluggepäckanhänger und ein Etikett für die Verwaltung zur körperlichen Verteilung grob behandelt wird.
  • Da der dünne Datenträger, der wie oben beschrieben fertig gestellt ist, ein elektromagnetisches Feld als Lesemedium verwendet, kann er sicher in dem Halbleiterchip gespeicherte Daten über einen Abstand von 100 bis 1000 mm lesen, ohne durch Abstand und Richtung beim Lesen besonders eingeschränkt zu sein, konkret, ohne durch die Leserichtung eingeschränkt zu sein.
  • Das Ergebnis des Feuchtigkeitsfestigkeitstests (bei einer Temperatur von 85°C und einer Feuchte von 85 %) des in dieser Ausführungsform hergestellten Datenträgers ist in 13 gezeigt. Wie in 13 gezeigt, liegt die Variation des Kommunikationsabstands nach Ablauf von 250 Stunden im Feuchtigkeitsfestigkeitstest innerhalb ± 10%. Es wird verifiziert, dass für eine Zuverlässigkeit in der Feuchtigkeitsfestigkeit der Verbindung des Kontakthöckers ausreichender Wert erreicht wird.
  • Wie aus der Beschreibung deutlich wird, kann das Halbleiterchipanbringungsverfahren nach dem Flip-Chip-Verbindungsverfahren, bei welchem der Halbleiterchip auf der Leiterplatte rasch, elektrisch und mechanisch sicher und ferner bei niedrigen Kosten angebracht werden kann, vorgesehen werden.
  • Auch kann gemäß der Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträger, bei welchem der mit elektromagnetischen Wellen lesbare Datenträger, der als Fluggepäckanhänger, als Etikett zur Verwaltung für eine körperliche Verteilung, eine Karte für ein unbesetztes Tor und anders wirkt, bei niedrigen Kosten in großer Stückzahl hergestellt werden kann, vorgesehen werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines mit elektromagnetischen Wellen lesbaren Datenträgers mit einem Körper (100) und einen Elektronikkomponentenmodul (200), wobei der Körper (100) ein isolierendes Basismaterial (101) und ein leitfähiges Muster (102) auf dem isolierenden Basismaterial (101) aufweist, wobei der Elektronikkomponentenmodul (200) eine Leiterplatte (407) und einen auf der Leiterplatte (407) angebrachten Halbleiterchip (408) mit einem Kontakthöcker (409) aufweist, wobei die Leiterplatte (407) ein Verdrahtungsmuster (406) mit einem Elektrodenbereich (410) und einer den Elektrodenbereich (410) des Verdrahtungsmuster (406) abdeckenden Thermoplastharzumhüllung (404a) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Herstellen des Elektronikkomponentenmoduls (200) durch Anbringen des Halbleiterchips (408) auf dem Verdrahtungsmuster (406) durch: (1) Erwärmen der Thermoplastharzumhüllung (404a) der Leiterplatte (407), um sie zu erweichen oder zu schmelzen; (2) Aufdrücken des Kontakthöckers (409) des Halbleiterchips (408) auf die so erwärmte Thermoplastharzumhüllung (404a) unter Aufbringen einer Ultraschallwelle auf den Kontakthöcker (409), so dass der Kontakthöcker (409) die Thermoplastharzumhüllung (404a) durchdringt und den Elektrodenbereich (410) berührt; (3) Kontaktieren des Kontakthöckers (409) mit dem Elektrodenbereich (410) durch kontinuierliches Aufbringen einer Ultraschallwelle auf den Kontakthöcker (409), während er mit dem Elektrodenbereich (410) in Berührung ist; und (4) Abkühlen und Verfestigen der Thermoplastharzumhüllung zur sicheren Anbringung des Halbleiterchips (408) an der Leiterplatte (407), und Zusammenfügen des Elektronikkomponentenmoduls (200) mit dem Körper (100) des Datenträgers.
  2. Verfahren zur Herstellung des mit einer elektromagnetischen Welle lesbaren Datenträgers nach Anspruch 1, wobei das isolierende Basismaterial (101) und das leitfähige Muster (102) des Körpers (100) ein dünnes Harzbasismaterial bzw. ein Metallfolienmuster ist und das Verdrahtungsmuster (406) der Leiterplatte (407) ein auf dem dünnen Harzbasismaterial angeordnetes Aluminiumfolienverdrahtungsmuster ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verdrahtungsmuster (406) der Leiterplatte (407) auf einem dünnen Basismaterial angeordnet ist und die Thermoplastharzumhüllung (404a) als Maskierungselement zur Ausbildung des Verdrahtungsmusters (406) durch eine Ätzvorgang wirkt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, welches das Herstellen der Leiterplatte (407) durch Laminieren einer Metallfolie auf das dünne Basismaterial; Ausbilden der Thermoplastharzumhüllung (404a) auf der Metallfolie in einer solchen Weise, dass die Thermoplastharzumhüllung in der Form des Verdrahtungsmusters (406) ausgebildet wird; und Ätzen eines Abschnitts der Metallfolie, wo die Thermoplastharzbe schichtung (404a) nicht ausgebildet ist, um so das Verdrahtungsmuster (406) auszubilden, enthält.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Thermoplastharzumhüllung (404a) auf 150° erwärmt wird.
  6. Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei die auf den Kontakthöcker (409) aufgebrachte Ultraschallwelle eine Ultraschallschwingung einer Frequenz von 63 kHz ist und der Kontakthöcker (409) mit einem Druck im Bereich von 0,98 bis 2,94 MPa (0,1–0,3 kp/mm2) gedrückt wird.
  7. Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Thermoplastharz ein Polyolefinharz ist.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei das Thermoplastharz ein Polyesterharz ist.
  9. Mit einer elektromagnetischen Welle lesbarer Datenträger, welcher aufweist: einen Körper (100), welcher ein isolierendes Basismaterial (101) und ein leitfähiges Muster (102) auf dem isolierenden Basismaterial (101) aufweist; und einen Elektronikkomponentenmodul (200), welcher eine Leiterplatte (407) und einen auf der Leiterplatte (407) angebrachten Halbleiterchip (408) enthält, wobei die Leiterplatte (407) ein Verdrahtungsmuster (406) mit einem Elektrodenbereich (410) und eine den Elektro denbereich (410) des Verdrahtungsmusters (406) abdeckende Thermoplastharzumhüllung (404a) aufweist, wobei der Halbleiterchip (408) einen an der Leiterplatte (407) angebrachten Kontakthöcker (409) aufweist, wobei der Kontakthöcker (409) des Halbleiterchips (408) die Thermoplastharzumhüllung (404a) durchdringt und eine diffundierte Verbindungsstelle mit dem Elektrodenbereich (410) des Verdrahtungsmusters (406) bildet.
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