JP4750492B2 - Ｉｃチップ実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベース上に複数のＩＣチップを実装するＩＣチップ実装方法に関する。

近年、リーダライタに代表される外部機器との間で、電波によって非接触で情報のやり取りを行う種々のタイプのＲＦＩＤタグが提案されている。このＲＦＩＤタグの一種として、プラスチックや紙からなるベースシート上に電波通信用のアンテナパターンとＩＣチップが搭載された構成のものが提案されており、このようなタイプのＲＦＩＤタグについては、物品などに貼り付けられ、その物品に関する情報を外部機器とやり取りすることで物品の識別などを行うという利用形態が考えられている。

図１は、ＲＦＩＤタグの一例を示す正面図（Ａ）および側面断面図（Ｂ）である。

この図１に示すＲＦＩＤタグ１は、シート状のＰＥＴフィルム等からなるベース１３上に設けられたアンテナ１２と、そのアンテナ１２にバンプ１６を介して接続されたＩＣチップ１１と、それらアンテナ１２およびＩＣチップ１１を覆ってベース１３に接着剤１５で接着されたカバーシート１４で構成されている。

このＲＦＩＤタグ１を構成するＩＣチップ１１は、アンテナ１２を介して外部機器と無線通信を行ない情報をやりとりすることができる。

このようなＲＦＩＤタグについては、上述のような利用形態を含む広範な利用形態が考えられているが、このようなＲＦＩＤタグを様々な形態で利用するにあたってはその製造コストが大きな問題の１つとなっており、製造コスト低減のための様々な努力が払われている。

図２は、従来の一般的なＲＦＩＤタグの製造方法の中のＩＣチップ実装方法を示す図である。

ここでは、先ず、図２（Ａ）に示すように、各種のＩＣチップの作り込まれたウェハ１０の裏面（ベースシートへの搭載面とは反対側の面）全面がテープ３０でマウントされ、さらにダイシングによりそのテープ３０を残してＩＣチップ１１ごとに分離される。

次に、図２（Ｂ）に示すように、ピッキング冶具３２でウェハ１０上の多数のＩＣチップ１１のうちの１個をテープ３０から引き剥して持ち上げる。

さらに、図２（Ｃ）に示すように、ＩＣチップ１１を吸着した状態のピッキング冶具３２を上下反転させる。

さらに、図２（Ｄ）に示すように、今度は、そのＩＣチップ１１をボンディングヘッド３３に渡す。

さらに、図２（Ｅ）に示すように、そのボンディングヘッド３３が、その１個のＩＣチップ１１を、ベース１３上に運んでそのベース１３上に形成されているアンテナ１２と接続される正規の位置に載せ、図２（Ｆ）に示すようにして、加圧および加熱によりそのＩＣチップ１１をベース１３上に半田付けする。その後、ボンディングヘッド３３をＩＣチップ１１から移動すると、図２（Ｇ）に示すように、ＩＣチップ１１の実装が完了する。

以上の図２（Ｂ）〜図２（Ｇ）の各工程が、ウェハ１０上の多数のＩＣチップ１１について順次繰り返される。

この実装方法の場合、ウェハ１０上のＩＣチップ１１を１つずつピックアップし、反転して別の冶具（ボンディングヘッド）に受け渡しそのボンディングヘッドで実装するという複雑な工程をＩＣチップ１つずつについて順次行なう必要があり、生産性が低く製造コスト高となってしまっている。

この製造コストを低減する１つの方法として、特許文献１には、走行するウェブ材料（ベース）上に間隔を置いてＩＣチップ埋め込み用の凹部を形成し、その凹部にＩＣチップを嵌め込み、その凹部に嵌め込まれたＩＣチップと接続されるようにアンテナパターンをインクジェット法で印刷することが提案されている。

しかしながら、この特許文献１で提案された方法は、ウェブ材料（ベース）の凹部にＩＣチップを実装するにあたり、槽内に液体を充満させてその液体内にＩＣチップを浮かべ、ウェブ材料（ベース）を槽内を通して走行させることによりそのウェブ材料（ベース）の凹部にＩＣチップを嵌め込むというものであり、ＩＣチップが正しい向きに凹部内に正確に嵌め込まれるとは限らず、また凹部にＩＣチップが嵌入せずに空の凹部のまま槽内を通過してしまうおそれもあり、凹部にＩＣチップを嵌め込む工程の信頼性が低いという問題がある。また、凹部にＩＣチップが正しく嵌め込まれたとしても、アンテナパターンは、その凹部に嵌め込まれたＩＣチップに対し高精度に位置決めされている必要があり、ＩＣチップの凹部への嵌め込み位置に僅かな誤差があってもその誤差に合わせてアンテナパターンの印刷位置を変更する必要があり、結局は生産性向上には結びつかないおそれがある。
特開２００３−２４２４７２号公報

本発明は、上記事情に鑑み、生産性向上が図られたＩＣチップ実装方法を提供することを目的とする。

また、上記目的を達成する本発明のＩＣチップ実装方法は、ベース上に複数のＩＣチップを実装するＩＣチップ実装方法であって、
ベースへの搭載面とは反対側の面がテープでマウントされダイシングによりそのテープを残してＩＣチップごとに分離されたウェハを用意して、
そのウェハを、ベースへの搭載面が該ベースに対面する向きに、ベースに対向させ、
ベースをウェハに沿う所定の一次元方向に送りながら、かつウェハをベースに沿って二次元的に移動させながら、ウェハ上の押し下げ対象のＩＣチップを、押し下げ対象のＩＣチップを押し下げて加熱と加圧を行ない且つ押し下げ対象のＩＣチップを押し下げているときに押し下げ対象のＩＣチップの周囲のテープを吸着して保持する加熱加圧ヘッドで、押し下げ対象のＩＣチップと隣接するＩＣチップとの間のテープ部分を吸着した状態でベース上に押し当てて加熱および加圧することにより、ＩＣチップをベース上に順次固定させることを特徴とする。

さらに、上記目的を達成する本発明のＩＣチップ実装方法のうちの第４のＩＣチップ実装方法は、ベース上に複数のＩＣチップを実装するＩＣチップ実装方法であって、
ベースへの搭載面とは反対側の面がテープでマウントされダイシングによりテープを残してＩＣチップごとに分離されたウェハを用意するとともに、ＩＣチップが搭載されるベースを、そのベース上にウェハ上のＩＣチップを搭載してそのベースを展開することによりベース上のＩＣチップどうしの間隔がベース上に搭載すべき所期の間隔と同一の間隔となるように曲げ加工により縮小化しておき、
テープでマウントされたウェハを、ベースへの搭載面がベースに対面する向きに、縮小化されたベースに対向させ、
ウェハ上のＩＣチップを縮小化されたベース上に搭載させ、
ベースを展開することを特徴とする。

ここで、上記目的を達成する本発明のＩＣチップ実装方法において、上記ベースが、通信用のアンテナが所定間隔で複数形成されたベースであり、上記ＩＣチップが、ベース上のアンテナを介して無線通信を行なう回路が搭載されたＩＣチップであることが好ましい。すなわち、本発明をＲＦＩＤタグに適用することが好ましい。

また、上記目的を達成する本発明のＩＣチップ実装方法において、ベースに対向させたＩＣチップをそのベースに搭載させるにあたり、ベース上のＩＣチップの搭載箇所、及び／又は、そのＩＣチップ自体をカメラで撮影し、画像認識により位置調整を行ないながら、ＩＣチップをベース上に搭載することが好ましい。

上記の本発明のＩＣチップ実装方法によれば、ＩＣチップを順次高速にベース上に搭載することができ、ＩＣチップ実装の生産性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図３は、ウェハとベースとの位置関係を示す図である。

以下に説明する第１実施形態では、ウェハ１０とベース１３が用意され、図３に示すように対向した位置に配置される。ここで、このウェハ１０は、ベース１３への搭載面（図３の下側の面）とは反対側の面（図３の上側の面）がテープ３０でマウントされ、ダイシングによりそのテープ３０を残してＩＣチップ１１ごとに分離されたものであり、そのウェハ１０が、図３に示すように、ベース１３への搭載面がベース１３に対面する向きに、ベース１３に対向した位置に配置される。このウェハ１０は、ベース１３に沿うＸ方向およびＹ方向に二次元的に移動される。

また、ベース１３は、ウェハ１０と対向する側の面（図３の上面）にアンテナ１２が所定間隔で複数形成されたものであり、このベース１３は、アンテナ１２が並ぶ方向（図３に矢印Ｘで示す方向）に定量送りされる。

本発明の第１実施形態では、ウェハ１０とベース１３を図３のとおりに配置した上で、以下のようにして、ウェハ１０上のＩＣチップ１１をベース１３上に搭載する。

図４は、本発明の第１実施形態のＩＣチップ実装方法を示す工程図である。

先ず、図３を参照して説明したように、テープ３０でマウントされてＩＣチップ１１ごとに分離されたウェハ１０を用意して、そのウェハ１０を、ベース１３への搭載面がそのベース１３に対面する向きにベース１３に対向させて配置する。一方、このベース１３上には、アンテナ１２が配列されている（図４（Ａ））。

その状態で、ベース１３を矢印Ｘ方向（図３参照）に定量送りしながら、かつウェハ１０をＸＹ方向（図３参照）に二次元的に移動させて、そのウェハ１０上に並ぶ多数のＩＣチップ１１のうちの１つ（ＩＣチップ１１ａ）を押当冶具５１でテープ３０の上から押してその１つのＩＣチップ１１ａをベース１３上の１つのアンテナ１２ａ上に仮固定する（図４（Ｂ））。

図５は、ＩＣチップ１１をベース１３上に位置決めする場面の模式図である。

ＩＣチップ１１を押当冶具５１で押してベース１３上に仮固定するにあたっては、仮固定しようとしているＩＣチップ１１をベース１３上の所定位置に位置決めする必要がある。このため、ここでは、２台のカメラ７１ａ，７１ｂで、搭載しようとしているＩＣチップ１１自体、およびベース１３上の、そのＩＣチップ１１の搭載位置が撮影され、各画像認識部７２ａ，７２ｂで画像認識され、各ずれ量算出部７３ａ，７３ｂで各ずれ量が算出され、ＸＹ補正部７４ではそれらのずれ量を総合して搭載しようとしているＩＣチップをベース１３上の所定位置に正確に位置決めする。こうすることにより、ＩＣチップ１１が、ベース１３上のアンテナ１２に対する所定位置に正確に搭載される。

図４に戻って説明を続ける。

次に、ベース１３を定量送りする間にウェハ１０側もＸ−Ｙ移動により位置決めし（図４（Ｃ））、次のＩＣチップ１１ｂが押当冶具５１で押され（図４（Ｄ））、そのＩＣチップ１１ｂがベース１３上の次のアンテナ１２ｂ上に仮固定される（図４（Ｅ））。

次に、同様にして、押当冶具５１により、ベース１３上のアンテナ１２ｃにＩＣチップ１１ｃが押し当てられて（図４（Ｆ））、ＩＣチップ１１ｃがアンテナ１２ｃに仮固定される。

このようにして複数のＩＣチップ１１がベース１３上の複数のアンテナ１２にそれぞれ仮固定された後、それら複数のＩＣチップ１１上に一括加熱ヘッド５２が置かれてそれら複数のＩＣチップ１１が加熱および加圧され、それら複数のＩＣチップ１１がベース１３上の各アンテナ１２上に一括して半田付け実装される（図４（Ｇ））。

この第１実施形態によれば、多数のＩＣチップ１１がベース１３上に順次高速に仮固定され、ベース１３上に仮固定された複数のＩＣチップ１１が一括加熱ヘッド５２により一括して半田付け固定されるため、ベース１３へのＩＣチップ１１の実装が高速化され生産性が向上する。

図６は、本発明の第２実施形態のＩＣチップ実装方法を示す工程図である。

この第２実施形態でも、図３を参照して説明した配置や移動の形態はそのまま踏襲される。すなわち、ここでは先ず、図３を参照して説明したように、テープ３０でマウントされてＩＣチップ１１ごとに分離されたウェハ１０を用意して、そのウェハ１０を、ベース１３への搭載面がそのベース１３に対面する向きにベース１３に対向させて配置する。一方、このベース１３上には、アンテナ１２が配列されている（図６（Ａ））。

その状態で、ベース１３を矢印Ｘ方向（図３参照）に定量送りしながら、かつウェハ１０をＸＹ方向（図３参照）に二次元的に移動させて、そのウェハ１０上に並ぶ多数のＩＣチップ１１のうちの１つ（ＩＣチップ１１ａ）を加熱ヘッド６１でテープ３０の上から押して加熱および加圧し、その１つのＩＣチップ１１ａを、ベース１３上の１つのアンテナ１２ａ上に、半田付け固定する（図６（Ｂ））。

図７は、加熱ヘッド６１の構造を示した模式図である。

この加熱ヘッド６１は、その中央部に搭載ヘッド６１１が備えられている。この搭載ヘッド６１１は、内部に加熱ヒータ（図示せず）を備え、ヘッド保持部６１２で保持されて上下動する構造となっている。また、この搭載ヘッド６１１を取り巻くように吸着部６１３が設けられている。この吸着部６１３は、図７（Ｂ）に示すように、搭載ヘッド６１１でテープ３０の上からＩＣチップ１１を押し下げるときに、そのテープ３０の、押し下げられるＩＣチップ１１の周囲に吸着し、搭載ヘッド６１１が押し下げ対象のＩＣチップ１１を押し下げたときの影響が、テープ３０の隣接するＩＣチップの部分まで及ばないようにしている。この影響が隣接するＩＣチップの部分にまで及ぶと、その隣接するＩＣチップの部分へのテープの伸びが、そのＩＣチップ搭載時に搭載位置誤差としてあらわれるおそれがあるからである。

図６に戻って説明を続ける。

次に、ベース１３を定量送りする間にウェハ１０側もＸ−Ｙ移動により位置決めし（図６（Ｃ））、次のＩＣチップ１１ｂを加熱ヘッド６１で押して加熱および加圧し（図６（Ｄ））、そのＩＣチップ１１ｂをベース１３上の次のアンテナ１２ｂ上に半田付け固定する（図６（Ｅ））。

次に、同様にして、加熱ヘッド６１により、ベース１３上のアンテナ１２ｃにＩＣチップ１１ｃを押し当てて加熱および加圧し（図６（Ｆ））、ＩＣチップ１１ｃをアンテナ１２ｃに半田付け固定する。

このようにして、この第２実施形態では、ベース１３が定量送り出されウェハ１０がＸ−Ｙ移動しながら複数のＩＣチップ１１がベース１３上の複数のアンテナ１２に順次に高速に半田付け固定されるため、ＩＣチップ１１の実装が高速化され、生産性が向上する。

図８は、本発明の第３実施形態の工程図である。

ここでは、ダイシングにより複数のＩＣチップ１１に分離される前のウェハ１０の、ベース１３（図８（Ｃ）参照）へのＩＣチップ１１の搭載面（図８（Ａ）の上側の面）とは反対側の面（図８（Ａ）の下側の面）を、テープ３０でマウントする（図８（Ａ））。ここで、このテープ３０は、ダイシング後の展開によりＩＣチップ１１どうしの間隔がベース１３上への搭載間隔と一致するように、折り曲げにより縮小した状態にある。

ウェハ１０を縮小させたテープ３０でマウントするにあたっては、テープ３０の折り曲げの峰にあたる頂部１つずつがＩＣチップ１１の１つずつに対応するように位置決めした上でマウントする。

次に、ウェハ１０が、ＩＣチップ１１ごとに分離するようにダイシングされる（図８（Ｂ））。

さらに、テープ３０によりマウントされたＩＣチップ１１を、そのテープ３０を展開した状態で、そのＩＣチップ１１のベース１３への搭載面（図８（Ｃ）の下面）がそのベース１３に対面する向きにベース１３に対向させる（図８（Ｃ））。

この状態で、ＩＣチップ１１の間隔と、ベース１３上のアンテナ１２の間隔とが一致しており、個々に位置決めする必要はなく、あるいは図５に示すようにして個々に位置決めする場合であっても位置を微調整すればよく、複数のＩＣチップ１１を、一括して、あるいは、順次高速に、ベース１３上の各アンテナ１２に固定する。

図９は、本発明の第４実施形態の工程図である。

ここでは、図９（Ａ）に示すような、アンテナ１２が等間隔に形成されたベース１３が、図９（Ｂ）に示すように曲げ加工により縮小化される。このベース１３は、曲げ加工により、そのベース１３上にウェハ１０上のＩＣチップ１１を搭載してそのベース１３を展開することによりそのベース１３上のＩＣチップ１１どうしの間隔がそのベース１３上に搭載すべき所期の間隔、すなわちアンテナ１２どうしの間隔と同一の間隔となるように縮小化される。

また、このベースとは別に、ベース１３への搭載面とは反対側の面がテープ３０でマウントされダイシングによりそのテープ３０を残してＩＣチップ１１ごとに分離されたウェハ１０を用意し、そのウェハ１０を、ベース１３への搭載面がベース１３に対面する向きに、上記のようにして縮小化されたベース１３に対向させ（図９（Ｃ））、それらのＩＣチップ１１をベース１３上のアンテナ１２上に搭載する（図９（Ｄ））。その後、ベース１３を展開すると、ベース１３上に所定のピッチで形成された複数のアンテナ１２のそれぞれに１つずつＩＣチップ１１が搭載された状態となる（図９（Ｅ））。

図１０は、ＩＣチップ１１をベース１３上に搭載する場面の模式図である。

ＩＣチップ１１をベース１３上に搭載するにあたっては、カメラ８１でその搭載部分が撮影され、画像認識部８２で画像認識され、ズレ量算出部８３でＩＣチップ１１とベース１３上のアンテナ１２とのずれ量が算出され、ＸＹ補正部８４によりＩＣチップ１１が位置調整される。こうすることにより、ＩＣチップ１１が、ベース１３上のアンテナ１２に対する所定位置に正確に搭載される。

この第４実施形態でも、複数のＩＣチップ１１を一括して、あるいは順次高速にベース１３上に搭載することができ、ＩＣチップ実装の高速化が図られ、実装コストが低減化される。

ＲＦＩＤタグの一例を示す正面図（Ａ）および側面断面図（Ｂ）である。 従来の一般的なＲＦＩＤタグの製造方法の中のＩＣチップ実装方法を示す図である。 ウェハとベースとの位置関係を示す図である。 本発明の第１実施形態のＩＣチップ実装方法を示す工程図である。 ＩＣチップをベース上に位置決めする場面の模式図である。 本発明の第２実施形態のＩＣチップ実装方法を示す工程図である。 加熱ヘッドの構造を示した模式図である。 本発明の第３実施形態の工程図である。 本発明の第４実施形態の工程図である。 ＩＣチップをベース上に搭載する場面の模式図である。

符号の説明

１ ＲＦＩＤタグ
１０ ウェハ
１１ ＩＣチップ
１２ アンテナ
１３ ベース
１５ 接着剤
１６ バンプ
３０ テープ
３２ ピッキング冶具
３３ ボンディングヘッド
５１ 押当冶具
５２ 一括加熱ヘッド
６１ 加熱ヘッド
７１ａ，７１ｂ カメラ
７２ａ，７２ｂ 画像認識部
７３ａ，７３ｂ ずれ量算出部
７４ ＸＹ補正部
８１ カメラ
８２ 画像認識部
８３ ズレ量算出部
８４ ＸＹ補正部
６１１ 搭載ヘッド
６１２ ヘッド保持部
６１３ 吸着部

Claims (3)

1. ベース上に複数のＩＣチップを実装するＩＣチップ実装方法において、
   ベースへの搭載面とは反対側の面がテープでマウントされダイシングにより該テープを残してＩＣチップごとに分離されたウェハを用意して、
   該ウェハを、ベースへの搭載面が該ベースに対面する向きに該ベースに対向させ、
   前記ベースを前記ウェハに沿う所定の一次元方向に送りながら、かつ該ウェハを該ベースに沿って二次元的に移動させながら、前記ウェハ上の押し下げ対象のＩＣチップを、前記押し下げ対象のＩＣチップを押し下げて加熱と加圧を行ない且つ前記押し下げ対象のＩＣチップを押し下げているときに前記押し下げ対象のＩＣチップの周囲のテープを吸着して保持する加熱加圧ヘッドで、前記押し下げ対象のＩＣチップと隣接するＩＣチップとの間のテープ部分を吸着した状態で前記ベース上に押し当てて加熱および加圧することにより、該ＩＣチップを該ベース上に順次固定させることを特徴とするＩＣチップ実装方法。
2. 前記ベースが、通信用のアンテナが所定間隔で複数形成されたベースであり、
   前記ＩＣチップが、前記ベース上のアンテナを介して無線通信を行なう回路が搭載されたＩＣチップであることを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ実装方法。
3. 前記ベースに対向させたＩＣチップを該ベースに搭載させるにあたり、前記ベース上のＩＣチップの搭載箇所、及び／又は、該ＩＣチップ自体をカメラで撮影し、画像認識により位置調整を行ないながら、該ＩＣチップを該ベース上に搭載することを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ実装方法。

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