專利名稱：Cof組件的制造方法
技術領域：
本發明涉及非接觸ID卡等類型的COF組件的制造方法。
例如一種制造方法，使IC芯片墊(突起電極)對位于樹脂薄膜基板上形成的天線電路的電極，然后按壓IC芯片，倒裝片結合之后，在樹脂膜基板和IC芯片間的微小間隙(或微小空隙)中填充樹脂進行密封，即底部充填制造方法。
另外的一種制造方法，將半硬化的各向異型導電薄膜粘貼在樹脂薄膜基板上形成的天線電路的電極部，之后使IC芯片墊(突起電極)對位于天線電路的電極，然后加熱按壓IC芯片，進行接合，與此同時使各向異型導電薄膜硬化。
如上所述這些制造方法都是將IC芯片以形成天線電路的基板面上反復堆積的形態進行安裝。為此所述操作限制了組件的薄型化。
例如特公平3-70272號公報中公開提出，由安裝芯片安裝用孔的樹脂膜基板和形成電極的IC芯片構成，并且使所述的電極露出基板面上將IC卡插入芯片安裝用孔，固定之后在所述基板面上形成所述電極連接的電路圖形的制造方法(下面將該方法稱作IC芯片埋入式制造方法)。
但是該公知的IC芯片埋入式制造方法將IC芯片插入設于樹脂薄膜基板上的芯片安裝用孔時，需要設有芯片安裝用孔比IC芯片大，為了在插入的IC芯片和芯片安裝用孔之間形成微小間隙(或微小空隙)，在所述微小間隙中填充基板和同質樹脂，再通過熱壓使兩者融接。
為此在融接時，薄樹脂薄膜基板本身容易變形，并且通過加壓IC芯片移動，芯片位置離散產生不固定的問題，因為該原因，在將IC芯片插入芯片安裝用孔固定之后的基板面上形成電路圖形時，難以正確地相對電極形成，也就是難以在規定以上位置沒有脫離的狀態形成電路圖形，品質穩定性差。
作為一種解決方法，也有提按取代所述熱壓，采用樹脂注入法，但由于工序復雜需要長時間處理，都不適合COF組件批量生產，難以采用。
本發明的目的是為了解決以上問題，第1目的是在于利用IC芯片埋入式制造方法得到COF組件的場合，可以將IC芯片埋設在位置不偏移規定以上的狀態，得到具有一定品質的COF組件。另外第2目的在于實現具有一定品質的COF組件批量生產。
為了實現第2目的，用加熱后的錐形金屬模型，按壓所述樹脂膜基板，形成所述芯片安裝用孔，或者形成導體圖形的晶片用研消用旋轉刀具切削，切削面形成錐形面，做成形成電極的所述IC芯片等。
圖2是顯示切斷圖5的晶片得到的錐形IC芯片圖。
圖3是顯示切斷圖6的晶片得到的錐形IC芯片圖。
圖4是顯示將晶片切成芯片尺寸的實施形態的圖。
圖5是顯示用于制作錐形IC芯片的晶片的一個實例圖。
圖6是顯示用于制作錐形IC芯片的晶片的另一實例圖。
圖7是顯示鈍化膜形成形態的圖。
圖8是圖5局部放大圖。
圖9是圖6局部的放大圖。
圖10是顯示在芯片安裝用錐形孔上形成突起部的實施形態圖。
圖11是顯示COF組件圖。
圖12是顯示補充充填密封劑或粘接劑形態的圖，(a)是顯示補充充填前的狀態圖，(b)是顯示孔版印刷的補充充填形態圖。
圖13是顯示另外補充充填密封劑或粘接劑實施形態的圖，(a)是顯示補充充填前的狀態圖，(b)是顯示樹脂膜基板上涂敷密封劑或粘接劑狀態圖，(c)是除去一部分樹脂膜基板上涂敷的密封劑或粘接劑，露出錐形IC芯片的電極的狀態圖。
實施本發明的最佳狀態本發明如圖1中所示，向樹脂膜基板1設有的芯片安裝用錐形孔2插入形成電極3的錐形IC芯片4，再用密封劑或粘接劑5固定制造COF組件。
為此樹脂薄膜基板1只要是絕緣性物質任何一種樹脂制品都可以，為了在其上加工芯片安裝用錐形孔2，選擇適于加工的物質，例如聚酯類合金薄膜基板等。其加工方法也和選擇的樹脂薄膜基板1的有關，據此選擇規定的加工方法。例如在聚酯類合金薄膜基板場合，選擇利用加熱的錐形金屬模型使其受壓的方法。利用該方法可以迅速地加工一具有定精度的錐形安裝用錐形孔2。
更具體地說將形成多個和錐形IC芯片4具有相似形的突起的鎳制金屬模型加熱到240℃，使其壓在聚酯類合金薄膜基板上，壓10秒之后，迅速冷卻金屬模型，冷卻到80℃之后，除去金屬模型，可以加工孔螺距縱橫10mm、開口部1.2mm×1.6mm、深度50μm的芯片安裝用錐形孔2。
另外，芯片安裝用錐形孔2呈非貫通孔設置，這里所述的非貫通孔也可以是在樹脂膜基板1上先加工貫通孔后，通過特定的方法將所述的貫通孔的一開口端閉塞后的非貫通孔。芯片安裝用錐形孔2相對錐形IC芯片4的形狀設置為特定形狀，一般設為平面看為正方形或長方形。
芯片安裝用錐形孔2的深度D對應形成電極3的錐形IC芯片4的厚度選擇特定深度，即選擇將錐形IC芯片4插入芯片安裝用錐形孔2的深度，以使電極3露出基板面上，同時其錐形角度θa一般選擇45度。但是根據需要可以在45度～60度范圍選擇所定的角度，而且，其加工模型也可以根據需要選擇特定的模型。
一方面形成電極3的錐形IC芯片4的錐形角度θb(參照圖2，3)以和芯片安裝用錐形孔2的θa相同的角度設置，這樣的錐形IC芯片4也可以是利用任何一種方法制造得到的。
例如如圖4所示，只要將形成用于構成IC芯片的電極的導體圖形6的晶片7切成芯片尺寸制造成其切面形成錐形面就可以，而且此時使用的切消法例如使用圓盤體研消用旋轉刀具16。也可以使用其他任何一種方式的切削手段，所述的切削方法適合形成電極3的錐形IC芯片4的批量生產。
另外錐形IC芯片4設置成平面看為正方形或長方形，其整個四方側面設為錐形角度θb。另外形成導體圖形6的晶片7優選如圖5，6所示，介由鈍化膜形成用于絕緣導體圖形6的絕緣圖形8。也可以不這樣形成。但是此時需要將切削晶片7得到的IC芯片4固定在基板上，之后形成絕緣圖形8。所述的鈍化膜為如圖7所示包覆晶片表面(即芯片表面)的鈍化膜15。
另外導體圖形6如圖8中顯示的圖5局部放大圖，在下層第1導體層9(導體圖形電極)上形成有襯板金屬層10的二層結構，或者如圖9中顯示的如圖6局部放大圖，在下層第1導體層9(導體圖形電極)上形成襯板金屬層10的二層結構，同時在襯板金屬層10上形成有第2導體層11的三層結構等，任何一種都可以。
其中，利用襯板金屬層10可以防止第1導體層7的劣化，所用的襯板金屬層10也起著保證IC芯片電極和外部電極連接的作用，因此將圖5，6所示的晶片7切成芯片尺寸，形成電極3，可得到錐形IC芯片4a，4b(參照圖2，3)。
另外，優選先將形成有電極3的IC芯片4a或4b插入樹脂薄膜基板1的芯片安裝用錐形孔2，在芯片安裝用錐形孔2上涂附特定量的密封劑或粘接劑5。但是，根據需要也可以涂附在形成有電極3的錐形IC芯片4的下面(插入芯片安裝用錐形孔2側的下面)等。
另外，為了涂好密封劑或粘接劑5的液體，優選圖10中所示的在芯片安裝用錐形孔2上形成底面突起12或側面突起13。或者優選在圖11所示在孔底面設有放出孔20。通過設有該放出孔20，可以避免向芯片安裝用錐形孔2插入錐形IC芯片4后，密封劑或粘接劑5在熱硬化時逃出空氣。
另外，密封劑或粘接劑5可以選擇環氧類、丙烯酸類或聚酰亞胺類等特定的物質，而且一般只在孔底面涂附(參照圖1)就可以。但是根據需要也可以在孔一側面或兩面涂附，同時涂附方法也可以使用轉印銷方法等，任何方法都可以。
而且對應芯片安裝用錐形孔2的錐形IC芯片4的插入方法也可以是多個芯片安裝用錐形孔2一起插入或單個插入，任何一種都可以。一般由于前者困難，選擇后者。例如也可以用吸氣型噴嘴使錐形IC芯片4保持吸附轉移，依次插入所定部位的芯片安裝用錐形孔2。
經過上述的各工序，可以將形成電極3的錐形IC芯片4插入設于樹脂薄膜基板1上的芯片安裝用錐形孔2，用密封劑或粘接劑5使其固定，然后如圖11中所示，錐形IC芯片4的電極3連接的電路圖形14利用例如絲網印刷等適當的方法，在樹脂薄膜基板1上形成，并且電路圖形14形成的基板面整體用樹脂薄膜等密封。
如上所述，本發明將芯片安裝用孔和IC芯片設成錐形，而且用密封劑或粘接劑將IC芯片固定在芯片安裝用孔上。為此可以將IC芯片埋設在規定以上不脫離的位置狀態，在向基板面上形成電路圖形時，相對IC芯片電極正確地形成，即可以形成電路圖形為規定以上的位置不脫離的狀態，可以得到一定品質的COF組件。
另外在對應所述芯片安裝用錐形孔2涂附密封劑或粘接劑5等時，過多地涂附時，錐形IC芯片4插入時多余的密封劑或粘接劑5被擠向樹脂薄膜基板面上，阻礙電路圖形14(參照圖11)的形成。為防止所述現象，優選不向整個芯片安裝用錐形孔涂附2密封劑或粘接劑5，將假設固定錐形IC芯片4所必須的少量的密封劑或粘接劑5局部涂附在芯片安裝用錐形孔2。
但是，在該情況下由于在插入其中而臨時固定的錐形IC芯片4與芯片安裝用錐形孔2間形成了微小的空隙，所以最好在真空氛圍下在該間隙補充填充密封劑或粘接劑5。
例如在圖12(a)中顯示的狀態，使芯片安裝用錐形孔2和錐形IC芯片4相互具有錐形面接觸，而且，通過在芯片安裝用錐形孔2的底角部相互分離涂附的密封劑或粘接劑5a和5b，臨時固定錐形IC芯片4，在這種情況下，如圖12b所示，也可以利用設于孔底面的填充孔21，在真空氛圍下，將密封劑或粘接劑5孔版印刷，補充填充。
在同一圖中，供給孔版22上的密封劑或粘接劑5通過涂刷器23的移動，從孔版22的開口24擠入填充孔21，填充到所述空隙中。另外填充孔21也可以和放出孔合用。
圖13顯示另外的實施例，該實施例中和所述的圖12實施例不同，不使芯片安裝用錐形孔2和錐形IC芯片4相互具有錐形面接觸，在兩者間介有密封劑或粘接劑5。
這種情況下，在真空氛圍下，在錐形IC芯片4的電極3露出的樹脂薄膜基板1的面上，涂附特定厚度的密封劑或粘接劑5，由此填充到芯片安裝用錐形孔2和錐形IC芯片4間的微小的空隙中。
然后為了使密封劑或粘接劑5包覆的錐形IC芯片4的電極3露出，除去該部分的密封劑或粘接劑5。后者作為密封劑或粘接劑5優選感光性絕緣材料，在使用該材料時，現像，除去，使錐形IC芯片4的電極3露出。
在所述的任何一個例子中，真空氛圍都保持在13.3Pa～665Pa的范圍。這樣本發明中限于將芯片安裝用孔以及IC芯片設為錐形，但任何一種密封劑或粘接劑的涂附形態都可以。
上述對涉及的IC芯片埋入式制造方法，概略了該流程，下面對其進行詳細說明。
實施例1將在表面上形成有鋁電極(導體圖形6的第1導體層9)的晶片里面研磨，得到厚度為50μm的晶片7。另外，每一個表面的IC芯片的面積為1.6mm×2.0mm，而且在該外周圍部的對角位置上形成一對一邊為100μm的正方形的鋁電極。
所述的晶片7用弱酸性溶液處理，除去電極表面的氧化膜，活性處理后，在90℃的無電解鎳液中浸漬20分鐘，只在鋁電極上形成約3μm的鎳鍍層，然后在90℃的無電解金鍍液中浸漬10分鐘，在鎳層上形成約0.1μm的金鍍層。
該鎳/金鍍層為用于防止鋁電極劣化，切實保持IC芯片的電極和外部端子的連接的襯板金屬層10(一般稱作UBM)。
使用絲網印刷機，將阻焊層印刷在除去鋁電極形成部的晶片上面，之后用UV等進行紫外光照射，使其硬化，形成厚度20μm的絕緣圖形8。
然后利用絲網印刷機，使銀粒子分散在開口的鋁電極形成部(沒有形成絕緣圖形8的地方)的導電漿印刷充填，加熱硬化，形成導體圖形6的第2導體層11(參照圖6，9)。
然后將該晶片7的表面(形成導體圖形6的一面)粘貼在支撐薄膜上，之后使用斜切前端的鉆石刀片，從里面一側切為1.6mm×2.0mm的芯片尺寸，得到形成有電極3的錐形角度θb45度的錐形IC芯片4b(參照圖3)。
然后從支撐薄膜上取下錐形IC芯片4b，排列成由鎳電鍍法得到的托板。
一方面厚度為100μm的聚酯類合金薄膜構成的樹脂薄膜基板1上，使用芯片形狀相當的突起部形成所定模型的鎳制金屬模型，加工多個芯片安裝用錐形孔2。此時將鎳制金屬模型加入到240℃，擠壓樹脂膜基板10秒鐘，加壓按壓，之后急速冷卻，冷卻到80℃時脫離模型。
這樣形成的芯片安裝用錐形孔2，其開口尺寸為1.6mm×2.0mm，深度D為70μm，錐形角度θa45度，孔螺距縱方向為10mm，橫方向為50mm。
然后將低粘度的環氧樹脂構成的密封劑或粘接劑5涂附在芯片安裝用錐形孔2(參照圖1)，此時使用轉印銷進行微量轉印涂附。
然后，利用在前端中央部開口吸氣孔的直徑為1.5mm的噴嘴，使所述的托板錐形IC芯片4b保持吸著轉移，將其插入芯片安裝用錐形孔2，使其固定。
這時，可以將錐形IC芯片4b的上面和樹脂薄膜基板1的上面連接，使兩者之間不形成臺階，同時迅速插入固定。
這樣可以容易地相對樹脂薄膜基板1，將錐形IC芯片4安裝成使電極3露出到該基板面上的狀態，然后在所述的基板面上形成連接錐形IC芯片4的電極的電路圖形14，即使用絲網印刷機，使銀粒子大約分散70％的導電漿印刷，形成電路寬度1mm，厚度約25μm的電路圖形14。
電路圖形14的兩端在錐形IC芯片4的多個電極上延長，可以形成和芯片電極導通的閉合電路1圈的天線。
最后在埋入安裝錐形IC芯片4的樹脂薄膜基板1的上面，在200℃熱層壓由厚度100μm的聚酯類合金薄膜構成的覆蓋膜，然后將其切成10mm×50mm的卡片尺寸，得到厚度約200μm的薄型非接觸終端。
實施例2利用和所述實施例1相同的方法，得到厚度為50μm的晶片7上涂附保護膜，使其干燥，之后利用光掩膜僅使鋁電極部(導體圖形6的第1導體層9部)曝光，顯像除去，使其露出鋁電極。
然后等離子體處理晶片7，除去電極表面的氧化膜，之后利用噴射依次將TiW、Au積層成約0.5μm、0.05μm厚，最后剝離阻焊層。鋁電極(第1導體層9)以外的部分積層金屬層被除去，只在鋁電極上形成合計約0.55μm厚的襯板金屬層10。
然后將晶片7整面涂附感光性環氧樹脂，再曝光顯像和加熱硬化處理，在除去鋁電極形成部的晶片整面上形成厚度15μm的絕緣圖形8(參照圖5)。
然后利用和實施例1相同的方法全切成芯片尺寸(只切晶片)，得到形成電極3的錐形角度θb為45度的錐形IC芯片4a(參照圖2)。
然后利用和實施例1相同的工序，插入固定樹脂薄膜基板1的芯片安裝用錐形孔2。此時，將錐形IC芯片4a的上面(電極3形成的一面)和樹脂薄膜基板1的上面連接成兩者之間不形成臺階，迅速插入固定。
這樣可以容易地相對樹脂薄膜基板1，將錐形IC芯片4a安裝成使電極3露出到該基板面上的狀態。
然后在所述的基板1上，形成連接錐形IC芯片4的電極的電路圖形14，即使用絲網印刷機，使銀粒子大約分散70％的導電漿印刷，形成厚度約30μm的電路圖形14，此時也同時在襯板金屬層10上充填印刷所述導電漿。
電路圖形14的兩端在錐形IC芯片4的多個電極上延長，可以形成和芯片電極導通的閉合電路1圈的天線。
然后和實施例1同樣，在220℃熱層壓同樣的覆蓋膜，將其切成10mm×50mm的卡片大小，得到厚度約200μm的薄型非接觸終端。
實施例3將表面只形成鋁電極(導體圖形6的第1導體層9部)的晶片7粘貼在支承膜上之后，使用斜切前端的鉆石刀片，從里面一側切為(只切晶片)0.6mm×0.8mm的芯片大小，得到形成電極3的錐形角度θb為45度的錐形IC芯片4b。其上形成以螺距100μm的16個50μm角的電極3，不形成絕緣圖形。
然后從支撐薄膜上取下錐形IC芯片4b，排列于由鎳電鍍法制成的托板。
一方面，在厚度為100μm的聚酯薄膜制成的樹脂薄膜基板1上，利用UV紫外光法加工錐形角度θa45度芯片安裝用錐形孔2，之后使用轉印銷在孔底微量轉印芯片安裝用錐形孔2上粘度低的環氧類密封劑5，然后用前端直徑0.5mm、在中央部開0.2mm吸氣孔的噴嘴使所述托盤的錐形IC芯片4保持吸附，轉移，使其插入芯片安裝用錐形孔2固定。
在其上也可以將錐形IC芯片4的上面(電極3形成的一面)和樹脂薄膜基板1的上面連接兩者之間不形成臺階，同時迅速插入固定。
然后將樹脂薄膜1的上面整面涂附感光性環氧樹脂，再經過曝光顯像和加熱硬化處理，在除去鋁電極部(第1導體層9部)的晶片整面上形成厚度10μm的絕緣圖形8。
所述的樹脂薄膜基板1用堿性溶液處理，除去鋁電極表面的氧化膜，活性處理后，在85℃的無電解鎳液中浸漬15分鐘，只在鋁電極上形成約2μm的鎳鍍層，然后在90℃的無電解金鍍液中浸漬5分鐘，在鎳鍍層上形成約0.05μm的金鍍層，也就是形成襯板金屬層10。
利用噴射在樹脂薄膜基板1的整面形成0.6μm厚的鋁膜，之后在其上涂敷保護膜，使其干燥，再通過曝光顯像形成配線電路圖，之后使用鋁腐蝕液，除去保護膜開口部的鋁，形成鋁的電路圖形14。
實施例4除鋁電極部之外的晶片整面形成厚度10μm的絕緣圖形8，其工序和實施例3相同。
然后利用等離子體除去電極表面的氧化膜，之后利用噴射依次將Ni成膜0.05μm厚、鋁成膜0.6μm厚，將保護膜涂敷在所述的氧化鋁上，使其干燥，然后通過曝光顯像形成配線電路圖，之后使用氧化鋁腐蝕液，除去保護膜開口部的鋁，形成鋁的電路圖形14。
產業上利用的可能性如上所述，本發明利用IC芯片埋入式制造方法，在得到COF組件的場合，可以將IC芯片以不脫離規定以上的位置狀態埋設，可以相對IC芯片電極正確地(不發生脫離規定以上的位置)形成電路圖形，可以得到具有一定的品質的COF組件。
另外，利用加熱的錐形金屬模型處理樹脂薄膜基板，形成芯片安裝用孔，或者利用研消用旋轉刀具將形成導體圖形的晶片切削，形成切面為錐形面，通過制備形成電極的IC芯片，可以實現一定品質的COF組件的批量生產。
權利要求
1.一種COF組件的制造方法，具有設有芯片安裝用孔的樹脂薄膜基板和形成電極的IC芯片，將所述IC芯片插入所述芯片安裝用孔固定，使所述電極露出在基板面上，之后在所述基板面上形成連接所述電極的電路圖形，其特征在于，將所述芯片安裝用孔和所述IC芯片設成錐形，而且用密封劑或粘接劑將所述IC芯片固定在所述芯片安裝用孔中。
2.如權利要求1所述的COF組件的制造方法，其特征為，在真空氛圍下將密封劑或粘接劑補充填充在所述芯片安裝用孔固定的IC芯片和所述芯片安裝用孔之間的間隙中。
3.如權利要求1或2所述的COF組件的制造方法，其特征為，用加熱的錐形金屬模型加壓所述樹脂薄膜基板，形成所述芯片安裝用孔。
4.如權利要求1或2或3所述的COF組件的制造方法，其特征為，形成導體圖形的晶片切成芯片大小，制成形成所述電極的IC芯片時，切消的切面為錐形面。
5.如權利要求4所述的COF組件的制造方法，其特征為，使用研消用旋轉刀具進行切削，使所述切面形成錐形面。
6.如權利要求5所述的COF組件的制造方法，其特征為，所述芯片安裝用孔和所述IC芯片的錐形角度設為同一角度。
7.如權利要求6所述的COF組件的制造方法，其特征為，所述導體圖形具有襯板金屬層。
8.如權利要求7所述的COF組件的制造方法，其特征為，形成使所述導體圖形絕緣的絕緣圖形。
全文摘要
本發明的COF組件的制造方法由安裝有安裝用芯片用孔的樹脂膜基板和形成電極的IC芯片構成，將所述IC芯片插入所述芯片安裝用孔固定，以使所述電極露出基板面之上，之后在所述基板面上形成連接所述電極的電路圖形的COF組件，其中使所述芯片安裝用孔和所述IC芯片設成錐形，再用密封劑或粘接劑將所述IC芯片固定在所述芯片安裝用孔上。
文檔編號H01L29/06GK1421019SQ01807479
公開日2003年5月28日 申請日期2001年3月30日 優先權日2000年4月4日
發明者秋田雅典, 森俊裕, 伊藤釭司 申請人:東麗工程株式會社