專利名稱：Rfid標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
一般半導(dǎo)體器件的安裝技術(shù)大致可分類為引線鍵合和無線鍵合。
引線鍵合由于以在半導(dǎo)體器件的端子與布線基板的焊區(qū)之間畫弧的方式進(jìn)行鍵合，所以不是適于實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽薄型化的技術(shù)。
另一方面，無線鍵合由于半導(dǎo)體器件的端子與布線基板的距離短、可以直線地進(jìn)行連接，所以適于RFID標(biāo)簽的薄型化。
該無線鍵合中，有接觸連接和金屬連接。
作為接觸連接的一個(gè)例子，特開平2001-24568號公報(bào)中描述了使用各向異性導(dǎo)電粘接劑(ACF，Anisometric Conductive Film)的安裝方式(下面，稱為ACF連接方式)。
按照該文獻(xiàn)，以ACF連接方式把IC與天線之間接合起來，由此可以省略引線鍵合或利用樹脂的模壓，因此適于卡的薄型化。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人開發(fā)了小于等于0.5mm見方的RFID標(biāo)簽用的半導(dǎo)體器件。因此，為了把該半導(dǎo)體器件安裝到天線上，發(fā)明人研究了使用在上述無線IC卡中采用的ACF安裝方式的情況。
實(shí)際試制的結(jié)果是，有時(shí)在天線與半導(dǎo)體器件之間產(chǎn)生連接不合格。
即，在無線IC卡中采用的約幾mm見方的半導(dǎo)體器件的安裝技術(shù)，不能原原本本地應(yīng)用于小于等于1mm見方，特別是小于等于0.5mm見方(換算成面積，為小于等于0.25mm2)的半導(dǎo)體器件的安裝中，顯然需要研究其它參量。
因此，本發(fā)明的目的在于，提高安裝了小于等于0.5mm見方的半導(dǎo)體器件的RFID標(biāo)簽的連接可靠性。
該課題可通過下述結(jié)構(gòu)來解決。
如果作成通過金屬接合把比0.5mm見方小的半導(dǎo)體器件與金屬制的天線接合起來的結(jié)構(gòu)，則也可以像接觸接合那樣不擔(dān)心硬化收縮力和熱收縮力，所以即使采用單位面積的端子面積大的半導(dǎo)體器件，也很難產(chǎn)生連接不合格。
此外，從實(shí)現(xiàn)無鉛化、短間歇化的觀點(diǎn)出發(fā)，作為該金屬接合由金與錫的合金構(gòu)成，是優(yōu)選的。
為了實(shí)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)，如果使用在端子上形成有金凸點(diǎn)的比0.5mm見方小的半導(dǎo)體器件、以及在該銅箔上形成有鍍錫的天線，就能夠抑制高價(jià)的金的用量，所以是優(yōu)選的。
從下面的與附圖有關(guān)的本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得明顯。
下面，用


本發(fā)明的RFID標(biāo)簽。

圖1為RFID標(biāo)簽的俯視圖和剖面圖。
圖2為半導(dǎo)體器件與天線的接合部的放大透視圖。
圖3示出RFID標(biāo)簽的與連接電阻值有關(guān)的特性。
圖4為采用ACF方式的安裝結(jié)構(gòu)。
圖5示出以ACF方式接合時(shí)RFID標(biāo)簽的與連接電阻值有關(guān)的特性。
圖6示出ACF方式、和金與錫的金屬接合方式的連接不合格率。
圖7示出有底填料時(shí)和無底填料時(shí)的強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例1)
圖1示出RFID標(biāo)簽的俯視圖和剖面圖，圖2示出半導(dǎo)體器件與天線的接合部的放大透明圖。
如圖1所示，本方式的RFID標(biāo)簽，是在天線上具有ID發(fā)送功能的、以倒裝芯片方式安裝的半導(dǎo)體器件，標(biāo)簽的全部厚度為0.13mm。
此外，對半導(dǎo)體器件進(jìn)行背研磨使其厚度為0.06mm，把外形作成0.5mm見方。此外，通過用直接布線與半導(dǎo)體器件內(nèi)部的集成電路連接的兩個(gè)輸入輸出端子、與半導(dǎo)體器件內(nèi)部的集成電路未直接連接的兩個(gè)連接用端子共四個(gè)端子，以半導(dǎo)體器件的重心為中心每一個(gè)錯(cuò)開90°依次形成輸入輸出端子、連接用端子、輸入輸出端子、連接用端子(輸入輸出端子互相間、連接用端子互相間相對配置)。此外，該半導(dǎo)體器件是通過天線接收2.45GHz波段的微波，以從這樣的微波產(chǎn)生的自整流作為電力源而工作的半導(dǎo)體器件，具有以接收到該微波信號作為觸發(fā)，把存儲在內(nèi)裝的存儲裝置中的128比特的數(shù)據(jù)變換成發(fā)送信號并送回到天線上的功能。
此外，關(guān)于天線，形成在聚酰亞胺帶上的外緣上留出若干間隙的長度為56mm的銅箔，在安裝半導(dǎo)體器件的天線的端部形成鍍錫膜。
用金與錫的合金把該半導(dǎo)體器件的全部端子與天線的銅箔接合起來。
此外，在半導(dǎo)體器件的側(cè)面、下表面與銅箔之間配置有底填料。
再有，由于為了確保接合的均衡已設(shè)置了連接用端子，所以也可以具有兩個(gè)輸入輸出端子和一個(gè)連接用端子。
可通過下列工序來制造該結(jié)構(gòu)。
工序1通過用粘接劑在作為樹脂膜的聚酰亞胺膜(聚酰亞胺帶)的一個(gè)主平面上粘接銅箔而形成天線。在粘接了的銅箔上鍍錫，作成連接焊盤(連接電極)。
工序2接著，在半導(dǎo)體器件的全部端子上形成金凸點(diǎn)。
工序3固定天線，使工序1中鍍的錫成為最上層。進(jìn)而，把半導(dǎo)體器件的端子面面向下方以使工序2中形成的金凸點(diǎn)與天線的錫成為面對面，進(jìn)行天線與半導(dǎo)體器件的位置對準(zhǔn)。
工序4通過在以200MPa的壓力從作為非端子面的半導(dǎo)體器件的上方向下方進(jìn)行加壓的同時(shí)，在150℃下加熱1.5秒鐘，進(jìn)行臨時(shí)固定。
工序5進(jìn)而，進(jìn)行精度高的位置對準(zhǔn)，在以200MPa的壓力進(jìn)行加壓的同時(shí)，在280℃下加熱3秒鐘。由于通過該加熱錫擴(kuò)散到金中，所以半導(dǎo)體器件的端子與天線的銅箔成為由金錫合金構(gòu)成的金屬接合。
工序6在半導(dǎo)體器件的下方形成底填料。
接著，使用圖3，說明本方式的RFID標(biāo)簽的與連接電阻值有關(guān)的特性。
利用上述制造方法制造的RFID標(biāo)簽顯示出圖3(a)的特性。
85℃和85％RH的高溫高濕試驗(yàn)的結(jié)果，在約350次循環(huán)中只產(chǎn)生了約10mΩ的連接電阻，由于約100mΩ才對發(fā)送特性造成影響，所以可以說這樣的特性是良好的連接電阻。
-50℃～125℃、各30分鐘的溫度循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果，由于在350次循環(huán)中只產(chǎn)生了小于等于20mΩ的連接電阻，所以與高溫高濕試驗(yàn)的結(jié)果一樣，可以說是良好的連接電阻。
對于把上述制造工序4中的臨時(shí)固定的溫度定為225℃的場合，在進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，由于在430次循環(huán)中也只產(chǎn)生了約10mΩ的連接電阻，所以與把臨時(shí)固定的溫度定為150℃時(shí)一樣，能夠作成良好的連接電阻。
這樣，本方式的RFID標(biāo)簽，由于在小于等于0.5mm見方的半導(dǎo)體器件與天線的接合中采用了金屬接合，所以能夠按要求降低連接不合格的發(fā)生。
此外，在本結(jié)構(gòu)中，作為進(jìn)行接合的金屬使用錫與金的合金。這樣構(gòu)成時(shí)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無鉛的RFID標(biāo)簽，而且即使作成窄間距，在操作間歇短的情況下也能夠提高連接可靠性。
此外，不管輸入輸出端子和連接端子中的哪一種都采用這樣的連接方法都能得到效果，但是，通過在兩種端子中都采用該方法，可以一起進(jìn)行回流。
此外，由于輸入輸出端子兩者的功能相同，所以將其配置成在半導(dǎo)體器件的對角上對置，由此，成為可以180度逆向地進(jìn)行接合。
此外，把天線的鍍錫分成兩個(gè)端子，即通過1個(gè)連接端子把1個(gè)輸入輸出端子與1個(gè)連接用端子這2個(gè)端子接合起來的結(jié)構(gòu)，由此，成為即使多少有些轉(zhuǎn)動(dòng)偏移也能沒有連接不合格的結(jié)構(gòu)。此外，由于利用該結(jié)構(gòu)時(shí)即使轉(zhuǎn)動(dòng)90度、270度也能進(jìn)行接合，所以能更加容易地進(jìn)行接合。
圖7示出有底填料時(shí)和無底填料時(shí)的強(qiáng)度的差別。
如上所述，由于進(jìn)行背研磨，本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的厚度減薄了。由于進(jìn)行該背研磨，在半導(dǎo)體器件上產(chǎn)生小的微裂紋?？梢钥闯?，與無底填料時(shí)相比，在這樣的結(jié)構(gòu)中形成底填料時(shí)在來自外部的點(diǎn)壓破壞方面增強(qiáng)兩倍以上。
(比較例)接著，作為比較例，說明利用作為接觸接合方式的ACF方式進(jìn)行了安裝的情況。
圖4示出采用ACF方式時(shí)的安裝方式。
在透明的聚對苯二甲酸乙二酯膜(下面，稱為PET膜)上粘接長度為56mm的銅箔而形成天線。
把ACF臨時(shí)壓接到已粘接的銅箔上。
在半導(dǎo)體器件上形成金凸點(diǎn)，以該金凸點(diǎn)與ACF對置的方式來配置半導(dǎo)體器件和天線并進(jìn)行臨時(shí)固定。
然后，再次進(jìn)行精度高的位置對準(zhǔn)，進(jìn)行加壓加熱。通過該加壓加熱，ACF硬化而把金凸點(diǎn)與銅箔直接連接起來。
把用圖4的方法制造的利用ACF方式進(jìn)行接合時(shí)的高溫高濕試驗(yàn)(85℃和85％RH)的結(jié)果，示于圖5。
在安裝了0.3mm見方的半導(dǎo)體器件時(shí)，在25個(gè)小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生幾百mΩ的連接電阻。
此外，即使在安裝了0.5mm見方的半導(dǎo)體器件時(shí)，在經(jīng)過100個(gè)小時(shí)時(shí)也產(chǎn)生幾百mΩ以上的連接電阻。這樣，在小于等于0.5mm見方的半導(dǎo)體器件的安裝中使用ACF方式時(shí)，產(chǎn)生了在現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件中未產(chǎn)生的連接電阻的顯著增加。
可以認(rèn)為，這是由于，在通常的半導(dǎo)體器件中由于沒有端子的區(qū)域也很多，所以即使端子的個(gè)數(shù)多也能夠充分確保每一個(gè)端子的ACF面積，能夠得到所希望的連接穩(wěn)定性，但是，在構(gòu)成本方式那樣的RFID標(biāo)簽的小于等于0.5mm見方的半導(dǎo)體器件中，由于端子面積相對于裝置面積變得非常大，所以每一個(gè)端子與ACF的粘接能力(熱收縮力+硬化收縮力)降低，由此，與銅箔的連接穩(wěn)定性降低了。
圖6對ACF方式、和金與錫的金屬接合方式的連接不合格率加以對比。
采用了ACF方式的RFID標(biāo)簽，在不到1個(gè)小時(shí)的期間內(nèi)就開始出現(xiàn)連接不合格，在50個(gè)小時(shí)以內(nèi)約85％不合格。
另一方面，在金錫連接方式中，在經(jīng)過1300個(gè)小時(shí)以后還能夠保持不合格率小于等于1％的良好的連接。
按照本發(fā)明，能夠提供連接不合格少的RFID標(biāo)簽。
上面的描述是對實(shí)施例進(jìn)行的，但是，本發(fā)明不限于此，在本發(fā)明的精神和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以作出各種變更和修正，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說這是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種RFID標(biāo)簽，包括金屬制的天線、和端子與該天線接合的半導(dǎo)體器件，其特征在于通過金屬接合把比0.5mm見方還小的半導(dǎo)體器件與該天線接合起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于上述金屬接合由金與錫的合金構(gòu)成。
3.一種RFID標(biāo)簽，具有在高分子膜上粘接有銅箔的天線、和端子與該銅箔接合的半導(dǎo)體器件，其特征在于使用了在端子上形成有金凸點(diǎn)的比0.5mm見方還小的半導(dǎo)體器件；以及在該銅箔上形成有鍍錫的天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于上述端子包括輸入輸出端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于上述端子包括連接端子。
6.一種RFID標(biāo)簽，具有天線、和包括與該天線連接的兩個(gè)輸入輸出端子的半導(dǎo)體器件，其特征在于上述半導(dǎo)體器件中的上述輸入輸出端子設(shè)置在半導(dǎo)體器件的對角位置上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于上述半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在另一個(gè)對角位置上的兩個(gè)連接用端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于上述天線包括兩個(gè)連接端子，把該天線的一個(gè)連接端子與上述半導(dǎo)體器件的相鄰的兩個(gè)端子接合起來。
全文摘要
提供一種RFID標(biāo)簽，該RFID標(biāo)簽包括金屬制的天線、和端子與該天線接合的半導(dǎo)體器件，通過采用通過金屬接合把比0.5mm見方還小的半導(dǎo)體器件與該天線接合起來的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)連接不合格少的效果。
文檔編號G06K19/07GK1653484SQ0381073
公開日2005年8月10日 申請日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者大關(guān)良雄, 中野朝雄 申請人:株式會(huì)社日立制作所