DESCRIPTION
La présente invention concerne un procédé d'assemblage d'une bobine à un circuit intégré non encapsulé. Un tel ensemble est utilisé par exemple dans les systèmes d'identification et de communication à radiofréquenoes. L'invention concerne en particulier un procédé d'assemblage d'une bobine à un circuit intégré lorsque les dimensions hors tout de l'ensemble sont critiques ou imposées à l'avance.
La nécessité d'identifier un nombre toujours croissant de produits par voie électronique a amené la technologie à réduire considérablement les dimensions du composant désigné ci-après par TAG, qui contient le code d'identification et qui se trouve dans l'objet à identifier. La figure 1 montre à titre d'exemple un système typique d'identification comprenant un TAG 1 et un lecteur 2. Le fonctionnement de principe de ce système d'identification est le suivant: le lecteur 2 émet un signal par l'intermédiaire de la bobine 5 à une fréquence radioélectrique prédéterminée. Ce signal est capté par la bobine 4 du TAG dont la partie 3 comprend un circuit d'alimentation et une logique lui permettant de répondre à l'aide de la bobine 4 à l'interrogation du lecteur 2. Il est aujourd'hui possible d'intégrer dans une seule puce 3 le circuit d'alimentation et la logique d'identifixation.
Il est cependant possible de prévoir un TAG avec plusieurs circuits intégrés. Ce qui précède montre que les dimensions du
TAG 1 dépendent donc essentiellement des dimensions de la bobine 4 et de l'espace nécessaire pour les connexions entre la bobine 4 et le circuit intégré 3.
La figure 2 montre un principe connu d'assemblage de la bobine 4 au circuit intégré 3. Pour gagner de la place, le circuit intégré n'est pas encapsulé et les terminaux 9 de la bobine 4 sont soudés directement sur les bornes 8 du circuit intégré 3. Un tel assemblage présente toutefois les désavantages ci-après: le matériel utilisé pour la bobine doit être compatible pour la soudure sur les bornes du circuit intégré, habituellement en aluminium. Il en résulte qu'il est difficile de trouver sur le marché des corps de bobine adaptés aux exigences des bobineuses modernes. En rapport avec les propriétés spécifiques du matériel (Al), il est difficile de maintenir une qualité constante, en particulier pour l'isolation et l'autocollant. Le coût du matériel est très élevé, jusqu'à trente fois supérieur au cuivre utilisé habituellement.
L'extrême fragilité de l'aluminium est la cause de nombreux arrêts des bobineuses et requiert une vitesse de bobinage inférieure, ralentissant sensiblement la production. Il est nécessaire d'enlever l'autocollant avant le soudage. Le circuit intégré 3 et la bobine 4 doivent être posés sur un support commun 7 pour assurer la stabilité mécanique de l'ensemble. Les dimensions extrêmement réduites des bornes du circuit intégré 3 (env. 100 microns) rendent l'opération de soudage, normalement effectuée par ultrasons, très critique. Les désavantages mentionnés ci-dessus conduisent à des temps de fabrication élevés, à un mauvais rendement, à un stress du personnel et à une augmentation des coûts de production.
En conséquence, le but de la présente invention est de diminuer, voire d'éliminer les désavantages et inconvénients cités ci-dessus.
Pour atteindre ce but, le procédé d'assemblage selon l'invention est exécuté comme décrit dans la revendication 1.
L'invention va être décrite ci-après à Laide du dessin dans lequel
la figure 1 montre à titre d'exemple un système d'identification à radiofréquences auquel peut s'appliquer le procédé selon l'invention,
la figure 2 montre un assemblage exécuté par un procédé connus et
les figures 3 et 4- montrent respectivement une vue de côte et de dessus d'un assemblage exécuté par le procédé selon l'invention.
Les figures 3 et 4 montrent un circuit imprimé 10 réalisé en kapton ou en une autre matière compatible et qui est fourni sur film standard. Chaque motif imprimé comporte deux pistes ou surfaces métallisées 11 en nickel, or ou cuivre qui se terminent sur le côté par deux conducteurs de sortie 13 dépassant du support 10. Ces deux conducteurs 13 sont prévus pour réaliser les connexions. avec le circuit intégré 3. Les terminaux 9 de la bobine 4 sont soudés sur les surfaces métallisées 11 du support 10. Les technologies d'assemblage utilisées dans la présente invention sont les suivantes: technologie Gold bumping selon laquelle on crée une bosse (bump) ou goutte en or 12 sur les bornes du circuit intégré 3.
Cette bosse est compatible avec le matériel des conducteurs de sortie 13 du circuit imprimé.
La technologie Gold bumping est réalisée par exemple par MEM
Bumping Service de Microélectronique - Marin. Le soudage des conducteurs 13 du circuit imprimé sur les bosses 12 du circuit intégré 3 est effectué soit par la technologie dite TAB (Tape Automated
Bonding), soit en particulier par la technologie ILB (Inner Lead
Bonding). Le soudage des conducteurs 13 sur les bosses 12 par ILB est exécuté de manière entièrement automatique par thermocompression, ce qui améliore sensiblement la résistance des connexions.
C'est ainsi que l'on passe de 6 g pour un wire bonding à environ 40 g avec la technologie ILB.
Lorsque le circuit intégré 3 non encapsulé est assemblé au circuit imprimé 10 comme indiqué ci-dessus, il est possible et facile de le tester et de tester aussi la qualité de la soudure et d'éliminer les motifs défectueux de la bande continue afin de présenter à l'opération suivante uniquement les motifs en parfait état.
La métallisation 11 du circuit imprimé permet de remplacer, pour la fabrication de la bobine, l'aluminium par le cuivre, ce qui élimine pratiquement tous les désavantages cités plus haut.
La suite des opérations additionnelles est la suivante: mise en place de la bobine 4 sur le circuit imprimé 10, collage de la bobine 4 sur le circuit imprimé 10, positionnement des terminaux 9 de la bobine 4 sur les surfaces métallisées 11 et soudure de ces terminaux sur ces surfaces, par exemple par thermocompression ou toute autre méthode compatible. On voit que l'invention consiste essentielle
ment en un procédé d'assemblage dans lequel le circuit imprimé 10 réalise les fonctions de support mécanique du dispositif pour le circuit intégré 3 et la bobine 4 et d'interconnexion entre la bobine et le circuit intégré. Les technologies d'assemblage mentionnées ci
dessus sont connues et appliquées par exemple dans la fabrication en
grandes séries de produits horlogers.
DESCRIPTION
The present invention relates to a method of assembling a coil to an unencapsulated integrated circuit. Such an assembly is used for example in radio frequency identification and communication systems. The invention relates in particular to a method of assembling a coil to an integrated circuit when the overall dimensions of the assembly are critical or imposed in advance.
The need to identify an ever increasing number of products electronically has led technology to considerably reduce the dimensions of the component designated below by TAG, which contains the identification code and which is in the object to be identified. FIG. 1 shows by way of example a typical identification system comprising a TAG 1 and a reader 2. The basic operation of this identification system is as follows: the reader 2 transmits a signal via the coil 5 at a predetermined radio frequency. This signal is picked up by the coil 4 of the TAG, part 3 of which includes a supply circuit and logic allowing it to respond using the coil 4 to the interrogation of the reader 2. It is now possible to '' integrate in a single chip 3 the power supply circuit and the identification logic.
It is however possible to provide a TAG with several integrated circuits. The above shows that the dimensions of the
TAG 1 therefore essentially depend on the dimensions of the coil 4 and the space required for the connections between the coil 4 and the integrated circuit 3.
Figure 2 shows a known principle of assembly of the coil 4 to the integrated circuit 3. To save space, the integrated circuit is not encapsulated and the terminals 9 of the coil 4 are soldered directly to the terminals 8 of the circuit integrated 3. However, such an assembly has the following disadvantages: the material used for the coil must be compatible for soldering to the terminals of the integrated circuit, usually made of aluminum. As a result, it is difficult to find on the market reel bodies adapted to the requirements of modern winders. In connection with the specific properties of the material (Al), it is difficult to maintain a constant quality, in particular for the insulation and the sticker. The cost of the material is very high, up to thirty times higher than the copper usually used.
The extreme fragility of aluminum is the cause of many shutdowns of winders and requires a lower winding speed, significantly slowing production. It is necessary to remove the sticker before welding. The integrated circuit 3 and the coil 4 must be placed on a common support 7 to ensure the mechanical stability of the assembly. The extremely small dimensions of the terminals of the integrated circuit 3 (approx. 100 microns) make the welding operation, normally carried out by ultrasound, very critical. The above-mentioned disadvantages lead to high manufacturing times, poor performance, staff stress and increased production costs.
Consequently, the aim of the present invention is to reduce, or even eliminate the disadvantages and disadvantages mentioned above.
To achieve this object, the assembly method according to the invention is carried out as described in claim 1.
The invention will be described below using the drawing in which
FIG. 1 shows by way of example a radio frequency identification system to which the method according to the invention can be applied,
FIG. 2 shows an assembly carried out by a known method and
Figures 3 and 4- show respectively a side view and a top view of an assembly performed by the method according to the invention.
Figures 3 and 4 show a printed circuit 10 made of kapton or another compatible material and which is supplied on standard film. Each printed pattern has two tracks or metallized surfaces 11 in nickel, gold or copper which terminate on the side by two output conductors 13 protruding from the support 10. These two conductors 13 are provided for making the connections. with the integrated circuit 3. The terminals 9 of the coil 4 are welded to the metallized surfaces 11 of the support 10. The assembly technologies used in the present invention are as follows: Gold bumping technology according to which a bump is created (bump) or a drop of gold 12 on the terminals of the integrated circuit 3.
This bump is compatible with the material of the output conductors 13 of the printed circuit.
Gold bumping technology is carried out for example by MEM
Bumping Service of Microelectronics - Marine. The welding of the conductors 13 of the printed circuit on the bumps 12 of the integrated circuit 3 is carried out either by the so-called TAB technology (Tape Automated
Bonding), in particular by ILB (Inner Lead) technology
Bonding). The welding of the conductors 13 to the bosses 12 by ILB is carried out fully automatically by thermocompression, which appreciably improves the resistance of the connections.
This is how we go from 6 g for a wire bonding to around 40 g with ILB technology.
When the non-encapsulated integrated circuit 3 is assembled to the printed circuit 10 as indicated above, it is possible and easy to test it and also to test the quality of the soldering and to eliminate the defective patterns from the continuous strip in order to present at the next operation only the patterns in perfect condition.
The metallization 11 of the printed circuit makes it possible to replace, for the manufacture of the coil, aluminum by copper, which eliminates practically all the disadvantages mentioned above.
The following additional operations are as follows: positioning of the coil 4 on the printed circuit 10, bonding of the coil 4 on the printed circuit 10, positioning of the terminals 9 of the coil 4 on the metallized surfaces 11 and welding of these terminals on these surfaces, for example by thermocompression or any other compatible method. We see that the invention is essential
ment in an assembly process in which the printed circuit 10 performs the mechanical support functions of the device for the integrated circuit 3 and the coil 4 and of interconnection between the coil and the integrated circuit. The assembly technologies mentioned above
above are known and applied for example in manufacturing in
large series of watch products.