JP2000311233A - 回路チップコネクタおよび回路チップを結合する方法 - Google Patents

回路チップコネクタおよび回路チップを結合する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターポーザーを提供することと、IC
と、アンテナ等のフィルム回路とを有する可変ラジオ周
波数(RF)型デバイスの製造方法を提供する。 【解決する手段】 ICをその薄膜回路に機械的および
電気的に取り付けるために、予め位置決めされたICを
有し、挿入が容易なインターポーザー・サブアセンブリ
を用いてデバイスが作られる。アンテナと、インターポ
ーザー上に設けられたICであってそのアンテナに物理
的にも電気的にも結合されたICを備えるラジオ周波数
デバイスの、感圧性接着剤を用いる大量生産の方法が開
示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インターポーザ
ー、および薄膜回路をその間のギャップを越えて橋絡す
るインターポーザーを用いて集積回路チップ(IC)等
のデバイスを取りつける方法に関する。薄膜回路とは、
例えば、導電性フィルムアンテナの二つの導電性フィル
ム部分、あるいは導電性フィルム、又は他の導電性可撓
回路から成る同様の回路である。さらに詳しく述べる
と、集積回路チップ(ICs)をインターポーザーに取
りつけ、次に感圧導電性接着手段を用いてそのインター
ポーザーを導電性フィルムアンテナ等の回路に物理的に
そして電気的に結合することにより、ラジオ周波数識別
タグ(RFIDs)等の装置を大量に生産する方法に向
けられている。
【0002】
【従来の技術】RFIDs等のラジオ周波数(RF)デ
バイスは、在庫管理、高速道路料金所無停車通過システ
ム、デバイスの質問に応じた他の多くの目的のために使
うことができる。そのようなデバイスは、薄導電性フィ
ルムアンテナの二つの導電性表面のギャップを越えて橋
絡する適当なICを内蔵して作られる。そのようなアン
テナは導電性フィルム表面の間に、二つの導電性部分あ
るいは導電性半部ができるように、ギャップを作ること
により形成される。そのICは、識別目的のためのコー
ド化されたデータを収容している。そのICとアンテナ
は協同してトランスポンダとして作用する。トランスポ
ンダは、RF信号を受信して、ICにコード化されてい
るデータに従って変調する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、二つの印刷
された導電性インキパッドを有する薄い基板を含むイン
ターポーザーである。これらのパッドは、インターポー
ザーなしにICを直接に装着するために精密に調節され
ているICより広い有効電子接触域を提供する。この広
い接触域は、有効な電気的結合をなお維持しながら、製
造中におけるICの位置決めに必要とされる正確さを減
少させる。その基板は感圧性の導電性接着剤で被覆さ
れ、これにより、ICはその導電性インキパッドを介し
て電気的にも機械的にも取り付けられることができる。
感圧性接着剤が好ましいが、本発明の製造方法は感圧性
接着剤の応用に限られるものではない。そのICはイン
ターポーザーのギャップを越えて橋絡して取り付けられ
るが、理想的には、インターポーザーとICのサブアセ
ンブリを回路に取り付ける際に使用するような接着剤を
用いて取りつける。
【0004】ICを金属薄膜に結合する幾つかの方法が
知られている。例えばリードフレームを用いる方法であ
る。これらの方法では、ICはリードフレームの頂部に
取りつけられ、次にワイヤボンディングの技術を用い
て、そのリードフレームはICに電気的に結合される。
そのボンディングは壊れやすい性質を持っているので、
支持のためにその結合部はカプセルに入れられる。本発
明では、ICを薄い金属フィルムアンテナに機械的に結
びつけ、かつ電気的に接触させるために、導電性接着剤
を有するインターポーザーを使う。これ故、柔軟性を維
持しながら、より頑丈な結合を可能にしている。しか
し、本発明の技術的範囲は、ICや他の平面的取りつけ
用コンポネントを載置することが要求されるいかなる薄
膜回路への応用をも含む。
【0005】従来技術によるとき、ICの配向を基礎基
板の方向に合わせたり、逆に基礎基板の配向をICの方
向に合わせたりすることに困難があった。ICの位置決
めは、最初の方法では、個々の基礎基板を、基板のボン
ディングリードがICのコネクタの一直線になるように
ICの方向に合わせて載置することにより行われる。別
の方法として、基板が基礎小片である場合には、ICが
物理的および電気的結合のために基板に対して正確に一
直線にされねばならない。基板やICのボンディングリ
ードやパッドが比較的小さいので、小さな有効結合面積
しかできず、また薄い金属フィルム回路基板のギャップ
を越えてICを置くときの許容範囲が大きく制限され
る。ICを載置し、取りつけることは、高速生産への深
刻な制限事項である。
【0006】従来技術によるRFタグの生産方法は、薄
膜アンテナの二つの分離された導電性部分の間にICを
取りつけるチップ取りつけ機械を用いて行うことを含ん
でいる。この方法は、アンテナ部分の間の約0.017
インチのギャップの間で、ICを正確に方向合わせをす
ることを必要とする。この方法は、遅い生産ライン速度
で生産することができる高価な商品にしか採用できない
チップ取りつけ機械は、低価格デバイスへのICの高速
対応用には、現段階では使用することができない。さら
にチップ取りつけ機械は、購入の際にも作動させる際に
も、比較的高価である。予め位置決めしたICをもつイ
ンターポーザーは、この必要とされる精密さの問題を克
服できる。その結果、RFIDタグあるいは同等のデバ
イスを内蔵する包装用製品や他の使い捨て製品に使用す
る際に要求される高速生産ラインで、ラベルプリンタ等
のコンバータにICを取りつけることができるようにな
る。コンバータは、チップ取りつけ機械を購入する必要
なしに、インターポーザー上のICを取りつけるのに、
既存の技術を使うことができる。
【0007】従来の方法では、サーモソニックボンディ
ング、レーザソニックボンディング、半田ボンディン
グ、あるいはワイヤボンディング等のボンディングをも
必要としていた。そのような方法では、沢山のプロセス
工程を必要とし、そしてしばしば半田ボンディングある
いはワイヤボンディングの熱の供給の問題に起因して欠
陥が生じることがある。さらに、ウェイブ半田ボンディ
ングあるいはリフローオーブンによるボンディングで
は、コンポネントはコンポネントの破壊の原因となるよ
うな高温にさらされる。これらの困難な方法は、導電性
接着剤を用いて基礎基板(すなわちアンテナ半部)に対
して予め位置決めされたICを有する本発明のインター
ポーザーを取り付けることに置き換えられる。インター
ポーザーチップ・サブアセンブリを基板回路に載置し結
合するように取りつけるために、熱を必要としない。熱
と高湿度はチップに有害である。本発明で使われている
感圧性で異方性の導電性接着剤は、従来技術のボンディ
ングにおける制限の問題および欠陥を生じる可能性があ
る工程の問題を克服する。
【0008】本発明の技術は、インターポーザーをRF
IDアンテナあるいは同等の回路に取り付けるために、
自由フィルムとして導電性テープを使うことに関係す
る。印刷可能な導電性接着剤を使うことにより、かなり
の程度の柔軟性、改良された効率、および低価格を得る
ことができる。テープに穴を作るために、穴を穿孔する
という比較的困難な工程が必要とされる。本発明の接着
剤は、導電区域に印刷され、そしてインターポーザーを
アンテナ半部に物理的にも電気的にも取り付けるのに役
立つ。接着剤は穴や凹部を含むいかなるパターンにも印
刷されあるいは塗布される。
【0009】ICを基板の導電性回路パターンに結びつ
ける他の技術は、当業者に知られている。そのような技
術の中の一つでは、基板と、それに合わせてボンディン
グ用に高くされているICの部分を結びつけるために、
その高くされている複数の部分(パッド)の間に異方性
の導電性接着剤を使う。その接着剤は典型的には、導電
性粒子を含む絶縁性ポリマーであり、ICの高くされて
いる部分と、基板の合わせて高くされている部分を即時
に接触させ、相互結合させるものである。その導電性粒
子は、基板と、デバイスボンディング用の高くされてい
る部分の間の垂直方向にのみ電流を通すので、横方向や
水平方向には導電しない。そのような導電性を、「異方
性」と呼ぶ。ICを基板の上に取りつけた後、接着剤の
高分子を硬化させ、それ以後は導電性結合に加えて、永
久的な構造的接合をさせる。半田結合を異方性の導電性
接着に置きかえることにより、アセンブリのための費用
を低減し、そして導電性結合を比較的高密度に行うこと
を可能にし、さらにデバイスを修復したり再構築するこ
とをし易くできる。硬化時間をかけすぎず、そして過剰
な熱を与えることなく、さらに精密に方向合わせされた
接合用の互いに合わせて高くされている区域を必要とす
ることなく、ICをアンテナ半部等の薄膜回路基板に接
合させるために、同様の技術が必要とされる。本発明の
方法は、この問題を解決するために、インターポーザー
の上に取り付けられたICとアンテナ半部(基礎基板)
の間に感圧性で異方性の導電性接着剤を使う。感圧性の
接着剤は取りつけを容易にするために選択される。しか
し、好ましくはないが、他の接着剤も利用することがで
きる。
【0010】導電性粒子を有し、ICの高くされた部分
と基板の合わせて高くされた部分を即時に接触させて相
互結合させる従来の接着剤は、インターポーザーにおい
ておよびコンポネントの精密な方向合わせのためには使
われない。それは、一方向接着の場合にのみ使用できる
ものである。さらに、薄い高分子フィルム等の多くの使
い捨て型基板は、硬化に伴う高温に耐えることができな
い。
【0011】ICは、従来技術では、ICの上にチップ
面を形成するカプセル用材料を取りつけることによりカ
プセル化し、それをアンテナに取りつけていた。典型的
には、エポキシが使用されている。長い硬化時間に加
え、エポキシの使用は、回路をインターポーザーに組み
合わせる時の好ましくない摩擦の原因となる。本発明で
は、ICの表面にカプセル用のエポキシを付けるのでは
なく、ICをしっかりと保持することができるものであ
る。カプセル用のエポキシの硬化には数時間を要し、高
速生産に導くものではない。本発明は、そのようなカプ
セル用材料の長い硬化時間の問題を、感圧性の導電性接
着剤を使用することと、ICをしっかりと保持できるイ
ンターポーザーの使用によって解決する。さらに、充填
されたエポキシは非常に硬い。したがって、柔軟性を要
求するデバイスでは、ICの表面の上をエポキシでカプ
セルにすることは非常に適当なことであるとは言えな
い。本発明のインターポーザーは柔軟性を維持してい
る。
【0012】ICは劇的に価格が安くなり、しばしばデ
バイスの最も高価な部品ではなくなっている。ICが、
RFIDタグ、手荷物タグ、あるいは処方箋ラベル等の
デバイスに内蔵されることがある。このような場合、最
も高価なのはデバイス基板である。その「高価なデバイ
ス基板」(適当な用語が無かったのでこう言う)は、I
Cが正しく取りつけられなかったり、取りつけられたI
Cの中に短い回路があったりすると、使えなくなってし
まうことがある。それほど高価ではないインターポーザ
ー・サブアセンブリへのICの載置工程を分離すること
により、薄膜アンテナのようなもっと高いデバイス基板
へ最終的に組み付ける前に、ICの欠陥を検出すること
が可能になる。インターポーザーの上のICは、「高価
なデバイス基板」の損害額より少ない。ICを伴う低価
格のインターポーザーが使われるとき、損害額は最小限
の費用となる。
【0013】この発明は、インターポーザーチップの組
み合わせで克服された他の重要な問題に関係する。ある
種の応用では、採番された薬局用ラベルあるいは包装等
の高価なデバイス基板を連続的に製造することが要求さ
れる。もし一つの悪いICがそのような連続的かつ重大
な応用において挿入されると、そのウェブを切ってそし
て改めてつなぐことが完了するまでの間、実際上、生産
を停止しなければならない。個々のインターポーザーチ
ップの組み合わせをサブアセンブリとして分離すること
により、インターポーザーは標準のヘッドを用いて取り
つけることができる。これにより、悪いICが検出され
た時でも、停止することなく繰り返すことができる。こ
の結果、一連のものの中に欠番のラベルや包装はできな
い。
【0014】これ故、安価な大量生産ができ、高速ライ
ンで、好ましくはアンテナあるいは同様な回路に対して
いろいろな配向で挿入することを容易にする、インター
ポーザーを作ることは有益であることが分かった。本発
明は、既存の技術の利点の幾つかを取り込んでいるが、
それらの付随する幾つかの問題を軽減している。インタ
ーポーザーは、低価格での問題解決、および容易な取り
つけを提供するので、数量が多い応用によく合ってい
る。さらに、そのようなインターポーザーを有する薄い
RFトランスポンダを生産するための改良された方法
が、そのような大量生産には必要である。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的は、
ICをRFアンテナあるいは同等の金属化されたフィル
ム基板あるいは他の金属化された可撓性回路等の回路
に、印刷された導電性パッドの上に予め取りつけられた
ICを有するインターポーザー・サブアセンブリと、異
方性で導電性の感圧接着剤を用いて、速やかにかつ容易
に取りつけるための方法を提供することである。
【0016】好ましい実施例では、本発明は、RFID
ラベルとタグ等の薄く可撓性のトランスポンダを作る方
法として記載されている。RFID等はRFアンテナと
データがコードがされた適当なICを必要とする。本発
明は、ICを有するインターポーザーを、薄膜導電性フ
ィルムアンテナに取りつけられたサブアセンブリとして
使う。RFアンテナは薄い金属フィルムの金属の二つの
部分の間にギャップを作ることにより形成される。その
ギャップは、レーザにより、またはその薄いフィルムに
金属フィルムを付ける前にマスクを形成することにより
作られる。そのICは、インターポーザーを介して、ア
ンテナの二つの部分間をそのギャップを越えて橋絡し、
このようにしてRFIDが作られる。ワイヤ結合も加熱
も必要がない。なぜなら、インターポーザーはカーボン
インキ等で印刷された二つのパッドを備え、それらのパ
ッドにより、導電性接着剤を介してアンテナの分離され
た二つの部分と電気的に接続されるからである。感圧性
の接着剤は、取りつけが有効になるまでのかなり長い硬
化時間を必要としない。
【0017】開示されたインターポーザーでは、ICは
直接的には、機械的にも電気的にもアンテナに取り付け
られていない。ICはインターポーザーに取りつけられ
ている。そしてインターポーザーはアンテナ回路の接続
端で位置決めできる。インターポーザーは、二つの印刷
されたパッドを有する基礎基板フィルムを備える。IC
は二つの電気的に分離されたパッドの間に接続される。
インターポーザーは、付加的な構造的支持部材を備える
ことができ、そして内部のコンポネントをしっかりと保
持できる。他の平面的コンポネント、例えば、LED類
を同様な技術を用いて取りつけることができる。このこ
とは、回路のリードに精密に位置合わせをするための限
界を取り去る。さらに、ICはインターポーザーを介し
て、従来の回路にも取りつけることができる。
【0018】インターポーザーを用いると、ICの位置
合わせが容易である。RFアンテナの適性な機能のため
には、アンテナの部分間のギャップは決定的である。ア
ンテナギャップは、ICパッドの間の間隔に支配され、
そして(例えば機械位置合わせ等で)ICが0.014
インチと0.020インチの間の空間に精密に挿入され
ることを要求する。この数値は、ICパッドの典型的な
ギャップの値である。インターポーザーはICの位置合
わせをサブアセンブリに限定することにより、この決定
的なギャップから分離する。このサブアセンブリは、比
較的大きい分離された導電性インターポーザーパッドの
間に作られた決定的なギャップを持っている。ICは、
インターポーザーのパッドの間の決定的ギャップを越え
て橋絡するように位置合わせされる。インターポーザー
のコネクタであるパッドは、アンテナのパッドいかなる
部分にも接触することができるので、インターポーザー
の位置合わせは、比較的小さい決定的なインターポーザ
ーのギャップに制限されることはない。しかし、インタ
ーポーザーのパッドは、非決定的であるアンテナギャッ
プを越えて電気的接続を保持する。このことは、回路の
決定的ギャップの機能を維持しながら、アンテナ回路基
板の上に位置する決定的なアンテナのギャップによって
作られるIC位置合わせの制限を取り除く。インターポ
ーザーの広い面積は、効果的な電気的接続をなお与えな
がら、生産工程中におけるICの位置合わせに要求され
る正確さを減少させる。このことは、大きな位置合わせ
許容範囲をもって、ギャップを越えて橋絡するようにI
Cを位置合わせすることを許す。そのようなインターポ
ーザーのパッドの一例は、IC接続域から0.20イン
チ広がっている印刷されたカーボンインキである。銀は
カーボンインキより高価な代替物である。位置合わせの
許容範囲の大きさにより、IC接続域からのパッドの必
要な広がりの大きさが定まる。カーボンインキあるいは
銀インキパッドをインターポーザーの全表面には印刷し
ないことも考えられる。
【0019】ここに開示された挿入方法を沢山のデバイ
スに使うことができる。インターポーザーのパターンあ
るいは繰り返しは一定である。これにより、決定的IC
位置合わせの工程を単純化できる。なお決定的なギャッ
プが存在するが、しかしそれは一定のフォルマットであ
る。アンテナパタンが多様であることは、直接的にIC
を取りつけるプロセスにかなりの複雑さを加える。例え
ば、切符、旅行カバンのタグ、盗難防止デバイスあるい
は在庫調べデバイスは、アンテナや他の回路に異なるレ
イアウトを有する。直接取りつけでは、それぞれの異な
るアンテナや回路レイアウトに合わせて、配置を再構築
しなければならない。好ましい実施例のインターポーザ
ーを介して、IC取りつけを標準化することにより、完
成品の部品を大きく変えることができ、それでもプロセ
スをわずらわせることがない。
【0020】この明細書に開示された好ましい実施例で
は、多数のインターポーザーチップ・サブアセンブリが
順次のアンテナへの取りつけのために、ウェブの上の多
数の印刷されたインターポーザーから出発してその上に
複数のICを取りつけて、用意される。幅18インチの
ウェブの1フィート当たり1000個近くのインターポ
ーザーを置くことができる。好ましくは、各インターポ
ーザーチップ・サブアセンブリは、ラベル等への取りつ
けを容易にするために、離されそして四角形である。イ
ンターポーザーチップ・サブアセンブリのグループは、
大量生産するのが安価であり、そして欠陥を有するIC
に起因するデバイスの損害を小さくしながら高速ライン
で挿入することが容易である。インターポーザーは、最
低プレス速度が毎分80フィート用に設計されている。
【0021】本発明は、インターポーザーが取りつけら
れるアンテナや同等の回路の方向とは関係なく、インタ
ーポーザーチップ・サブアセンブリを取りつけることを
許すコンポネントの幾何学的形状をも含む。IC取りつ
け技術は、ICがインターポーザーのギャップを越えて
取りつけられることを要求する。インターポーザーは、
アンテナあるいは同様な回路の上に正確に置かれるべき
ウェブの方向に挿入される。ギャップは、ICの配向に
因り、当然に、インターポーザーのウェブの方向に垂直
でなければならない。これ故、改良された幾何学的形状
なしには、インターポーザーのリールは、印刷されてい
るアンテナウェブと平行に配向していなければならな
い。
【0022】空間的制約、プレス工程の制約、最適化あ
るいは他の考慮されるべき事項に因り、アンテナギャッ
プを、印刷中あるいは塗布中のウェブの方向に対して平
行か垂直であるように配向させることが望ましい。実
際、極端な場合、アンテナギャップをウェブに対して0
゜または90゜の角度にすることが望ましい。この場
合、現行の幾何学的形状は成立しない。
【0023】この制約は、ウェブに対するアンテナの任
意の配向を許す幾何学的形状により克服された。そして
その形状は、アンテナの方向と関係なくインターポーザ
ーを効率的に挿入することを許す。その改良された幾何
学的形状は、蝶形、プロペラ形、あるいは蝶ネクタイ形
で、好ましくは各部分の間に分離線を備える形の導電性
インキパッドである。その蝶形、プロペラ形、蝶ネクタ
イ形のパターンはラベルの一つの隅から反対の隅まで延
在する。そのパターンは、ギャップを越えてICを位置
合わせさせることができるように、ウェブに垂直なギャ
ップを維持していなくてはならない。好ましくは、導電
性接着剤は、中心に接着剤がない凹部を有するラベルの
端部の周りに印刷あるいは塗布される。
【0024】金属化されたフィルム包装がRFIDデバ
イスのアンテナとして利用できることも可能性として考
えられる。金属化されたフィルムおよび紙は、包装材料
としての性質、不透明性、そして望ましいグラフィック
の故に、包装材およびラベルとして普通の要素である。
金属化された表面の導電性に因り、これらの材料はRF
アンテナとして機能する。レーザを用いることにより、
ベースの材料は無傷のまま包装から金属を除去し、金属
表面に二つの電気的にも物理的にも分離された部分を作
ることができる。電気的に分離するために、その両部分
の間にギャップが設けられねばならない。紙やポリマー
等の他の非導電性基板は、ラミネイト加工して金属化さ
れたフィルムにすることができる。その際、その包装が
二つの電気的に分離された表面を持つようにする。その
金属化された部分へのアクセスが利用できる場合には、
適当な集積回路の部品が、好ましくはインターポーザー
を使って、その包装をRFID(あるいは同等のデバイ
ス)に変える。インターポーザーは、万能型バーコード
に代えて、以上述べたように包装(RFIDアンテナ)
に適用することができる。アンテナ層を含むデバイスの
分離された基板は必要とされない。なぜなら、アンテナ
を形成する金属化されたフィルム層は包装フィルムの一
部分であるからである。
【0025】
【発明の実施の形態】アンテナ20(あるいは金属化さ
れたフィルムまたは他の金属化された可撓性回路から成
る同様な回路)として示されている薄膜回路は、エッチ
ングあるいはスタンプされた薄い膜で作られている。典
型的には、銅、銅合金、ニッケル/鉄合金、をエッチン
グまたスタンピングした薄膜で作られる。エッチングま
たはスタンピングは、将来アンテナになる細帯状材料の
上にパターンを作る。アンテナを作る他の方法には、導
電性インキを印刷することが含まれる。本発明は、個々
のアンテナ20に接続され電気的に結合されるIC10
に関する。特に、インターポーザー30、それの基板3
2、接触パッド34、36に焦点を当てたものである。
なお、その接触パッド34、36の上にIC10が内蔵
される。異方性導電性感圧型接着剤38の層は、アンテ
ナ20とIC10を相互接続することについてのコネク
タとなる。感圧型接着剤は付着の容易さを基準にして選
択されるが、必ずしも好ましくはない接着剤も使うこと
ができる。インターポーザー30との関係で、導電性の
二つの異なる接着剤を使用することもできる。一方の感
圧型接着剤はインターポーザー30のアンテナ20ある
いは類似の回路への取りつけに好適なものであり、他方
の感圧型接着剤は、例えば導電性の加熱溶融性接着剤で
あり、IC10をインターポーザー30への取りつける
際に使われる。
【0026】サブアセンブリは、インターポーザー30
の接触パッド34、36と接触してインターポーザー3
0の上に配設されているIC10を含む。そのサブアセ
ンブリは基礎回路基板に接着されて、装置を形成してい
る。好ましい実施例では、そのサブアセンブリは薄い金
属フィルムアンテナ20に接着され、RFIDを形成し
ている。
【0027】図1は、取りつけられたIC10を有する
(マトリックス状ウェブ40の上の)基板32を有する
インターポーザー30を示す。インターポーザー30は
理想的にはできるだけ小さくする。例えば、マトリック
ス状ウェブの部分を含まないで、0.400インチ平方
とする(典型的には、各インターポーザーの間は0.0
6インチである)。インターポーザー30は好ましく
は、長方形あるいは正方形の形状を有する。これによ
り、標準的プレス装置を用いる挿入が容易になる。大量
生産のためには、18インチのウェブは36個のインタ
ーポーザー30を含むことができる。
【0028】図1は、IC10の高さによってIC10
の周りが高くなっている、インターポーザー30の非接
触域44を示している。図2に示すように、薄い金属フ
ィルムアンテナ20のギャップ66を越えてインターポ
ーザー30取りつけられたときに、その非接触域44が
形成される。この高くされた非接触域44は、ICのた
めには、高さが0.006インチで接触角は10度であ
ると措定する。
【0029】インターポーザー基板32は、種々のフィ
ルムまたは紙で作られることができる。ポリメリックフ
ィルムや紙のような可撓性基板が好ましい。理想的に
は、カーボンパッド(34または36)あるいは同様の
パッドが印刷される場合には、その基板32の表面はイ
ンキを受容するものである。接触パッド34、36は、
アンテナ部分60と62と電気的接触をするように設計
された導電性表面である。接触パッド34、36は広く
効果的な電気的接触を可能にする。これにより、製造中
のICの位置決めに要求される正確度を減らし、同時
に、なお効果的な電気的接触を可能にする。図1に示さ
れているように、接触パッド34、36は接触パッド3
4、36に対して横方向にのみ導電する。接触パッド3
4、36は、図2に示されているように、(好ましくは
感圧性の)導電性接着剤38を介して、物理的にそして
電気的にアンテナ部分60と62と接触する。接触パッ
ド34、36の間にはギャップ46があり、従ってそれ
らは電気的に隔離された表面である。接触パッド34、
36の間のギャップ46は、アンテナ部分60と62の
間のギャップ66ほど不可欠なものではない。それは、
インターポーザー30に取りつけられたIC10を挿入
することを容易にするものである。図1に示されている
ように、接触パッド(34、36)のカーボンインキは
0.04インチ平方である(各パッドについて0.2イ
ンチ×0.2インチ)。
【0030】好ましくは、接触パッド34、36は銀ま
たはカーボンで印刷されている。公知のフレクソグラフ
ィク印刷、スクリーン印刷、ロトグラビュール印刷の技
術が適している。好ましい比抵抗は、面積当たり100
オーム以下である。(比抵抗は長さと幅の比率が10:
1である線状体で測定された。比抵抗は、長さ方向で測
定された抵抗を10で割ったものと決めた)それの材質
は、費用と要求される導電率に依存して選択される。理
想的には、できるだけ小さな抵抗が好ましい。カーボン
の比抵抗は面積当たり約100オームで、銀の面積当た
り1オームより小さい。しかし、銀は約10倍高価であ
る。幾つかの金属化されたフィルム(例えば蒸着膜)あ
るいは薄膜は、大きな導電性を持っている。
【0031】印刷パッド36の導入端45は印刷時の配
向マークとして使われる。図1に示されているように、
導入端45は0.200インチの長さである。それは、
基板32全体に亘って延在するのではなく、印刷された
カーボンインキを代理するものである。接触パッド3
4、36は、銀のようなもっと導電性の材料が使われる
場合には、小さくできる。カーボンインキあるいは銀イ
ンキのパッドは、インターポーザーの表面全体に亘って
印刷される必要はない。
【0032】導電性感圧型接着フィルム38は、RFI
Dタグのような装置の構成コンポネントをしっかりと保
持する。導電性接着剤は、いかなる導電体の上にもつけ
ることができる。導電体には、金属化されたフィルム、
印刷されたインキ(カーボンも銀もあるいはそれらの組
み合わせも含む)、薄膜も、さらに他の導体も含む。理
想的には、IC10を取りつけるための接着と、保持す
るためにデバイスを互いに結びつける接着に同じ接着剤
を使うことができる。IC10をインターポーザー30
に装着すること、およびそしてできたタグとデバイスを
互いに結び付けるためには、感圧性の異方性の導電性接
着剤が一番望ましい。導電性接着剤は好ましくは印刷可
能である。感圧性接着フィルム38は、構成コンポネン
トを、異方性にのみ電流を流す導電性フィルムに接着さ
せる。
【0033】導電性接着剤は、インターポーザー30を
ライナに保持するためにも役立つ。これにより、インタ
ーポーザー30を、リールから繰り出されるラベルとし
て、ロールの形式で扱うことが可能になる。ICの装着
の際の扱いを容易にするため、そして大量の取りつけの
際の機械的挿入を可能とする解除特性を与えるために、
導電性接着剤の接着特性は、ライナに合わせて調整され
る。
【0034】感圧性接着剤はコンポネントを接着するた
めに加熱することを必要としない。感圧接着剤は放射
(UVまたはEB)によって硬化させることができる。
あるいは、(溶媒を基礎とするものあるいは水を基礎と
するのものである時)普通の方法で乾燥させることがで
きる。UVで硬化した接着剤は、硬化/乾燥法としてす
でに使用されている。そして、高速生産のためには、急
速硬化溶媒が必要とされる。H.B.Fullerは、
そのような処方箋すなわちSolar CureRT−
7575を持っている。理想的には、異方性導電性接着
剤は印刷可能で、UV−急速硬化が可能で、柔軟性を保
ちながら感圧性である。避けられるべき接着剤には、高
速生産のためには受忍できないほどの硬化時間を要する
UVやマイクロ波硬化を必要とするものが含まれる。感
圧型接着剤38は、理想的には、最小限の抵抗を有す
る。しかし、金属その他の導電体は接着については、逆
の特性をもっており接着させにくい。感圧型接着剤38
は、泡の形成を避ける性質等を備え、急速塗布に適して
いなくてはならない。その接着剤は、高速挿入の際にも
十分な結合力と電気的性質を備えていなければならな
い。そして、好ましくは、結合力を失わないで柔軟性を
有する。
【0035】接着剤は、好ましくは、導体域に印刷さ
れ、そしてインターポーザーをアンテナ半体に物理的に
も電気的にも取りつける。その接着剤はフレクソグラフ
ィク印刷、スクリーン印刷、他の印刷方法で印刷され
る。図3から11に示されているように、好ましい幾何
学的形状では、アンテナや同様の回路のウェブに対する
任意の配向を許容し、そして、アンテナや同様の回路の
配向とは無関係にインターポーザーを効率的に挿入する
ことを許容する。図3はラベル82、導電性インキ8
3、二つのパッド84と86、凹部89を有する導電性
接着剤88、および穴91を有するライナ90の分解斜
視図である。
【0036】図4は、ラベル82と導電性インキパッド
84、86を示している。導電性インキパッド84、8
6はプロペラ形になっているが、蝶形あるいは蝶ネクタ
イ形でもよい。好ましくは、図3に一番よく示されてい
るように各部分の間に分離線を備える。そのパターン
は、ICをギャップを越えて装着することができるよう
に、ウェブに対して垂直なギャップまたは分離線を有す
る。蝶形、プロペラ形、蝶ネクタイ形のパターンは、好
ましくは、ラベル82の一つの隅から対角の隅へと延在
する。図5は、導電性インキ83の好ましいパターンを
示し、図6は、ダイと導電性インキ83を示す。
【0037】図7は、導電性接着剤88の好ましいパタ
ーンを示す。好ましくは、導電性接着剤88は、中心に
接着剤がない凹部89を有するラベルの端部の周りに印
刷あるいは塗布される。図8は導電性インキ83と導電
性接着剤88を、それらが幾何学的に互いに関係してい
るときの状態で、図示している。
【0038】図9と図10で一番良く分かるように、改
良された幾何学的形状では、アンテナ部分120と12
1のウェブに対する任意の配向を許し、アンテナ20の
配向と関係なくインターポーザー30を効率的に挿入す
ることを可能にする。コンポネントの幾何学的形状は、
アンテナ20や同様の回路の配向とは関係なく、インタ
ーポーザー・サブコンポネントの取りつけを許す。アン
テナギャップ122は、印刷中あるいは挿入中にウェブ
に対して平行にも垂直にも配向することができる。
【0039】図9はインターポーザー30に対する水平
アンテナ20あるいは同様な回路の配向を示し、図10
はインターポーザー30に対する垂直アンテナ20ある
いは同様な回路の配向を示す。図11は、リールとして
使うことができるアセンブリ段階における、ライナ90
と、導電性接着剤88と、導電性インキ83を示す。図
1は、マトリックスウェブ40の上のインターポーザー
30を示す。異なった方法および異なったラベル印刷装
置は、インターポーザー30の異なった配置を必要とす
る。各コンポネントの進入端あるいは後部端は、製造装
置あるいは品質管理装置への情報を送る目印130とし
て働く。
【0040】加熱を必要とせずにRF型装置を作る方法
において、好ましい方法は次の工程をを有する: 1. ポリメリック(重合体)フィルムの上に金属化さ
れたフィルムでアンテナの部分、あるいは他の金属化さ
れた可撓性回路等の、薄膜基板回路を用意する。
【0041】2. 二つの分離された電気的接触パッド
34、36を有するインターポーザー30を形成する。
このインターポーザー30は、好ましくは、蝶形、プロ
ペラ形、蝶ネクタイ形に印刷され、各部分の間には分離
線を備える。金属化フィルム、印刷された(カーボンあ
るいは銀またはそれらの組み合わせの)導電性インキ、
薄膜あるいは他の導体を含む全ての導体の上に導電性接
着剤が塗布される。
【0042】3. サブアセンブリを形成するために、
IC10が両パッド34、36に接触するように、IC
10をインターポーザー30の上に置く。 4. 薄膜金属フィルムアンテナの二つの金属化部分の
間のギャップ等の、薄膜基板回路の特定の部分の上にイ
ンターポーザーチップサブアセンブリを位置決めする。
【0043】5. インターポーザーを回路の上に置
き、アンテナの各部分と接続し、そして、ICをその回
路の少なくとも一部分としっかりと固定する等をして、
そのICをその薄膜基板回路に電気的に接続する。そし
て 6.回路基板を切断して個々のデバイスを形成する。イ
ンターポーザーにICを取りつけることは、多数のコン
バータのための既存の技術的である、標準のプレスヘッ
ドを用いて行うことができる。デバイスを高速で形成す
るために、多数のインターポーザーチップ・サブアセン
ブリは回路への取りつけのために次々と用意されること
が好ましい。インターポーザーの上のICの欠陥を検出
するための付加的工程が、そのサブアセンブリを薄膜回
路に取り付けられる前に行われる。もし、欠陥が発見さ
れると、その欠陥ICアセンブリは飛び越される。
【0044】本発明の好ましい実施例が、特定の型のI
C、アンテナ回路、タグに関連して図示され説明されて
きた。しかし、本発明は、広範囲のデバイス用に適用で
きる。他の実施例、および同等のインターポーザー、さ
らに方法は、本発明の技術的範囲に属すると思量する。
アンテナ各部の間のギャップの例は図を分かり易くする
ためのもので、このインターポーザーチップ・サブアセ
ンブリは広範囲の配向で使うことができる。本発明の多
数の特徴が、本発明の図示された実施例と関連して、特
に示され説明されいる。しかし、これらの特別な配置は
単に図示のためのものであって、本発明の完全な解釈は
請求の範囲の発明に基づいて与えられるべきであること
を理解しなけらばならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインターポーザー・サブアセンブリが
そのような一連のインターポーザー・サブアセンブリを
含むウェブに置かれたときの上面図である。
【図2】アンテナの薄い金属フィルムをそのギャップを
越えて橋絡している本発明のインターポーザー・チップ
・サブアセンブリである。
【図3】ライナ、導電性接着剤、導電性インキ、そして
ラベルの分解斜視図である。
【図4】ラベルと導電性インキである。
【図5】導電性インキの好ましいパターンである。
【図6】ダイと導電性インキである。
【図7】導電性接着剤の好ましいパターンである。
【図8】導電性インキと接着剤である。
【図9】水平アンテナまたは同様な回路へのインターポ
ーザーの一つの配向である。
【図10】垂直アンテナまたは同様な回路へのインター
ポーザーの一つの配向である。
【図11】一つのアセンブリ工程としてのライナ、導電
性接着剤および導電性インキである。
【符号の説明】
10 IC、 20 アンテナ、 30 インターポーザー、 32 それの基板、 34、36 接触パッド、 38 異方性導電性感圧型接着剤、 44 非接触域、 46 ギャップ 60、62 アンテナ部分、 66 ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H01L 25/00 G06K 19/00 H

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェブ用インターポーザーであって、該
    インターポーザーは間にギャップが設けられた分離され
    た電気的接触用パッドを有する基板を備え、該インター
    ポーザーはその表面の一部に導電性接着剤を有し、該パ
    ッドは、ウェブの方向に対してインターポーザーの任意
    の配向を許すパターンに形成され、そのギャップを越え
    て部品を置くことができるように形成されていることを
    特徴とする、ウェブ用インターポーザー。
  2. 【請求項2】 上記電気的接触用パッドのパターンは蝶
    形、プロペラ形、蝶ネクタイ形のグループの中から選ば
    れることを特徴とする請求項1に記載のインターポーザ
    ー。
  3. 【請求項3】 上記導電性接着剤が異方性の導電性感圧
    型であることを特徴とする請求項1に記載のインターポ
    ーザー。
  4. 【請求項4】 上記異方性の導電性接着剤があるパター
    ンに塗布されることを特徴とする請求項1に記載のイン
    ターポーザー。
  5. 【請求項5】 上記導電性接着剤が、中央に接着剤がな
    い凹部を有するインターポーザーの端部の周辺に塗布さ
    れることを特徴とする請求項4に記載のインターポーザ
    ー。
  6. 【請求項6】 基板に挿入するためのサブアセンブリで
    あって、該サブアセンブリは分離されたパッドと集積回
    路チップと有するインターポーザーを備え、該集積回路
    チップはインターポーザーのパッドに接着されることを
    特徴とする、インターポーザー・サブアセンブリ。
  7. 【請求項7】 上記集積回路チップをインターポーザー
    のパッドに接着する異方性の導電性感圧接着剤を含むこ
    とを特徴とする請求項6に記載のインターポーザーチッ
    プ・サブアセンブリ。
  8. 【請求項8】 上記集積回路が、上記パッドの間のギャ
    ップを越えて置かれることを特徴とする請求項6に記載
    のインターポーザーチップ・サブアセンブリ。
  9. 【請求項9】 上記サブアセンブリが取りつけられる回
    路の配向とは関係なくインターポーザーチップ・サブア
    センブリの取りつけを許すようなパターンに、上記パッ
    ドが配置されていることを特徴とする、請求項6に記載
    のインターポーザーチップ・サブアセンブリ。
  10. 【請求項10】 そのパターンが、蝶形、プロペラ形、
    蝶ネクタイ形のいずれかの形状であることを特徴とする
    請求項9に記載のインターポーザーチップ・サブアセン
    ブリ。
  11. 【請求項11】 上記導電性接着剤が、中心に接着剤が
    ない凹部を有するインターポーザーの端部の周辺に塗布
    されることを特徴とする請求項6に記載のインターポー
    ザーチップ・サブアセンブリ。
  12. 【請求項12】 上記サブアセンブリが基礎基板回路に
    接着されデバイスを形成することを特徴とする請求項6
    に記載のインターポーザーチップ・サブアセンブリ。
  13. 【請求項13】 下記の工程:薄膜基板回路を用意す
    る;分離された電気的接触パッドを有するインターポー
    ザーを形成する;集積回路チップがインターポーザーの
    パッドに接触してサブアセンブリを形成するように、イ
    ンターポーザーの上に集積回路を置く;そのインターポ
    ーザーチップ・サブアセンブリを薄膜基板回路上の位置
    に位置決めする;そして上記インターポーザーチップ・
    サブアセンブリを上記基板回路と接触させることによ
    り、その集積回路を薄膜基板回路に電気的に接触させ、
    その集積回路をその基板回路の少なくとも一部にしっか
    りと固定する。からなるラジオ周波数デバイスの作成。
  14. 【請求項14】 加熱しないことを特徴とする請求項1
    3に記載のラジオ周波数デバイスを作る方法。
  15. 【請求項15】 上記パッドのパターンが、インターポ
    ーザーに対する基板回路の任意の配向を許すものであ
    り、基板回路の配向とは関係なく効果的にインターポー
    ザーの挿入を許すものであることを特徴とする請求項1
    3に記載のラジオ周波数デバイスの作成。
  16. 【請求項16】 上記インターポーザーは、二つの分離
    された印刷された電気接触パッドを持つように形成さ
    れ、そのパッドは間にギャップを有し、蝶形、プロペラ
    形、蝶ネクタイ形のパターンになっていることを特徴と
    する、請求項15に記載のラジオ周波数デバイスの作
    成。
  17. 【請求項17】 薄膜基板回路はポリイミドフィルムの
    上に形成された金属化されたアンテナ半部を含むことを
    特徴とする、請求項13に記載のラジオ周波数デバイス
    を作る方法。
  18. 【請求項18】 上記インターポーザーチップ・サブア
    センブリを薄膜フィルム基板回路の上に位置決めする工
    程が、金属フィルムアンテナの金属化された半部の間の
    分離ギャップを越えて上記インターポーザーチップ・サ
    ブアセンブリで橋絡することを特徴とする、請求項17
    に記載のラジオ周波数デバイスの作成。
  19. 【請求項19】 上記集積回路を上記薄膜基板回路に電
    気的に結合する工程が、上記集積回路を各金属化された
    アンテナ半部に結合することにより、上記インターポー
    ザーを基板回路に接触させる工程を含むことを特徴とす
    る、請求項18に記載のラジオ周波数デバイスの作成。
  20. 【請求項20】 上記インターポーザーチップ・サブア
    センブリを基板回路に接触させることにより、上記集積
    回路チップを薄膜基板回路に電気的に接触させる工程
    が、導電性感性接着剤を用いて物理的にも電気的にも行
    われることを特徴とする、請求項13に記載のラジオ周
    波数デバイスの作成。
  21. 【請求項21】 上記集積回路チップがインターポーザ
    ーのパッドに接触してサブアセンブリを形成するように
    集積回路チップをインターポーザー上に置く工程が、導
    電性の感圧接着剤を用いて行われることを特徴とする、
    請求項13に記載のラジオ周波数デバイスの作成。
  22. 【請求項22】 上記導電性の感圧型接着剤が異方性の
    導電性接着剤であることを特徴とする、請求項21に記
    載のラジオ周波数デバイスの作成。
  23. 【請求項23】 放射を用いて導電性接着剤を硬化する
    工程を備えることを特徴とする、請求項21に記載のラ
    ジオ周波数デバイスの作成。
  24. 【請求項24】 導電性接着剤を硬化させることが紫外
    線で行う硬化であることを特徴とする、請求項23に記
    載のラジオ周波数デバイスの作成。
  25. 【請求項25】 上記集積回路チップをインターポーザ
    ーのパッドに接触させてサブアセンブリを形成するよう
    に、上記集積回路チップをインターポーザー上に置く工
    程と、上記インターポーザーチップ・サブアセンブリが
    基板回路に接触するように置くことにより、上記集積回
    路チップを上記薄膜基板回路に電気的に結合する工程の
    両方が、同じ異方性の導電性感圧型接着剤を用いて行わ
    れることを特徴とする、請求項13に記載のラジオ周波
    数デバイスの作成。
  26. 【請求項26】 上記サブアセンブリを上記薄膜基板回
    路に取り付ける前にそのサブアセンブリの集積回路チッ
    プの欠陥を検出する付加的工程を含むことを特徴とす
    る、請求項13に記載のラジオ周波数デバイスを作る方
    法。
  27. 【請求項27】 欠陥を有しているサブアセンブリを分
    離及び、飛ば置き、それを上記薄膜基板回路と接触させ
    るように置くことをしない付加的工程を含むことを特徴
    とする、請求項26に記載のラジオ周波数デバイスを作
    る方法。
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