JP2008532158A - チップ接触面とアンテナ接触面との間に電気的および機械的な結合を確立するための方法、およびトランスポンダ - Google Patents

チップ接触面とアンテナ接触面との間に電気的および機械的な結合を確立するための方法、およびトランスポンダ Download PDF

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Abstract

本発明は、ＲＦＩＤチップ（１０；２１；２４；４２，４７）の接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）と接触面（１９，２０；３０，３１；３４，３５）との間に電気的および機械的な結合を確立させる方法に関し、上記接触面は、ストリップ基板（３６；４５）およびチップの接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３，４７ａ）上に配置され、その表面上に、複数のワイヤフックおよび／またはワイヤアイレット（１３）を有し、上記ワイヤフックおよび／またはワイヤアイレットは、圧力（５２，５３）の適用のもとで、その表面上に複数のフックおよび／またはアイレット（１６）を有する関連する接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４８）にフック留めされる。本発明はまた、トランスポンダにも関する。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに従うと、ＲＦＩＤチップのチップ接触面とストリップ状の基板上に配置された接触面との間に電気的および機械的な結合を確立させるための方法に関し、請求項１０のプリアンブルに従うと、少なくとも１つのＲＦＩＤチップとストリップ状の基板上に配置された少なくとも１つのＲＦＩＤアンテナとを備えるトランスポンダにも関する。
機能性のトランスポンダを入手するために（例えば、スマートラベルを作成するために）、慣習的に、接着剤、ハンダ付けおよび／または隆起型のボンドを用いることにより、半導体チップ（例えば、ＲＦＩＤチップのようなベアダイスとしても公知）は、電気回路（例えば、ストリップ状の通常はフレキシブルな基板上に連続的に配置されたＲＦＩＤ）に結合される。そのようなタイプの結合は、作成のために時間を浪費し、しばしば、連続可動的なストリップ状の基板が停止することを要求する。さらに、例えば、接着剤またはハンダ材料を適用し、その後それらを硬化させるために、基板ストリップに沿って配置される追加的なデバイス（例えば、熱硬化ステーション）が要求され、それらデバイスは、提供するのに費用がかかり、システム全体内の多くの空間を奪ってしまう。
このことは、従来の接着剤の接着の結合モードと組み合わせて考察されるフリップチップ方法の例に基づいて、図１ａおよび図１ｂに関連して示されている。フリップチップ方法において、ＲＦＩＤチップを取り付けること、およびストリップ状の基板１上の行に配置されたアンテナ２の接触面上にそれらのチップの接触面を取り付けることは、いくつかのステップに分解される。図１ａには、ストリップ状の基板の概略的な側面図が示されており、上記基板は、その左側では、ロールから巻きが解かれており（図示されず）、右側では、ロール上に巻きつけられており（図示されず）、左から右に動く。第１に、アンテナ２が、図１ａに示された従来の取り付けプロセスを示している図１ｂを見ることによっても理解されるように、例えば印刷方法により、ループ形で基板上に適用される。
アンテナ２は、その端部に２つの接触面３を有しており、第２の処理ステップにおいて、上記接触面は、好適には導電性の接着剤４によって被覆される。このために、所定の量の接着剤を適用する接着剤適用デバイス５が用いられる（ダブルアロー６によって示されている）。
第３の処理ステップにおいて、公知のフリップチップ方法を用いることにより、チップ７が上から下へと接着領域４に配置され、その後、押圧される。次に、第４の処理ステップにおいて、硬化デバイス８による熱の適用下で、接着剤の硬化が行なわれ、これは、垂直的に外され得る（ダブルアロー９によって示されている）。
そのような従来の結合方法において、ストリップ状の基板１は、通常、各処理ステップにおいて、短い間停止し、この基板ストリップ１の停止の長さは、チップ７を接着領域４にトランスファーするときの、用いられる接着剤の硬化時間と、フリップチップデバイスの速度とに、主に依存する（特に、関連するピックアンドプレイス方法の間）。
しかしながら、基板ストリップの比較的長い停止は、トランスポンダを作成するためのシステム全体の最大可能処理量を大幅に低減させる。
したがって、本発明の目的は、ＲＦＩＤチップのチップ接触面とストリップ状の基板上に配置された接触面との間の電気的および機械的な結合を確立させるための方法、ならびに、高速かつ単純な結合が可能な、本方法を実装した、高速処理が保証されるトランスポンダを提供することである。
この目的は、請求項１の特徴による方法の範疇で、および請求項１０の特徴によるプロダクトの範疇で達成される。
本方法の１つの主要な点は、ＲＦＩＤチップのチップ接触面とストリップ状の基板上に配置された接触面との間に電気的および機械的な結合を確立することにあり、複数のスレッド状のフックおよび／またはスレッド状のアイ（ｅｙｅ）を表面上に有するチップ接触面は、圧力の影響下で、複数のスレッド状のアイおよび／またはスレッド状のフックを表面上に有する関連する接触面と互いにフック留めされる。スレッド状のフックおよびアイは、好適には、ナノメートル範囲のサイズで形成され、その結果、個々のチップ接触面および接触面の互いに対しての正確な配置が可能になる。このようにして、連続的に動く基板ストリップを停止させることを一切要求することなしに、単純な方法で、チップ接触面と、基板上に配置された接触面（これは、例えばＲＦＩＤアンテナのような電気回路に含まれ得る）との間に、機械的および電気的な結合を迅速に確立することが可能である。
本発明に従う結合方法を用いたフリップチップ方法を用いるとき、基板ストリップの短い停止は依然必要ではあるが、その後の接着剤の硬化処理ステップが必要ないので、この停止時間は、最小限に低減され得る。
スレッド状のフックおよびスレッド状のアイの材料のような、導電性のコーティングを有する導電性のスレッドまたは電気的絶縁性のスレッドの使用がなされ、チップ接触面とアンテナ接触面との間の電気的結合が、機械的結合に加えて、取得される。このようにして、電気的および／または機械的な結合に対し、追加的な結合ステップ（例えば、接着材の結合またはハンダ付けの結合）は、一切必要ない。
有利にも、半導体チップは、それらのチップ接触面上にフックまたはアイを有し、上記フックまたはアイは、チップの製造の間に、ナノテクノロジーで既に作成されている。その後、そのようなチップは、その他のアンテナ接触面の領域の基板ストリップ上に連続的に堆積するために、続いてウェハに適用されるか、あるいは、さらなるストリップ上の１つまたはいくつかの行またはフィードデバイス（これは、基板ストリップに対して角度が付けられている）の上に配置される。
その後、基板ストリップの進行方向における上側に配置されたローラおよび下側に配置されたローラは、堆積されたチップと基板との間への短い間の圧力の適用を確実にし、その結果、一方の表面上のフックと他方の表面上のアイとは、互いに永続的にフック留めされるか、あるいは互いに係合される。
互いにフック留めするステップの前に、スレッドは、印刷方法によって、またはチップモジュールの接触面および／またはアンテナの接触面を粗くすることによって、作成される。
接触面および基板に半導体チップを単純に押圧することにより、機械的および電気的な結合が、非常に短い時間内で、共通の取り付けステップ内で、力の影響の下で、確立され得る。このことは、フリップチップ技術を用いるとき（上記技術において、ＲＦＩＤチップがウェハから接触面とストリップ状の基板との上に堆積され、その後押圧され、ストリップ状の基板が短い間停止している間に、互いにフック留めされる）、ならびに連続的に動く基板ストリップを用いるとき（上記基板ストリップにおいて、一方が他方の背後に配置されるような方法で、ＲＦＩＤチップが連続的に配置される）の両方で、トランスポンダの製造に有利な効果を有する。
少なくとも１つのＲＦＩＤチップとストリップ状の基板上に配置された少なくとも１つのＲＦＩＤアンテナとを備えるトランスポンダは、チップ接触面がフックまたはスレッド状のアイのいずれかを有し、アンテナ接触面が相補的なアイまたはフックを有することを特徴とする。
さらに有利な実施形態は、従属請求項から明らかになる。
有利かつ好都合な特徴は、図面に関連させて、以下の記載から見出され得る。
図２は、本発明に従う結合方法を示す概略図である。半導体チップ１０は、点形状の接触面１１，１２またはナノ接着面を有する。これらのナノ接着面１１、１２には、ナノメートル範囲のサイズを有するスレッド状のアイ１３，１４が提供される。
スレッド状のアイ１３は、好適には、例えば金属のスレッド１４のような導電性のスレッド、または導電性のコーティングを有する電気的絶縁性のスレッドから構成される。
基板ストリップ（図示されず）は、アンテナ１５，１８を有し、その断面がここで示されている。アンテナ断面１５，１８には、その端部に、ナノ接着面またはアンテナ接触面１９，２０が提供され、それらは、拡大されて示されている。アンテナ接触面１９が、金属のスレッドまたは導電性のコーティングを有する電気的絶縁性のスレッドから構成されるフック１６を有することが、拡大図から見られ得る。これらフック１６は、半導体チップ１０とアンテナ断面１５のアンテナとが互いにジョイントするときに、アイ１３に係合し、いわゆるナノ接着方法で、電気的および機械的な結合の両方を確立し、これは参照番号１７で示されている。
図３は、様々なチップ接触面とアンテナ接触面との概略図を示している。本発明の実施形態に従うと、チップ２１は、例えば、フックタイプまたはアイタイプの表面構造を有する２つのストリップ状のチップ接触面２２，２３を有し得る。あるいは、チップ２４は、フックタイプまたはアイタイプの表面構造を有する非常に小さな長方形のチップ接触面２５，２６を有し得る。
参照番号２７は、そのような異なるタイプのチップ接触面が異なるタイプのアンテナ背職面と係合することを示している。例えば、アンテナ断面２８、２９はまた、それらの端部に、ストリップ状の接触面３０、３１を有し得、それらには、フックまたはアイが提供されている。あるいは、アンテナ断面３２、３３は、チップ接触面２５，２６と関連付けるための、長方形のナノ接着面３４、３５を有する。
図４は、本発明の一実施形態に従う結合方法の概略的側面図を示している。この結合方法は、フリップチップ方法を包含し、基板３６（その上に配置されているＲＦＩＤアンテナ３７を有する）は、不連続的に、すなわち、短い停止を有するように、参照番号３８によって示されているように、左から右へと動かされる。
ナノ構造、すなわちスレッド状のフックまたはスレッド状のアイは、適用デバイス３９を用いることにより、アンテナ接触面の領域において、各ＲＦＩＤアンテナ３７に適用される。この領域は、参照番号４０によって示されている。
参照番号４４によって示されているように、その後のフリップチップ方法４１において、その上にすでに配置されているアイ状またはフック状のスレッド４３を有するチップ４２は、ウェハから取り除かれ（図示されず）、ターンオーバーされる。
その後、下側に配置されたチップ接触面４３を有するチップ４２は、アンテナ接触面４０上に堆積され、これは、必要なナノ構造をそれらの表面上に有しており、チップ接触面４３とアンテナ接触面４０との間に、永続的な機械的および電気的結合が確立されるように、短い間押圧される。
アンテナ３７にチップ４２を設ける間、基板ストリップ３６は、短い間停止する。従来技術では必要であった硬化プロセスは必要ではない。
図５は、本発明のさらなる実施形態に従う結合方法の概略的側面図を示している。この図で示されている結合方法は、基板ストリップ４５が連続的に動き得るので、アンテナのチップへの非常に迅速な設置を可能にする。
基板平面に対して角度が付けられたフィードユニット４６の平面を用いることにより、チップ４７は、基板ストリップへと、１行またはいくつかの行で供給される。このために、チップは、基板ストリップ４５の速度４９に対応する速度４８で供給される。チップ４７は、その下側に、チップ接触面４７ａの領域においてフックまたはアイとして既に形成されたスレッドを有する。
フィードユニット４６はまた、チップフィーダ（ｃｈｉｐ ｆｅｅｄｅｒ）とも称され、例えば、ブリスターテープ、サーフテープ、チップショーター、または振動アセンブリフィーダを備え得る。
チップ４７を供給した後、各チップ４７は、基板ストリップ４５の上側および下側に配置されたローラ５０，５１を通過する。チップ接触面とアンテナの接触面とを互いに永続的にフック留めするために、これらローラは、チップ４７、およびその上にアンテナが配置されている基板ストリップ（図示されず）に力５２，５３を働かせる。
出願書類に記載されたすべての特徴は、それらが、従来技術に対し、個々として、または組み合わせで新規な限りにおいて、本発明の本質として請求される。
図１ａおよび図１ｂは、従来技術に従う半導体チップの取り付け方法の概略的側面図を示す。 図２は、本発明に従う方法の概略的拡大図を示す。 図３は、本発明に従う方法を実行するためのチップ接触面とアンテナ接触面との様々な形態に関する概略図を示す。 図４は、本発明の実施形態に従う結合方法の概略的側面図を示す。 図５は、本発明のさらなる実施形態に従う結合方法の概略的側面図を示す。
符号の説明
１、３６、４５ 基板のストリップ
２、１５、１８、２８、２９、３２、３３、３７ アンテナ
３、１９、２０、３０、３１、３４、３５ アンテナ接触面
４ 接着剤
５ 接着剤の適用デバイス
６ 接着剤の適用デバイスの移動方向
７、１０、２１、２４、４２、４７ 半導体チップ
８ 硬化デバイス
９ 硬化デバイスの移動方向
１１、１２、２２、２３、２５、２６、４３、４７ａ チップ接触面
１３ スレッド状のアイ
１４ スレッド
１６ スレッド状のフック
１７ 機械的および電気的な結合
２７ 接触面の関連性
３８ 不連続ストリップのトランスポートの移動方向
３９ ナノ構造の適用
４０ ナノ構造
４１ フリップチップのナノ接着
４４ チップのターニングオーバー
４６ フィードユニット
４８、４９ 速度
５０、５１ ローラ
５２、５３ 力の働き

Claims (12)

  1. ＲＦＩＤチップ（１０；２１；２４；４２，４７）のチップ接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）とストリップ状の基板（３６；４５）に配置された接触面（１９，２０；３０，３１；３４，３５）との間に電気的および機械的な結合を確立させるための方法であって、
    複数のスレッド状のアイおよび／またはスレッド状のフック（１３）を表面上に有するチップ接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）は、圧力（５２，５３）の影響下で、複数のスレッド状のフックおよび／またはスレッド状のアイ（１６）を表面上に有する関連する接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４８）と互いにフック留めされること
    を特徴とする、方法。
  2. 互いにフック留めするステップの前に、接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）を有するＲＦＩＤアンテナ（１５，１８；２８，２９；３２，３３；３７）は、ストリップ状の基板（３６；４５）に適用されること
    を特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 導電性のスレッド（１４）は、スレッド状のフック（１６）およびスレッド状のアイ（１３）に対する材料として用いられること
    を特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
  4. 導電性のコーティングを有する電気的絶縁性のスレッド（１４）は、スレッド状のフック（１６）およびスレッド状のアイ（１３）に対する材料として用いられること
    を特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
  5. 互いにフック留めするステップの前に、前記スレッド（１４）は、印刷方法を用いることにより、チップ接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）および接触面（１９，２０；３０，３１；３４，３５）に適用されること
    を特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
  6. 互いにフック留めするステップの前に、前記スレッド状のフック（１６）は、チップモジュールの接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）および／または接触面（１９，２０；３０，３１；３４，３５）の表面を粗くすることによって作られること
    を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記スレッド状のフック（１６）およびアイ（１３）は、ナノメートル範囲のサイズで作られること
    を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 各ＲＦＩＤチップ（４２）は、ストリップ状の基板（３６）が静止している間に、フリップチップ技術（４４）を用いることにより、ウェハから、接触面（４０）およびストリップ状の基板（３６）の上に堆積され、押圧され、互いにフック留めされること
    を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記ＲＦＩＤチップ（４７）は、前記ストリップ状の基板（４５）が連続的に動き続けている（４９）間に、一方が他方の背後に配置され、接触面（４０）に指定されるような方法で、該ストリップ状の基板（４５）上に連続的に堆積されること
    を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  10. 少なくとも１つのＲＦＩＤチップ（１０；２１，２４；４２；４７）と、ストリップ状の基板（３６；４５）上に配置された少なくとも１つのＲＦＩＤアンテナ（１５；１８；２８，２９；３２，３３；３７）とを備えるトランスポンダであって、
    チップ接触面（１１，１２；２２，２３；２５，２６；４３；４７ａ）は、表面上に複数のスレッド状のアイおよび／またはスレッド状のフック（１３）を備え、それは、アンテナ接触面（１９，２０；３０，３１；３４，３５）の表面上に配置された複数のスレッド状のフックおよび／またはスレッド状のアイ（１６）と係合すること
    を特徴とする、トランスポンダ。
  11. 前記スレッド状のフック（１６）およびアイ（１３）は、導電性のスレッド（１４）であること
    を特徴とする、請求項１０に記載のトランスポンダ。
  12. 前記スレッド状のフック（１６）およびアイ（１３）は、導電性のコーティングを有する電気的絶縁性のスレッド（１４）である、請求項１０に記載のトランスポンダ。
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