KR100553412B1

KR100553412B1 - 트랜스폰더를 제조하기 위해 캐리어 테이프 상에 배치된안테나에 마이크로칩을 접속하는 방법

Info

Publication number: KR100553412B1
Application number: KR1020037010380A
Authority: KR
Inventors: 폴커 브로트; 루트게르 오페르마이어
Original assignee: 뮐바우어 아게
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2006-02-20
Also published as: DE50201574D1; ATE282859T1; WO2002089051A1; US6972394B2; USRE41361E1; EP1382010B1; KR20040015054A; JP2004531887A; US20040089408A1; DE10120269C1; EP1382010A1

Abstract

본 발명은 트랜스폰더를 제조하기 위해서 제1지지 스트립(1) 상의 안테나에 마이크로 모듈들(4)을 접속하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 상기 마이크로칩들이 상향 결합 공정에서 전기 접속부들과 함께 패키지화되어 칩 모듈(4)을 형성하고 제2지지 스트립(5)에 적용되는 것을 특징으로 한다. 상기 칩 모듈들(4)은 상기 제2 지지 스트립(5)에서 분리되어 상기 제1 지지 스트립(1) 상의 소정 지점에 배치된다. 상기 방법은 연속적인 생산 공정을 가능하게 하므로, 특히 빠르고 경제적이다.

트랜스폰더, 마이크로칩, 안테나

Description

트랜스폰더를 제조하기 위해 캐리어 테이프 상에 배치된 안테나에 마이크로칩을 접속하는 방법{METHOD OF CONNECTING MICROCHIPS TO ANTENNA ARRANGED ON A SUPPORT STRIP FOR PRODUCING A TRANSPONDER}

본 발명은 트랜스폰더(transponder)를 제조하기 위해 제1 캐리어 테이프 상에 배치된 안테나에 마이크로칩(micro-chip)을 접속하는 방법에 관한 것이다.

예를 들면 스마트 라벨(smart label) 또는 스마트 카드(smart card)에 사용되는 트랜스폰더는 두 개의 접속부들을 구비한 평평한 안테나 코일을 갖추고 있다. 상기 안테나는 예를 들면, 구리, 알루미늄, 은 도전 페이스트 등과 같은 여러 재료들로 제조될 수 있다. 상기 안테나의 크기는 적용 대상에 따라 달라질 수 있다. 현재 사용되는 제조 방법에서 상기 평평한 안테나 코일은 릴(reel)에 감겨있는 캐리어 테이프(carrier tape)에 적용된다. 지금까지 상기 마이크로칩은 복잡한 결합 공정을 거쳐 상기 캐리어 테이프 상의 안테나에 접속되어 왔다. 이런 방법은 상기 안테나를 운반하는 캐리어 테이프가 인덱서(indexer)를 통과하고 상기 결합 공정 중에 정지될 것이 요구된다. 상기 결합 공정이 복잡한 기계들과 매우 정밀한 작동을 필요로 한다는 사실은 별문제로 하고도, 상기 결합 공정은 현재 15초의 시간이 걸린다. 이런 상대적으로 긴 시간은 트랜스폰더 제조의 경제적인 측면에서 불리하 다. 예를 들면 독일출원공개공보 제199 15 765호에 트랜스폰더 제조 방법이 개시되어 있는데, 반도체 칩과 안테나가 열가소성 포일(thermoplastic foil)의 평평한 측면에 적용되며, 상기 포일이 무단 포일 테이프(endless foil tape)에 접속되어 있다. 독일출원공개공보 제199 16 781호에는 단일 칩들을 라미네이트 시트에 적용하는 방법이 개시되어 있다.

따라서 본 발명의 목적은 트랜스폰더를 보다 간단하고, 빠르게, 무엇보다도 보다 경제적으로 제조할 수 있도록 앞서 언급된 방법을 개선함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에 따른 방법에 의해 달성되는데, 본 발명에 따른 방법에서 마이크로칩은 선행 결합 공정(bonding process)에서 전기접속부들을 구비한 칩 모듈로 패키지화되어 제2 캐리어 테이프에 적용되며, 두 캐리어 테이프들은 릴에서 풀리어 하나의 테이프가 다른 테이프 위로 운반됨으로써, 상기 칩 모듈들이 상기 제2 캐리어 테이프에서 분리되어 상기 제1 캐리어 테이프 상의 소정 지점에 배치되며, 상기 제2 캐리어 테이프의 테이프 속도는 적어도 상기 칩 모듈의 배치 시에 상기 제1 캐리어 테이프의 테이프 속도에 적합한 속도를 이룬다.

결합 공정을 선행 공정으로 하는 경우 상기 선행 공정에서 생산된 칩 모듈이 안테나를 부착한 제1 캐리어 테이프에 실질적으로 보다 빠르고 용이하게 적용될 수 있다는 이점이 있다. 또한 상기 칩 모듈을 상기 안테나에 접합(solder) 또는 압착(crimp)할 수 있는데, 이런 공정은 한편으로는 실질적으로 빠르며, 다른 한편으로는 결합 공정보다 정밀성에 요구가 줄어들게 된다. 본 발명에 따른 방법에 있 어서 제조 속도는 보다 증가할 수 있는데, 이는 양 캐리어 테이프들이 상기 릴에서 풀리어 하나의 테이프가 다른 테이프 위로 운반되고, 상기 칩 모듈이 상기 제1 캐리어 테이프 상에 배치될 때에, 양 캐리어 테이프들의 속도들이 조정되기 때문이다. 따라서, 상기 칩 모듈이 안테나에 접속될 때 상기 캐리어 테이프들이 정지할 필요가 없게 된다. 그리하여 상기 공정은 연속적으로 진행될 수 있고 제조 속도는 상당히 빨라지게 된다. 이 경우 상기 선행 결합 공정이 다른 지점에서의 전체적인 제조 속도의 감소를 유발하는 것은 아니다. 오히려 선행 결합 공정 안에서 상기 마이크로칩을 칩 모듈로 패키지화하는 것은 마이크로 칩을 안테나에 결합시키는 것보다 실질적으로 용이하게 실행된다. 또한 상기 마이크로칩의 칩 모듈로의 패키지화는 중심지, 예를 들면 칩 제조 관계 업체에서 이루어질 수 있으며, 그 결과 트랜스폰더 제조업체는 고도의 자격을 갖춘 사람을 필요로 하는 비싼 본더(bonder)를 구입할 필요가 없게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 안테나들을 운반하는 제1 캐리어 테이프는 연속 속도로 진행하는 한편, 제2 캐리어 테이프는 인덱스 마크(index marking)를 통과하여 상기 제1 캐리어 테이프로 안내되는 안테나 간격(antenna spacing)과 동일한 속도로 진행한다. 여기서, 상기 제2 캐리어 테이프는 상기 칩 모듈을 상기 제1 캐리어 테이프에 배치하기 위해서 상기 제1 캐리어 테이프의 테이프 속도까지 잠시동안 가속된다. 이런 방식으로 정확한 지점에 배치된 상기 칩 모듈은 상기 제1 캐리어 테이프 상에 배치된 후에 즉시 접합 또는 압착에 의해 상기 적당한 안테나에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 칩 모듈의 접속 후 바로 상기 방식으로 제조된 트랜스폰더는 일반적인 방법들을 이용하여 테스트될 수 있다.

상기 칩 모듈이 상기 적당한 안테나에 단단히 접속될 때까지, 상기 캐리어 테이프 상에 배치되는 동안에 상기 칩 모듈은 상기 제1 캐리어 테이프와 동일 속도로 움직이는 상기 무단 순환하는 이송 테이프(transport tape)에 의해 상기 제1 캐리어 테이프 상에 유지되는 것이 특히 바람직하다. 사실상 상기 이송 테이프는 상기 제2 캐리어 테이프에 의해 공급된 상기 칩 모듈을 수용하여 상기 칩 모듈이 상기 캐리어 테이프의 진행 중에 상기 안테나에 대해서 정확한 위치에 유지되도록 한다.

상기 칩 모듈을 상기 안테나에 접합하는 경우 레이저 빔(laser beam)을 사용하는 것이 바람직하다.

공정이 완료되면 상기 방식으로 제조된 트랜스폰더들은 필요한 테스트 단계를 거친 후 상기 제1 캐리어 테이프로 다시 감아 올려질 수 있다.

도 1은 안테나를 운반하는 제1 캐리어 테이프를 나타낸 도면.

도 2는 칩 모듈을 부착한 제2 캐리어 테이프를 나타낸 도면.

도 3은 안테나 단자들에 접속되고 배치된 칩 모듈들을 구비한 도 1에 도시된 제1 캐리어 테이프를 나타낸 도면.

도 4는 상기 제1 캐리어 테이프의 안테나에 상기 제2 캐리어 테이프의 칩 모듈을 접속하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 도면.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 제1 캐리어 테이프 1을 나타낸 도면으로서, 상기 제1 캐리어 테이프 상에는 코일(coil)들 2가 안테나로서 적용되어 있다. 여기서, 상기 안테나들은 전기도금 침적법에 의해 제조된다. 상기 코일들 2는 칩 모듈용의 두 개의 단자들을 가지고 있다.

이러한 칩 모듈들 4는 도 2에 나타나 있다. 상기 칩 모듈들은 제2 캐리어 테이프 5 상에서 하나 칩 모듈의 뒤에 다른 하나가 오도록 근접하게 배치되어 있다. 상기 칩 모듈들은 선행 결합 공정에서 도 2에 나타낸 칩 케이스(chip case)로 패키지화된다. 상기 케이스는 두 개의 도금 단자 패드(pad)들 6을 가지고 있으며, 그 간격은 상기 직사각형 코일들 2의 단자들에 상응한다.

도 3은 칩 모듈 4가 보완되어 있는 직사각형 코일 2를 구비한 캐리어 테이프 1을 나타내고 있다. 상기 칩 모듈 4는 단자 패드들 6을 통하여 상기 단자들 3에 접합된다.

이하에서 도 4를 참조하여 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.

상기 제1 캐리어 테이프 1은 입력 스풀(input spool) 7 상에 감겨 있다가 거기서 풀어져 나와 접속 공정 후에 마무리 스풀(finish spool) 8 상에 감기게 된다.

상기 칩 모듈들 4를 운반하는 상기 제2 캐리어 테이프 5는 칩 모듈용 스풀 9에 감겨 있다가, 전환 롤러(diversion roller) 10 주위에서 방향을 바꾸어 잔여 테이프 스풀 11 상으로 감기게 된다.

상기 전환 롤러 10의 높이에서 순환 이송 테이프 12가 시작되며, 또는 보다 정확하게는 상기 이송 테이프 12의 제1 전환 롤러 13부터 시작된다. 상기 이송 테이프 12는 상기 제1 캐리어 테이프 1 위에서 구동 롤러(drive roller) 14까지 연장된다. 레이저 접합 장치(laser solder unit) 15가 상기 전환 롤러 13과 상기 구동 롤러 14 사이에 제공된다. 테스트 칩 모듈 16은 상기 구동 롤러 14 아래에 제공된다. 상기 장치는 다음과 같이 동작한다:

상기 제1 캐리어 테이프 1은 상기 입력 스풀에서 연속 속도로 끌어 당겨져 상기 마무리 스풀 8 상에 감기게 된다. 상기 칩 모듈들 4를 운반하는 상기 제2 캐리어 테이프 5는 상기 제1 캐리어 테이프 1 상의 상기 안테나 간격과 동시에 연동하는 방식으로 상기 스풀 9에서 끌어 당겨져 상기 전환 롤러 10 주변을 통과한다. 상기 전환 롤러 10에서 상기 칩 모듈들 4는 예를 들면 상기 캐리어 테이프 5의 가열에 의해 방출된다. 상기 칩 모듈 4의 방출 시에 상기 제1 캐리어 테이프 1 및 상기 제1 캐리어 테이프 1과 동일 속도로 순환하는 상기 이송 테이프 12 모두에 의해 감겨진다. 상기 칩 모듈은 여기서 상기 단자 패드들 6과 함께 상기 직사각형 코일 2의 단자들 3 상에 정확히 배치된다. 상기 이송 테이프 12는 상기 칩 모듈 4를 상기 위치로 이송하는 한편 상기 제1 캐리어 테이프 1과 동일 속도로 계속하여 움직인다. 이런 동안에, 상기 터미널 패드들 6은 상기 레이저 접합 장치 15에 의해 상기 단자들 3에 접합된다. 이런 방식으로 보완된 트랜스폰더들은 상기 이송 테이프 12 아래에 배치된 상기 테스트 칩 모듈 16에 의해 테스트되며, 그 후 상기 제1 캐리어 테이프는 상기 마무리 스풀 상으로 감겨들어 갈 수 있다. 따라서 상기 마무리 스풀은 보완되어 테스트를 거친 트랜스폰더들을 보유하게 된다. 여기서 사 용된 칩 모듈에는 무선 식별(Radio Frequency Identification: 이하'RFID'라 함) 칩 모듈이 포함된다. 상기 칩 모듈은 특히 평평하게 제조될 수 있는데, 이는 스마트 라벨에 적용하기 위한 평 코일 안테나와 함께 사용하기에 적합한 것이다. 스마트 라벨들은 트랜스폰더들을 가지고 있는 라벨들로서 식별용으로 제품 또는 부품들에 부착될 수 있다.

레이저 접합 대신에, 상기 칩 모듈들 4 상의 단자 패드들 6을 상기 직사각형 코일들 2 상의 단자들 3에 압착시킬 수 있다.

본 발명은 본 발명은 트랜스폰더를 제조하기 위해 제1 캐리어 테이프 상에 배치된 안테나에 마이크로칩을 접속하는 방법에 관한 것으로, 트랜스폰더 제조 분야에 이용 가능하다.

Claims

트랜스폰더를 제조하기 위해 제1 캐리어 테이프 상에 배치된 안테나에 마이크로칩을 접속하는 방법에 있어서,

상기 마이크로칩은 전기단자들(6)을 구비한 칩 모듈(4)이 패키지화되어 제2 캐리어 테이프(5)에 적용되며,

두 캐리어 테이프들(1, 5)은 릴(7, 9)에서 풀리어 하나의 테이프가 다른 테이프 위로 운반됨으로써, 상기 칩 모듈들(4)이 상기 제2 캐리어 테이프(5)에서 분리되어 상기 제1 캐리어 테이프(1) 상의 소정 지점에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 캐리어 테이프는 연속 속도로 진행하는 한편, 상기 제2 캐리어 테이프(5)는 인덱서(indexer)를 통과하는 안테나 간격들과 동일한 속도로 상기 제1 캐리어 테이프(1)에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 칩 모듈(4)은 상기 제1 캐리어(1) 상에 배치된 후에 즉시 접합 또는 압착되어 상기 안테나(2)에 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 칩 모듈(4)을 상기 안테나(2)에 접속한 후에 즉시 상기 트랜스폰더를 테스트하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 칩 모듈을 상기 제1 캐리어 테이프(1) 상에 배치하는 단계에서, 상기 칩 모듈(4)이 상기 안테나(2)에 단단히 접속될 때까지 상기 칩 모듈(4)은 상기 제1 캐리어 테이프(1) 상에서 상기 제1 캐리어 테이프(1)와 동일 속도로 계속하여 순환하고 있는 이송 테이프(12)에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 레이저 접합에 의해 상기 칩 모듈(4)을 상기 안테나(2)에 접속하는 것을 특징으로 하는 방법.