KR20180007757A - Rfid인식 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 카드 또는 스마트 인레이(inlay) 등의 RFID 장치에서 제1 소자(210)의 전기적 도전성 콘택트(220)
를 장치의 제2 소자(212)의 전기적 도전성 콘택트(214)에 물리적 및 전기적으로 영구히 부착하는 방법을 제공한다.
제1 소자(210) 또는 제2 소자(212) 중 어느 하나의 도전성 콘택트 상에 금속과 전기적 도전성의 경질 입자를 동시퇴
적(co-depositing)함으로써 부착을 행하여, 소자들(210, 212) 과 그들의 도전성 콘택트들(220, 214) 사이에 영구적
결합을 제공한다. RFID 장치의 소자들(210, 212)은, 예를 들어, 메모리 칩, 마이크로프로세서 칩, 트랜시버, 또는 다
른 분리 혹은 집적 회로 장치, 칩 캐리어, 칩 모듈, 및 예를 들어 안테나와 같은 도전 영역을 포함한다.

Description

RFID인식 안테나 장치{RFID antena}

본 발명은 반도체 무선 주파수 송수신기(transceiver) 칩과 안테나 구조를 전기적이고 기계적으로 접속시키는 방법

및 구조에 관한 것으로, 특히 무선 주파수 인식 장치 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

RFID로 정의된 무선 주파수 인식 장치는 판독기(reader) 및 태그를 포함하는 자동 인식 및 데이터 캡쳐 시스템이다.

데이터는 전계, 또는 변조된 유도 또는 방사 전자기 캐리어를 이용하여 전달된다. RFID 장치는 예를 들어 스마트 카

드, 스마트 라벨, 보안 배지 및 가축 태그와 같은 구조에서 보다 널리 쓰이고 있다.

전형적으로, 스마트 카드는 플렉시블하며, 신용카드 크기이고, 메모리, 마이크로프로세싱 능력 및 RF 전송 및 수신('

송수신기')를 제공하는 칩이 내장된 플라스틱 디바이스이다. '판독기'와 사용될 때, 동작 전원이 칩에 제공되며, 판독

기는 칩으로부터 정보를 판독 및 기록하기 위해 칩과 통신한다. 잘 알려진 바와 같이, 이들 집적 회로 디바이스들 모두

, 또는 '칩'은 실리콘 '웨이퍼' 상에서 대량으로 제조된다. 웨이퍼는 각각이 이산의(discrete) 개별 칩인 다수의 '다이(d

ie)'로 절단된다. 여기서 사용되는 용어 대부분(예를 들어, 다이, 칩, 마이크로프로세서)은 본 기술 분야에서 호환적으

로 선택사용될 수 있다. 본 명세서에서, 용어 '칩'은 이하 이산 또는 집적 회로 디바이스, 즉 액티브 또는 패시브, 및 전

기광학 디바이스 중 어느 하나의 형태로 사용된다.

초기의 적용에서 종래의 스마트 카드(때때로 '칩 카드'로 알려짐)는 신용카드 크기의 플라스틱에 내장된 '칩 모듈'을

포함한다. 칩 모듈은 기판('칩 캐리어')로 패키징되거나 또는 기판에 프리접속된 칩이며, 통상 콘택트 영역 및 도전 트

랙이 제공되는 칩으로서, 회로 어셈블리 내에서 칩의 조작 및 접속을 보다 용 이하게 한다. 카드는 판독기에 플러그되

어 '판독'될 수 있어 판독기의 핀이 물리적으로 '콘택트 플레이트', 즉 칩 모듈의 노출된 콘택트 영역에 닿게 된다. 콘택

트 플레이트는 핀을 통해 판독기와 통신하는 많은 도전체들을 포함한다. 이들 '접촉식(contact)' 스마트 카드는 '스와

이프(swipe)' 카드보다 더욱 다양한 기능이 있으며, 카드의 한 측면의 자기 스트립에 고객 계좌번호와 같은 제한된 양

의 정보를 포함한다. 한편, 이들 초기 스마트 카드는 카드에 물리적으로 콘택트하거나 또는 카드를 판독기에 삽입할

필요에 의해 제한되므로, 트랜잭션이 완료되는 속도를 떨어뜨리게 한다.

스마트 카드에 대한 잠재적인 어플리케이션을 크게 확장할 수 있는 여러 기술이 있다. 이들 중에는, 보다 작은 칩과연관된 메모리 기억 능력 및 처리 능력에 대한 계속적인 개발이 있다. 이것은 스마트 카드가 데이터 저장 또는 처리

능력의 큰 양을 요구하는 새로운 방식에 이용될 수 있게 한다. 또한, 새로운 '비접촉식(contactless)' 스마트 카드는 이

것이 판독기와의 물리적인 콘택트를 필요로 하지 않게 개발되었다. 이들 비접촉식 스마트 카드는 보안 또는 액세스

제어 상황에서 수년 동안 사용되었던 RFID 카드의 기술과 유사한 기술을 채용한다. 이들 RFID 카드는 칩 및 안테나

를 포함하는 통상 하드하고, 강성이며, 플랫한 디바이스이다. RFID 카드는 그 RFID 카드 내의 회로에 에너지를 공급

하는 판독기에 의해 발생된 무선 주파수('RF') 에너지에 의해 전력을 공급받으며, RF 판독기와 카드의 칩 사이에서 제

한된 양의 정보를 교환가능하게 한다.

전형적으로, 새로운 비접촉식 스마트 카드는 신용카드와 동일한 크기이며 RFID 카드처럼 동작한다. 그러나, 높은 보

안성을 갖고 많은 양의 정보를 저장하는 스마트 카드의 능력은 많은 어플리케이션에서의 사용을 더욱 가능하게 한다.

스마트 카드는 초기에 상업적으로 '전화 카드'로 채용되어, 특히 공중 전화기에서 전화 사용을 허가하기 위해 메모리

에 미리 지불된 액수를 저장하고 있다. 전화기와 카드 사이의 통신은 전화기 사용을 허가 또는 거부하며, 메모리에 보

유된 이용가능한 액수로부터 전화 요금을 공제한다. 스마트 카드는 '로얄티' 카드와 같은 전자 비용/신용 카드로서 사

용되며, 유료 텔레비젼 및 대량 운송 설비를 액세스하고 활용하는데 사용된다. 이들은 또한 전시회 및 이벤트용 전자

티켓으로서 개발되어, 개별적인 건강/의료 기록에 대한 용이한 액세스 및 저장과, 절도방지(anti-theft) 시스템용 차

량에 이용된다. 새로운 사용은 정규적으로 생성되고 있다.

RF에 의한 정보 전송은 스마트 카드의 콘택트 플레이트와 판독기와의 물리적인 접촉에 대한 필요를 제거함으로써 스

마트 카드에 의해 가능한 어플리케이션을 확장시킬 수 있게 한다. 카드 몸체에서 소형 안테나(예를 들어, 코일 또는

다이폴)를 추가함으로써 비접촉식 카드가 RF 파를 통해 통신가능하게 하여, 보다 넓은 동작 범위, 즉 현재 상용되는

기술을 활용하는 약 1 미터를 허용하게 된다. 이들 비접촉식 스마트 카드의 동작 범위를 현저하게 증가시킬 수 있는

보다 진보된 기술이 고대된다. 스마트 카드와 판독기 사이의 콘택트에 대한 필요성의 제거는, 판독기가 스마트 카드를

액세스하고 스마트 카드와 통신하는데 걸리는 시간을 감소시켜, 스마트 카드가 사용자에게 더욱 수용가능하게 한다.

카드에 대한 개선된 판독기 액세스가능성은 큐잉(queuing) 시간을 감소시키며, 스마트 카드가, 예를 들어 수많은 사

람이 제한된 수의 액세스 포인트(예를 들어, 대량 운송 시스템 및 이벤트 설비로의 게이트)를 통해 빠르게 통과할 필

요가 있는 상황에서, 더욱 사용자에 친숙하게 한다.

또 다른 새로운 개발은 콘택트 플레이트와 안테나 모두를 포함하며 콘택트 판독기 또는 RF 판독기 중 어느 하나에 의

해 에너지를 공급받으며 액세스될 수 있는 하이브리드 또는 '듀얼-인터페이스' 스마트 카드이다. 그 결과 이들 모두의

인터페이스 능력은 단일 스마트 카드에서 고유한 것이다. 다른 것이 표시되지 않는 한, 이하에서 '스마트 카드'라는 용

어는 전통적인 스마트 카드, 비접촉식 스마트 카드, 및 듀얼 인터페이스 스마트 카드를 포함한다.

일반적으로, 스마트 카드는 신용 카드와 동일한 방식으로, 예를 들어 지갑 또는 돈주머니에서 개별적으로 이용되며

이들에 의해 보유되어 보안을 유지한다. 선택적으로, 스마트 카드는 식별 배지와 같이 사용자가 휴대할 수 있다. 스마

트 카드는 또한 예를 들어 책, 의류, 또는 다른 소매품의 이동, 또는 가축이나 야생 동물의 이동을 모니터링하기 위한 '

태그'로서 이용될 수 있다.

기술적인 진보로 예를 들어 무생물상의 라벨 또는 법률 서류의 검증을 위한 라벨로서 보다 작고 얇은 형태로 RFID 장

치가 이용될 수 있게 되었다. 이들 작고, 얇으며 플렉시블한 RFID 소자들은 이하 '스마트 인레이(smart inlays)'로 언

급된다. 스마트 인레이는 전형적으로 우표 크기이며 일반적으로 기판 상의 안테나에 접속된 프로그램가능한 집적 회

로 칩을 포함한다. 스마트 인레이가 스캐너와의 접촉에 의해 판독될 수 있다 할지라도, 그 주된 목적은 예를 들어 1 또

는 2 차원의 바 코드의 광 스캐닝과 같은 시간 소비되는 개별화된 스캐닝에 대한 필요없이 전송될 수 있는 정보를 포

함하는 라벨을 제공하는 것이다.

스마트 인레이에 대한 한 형태의 사용은 '스마트 라벨'에 있다. 스마트 라벨은 전형적으로 스마트 인레이를 봉하는 종

이 또는 플라스틱의 얇은 라미네이트를 포함하며, 상당한 거리, 예를 들어 1 미터 이상에 걸쳐 RF 신호를 통해 통신할

수 있게 한다. 따라서, 스마트 라벨은 예를 들어 오버나이트 쿠리어(overnight courier) 패키지 또는 비행기 수화물에

부착되거나 또는 소매품 라벨로서 이용되거나, 대여 서비스(예를 들어, 도서관 책 및 비디오)에 사용된다. 스마트 라

벨은 스캐너에 대해 개별적으로 조작될 필요가 없으나, 예를 들어 패키지가 고정된 판독기를 통과할 때 패키지를 카트

또는 트럭에 로딩하거나 패키지를 콘베이어상에 두면서, 패키지를 조작하는 통상의 코스에 정보를 전송한다. 또한,

고정 정보를 갖는 바 코드 라벨과는 다르게, 스마트 라벨의 칩 메모리에 저장된 데이터는 라벨을 교체할 필요없이 판

독기로부터 갱신된 데이터를 전송함으로써 변형될 수 있다. 스마트 인레이를 포함하는 스마트 라벨의 종이 또는 플라

스틱 라미네이트는 인식 또는 심지어 규칙적인 패키징 라벨과 유사한 대응하는 광 바 코드로 인쇄된다.

스마트 인레이 사용의 다른 형태는 '스마트 페이퍼'의 생성이다. 스마트 페이퍼는 통상 전자 워터마크와 같은 인증 또

는 검증 목적을 위한 스마트 인레이를 포함하는 종이 서류이다. 스마트 라벨을 사용하는 서류의 예는 개인 식별, 주식

증서, 채권, 유서, 및 인증의 증명이 요구되는 다른 법률 서류이다.전형적인 사용에서, 스마트 인레이는 판독기로부터 나오는 RF 필드에 의해 유도적으로 전력을 공급받으며 배터리를

필요로 하지 않는다. 스마트 카드 및 스마트 인레이가 판독기에 의해 전기적으로 전력을 공급받기 때문에, 이들은 일

견 '패시브' 디바이스로서 분류될 수 있다. 이들 디바이스들이 내부 전원을 포함하는 것이 기술적으로 가능하다 할지

라도, 이들 전원은 현재 매우 비싸다. 그러나, 이하에서는 '스마트 카드' 및 '스마트 인레이'는 패시브 디바이스 및 내부

전원을 갖춘 디바이스 모두를 포함한다. '스마트 카드' 및 '스마트 인레이'는 또한 일회용(예를 들어 단일 사용)과 재사

용가능한 및/또는 재프로그래밍가능한 RFID 장치 모두를 포함한다. 비접촉식 및 듀얼 인터페이스 스마트 카드 및 스

마트 인레이 디바이스 모두는, 이들이 플렉시블한 물리적 캐리어(예를 들어 플라스틱) 내에 부착 또는 포함되며, 시스

템 설계에 따라 대략 100kHz 및 2.54GHz의 주파수 범위에서 RF 파를 통하여(예를 들어, 진폭 또는 주파수 변조에

의해) 데이터를 수신, 전송, 및 저장할 수 있는 작은 전자 회로이라는 점에서, '플렉시블 트랜스폰더(transponders)'로

언급된다.

가능한 이용 분야의 인식이 증가하고 있기 때문에, 스마트 카드 및 스마트 인레이는 점점 생산이 증가하고 있다. 대략

20억개의 스마트 카드가 2000년 동안 전세계에서 제조되었고 2003년에는 거의 60억개가 예상된다. 전형적으로, 스

마트 카드 또는 스마트 인레이 디바이스의 발행은 사용자에 의해 직접적으로 커버되지 않고 발행자에 대한 부가적인

사업 비용을 가져온다. 예를 들어, 대중 운송 설비상의 사용을 위한 스마트 카드의 발행은 다른 운송 사용자와 비교하

여 이들 카드의 사용자에게 보다 높은 요금으로 통상 상쇄되지 않는다. 스마트 카드의 사용이 추 가적인 부대효과를

가져오고 부가적인 수입을 제공하는 반면, 카드의 발행은 캐리어에 대한 부가적인 비용이다. 이런 이유 및 이하 논의

되는 이유 때문에, 이들 증가하는 스마트 카드 및 스마트 인레이가 개선된 제조 기술로 효율적이며 비용적으로 효과

적으로 제조하기 위한 새로운 방식을 찾아야 할 필요성이 크게 되었다.

스마트 카드 및 스마트 인레이가 이점을 제공한다 할지라도, 시장 수용 및 사용에서는 제조 신뢰성이 가장 중요하다.

기능장애의 스마트 카드 및 스마트 인레이는 상당한 불쾌와 불신을 가져오고-스마트 카드와 스마트 인레이에 의존하

는 소비자들 및 카드/라벨 발행자 모두에게-, '스마트' 기술이 추가적인 어플리케이션으로 확장되는 것을 방해한다.

대부분의 스마트 카드 및 스마트 인레이는 동적으로 휘어진다. 즉, 이들은 통상적인 사용에서 휘어지게 된다. 비록 다

른 머플리케이션, 예를 들어 개인용 컴퓨터 및 자동차에서와 같이 컴퓨터 회로가 단일의 경우, 즉 설치하는 동안, 휘어

진다 할지라도, 이들은 정규 사용에서 반복적으로 휘어지지 않는다. 따라서, 스마트 카드 및 스마트 인레이에서의 칩,

안테나, 및 임의의 다른 회로 및 전자 소자들은 이들 종래의 '플렉스 회로(flex circuits)'를 포함하는 전형적인 컴퓨터

회로에서는 직면하지 않는 기계적인 스트레스를 받게 된다. 유사하게, 종래의 RFID 카드는 휘어짐을 방지하여 칩 및

사용중인 회로에 손상을 입히는 것을 방지하기 위해 단단하고 딱딱하게 설계된다. 아직까지는, 높은 신뢰성을 갖는

대량의 스마트 카드 및 스마트 인레이를 제조하는데 있어 제조업자를 보조할 수 있는 성공적인 선례가 거의 없다. 따

라서, 높은 제조 환경에서 스마트 카드 및 스마트 인레이의 값싸고 신뢰성 있는 접속을 형성할 수 있는 시스템 및 방

법론을 제공하기 위한 필요성이 크게 된다.

스마트 카드 및 스마트 인레이(smart inlay)의 플렉션(flexion)은 칩 및 다른 소형화된 전자 소자들 그리고 이들 내에

포함된 회로들이 통상의 조작에서 조차도 상당한 물리적인 스트레스를 받는다. 이들 힘은 소자들 사이의 전기적 접촉

의 손실 및 스마트 카드 또는 스마트 인레이의 동작불능(inoperability)을 야기시킨다. 비접촉식 스마트 카드의 안테

나와 칩 모듈 간의 또는 스마트 인레이의 안테나에 대한 칩의 접속은 통상의 이용시 특히 치명적이다. 따라서, 스마트

카드 및 스마트 인레이를 제조하기 위한 임의의 향상된 방법도 이들 제품 고유의 물리적인 남용을 견딜 수 있는 전기

소자들간의 접속을 제공해야만 한다. 그러나, 칩 또는 칩 모듈을 기판 또는 안테나 구조에 접속하기 위한 현재의 기술

은 여전히 소비적이며 매우 느리다.

예를 들면, 모듈의 콘택트 영역에서 칩을 모듈에 전기적으로 접속하기 위하여, 두가지 주요한 기술이 있다: 배선 본딩

과 플립-칩 다이 본딩. 배선 본딩은 매우 얇은 금속 배선을 이용하여 칩 본드 패드들을 모듈 상의 콘택트 랜드에 접속

하는 공정이다. 칩 모듈의 배선 본딩을 이용하여 스마트 카드를 제조하기 위한 대표적인 종래기술의 공정은 종래기술

의 도면 1A-1E에 나타나 있다. 칩(100)은 통상적으로 종래기술의 도 1A에 나타난 바와 같이 다수의 본드 패드(104)

가 구비된 실리콘 다이(102)로 구성된다. 칩(100)은 스마트 카드를 제어하기위한 목적에 적합한 필수의 프로그래밍

및 데이타를 포함한다. 칩(100)을 수용하기 위한 칩 캐리어(105)는 종래기술의 도 1B에 나타나 있다. 칩 캐리어(105)

는 통상 구리로 이루어진 콘택트 랜드(112) 및 도전성 트랙(도시되지 않음)의 분산층, 통상 글래스 에폭시로 이루어

지는 기판(106); 및 기판(106)의, 콘택트 랜드(112)와는 대향측 상에, 예를 들면 니켈 및 금으로 도금된 구리의 콘택

트 플레이트(108)로 구성된다. 기판(106)은 기판(106)의 일측에서 타측으로의 비아(110) 또는 통로(passages)로 형

성된다. 이들 비아(110)는, 비아(110)를 통해 연장되어 기판(106)의 대향측 상에 콘택트 플레이트(108)와 전기적 접

촉을 형성하는 도전벽(113)과 평행하다.

칩(100)은 종래기술의 도 1C에 나타난 바와 같이 배선 본드(114)에 의해 전기적으로 칩 캐리어(105)에 부착되어 칩

모듈(115)을 형성한다. 통상적으로, 본더(bonder)는 배선의 일측단을 실리콘 다이(102) 상의 본드 패드(104)에 자동

적으로 본딩시키고, 배선의 타측단을 칩 캐리어 기판(106)(도시되어 있음)내의 콘택트 랜드(112)에 또는 비아를 통해

본딩시켜서, 칩(100)과 칩 캐리어(105)의 대향측 상의 콘택트 플레이트(108)간의 접속을 형성한다. 배선 본드(114)

와 칩(100) 및 칩 캐리어(105)간의 전기적인 접속은, 각각 초음파 또는 열음파(thermal-sonic) 용접을 통해 형성된다

. 이 공정의 주요 단점은 각 칩(100)이 다수의 배선 본드(114)를 통해 칩 캐리어(105)와 접속될 필요가 있다는 것이다. 이는 칩 캐리어(105)에의 칩 부착 공정을 매우 시간 소모적이며 비용이 많이 들게 된다. 다른 단점은 배선 본딩이 또

한 칩(100) 면적의 10배까지 소모하기 때문에, 이러한 소형화의 요구에 부응하는 접속 방법의 능력을 제한한다. 배선

본드(114)의 열음파 용접은 그러한 온도를 견딜 수 있는 칩 캐리어 기판(106)의 선택을 필요로 하는 고온을 생성한다

.

칩(100)을 칩 캐리어(105)에 기계적으로 접속하기 위하여, 칩은 통상적으로 칩 부착 접착제(도시되지 않음)를 사용하

여 기판에 접착된다. 칩(100)과 배선 본드(114)는 밀봉재(encapsulant)(116)로 피복된다. 밀봉재(116)는 또한 칩(10

0)을 칩 캐리어(105)에 고정하고 기계적 및 환경적인 손상으로부터 배선 본드(114)를 보호한다. 모듈(115)이 더 처리

되기 전에 밀봉재(116)를 경화해야만 하기 때문에, 밀봉재 피복은 모듈(115) 어셈블리 공정에서의 또 다른 시간 소비

단계이다.

종래기술의 도 1D에 도시된 바와 같이 듀얼 인터페이스 스마트 카드 블랭크(125)는 칩 모듈(115)을 수용하기 위한

캐비티(120)를 갖는 카드 본체(118)로 이루어졌다. 캐비티(120)는 칩 모듈(115)의 에지를 지지하기 위한 셀프(shelf)

(122)로 형성된다. 카드 본체(118)는 또한 카드 본체(118)의 표면 아래에 잔류하는 안테나 권선(128)을 감싼다. 안테

나(128)는 몇몇의 동심원의 루프 또는 권선으로 이루어져(도 1의 측면도에, 그리고 도 12b에 소자(1228)로서 도시되

어 있음), 적절한 수신 및 송신 능력을 제공한다. 안테나(128) 및 카드 본체(118)는 은-페이스트(silver-paste) 인쇄

및 적층에 의해 베이스(base) 상에 준비된다. 예를 들면, 안테나(128)는 내부층 시트, 통상적으로 PVC 또는 유사 재

료 상에 실린더 스크린 인쇄 기계를 통해 은-페이스트 스크린 인쇄 처리에 의해 준비될 수 있다. 도면에는 도시되지

않았지만, PVC 및 안테나는 도식적으로 설계된 코어 시트 및 오버레이 시트와 함께 열 전사 압력으로 적층될 수 있다

.

통상적으로 안테나(128)를 갖는 카드 블랭크(125)는 다수의 카드 시트로 제조된다. 적층 후, 시트를 단일 카드로 펀

치하고나서 칩 모듈(115)용 캐비티(120) 를 밀링(mill)한다. 추가의 안테나 캐비티(123)가 셀프(122) 아래로 연장되

어, 칩 모듈(115)에 전기적 접속을 위한 안테나 콘택트(128a, 128b)로의 액세스를 제공한다. 안테나 캐비티(123)는,

인쇄된 은-페이스트 트랙 단부에 매우 조심스럽고 정밀하게 도달되도록 그 깊이가 조정되어야만 하기 때문에, 안테나

콘택트(128a, 128b)를 노출시키는 특수 드릴 도구를 사용함으로써 준비된다. 이러한 타입의 안테나(128)는 13.56M

Hz 미페어(Mifare) 시스템(네델란드, 아인트호벤의 필립스 반도체로부터 활용 가능함)에서 통상적으로 사용된다. 코

일은 4 내지 5 '권선(windings)'으로 구성되어 적층후의 전체 저항이 약 2 내지 6 옴(ohm)이 된다.

도 1D는 칩 모듈(115)과의 전기적 및 기계적 접속을 수취하기 위한 스마트 카드 본체(118)의 통상적인 종래 기술의

준비를 나타낸다. 도전성 접착제(126)는 안테나 캐비티(123) 내에 분배되어 안테나 콘택트들(128a, 128b)과 칩 모듈

(115) 상의 콘택트 랜드(112) 사이의 필요한 전기적 접촉을 제공한다. 콘택트 랜드(112)를 안테나 콘택트(128a, 128

b)에 접속하는 도전성 접착제(126)는 은장(silver-filled) 에폭시 페이스트일 수 있다(예를 들면, POLYTEC GmbH,

D-76337 왈트브론, Polytec-platz 1-7로 대표되는 에폭시 기술 회사의 EPO-TEK E4110). 이로써 칩(100)은 외부

디바이스와의 RF 통신을 허용하는 안테나(128)에, 그리고 콘택트 랜드(112)를 콘택트 플레이트(108)에 접속하는 비

아(110)내의 분산 트랙(113)을 경유하여 콘택트 플레이트(108)에 전기적으로 접속되며, 이것은 콘택트 플레이트(10

8)를 통해 칩(100)과 카드 판독기 간의 물리적 전자 인터페이스를 허용 한다. 어느 한 경우에 있어서, 칩(100)에 대한

전력은 카드 판독기 또는 외부 RF 디바이스에 의해 공급된다.

또한, 칩 모듈(115)을 스마트 카드 본체(118)에 기계적으로 고정하기 위하여 비도전성 접착제(124)를 캐비티(120)내

의 셀프(122)에 도포한다. 비도전성 접착제는 도전성 접착제(126)보다 접착 품질이 뛰어나며 저가이기 때문에, 별도

의 비도전성 접착제(124)가 카드 본체 내에 칩 모듈(115)을 유지하는데 사용된다. 비도전성 접착제(124)를 사용하여

콘택트 랜드(112)를 통한 원하지 않는 전기적 접속을 방지한다. 그러나, 비도전성 접착제를 도포하는데 있어서 주의

를 기울여 콘택트 랜드(112)와 안테나 콘택트(128a, 128b)간의 전기적 접촉을 커버하거나 간섭하지 않도록 한다.

시아노아크릴 액체 접착제는 통상적으로 비교적 저가의 스마트 카드의 비도전성 접착제(124)로서 사용되며, 보다 중

요한 스마트 카드 애플리케이션에서는, 양면의 내열성을 가진 접착 테이프(예를 들면, 우나스트라세 48, D-20245 함

부르크에 위치한 Beiersdorf AG의 TESA 8410)가 일반적으로 사용된다. 통상적으로 이 양면의 내열성을 가진 비도

전성 접착제는 우선 칩 모듈(115)의 내측에 열압으로 도포된다. 다음으로 칩 모듈(115)은 캐비티(120)에 삽입되고,

열 및 압력에 의해 도포된 비도전성 접착제(124)를 통해 카드 본체(118)에 본딩된다. 이 어셈블리의 최적의 접착성

및 수명을 위해, 캐비티(120)는 플라즈마에 의해 칩 모듈(115)을 본딩하기 전에 처리되어야 한다(예를 들면, 디젤스

트라세 22a, D-85551 키르치하임 바이 뮌헨에 위치한 Technics Plasma GmbH의 플라즈마-시스템 4003). 그러한

플라즈마 처 리는 약간의 거칠기를 갖는 매우 깨끗한 표면을 만들기 때문에, 칩 모듈(115)을 카드 본체(118)의 캐비

티(120)로 매우 내구성있게 본딩할 수 있게 한다. 완전 조립된 종래기술의 듀얼 인터페이스 스마트 카드(130)는 도 1

E에 도시되어 있다.

배선 본드(114)의 문제점에 덧붙여서, 도전성 접착제를 이용하는 종래기술의 스마트 카드의 어셈블리는 더 많은 단점

을 발생시킨다. 도전성 접착제의 전기적 특성은 경화되는 동안 초, 분 및 시간의 주기에 걸쳐 바뀐다. 실제적으로, 이

것은 완성된 스마트 카드가 어셈블리 직후 테스트될 수 없다는 것을 의미한다. 시간 당 수천 단위로 측정된 제조율을이용함으로써, 테스트의 임의의 지연은 제조 공정의 결함이 검출되기 전에 결함 카드의 실질적인 수율 손실을 초래할

수 있다. 또한 테스트가 완료되기 전에 카드를 비축해야 하기 때문에 생산성은 나쁘게 영향을 준다. 따라서, 카드 및

라벨들이 즉시 테스트될 수 있는 제조 공정을 개발하는 것이 매우 바람직하다.

RFID 제조시 사용된 다른 현재의 칩 본딩 기술 중에서, 대부분의 공통된 칩과 안테나(chip-to-antenna) 접속 공정은

플립-칩과 칩 캐리어의 솔더링, 또는 이방성의 도전성 접착제를 이용한 칩과 칩 캐리어의 플립 칩 본딩 중의 어느 하

나, 및 그 후에 도전성 접착제를 활용한 칩 모듈과 안테나의 접속을 포함한다. 칩 부착의 경우, 가장 널리 사용되는 공

정에는 직접적인 칩 탑재를 위해 변형되어진, 전통적인 솔더링 기술이 있다. 예를 들면 Pb/Sn 37/63과 같은 범핑 및

접속 공정에 종종 공융(eutectic) Pb/Sn이 사용된다. 이것이 널리 이용된다고 할지라도, 단점이 크다. 솔더링 공정의

상대적으로 높은 온도로 인해, 기판 재료의 선택은 극히 높은 등급, 고가의 재료에 국한되며-대량에 유리한 조건이 아

니고, 어떤 경우에는 일회용의, 이동가능한 전자 제품, 특히 스마트 인레이용으로 적합한 폴리프로필렌 기판 또는 페

이퍼가 있다. 또한, 유럽 연합, 일본 및 미국에서 환경 및 건강에 관련하여 언급된 법안의 최근 변화는 비교적 더 높은

처리 온도 또는 보다 값비싼 솔더를 항상 필요로 하는 납-프리 솔더링 재료의 사용을 규정하고 있다. 또한, 솔더링 전

에 기판 상에 솔더링 가능한 금속화 표면의 준비와, 본딩후의 세정 단계가 요구되며, 이는 처리 비용 및 복잡성을 확실

히 증가시키는 것이다. 추가된, 시간 소비적이며 비용 증가적인 단계인 이 공정에서 칩을 언더필(underfill)해야 하는

부가적인 요구가 종종 있다.

이방성의 도전성 접착제(ACA)를 이용한 플립 칩 본딩은 최근 보다 관심을 갖게 된 또 다른 칩과 칩 캐리어의 본딩 방

법이다. ACA는 칩과 칩 캐리어간의 전기적 및 기계적 접속은 물론, 모듈과 안테나 코일 패드간에도 제공될 수 있다.

ACA의 도전성은 X-Y면내의 전기적 절연을 유지하면서 Z-방향으로 억제된다. 또한, ACA 재료들은 밀봉재로서 작용

하여 플립의 하부면을 밀봉한다. 이는 추가적인 언더필 단계에 대한 필요성을 없앤다. 그러나, ACA는 종종 비도전성

접착제보다 10배까지 고가인 것이 있다. 게다가, 적절한 접착력을 달성하기 위해 ACA가 도포되기 전에 표면은 화학

처리를 필요로 한다. 더욱이, 대응하는 면들(mating surfaces), 즉 칩 본드 패드, 안테나 콘택트 및 칩 캐리어 콘택트

랜드는 산소 제거되어야 한다. 칩의 배치는 매우 정확해야하며 매우 제한된 허용 오차만이 수용가능하다. 다른 단점

으로는 칩, 특히 스마트 카드 및 특히 스마트 인레이에 사용 되는 얇은 칩에 손상을 입힐 수 있는 픽-앤-플레이스(pic

k and place) 공정과, 고가의 ACA 재료(테이프 또는 막)에 대한 매우 복잡한 배치 공정 동안 고압이 요구되는 것이다

.

이방성 도전성 접착제를 이용한 플립-칩 본딩은 다른 영향이 있는 칩 본딩 기술이다. 이 공정은 통상적으로 제조 라

인내로 집중되게 된다. 이방성 도전성 접착제에 의해 전기적 접속이 제공되기 때문에, 즉 개별 본드측에서 임의 방향

으로 수행될 것이고 따라서 별도로 배치되어야 하기 때문에, 특히 소형의 소자들 및 피치(pitch) 거리의 경우에 비용

면에서 아직까지 제한이 있다. 따라서, 높은 정밀도의 필요성이 이 기술의 비용을 현저하게 증가시킨다. 이 공정에서,

칩의 본드 패드에 범프가 더 부가된다. 이것은 통상적으로, 니켈/금 범프 또는 스터드(stud) 범프이다. 또한, 고온 및

긴 경화 공정이 통상적으로 요구된다. 등방성 또는 이방성 중 어느 하나의 도전성 접착제를 이용한 칩 본딩 기술의 다

른 주목할 만한 단점은 긴 경화 시간이 요구되기 때문에 즉각적인 테스트가 곤란하다는 것이다.

이들 원인의 결과로서, 표준의 듀얼-인터페이스 스마트 카드 및 다른 RFID 장치는 현재 비도전성 접착제(일반적으로

소자를 함께 홀딩하는 경우)와 도전성 접착제(콘택트 랜드 또는 본드 패드에서 전기적 접속을 형성하는 경우)의 조합

을 이용하여 제조된다. 그럼에도 불구하고, 이러한 타협은 위에 기재된 단점을 회피하지 못한다. 따라서, 값싸면서도

효과적으로 스마트 카드 및 스마트 인레이의 소자들을 부착할 수 있는 개선된 제조 공정의 필요성이 있다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 전기 소자 어셈블리의 일반화된 단면도가 도시되어 있다. 기판(212)은

스마트 카드 모듈용 칩 캐리어, 스마트 인레이(inlay)용 안테나 기판, 또는 RFID 장치용의 임의의 다른 기판일 수 있

다. 전기 소자(210)는 기판(212) 상에 장착된다. 전기 소자(210)는 예를 들어, 메모리 디바이스, 로직 디바이스, 마이

크로프로세서 및 다른 타입의 칩 등의 반도체 집적 회로 디바이스를 포함하는 다수의 상이한 전기 소자들 중 하나일

수 있다. 또한, 기판(212)은 상부에 하나 이상의 칩들이 장착된 플렉스(flex) 회로 또는 칩 캐리어일 수 이다.

본 명세서에서 콘택트 '랜드'(214)로 지칭되는 복수의 전기적 콘택트 사이트들이 기판(212)의 본딩 표면(216) 상에

존재하며, 본 실시예에서, 전기 소자(210)의 도전성 본딩 패드(220)에 부착되는 대응하는 전기적 도전성 경질 입자(2

18)를 수용하도록 배치된다. 본 발명 및 본 발명의 다양한 실시예에서 사용된 도전성 경질 입자(218)는 일반적으로

적어도 전기적 콘택트 사이트(예를 들어, 콘택트 랜드(214))의 강도 만큼 큰 강도를 가지며, 바람직하게는 전기적 콘

택트의 강도보다 큰 강도를 갖는다. 도전성 경질 입자(218)는 예를 들어, 구리, 알루미늄, 니켈, 주석, 비스무스(bismu

th), 은, 금, 백금, 팔라듐, 리듐, 베릴륨, 붕소, 나트륨(sodium), 마그네슘, 칼륨, 칼슘, 갈륨, 게르마늄, 루비듐, 스트론

튬, 인듐, 안티몬, 세슘, 및 바륨 등의 금속 및 이 금속들의 합금 및 금속간 화합물(intermetallic)로 이루어질 수 있다.

이하에서 기술되는 바와 같이, 바람직한 금속은 니켈이다.

본 발명의 일 실시예에서, 도전성 경질 입자(218)는, 상기 나열된 도전성 금속층으로 커버되거나 둘러싸인 비도전성

코어 입자로 이루어진다. 이 경우에, 비도전성 코어 입자는 예를 들어, 금속 산화물, 질화물, 붕소화물, 실리콘 및 다른카바이드, 베릴륨, 붕소, 파이버, 탄소 파이버, 가닛 및 다이어몬드 등의 비금속 재료일 수 있다. 바람직한 비금속 경질

입자는 다이어몬드이다. 이러한 코어 입자로 바람직한 금속 코팅 재료는 니켈 및 구리이다. 열적 도전체가 바람직하

며, 다이어몬드와 세라믹이 바람직한 재료이다. 본 발명의 일 실시예에서, 경질 입자(218)는 니켈층으로 도금된 다이

어몬드 코어로 구성된다.

도전성 경질 입자(218)는 또한 얇은 금층으로 커버될 수 있다. 금은 낮은 접촉 저항을 제공하여 접촉 표면의 산화를

방지한다. 금의 대안으로서 백금, 팔라듐, 크롬, 팔라듐-니켈 합금, 및 주석-니켈 합금이 포함될 수 있다.

각각의 콘택트 랜드(214)는 전기 소자(210)와 기판(212) 사이에 전기적 상호 접속이 제공될 수 있도록 전기적으로

도전성을 띤다. 마찬가지로 전기적 도전성을 띠는 본딩 패드(220)는 칩 표면 상에 배치되며 칩을 기판(212)에 플립-

칩 방식으로 부착하기 위해 배치된다. 대안으로서, 본딩 패드(220)는 하나 이상의 전기 소자(210)가 차지하는 플렉스

회로 또는 칩 캐리어의 본딩 표면 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 본딩 패드(220) 및 콘택트 랜드(21

4)는 니켈층으로 각각 금속화된다.

도 2에 도시된 전기 소자 장착 구성에서, 기판(212)의 본딩 표면(216)과 전기 소자(210)의 정면(face surface)(222)

사이에 갭(221)이 형성된다. 갭(221)은 통상적으로 약 0.5 내지 약 5밀(mils)로 다양하다. 갭(221)은 접착물질(224)

로 완전히 채워진다.

본 발명에서, 바람직한 접착물질(224)은 열 처리 또는 다른 처리가 필요 없 이 예를 들어, 시아노아크릴레이트(cyano

acrylate)를 매우 급속하게 설정하는 재료이다. 대안으로서, 접착물질(224)은 자외선-광(UV) 경화가능한(curable)

폴리머 혼합물일 수 있다. 부가적으로, 다른 타입의 접착제, 예를 들어, 영구 경화가능한 접착제, 고온 용융 접착제 및

다른 열가소성 접착제 및 중합화가능한 접착제가 사용될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 접착물질(224)은 접촉 및 압력

에 민감한 접착제일 수 있다. 바람직하게는, 사용되는 접착물질(224)은 전기 소자(210) 또는 상호 접속에 악영향을

줄 수 있는 특정 불순물 레벨을 감소시켜야 한다. 특히, 나트륨 및 염소 이온으로 인해 칩에 결함이 초래되고 습기있는

조건 하에서 전기적 상호 접속의 부식을 촉진하는 것으로 알려져 있다.

기판(212)에 전기 소자(210)를 준비하고, 조립하며, 고정시키는 것에 있어서 본 발명을 수행하기 위해 다수의 공정가

사용될 수 있다. 도 3에는 본 발명의 제1 공정 실시예에 따라 구성된 어셈블리 이전의 전기 소자(310) 및 기판(312)의

단면도가 도시되어 있다. 기판(312)에 전기 소자(310)를 장착하기 전에, 이산 개별 콘택트 랜드(314)를 상부에 구비

한 기판(312)에 접착물질(324)이 프리코팅된다. 접착물질(324)은 액체 또는 접착 테이프 중의 하나로서 기판(312)에

도포된다. 경질 입자(318)가 전기 소자(310)의 정면(322) 상에 대응하는 본딩 패드(320)에 부착된다. 접착물질(324)

은 기판(312)의 본딩 표면(316)에 걸쳐서 콘택트 랜드(314) 상방에 균일하게 퍼져 있으며, 기판(312)의 나머지 부분

을 덮는다. 대안으로서, 접착물질(324)은 경질 입자(318) 상방에서 전기 소자(310)의 정면(322)에 도포될 수 있다.

그 후, 부착된 경질 입자(318)를 갖는 본딩 패드(320)가 기판(312)에 면하 여 기판(312)의 콘택트 랜드(314)를 따라

정렬되도록 전기 소자(310)가 배치된다.

기판(312)에 전기 소자(310)를 장착하기 위해, 경질 입자(318)가 부착된 본딩 패드(320)는 콘택트 랜드(314)를 갖는

밀접 결합된 콘택부로 이동되며, 도 3에서 화살표로 표시된 바와 같은 압축력이 인가된다. 압축력하에서, 경질 입자(3

18)는 기판(312)의 콘택트 랜드(314)를 관통한다. 어셈블리 시에 사용된 특정 접착물질에 따라, 접착물질(324)은 자

기-경화 메카니즘에 의해 경화되거나 접착제의 열적 또는 UV 경화(UV cure)에 의해 경화된 후, 압축력이 해제되어

도 2에서 도시된 어셈블리를 생성하게 된다. 특히, 경화된 접착제(324)는 전기 소자(310)와 기판(312) 사이에 연속된

시일(seal)을 제공하여 기판(312)과 전기 소자(310) 사이의 압축력을 유지함으로써, 초기 적용된 압축력이 해제된 후

에 콘택트 랜드(314) 내에 경질 입자(318)가 부분적으로 내장된 상태로 유지되게 한다.

도 4에는 본 발명의 제2 공정 실시예에 따라 조립되고 배치되기 이전의 전기 소자(410) 및 기판(412)의 단면도가 도

시되어 있다. 개별적인 이산 본딩 패드(420)를 상부에 갖는 전기 소자(410)는 기판(412)이 조립되기 전에 접착물질(4

24)로 프리코팅된다. 도 3의 이전 공정 실시예와 유사하게, 전기 소자(410)에 접착물질(424)이 액체 또는 접착 테이

프 중의 어느것으로서 도포된다.

본 실시예에서, 기판(412)의 본딩 표면(416) 상의 대응하는 콘택트 랜드(414)에 경질 입자(418)가 부착된다. 접착물

질(424)은 본딩 패드(420) 상방에서 전기 소자(410)의 정면(422)에 걸쳐 균일하게 퍼져 있으며, 정면(422)의 나머지

부분을 덮는다. 대안으로서, 접착물질(424)은 경질 입자(418) 상방으로 기판(412) 의 본딩 표면(416)에 적용될 수 있

다. 이때, 전기 소자(410)는 본딩 패드(420)가 기판(412)에 면하여 경질 입자(418)가 부착된 콘택트 랜드(414)와 정

렬되도록 배치된다.

다음으로, 본딩 패드(420)는 콘택트 랜드(414)를 구비한 밀접 결합된 콘택부로 이동되며, 도 4에서 화살표로 표시된

바와 같이 압축력이 인가된다. 압축력 하에서, 경질 입자(418)는 전기 소자(410)의 본딩 패드(420)를 관통한다. 접착

물질(424)은 전술한 바와 같이 경화된 후, 압축력이 해제되어 도 2에서 도시된 어셈블리를 생성하게 된다.

도 1A 내지 도 1E는 전형적인 종래기술의 디바이스에서, 소자들이 서로 부착되어 있는 단면도로 도시된 듀얼 인터페
이스 스마트 카드의 어셈블리 내에 전형적으로 채용되는 일반적인 공정 단계를 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 전기 소자 어셈블리의 단면도.
도 3은 경질 입자가 전기 소자에 부착되고, 접착제가 기판에 도포되는, 본 발명의 제1 공정 실시예에 따라 구성된 어
셈블리 이전의 전기 소자 및 기판의 단면도.
도 4는 경질 입자가 기판에 부착되고, 접착제가 전기 소자에 도포되는 본 발명의 제2 공정 실시예에 따라 구성된 어셈
블리 이전의 전기 소자 및 기판의 단면도.
도 5는 경질 입자가 기판 위에 배치된 접착제에 부착되는, 본 발명의 제3 공 정 실시예에 따라 구성된 어셈블리 이전
의 전기 소자 및 기판의 단면도.
도 6은 경질 입자가, 전기 소자 위에 배치된 접착제에 부착되는, 본 발명의 제4 공정 실시예에 따라 구성된 어셈블리
이전의 전기 소자 및 기판의 단면도.
도 7A 및 도 7B는 접착제의 선택된 부분이 기판 및 전기 소자 위의 콘택트 사이트와 정렬된 관계로 있는 경질 입자를
포함하는, 본 발명의 제5 공정 실시예에 따른 부착 방법이 행해지고 있는 기판 및 전기 소자의 단면도.도 8A 및 도 8B는 접착제가 경질 입자의 균일층을 포함하는 본 발명의 제6 공정 실시예에 따른 부착이 행해지고 있는
기판 및 전기 소자의 단면도.
도 9A 내지 도 9F는 본 발명에 따라 소자가 서로 부착된, 듀얼 인터페이스 스마트 카드의 어셈블리에 채용된 공정 단
계를 도시하는 개략도.
도 9G는 본 발명에 따른 스마트 카드 내의 기판과 안테나 간의 접속을 상세히 설명하는 도 9E의 단면도의 일부를 확
대한 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 소자가 서로 부착된 듀얼 인터페이스 스마트 카드의 어셈블리의 단면도.
도 11A 내지 도 11D는 본 발명에 따라, 소자가 서로 부착된 스마트 인레이의 어셈블리에 채용되는 공정 단계를 도시
하는 개략도.
도 12A 내지 도 12D는 본 발명에 따른 스마트 인레이의 다양한 안테나 구성 및 칩과 안테나와의 접속에 대한 평면도.
도 13은 플렉시블 서킷 기판 상의 콘택트 랜드에 경질 입자를 도금하는 예시적 도금 공정의 개략도.
도 14A는 본 발명에 따라 구성된 예시적 입자 도금조의 개략도.
도 14B는 도 14A의 예시적 입자 도금조의 전기 접속의 세부사항을 도시하는 개략도.
도 15A는 일련의 동시 퇴적 공정에서 제1 단계를 도시하는, 금속 입자 퇴적 이전의 콘택트 표면의 단면도.
도 15B는 일련의 동시 퇴적 공정에서 제2 단계를 도시하는, 금속 입자 동시 퇴적을 갖는 도 15A의 콘택트 표면의 단
면도.
도 15C는 일련의 동시 퇴적 공정에서 제3 단계를 도시하는, 제2 금속 도금층이 부가된 도 15B의 콘택트 표면의 단면
도.
도 15D는 일련의 동시 퇴적 공정에서 제4 단계를 도시하는, 침지(immersion) 금층이 추가된 도 15C의 콘택트 표면
의 단면도.
도 16은 본 발명의 금속 및 입자 동시 퇴적 공정의 바람직한 실시예의 단계를 상세히 설명하는 개략도.
도 17은 본 발명의 무전해 공정에 의해 퇴적된 골드 피니쉬 코팅(gold finish coat)이 되어 있는 알루미늄 기판 상의
다이아몬드-니켈 동시 퇴적 표면의 상부 평면도를 도시하는 현미경 사진을 도시하는 도면.

조합된 질산(바람직하게는 부피로 50%) 및 이플루오르화암모늄액(ammonium bifl

uoride solution)을 사용한 산성 절임(pickling)은 무전해 도금을 위한 콘택트 표면의 초기화 및 활성화에 도움을 주어

이로울 것으로 믿는다. 실제로, 이러한 조건화는 본 실시예에서 기판 표면으로부터 합금 소자를 제거하여 균일한 아

연산염화를 위해 그것을 준비는 것이 소망된다. 이러한 단계는 강한 질산 기본액속에서의 침지에 의해 행해질 수 있

다. 질산 작용은 산성에 의한 추가적인 참주로부터 그것을 보호하는 알루미늄 콘택트 표면 상의 얇고 광을 발하며 균

일한 산화막을 형성한다. 후속 아연산염화 공정은 이 막을 쉽게 제거한다. 높은 퍼센트의 실리콘을 함유할 수 있는 수

분에 대하여, 이플루오르화산 또는 플루오르물은 실리콘을 용해하기 위해 질산에 추가될 수 있다.

세정제 및 탈산화제로부터의 잔여물은 무전해 도금을 개시하지 않을 콘택트 표면 상의 세정 패시브 스팟에 의해 무전

해 니켈판의 다공성을 증가시킬 수 있다. 이것은 경질 입자에 대한 퇴적 문제를 차례로 만들어낸다. 다라서, 본 실시예

에 서, 탈산화된 수분 세정(1618)는 탈산화 이후의 바람직한 단계이고, 이 실시예의 공정을 통해 좋은 세정가 희망될

수 있다. 세정화 이후, 콘택트 표면은 보통 적합한 온도 즉, 콘택트 표면을 하우징하는 기판 타입에 따라 선택되는 건

조 온도에서 건조되어야만 하여서 상기 온도는 기판에 해롭지는 않다.

탈산화 이후, 아연산염화(1620), 중간 분자 아연층이 콘택트 표면 상의 표면 알루미늄을 대체하는 공정은 임의의 전

달 동안 탈산화로부터 또한 무전해 니켈액으로부터 탈산화되며 활성된 알루미늄 표면을 보호하는 공통 단계이다. 아

연층은 무전해 니켈 퇴적을 더 촉진시킨다. 독점적인 아연산염화액, 예를 들어 충실도(3116)(화학적 충실도, 뉴어크,

NJ)는 본 실시예에서 아연산염화를 위해 사용된다. 대안적인 실시예로서, 이중 아연산염화 처리 또한 본 발명에서 고

려된다. 이러한 공정에서, 초기 아연층은 50% 질산에 담겨짐으로써 제거되어 제2 아연층이 아연산염화액에서의 짧은

침지에 의해 퇴적된다. 이러한 처리의 이점은 콘택트 표면을 탈산화하여 합금 함유물을 제거하는 데 작은 임계적 제1

아연산염화 단계의 사용으로부터 얻을 수 있는 반면, 제2 아연산염화 처리는 균일한 조건의 콘택트 표면 상에 퇴적한

얇고 단단한 아연을 생성하도록 조정될 수 있다. 그러나, 이러한 이중 아연산염화 공정은 보통, 1000 nm보다 큰 더

두꺼운 알루미늄 콘택트 표면을 필요로 한다.

다른 실시예에서, 구리 콘택트 표면(1630)을 가진 기판이 사용될 수 있다. 구리 콘택트 표면의 무전해 입자-증가용

표면 처리는 알루미늄용과는 상이하다. 먼저, 구리 콘택트 표면은 산성액(1632)을 사용함으로써 세정된다. ATO Tec

h AFR2(베를린, 독일) 시스템은 후에 이온이 제거된 수분(1634)으로 세정화를 행함으로써 표면 처리용으로 사용될

수 있다. 구리는 차아인산염 무전해 니켈액을 촉진적으로 초기화하지 않는 금속으로, 이것은 상술된 실시예의 무전해

니켈액에 사용될 수 있는 다른 충실도 타당 시스템(충실도 9002)의 화학적 작용을 나타낸다. 구리 촉매를 주기 위해,

상업적으로 이용가능한 방법 중 하나는 희석한 팔라듐 염화물액에 침지함으로써 촉매로서 각 콘택트 표면(236)을 활

성화하는 것이다. 이 실시예에서, 충실도(9025) 타당액이 사용될 수 있으나, 임의의 적용가능한 화학 시스템이 공정

에서의 다른 단계에 대한 큰 영향을 미치지 않으면서 사용될 수 있다. 촉진된 구리는 이온 제거된 수반(1638)에서 다

시 세정화된다.

본 발명의 초점은 무전해 니켈 입자 동시 퇴적(electroless nikel-particle co-deposition)이다. 마이크론 크기의 경

질 입자들은 무전해 니켈 입자 동시 퇴적에 의해 접촉면들 상에서 도금된다. 입자들은 원하는 입자 농도에서, 무전해

니켈 용액, 일 실시예에서는 피델리티(Fidelity) 9002 전용액에 도입된다. 농도는 퇴적된 표면에서 어떤 입자수 농도

가 예상되는 가에 따라 다소 변하만, 일반적으로 1 g/L의 레벨이다. 바람직하게는, 무전해 동시 퇴적법은 드문드믄하

고, 하지만 균일하게 분산되며, 좁은 밴드(예를 들면, 입자 크기 또는 직경 사이의 변경의 분포는 매우 작다)의 경질

입자들의 단일층을 기판의 접촉면 상에서 도금한다. 최적의 표면 접합을 위해, 동시 퇴적 후에 입자들에 의해 커버되

지 않는 접촉면들의 영역에 있는 결과로서의 금속층은 이상적으로 표면 함볼부가 없이 평평해야 한다. 이 바람직한

단일층 및 매우 균일하게 분산된 입자 퇴적 설계는 경질 입자 상의 우수한 도전성 니켈 및 금 오버코트(overcoat)를

통한 최단 전기적 경로, 및 예를 들면 다이아몬드 입자의 경질 입자들의 우수한 열적 도전율에 의한 최적의 역적 도전

성 매체 모두에 제공한다.

접촉면 상에 동시 퇴적된 입자들은 제2 무전해 니켈 도금 단계 전에 준비되는 것이 바람직하다. 해리된 물에 의한 세

척(1652)에 이어 동시 퇴적 공정 단계 후에, 제2 니켈 도금 처리시 입자들에 걸쳐 일관되고 포괄적인 니켈 피복을 달

성하기 위해, 예를 들면 촉매의 사용을 통해 입자들의 표면들을 활성화(1654)시키는 것이 바람직하다. 이 단계에서

활성화가 미약하면 퇴적된 다이이몬드 입자들에 대한 니켈의 부착이 저하되고 전도도가 낮은 다공성 니켈 퇴적이 발

생된다. 입자 활성화에 사용될 수 있는 하나의 용액은 피델리티 9025 용액이고, 또한 상기한 바와 같이 구리 접촉면을

촉매화시키는데 사용된다. 활성화 후에, 도금된 접촉면들이 해리된 물에서 세척(1656)된다.

제2 무전해 니켈 도금 단계(1658)의 목적은 얇은 니켈층을 동시 퇴적된 니켈 입자 표면에 캐스트(cast)하는 것이다.

일 실시예에서는 피델리티 9002 전용액인 제2 니켈 도금 용액은 어떤 형태의 입자들에 의해서도 충전되지 않는다.

니켈 캐스트는 퇴적된 비도전성 입자들에 도전성 금속 오버코트를 제공한다. 양호한 니켈 적용은 이어지는 침지 금(i

mmersion gold) 공정에 의해 양호한 금층을 제공하기 때문에, 접합 표면에 대한 전반적인 전기적 도전성이 좋아진다

. 이 단계에서 사용된 화학적 시스템은 입자들을 제외하고 제1 무전해 니켈 용액에 사용되는 것과 동일할 수 있다. 니

켈 입자 도금을 갖는 기판은 제2 니켈 도금 처리 후에 해리된 물에서 다시 세척(1660)된다.

Claims (1)

1. 제1 전기적 도전성 콘택트를 갖는 RFID 장치의 제1 전기 소자를 제2 전기적 도전성 콘택트를 갖는 RFID 장치의 제2
   전기 소자에 물리적 및 전기적으로 영구히 부착하는 방법에 있어서 -상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트 사이에
   전기 접속이 형성됨-,
   적어도 하나의 전기적 도전성 경질 입자를 상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들 중 적어도 하나에 부착하는 단계
   -상기 적어도 하나의 전기적 도전성 경질 입자는 적어도 상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들 중 적어도 하나의
   경도(hardness)만큼 큰 경도를 가짐-;
   상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들 사이에 비도전성 접착제를 배치하는 단계;
   상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들을 서로 정렬하여 배치하는 단계;
   상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들을 함께 수용하기 위하여 압력을 인가하는 단계; 및
   상기 비도전성 접착제를 경화하는 단계
   를 포함하여,
   상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들 간의 영구적인 전기 접속을 생성하는 단계; 및
   상기 제1 전기 소자를 상기 제2 전기 소자에 영구히 물리적으로 부착하는 단 계
   를 포함하는 부착 방법.
   청구항 2.
   제1항에 있어서,
   상기 인가된 압력은 상기 적어도 하나의 전기적 도전성 경질 입자가 상기 제1 및 제2 전기적 도전성 콘택트들 중 적어
   도 하나의 표면을 관통하기에 충분한 부착 방법.
   청구항 3.
   제1항에 있어서,
   상기 비도전성 접착제를 배치하는 단계는 상기 제1 전기 소자와 상기 제2 전기 소자 사이에 상기 비도전성 접착제를
   배치하는 단계를 더 포함하는 부착 방법.
   청구항 4.
   제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 경화 단계의 적어도 일부분 동안에 상기 제1 및 제2 전기 소자들에 압력을 인가하는 단계를 더 포함하는 부착 방
   법.
   청구항 5.
   제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전기적 도전성 경질 입자들 상에 전기적 도전성 금속층을 퇴적하는 단계를 더 포함하는 부착 방
   법.
   청구항 6.
   제5항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전기적 도전성 경질 입자를 부착하는 단계 및 상기 전기적 도전성 금속층을 퇴적하는 단계는 동
   시에 발생하는 부착 방법.

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