ETIQUETTE ELECTRONIQUE ET PROCEDE POUR SA FABRICATIONELECTRONIC LABEL AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE
La présente invention concerne la fabrication de dispositifs à circuits intégrés utiles comme étiquettes électroniques. Elle concerne plus particulièrement un procédé économique pour la production d'étiquettes électroniques .The present invention relates to the manufacture of integrated circuit devices useful as electronic labels. It relates more particularly to an economical process for the production of electronic labels.
Les étiquettes électroniques servent d'ordinaire à des opérations d'identification et/ou de suivi. Elles comportent un circuit intégré relié à une interface de communication à antenne inductrice, appelée ci -après simplement antenne, et/ou à plages de contact.Electronic tags are typically used for identification and / or tracking. They comprise an integrated circuit connected to a communication interface with inductive antenna, hereinafter simply called antenna, and / or with contact pads.
On entend ici par "circuits intégrés" aussi bien des circuits intégrés simples que des circuits intégrés comportant également des éléments passifs, tels que par exemple des condensateurs, des résistances, des inductances, etc., comme dans le cas des circuits logiques à résistances-condensateurs- transistors (RCTL, en anglais resistor-capacitor-transistor logic) . Le circuit intégré constituant la puce est relié électriquement à une antenne en spirale. L'antenne est un élément d'interface, qui doit être connecté avec des plots appropriés du microcircuit.The term “integrated circuits” is understood here to mean both simple integrated circuits and integrated circuits also comprising passive elements, such as for example capacitors, resistors, inductors, etc., as in the case of logic circuits with resistors. capacitors-transistors (RCTL, in English resistor-capacitor-transistor logic). The integrated circuit constituting the chip is electrically connected to a spiral antenna. The antenna is an interface element, which must be connected with appropriate pins of the microcircuit.
Dans tous les produits à circuit intégré de type étiquette électronique existants, le microcircuit occupe une faible proportion de l'espace couvert par ladite étiquette électronique.In all existing electronic label type integrated circuit products, the microcircuit occupies a small proportion of the space covered by said electronic label.
Tant la réalisation des connexions que le positionnement de la puce de circuit intégré par rapport aux zones de connexion et aux pistes conductrices nécessitent une très grande précision et des opérations délicates et par conséquent onéreuses.Both the making of the connections and the positioning of the integrated circuit chip with respect to the connection areas and to the conductive tracks require very high precision and delicate and consequently expensive operations.
Le but principal de la présente invention est de procurer des moyens moins coûteux pour la fabrication d'étiquettes électroniques.
Un autre but de 1 ' invention est de procurer une étiquette électronique comportant le support d'origine dont a été muni le circuit intégré.The main object of the present invention is to provide less expensive means for the manufacture of electronic labels. Another object of the invention is to provide an electronic label comprising the original support with which the integrated circuit has been provided.
Un autre but de 1 ' invention est de fournir des moyens pour la fabrication d'étiquettes électroniques avec un nombre réduit d'étapes opératoires.Another object of the invention is to provide means for the manufacture of electronic labels with a reduced number of operating steps.
Un autre but de 1 ' invention est de procurer une étiquette électronique comportant un microcircuit moins fragile, en particulier moins cassant, que ceux réalisés avec des tranches de silicium épaisses.Another object of the invention is to provide an electronic label comprising a less fragile microcircuit, in particular less brittle, than those produced with thick silicon wafers.
Un autre but encore de 1 ' invention est de procurer une étiquette électronique qui puisse également fonctionner aussi bien avec contact que sans contact, via une interface de communication à antenne et/ou à plages de contact.Yet another object of the invention is to provide an electronic tag which can also function both with contact and without contact, via a communication interface with antenna and / or with contact pads.
L'invention procure un procédé pour la fabrication d'une étiquette électronique utilisable notamment pour l'identification et/ou le suivi d'objets, comportant une puce reliée à une interface de communication à antenne et/ou à plages de contact, ledit procédé comprenant les étapes consistant à: fournir des circuits intégrés de faible épaisseur et de grande taille sur un support, lesdits circuits intégrés comportant des plots de sortie sur leur face active, réaliser, notamment par impression ou fixation, ladite interface à l'intérieur de l'aire de ladite face active, et à réaliser des connexions, et si nécessaire découper des circuits individuels constituant chacun une étiquette électronique.The invention provides a method for manufacturing an electronic label which can be used in particular for identifying and / or tracking objects, comprising a chip connected to a communication interface with antenna and / or contact pads, said method comprising the steps of: providing thin and large integrated circuits on a support, said integrated circuits having output pads on their active face, producing, in particular by printing or fixing, said interface inside the 'area of said active face, and to make connections, and if necessary cut individual circuits each constituting an electronic label.
Selon une forme de mise en oeuvre préférée du procédé selon 1 ' invention, on munit la plaquette de circuits intégrés de plots ou "bumps" par une technique connue, et on imprime ou on forme par métallisation ou on fixe d'autre manière ladite interface de communication de façon à ce qu'elle soit entièrement
circonscrite dans l'aire de la surface active du circuit intégré .According to a preferred form of implementation of the method according to the invention, the wafer is fitted with integrated circuits with pads or "bumps" by a known technique, and the interface is printed or formed by metallization or otherwise fixed of communication so that it is fully circumscribed in the area of the active surface of the integrated circuit.
Selon l'invention, on emploie de préférence des plaquettes de circuits intégrés ou des circuits intégrés ayant environ 3 à 20 μm d'épaisseur. La plaquette est pratiquement transparente et souple à cette épaisseur.According to the invention, preferably integrated circuit boards or integrated circuits having a thickness of approximately 3 to 20 μm are used. The plate is practically transparent and flexible at this thickness.
Les puces de circuits intégrés utilisées ont avantageusement une surface supérieure à 0,5 cm2 et de préférence comprise entre 1 et 10 cm2. Selon une forme de réalisation, la plaquette ou le circuit intégré peut être fixé sur un support au moyen d'un adhésif, tandis que selon les cas ledit support est pelable en laissant la matière adhésive sur le circuit intégré ou ledit circuit intégré est pelable en laissant la matière adhésive sur le support..The integrated circuit chips used advantageously have a surface area greater than 0.5 cm 2 and preferably between 1 and 10 cm 2 . According to one embodiment, the wafer or the integrated circuit can be fixed on a support by means of an adhesive, while according to the cases said support is peelable leaving the adhesive material on the integrated circuit or said integrated circuit is peelable by leaving the adhesive material on the support.
Si ledit support est suffisamment fin et souple, il peut être conservé en tant que support d'origine pour constituer des étiquettes ou des rouleaux d'étiquettes électroniques selon l'invention. Si au contraire ledit support plastique est plus rigide ou moins fin, la présence d'un adhésif pelable est souhaitable, car on peut ainsi aisément désolidariser la plaquette de circuits intégrés de son support et la reporter sur un nouveau support fin et souple. Les étiquettes électroniques produites selon l'invention peuvent ainsi comporter le support d'origine du circuit intégré, une partie du dit support et/ou un autre support rapporté. Un tel support peut être, notamment en matière plastique ou en papier, entre autres .If said support is sufficiently thin and flexible, it can be kept as original support to constitute labels or rolls of electronic labels according to the invention. If, on the contrary, said plastic support is more rigid or less thin, the presence of a peelable adhesive is desirable, since it is thus easy to separate the integrated circuit board from its support and transfer it to a new thin and flexible support. The electronic labels produced according to the invention can thus comprise the original support of the integrated circuit, a part of said support and / or another added support. Such a support can be, in particular made of plastic or paper, among others.
On peut, si on le souhaite, traiter la face active des dites plaquettes afin d'en améliorer la mouillabilité , l'accroche et/ou la conductibilité électrique . On réalise les connexions d'interface au droit des plots de sortie de la puce et/ou au moyen d'un routage.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut réaliser l'interface de communication à antenne et/ou à plages de contact, et éventuellement des pistes conductrices, par un procédé d'impression tel que par exemple la sérigraphie, la tampographie , l'impression par jet d'encre, le spray ou pulvérisation à travers un masque ou un pochoir, 1 ' évaporâtion sous vide, et/ou par un procédé de métallisation tel que par exemple un dépôt électrolytique, un dépôt non électrolytique, un procédé avec amorce de métallisation ou tout autre procédé connu de métallisation, mis en oeuvre suivant une grille de métallisation appropriée.It is possible, if desired, to treat the active face of said wafers in order to improve the wettability, the grip and / or the electrical conductivity. Interface connections are made to the right of the chip's output pads and / or by means of routing. For the implementation of the method according to the invention, the communication interface with antenna and / or with contact pads, and optionally conductive tracks, can be produced by a printing process such as, for example, screen printing, pad printing, inkjet printing, spray or spraying through a mask or stencil, vacuum evaporation, and / or by a metallization process such as, for example, electrolytic deposition, non-electrolytic deposition, a metallization initiation process or any other known metallization process, implemented according to an appropriate metallization grid.
On peut également fixer sur ladite face active du circuit intégré, de préférence au moyen d'un adhésif, des plages de connexion et éventuellement une antenne bobinée ou imprimée formées préalablement .It is also possible to fix on said active face of the integrated circuit, preferably by means of an adhesive, connection pads and possibly a wound or printed antenna previously formed.
Avantageusement, l'impression ou la fixation sur la face active des circuits intégrés est réalisée sur une plaquette ou tranche de silicium ou d'autres matériaux semi-conducteurs comportant les circuits intégrés concernés, avant découpe de cette plaquette ou tranche en puces individuelles. En pratique, les puces individuelles sont obtenues par découpe, notamment par sciage suivant des lignes appropriées, de la tranche semi -conductrice .Advantageously, the printing or the fixing on the active face of the integrated circuits is carried out on a wafer or wafer of silicon or other semiconductor materials comprising the integrated circuits concerned, before cutting this wafer or wafer into individual chips. In practice, the individual chips are obtained by cutting, in particular by sawing along appropriate lines, the semiconductor wafer.
Dans cette forme de mise en oeuvre avantageuse du procédé selon l'invention, on opère de préférence sur une tranche de matériau semi- conducteur sur support, comportant une pluralité de circuits intégrés disposés en pratique selon une matrice carrée et dont la découpe en puces individuelles est ensuite effectuée selon des plans de découpe qui suivent des lignes et colonnes de cette matrice. Deux étapes à forte cadence suffisent alors pour la réalisation des étiquettes électroniques ainsi élaborées.
En variante, l'étape d'impression ou de fixation selon 1 ' invention de 1 ' interface de communication peut être réalisée sur une bande continue portant une succession, avantageusement sur plusieurs rangées, de puces individuelles disposées sur un matériau support approprié .In this advantageous form of implementation of the method according to the invention, the operation is preferably carried out on a wafer of semiconductor material on a support, comprising a plurality of integrated circuits arranged in practice in a square matrix and the cutting of which into individual chips is then carried out according to cutting plans which follow lines and columns of this matrix. Two high-speed steps are then sufficient for the production of the electronic labels thus produced. As a variant, the printing or fixing step according to the invention of the communication interface can be carried out on a continuous strip carrying a succession, advantageously over several rows, of individual chips placed on an appropriate support material.
Le procédé selon 1 ' invention comporte en outre avantageusement au moins une étape d'application d'un vernis et/ou d'une étiquette sur les surfaces externes du circuit intégré à protéger, en dehors des plages de connexion .The method according to the invention also advantageously comprises at least one step of applying a varnish and / or a label to the external surfaces of the integrated circuit to be protected, outside of the connection pads.
L'invention a également pour objet une étiquette électronique utilisable notamment pour 1 ' identification et/ou le suivi d'objets, comprenant une puce reliée à une interface de communication à antenne et/ou à plages de contact, ladite étiquette électronique comportant: un circuit intégré de faible épaisseur et de grande taille sur un support, une interface de communication à antenne et/ou à plages de contact, reliée électriquement à des plots de sortie situés sur la face active du dit circuit intégré, et réalisée, notamment par impression ou fixation, à l'intérieur de l'aire de ladite face active.The subject of the invention is also an electronic label which can be used in particular for identifying and / or tracking objects, comprising a chip connected to a communication interface with antenna and / or contact pads, said electronic label comprising: a integrated circuit of small thickness and large size on a support, a communication interface with antenna and / or contact pads, electrically connected to output pads located on the active face of said integrated circuit, and produced, in particular by printing or fixing, inside the area of said active face.
Un autre objet de l'invention est un ensemble de telles étiquettes électroniques, réalisées sur une plaquette de circuits intégrés ou wafer, et dont la découpe ultérieure donne des étiquettes électroniques individuelles conformes à l'invention.Another object of the invention is a set of such electronic labels, produced on a wafer of integrated circuits, and the subsequent cutting of which gives individual electronic labels in accordance with the invention.
Selon une première option on place un adhésif fin, ayant une épaisseur calibrée de quelques micromètres, entre le support de plaquette de circuit intégré et ladite plaquette. Un tel adhésif présente l'avantage de permettre au complexe support/adhésif/antenne de conserver toute sa souplesse et donc de bien résister à des contraintes résultant d'une flexion ou d'une torsion, par exemple. Un tel adhésif peut être un
matériau adhésif thermodurcissable ou thermoplastique, à activation par rayonnement UV ou réticulable aux UV, activable ou réticulable sous l'effet d'une quantité de chaleur, ou encore sensible à la pression. Avant sa mise en oeuvre selon l'invention, un tel adhésif peut avoir été imprimé, par exemple par jet d'encre, pulvérisation, sérigraphie, offset ou tampographie, ou avoir été déposé au pinceau, reporté par transfert à partir d'un film, déposé après découpe d'un film ou encore appliqué par dépôt sous pression d'une petite boule d'adhésif, sur la face du support destinée à recevoir la plaquette de circuit intégré.According to a first option, a thin adhesive, having a calibrated thickness of a few micrometers, is placed between the integrated circuit wafer support and said wafer. Such an adhesive has the advantage of allowing the support / adhesive / antenna complex to retain all of its flexibility and therefore to withstand stresses resulting from bending or twisting, for example. Such an adhesive can be a thermosetting or thermoplastic adhesive material, activated by UV radiation or crosslinkable to UV, activatable or crosslinkable under the effect of a quantity of heat, or else sensitive to pressure. Before being used according to the invention, such an adhesive may have been printed, for example by ink jet, spraying, screen printing, offset or pad printing, or may have been deposited with a brush, transferred by transfer from a film. , deposited after cutting a film or applied by pressure deposition of a small ball of adhesive, on the face of the support intended to receive the integrated circuit board.
En option et en fonction des applications envisagées, ledit circuit intégré peut être fixé sur un support au moyen d'un adhésif, ledit support étant pelable en laissant la matière adhésive sur le circuit intégré, ou encore ledit circuit intégré étant pelable en laissant la matière adhésive sur le support.As an option and depending on the applications envisaged, said integrated circuit can be fixed to a support by means of an adhesive, said support being peelable leaving the adhesive material on the integrated circuit, or even said integrated circuit being peelable leaving the material adhesive on the support.
Il peut s'agir d'un adhésif thermoplastique, d'un adhésif thermodurcissable à deux phases, d'un adhésif réactivable à chaud ou activable par un rayonnement lumineux, en particulier sous UV, ou d'un adhésif activable par pression.It may be a thermoplastic adhesive, a two-phase thermosetting adhesive, a hot-reactivatable adhesive or activatable by light radiation, in particular under UV, or a pressure-activatable adhesive.
D'autres particularités et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre d'exemple îllustratif et non limitatif, et faite en référence aux figures annexées, qui représentent :Other particularities and advantages of the present invention will emerge from the description which follows, given by way of illustrative and nonlimiting example, and made with reference to the appended figures, which represent:
Fig. 1, une vue de dessus d'une portion de plaquette de circuits intégrés sur laquelle ont été imprimées des spires d'antennes, de manière à constituer des étiquettes électroniques selon une forme de réalisation de l'invention;Fig. 1, a top view of a portion of integrated circuit board on which antenna turns have been printed, so as to constitute electronic labels according to an embodiment of the invention;
Fig. 2, une vue de face en élévation de la portion de plaquette selon la Fig. 1, après découpe pour individualisation des étiquettes électroniques.
La plaquette de circuits intégrés 1 comporte des puces 2, destinées à être séparées selon des lignes 3,3' et avantageusement munies sur leur face active de plots (non représentés) au droit desquels sont imprimés ou fixés une antenne 4 et les plots 5,5' des extrémités d'antenne assurant la connexion avec eux. La plaquette est elle-même portée par un support 6.Fig. 2, a front elevation view of the plate portion according to FIG. 1, after cutting for individualization of the electronic labels. The integrated circuit board 1 comprises chips 2, intended to be separated along lines 3.3 ′ and advantageously provided on their active face with studs (not shown) at the right of which are printed or fixed an antenna 4 and the studs 5, 5 'of the antenna ends ensuring the connection with them. The plate is itself carried by a support 6.
Le matériau du support 6 est de préférence choisi parmi le papier et les matières plastiques, notamment de type poly (methacrylate de méthyle) (PMMA), polycarbonateThe support material 6 is preferably chosen from paper and plastics, in particular of the poly (methyl methacrylate) (PMMA), polycarbonate type.
(PC), polymère d ' acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) , polystyrène (PS), poly (téréphtalate d'éthylène) (PET), polyéthylène naphtalate (PEN) , poly (chlorure de vmyle)(PC), acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS), polystyrene (PS), poly (ethylene terephthalate) (PET), polyethylene naphthalate (PEN), poly (vmyl chloride)
(PVC) , polyéthylène (PE) , polyamide (PA) , polyimide (PI) , polyéther îmide (PEI) et polypropylène (PP) , ou tous autres matériaux appropriés.(PVC), polyethylene (PE), polyamide (PA), polyimide (PI), polyether imide (PEI) and polypropylene (PP), or any other suitable material.
Le matériau du support 6 est avantageusement revêtu d'un adhésif à forte adhésivité, comme par exemple une résine époxy à forte adhérence, sur lequel est fixée la face opposée à la face active du dit circuit intégré.The material of the support 6 is advantageously coated with an adhesive with high adhesiveness, such as for example an epoxy resin with high adhesion, on which is fixed the face opposite to the active face of said integrated circuit.
Pour l'utilisation pratique des étiquettes électroniques selon l'invention, on propose selon l'invention un équipement, de préférence portatif, apte à recevoir des disques d'étiquettes formant un ensemble tel qu'indiqué plus haut (obtenu à partir de plaquettes de circuits intégrés non désolidarisés) et agencé pour permettre le prélèvement des étiquettes individuelles, avec ou sans leur substrat, et leur report sur le produit cible à étiqueter. L'invention a ainsi également pour objet un tel équipement pour la distribution d'étiquettes selon l'invention, comprenant: des moyens pour recevoir des disques d'étiquettes électroniques groupées sur plaquettes de circuits intégrés selon l'invention,
des moyens pour prélever une ou plusieurs des dites étiquettes électroniques, avec ou sans le substrat portant les plaquettes, et des moyens pour reporter les étiquettes prélevées sur un produit cible à étiqueter.For the practical use of the electronic tags according to the invention, equipment is proposed according to the invention, preferably portable, capable of receiving discs of tags forming an assembly as indicated above (obtained from integrated circuits not separated) and arranged to allow the removal of individual labels, with or without their substrate, and their transfer to the target product to be labeled. The invention therefore also relates to such equipment for the distribution of labels according to the invention, comprising: means for receiving discs of electronic labels grouped on integrated circuit boards according to the invention, means for removing one or more of said electronic labels, with or without the substrate carrying the wafers, and means for transferring the labels taken from a target product to be labeled.
En variante, les étiquettes initialement groupées sur un tel disque peuvent être auparavant transférées sur un support flexible, avantageusement sous forme d'une bande afin de permettre leur mise en rouleau, pour leur stockage et leur distribution en fonction des besoins .As a variant, the labels initially grouped on such a disc can be previously transferred to a flexible support, advantageously in the form of a strip in order to allow them to be rolled up, for their storage and distribution as required.
L'invention a par conséquent également pour objet un ensemble de telles étiquettes électroniques sur rouleau . Ces moyens peuvent être groupés dans un appareil du type de ceux servant classiquement pour la distribution d'étiquettes dans les magasins à grande surface. Un tel appareil est peu encombrant, présente une grande capacité et permet un report des étiquettes sur les produits cibles à une cadence élevée.
The invention therefore also relates to a set of such electronic labels on a roll. These means can be grouped in an apparatus of the type of those conventionally used for the distribution of labels in big box stores. Such a device is compact, has a large capacity and allows a transfer of the labels on the target products at a high rate.