專利名稱：Rfid標(biāo)牌薄膜壓紋制造技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明一般地涉及電學(xué)器件并涉及電學(xué)器件的組裝。更具體地， 本發(fā)明涉及射頻識別(RFID)內(nèi)插器和/或器件的組裝。
背景技術(shù)：
0002挑選和放置技術(shù)常常被用于組裝電學(xué)器件。挑選和放置技術(shù)典 型地包括復(fù)雜的機(jī)器人組件和一次僅處理一個管芯的控制系統(tǒng)。這些技 術(shù)可以利用操縱器(如機(jī)器人臂)來從集成電路(IC)芯片的晶片上移 除IC芯片或管芯，并將它們放置在芯片承載器、傳送器上或直接放置在 襯底上。如果非直接安裝，這些芯片隨后與諸如天線、電容器、電阻器 和電感器的其它電組件一起被安裝在襯底上以形成電學(xué)器件。
0003可以利用挑選和放置技術(shù)進(jìn)行組裝的一類電學(xué)器件是射頻識別
(RFID)發(fā)射應(yīng)答器。RFID嵌體、標(biāo)牌和標(biāo)簽(在這里統(tǒng)稱為"發(fā)射應(yīng) 答器")被廣泛用于使物體與識別代碼相關(guān)聯(lián)。嵌體(或內(nèi)嵌發(fā)射應(yīng)答 器)是典型地具有基本平的外形的識別發(fā)射應(yīng)答器。內(nèi)嵌發(fā)射應(yīng)答器的 天線可以是沉積在非導(dǎo)電支撐物上的導(dǎo)電跡線的形式。該天線具有適當(dāng) 的形狀，諸如扁平線圈或其它幾何形狀。天線的引線也被沉積，且根據(jù) 需要插入非導(dǎo)電層。存儲及任何控制功能由安裝在支撐物上的芯片提供 并操作性地通過引線連接到天線。RFID嵌體可以被結(jié)合或?qū)訅旱剿x擇 的標(biāo)簽或標(biāo)牌材料上，這些材料由薄膜、紙、層壓薄膜和紙或者適用于 特定最終用途的其它柔性薄片材料制成。然后得到的RFID標(biāo)簽原材或 RFID標(biāo)牌原材可以與文字和/或圖片套印，并按具體形狀和尺寸沖切成連 續(xù)標(biāo)簽巻，或單標(biāo)簽或多標(biāo)簽薄片，或標(biāo)牌巻或薄片。
0004在很多RFID應(yīng)用中，希望將電組件的尺寸降低到盡可能小。為 了互聯(lián)非常小的芯片和RFID嵌體中的天線，已知使用各種被稱為"內(nèi)插 器"、"條帶"和"承載器"的結(jié)構(gòu)來便于嵌體制造。內(nèi)插器包括導(dǎo)電
引線或焊盤，這些焊盤被電耦合到芯片的觸點(diǎn)焊盤以和天線耦合。這些 焊盤一般提供比精確對準(zhǔn)以便無需內(nèi)插器而直接布局的IC更大的有效電 接觸面積。更大的面積降低了制造過程中IC布局所需的準(zhǔn)確度，而仍然 提供有效的電連接。IC布局和安裝對于高速制造是重要限制?，F(xiàn)有技術(shù)
公開了各種RFID內(nèi)插器或條帶結(jié)構(gòu)，其典型地利用承載內(nèi)插器的觸點(diǎn)焊
盤或引線的柔性襯底。
0005如上所述，RFID發(fā)射應(yīng)答器包括集成電路和天線來提供射頻識 別功能。另一方面，內(nèi)插器包括集成電路但必須被耦合到天線以形成完 整的RFID發(fā)射應(yīng)答器。如本專利申請所使用的，術(shù)語"器件"不僅指 RFID發(fā)射應(yīng)答器，還指希望被并入到RFID發(fā)射應(yīng)答器中的內(nèi)插器。
0006RFID器件一般具有天線和模擬和/或數(shù)字電子元件的組合，這些 電子元件可以包括例如通信電子元件、數(shù)據(jù)存儲器和控制邏輯。例如， RFID標(biāo)牌與汽車上的安全鎖結(jié)合使用，用于對建筑物的進(jìn)入控制并追蹤 存貨和包裹。RFID標(biāo)牌和標(biāo)簽的一些示例出現(xiàn)在編號為6,107,920、 6,206,292和6，262，292的美國專利中，所有這些專利通過引用被整體合并 于此。
0007RFID器件可以被貼附在物品上，該物品的存在要被探測和/或監(jiān) 控。RFID器件的存在以及因此該器件所貼附的物品的存在可以由被稱為 "閱讀器"的裝置來檢查和監(jiān)控。
0008典型地，RFID器件通過圖案化、刻蝕或印刷電介質(zhì)層上的導(dǎo)體 并將該導(dǎo)體耦合到芯片來制造。如上文所提及，挑選和放置技術(shù)常常被 用于在圖案化的導(dǎo)體上定位芯片。作為替代，包含多個芯片的巻狀物可 以被層壓到被印刷導(dǎo)體材料巻上。這種工藝的示例被公開在2004年3月 22日提交的編號為10/805,938的共同被轉(zhuǎn)讓的美國專利申請中。
0009芯片可以通過多種適當(dāng)?shù)倪B接材料和/或方法中的任何一種耦合 到導(dǎo)體上，例如通過使用導(dǎo)電性或非導(dǎo)電性粘合劑、通過使用熱塑性鍵 合材料、通過使用導(dǎo)電性油墨、通過使用焊接(welding)和/或軟釬焊
(soldering)或通過電鍍等。典型地，用于將芯片機(jī)械和/或電耦合到導(dǎo) 體的材料需要加熱和/或加壓以形成最終互聯(lián)——一種在用粘合劑的情況 下被稱為固化的工藝。傳統(tǒng)的熱壓鍵合方法典型地使用某個形式的壓力 器通過傳導(dǎo)或?qū)α鱽韺FID器件裝配件或RFID器件裝配件巻直接加壓 或加熱。例如，可以通過以下過程施加壓力和熱量將RFID器件裝配件 或RFID器件裝配件巻壓在一對加熱板之間并依賴于經(jīng)由包括芯片和天 線的各種介質(zhì)的傳導(dǎo)來加熱連接材料。作為替換， 一個加熱板可以裝備 有引腳，這些引腳用于對某些區(qū)域(例如，僅對芯片)選擇性施加壓力 和/或熱量，并再次依賴于傳導(dǎo)來加熱連接材料。作為替代，特別是在利 用焊料的情況下，可以使用烤箱，其中整個裝配件被保持在升高的溫度 下，且焊料通過對流而回流。在后一種情況下，可以不對器件施加壓力。0010然而，使用倒裝晶片裝配件的傳統(tǒng)RFID嵌體或內(nèi)插器制造技術(shù) 一般不能夠以足夠快的速率生產(chǎn)器件以滿足需求。需要大量的努力來準(zhǔn) 確對準(zhǔn)芯片和天線結(jié)構(gòu)，這常常限制可以生產(chǎn)器件的速率。此外，傳統(tǒng) 倒裝晶片制造方法通過在襯底或其它表面上放置芯片來生產(chǎn)不同厚度的 器件。因此，芯片的側(cè)面一般被暴露在外，使得器件更易于損壞。理想 的RFID標(biāo)牌或標(biāo)簽將是非常薄且還具有基本均勻的厚度。傳統(tǒng)RFID嵌 體和內(nèi)插器制造技術(shù)以及RFID器件本身的問題之一在于芯片厚度大于 襯底厚度，通常差較大的倍數(shù)。將芯片放置在薄膜或巻式襯底上將會在 芯片所處的位置產(chǎn)生凸起。這一凸起給隨后可能印刷文字或圖片到標(biāo)簽 面原材上的印刷設(shè)備帶來問題。在一般可能在其上進(jìn)行印刷的RFID標(biāo)簽 或其它器件的情況下，器件的不平坦表面會影響印刷過程而造成扭曲和/ 或印刷錯誤。
0011因此，需要提供一種制造電學(xué)器件的高速方法，其中成品器件 具有相對平坦的外形。
0012從前述內(nèi)容可以看出存在改進(jìn)RFID發(fā)射應(yīng)答器及其相關(guān)制造工 藝的空間。

發(fā)明內(nèi)容
0013依照本發(fā)明的一個方面，提供一種用于將芯片嵌入襯底中的方 法。所述方法包括加熱芯片并將芯片擠壓到襯底內(nèi)。在一個實施例中， 用熱輻射加熱的芯片被擠壓到熱塑性襯底內(nèi)。被加熱的芯片在局部區(qū)域 加熱襯底，以此軟化熱塑性襯底并允許芯片嵌入其中。
0014依照本發(fā)明的一個方面，提供一種制作電學(xué)器件的方法，該方 法包括以下步驟在襯底上放置芯片，加熱襯底，以及當(dāng)襯底處于升高 的溫度時將芯片嵌入到襯底內(nèi)。
0015依照本發(fā)明的另一個方面，提供一種制作電學(xué)器件的方法，該 方法包括以下步驟加熱芯片，將芯片嵌入到襯底中，以及將芯片耦合 到電組件。
0016依照本發(fā)明的又一個方面，提供一種制作RFID發(fā)射應(yīng)答器的方
法，該方法包含以下步驟將具有底面和頂面的芯片放置在熱塑性襯底
上，其中芯片的底面與熱塑性襯底的頂面接觸，通過熱輻射加熱熱塑性 襯底或芯片中的至少一個，以此升高熱塑性襯底的溫度并因此軟化熱塑 性襯底，當(dāng)襯底被加熱到升高的溫度時，通過對芯片施加壓力將芯片嵌 入到熱塑性襯底內(nèi)，以及將芯片耦合到天線結(jié)構(gòu)。所述耦合包括利用導(dǎo)
電性油墨沉積天線結(jié)構(gòu)到熱塑性襯底上，以及將天線結(jié)構(gòu)連接到RFID內(nèi)
插器的內(nèi)插器引線。
0017在本發(fā)明的一個實施例中，RFID芯片被放置在襯底上，其中芯 片的觸點(diǎn)背離襯底，且在芯片和/或襯底被加熱的同時施加壓力，以此將 芯片嵌入到襯底內(nèi)。加熱或固化可以通過各種方式來實現(xiàn)，包括對芯片 和/或巻狀物施加例如紅外、近紅外或紫外輻射的電磁輻射。芯片觸點(diǎn)可 以同時與電元件耦合，該電元件例如是可以預(yù)成形在第二襯底上的導(dǎo)電 引線或天線結(jié)構(gòu)，該第二襯底可以被層壓到第一襯底上。例如，包括電 元件的第二襯底可以被放置在芯片觸點(diǎn)上，因此電元件背離芯片觸點(diǎn)。 在嵌入和層壓工藝過程中，芯片觸點(diǎn)穿透第二襯底而與電元件接觸。第 二襯底可以是熱塑性的、可壓縮的或可固化的。第二襯底上的電元件可 以通過印刷導(dǎo)電性油墨來形成。對第二襯底施加電磁輻射可以進(jìn)一步固 化這種油墨并增強(qiáng)其導(dǎo)電性。
0018依照本發(fā)明的再一個方面，提供一種制作RFID發(fā)射應(yīng)答器的方 法，該方法包含提供巻式材料(web material)，該巻式材料包括連續(xù) 導(dǎo)電元件和可壓縮襯底層，通過壓縮可壓縮襯底層在巻式材料中形成凹 槽，其中凹槽的形成分隔開導(dǎo)電元件并因此形成至少兩個天線部分，將 芯片放置到凹槽中，以及將芯片耦合到天線部分。形成凹槽包括將芯片和巻式材料按壓在一起并實現(xiàn)芯片的放置和耦合。
0019依照本發(fā)明的又一個方面，提供一種制作RFID發(fā)射應(yīng)答器的方
法，該方法包含提供巻式材料，該巻式材料包括可壓縮襯底層和具有 第一天線部分與第二天線部分的天線結(jié)構(gòu)，通過壓縮可壓縮襯底層在第 一和第二天線部分之間的巻式材料中形成凹槽，將芯片放置到凹槽中， 以及將芯片耦合到天線結(jié)構(gòu)的天線部分。形成凹槽包括將芯片和巻式材 料按壓在一起，且該按壓實現(xiàn)芯片的放置和耦合。
0020在一個實施例中，芯片可以被用作成形工具來同時在襯底中形
成凹槽并將芯片嵌入到凹槽中，因此不需要單獨(dú)在襯底中形成凹槽然后 在芯片插入其中之前使芯片與凹槽對準(zhǔn)的額外步驟。
0021依照本發(fā)明的再一個方面，提供一種包含芯片和襯底的電學(xué)器 件。芯片被嵌入到襯底中并至少局部被襯底包圍。在一個實施例中，該 器件包括在平坦化層上的電元件，如天線結(jié)構(gòu)。芯片上的結(jié)合焊盤延伸 穿過平坦化層并被電耦合到天線結(jié)構(gòu)。該襯底可以是熱塑性材料。
0022為實現(xiàn)上述及相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明包含在下文充分描述并在權(quán)利 要求書中特別指出的特征。以下說明及附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的某些示 例性實施例。然而，這些實施例是示例性的，本發(fā)明的原理可以以一些 不同的方式被利用。通過本發(fā)明的以下詳細(xì)說明并結(jié)合附圖考慮，本發(fā) 明的其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和新特征將變得明顯。


0023在不必按比例的附圖中0024圖l是描述本發(fā)明的一種方法的流程圖；0025圖2是本發(fā)明的電學(xué)器件的側(cè)視圖；0026圖3是本發(fā)明的電學(xué)器件的斜視0027圖4是依照本發(fā)明用于施加熱壓的器件中的電學(xué)器件的側(cè)視圖；0028圖5A是本發(fā)明的電學(xué)器件的側(cè)視圖；0029圖5B是本發(fā)明的電學(xué)器件的側(cè)視圖；0030圖6是本發(fā)明的層壓器件的斜視圖；0031圖7A是本發(fā)明的一種系統(tǒng)的側(cè)視0032圖7B是本發(fā)明的一種系統(tǒng)的側(cè)視0033圖8是依照本發(fā)明用于施加熱壓的器件中的電學(xué)器件的側(cè)視圖；0034圖9是依照本發(fā)明用于施加熱壓的器件中的電學(xué)器件的側(cè)視圖；0035圖10A是依照本發(fā)明用于施加熱壓的器件中的電學(xué)器件的側(cè)視 0036圖10B是可以用于本發(fā)明的各種示例性材料的相對NIR輻射吸收 率的圖表；
0037圖11是依照本發(fā)明的方法可以使用的巻式襯底(web substrate) 的俯視0038圖12是依照本發(fā)明的方法可以使用的另一個巻式襯底的俯視圖；0039圖13是圖11的巻式襯底的截面視0040圖14是圖11的巻式襯底在將芯片嵌入其中的過程中的截面視 0041圖15是圖12的巻式襯底的截面視0042圖16是圖12的巻式襯底在將芯片嵌入其中的過程中的截面視 0043圖n是依照本發(fā)明的方法用于將芯片嵌入襯底的裝置的側(cè)視0044圖18是依照本發(fā)明的方法用于將芯片嵌入襯底的裝置的側(cè)視圖；0045圖19是依照本發(fā)明的電學(xué)器件的組件的截面視圖；0046圖20是利用圖19的組件形成的組裝電學(xué)器件的截面視圖；0047圖21是其中嵌入了芯片的襯底和其上具有天線元件部分的巻狀 物的截面視0048圖22是依照本發(fā)明利用圖21的襯底和巻狀物形成的組裝電學(xué) 器件的截面視0049圖23是依照本發(fā)明的電學(xué)器件的組件的截面視圖；0050圖24是利用圖23的組件形成的組裝電學(xué)器件的截面視圖；0051圖25是依照本發(fā)明的電學(xué)器件的俯視圖；以及0052圖26是圖25的電學(xué)器件的俯視圖，其中芯片被電連接到天線 元件部分。
具體實施例方式
0053提供一種制造電學(xué)器件的方法，其中芯片或其它電學(xué)組件被嵌 入到襯底中。該襯底可以是熱塑性材料，這種材料在襯底被施加熱量和/ 或壓力時能夠圍繞芯片發(fā)生變形。該襯底可以包括可壓縮層，該可壓縮 層能夠被壓縮以形成芯片可以插入其中的凹槽。 一旦被嵌入，芯片或電 組件被固定到巻狀物并可以被耦合到另一電組件。還提供一種制造RFID 器件的方法，其中利用熱量和/壓力將RFID芯片嵌入到襯底中，天線結(jié) 構(gòu)被施加到襯底上，且RFID芯片和天線結(jié)構(gòu)被耦合在一起。
0054參考圖l，將描述制造巻狀物形式的電學(xué)器件的方法5。應(yīng)該認(rèn) 識到這些電學(xué)器件可以是不同于RFID器件的器件。類似地，依照本發(fā)明 可以使用天線結(jié)構(gòu)以外的其他電組件。但是，因為這一方法很好地適用 于RFID器件的高速制造，因此將在RFID器件的制造工藝的背景下進(jìn)行 描述。
0055圖1所示的方法5開始于工藝步驟號10，其中芯片被放置在巻 式襯底上。如上所述，應(yīng)該認(rèn)識到該芯片可以是內(nèi)插器結(jié)構(gòu)的一部分。 在工藝步驟12，通過對芯片和/或巻狀物施加熱量和/或壓力將芯片嵌入到 巻式襯底內(nèi)。 一旦芯片被適當(dāng)?shù)厍度氲綆喪揭r底中，在工藝步驟14中芯 片和/或巻狀物被冷卻。應(yīng)該認(rèn)識到冷卻芯片和/或巻狀物的步驟可以簡單 地通過停止對其施加熱量和/或壓力來實現(xiàn)。在工藝步驟16中，芯片被耦 合到天線結(jié)構(gòu)。如本文將更詳細(xì)描述的，天線結(jié)構(gòu)可以在芯片被嵌入到 巻狀物內(nèi)之前、過程中或之后被施加或形成于巻狀物上。
0056參考示例性實施例，現(xiàn)在更詳細(xì)地描述上述工藝步驟。轉(zhuǎn)向圖2 和圖3，芯片20被放置在具有襯背36的巻式襯底32上。芯片20可以包 括用于耦合芯片20和天線或其它電組件的凸塊22。具有大體矩形截面的 芯片20具有頂面24、底面25和側(cè)面26a、 26b、 26c、 26d。在該圖中， 凸塊22位于芯片20的頂面24上，從而當(dāng)芯片20被嵌入到巻式襯底32 中時凸塊22仍然可用于耦合到電組件。
0057在圖4中，熱壓器件40被放置在芯片20之上并被配置為沿箭 頭A的方向抵靠巻狀物32壓芯片20。襯背36可以是剛性的或半剛性的， 以便在壓的過程中為巻式襯底32提供足夠支撐。熱壓器件40包括用于
接合芯片20的壓力器。在這一實施例中，熱壓器件40可以是能夠施加
熱量和壓力的任何適當(dāng)熱壓器件。適當(dāng)熱壓器件的示例被公開在2004年 7月18日提交的編號為10/872,235的共同被轉(zhuǎn)讓的美國專利申請中。用 于固化粘合劑和/或焯料的傳統(tǒng)熱壓器件也可以被使用。用于加熱芯片20 和/或巻式襯底32的熱能可以通過熱壓器件40的壓力器42經(jīng)由傳導(dǎo)而施 加。熱壓器件40可以被配置為將芯片20和/或巻式襯底32預(yù)熱到預(yù)定溫 度，以此確保在對芯片20施加壓力之前巻式襯底32被充分軟化。預(yù)熱 芯片20和/或巻式襯底32可以在芯片20抵靠巻式襯底32被壓時防止損 壞芯片20。
0058可用于提供熱能的傳導(dǎo)加熱元件的示例是居里點(diǎn)(Curie Ponit)
自調(diào)節(jié)的加熱元件。這一加熱元件被公開在編號為5,182,427的美國專利 中，并在由加利福尼亞門羅帕克(Menlo Park)的Metcal當(dāng)前制造的 SmartHeat 技術(shù)中被具體化。這種加熱元件典型地包含具有磁化鎳金屬合 金涂層的中心銅核。高頻電流被感生于加熱元件中并且由于趨膚效應(yīng)而 傾向于在鎳金屬合金涂層中流動。相對高電阻的鎳金屬合金中的焦耳熱 導(dǎo)致涂層溫度升高。 一旦鎳金屬合金涂層的溫度達(dá)到其特征居里點(diǎn)，電 流就不再在鎳金屬合金涂層中流動而是流動通過低阻中心銅核。本質(zhì)上 居里點(diǎn)溫度被維持在這一點(diǎn)上。因此，當(dāng)高頻電流被接通時，加熱元件 快速加熱到居里點(diǎn)溫度且然后在這一溫度下自行調(diào)節(jié)。居里點(diǎn)自調(diào)節(jié)加 熱元件是有利的，因為它們體積小、高效且溫度自調(diào)節(jié)，并允許單獨(dú)的 加熱元件被賦予每個所需的熱-壓點(diǎn)。應(yīng)該認(rèn)識到其它加熱元件如標(biāo)準(zhǔn)電 阻加熱元件等也可以被使用。
0059再參考圖4和圖5A，巻式襯底32被熱壓器件40加熱并變得越 來越柔軟，從而當(dāng)芯片20被熱壓器件40壓向巻式襯底32時，巻式襯底 32圍繞芯片20發(fā)生變形。巻式襯底32圍繞芯片20的變形被圖示說明于 圖5A。圖5A中的芯片20被嵌入在巻式襯底32，其中芯片20的上表面 24與巻式襯底32基本同高(例如，齊平)。本質(zhì)上芯片20的側(cè)面26a、 26b、 26c、 26d (未圖示)被包圍在巻式襯底32內(nèi)。因此，芯片20的外 形被重疊在巻式襯底的外形內(nèi)，以此生成均勻的外形并因此生成基本平 坦的結(jié)構(gòu)。芯片20上的凸塊22可輕微延伸到巻式襯底32的上表面之上
以使芯片20能夠與天線結(jié)構(gòu)或其它電組件耦合。芯片20的上表面24可 以被巻式襯底32輕微吞沒，以此降低凸塊22和巻式襯底32的表面之間 的高度差以便于印刷引線到凸塊22上。
0060典型的芯片厚度范圍為約75微米(3密耳)至150微米(6密
耳)或更大。巻式處理中所用的典型巻式襯底或薄膜可以在40微米(1.5 密耳)至200微米(8密耳)或更大范圍內(nèi)。將芯片嵌入到襯底內(nèi)降低了 所得到的RFID器件的整體厚度并產(chǎn)生相對平的RFID器件。理想地，巻 式襯底將具有等于或稍微大于芯片厚度的厚度。因此，芯片可以被嵌入 到巻式襯底中，從而實際上不存在表面凸塊，因此生成具有平坦外形的 內(nèi)插器或器件。
0061
一旦芯片20被嵌入在巻式襯底32中，熱壓器件40就脫離芯片 20且?guī)喪揭r底32被允許冷卻。隨著巻式襯底32冷卻，它變得不太柔軟 并稍微收縮，以此將芯片20固定在巻式襯底32內(nèi)。應(yīng)該認(rèn)識到現(xiàn)在芯 片20至少被局部包圍在巻式襯底32內(nèi)，并被巻式襯底32本身機(jī)械地固 定在該巻式襯底自身內(nèi)。
0062巻式襯底32可以是能夠通過對材料加熱而變軟且通過冷卻而變 硬的熱塑性材料。因此，巻式襯底32可以是塑料薄膜、聚合物薄膜或任 何其它熱塑性材料。巻式襯底32也可以是熱固性材料。在一些應(yīng)用中， 巻式襯底32是用紫外光可固化的。
0063應(yīng)該認(rèn)識到多個芯片20可以在一個或多于一個通道中以預(yù)定間 隔被嵌入到巻式襯底32中。作為替代，多個芯片20可以在預(yù)定位置被 嵌入到一片襯底材料中。 一旦芯片20被嵌入到巻式襯底32中，芯片20 就可以與天線結(jié)構(gòu)或其它電組件相耦合。天線結(jié)構(gòu)或其它電組件可以在 嵌入芯片20之前、之中或之后被轉(zhuǎn)移到巻式或片狀襯底32上或形成于 巻式或片狀襯底32上。巻式襯底32之上或之中的預(yù)成型天線結(jié)構(gòu)可以 被提供，從而當(dāng)芯片20被嵌入到巻式襯底32中時，該芯片被電耦合(例 如，直接耦合)到天線結(jié)構(gòu)并機(jī)械耦合到巻式襯底32。此外，芯片20可 以被嵌入到鄰近成型天線結(jié)構(gòu)的巻式襯底32內(nèi)，并通過后續(xù)工藝比如從 芯片凸塊到天線結(jié)構(gòu)印刷導(dǎo)電性油墨引線而被電耦合到天線。
0064例如，在圖5B中芯片20被嵌入在具有襯背36和成型天線元件52的襯底32中?？梢詾橐r底32提供硬度的襯背36 —般不是己完成器件 的一部分。然而，在一些示例中器件可以包括襯背36。成型天線元件52 被置于鄰近芯片20上的凸塊22或觸點(diǎn)。應(yīng)該認(rèn)識到芯片20可以被嵌入 在巻式襯底32中要被耦合到成型天線元件52的位置中。例如，耦合可 以通過印刷導(dǎo)電材料以直接連接天線元件52和芯片20上的凸塊22來實 現(xiàn)。此外，芯片20的凸塊22可以以某個方式被嵌入在巻式襯底32中， 使得凸塊22直接接觸天線元件52(例如，芯片20處于凸塊朝下的方位)， 以此將芯片20耦合到天線元件52。
0065在圖6中，示出了具有多個嵌入的芯片20的巻式襯底32。在該 圖中，芯片20被嵌入在單行或單通道的巻式襯底32中。具有嵌入的芯 片20的巻式襯底32被層壓到承載天線結(jié)構(gòu)52的襯底50上。芯片20和 天線結(jié)構(gòu)52可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖痪幹?indexed)并耦合到天線結(jié)構(gòu) 52。典型地，各個巻狀物上的元件間的間距將是相同的，從而只需要初 始的編址。 一旦芯片20的巻式襯底32和包含天線結(jié)構(gòu)52的天線結(jié)構(gòu)襯 底52被層壓在一起，各個RFID器件可以從完成的巻狀物60上被單個化。
0066應(yīng)該認(rèn)識到形成天線結(jié)構(gòu)的其它方法是可能的。例如，箔片沖 壓、導(dǎo)電性油墨印刷、金屬電鍍、金屬濺射或蒸發(fā)或任何其它形式的導(dǎo) 電性圖案化可以被用于在巻式襯底32上形成天線或其它電組件。觸點(diǎn)或 凸塊22與天線結(jié)構(gòu)50或其它電組件的電耦合可以通過直接接觸來實現(xiàn)。 作為替代，導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂、各向同性的導(dǎo)電粘合劑、各向異性的導(dǎo)電 粘合劑、焊料或任何其它適當(dāng)手段可以被用于實現(xiàn)電耦合。天線結(jié)構(gòu)50 可以在形成的時候和芯片20電耦合。作為替代，天線結(jié)構(gòu)50可以在后 續(xù)時間通過導(dǎo)電性油墨印刷或其它適當(dāng)工藝被形成或另外施加到襯底32 上并與芯片20耦合。
0067現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7A，將描述用于依照本發(fā)明的方法5 (圖1)制作 RFID器件的系統(tǒng)100。具有可選(非必要)的襯背34的巻式襯底32從 左側(cè)進(jìn)入系統(tǒng)100并向右側(cè)前進(jìn)。芯片放置裝置110利用噴嘴112以預(yù) 定的間隔將芯片20放置到巻式襯底32上。當(dāng)芯片20被放置到巻式襯底 32上后，芯片20被熱壓器件40嵌入到巻式襯底32中。隨著芯片20進(jìn) 入熱壓器件40中，熱量被施加到芯片20和/或巻式襯底32從而加熱巻式
襯底32。 一旦巻式襯底32達(dá)到預(yù)定溫度，熱壓器件40的壓力器42就迫 使芯片20與巻式襯底32壓縮接合。當(dāng)芯片20前進(jìn)通過熱壓器件40后， 芯片的頂面24與巻式襯底32基本齊平。在這一實施例中，芯片20包括 稍微突出于巻式襯底32的表面之上的凸塊22。接下來巻式襯底32和嵌 入的芯片20進(jìn)入層壓裝置55，其中天線結(jié)構(gòu)巻52被編址并層壓于此。 然后巻狀物60上的RFID器件62可以從巻式襯底32上被單個化。0068在圖7B中，示出了用于依照本發(fā)明的方法5 (圖1)制作RFID 器件的另一個系統(tǒng)120。系統(tǒng)120與圖7A的系統(tǒng)100在每個方面都相似， 除了在這一實施例中芯片20在其穿過壓縮滾筒44和46之間時被嵌入到 巻式襯底32中。應(yīng)該認(rèn)識到巻式襯底32可以在進(jìn)入壓縮滾筒44和46 之前被加熱。作為替代，壓縮滾筒44和46可以通過傳導(dǎo)對芯片20和/ 或巻式襯底32施加熱量。應(yīng)該認(rèn)識到可以使用各種方法來施加壓力以將 芯片嵌入到襯底中。
0069在上面描述且由圖7A和圖7B中的虛線輪廓示出的實施例變體 中，天線巻52可以以支撐巻狀物53的形式被提供，多個例如沖切或激 光切割的天線50的內(nèi)表面被可釋放的粘合劑粘著到支撐巻狀物53，且其 中天線的引線部分和本體部分的外表面分別覆蓋有非固化的導(dǎo)電性和非 導(dǎo)電性粘合劑，比如提交于—、序號為—的共同待審的美國專利申請 中所述的粘合劑。在這一替代性變體中，各個天線被同時從支撐巻狀物 上剝下并通過層壓裝置55被層壓到巻式襯底32上，其中各天線的引線 被對準(zhǔn)并電耦合到各自芯片20上的凸塊22，而且天線數(shù)量減少的支撐巻 狀物被纏繞到拉緊巻軸(未圖示)上。
0070現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8-10A，將描述本發(fā)明的一種方法，該方法利用紅外 熱壓器件來將芯片嵌入到巻式襯底中。在圖8中，壓縮器件230被配置 為抵靠具有襯背224的巻式襯底222壓縮芯片220。紅外能量源240被配 置為向巻式襯底222和/或芯片220提供熱能。應(yīng)該認(rèn)識到與巻式襯底222 相比襯背224可以是對輻射相對透明的，所以紅外輻射可以穿過襯背224 并被巻式襯底222吸收，由此加熱巻式襯底222。但是，紅外輻射也可以 被引導(dǎo)到相對吸收輻射的襯背224，由此加熱襯背224并迸而通過傳導(dǎo)加 熱巻式襯底222。還應(yīng)該認(rèn)識到巻式襯底222和襯背224可以是對輻射相對透明的。在這種情況下芯片220將是相對吸收輻射的，從而來自紅外
能量源240的紅外輻射加熱芯片220，芯片220又加熱巻式襯底222。0071在圖9中，紅外熱源240已經(jīng)被激活，由此加熱巻式襯底222 并導(dǎo)致巻式襯底222軟化。紅外熱壓器件230抵靠巻式襯底222壓縮芯 片220，由此將芯片220嵌入到巻式襯底222中。在該圖中，芯片220被 部分嵌入到巻式襯底222中。
0072現(xiàn)在參考圖IOA，芯片220被完全嵌入到巻式襯底222中。一 旦芯片220被完全嵌入到巻式襯底222中，紅外熱壓器件230就脫離芯 片220，紅外熱源240被去激活，且芯片220、巻式襯底222和襯背224 被允許冷卻。隨著巻式襯底222冷卻，它變得不太柔軟并稍微收縮，由 此以局部包圍的方式將芯片220固定在巻式襯底222內(nèi)。應(yīng)該認(rèn)識到現(xiàn) 在芯片220至少被局部包圍在巻式襯底222內(nèi)，并被巻式襯底222本身 機(jī)械地固定在巻式襯底222內(nèi)。
0073在本發(fā)明的方法中使用電磁輻射作為熱源提供了各種優(yōu)點(diǎn)。與 傳導(dǎo)式和對流式熱傳遞相比，輻射能量熱傳遞能夠?qū)崿F(xiàn)明顯更高的熱通 量。由于光的高速度以及可能對受熱材料直接施加熱量，輻射能量可以 提供極快的加熱。受控輻射加熱可以實現(xiàn)各種工藝優(yōu)勢，如降低系統(tǒng)的 冷卻需求并通過局部熱量和壓力之間的協(xié)調(diào)提高精度。
0074如上所述，輻射加熱可以被直接施加到受熱材料上。精確地直 接施加熱量到受熱區(qū)域上的能力是有利的，因為與傳導(dǎo)式或?qū)α魇郊訜?方法相比需要更少的整體熱能。此外，因為更少的整體熱能被施加，所 以一旦嵌入過程結(jié)束，材料更快地冷卻，允許隨后對巻式襯底的處理更 快地開始。
0075輻射能量加熱可以與其它形式的熱傳遞例如傳導(dǎo)加熱相結(jié)合以 實現(xiàn)有利的效果。如上面提到的，電磁輻射熱傳遞可以被用于加熱系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)(特別是芯片或襯背材料)，這些結(jié)構(gòu)又可以通過傳導(dǎo)向巻式襯 底傳遞熱量。因此，電磁輻射不需要被直接施加到受熱材料上，而是從 相鄰結(jié)構(gòu)如芯片或襯背通過熱傳導(dǎo)而間接施加。
0076如上面提到的，輻射能量可以在碰到相對吸收輻射的材料并被 其吸收之前穿過一個或多于一個對輻射相對透明的材料。如本文所用， 對輻射相對透明的材料(也被稱為"透明材料")指的是與相對吸收輻 射的材料(也被稱為"吸收材料")相比，對輻射能量吸收更少的材料。 應(yīng)該認(rèn)識到材料的相對透明或吸收是輻射波長的函數(shù)。此外，每個輻射 源可以具有獨(dú)特的功率頻譜，該功率頻譜確定作為輻射波長的函數(shù)，發(fā) 射多少能量。因此，輻射能量源可以被選擇或調(diào)節(jié)以便實現(xiàn)材料的所需 透射或吸收效果。
0077例如，在圖10B中，比較了在3200K下發(fā)射的近紅外(NIR) 黑體源與本發(fā)明可用的各種示例性材料的相對吸收頻譜。圖IOB所示的
圖表用于示例性的目的，且所示的材料僅是依照本發(fā)明可用的示例性材 料。這些材料根本不被認(rèn)為要限制可用于實踐本發(fā)明的材料。從該圖表 可以看出，對于大部分波長頻譜，該系統(tǒng)可用的示例性材料(純硅酮、 聚砜、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯))以比可組成芯片的拋光硅低得多 的比率吸收NIR輻射。拋光硅材料對NIR輻射的較高吸收率允許芯片被 NIR輻射快速加熱而襯底材料仍然相對較涼。應(yīng)該認(rèn)識到很多聚合物如 PEEK (聚醚醚酮)或PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)可用作柔性壓板材料， 因為大部分聚合物通常是NIR透明的。通過使用相對輻射透明的材料作 為襯背且使用相對吸收輻射的材料作為巻式襯底和/或芯片，適當(dāng)?shù)碾姶?輻射能量可以在該實施例中被用于加熱。例如，通過將位于熱塑性巻式 襯底上的相對吸收輻射的芯片暴露于近紅外(NIR)熱輻射，芯片被加熱， 由此該芯片可以加熱巻式襯底以充分軟化巻式襯底，從而該芯片可以被 嵌入其中。其它的電磁輻射波長也可以被用于本發(fā)明中的其它材料。例
如，對于一些應(yīng)用，紫外(UV)或微波能量可以是適當(dāng)?shù)哪芰啃问??？?體上，所用的電磁輻射形式將由器件的組成材料對于具體電磁輻射形式 的吸收或非吸收特性吸收光譜來確定。
0078
一 系列適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)可用的高能NIR系統(tǒng)由德國 Bruckmiihl-Heufeld的AdPhos AG提供(AdPhos) 。 AdPhos紅外加熱系 統(tǒng)提供持久的高能加熱系統(tǒng)；且AdPhos燈幾乎充當(dāng)工作于約3200K的 黑體發(fā)射器。提供適當(dāng)熱能的其它輻射加熱器和發(fā)射器可以從各個主要 燈具廠商(包括Phillips、 Ushio、 General Electric、 Sylvania禾口 Gle歸) 獲得。例如，這些廠商生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所用的外延反應(yīng)堆(reactor)的發(fā)
射器。所有這些發(fā)射器都具有超過3000K的溫度。但是，更廣泛地，適 當(dāng)?shù)腘IR源可以是溫度超過大約2000K的發(fā)射器。AdPhos系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在 于盡管大多數(shù)這種高能NIR燈具有小于2000小時的額定壽命，但AdPhos NIR系統(tǒng)被設(shè)計為4000至5000小時的服務(wù)壽命。AdPhos NIR燈的輻射 能量發(fā)射將其絕大部分能量聚集在0.4微米至2微米的波長范圍內(nèi)，其中 峰值能量在800 nm附近提供，該峰值能量被移到比短波和中波紅外源更 低的波長，提供更高的能量輸出和吸收電磁輻射方面的其它優(yōu)點(diǎn)。0079現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖11-18，將描述依照本發(fā)明制造電學(xué)器件的另一個方 法。應(yīng)該認(rèn)識到，盡管在圖11-16中在單個器件的背景下進(jìn)行顯示和描述， 但該方法很好地適用于巻到巻的操作來處理襯底材料巻狀物以形成多個 器件。在圖11-14中，襯底304包括可選的天線襯底層308，該天線襯底 層具有通過任何適當(dāng)工藝(例如，圖案化、刻蝕、導(dǎo)電性油墨印刷等) 形成或沉積于其上的天線元件312。所示的示例性天線元件312是在芯片 附連區(qū)318的相對側(cè)上具有第一和第二電極部分314和316的簡單雙極 結(jié)構(gòu)。包括單個連續(xù)天線的其它天線結(jié)構(gòu)可以被提供。在示例性實施例 中，天線元件312在芯片附連區(qū)318中的兩個電極部分314和316之間 是不連續(xù)的，其以傳統(tǒng)的方式分叉以定義可以附連芯片(或作為替代， 內(nèi)插器)的一對固定天線引線。在圖ll的實施例中，如圖所示，天線元 件312包括芯片附連區(qū)318中的漸縮形(tapered-down)頸部部分322， 其中頸部322的寬度等于或小于將附連于其上的芯片的寬度。在圖12的 實施例中，頸縮形(necked-down)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被置于內(nèi)插器323之上，且 天線引線部分314和316被終止于比在圖11的實施例中間隔更遠(yuǎn)的較寬 鈍端處。
0080重要的是，襯底304進(jìn)一步包括附連天線襯底308的可壓縮襯 底層326。可壓縮襯底層326可以選自于很多不同的材料。 一種這樣的材 料是開孔聚合泡沬材料。這種泡沫的密度、厚度、柔性等可以容易地被 工藝控制，以此達(dá)到合適的泡沫特性，如在至少兩個軸上的柔性、施加 合理水平的壓力和/或熱量時的高可壓縮率和壓縮后小的或沒有反沖
(spring-back)或回彈(resiliency)等?？蓧罕獠牧弦部梢员皇褂??？蓧?扁材料一般被視為在施加充分壓力后永久變形。 一旦被壓扁，可壓扁材
料一般保持被壓扁狀態(tài)并因此不傾向于回到其初始形態(tài)(例如，不像一 些可壓縮材料，如彈性泡沫，其在壓力撤消后將傾向于回到其初始形態(tài))。 很多不同的其它材料可被用于可壓縮襯底層326，包括某些類型的包含空
氣捕獲袋的漿紙(pulped paper)。
0081本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，依賴于當(dāng)前的具體應(yīng)用，使用包 含泡沬聚合物如開孔泡沫聚氨酯或聚乙烯材料的可壓縮襯底326材料可 以具有附加的性能優(yōu)點(diǎn)。這些材料的單元充滿了空氣，其具有比相同厚 度的典型固態(tài)聚合襯底材料更低的介電常數(shù)，而這一特性可以被使用， 以有利于提供具有自補(bǔ)償天線的RFID器件的優(yōu)勢，例如如提交于2005 年11月3日、序號為10〃00,596的共同待審的美國專利申請中所述的。
0082圖13-16圖示說明利用圖11和圖12的示例性可壓縮襯底304 形成RFID嵌體的方法的兩種可替代示例性實施例，其中RFID發(fā)射應(yīng)答 器芯片364被用作成形工具，借此其被按壓進(jìn)入襯底304以形成凹槽344 并因此同時也被嵌入到所形成的凹槽344中。這一工藝不需要附加步驟 來單獨(dú)在襯底304中形成凹槽344以及隨后在插入凹槽之前精確對準(zhǔn)芯 片364和凹槽，由此形成具有基本平的上表面和下表面的RFID器件。嵌 入操作可以由熱壓器件如上述的NIR熱壓器件來執(zhí)行，或在適當(dāng)情況下 通過分別在圖17和圖18中圖示說明并在此進(jìn)一步描述的簡單壓延
(calendaring)操作實現(xiàn)。任一實施例的優(yōu)點(diǎn)在于分別在圖13-14和圖 15-16圖示說明的芯片364或內(nèi)插器323可以在嵌入工藝之前、之中和之 后被電耦合到天線的引線上。
0083應(yīng)該認(rèn)識到，在任一實施例中，凹槽344可以由芯片364通過 對其施加壓力、熱量或同時施加壓力和熱量而形成，比如通過前述熱壓 器件進(jìn)行。同樣電磁輻射可以被施加于襯底以便于形成凹槽344。
0084由壓縮或擠壓操作得到的嵌體結(jié)構(gòu)被分別圖示說明于圖14和圖 16中。應(yīng)該認(rèn)識到，在圖14的倒裝晶片實施例中，凹槽344任一側(cè)上的 每個天線引線現(xiàn)在各包括兩個大致90。的彎曲。因此，應(yīng)該認(rèn)識到天線元 件312的材料應(yīng)該表現(xiàn)出充分的延展性以允許這一變形而不發(fā)生破裂或 斷開。從圖16可以很明顯地看出，在內(nèi)插器實施例中由這種變形而造成 天線引線的破裂或斷開的風(fēng)險被充分降低。
0085在圖14中，可以是RFID發(fā)射應(yīng)答器芯片的芯片364被示出安 置在凹槽344中并以倒裝晶片安裝結(jié)構(gòu)被電耦合到天線引線348和352。 芯片364到天線引線348和352的電耦合可以通過幾種傳統(tǒng)機(jī)制中的一 個或多于一個來實現(xiàn)。舉例來說，芯片364可以通過傳統(tǒng)的焊接被耦合 到天線引線348和352，或者傳統(tǒng)的基于ICP、 ACP或NCP粘合劑的耦 合也可被使用。進(jìn)一步舉例來說，樁撐(或巻曲)操作(未圖示)可以 被用于將芯片364耦合到天線引線348和352，其中適當(dāng)伸長的導(dǎo)電結(jié)構(gòu) 如芯片凸塊(例如，柱形凸塊)被形成于或附連到各自的芯片連接焊盤 上并在芯片安裝之前或過程中被施壓進(jìn)入或甚至穿過天線引線348和 352，以此被位于各自的天線部分348和352下面的壓縮襯底材料304(例 如，聚合的)抓住或夾緊。純機(jī)械直接的或歐姆壓力接觸也可以被用于 將芯片364耦合到天線引線348和352，只要在RFID器件的壽命期間可 以保持電接觸的質(zhì)量。這種機(jī)械連接可以通過在芯片364和/或連接器與 天線引線348和352之間施加壓力來實現(xiàn)。這種連接具有不需要任何上 述耦合工藝的優(yōu)點(diǎn)，但作為替代可能需要在芯片觸點(diǎn)和天線引線上提供 非氧化(例如，電鍍稀有金屬)的接觸表面。
0086應(yīng)該認(rèn)識到天線襯底308是非必要的，但是對于一些應(yīng)用可能 是希望的。例如，因為制造原因可能希望與襯底304分開加工天線結(jié)構(gòu)， 然后通過將天線層308和可壓縮層326結(jié)合在一起來組裝襯底304，從而 在后面的步驟中形成襯底304。另外，在可壓縮襯底材料的表面不提供在 其上可以以實際方式直接形成或沉積天線元件的理想表面的應(yīng)用中，天 線襯底308可能是希望的。
0087應(yīng)該認(rèn)識到襯底304可以包括除了所示的這些層之外的其它層。 此外，在一些應(yīng)用中天線襯底308可以省略且天線元件312可以被直接 提供在可壓縮襯底層326的表面上。舉例來說，某些開孔泡沬材料(例 如，可熱成形的聚氨酯("TPU")泡沫)可以被制成為具有形成于其 一面或兩面上的薄的無孔"表皮"的薄片形式，而且根據(jù)材料與所選擇 用于制作天線的特殊工藝的兼容性，有可能直接在可壓縮襯底本身的表 面形成天線結(jié)構(gòu)，從而不需要分離的天線襯底。
0088雖然示例性實施例包括連接到其相對側(cè)設(shè)置有焊盤的芯片上的雙極天線布置，但依照本發(fā)明也可以使用很多不同的天線和/或芯片焊盤 結(jié)構(gòu)。
0089參考圖17和圖18，示出了將芯片364嵌入到襯底304中的示例 性裝置。該裝置369包括上滾筒370和下滾筒372，襯底304和芯片364 在二者之間通過。如圖所示，上滾筒370和下滾筒372壓縮芯片364從 而將其嵌入到可壓縮襯底304內(nèi)。應(yīng)該認(rèn)識到，根據(jù)需要可以直接或間 接向襯底304施加熱量以軟化襯底304。
0090參考圖19-26且首先參考圖19和圖20，將描述依照本發(fā)明的附 加實施例。在這些實施例中，應(yīng)該認(rèn)識到芯片364可以依照前述的方法 被嵌入到襯底304中。同樣地，例如，芯片364可以利用熱壓法被嵌入 到熱塑性襯底304中，或者芯片364可以被插入到通過例如壓縮、擠壓 或沖擊巻式襯底304所形成的芯片凹槽內(nèi)。
0091在圖19和圖20所描述的實施例中，RFID器件通過將具有接合 焊盤384 (例如，凸塊)的芯片364嵌入到襯底304中并將芯片耦合到平 坦化層380上表面上的天線元件部分348和352而形成。在所示的實施 例中，接合焊盤384背離襯底304 (例如，凸塊朝上)。通常，熱壓可以 被施加到組裝件(襯底304、芯片364和平坦化層380)上以嵌入芯片364 并將芯片364電耦合到天線元件部分348和352。
0092通過參考圖20，應(yīng)該認(rèn)識到當(dāng)施加熱壓時芯片364被嵌入到襯 底304中，其中芯片364上的接合焊盤384穿透平坦化層380以形成與 平坦化層380上表面上的天線元件部分384和352的接觸。應(yīng)該認(rèn)識到 這里所描述的熱壓器件根據(jù)需要可以被用于施加熱壓以組裝器件。因此， 平坦化層380可以是熱塑性材料，其在被加熱時軟化以便于被接合焊盤 穿透。接合焊盤可以被定形以增強(qiáng)對平坦化層380的穿透。例如，接合 焊盤可以被拉長和/或具有尖端(例如，柱形凸塊)以輔助穿透平坦化層 380。
0093平坦化層380通常提供所得到的電學(xué)器件的平坦上表面，并且 也可以用于通過密封或其他方式覆蓋芯片364的表面來保護(hù)芯片364。平 坦化層380也使芯片364與平坦化層380上的天線元件部分348和352 電絕緣。0094作為將芯片364嵌入到襯底304中的替代方案，凹槽可以被形 成于襯底304中，芯片364可以被插入到該凹槽內(nèi)并隨后在與平坦化層 380層壓的過程中被耦合到天線元件部分348和352。
0095參考圖21和圖22，將描述依照本發(fā)明的另一個實施例。在這一 實施例中，芯片364被提供嵌入在巻式襯底304中。芯片364可以以任 何適當(dāng)?shù)姆绞奖磺度氲揭r底304中，包括之前闡述的方法。巻狀物388 被提供，具有形成于其上的天線元件部分348和352。巻狀物388與襯底 304被層壓在一起，從而芯片364被連接到其上所形成的天線元件部分 348和352。粘合劑392被用于將巻狀物388固定到襯底304。粘合劑392 可以用作平坦化層以形成所得到的RFID器件的平坦外形。平坦化層可以 絕緣芯片364上的電路并可以降低芯片凸塊或觸點(diǎn)384與天線元件部分 348和352之間所需的對準(zhǔn)容限。
0096在圖23和24中，示出了依照本發(fā)明的又一個實施例，其中RFID 器件通過將芯片364嵌入到襯底304內(nèi)并將芯片耦合到巻狀物388上的 天線元件部分348和352而形成。巻狀物388可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧先?PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)。在所示實施例中，接合焊盤384背離襯 底304 (例如，凸塊朝上)。熱塑性平坦化層380被提供在芯片364和巻 狀物388之間。平坦化層380可以是聚氨酯薄膜，如可從密歇根州Grand Rapids的Worthen Coated Fabrics公司獲得的標(biāo)簽薄膜T-161 。該薄膜可 以具有任合適當(dāng)?shù)暮穸?，例?.5密耳的標(biāo)稱厚度。當(dāng)被加熱時，該薄膜 表現(xiàn)為類似于熱融粘合劑以將巻狀物388固定到芯片364和/或襯底304。 在一些情況下，平坦化層380可以被預(yù)熱直到發(fā)粘以便在器件的組裝過 程中接收和支撐芯片。通常，依照前述方法，熱壓可以被施加到包含襯 底304、芯片364和平坦化層380的組裝件上以嵌入芯片364并將芯片 364電耦合到天線元件部分348和352。應(yīng)該認(rèn)識到接合焊盤384穿透平 坦化層380并以此形成與相應(yīng)天線元件部分348和352的電連接。
0097參考圖25和圖26，將描述依照本發(fā)明的再一個實施例。在這一 實施例中，芯片364被嵌入到具有形成于其上的天線元件部分348和352 的巻式襯底304內(nèi)。芯片364可以依照前面闡述的方法被嵌入到襯底304 中。 一旦被嵌入到襯底304中，芯片364可以通過印刷導(dǎo)電性油墨或其 他方式形成導(dǎo)電引線398以連接芯片364和相應(yīng)的天線元件部分348和 352而被耦合到天線元件部分348和352。
0098由于芯片的同步平坦化和連接，這里所描述的方法和器件允許 在組件對準(zhǔn)方面具有較不嚴(yán)格的精度的器件組裝。此外，因為在組裝件 被壓縮時接合焊盤384直接連接到電元件，因此本發(fā)明不需要鉆孔或其 它形式形成通孔用來沉積導(dǎo)電材料以連接芯片到電元件如天線。
0099還應(yīng)該認(rèn)識到依照本發(fā)明局部加熱襯底的其它方法也可以被使 用。例如，超聲加熱可以被使用而不偏離本發(fā)明的范圍。另外，加熱固 化或其它類型的固化如用UV輻射固化等可以被使用。
0100對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，通過閱讀前述說明，可以想到某些修改 和改進(jìn)。應(yīng)該理解本發(fā)明并不局限于任何具體的電學(xué)器件類型。對這一 申請來說，"耦合"、"被耦合"或"耦合的"希望被廣泛地解讀為包 括直接電耦合和電抗性電耦合。電抗性耦合希望廣泛地包括電容性耦合 和電感性耦合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到這些元件可以以不同的方式實 現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明希望覆蓋權(quán)利要求書的內(nèi)容及任何等價物。這里所用 的具體實施例是為了幫助理解本發(fā)明，而不應(yīng)被用于以比權(quán)利要求及其 等價物更窄的方式限制本發(fā)明的范圍。
0101盡管已經(jīng)通過某個或某些實施例示出和描述了本發(fā)明，但很明 顯本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解本說明書及附圖的基礎(chǔ)上可以想到等價 的替代和修改。特別是對于上述元件(組件、組裝件、器件、成分等) 所執(zhí)行的各種功能，除非另外指出，用于描述這些元件的術(shù)語(包括提 及的"手段")被認(rèn)為對應(yīng)于執(zhí)行所述元件的具體功能的任何元件(即 功能性等價)，即使在結(jié)構(gòu)上并不等價于在此處所示的本發(fā)明一個或多 個示例性實施例中執(zhí)行該功能的被公開結(jié)構(gòu)。另外，雖然本發(fā)明的具體 特征可能已在上面僅通過一些所示實施例中的一個或多個被描述，但該 特征可以與其它實施例的一個或多于一個其它特征相結(jié)合，這對于任何 給定或具體的應(yīng)用可能是需要的和有利的。
權(quán)利要求
1.一種制作電學(xué)器件的方法，所述方法包含在襯底上放置芯片；加熱所述襯底；以及當(dāng)所述襯底處于升高的溫度時將所述芯片嵌入到所述襯底內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在襯底上放置芯片包括放置作為 RFID內(nèi)插器的一部分的芯片，所述RFID內(nèi)插器包括安裝在所述芯片上的 內(nèi)插器引線。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在襯底上放置芯片包括將所述芯片 放置在熱塑性材料的襯底上。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述襯底施加熱量包括對所述 芯片和所述襯底中的至少一個施加電磁輻射。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，射。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法， 外輻射。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法， 片按壓到所述襯底內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法， 芯片按壓到所述襯底內(nèi)。其中所述施加電磁輻射包括施加熱輻 其中所述施加電磁輻射包括施加近紅 其中所述嵌入包括通過滾筒將所述芯 其中所述嵌入包括通過壓力器將所述
9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含將所述芯片耦合到電組件。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中將所述芯片耦合到電組件包括將 所述芯片耦合到天線結(jié)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述耦合包括將包括所述電組件的巻狀物層壓到所述襯底上。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述耦合包括將導(dǎo)電材料印刷到 所述襯底上。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述耦合包括將所述芯片耦合到 在所述襯底上預(yù)先形成的天線結(jié)構(gòu)。
14. 由權(quán)利要求l所述的方法形成的器件。
15. —種制作電學(xué)器件的方法，所述方法包含 加熱芯片；將所述芯片嵌入到襯底中；以及 將所述芯片耦合到電組件。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述芯片嵌入到襯底中包括加 熱所述襯底的一個區(qū)域及所述芯片，所述芯片要被嵌入到所述區(qū)域中。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述加熱包括傳導(dǎo)式加熱。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包含將平坦化層層壓到所述 芯片或襯底中的至少一個上，所述平坦化層包括所述電組件。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述層壓包括將所述平坦化層 和所述芯片或所述襯底中的至少一個按壓在一起；且其中所述按壓實現(xiàn) 所述嵌入和所述耦合。
20. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述芯片是RFID內(nèi)插器的一部 分，所述RFID內(nèi)插器包括附著在RFID芯片上的內(nèi)插器引線。
21. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述襯底是熱塑性材料。
22. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中加熱所述芯片包括向所述芯片 施加電磁輻射。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述施加電磁輻射包括施加熱 輻射。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述施加電磁輻射包括施加近 紅外輻射。
25. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述嵌入包括通過滾筒將所述 芯片按壓到所述襯底內(nèi)。
26. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述嵌入包括通過壓力器將所 述芯片按壓到所述襯底內(nèi)。
27. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述芯片耦合到電組件包括 將所述芯片耦合到天線結(jié)構(gòu)。
28. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述耦合包括將包括所述電組 件的巻狀物層壓到所述襯底上。
29. 如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包含在所述芯片和所述巻狀 物之間提供平坦化層，其中所述平坦化層是粘合劑。
30. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述耦合包括將導(dǎo)電材料印刷 到所述襯底上。
31. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述耦合包括將所述芯片耦合 到在所述襯底上預(yù)先形成的天線結(jié)構(gòu)。
32. 由權(quán)利要求15所述的方法形成的器件。
33. —種制作RFID發(fā)射應(yīng)答器的方法，所述方法包含 將具有底面和頂面的芯片放置在熱塑性襯底上，其中所述芯片的所述底面與所述熱塑性襯底的頂面接觸；通過熱輻射加熱所述熱塑性襯底或芯片中的至少一個，以此升高所 述熱塑性襯底的溫度并因此軟化所述熱塑性襯底；當(dāng)所述襯底被加熱到升高的溫度時，通過對所述芯片施加壓力將所 述芯片嵌入到所述熱塑性襯底內(nèi)；以及將所述芯片耦合到天線結(jié)構(gòu)，其中所述耦合包括利用導(dǎo)電性油墨將所述天線結(jié)構(gòu)沉積到所述熱塑性襯底上；以及將所述天線結(jié)構(gòu)連接到所述RFID內(nèi)插器的內(nèi)插器引線。
34. 由權(quán)利要求33所述的方法形成的器件。
35. —種制作RFID發(fā)射應(yīng)答器的方法，所述方法包含-提供巻式材料，所述巻式材料包括連續(xù)導(dǎo)電元件和可壓縮襯底層； 通過壓縮所述可壓縮襯底層在所述巻式材料中形成凹槽，其中形成所述凹槽分隔開所述導(dǎo)電元件并因此形成至少兩個天線部分； 將芯片放置到所述凹槽中；以及 將所述芯片耦合到所述天線部分，其中形成所述凹槽包括將所述芯片和巻式材料按壓在一起，以及 其中所述按壓實現(xiàn)所述放置和所述耦合。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述可壓縮襯底層是泡沫材料。
37. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述可壓縮襯底層是可擠壓的。
38. —種制作RFID發(fā)射應(yīng)答器的方法，所述方法包含提供巻式材料，所述巻式材料包括可壓縮襯底層和具有第一天線部分與第二天線部分的天線結(jié)構(gòu)；通過壓縮所述可壓縮襯底層在所述第一天線部分和第二天線部分之 間的所述巻式材料中形成凹槽；將芯片放置到所述凹槽中；以及耦合所述芯片和所述天線結(jié)構(gòu)的天線部分；其中形成所述凹槽包括將所述芯片和巻式材料按壓在一起，以及 其中所述按壓實現(xiàn)所述放置和所述耦合。
39. 如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述可壓縮襯底層是泡沫材料。
40. 如權(quán)利要求39所述的方法，其中所述可壓縮襯底層是可擠壓的。
41. 一種電學(xué)器件，其包含 一芯片；和一襯底；其中所述芯片被嵌入到所述襯底中；以及 其中所述芯片至少部分地被所述襯底包圍。
42. 如權(quán)利要求41所述的器件，進(jìn)一步包含耦合到所述芯片上的接 合焊盤的電組件。
43. 如權(quán)利要求42所述的器件，其中所述電組件是位于平坦化層上 的天線結(jié)構(gòu)，且其中所述接合焊盤延伸穿過所述平坦化層并被耦合到所 述天線結(jié)構(gòu)。
44. 如權(quán)利要求42所述的器件，其中所述接合焊盤為柱形凸塊。
45.如權(quán)利要求41所述的器件，其中所述襯底為熱塑性襯底。
全文摘要
一種芯片(20)或其它電組件被嵌入在襯底(32)中。所述襯底(32)可以是熱塑性材料，其能夠在所述芯片周圍變形并至少部分包圍所述芯片。電磁輻射如近紅外輻射可以被用于加熱所述襯底。所述襯底可以包括一可壓縮層，該可壓縮層可以被壓縮和/或按壓以形成能夠插入所述芯片的凹槽。一旦被嵌入，所述芯片或電組件被所述襯底固定并可以被耦合到另一電組件。一種RFID芯片通過加熱和/或加壓被嵌入到襯底中，天線結(jié)構(gòu)(52)被施加到所述襯底(32)上，且所述RFID芯片(20)和天線結(jié)構(gòu)(52)被耦合在一起。
文檔編號B29C45/14GK101346735SQ200680048813
公開日2009年1月14日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者A·梅拉比, R·梅拉比, S·W·弗格森 申請人:艾利丹尼森公司