[发明专利]用于将RFID管芯芯片电桥接到复合天线的混合导电涂布方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年6月9日提交的美国临时申请序列号60/688,875的优选权，在此将其全部内容引入以供参考。

技术领域

本发明涉及RFID标签，更具体地涉及一种直接无铅(non-lead)方法，用于将集成电路(IC)管芯芯片的端子焊盘电接合到载体基板或安装的天线上，从而提供单一平面配置的设备。

背景技术

射频识别(RFID)是公知的，并且被广泛用于，例如，跟踪RFID应答机或“标签”附连到的诸如商品、动物、机动车等等的可移动物。标签通常包括计算机芯片和天线，并且由离标签一些距离的读取设备来读取。标签可以是无源标签，其没有电源但由读取器传输的射频能量来激活，或是有源标签，其具有自身的电源，例如电池。RFID芯片通常包括其中存储有数字信息的半导体存储器，并且可以是电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)或类似的电存储设备。在被称为“背散射调制”技术下，RFID标签通过改变它们的天线匹配阻抗来反射变化量的由RFID问答机(读取设备)提供的电磁场来传输存储的数据。

RFID系统能够操作在多种无线频率下。低频率(125-148kHz)通常需要读取器与标签非常接近(在约3英寸内)。超高频率(UHF)，通常为850到960MHz，在标签和读取器之间允许高达50英尺的距离，而微波频率(通常2.45GHz)允许高达100英尺的距离，并用于高速公路收费和机动车识别。高频(HF)正常工作在13.56MHz范围内，并且用在通行卡和交通卡中；也用在制药产业。

RFID标签制作制造系统涉及电子电路的铅基焊料的问题。

IC管芯键合(die bonding)或将芯片组装到基板上的方法已经开发且优化了几十年，并且已经被公知为传统管芯键合技术。早期管芯键合是用于管芯焊盘和天线间互连的引线键合(见图1)。该技术让路于倒装芯片键合(见图2)。自从IBM多年前引进它们的C4倒装芯片技术后，使用共晶焊料作为凸点(bump)材料是公知技术。通过焊球置放或印刷到焊盘的焊膏，将铅共晶焊料施加到芯片上。通过使用回流工艺，将焊料熔融并形成球，或“凸点”。倒装芯片是广泛用于例如IC芯片的半导体器件的安装类型，其不需要任何引线键合。替之以，最后的晶片工艺步骤将焊珠沉积到芯片焊盘上。在将晶片切割成个体管芯后，接着“倒装芯片”倒置安装在封装内或封装上，并且焊料被回流。然后倒装芯片将经历底部填充工艺，这会覆盖管芯的侧面，类似于密封工艺。术语倒装芯片源于管芯的倒置(即，倒装)安装(见图3)。这使芯片焊盘以及它们的焊珠或凸点面朝下留在封装上，而在管芯的背侧面朝上。这种安装也被公知为可控塌陷芯片连接，或“C4”。

存在用于倒装芯片键合的几种材料和方法：冷压缩、热压缩、铅共晶焊接、金共晶焊接、热/超声以及胶粘技术，ACP(各向异性导电胶)或ACF(各向异性导电膜)。这些方法具有一共同点，即，需要直压和利用直热。本发明消除了这些要求。

具有在制造RFID标签中使用的直接和间接倒装芯片组装方法。在直接组装中，通过倒装芯片技术，芯片的凸点被直接定位并放置在天线连接上。由于该技术需要较少的工艺步骤，且消耗较少的材料，所以关键性优点是较低的封装成本。然而，即使大天线节距，高吞吐率也还是需要可忽略的索引时间(indexing timing)。所以，利用传统的倒装芯片键合方法，该技术不是没有其挑战，其将是天线网(antennaweb)的键合区域越大越发是可管理的。然而，较大键合区域的折衷是芯片传输的较长行程时间。键合区域的较好平衡的尺寸将产生成功的机械加工理念。

作为一种替换方案，多个制造商采用间接RFID芯片组装。作为第一工艺步骤，间接组装引入倒装芯片内插器。在后续步骤中，以非常高吞吐量和低成本的所有权，将内插器安装在天线上，这能够通过压接(crimping)完成。间接组装是有利的，尤其对于先前没有关于裸芯片工艺处理的经验并且不想投资集聚必要的技术的制造商来说。本发明不需要使用内插器。它是更简单的技术。

例如，无铅技术中，在现今世界备受喜爱的倒装芯片安装的胶粘形式是胶粘倒装芯片键合。根据需求，存在几种形式的该技术。已经报告了这样一种倒装芯片的形式，其中使用不导电胶粘膜将钉头凸点(stud-bumped)IC直接键合到细线电路板。由于该胶粘膜不象在导电粘合剂的情况下那样包含导电微粒，所以能够用于较小焊盘节距。该膜也作为密封剂或底部填充材料，用于热-机械管理。