[发明专利]连接天线到应答器芯片和相应的嵌件基底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造射频(RF)嵌件的方法和设备以及得到的嵌件，更 特别地，涉及用于制造高频RF装置的方法和设备，该装置包括集成电路和 附着到基底材料的天线。

背景技术

RF嵌件(inlay)一般被理解为一起结合在一些类型的基底上的集成电路 和天线。典型地，嵌件被进一步处理以获得最终的产品。进一步处理可以 包括增加额外的外层材料例如塑料以获得卡片状装置。其它修整技术可以 形成嵌件为各种最终形态，其取决于产品的最终应用。

通常，集成电路通过天线依靠射频通信电感耦合到一个或多个查询装 置或者读取器。集成电路或者芯片包含用于执行各种任务的信息。一种类 型的信息是与RF装置的所有者或者用户有关的识别信息。在这种情形中， RF装置还可以称作射频识别(RFID)装置。并不是所有的RF装置都必须包 含有关用户的身份的信息，一些RF装置包含除了用户身份之外的信息。

最终形式的RF嵌件用于各种场合。例如，RF嵌件用于制备安全访问 装置(RFID装置)或者可以用于其它场合，可以包括或者不包括用户的识别， 包含但不限于访问计算机或者计算机网络和数据库、公共交通通行证、收 费路段通行证、贩卖机付款装置、借记卡和信用卡通行证。考虑到对于RF 装置的各种并不断扩展的终端用户应用，其有时还被称为“智能卡”。一些 识别应用，例如通行证，现在利用RFID嵌件或者RFID预层合物(prelam)(已 经进行层合处理的应答器)以存储识别数据并允许通过适当的政府机构有效 且快速地转发用于处理的识别数据。识别数据可以包括生物学数据，例如 通行证所有者的指纹和/或照片以及识别所有者的信息。

存在用于制造RF嵌件的各种方法。在一些方法中，一层或者多层基底 以各种步骤包括热和/或冷层合进行处理。芯片和天线子组件结合到一层或 多层中，并且这些层通过胶粘剂结合在一起或者通过软化塑料层并通过压 力将这些层结合在一起。在其它方法中，金属丝(wire)以天线的形式附着到 或者嵌入到基底中，并且天线线圈的相对端附着到集成电路(IC或者芯片) 的端子或者芯片模块的端子区域。在此使用的术语“芯片模块”包括附着 到具有扩大的端子区域的引线框架的集成电路。芯片的端子区域通过直径 在20-28微米数量级的非常小且精致的金属丝或者通过导电胶粘剂例如在 倒装芯片(flip chip)的情形中连接到引线框架的扩大的端子区域。芯片和到 引线框架的端子区域的电连接被包在环氧树脂层中进行防护。芯片/芯片模 块和形成天线的金属丝线圈的组合物或者子组件有时称作应答器。形成天 线的金属丝可以通过利用超声波金属丝嵌入技术完全或者部分地嵌入在基 底中，其为本领域技术人员所理解。芯片/芯片模块可以通过将其布置在基 底表面上或者通过将其布置在形成在基底中的凹陷中而固定到基底。可以 使用或者不使用胶粘剂以贴附芯片/芯片模块到基底。金属丝线圈的末端可 以几乎在金属丝嵌入到基底的同时结合或者连接到芯片或者芯片模块的端 子区域，或者该结合可以在单独或者随后的制造步骤中进行。

名义上，在金属丝超声波嵌入在基底中的场合，用于制造RF嵌件的金 属丝直径，包括外部绝缘层，为110-120微米。当形成天线的金属丝线圈紧 密地定位并可以接触时，金属丝被进行绝缘以防止天线的短路。绝缘层典 型地由聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酯酰亚胺及类似化合物制成。 与更细或者更小直径的金属丝相比，更粗或者更大直径的金属丝更易处理 并且典型地当电感耦合到读取器时提供更大的读取范围。更大直径的金属 丝还可以更加结实并可以从RF装置拆除而不损害应答器的操作和功能性。 应答器的潜在的拆除和再使用产生许多安全和私密问题。例如，如果合法 的应答器子组件(芯片/芯片模块和天线)可以从一个通行证拆除并布置在另 一非法通行证上，实质性的安全问题产生。