制造一种具有由光敏树脂保护的集成电路的便携式电子装置的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN00806826.7

申请日:

2000.04.28

公开号:

CN1354890A

公开日:

2002.06.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):H01L 23/24变更事项:专利权人变更前权利人:格姆普拉斯公司变更后权利人:金雅拓变更事项:地址变更前权利人:法国热姆诺变更后权利人:法国莫东登记生效日:20120827|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):H01L 23/24变更事项:专利权人变更前:金雅拓变更后:金雅拓公司变更事项:地址变更前:法国莫东变更后:法国莫东|||授权|||公开|||实质审查的生效

IPC分类号:

H01L23/24

主分类号:

H01L23/24

申请人:

格姆普拉斯公司;

发明人:

T·拉维伦; C·勒里什; J·-P·富尼耶

地址:

法国热姆诺

优先权:

1999.04.28 FR 99/05394

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

王岳;陈景峻

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内容摘要

本发明涉及一种用于制造具有集成电路的便携式电子装置的方法,其特征在于包括下列步骤:树脂带被沉积在集成电路及其连接导线周围,而所述树脂是高粘度的并且可用紫外光进行聚合;可用紫外光进行聚合的低粘度填充树脂被沉积在树脂带限定的空间中;保护树脂通过对紫外光曝光进行聚合。本发明的特征还在于填充树脂包括机械加固纤维。整个发明的方法用连续的方式来执行。

权利要求书

1: 一种制造具有集成电路的便携式电子装置的方法,其特征在 于它具有下列步骤: -在集成芯片(10)及其连接导线(17)周围沉积可由紫外光 进行聚合的高粘度树脂带(35); -在树脂带(35)限定的空间中沉积可由紫外光进行聚合的低 粘度填充树脂(30); -通过紫外光曝光聚合保护树脂(30,35)。
2: 根据权利要求1的制造方法,其特征在于至少填充树脂(30) 有机械加固纤维。
3: 根据权利要求2的制造方法,其特征在于加固纤维是玻璃纤 维。
4: 根据权利要求3的制造方法,其特征在于包含在树脂(30, 35)中的玻璃纤维百分比在5%到20%之间。
5: 根据前面任何一项权利要求的制造方法,其特征在于树脂 (30,35)是阳离子环氧树脂。
6: 根据权利要求1的制造方法,其特征在于一个接一个并连续 地执行不同的步骤,而且在于对两种树脂(30,35)同时执行聚合步 骤。
7: 根据前面任何一项权利要求的制造方法,其特征在于树脂 (30,35)还包含小百分比的可提取的氟化物离子,一些所述的离子 通过镁的化合物的添加进行中和。
8: 根据权利要求7的制造方法,其特征在于包含在树脂(30, 35)中的氟化物离子的量在通常浓度的20%到40%之间,后者大于或 等于250ppm。
9: 根据前面任何一项权利要求的制造方法,其特征在于树脂 (30,35)也包含包括一种低聚醇或多种低聚醇的混合物的弹性剂。
10: 根据权利要求9的制造方法,其特征在于低聚醇是聚酯和/ 或聚碳酸酯和/或聚醚和/或聚丁二烯和/或其共聚物。
11: 根据前面任何一项权利要求的制造方法,其特征在于树脂 (30,35)还包含一种光引发剂或多种光引发剂的混合物。
12: 根据权利要求11的制造方法,其特征在于光引发剂是三芳 基锍盐。
13: 根据前面任何一项权利要求的制造方法,其特征在于树脂 (30,35)还包含单体和/或在紫外光下可阳离子聚合的低聚物。
14: 根据权利要求13的制造方法,其特征在于单体和/或低聚 物是环脂化合物的环氧化物。
15: 根据权利要求1的制造方法,其特征在于树脂带(35)具有 大于或等于150,000cps的粘度。
16: 根据权利要求1的制造方法,其特征在于填充树脂(30)具 有小于或等于6000cps的粘度。
17: 一种具有转移到电介质支座(15)上并连接到通信接口(18) 上的芯片(10)的电子组件,其特征在于它包括芯片(10)及其连接 导线(17)的保护物,其由两种明显不同的包括至少一种光发引剂的 树脂组成,一种第一树脂(35)在保护物的外围构成一个带以及一种 第二树脂(30)填充由树脂带(35)限定的空间。
18: 根据权利要求17的电子组件,其特征在于至少所述填充树 脂(30)具有机械加固纤维。
19: 根据权利要求18的电子组件,其特征在于加固纤维是玻璃 纤维。
20: 根据权利要求17至19中任何一项权利要求的电子组件,其 特征在于所述树脂带(35)覆盖芯片(10)及其连接导线(17)以便 提供微组件的硬度。
21: 一种具有根据权利要求17至20中的一项权利要求的电子组 件的智能卡类型的便携式电子装置。

说明书


制造一种具有由光敏树脂保护的 集成电路的便携式电子装置的方法

    本发明涉及便携式电子装置的制造,其至少具有一个嵌在支座中并与连接端子块和/或天线组成的接口元件进行电连接的集成电路芯片。

    这些便携式电子装置包括例如有和/或没有接触的智能卡或者电子标签。

    设计有和/或没有接触的智能卡是为了实现不同的操作,例如银行业操作、电话通信、不同的识别操作,或者远程票务类型操作。

    有接触的卡有暴露在卡表面的金属喷镀,其安置在卡体上的一个准确位置上,并由通常的标准ISO 7816来限定。设计这些金属喷镀与读出器的读出头相接触以便电数据的传输。

    无接触卡有一天线,使它可能借助卡电子装置与接收器或读出器之间的电磁耦合与外界交换信息。这种耦合可在读模式或者在读/写模式下进行,以及数据传输通过射频或超高频发生。

    还有既有暴露在卡表面的金属喷镀也有嵌在卡体中地天线的混合卡或者“组合卡”。因此这种类型的卡可在接触模式下与外界交换数据也可在非接触模式下与外界交换数据。

    目前已经实现的有或没有接触的卡是小厚度和标准化尺寸的便携式物品。ISO标准7810对应的标准规格的卡为85毫米长,54毫米宽和0.76毫米厚。

    智能卡制造方法的大多数都是基于在称为微型组件的子组件中的集成电路芯片装配,此微型组件使用了本领域技术人员公知的技术被嵌入即安置在卡体的一个已制造成的腔内。

    制造有接触的微型组件的传统方法在图1中进行说明。此方法包括通过将集成电路芯片的接触板12朝上放置其有效(active)面来胶合集成电路芯片10,并且将它的反面胶合在电介质支座薄层15上。电介质支座薄层15本身被置于接触栅18如由镀镍和镀金的铜所制成的金属片上。为了允许连接导线17将芯片10的接触板12连接到栅18的接触区,在电介质薄层15中制造了连接井16。

    根据某种变化,有可能将芯片10的有效面朝上直接胶合在接触栅18上,然后通过导线17来连接它。

    在无接触微型模块的情况中,通过绢印术或一些其它方法沉积在电介质支座上的天线与金属栅相连。

    在一变化的实施例中,芯片也可胶合在电介质支座上并且连接到所述支座上一限定的连接区。因此获得的微型组件可随后通过焊接或胶合连接到由绢印术刻蚀或沉积成的金属丝天线上。

    其后的保护或封装步骤是保护芯片10和焊接的连接导线17。一般使用一种称为“glob top”的技术,其从顶部指定芯片的镀层。此技术包括使用一滴树脂20,该树脂是例如基于环氧的,热固化或者通过紫外光产生交叉结合的。

    通常,使用三维热树脂,该树脂需要在繁锁地执行的操作条件下的聚合步骤。这是因为在超过90℃的烘箱中可能需要长达24小时的时间,所以其需要一个延长的操作时间、合适的设备以及操作者的介入。

    使用由紫外光曝光可聚合的树脂也是有可能的。但是,这种树脂一般太柔软,其在芯片遭受弯曲力时会导致电操作和应力问题。

    因此通过紫外光可聚合的树脂很少根据传统的“glob top”技术直接被用作保护物。

    在芯片和连接导线上的树脂20的沉积可直接在小尺寸芯片的电介质膜上进行。

    然而,为了减小树脂跑到电路边缘上的风险,有利的是通过阻挡层确定树脂滴的蔓延表面界限以便获得一个可再生的保护物的外形。

    图2图示了电介质膜15上阻挡层25的沉积。此阻挡层25可由聚合物制成,如环氧树脂、硅树脂或聚酯。它环绕芯片10并可通过绢印术或拆版法(ditribution method)沉积在电介质膜15上。

    阻挡层25也可包括一个压印并胶合在芯片10周围的电介质膜15上的金属框架。

    在特定情况中,此阻挡层25在制造方法的一个步骤中被沉积在支座15上,或者它可直接由电介质支座15的供应者提供。

    阻挡层25在芯片10的周围存在使保护树脂20的沉积变得容易,但实质上在沉积很大一滴树脂时,并不一定能使避免铣磨步骤成为可能。这是因为树脂滴会由于过大过厚而阻碍了微组件的插入。

    铣磨使得将保护树脂的高度和形状进行优化成为可能。

    但是,铣磨包括对连接芯片的压力操作。

    此外,为了不损坏芯片的连接或有效面,此操作要求非常精密。

    此外,铣磨包括在制造方法中的一个附加的步骤,并具有不可忽略的费用。

    下一步将微组件50嵌入先前已布置好的卡体的腔中,该微组件包括转移到电介质支座带15并连接到通信接口18的芯片10。

    此嵌入操作可在转移微组件之前通过卡体腔中液体胶的沉积来完成,或者通过热活性粘性膜的沉积、依靠压力在电介质膜15上热轧和热压来完成,其形状适合卡体腔的形状。

    这些制造微组件的传统方法仍然有许多缺点。

    一方面,限制保护树脂的环的存在经常不足以避免铣磨。由此产生的芯片的覆盖不是最优化的而且没有完全控制微组件的几何结构,特别是在芯片的边缘。树脂的溢出可能引起微组件被破坏。

    为了生产特别平整的集成电路装置,对微组件的厚度和因而对保护树脂的高度进行良好的控制是很重要的。

    此外,具有阻挡层的薄膜选配或者购买,无论是什么,和/或树脂的铣磨,都有不可忽略的费用。

    另一方面,传统上用在常规封装技术中的热树脂的使用对连续不断的制造方法施加了太长的聚合时间。

    本发明的目的是克服现有技术的缺点。

    为此目的,本发明提出了一种智能卡制造方法,它使得将最终产品的可靠性与简单性和制造步骤的数量减少结合起来成为可能。

    特别地,本发明提出使用公知方法“DAM和FILL”为微组件沉积保护物,其指明以两个步骤保护集成电路芯片的方法。

    首先,将高粘度树脂带“DAM”沉积在芯片及其连接导线周围。

    其次,将填充树脂“FILL”覆盖在树脂带划定的空间中覆盖芯片及其导线上。

    根据本发明一基本特征,用于带和用于填充的树脂都是两种可通过紫外光曝光聚合的树脂。

    根据本发明一特定特点,两种树脂都包含机械加固装置和尤其是玻璃纤维。

    本发明一个更为具体的目的是制造具有集成电路的便携式电子装置的方法,其特征在于它有下述步骤:

    -在集成电路芯片及其连接导线周围沉积可通过紫外光聚合的高粘性树脂带;

    -在树脂带限定的空间沉积可通过紫外光聚合的低粘性填充树脂;

    -通过紫外光曝光使保护的树脂聚合;

    根据本发明的一特征,至少填充树脂具有机械加固纤维。

    根据一特定特点,加固纤维是玻璃纤维。

    有利地,包含在树脂中的玻璃纤维的百分比在5%到20%之间。

    根据另一特征,保护树脂是阳离子环氧树脂。

    根据优选实施例,此方法的不同步骤要一步接一步连续地被执行,并且聚合步骤要在两种树脂上同时进行。

    根据另一特征,树脂也包含小百分比的可提取的氟化物离子,一些所述的离子通过添加镁的化合物被中和。

    根据一特定特点,包含在树脂中的氟化物离子数量为通常浓度的20%到40%之间,后者大于或等于250ppm。

    根据另一特征,树脂也包含包括一种或多种低聚醇的混合物的弹性剂。

    根据一特定特点,低聚醇是聚酯和/或聚碳酸酯和/或聚醚和/或聚丁二烯和/或其共聚物。

    根据另一特征,树脂也包含一种或多种光引发剂的混合物。

    根据一特定特点,光引发剂是三芳基锍(triarylsulphonium)盐。

    根据另一特征,树脂也包含单体和/或在紫外光下可阳离子聚合的低聚物。

    根据一特定特点,单体和/或低聚物是环脂化合物的环氧化物。

    根据本发明的一特定特点,树脂带具有大于或等于150,000cps的粘度。

    根据本发明的另一特定特点,填充树脂有小于或等于6000cps的粘度。

    本发明也涉及一种电子组件,该电子组件具有转移到电介质支座并连接到通信接口的芯片,其特征在于它包括芯片其连接导线的保护,此连接导线包含两种明显不同的包括至少一种光引发剂的树脂,一种第一树脂组成了保护物外围上的带并且一种第二树脂填充了由所述树脂带限定的空间。

    根据一个不同的实施例,树脂带覆盖了芯片及其连接导线以便提供微组件的硬度。

    根据本发明的方法容易实现和简化现有方法。

    特别是,消除了阻挡层沉积和铣磨步骤,并且通过使用对紫外光发生交叉结合的树脂,明显地缩短了聚合化时间。这大大地提高了生产率并且节约了元件制造成本。

    树脂带的沉积是在相对于填充树脂的沉积进行掩膜的时间中进行。因此芯片及其导线封装的全部时间就等于传统“glob top”技术中沉积一滴树脂所用的时间。

    此外,根据本发明的方法使用光敏树脂,尽管成见通常与这种树脂有关。

    此外,紧随沉积之后,用连续的制造方法同时聚合两种树脂。

    根据本发明的方法使得实现每小时12000个单位体的制造速率成为可能。

    此外,根据本发明的制造方法具有充分控制芯片保护物厚度的优点。

    此外,保护物具有良好的密封性能,因为两种树脂在聚合化之前已轻微地混合在一起,此聚合化是通过连续制造线中对紫外光的简单曝光来完成的。

    树脂带的性质,除了其限制保护物蔓延的功能外,还对微组件的保护和硬度有贡献。

    用在根据本发明的方法中的树脂使获得的电子装置的性能和可靠性增加成为可能。

    本发明的其它特定特点和优点将出现在对描述的阅读中,其作为说明性而非限制性的实例给出并由相关的附图引出,附图描绘了:

    -已描述过的图1是说明传统智能卡制造方法的截面图;

    -已描述过的图2是说明限制保护树脂蔓延的阻挡层沉积的截面图;

    -图3是根据本发明的方法获得的微组件截面图;

    -图4是根据本发明的制造方法的不同步骤方框图;

    -图5是根据本发明的保护步骤的顶视图。

    参考图3,集成电路芯片10胶合在电介质支座15上并通过导线17连接到通信接口18。

    根据本发明的制造方法包括通过用连续的方法在两个步骤中沉积两种不同的树脂来保护由芯片10和其连接导线17组成的微组件。

    一种第一树脂35被沉积在微组件的外围,为的是在整个芯片10及其导线17周围组成一个带。

    此树脂带35有利地是由高粘度的树脂组成,优选地大于或等于150,000cps。

    一种第二树脂30然后被沉积在树脂35限定的空间中,为的是填充此空间并完全覆盖芯片10及其连接导线17。

    此填充树脂35有利地由低粘度的树脂组成,优选地小于或等于6000cps。

    用于带35和用于填充30的树脂具有的化学属性明确地适合根据本发明的制造方法。

    特别地,至少填充树脂30包括可以是纤维和特别是玻璃纤维形式的机械加固装置。

    此外,构成带35的树脂可有利地具有此同样的特定的机械加固特点。

    根据一优选实施例,树脂30和35是包含大百分比玻璃纤维的阳离子环氧树脂,其中玻璃纤维的形状因数,这就是说纤维的长度比上它的直径(L/d)的该因数,明确适合所希望的应用。

    在树脂30和35中玻璃纤维的存在提供了保护物的合适的弹性、低的热膨胀系数、受控的沉积蔓延以及与树脂聚合相关的收缩的降低。

    树脂30和35也包含小百分比的可提取的氟化物离子。镁的化合物的添加事实上中和了一些氟化物,该氟化物而后不可再提取。

    获得的化合物仅包含20%到40%通常水平的、一般包含在传统上使用的树脂中的氟化物离子,公知的这些通常水平大于或等于250ppm。因此获得了小于或等于100ppm氟化物离子水平的树脂。

    少量这些氟化物离子改善了树脂的电属性。

    此外,为了避免保护的爆裂,树脂30和35包含只有极小硬性和硬度的弹性剂。

    这些弹性剂基于低聚醇结构,例如聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚丁二烯和/或它们的共聚物的类型的结构。

    这些弹性剂可被单独用于或以它们中几种的混合物形式用于树脂30和35的成分中。

    光引发剂也包括在树脂30和35的成分中。它们可能是例如单独使用或以混合物形式使用的三芳基琉盐。

    这些光引发剂使吸收波长适配于用来聚合树脂的紫外灯的发射波长成为可能。

    此外,这些光引发剂尤其使树脂在电介质支座15上的粘附变得容易成为可能。

    事实上,树脂30和35的聚合和粘附是不明显的,因为反应被不容易粘附在电介质体15上的光引发剂的特殊成分中和了。

    此外,在紫外光下可阳离子聚合的聚合物和/或低聚物被包括在树脂30和35的成分中,并且更具体地是环脂化合物的环氧化物,它是在紫外光下产生聚合的唯一一个。

    所有组成树脂30和35的元素根据希望的应用按本领域技术人员决定的比例混合。

    特别地,对填充树脂30和树脂带35,比例将是不同的。

    为了限制保护树脂的蔓延,树脂带35允许构造一个阻挡层。

    此外,树脂带的沉积使完全控制微组件保护的高度和形状成为可能。

    由于填充树脂30是低粘度的,因此它填充树脂带35限制的空间能达到其边缘。

    因此省去了铣磨步骤。

    优选地,树脂带35具有大于或等于有连接导线17的芯片10的高度,因此填充树脂30包围连接导线17。

    根据本发明的方法使获得具有小于或等于580微米厚度的微组件成为可能,此厚度明显低于IS0标准。

    图4示意性地说明了根据本发明的制造方法的步骤。

    根据传统电子装置生产线方法,集成电路芯片10被胶合和连接在其上的支座膜15是展开的。

    第一沉积位置在每个具有第一注入头的芯片周围产生树脂带。

    根据一优选实施例,树脂带注入头是多阀可编程头。特别地,根据希望的应用所选择的程序,可同时进行具有圆的、方的、椭圆的或其它形状的十二种沉积。

    位于连续生产线中的第二沉积位置利用第二注入头递送填充树脂。该第二注入头与第一注入头具有相同数量的阀门。它导出一滴很低粘度、校准的填充树脂以便完全填充树脂带限定的空间。

    两沉积位置之间的同步环使得避免支座膜上的任何张力成为可能。

    根据本发明的一特定特点,树脂带的沉积是在相对于填充树脂的沉积进行掩膜的时间中进行。因此在芯片和它们的连接导线上沉积保护物的时间就相当于在传统“glob top”方法中沉积一滴树脂的时间。

    根据本发明的方法,其后有一个在沉积后连续进行干燥沉积的树脂的步骤。

    为了聚合树脂,将支撑由两种树脂覆盖的芯片的膜通过一个给定距离上的紫外光曝光区域。

    确定树脂30和35的组成元素的比例允许制造条件如确定生产率的聚合速度的调整。

    根据本发明的方法使得实现每小时12,000个单位体的制造速率成为可能。这种芯片在支座上的移动速度与所描述的装置是兼容的,并且紫外光曝光的区域在长度上不超过两米。

    然后利用例如冲压机挖出微组件,为的是将其安放在卡体中,例如根据公知的技术如层压技术,模制技术等。

    图5是根据本发明的方法用于沉积保护物的步骤的示意性顶视图。

    集成电路10被胶合在支座15上并由连接导线17连接。

    将树脂带35以合适的形状沉积在每个芯片10的周围。

    树脂30和35的成分也使得调节它们的机械属性成为可能,为的是避免应力对由该方法获得的微组件的质量和操作的危害。

    根据一个变例,树脂带35可选择性地覆盖芯片10和/连接导线17。

    这是因为树脂带35除了限制蔓延的功能之外,还实现类似填充树脂30的保护功能,以及为微组件提供硬度和稳定性的功能。因此带35的树脂尽可能地靠近芯片10及其连接导线17是有利的。

    填充树脂30接着填充树脂带35限定的空间。两种树脂30和35在它们外围轻微地混合在一起。

    紫外光曝光使树脂聚合并因此获得一个薄的、密封的并可再生产的保护物。

    用紫外光曝光的树脂聚合化通过省去传统的对热树脂数小时的烘箱干燥使得避免制造节奏的中断成为可能,

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本发明涉及一种用于制造具有集成电路的便携式电子装置的方法,其特征在于包括下列步骤:树脂带被沉积在集成电路及其连接导线周围,而所述树脂是高粘度的并且可用紫外光进行聚合;可用紫外光进行聚合的低粘度填充树脂被沉积在树脂带限定的空间中;保护树脂通过对紫外光曝光进行聚合。本发明的特征还在于填充树脂包括机械加固纤维。整个发明的方法用连续的方式来执行。 。

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