DE112004000956B4

DE112004000956B4 - Verfahren zur Ausbildung einer Verbindung

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Publication number: DE112004000956B4
Application number: DE112004000956.1T
Authority: DE
Inventors: Lauri Huhtasalo; Juuso Järvinen; Tero Koivisto; Samuli Strömberg
Original assignee: Smartrac Investment BV
Current assignee: AVERY DENNISON RETAIL INFORMATION SERVICES LLC, US
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: GB2418540B; GB0524693D0; FI20030833A0; US20070105361A1; JP2006526892A; WO2004110119A1; US7682871B2; GB2418540A; DE112004000956T5

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbildung einer Verbindung zwischen einen einem Chip umfassenden Modul sowie einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat in einer solchen Weise, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema durch Verbinden der Kontaktbereiche des Moduls und der Kontaktbereiche des Schaltkreis-Schemas ausgebildet wird. Das Modul wird im Wesentlichen vollständig an dem Substrat angebracht. Die elektrische Verbindung wird durch isotrop-leitfähige Haftmittel oder mechanisches Verpressen ausgebildet und der Rest des Moduls wird durch ein abbindbares, nicht leitfähiges Haftmittel an dem Substrat angebracht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbildung einer Verbindung zwischen einem einen Chip umfassenden Modul sowie einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat in einer solchen Weise, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema durch Verbinden der Verbindungsbereiche des Moduls und der Verbindungsbereiche des Schaltkreis-Schemas ausgebildet wird und das Modul im Wesentlichen vollständig an dem Substrat angebracht wird.
Bekannte Haft-Verbindungen werden oft unter Verwendung von einem der folgenden Haftmittel ausgebildet:

- anisotrop-leitfähige Haftmittel (ACA) sind die am meisten gebräuchlichen für diesen Zweck verwendeten Haftmittel. Sie werden oft in der Form von einer Paste oder eines Films verwendet. ACA erfordern hohe Temperaturen für die Härtung (Temperaturen um 180° sind typisch). Ebenso wird Druck erfordert, wenn ein Chip an seinem Substrat angebracht wird, da ACA beginnt, elektrisch leitfähig zu sein, wenn Druck auf die Verbindung aufgebraucht wurde. Die Verwendung von Druck ist problematisch, da während der Druck-Behandlung ein kontinuierlicher Prozess gestoppt werden muss, was die Kapazität der Produktionslinie begrenzt. Typische Stillstand-Perioden können beispielsweise jeweils 8 Sekunden sein. ACA enthält dispergierte leitfähige Partikel, deren Größenverteilung eng ist. Die Partikel haben eine spezielle Form und Größe. Die oben erwähnten Eigenschaften machen ACA vergleichsweise teuer.
- isotrop-leitfähiges Haftmittel (ICA) enthält typischerweise Silberpartikel, die das Haftmittel elektrisch leitfähig machen. ICA leitet Elektrizität in alle Richtungen, was es für Verbindungen, die Kontaktpunkte nahe zueinander haben, zum umgeeigneten Material macht. Ein Chip kann an ICA ohne Verwendung jedes Drucks angebracht werden, was das kontinuierliche Herstellen ohne jeglichen Stillstand ermöglicht. Somit ist die Produktionskapazität mit diesem Haftmittel gut. Darüber hinaus ist ICA deutlich billiger als ACA.
- nicht leitfähiges Haftmittel (NCA) ist vergleichsweise billig, da keine leitfähigen Partikel innerhalb des Haftmittels vorliegen. Das mit dessen Verwendung verbundene Problem ist, dass die Oberfläche, an der es angebracht ist, einen Vorbehandlungsschritt erfordert, da andernfalls keine passende elektrische Leitfähigkeit durch die Verbindung erreicht wird.

Darüber hinaus ist in Verbindung mit Verfahren, bei denen ein ein Chip umfassendes längliches Modul an einem Schaltkreis-Schema angebracht wird, ein bekanntes Verfahren das sogenannte Crimping. Das Crimp-Verfahren umfasst einen Druck-Eindruck, der auf die Enden des länglichen Moduls gerichtet wird, um das Modul und das Schaltkreis-Schema elektrisch miteinander zu verbinden.
Die Veröffentlichung WO 02/49093 A1 offenbart ein Verfahren zum Anbringen eines einen Chip umfassenden Moduls auf einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat. Das Modul wird unter Verwendung eines thermoplastischen Materials, das entweder anisotrop-leitfähig oder nicht leitfähig sein kann, angebracht.
Die Veröffentlichung WO 03/56509 A1 offenbart ebenfalls ein Verfahren zum Anbringen eines einen Chip umfassenden Moduls an einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat. Das Modul wird unter Verwendung eines thermoplastischen Films an dem Substrat angeklebt. Ein elektrischer Kontakt zwischen einem Kontaktpunkt des Schaltkreis-Schemas sowie einem Kontaktpunkt des Chips wird durch ein miteinander Verpressen/mechanisch ausreichend engen Kontakt der Kontaktpunkte erzielt.
Trotz der durch die oben erwähnten Verfahren zum Anbringen von Modulen erzielten vorteilhaften Effekte bestehen immer noch einige Nachteile. Anisotrop-leitfähige thermoplastische Materialien sind vergleichsweise teuer. Nicht leitfähiges thermoplastisches Material ist billiger, jedoch sind die elektrischen Kontakte, die zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema ausgebildet sind, unzuverlässig. Die Kombination eines thermoplastischen Films sowie einer mechanischen Verpressung führt zu einer zuverlässigen Verbindung, jedoch sind wie mit allen oben beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zusätzliche Prozessschritte für die Anbringung des thermoplastischen Materials vor dem Prozessschritt, bei dem das Modul an dem Substrat angeklebt wird, erforderlich.
EP 1 769 430 B1 beschreibt einen RFID-Tag mit einem Interposer, an den der IC-Chip kontaktiert ist. Der Interposer wiederum ist kapazitiv über ein Dielektrikum an die Antenne gekoppelt, wobei das dielektrische Material so ausgestaltet ist, dass die dielektrische Konstante durch Kompression des Materials reduziert wird.
US 2002/0053735 A1 schlägt die Verwendung von metallischen, leitfähigen und körnigen Festkörpern vor, die den Kontakt zwischen zwei Kontaktstellen gewährleisten sollen, während die Zwischenräume vor dem Zusammenfügen mit einem nicht-leitfähigen Kleber aufgefüllt werden.
EP 0 954 208 A1 beschreibt eine Methode zur Befestigung einer elektronischen Komponente auf Draht-Landeflächen mit Hilfe eines isolierenden Klebers.
Eine alternative Methode schlägt EP 1 126 517 A2 vor. Dabei wird zunächst ein leitfähiger Kleber auf die Kontaktflächen aufgetragen. Nach einem Antrocknungsprozess wird ein nichtleitfähiger Kleber in einem vordefinierten Muster in die Zwischenräume aufgetragen. Auch dieser Kleber muss zunächst antrocknen. Danach wird die elektronische Komponente auf die Kontaktflächen gepresst und ein Thermo-aushärten beider Kleber initiiert.
DE 101 151 657 C1 schlägt vor, einen leitfähigen Kleber auf die Kontaktflächen aufzutragen, einen „Klebemittelfleck“ aus nicht-leitfähigem Klebstoff zwischen die Kontakte zu setzen, die elektronische Komponente anzupressen und sodann die Kleber auszuhärten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung durch isotrop-leitfähiges Haftmittel oder durch mechanisches Verpressen ausgebildet wird und der Rest des Moduls an dem Substrat durch ein abbindbares nicht leitfähiges Haftmittel angebracht wird.
Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird eine zuverlässige Verbindung erzielt, für die keine VorBearbeitung erforderlich ist, wie sie bei Verbindungen, die nur unter Verwendung von thermoplastischen Materialien ausgebildet sind, notwendig sind. Das nicht leitfähige Haftmittel, das nur zur Anbringung des Moduls und des Substrats genau zueinander verwendet wird, kann ohne zeitaufwändige Vorab-Vorbereitungen verteilt werden. Darüber hinaus kann der Härte-Schritt, der mit abbindbaren Haftmitteln durchgeführt werden muss und Zeit erfordert, zumindest teilweise außerhalb der Prozesslinie ausgelagert werden, wenn Zeit eingespart wird und somit die Produktionskapazität und Produktionsgeschwindigkeit ansteigt. Das Verfahren ermöglicht ebenso die Verwendung von billigen Substrat-Materialien und Haftmitteln.
Der Zweck der Verbindung ist der, separate Elemente so wie eine Antenne und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip elektrisch zu verbinden. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird eine feste Verbindung erreicht, da die mechanische Festigkeit der Verbindung durch das nicht leitfähige Haftmittel angehoben werden kann. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet große Möglichkeiten für Reel-to-Reel-Prozesse.
Die in dieser Anmeldung beschriebene Verbindung bezieht sich auf die Herstellung von Transpondern, die ein Schaltkreis-Schema und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfassen. Das Schaltkreis-Schema, das eine Antenne des Transponders ausbildet, wird auf einem Substrat ausgebildet und besteht typischerweise aus Kupfer. Die Antenne kann eine Spulen-Antenne oder eine auf einer Dipol-Antennentechnik basierende Antenne sein. Das Substrat kann in einer Netzform oder in einer Bogenform vorliegen. Die bevorzugte Form ist die Netzform. Das Netz umfasst nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Schaltkreis-Schemata, die kontinuierlich bearbeitet werden können.
In einem fertigen Transponder ist der Chip elektrisch mit dem Schaltkreis-Schema über ein Modul verbunden, das den Chip und die erforderlichen elektrischen Leitungen auf einem Substrat umfasst und an dem Substrat angebracht ist, das das Schaltkreis-Schema beinhaltet. Die Module sind von einem Bogen oder einem Netz getrennt und die Module sind durch das Verfahren gemäß der Erfindung an den Schaltkreis-Schemata angebracht.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Haftmittel liegen typischerweise in einer flüssigen oder Gel-Form vor. Die Haftmittel sind nahezu immer abbindbar, in anderen Worten können sie durch geeignete Mittel so wie Wärme, UV-Bestrahlung oder Elektronenstrahlen (EB) gehärtet werden. Zusätzlich zu den oben erwähnten Auswahlmöglichkeiten kann der Härteschritt durch Aktivatoren (so wie einige metallische Komponenten), variable Mikrowellen-Frequenzen, Feuchtigkeit oder eine chemische Reaktion, die in dem Haftmittel in vorbestimmter Weise beginnt, beschleunigt werden.
Es gibt dabei fünf Haupt-Ausführungsformen, die das Verfahren gemäß der Erfindung ausführen. Die ersten drei Ausführungsformen verwenden eine Kombination von zwei Haftmitteln, die letzten zwei Ausführungsformen verwenden eine Kombination von Crimp-Verbindungen und Haftmittel. Die abbindenden isotrop-leitfähigen Haftmittel in den ersten drei Ausführungsformen sind vorzugsweise wärmeaushärtende Haftmittel.
In der ersten Ausführungsform wird ein isotrop-leitfähiges Haftmittel verwendet, dessen Härtetemperatur zwischen 20 und 180°C liegt. Die Härtezeit hängt von der Härtetemperatur ab; je höher die Temperatur ist, umso kürzer ist die Härtezeit. In der zweiten und dritten Ausführungsform werden isotrop-leitfähige Haftmittel verwendet, deren Härtetemperatur niedrig und deren Härtezeit lang ist. Der Start des Prozesses ist der gleiche in allen drei Ausführungsformen. Das in flüssiger Form vorliegende isotrop-leitfähige Haftmittel wird auf den Kontaktbereich des Substrats (den ersten Kontaktbereich) aufgebracht. In der ersten und zweiten Ausführungsform wird das Modul auf eine solche Weise auf dem Haftmittel angebracht, dass die Kontaktbereiche des Moduls (der zweite Kontaktbereich) elektrisch mit dem Kontaktbereich des Substrats verbunden werden. Die beiden Kontaktbereiche umfassen eine geeignete Anzahl von Kontakt-Pads, typischerweise zwei. In der Praxis ist es notwendig, einen Tropfen des isotrop-leitfähigen Haftmittels für jeden Kontakt-Pad zu verteilen, da Kontakt-Pads am gleichen Kontaktbereich nicht elektrisch miteinander in Kontakt stehen können; andernfalls wird die Funktionsweise des elektrischen Schaltkreises gestört. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von den anderen zwei dahingehend, dass ebenfalls nicht leitfähiges Haftmittel vor dem Anbringen des Moduls aufgebracht wird.
In der ersten Ausführungsform wird das isotrop-leitfähige Haftmittel gehärtet, nachdem der Tropfen des nicht leitfähigen Haftmittels mit niedriger Viskosität an der Seite des Moduls auf eine solche Weise verteilt wird, dass das nicht leitfähige Haftmittel durch Kapillarkräfte unter das Modul gesaugt wird. Das nicht leitfähige Haftmittel wird dann mittels eines geeigneten Verfahrens so wie UV oder EB gehärtet. Das nicht leitfähige Haftmittel wird unter dem Modul aufgespreizt und somit wird eine gleichmäßige Haftschicht, die den gesamten Raum unterhalb des Moduls ausfüllt, ausgebildet. Die Festigkeit der Verbindung gemäß der Erfindung ist sehr gut. Auf der einen Seite wird, wenn das nicht leitfähige Material der Temperatur des Härteprozesses des isotrop-leitfähigen Haftmittels widersteht, ermöglicht, beide Haftmittel nacheinander zu verteilen und beide Haftmittel zur gleichen Zeit zu härten. Auf der anderen Seite muss das nicht leitfähige Haftmittel nicht der Härtetemperatur des isotrop-leitfähigen Materials widerstehen, da es nach dem Härteschritt des isotrop-leitfähigen Materials verteilt werden kann und somit können nicht leitfähige Haftmittel, die eine geringere TemperaturBeständigkeit aufweisen, verwendet werden.
In der zweiten und dritten Ausführungsform wird das nicht leitfähige Haftmittel, bevor das isotrop-leitfähige Haftmittel gehärtet wird, verteilt und gehärtet. Infolgedessen wird das nicht gehärtete isotrop-leitfähige Haftmittel vom gehärteten nicht leitfähigen Haftmittel umgeben und somit ist es nicht signifikant, ob das isotrop-leitfähige Haftmittel gehärtet ist. Insbesondere in diesen zwei Ausführungsformen ist es möglich, eine Vielzahl von Vorteilen, die vom Verfahren gemäß der Erfindung bereitgestellt werden, zu erzielen. Das isotrop-leitfähige Haftmittel kann schrittweise im Verlauf der Zeit, beispielsweise in einem Speicherraum, gehärtet werden. In diesen Ausführungsformen sind sehr geringe Temperaturen zur Ausbildung der Verbindung ausreichend. Die verwendete Temperatur kann zwischen 18°C und 70°C variieren und somit können kostengünstige Substratmaterialien so wie Polyethylen oder Polypropylen verwendet werden.
Das isotrop-leitfähige Haftmittel kann eine Erwärmung auf eine Temperatur erfordern, die geringer ist als die Härtetemperatur des Haftmittels, was notwendig sein kann, um Lösungsmittel vor dem Anbringen des den Chip umfassenden Moduls zu verdampfen.
In der vierten und fünften Ausführungsform wird die elektrische Verbindung zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema anstelle eines Haftmittels mittels Crimpens, d.h. mittels einer mechanischen Verpresstechnik hergestellt. Die Kontaktbereiche des Schaltkreis-Schemas und des Moduls werden durch Aufbringen von Druck auf die Kontaktbereiche miteinander verbunden. Zwischen die Kontaktbereiche ist nicht leitfähiges Haftmittel aufgebracht, welches mittels einer geeigneten Technik so wie UV-Bestrahlung, EB(Elektronenstrahl)-Bestrahlung oder VFMW (Mikrowellen mit variabler Frequenz) gehärtet wird.
In der vierten Ausführungsform werden die Kontaktbereiche des Schaltkreis-Schemas sowie des Moduls zuerst elektrisch mittels Crimpen verbunden. Nachdem nicht leitfähiges Haftmittel nahe des Moduls in einer solchen Weise verteilt wurde, dass die Kapillarkräfte das Haftmittel unter das Modul ziehen.
Das Haftmittel wird gehärtet und das Transponder-Netz wird gelagert. Während des Lagerns erreicht das Haftmittel seine maximale Festigkeit.
In der fünften Ausführungsform wird ein nicht leitfähiges Haftmittel auf dem Schalkreis-Schema verteilt und das Modul wird an dem Schaltkreis-Schema angebracht. Danach werden die Kontaktbereiche des Moduls sowie die Kontaktbereiche des Schaltkreis-Schemas durch Crimpen elektrisch verbunden. Der Härteprozess kann direkt nach dem Aufbringen des Haftmittels begonnen werden, auch vor dem Anbringen des Moduls oder nach dem Crimpen.
In der fünften Ausführungsform sind einige Variationen möglich. Anstelle des Schaltkreis-Schemas kann das nicht leitfähige Haftmittel auf dem Modul an der Seite des Moduls, die dazu vorgesehen ist, an dem Schaltkreis-Schema angebracht zu werden, aufgebracht werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mittels Beispielen und Zeichnungen beschrieben, in denen:

1a eine Ansicht von oben eines Transponders zeigt, auf den die Produktion des Verfahrens gemäß der Erfindung angewandt wird,
1b eine Vergrößerung des Querschnitts B-B aus dem Bereich A in 1a zeigt,
2 Teile in einer Seitenansicht zeigt, die die Verbindung gemäß der Erfindung ausbilden, und
3 eine schematische Seitenansicht einer Produktionslinie zeigt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise auf die Produktion eine im Folgenden beschriebenen und in 1a gezeigten Transponders angewendet werden. Der Transponder umfasst ein Antennensubstrat 9, das ein Schaltkreis-Schema 3 beinhaltet, welches in elektrischem Kontakt mit einem integrierten Schaltkreis auf einem Chip, der an einem Modul 1 platziert ist, steht. Das Schaltkreis-Schema 3 kann durch Ätzen, Elektroplattieren, Bedrucken, Metallisieren oder durch die Kombination einiger dieser Techniken vorbereitet sein. Das bevorzugte Material für das Schaltkreis-Schema 3 ist Kupfer. Das Material des Netzes 1 kann beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyvinylchlorid oder Papier sein.
1b zeigt eine Vergrößerung des Querschnitts B-B aus dem Bereich A in 1a. Das Modul 1 umfasst ein Modulsubstrat 4, einen Chip 2, Kontakt-Pads 5 des Moduls und elektrische Leitungen 18, die die Kontakt-Pads 5 und den Chip 2 elektrisch miteinander verbinden. Das Antennensubstrat 9 weist an seiner Oberfläche ein Schaltkreis-Schema 3 auf und in den Enden des Schaltkreis-Schemas 3 liegen die Kontakt-Pads 7 vor. Isotrop-leitfähiges Haftmittel 6 bildet die leitenden Wege zwischen den Kontakt-Pads 5 und 7 aus und der Rest des Raums zwischen dem Modulsubstrat 4 und dem Antennensubstrat 3 ist mit nicht leitfähigem Haftmittel befüllt.
2 zeigt Teile der Verbindung gemäß der Erfindung, bevor sie aneinander angebracht wurden. Der erste Teil, ein Modul, umfasst ein Modulsubstrat 4, einen (nicht gezeigten) Chip so wie elektrische Verbindungsleitungen (nicht gezeigt), die einen elektrischen Kontakt zwischen dem Chip und den Kontakt-Pads 5 des Moduls ausbilden. Der zweite Teil, ein Antennensubstrat 9, umfasst ein Schaltkreis-Schema sowie Kontakt-Pads 7 des Schaltkreis-Schemas und ist mit Tropfen eines isotrop-leitfähigen Haftmittels 6 auf den Kontakt-Pads 7 und mit Tropfen eines nicht leitfähigen Haftmittels 8 in der Nähe der Kontakt-Pads 7 versehen. Wenn die gezeigten Teile aneinander angebracht werden, bilden die Tropfen des isotrop-leitfähigen Haftmittels 6 einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktpads 5 und 7 aus. Die Tropfen des nicht leitfähigen Haftmittels 8 werden um das isotrope Haftmittel herum aufgespreizt, wodurch eine elektrische Leitung in horizontaler Richtung verhindert wird und eine Festigkeit der Verbindung gegeben wird.
3 zeigt ein Beispiel einer Produktionslinie (ein Reelto-Reel-Prozess), auf dem die Verbindung gemäß der Erfindung ausgebildet werden kann. Eine Rolle 10 umfasst ein kontinuierliches erstes Netz, das nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Schaltkreis-Schemata beinhaltet, welches abgewickelt wird und isotrop-leitfähiges Haftmittel in kontinuierlicher Weise in einer ICA-Verteileinheit 11 auf die Kontakt-Pads der Schaltkreis-Schemata verteilt. Nicht leitfähiges Haftmittel wird nahe dem isotropen Haftmittel in einer NCA-Verteileinheit 12 verteilt. Ein zweites Netz, das Module inklusive Chips umfasst, wird von einer Rolle 13 abgewickelt und die Module werden vom zweiten Netz freigegeben und in einem Walzspalt 17 an dem ersten Netz angebracht. Das nicht leitfähige Haftmittel wird in einer NCA-Härteeinheit 14 gehärtet und das erste Netz wird auf eine Rolle 15 aufgerollt. Die Rolle 15 wird zu einem separaten Speicherbereich 16 transferiert, in dem das isotrop-leitfähige Haftmittel im Laufe der Zeit gehärtet wird. In dem Speicherbereich liegt eine niedrige Temperatur, typischerweise Raumtemperatur vor.
Beispiel 1.
Ein Netz, das nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Schaltkreis-Schemata umfasst, wird in eine Verteileinheit gebracht, in der isotrop-leitfähige Haftmittel auf ein Kontaktbereich des Netzes verteilt wird. In der nachfolgenden Einheit der Prozesslinie wird das Modul an dem Haftmittel angebracht. Danach wird das Haftmittel bei einer Temperatur, die zwischen 20 und 180°C variiert, gehärtet. Der Härteschritt erfolgt vergleichsweise schnell; typischerweise benötigt dieser etwa 25 Sekunden bei einer Temperatur von 150°C. Aufgrund der Temperatur sollte das Material des Netzes solchen Temperaturen widerstehen. Typischerweise besteht das Netz aus Polyester. Ein Hauptvorteil ist der, dass beim Prozess kein Druck erforderlich ist und somit das Netz kontinuierlich vorwärts schreitet. In einer solchen Weise erreicht die Prozesslinie ihre volle Kapazität. In der Praxis kann der Härteschritt in einem tunnelähnlichen Ofen durchgeführt werden.
Nachdem das isotrop-leitfähige Haftmittel gehärtet wurde, wird ein Tropfen des nicht leitfähigen Haftmittels in einer solchen Weise verteilt, dass der Tropfen in der Lage ist, durch Kapillarkräfte unter das Modul gesogen zu werden. Das nicht leitfähige Haftmittel umgibt das Modul zumindest teilweise und füllt den freien Raum, der zwischen dem Netz und dem Modul verblieben ist, zumindest teilweise aus. Das nicht leitfähige Haftmittel wird gehärtet und eine feste Verbindung wird erzielt. Alternativ hierzu kann das nicht leitfähige Haftmittel vor dem Härteschritt des isotrop-leitfähigen Haftmittels verteilt werden, wenn das nicht leitfähige Haftmittel Temperaturen widersteht, die dazu notwendig sind, das isotrop-leitfähige Haftmittel zu härten. Dann ist es möglich, beide Haftmittel simultan zu härten.
Beispiel 2.
Ein Netz, das nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Schaltkreis-Schemata umfasst, wird in eine Verteileinheit gebracht, in der isotrop-leitfähiges Haftmittel auf einen Kontaktbereich auf dem Netz verteilt wird. In der nachfolgenden Einheit der Prozesslinie wird das Modul an dem Haftmittel angebracht. Danach wird ein Tropfen eines nicht leitfähigen Haftmittels in einer solchen Weise verteilt, dass der Tropfen in der Lage ist, durch Kapillarkräfte unter das Modul gesogen zu werden. Das nicht leitfähige Haftmittel umgibt das Modul und befüllt den freien Raum, der zwischen dem Netz und dem Modul verblieben ist, aus. Das nicht leitfähige Haftmittel wird ohne jeden Härteschritt gehärtet oder dessen Härtung wird unter Verwendung von UV-Strahlung beschleunigt. Wenn das nicht leitfähige Haftmittel gehärtet wird, kann das Netz aufgerollt werden und zum Speicher transferiert werden, bei dem das isotrop-leitfähige Haftmittel im Laufe der Zeit bei Raumtemperatur oder bei leicht erhöhter Temperatur gehärtet wird. Das isotrop-leitfähige Haftmittel härtet typischerweise bei einer Temperatur von 23°C in 24 Stunden aus, wenn eine Temperatur von 65°C in 2 Stunden aufgebracht wird. Die Vorteile, die in Verbindung mit der zweiten und dritten Ausführungsformen beschrieben wurden, können durch den oben erwähnten Prozess erreicht werden. Die Herstellung des Transponders ist deutlich kosteneffektiver, da zumindest das isotrope Haftmittel außerhalb der Prozesslinie gehärtet werden kann.
Beispiel 3.
Ein Polyesternetz, das nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete geätzte Kupfer-Schaltkreis-Schemata umfasst, wird in eine Verteileinheit gebracht, in der isotrop-leitfähiges Haftmittel (beispielsweise mit Silber befüllter Epoxydharz, so wie Tra-Duct 2919 der Tra-Con, Inc., USA) auf dem Netz auf einen Kontaktbereich verteilt wird. Danach werden Tropfen eines nicht leitfähigen Haftmittels (beispielsweise photoinitiiertes Ethyl-Zyanoacrylat-Haftmittel so wie Loctite 4304 der Loctite Corporation, USA), nahe dem isotrop-leitfähigen Haftmittel verteilt. Die Viskosität des erwähnten Loctites 4304 liegt zwischen 15 und 30 cP bei einer Temperatur von 25°C. In der nachfolgenden Einheit der Prozesslinie wird das Modul an dem Haftmittel angebracht. Das nicht leitfähige Haftmittel umgibt die Kontakt-Pads des Moduls zumindest teilweise und füllt den freien Raum, der zwischen dem Netz und dem Modul verblieben ist, aus. Das nicht leitfähige Haftmittel wird unter Verwendung von UV-Bestrahlung (1600 mV/cm², 5 Sekunden) gehärtet. Wenn das nicht leitfähige Haftmittel gehärtet wurde, kann das Netz aufgerollt werden und zum Speicher transferiert werden, in dem das isotrop-leitfähige Haftmittel in 24 Stunden bei Raumtemperatur gehärtet wird.
Beispiel 4.
Ein Polyesternetz, das nacheinander und/oder nebeneinander angeordnet geätzte Kupfer-Schaltkreis-Schemata umfasst, wird in eine Crimp-Einheit gebracht, in der erste Kontaktbereiche der Schaltkreis-Schemata sowie zweite Kontaktbereiche der Module (jeweils einen Chip umfassend) elektrisch durch Crimpen verbunden werden. Jedes Modul und jedes Schaltkreis-Schema weisen üblicherweise zwei zweite Kontaktbereiche und zwei erste Kontaktbereiche auf und die zweiten Kontaktbereiche sind normalerweise an den Enden des länglichen Moduls angeordnet. Wenn die Kontaktbereiche miteinander verbunden sind, verbleibt der Rest des Moduls nicht angebracht. Nicht leitfähiges Haftmittel (beispielsweise photoinitiiertes Ethyl-Zyanoacrylat-Haftmittel so wie Loctite 4304 der Loctite Corporation, USA) wird nahe den nicht angebrachten Regionen des Moduls verteilt, von wo aus es durch Kapillarkräfte unter das Modul gesogen wird. Das nicht leitfähige Haftmittel wird unter Verwendung von UV-Strahlung (1600 mV/cm², 5 Sekunden) gehärtet. Wenn das nicht leitfähige Haftmittel mit UV-Licht behandelt wird, kann das Netz aufgerollt und zum Speichern transferiert werden.
Beispiel 5.
Ein Polyesternetz, das nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete geätzte Kupfer-Schaltkreis-Schemata umfasst, wird zu einer Verteileinheit gebracht, in der zumindest erste Kontaktbereiche der Schaltkreis-Schemata mit nicht leitfähigem Haftmittel (beispielsweise photoinitiiertes Ethyl-Zyanoacrylat-Haftmittel so wie Loctite 4304 der Loctite Corporation, USA) bedeckt werden. Jedes Schaltkreis-Schema hat üblicherweise zwei erste Kontaktbereiche, zwischen denen ein gewisser Raum vorliegt. Es ist möglich, dass dieser Raum ebenso mit dem Haftmittel bedeckt wird. Das Modul oder zumindest die zweiten Kontaktbereiche des Moduls werden an dem Haftmittel angebracht. Alternativ hierzu kann das Haftmittel auf dem Modul oder zumindest den zweiten Kontaktbereichen des Moduls aufgebracht werden. Nachdem das Modul am Schaltkreis-Schema angebracht wurde, werden die ersten Kontaktbereiche und die zweiten Kontaktbereiche durch Crimpen elektrisch verbunden. Das nicht leitfähige Haftmittel wird unter Verwendung von UV-Strahlung (1600 mV/cm², 5 Sekunden) gehärtet. Wenn das nicht leitfähige Haftmittel mit dem UV-Licht behandelt wurde, kann das Netz aufgerollt und zum Speichern transferiert werden.
Die oben beschriebenen Beispiele beschränken den Schutzbereich der Erfindung nicht. Viele Variationen der Erfindung können eintreten. Beispielsweise kann es in einigen Fällen von Vorteil sein, das abbindbare isotrop-leitfähige Haftmittel durch thermoplastisches Haftmittel zu ersetzen. Das thermoplastische Haftmittel ist natürlich ebenfalls isotrop-leitfähig. Das thermoplastische Haftmittel wird vorzugsweise auf eine Netzform aufgebracht, von der die Module in einem späteren Prozessschritt getrennt werden. Das aufgeschmolzene thermoplastische Haftmittel wird auf die Kontaktbereiche des Moduls aufgebracht und nach dem Aufbringen des Haftmittels kristallisiert dieses, wenn es abkühlt. Wenn das Modul auf dem Schaltkreis-Schema angebracht wurde, wird das isotrop-leitfähige thermoplastische Haftmittel zeitweise aufgeschmolzen, um eine Verbindung zwischen den Kontaktbereichen des Moduls und den Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas auszubilden. Nach diesem Schritt wird das abbindbare nicht leitfähige Haftmittel unter Verwendung der Kapillarkräfte aufgebracht. Das nicht leitfähige Haftmittel wird auf eine ähnliche Weise gehärtet, wie dies in den oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben wurde.

Claims

Verfahren zur Ausbildung einer Verbindung zwischen einem einen Chip umfassenden Modul sowie einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat in einer solchen Weise, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema durch Verbinden von Kontaktbereichen des Moduls und von Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas durch isotrop-leitfähiges Haftmittel ausgebildet wird so dass das Modul an dem Substrat im Wesentlichen vollständig angebracht ist und der Rest des Moduls an dem Substrat durch ein abbindbares nicht leitfähiges Haftmittel angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Prozessschritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: - Verteilen eines abbindbaren isotrop-leitfähigen Haftmittels auf den Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas, - Anbringen der Kontaktbereiche des Moduls an den Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas durch das isotrop-leitfähige Haftmittel, - Härten des isotrop-leitfähigen Haftmittels, - Verteilen eines abbindbaren nicht leitfähigen Haftmittels an der Seite des Moduls auf eine solche Weise, dass das Haftmittel durch Kapillarkräfte unter das Modul gesaugt wird, und - Härten des nicht leitfähigen Haftmittels.
Verfahren zur Ausbildung einer Verbindung zwischen einem einen Chip umfassenden Modul sowie einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat in einer solchen Weise, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema durch Verbinden von Kontaktbereichen des Moduls und von Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas durch isotrop-leitfähiges Haftmittel ausgebildet wird so dass das Modul an dem Substrat im Wesentlichen vollständig angebracht ist und der Rest des Moduls an dem Substrat durch ein abbindbares nicht leitfähiges Haftmittel angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Prozessschritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: - Verteilen eines abbindbaren isotrop-leitfähigen Haftmittels auf den Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas, - Anbringen der Kontaktbereiche des Moduls an den Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas durch das isotrop-leitfähige Haftmittel, - Verteilen des abbindbaren nicht leitfähigen Haftmittels an der Seite des Moduls auf eine solche Weise, dass das Haftmittel durch Kapillarkräfte unter das Modul gesaugt wird; und - Härten des isotrop-leitfähigen Haftmittels und des nicht leitfähigen Haftmittels.
Verfahren zur Ausbildung einer Verbindung zwischen einem einen Chip umfassenden Modul sowie einem ein Schaltkreis-Schema umfassenden Substrat in einer solchen Weise, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip und dem Schaltkreis-Schema durch Verbinden von Kontaktbereichen des Moduls und von Kontaktbereichen des Schaltkreis-Schemas durch mechanisches Verpressen ausgebildet wird so dass das Modul an dem Substrat im Wesentlichen vollständig angebracht ist und der Rest des Moduls an dem Substrat durch ein abbindbares nicht leitfähiges Haftmittel angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Prozessschritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: - mechanisches Verpressen der Kontaktbereiche des Schaltkreis-Schemas und der Kontaktbereiche des Moduls in einer solchen Weise, dass die elektrische Verbindung ausgebildet wird, - Verteilen eines abbindbaren nicht leitfähigen Haftmittels an der Seite des Moduls auf eine solche Weise, dass das Haftmittel durch Kapillarkräfte unter das Modul gesaugt wird, und - Härten des nicht leitfähigen Haftmittels.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die abbindbaren Haftmittel zumindest teilweise außerhalb der Prozesslinie gehärtet werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitfähige Haftmittel und/oder das isotrop-leitfähige Haftmittel durch Wärme, ultraviolette Bestrahlung (UV), Elektronen-Strahlen (EB) oder Mikrowellen mit variabler Frequenz (VFMW) gehärtet werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bearbeitete Substrat in Netzform vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das isotrop-leitfähige Haftmittel entweder abbindbar oder thermoplastisch ist.