專利名稱：射頻芯片的組裝的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及電子電路以及更具體地涉及形成有裝配射頻收發裝置的微電子
裝置。
背景技術：
射頻微電子收發裝置被越來越多的應用于與其相關聯對象的遠程識別。通常稱 之為電子標簽(RFID)。這種電子標簽的功能可限于傳輸標識符，或者可包括更多的復雜功 能(例如遠程傳輸由集成在芯片上的傳感器測量到的結果；處理來自遠距離元件的數據 等)。 圖1為位于讀取或讀_寫終端1 (READER,讀取器)與電子標簽類型的電子裝置 2(TAG，標簽)之間的射頻通訊系統的簡單框圖。終端1和標簽2包括以簡化的電感元件L1 和L2樣式所示的天線。依照傳輸所使用的頻帶，天線Ll和L2為回路天線或偶極子天線。 在圖1所示例中，電感元件L1和L2分別與電容元件C1串聯、與C2并聯(以虛線所示)從 而一起構成通常被調諧至工作頻帶中心頻率的振蕩電路。 通常，對于從數百千赫至數十兆赫的頻帶，天線Ll和L2為回路形；而對于量級從 數百兆赫至數千兆赫的頻率，則所述天線為偶極子形。 最普遍情況下，電子標簽2由終端1輻射的射頻場中獲得其所組成的電子電路工 作所必須的功率。 電子標簽的許多結構更普遍地以射頻收發芯片和讀取或讀_寫終端的形式存在。 形成位于所述電子標簽一側的天線L2采用來自于微電子工業的集成或印刷電路
(蝕刻或印刷導電軌道)制造工藝。這極大的影響所述電子標簽的成本。 期望得到一種射頻收發裝置，其帶有制造成本更便宜的天線。 進一步期望得到一種制造裝配有天線的射頻收發裝置的簡單方法。 在某些應用中，期望將幾個電子標簽與同一個對象相關聯。之后所述標簽必須各
自貼附在相關的對象上(例如，一根很長的管)。 文獻W02008/025889A披露了一種通過用于將芯片與外界電氣連接的電纜元件來 構成彼此相連接的微電子芯片的技術，其中，數根導線同時形成RFID組件的天線和電源。
期望利用這種技術實現射頻收發裝置的天線間不需要通過電源導線互聯從而使 射頻收發裝置天線的形成更容易。 進一步期望得到一種簡單的解決方法，能在將它們組裝到計劃或正在應用中的對 象之前將多個射頻收發芯片相關聯。
發明內容
為達到這些目標的全部或者這些目標中和其它相同的一部分，本發明提供了一種
制造射頻收發裝置的方法，包括 形成不帶天線的射頻收發芯片；
3
通過至少兩根導電線纜元件串聯連接的芯片，該導電線纜元件在相鄰芯片之間分 別具有根據傳輸-接收頻率選擇的長度，每個元件與芯片的至少一個接線端電接觸并且至 少暫時地機械保持所述芯片的串接； 并且，對于每個芯片中裝置天線的兩束絞線，以規則的間隔切割所述的串聯連接。
依據一個實施例，兩根導電線纜元件放置在所述芯片的任意一側，在這些芯片各 自沿第一方向的側面邊緣的附近。 依據一個實施例，在兩相鄰芯片之間設置有支撐連接所述兩根導電線纜元件的至
少一個導電部分的中間元件，并且對于每個芯片，該中間元件用于切割形成回路天線。 依據一個實施例，所述芯片在通過導電線纜元件連接之前被放置于支撐條之上。 依據一個實施例，線纜連接元件是在切割所述串聯連接之前與不同的芯片連接，
以在切割所述串聯連接之后形成一連串的射頻裝置。 依據一個實施例，所述絞線纏繞在所述連接元件四周。 依據一個實施例，每個芯片包括至少一個用于接收導電線纜元件的區域。 本發明還提供了一種射頻收發裝置，包括 集成射頻收發電路的微電子芯片； 至少兩束導線天線絞線。 本發明還提供了一串射頻收發裝置，包括若干個集成射頻收發電路的電子芯片并 且電子芯片通過連接至所述芯片的天線連接墊片的至少兩個導電線纜元件彼此之間連接， 所述元件在兩相鄰芯片之間各自的長度根據傳輸_接收頻率選擇。 依據一個實施例，附加的連接元件具有比兩相鄰芯片之間導電元件各自的長度更 長的長度，在切割所述芯片之間的導電元件之后連接所述芯片。
前述的對象、特征以及本發明的優點，與其它一樣都在以下的但不限于與附圖相 對應的具體實施例說明中詳細討論，附圖中包括 圖l，如上述，為作為實施例應該于本發明的一種射頻收發系統的框圖； 圖2為實施例中可容納接收線纜元件的微電子芯片的橫截面簡示圖； 圖3為另一實施例中可容納接收線纜元件的微電子芯片的橫截面簡示圖； 圖4A和4B分別是分離之前的一串芯片以及由這串芯片獲得的射頻收發裝置的頂
視圖； 圖5A和5B分別是形成所述天線之前和之后，另一實施例中的一串射頻收發裝置 的頂視圖； 圖6是集成電路晶片一部分的頂視簡圖； 圖7A和7B分別是串接和立即分開應用于回轉天線的另一實施例中射頻裝置；
圖8A和8B所示仍然分別為在串接狀態以及立即分開的另一實施例中的射頻裝 置； 圖9A和9B所示仍然為另一實施例中的一串射頻收發裝置的頂視簡圖。
相同的元件在不同的圖中都用相同的數字指定，但并不按比例。
具體實施例方式
為清楚起見，只有那些有助于理解本發明的步驟和元件才會示出和描述。尤其是 所述射頻收發裝置的電路內部沒有詳述，發明根據目標應用采用常用電路(例如測量傳感 器、物體識別器等等)。批量制造所述微電子芯片的步驟也未有詳述，在此本發明將再一次 采用常用技術。 此后本發明的描述將與RFID芯片的實施例相關，但它更通常應用于任意的芯片 或者微型射頻收發電路。 圖2為微電子芯片3的橫截面簡示圖，該電子芯片能夠形成圖1中標簽2類型的 電子標簽芯片。襯底33支撐一個或多個集成電路以及元件，并且具有至少兩個墊片，在芯 片3外側對應線纜連接元件41和42 (圖示為虛線)的接收區域35，與可接觸的接觸區域 電連接(連接31和32)。在圖2的實施例中，襯底33雙面都涂覆有絕緣和保護材料34，例 如，環氧樹脂。接收區域35在芯片的兩側沿第一方向形成。圖2相關所描述的結構為文獻 W02008/025889A中實施例描述的形式。
根據本發明，區域36用于天線連接接觸區域。 圖3為微電子芯片3的另一實施例的橫截面簡示圖。與圖2實施例相比，襯底33 的后表面并未覆蓋樹脂。導線41和42的接收區域35由芯片3內形成的平行凹進所形成。 所述凹進可以例如為凹槽。凹槽的形狀可以有多種，尤其是方底型、V型、截錐V型、或者圓 弧形。在以前的實施例中，凹進的尺寸和形狀根據所述線纜連接元件的特性優選。如一實 施例，凹槽的深度和寬度在20至100微米的范圍內變化，以對應具有20至100微米直徑的 連接元件41或42。例如在凹進35的底部設置有金屬區域36，并且根據本發明用作天線連 接接觸區域，例如通過絕緣材料34中的導電通孔32的方式。凹進35可直接形成在襯底33 中，優選緊鄰微電子元件。凹進35可通過任意合適的工藝形成，例如，通過干法或濕法蝕 刻、鋸切等。 圖2和3的結構具有不同的變型，例如，如上文提及的文獻中所描述。 圖4A為根據本發明實施例一串RFID芯片3的頂視圖。圖4A中所示的連接是在
將芯片3從至少部分由半導體材料制成的晶片上劃片之后，通過將所述芯片放置在條5之
上以規則的間隔暫時支撐而獲得。然后優選將導線41和42安置于芯片側面，與由每個芯
片的導線41和42的屏蔽套35易得到的接觸區域電接觸。例如，所述接觸區域在晶片批量
生產期間在屏蔽套側面內金屬化形成。經由與芯片3的導電區域36電接觸的導線41或42
的組裝，通過導電膠、焊接、或其它任意合適的方法實現。 最后，導線41和42以所述連接的規則間隔切割，例如，在每個芯片3的一端對應 導線41而在每個芯片的另一端對應導線42 (沿圖4A中所示的虛線C)，得到裝配天線的 RFID裝置2。 圖4B是在切割圖4A的導線41和42之后得到的RFID裝置2的頂視簡圖。每個 芯片3與發源于暫時連接導線41和42的兩束絞線41'和42'相連以形成裝置2。
選擇一旦芯片已分離開仍然保持的絞線或者部分41'和42'的長度以適應射頻收 發天線的理想長度。如圖4B所示實施例中的天線類型，該長度，例如對于兩根對準的絞線 41'和42'之和大約為入/2數量級，這里A代表傳輸/接收波段中心頻率的波長。
線纜元件41和42的直徑大于芯片3內部的可能連接線(例如圖2中的32和33)
5的直徑。例如，該直徑與完成的芯片3厚度具有相同的數量級(比例在1/4和1之間)。
只要導線41和42未被切割，它們將芯片3機械保持在一起，例如以輥壓形式在它 們最終組裝在將識別的對象之上之前，能夠維持它們的連接。 圖5A和5B所示為另一實施例的分別在切割導線41和42以分離天線之前和之后 的頂視圖。根據本實施例，芯片3仍然以線纜連接元件7的方式彼此連接。例如，當所述芯 片仍然在晶片中或被臨時條如圖3A的條5所支撐時，線纜7在切割導線41和42之前與芯 片3相連。選擇各芯片3之間連接元件7的部分的長度大于絞線41'和42'的長度。該長 度基于目標應用中兩個射頻裝置之間的理想距離以及例如從幾厘米到數米。連接元件7即 使在天線分離開之后仍能保持所述RFID裝置在連接串20中，因而直到它們最終植入到對 象上。 實施例中將RFID芯片連接串20沿地下線路放置的適用情況使定位更加容易。
根據另一實施例，連接線纜7可規則分布RFID芯片以代替織線混合進紡織品中。
實施例中線纜7根據最終期望的連接長度切割。線纜7優選為絕緣并且其機械阻 抗基于目標的應用。線纜7的橫截面為圓形或其它形狀(例如矩形)、單股或多股。
所述連接元件(多個)，它們是將形成天線絞線41'和42'的連接元件41和42或 者將形成最終支撐線纜7的連接元件，可具有圓形、正方形、或其它橫截面，并且由一根線 纜或多個線纜形成。至于將形成所述天線的導線41和42，這些元件是導電的(并且除了在 與芯片的接觸處之外可能由絕緣體屏蔽)。 根據所述具體實施例，不同的芯片形成在半導體或絕緣襯底晶片上。它們通過至 少一個線纜連接元件(或者將形成兩根天線的導線41和42，或者永久連接元件7，或者二 者皆有)互相連接。然后，排列襯底以將通過連接元件(多個)提供單獨柔性機械連接而 連接的芯片3彼此分離開。傳統上芯片3的分離在固體襯底的情況下實現，例如通過鋸切， 同時要細心避免切割所述連接元件(多個)。 圖6所示為襯底晶片的部分6，之上有依據本實施例形成的多個RFID芯片3。在 本實施例中，在切割之前連接元件41和42與芯片43相連接。這將避免使用暫時支撐條。 然而，依據所需的天線長度，相對于切割通道所需的間隔，芯片之間需要相對大的間隔。兩 芯片之間導線41和42的長度如圖示優選大于晶片上的芯片見的間隔，以對應所期望的天 線長度。 如果條5 (圖4A)用作暫時保持芯片3連接的臨時支撐，準備形成天線絞線的導線 41和42則在將芯片3放置在條5上之后進行組裝。 圖7A和7B分別是在切割天線導線之前和之后另一更詳細實施例采用的形成的回 路天線頂視圖。 根據該實施例，在切割所述天線(圖7A)之前的芯片連接結構中，連接導線41和 42在兩芯片之間通過包括彼此連接導線41和42的導電部分中間元件8來連接彼此。例 如，芯片3兩個兩個的成對以使第一切割線(c')位于兩芯片之間而不讓任意導線殘留其 間，并且第二切割線(c")位于連接元件8留下的位置，在切割線c"的任一側絞線43'連 接絞線41'和42'(圖7B)。連接部分43的寬度基于切割線c"的寬度以保持在每一側，導 電部分43'。作為一種變化，兩個平行部分43'形成在切割線c"任意一側的元件8之上或 之中。在圖7A和7B的實施例中，提供的RFID裝置2'(圖7B)最終分離開。然而，與圖5A和5B所示相關的永久連接元件的變化形式也被提供。 圖8A和8B仍然為另一實施例中分別連接或分離開的RFID芯片頂視圖。 根據該實施例，具有大體拉長的形狀以及從每個芯片3的兩側的突出的元件9在
從晶片切割下之后放置或者集成有從每個芯片3的兩側突出的部分91和92。元件9由絕
緣材料制成或者由絕緣材料包皮屏蔽并且計劃分別接收之后纏繞成線圈的天線絞線41'和
42'(圖8B)。如果得到的RFID裝置2"仍然保持連接，元件9將是支撐線纜7 (圖5A和5B)
的部分。元件9為中度柔性或者剛性并且接收絞線41'和42'，例如，作為紡織品"絕緣膠
帶"。作為變化，元件9可由選自其電磁特性的材料(例如、鐵氧體)制成。 圖8A和8B實施例的優點在于天線的特性得到改善，尤其是提高了它們阻抗的虛部。 圖9A和9B所示，與之前的示意圖相比較，根據由對準每個芯片任一側的兩束絞線 41'和42'組成的每個天線的變化。在這種情況下，切割導線之前所述芯片的連接通過大量 的具有各自長度對應于天線絞線期望長度的兩倍的導線44(圖8A)獲得，并且與芯片接觸 的區域36排成一條直線。支撐線纜7在切割導線44之后連接裝置。橫跨芯片3寬度的導 線44的位置無關緊要(相對于由導線44的方向定義的長度方向)。
之上描述的不同實施例和變化當然可以結合。 所述實施例的優點在于他們能獲得具有由線纜元件組成的天線的RFID裝置，這 使它們比在絕緣襯底上沉積導電墨水要便宜。 另一優點在于提供一種工藝能夠至少在組裝到最終對象上之前保持射頻芯片連
接的可能性。這可以是對芯片的巻繞處理，例如電鍍、涂覆處理等等。 另一優點是所述的實施例甚至能夠在最終應用中保持連接的射頻芯片結構。 各種不同的實施例都已描述，以及不同的替代和改進方式對于本領域技術人員是
可行的。尤其是對于天線絞線尺寸的選擇基于應用以及尤其基于也作用在電子芯片側之上
的其它元件(尤其是電容元件)的期望工作頻率。 進一步，發明的實際實施在基于之前提及的功能指示基礎上本領域技術人員的能 力之內。 最后，盡管本發明已描述了相關的每個提供一個天線的裝置，但每個裝置兩根天 線使得能遍及幾個頻帶工作。例如，在圖7A和7B所示的實施例裝置的變化中，元件8位于 各個芯片之間并且絞線41'和42'在同一芯片的兩側各自的長度不同，以獲得不同值的兩 個導電元件。采用單天線也可以實現設置工作頻帶，就目前而言，可通過改變電容元件C2 來更改振蕩電路的調諧頻率以設置芯片3內部構件的方式。
權利要求
一種制造射頻收發裝置(2，2’，2”)的方法，特征在于該方法包括形成不帶天線的射頻收發芯片(3)；所述芯片串聯連接，每個芯片通過至少兩個導電線纜元件(41，42，44)連接至兩芯片之間，所述至少兩個導電線元件各自的長度是根據傳輸-接收頻率選擇的，并且每個導電線纜元件與芯片(3)的至少一個接線端電接觸，并且至少暫時地機械保持所述芯片的連接；并且對于每個芯片，以規則的間隔切割所述的連接，以形成裝置天線的絞線(41’，42’)。
2. 權利要求l所述方法，其中兩個導電線纜元件(41,42)放置在所述芯片的任意一側， 處于這些芯片各自沿第一方向的側面邊緣的附近。
3. 如權利要求2所述方法，其中每個中間元件(8)支撐連接所述導電線纜元件(41， 42)的至少一個導電部分(43)，并且對于每個芯片，該中間元件切割形成回路天線。
4. 如權利要求1至3中的任意一項所述方法，其中所述芯片(3)在通過導電線纜元件 (41，42，44)連接之前被放置于支撐條(5)之上。
5. 如權利要求1至4中的任意一項所述方法，其中線纜連接元件(7)在切割連接之前 與不同的芯片連接，而在切割所述連接之后形成一連串的射頻裝置。
6. 如權利要求5所述方法，其中所述絞線(41'，42')纏繞在所述連接元件(7)的四周。
7. 如權利要求1至6中的任意一項所述方法，其中每個芯片(3)包括用于接收導電線 纜元件(41，42，44)的至少一個區域(35)。
8. —種射頻收發裝置(2，2'，2")，其特征在于該裝置包括 集成射頻收發電路的微電子芯片(3);應用權利要求1至7中的任意一項方法獲得的至少兩束導線天線絞線(41'，42')。
9. 連接起來的射頻收發裝置(2，2'，2")連接串，包括若干個集成射頻收發電路的電子 芯片(3)并且電子芯片彼此連接，每個芯片通過至少兩個導電線纜元件(41，42，44)連接至 所述芯片的天線連接墊片(36)，在兩相鄰芯片之間的元件的長度分別根據傳輸-接收頻率 選擇。
10. 如權利要求9所述裝置的連接串(20)，其中附加的連接元件(7)的長度比兩相鄰 芯片之間導電元件(41'，42')各自長度更長，并且該連接元件在切割所述芯片之間的導電 元件之后連接所述芯片。
11. 如權利要求9或10所述裝置的連接串，通過實施權利要求1至7中任意一項所述 的方法獲得。
全文摘要
本發明涉及射頻傳輸/接受裝置(2)的制造。本發明提供形成不具有天線的射頻傳輸/接受芯片；通過至少兩根導電線纜元件串聯連接的芯片，該導電線纜元件在兩相鄰芯片之間的長度分別以傳輸/接收頻率為函數，每個元件與芯片(3)的至少一端電接觸并且確保能至少暫時地機械保持所述芯片的連接；以及，對于每個芯片形成裝置天線的兩束絞線(41’，42’)以規則的間隔切割所述的連接。
文檔編號H01L21/98GK101711430SQ200880021239
公開日2010年5月19日 申請日期2008年6月18日 優先權日2007年6月21日
發明者吉恩·布朗, 多米尼克·維卡爾, 貝諾特·利賓娜 申請人:法國原子能委員會