专利名称：芯片电子器件和通过卷绕进行制造的方法
芯片电子器件和通过卷绕进行制造的方法
技术领域：
本发明涉及芯片器件领域，更具体地说，涉及包含有接触或无接触的通信接口的 芯片器件。
本发明所建议的目标是一种芯片电子器件及其制造方法。
在现有技术中，如迷你SM卡这样的芯片电子器件通常由标准尺寸的芯片卡制 成。所述标准卡由包含与芯片端子相连的触点接线端子(terminal block)的微型外壳或 模块组成。
用来组装所述微型外壳或模块以及用来制造电子器件的各种操作是以统一的方 式进行的。将一个硅晶片锯开，以得到每个芯片的个体。然后，按照引线接合技术(英文称 Swirebonding)或倒装芯片技术(英文称为Flip-chip)将每个芯片作为一个单元来贴 片。
在引线接合、也称为“直接芯片接合”技术的情况下，芯片被固定到薄膜上，使其接 触垫向外。然后，在芯片接触垫与接线端子或天线之间进行引线连接。最后，用对组件起保 护作用的树脂来对组件进行封装。
在倒装芯片技术的情况下，使芯片的接触垫朝向薄膜，将芯片固定到导电面上，导 电面借助互联通孔连接到接线端子。
另外，在已经形成了所述微型外壳或模块之后，后者必须具有足够的硬度和厚度， 以允许在得到最终成品所必需的埋入操作期间进行处理。可以把热活化的粘合剂敷设到每 个微型外壳或模块上，以允许通过在薄膜上的热层压而将其粘合到卡体中。
所述卡体由多个层压薄片制成，卡体必须包含经机器加工的空腔，或者被直接注 入空腔，以便接纳所述微型外壳或模块。然后，每个微型外壳或模块通过所敷设的、可通过 热压进行热活化的粘合剂或者通过分布到空腔内的液体粘胶被固定到每个卡体的空腔内。
然后，对卡体进行机械切割，以单独得到成品的形状。
这些以统一的方式执行的操作遇到一些问题。实际上，在这种工艺中，需要大量的 操作和机器。由于固定每个芯片都采用统一的方式，生产率没有得到优化。另外，需要使用 昂贵的材料，带来了高昂的损耗。尤其是，按照直接芯片接合，薄膜必须被金属化，以便与连 接到芯片的大面积触点的金引线焊接到一切。必须在薄膜的两侧进行镍和金类型的这种金 属化。另外，薄膜需要使用专用工具，如介质切割工具或光蚀刻工具，这使得更为缺少灵活 性。在制造操作电路时，为了达到一定的成品规格，诸如薄膜和卡体等材料的显著损耗可能 超过60%。
此外，必须使用非常昂贵的薄膜，这类薄膜必须能够与芯片附着步骤相兼容。实际 上，薄膜的尺寸和硬度必须允许其能够被处理和粘合。
另外，已知的工艺没能提供简单或成本低廉的方案来保护芯片免受机械压力，如 外部驱动的管脚在接线端子上施加的压力。芯片是非常脆弱的部件，任何不适当的处理或 使用都可能使其损坏。
本发明的目的是针对上述问题提供一种解决方案，其通过提出一种制造方法以及 根据该制造方法得到的芯片电子器件来实现。
为了达到所述目的，所述芯片电子器件的特征在于，其至少包括
-电子模块，该电子模块至少包括
-允许柔性卷绕的基膜，所述基膜的尺寸相当于所述电子器件的宽度大小，所述基膜的上表面包括上部接触垫，其下表面包括至少一个下部接触垫，每个接触垫通过导体延伸，所述导体经由穿过所述基膜的互联结构相连接，以使得至少一个下部接触垫连接到上部接触垫；所述下部接触垫与被设计为被至少一个芯片所填充的周边区域相交，所述芯片按照倒装芯片技术与每个下部接触垫相连接，并且所述下部接触垫相对于所述上部接触垫对面的区域具有一定偏移；上表面和下表面的接触垫以及导体是由不含任何诸如镍或金这样的昂贵组分的导电材料制成的；
-厚膜，包括空腔，所述空腔位于基膜芯片所面向的区域的对面，该厚膜被固定在芯片一侧基膜表面的至少一部分上。
根据另一个特性，所述芯片电子器件是芯片卡，所述上部接触垫是按照ISO 7816 标准建立的接线端子，由铝、银或铜制成的接触垫被连接到外部驱动。
根据另一个特性，所述芯片电子器件是智能对象，其上部接触垫是按照适用于智能对象的标准而建立的接线端子。
根据另一个特性，所述芯片电子器件还附带地包括RFID天线，所述RFID天线能够通过 射频通信连接到外部驱动，所述RFID天线位于下表面。
根据另一个特性，所述上部接触垫与专用于接线端子的芯片通信，所述RFID天线与针对所述RFID天线的芯片通信。
根据另一个特性，所述上部接触垫和所述RFID天线与包含鉴定装置的芯片进行通信，所述鉴定装置判断所述芯片是为了与所述上部接触垫通信、还是为了与所述RFID天线通信而建立的。
根据另一个特性,所述芯片的大面积接触区(contact bumps)面向专用于下表面的芯片的接触垫。
根据另一个特性，所述基膜由PVC、PC、PET、PETF, PETG, PP、PS、或PPS塑料制成， 或者由纸或可被层压和挤压成约150 μ m厚的任何植物性材料制成，或者由这些材料的组合制成，膜(3)的厚度优选地为约50 μ m。
根据另一个特性，所述厚膜由一层或几层PVC、ABS、PET、PETF、PETG、PP、PS、PPS、 或者可被卷绕的、由木材或硬纸板或生物塑料制成的任何其它材料制成。
根据另一个特性，上表面和下表面的接触垫和导体由铝或铜制成。
根据另一个特性，所述基膜包括至少两个平行或相邻的边，所述边的长度等于所述芯片电子器件的平行或相邻边的长度。
根据另一个特性，互联区域相对于所述上部接触垫或所述下部接触垫具有一定偏移，并位于针对芯片而设计的周边区域的外部。
根据另一个特性，互联区域相对于所述上部接触垫或所述下部接触垫以及相对于 RFID天线具有一定偏移，并位于针对芯片而设计的周边区域的外部。
另一目的通过建议一种用于制造本发明所述芯片电子器件的方法来实现。
另外，该方法的特征在于，通过至少一个供应带条的卷轴连续地馈送基膜，所述带条的宽度至少等于所述芯片电子器件任一尺度的倍数，基膜卷轴的两个带条表面均包括用于多个芯片电子器件的一系列单个的导电电路，每个单个的电路被实现为使得上表面包括 第一接触垫，并且下表面包括至少一个第二接触垫，每个接触垫通过导体延伸至互联区域， 以使得至少一个下部接触垫连接到上部接触垫，所述下部接触垫与周边区域相交，所述周 边区域被设计为被芯片的与每个下部接触垫相连接的触点所填充，并且所述下部接触垫相 对于面向上部接触垫的区域具有一定偏移，并且其特征在于，该方法至少包括以下步骤
-实施步骤，在该步骤中，在互联区域中制作穿过基膜的多个互联通孔；
-连接步骤，在该步骤中，上部接触垫和下部接触垫通过互联通孔相连接；
-敷设步骤，在该步骤中，把导电的各向异性粘胶敷设在多个基膜卷轴下部接触垫 上，或者敷设在被设计用于接纳芯片的区域；
-附着步骤，在该步骤中，把至少一个芯片固定在所述被设计用于接纳芯片的区域 中的基膜卷绕带条上；
-卷绕步骤，在该步骤中，其上固定有芯片的基膜带条被卷绕；
-抽取或切割步骤，在该步骤中，抽取或切割与带条或电子器件的任一尺度具有相 同宽度的厚膜带条，以得到在芯片位置实现的一个或几个空腔；
-迭合步骤，在该步骤中，两条带条被重叠到一切，并且厚膜卷绕带条被制作为粘 接到或粘合在其上已固定有芯片的基膜卷绕带条上。
根据另一个特性，在厚膜卷绕带条被制作为粘接到或被粘合在其上已固定有芯片 的基膜卷绕带条上的步骤之后或之前，是把机械和/或光学保护敷设在芯片上的步骤。
根据另一个特性，上部接触垫和下部接触垫通过互联通孔相连接的连接步骤包 括通过机械锚定或铆接、通过超声焊接或热焊接、或者通过用导电物质填充互联通孔得到 连接。
根据另一个特性，芯片被固定到基膜卷绕带条上的附着步骤包括通过使用倒装 芯片(倒片)技术来固定芯片。
根据另一个特性，在多个芯片被固定到基膜卷绕带条上的附着步骤之后，是对芯 片进行测试和/或预定制的步骤。
根据另一个特性，在制作穿过基膜卷绕带条的多个互联通孔的实施步骤之前，是 把粘附膜敷设在基膜卷绕带条的整个下表面的步骤。
根据另一个特性，厚膜卷绕带条被抽取或切割的抽取或切割步骤是在把粘附膜敷 设在厚膜卷绕带条表面上的敷设步骤之前或之后，其被设计成固定到基膜卷绕带条上。
根据另一个特性，在厚膜卷绕带条被抽取或切割的抽取和切割步骤和/或在把粘 附膜敷设在厚膜卷绕带条表面上的敷设步骤之前，是把保护敷设在厚膜卷绕带条表面的步 骤。
根据另一个特性，在厚膜卷绕带条被抽取或切割的抽取或切割步骤、和/或在把 粘附膜敷设在厚膜卷绕带条表面上的敷设步骤、和/或在敷设保护的敷设步骤之前，是通 过印刷或蚀刻的方式对至少一个厚膜卷绕带条表面进行预定制的预定制步骤。
根据另一个特性，在厚膜卷绕带条被抽取或切割的抽取或切割步骤之后是印刷步 骤，在该印刷步骤，通过蚀刻或印刷把安全或装饰性单元印刷到至少一个厚膜卷绕带条表 面上，当基膜(3)由透明材料制成时，芯片电子器件(O)上的所述安全或装饰性单元是可见 的。
根据另一个特性，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片上的敷设步骤之后可 以是电气定制步骤，在该电气定制步骤，通过带有连接到外部编码驱动的无接触天线的管 脚卡或器件对芯片进行电气定制。
根据另一个特性，在通过带有连接到外部驱动的管脚卡对芯片进行电气定制的步 骤之后，可以是通过对未固定到基膜卷绕带条的厚膜卷绕带条的面上进行蚀刻或印刷、或 者进行热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤。
根据另一个特性，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片上的步骤之后是定制 步骤，在该定制步骤，通过对未固定到基膜卷绕带条的基膜卷绕带条的下表面进行蚀刻或 印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制。
根据另一个特性，通过对基膜卷绕带条的下表面进行蚀刻或印刷、或者热转印而 对芯片电子器件进行定制的步骤是在使芯片固定在基膜卷绕带条上的附着步骤之后的任 何时间被实施的。
根据另一个特性，在通过对基膜卷绕带条的下表面进行蚀刻或印刷、或者热转印 而对芯片电子器件进行定制的步骤之后，是通过对未固定到基膜卷绕带条的厚膜卷绕带条 的面上进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤。
根据另一个特性，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片上的敷设步骤之后是 卷绕步骤，在该卷绕步骤，对按照上述步骤组装的基膜卷绕带条和厚膜卷绕带条进行卷绕。
根据另一个特性，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片上的敷设步骤之后是 切割步骤，在该切割步骤，将按照上述步骤组装的基膜卷绕带条和厚膜卷绕带条切割成单 个的芯片电子器件。
根据另一个特性，在所述切割步骤之后是调整步骤，在该调整步骤，对切割的芯片 电子器件进行调整。
本发明的另一目的是一种机器，该机器允许实现根据本发明的方法。
这种机器的特征在于，其至少包括以下的装置
-用于使两面都适合设置导电迹带的基膜带条解开卷绕的装置；
-用于通过机械或超声进行抽取以制作互联通孔的装置；
-用于敷设胶或粘附膜的装置；
-用于敷设芯片的装置；
-用于对胶进行按压和/或使其形成网格或者用于激活粘附膜的装置；
-用于把带有芯片的薄膜带条以芯片向外的方式卷绕成卷的装置。
根据另一个特性，所述机器还附带地包括
-用于使带有芯片的基膜带条解开卷绕的装置；
-用于使厚膜解开卷绕的装置；
-用于抽取的装置，其被显示为与厚膜带条的、作为与基膜的接合面的面相对；
-用于敷设安全或装饰性单元的装置；
-用于使厚膜与基膜相结合的装置；
-用于通过层压把机械和/或光学保护敷设在芯片上的装置；
-用于切割出单个的芯片电子器件的装置。
根据另一个特性，所述机器还附带地包括用于敷设粘合剂或者用于制备表面的装
根据另一个特性，所述机器还附带地包括用于对芯片进行测试或预定制的装置。
根据另一个特性，所述机器还附带地包括用于在厚膜的至少一个面上对芯片进行 图形化预定制的装置。
根据另一个特性，所述机器还附带地包括用于通过层压敷设保护层的装置。
根据另一个特性，所述机器还附带地包括用于在厚膜的、与和基膜的结合面相对 的面上和/或基膜的、与和厚膜的结合面相对的面上进行定制的装置。
通过参考所附的附图来阅读以下说明，将更清晰地明白本发明的其它特性和优 点，图中
-
图1代表根据一特定实施例的芯片电子器件的俯视-图2代表根据一特定实施例的芯片电子器件的A-A剖面-图3代表根据一特定实施例的芯片电子器件的局部分解视-图4代表根据带有RFID天线的另一实施例的芯片电子器件的俯视-图5代表根据带有RFID天线的另一实施例的芯片电子器件的俯视-图6代表根据用于实现该芯片电子器件制造方法的第一步骤的实施例的机器的 示意-图7代表根据用于实现该芯片电子器件制造方法的第一步骤之后步骤的实施例 的机器的示意图。
参考图1、2和3，本发明涉及一种例如带有微处理器或处理逻辑的智能型的集成 微电路电子器件，其通常带有硅型或塑料的半导体，也称为芯片，其包括至少一个电子模块 以及固定在电子模块上的厚膜(9)。所述芯片电子模块可以是芯片卡、SIM卡、用于GSM型 移动电话的迷你SIM卡、非接触式卡、或者包括带有触点和不带有触点的读取装置的混合 型卡、或智能对象(SmartObject)，如 SD、迷你 / 微型 SD、MMC、VQFN8、SS0P20、TSS0P20、记忆 棒卡，等等。
在以下说明中将提及迷你SM卡，但必须理解的是，其也适用于前面列出的器件。
电子模块(12)包括至少一个廉价的柔性基膜(3)，其尺寸相当于所述芯片电子器 件(O)的宽度。基膜的柔韧性允许卷绕。其柔韧性足以被卷绕成卷轴。
基膜(O)的上表面包括上部接触垫(5)。该上部接触垫(5)由构成接线端子的大 面积接触区组成。优选地，对于芯片卡，接线端子按照ISO 7816标准来设置，并且其可以通 过按压在接线端子的接触区(bump)上的接触管脚与外部驱动相连。上部接触垫(5)的每 个接触区通过导体(2)延伸，所述导体被分别引至与互联区域(41)相同或不同的互联通孔(4)。所述互联区域(41)相对于上部接触垫(5)或下部接触垫(7)具有一定偏移，并位于 针对芯片所设计的周边区域的外部。所述接线端子也可以按照适合于诸如SD、迷你/微型 SD、MMC, VQFN8、SS0P20、TSS0P20、记忆棒卡等等那样的智能对象的标准来设置。这些标准 由智能对象制造商协会(MMC标准、SD标准、SDHC标准、SDXC标准，等等)来制订。
基膜(3)的下表面包括至少一个下部接触垫。这些接触垫由接触区构成。每个接 触垫占用一定的区域，该区域与被设计成专用于每个下部接触垫的、被芯片(4)所填充的 周边区域相交。被下部接触垫(7)所占用的区域相对于在上部接触垫(5)对面的区域具有 一定偏移。下部接触垫(7)由被设计成与芯片接触区(4)相连的接触区构成，并且其专用于此。
根据一特定的实施例，下表面包括一下部接触垫，该下部接触垫包括经由导体(I) 而延伸的接触区，所述导体被分别引至互联区域(41)的相同或不同的互联通孔(4)，以便 与扩展了上部接触垫(5)接触区的导体(2)相连接。芯片(4)被固定在下部接触垫上。互 联区域(41)相对于上部接触垫(5)或下部接触垫(7)具有一定偏移，并且位于针对芯片所 设计的周边区域的外部。
根据另一实施例(图5)，下表面包括一下部接触垫，该下部接触垫包括通过导体 (I)而延伸的接触区，所述导体被引至互联区域(41)的相同或不同的互联通孔(4)，以便连 接到扩展了上部接触垫(5)的导体(2)。另一下部接触垫连接到RFID天线(11)，该RFID 天线可通过射频通信与外部驱动相连接。所述RFID天线(11)例如位于基膜(3)的下表面 上。并非限制性地，它由位于芯片电子器件的边缘附近的至少一个线圈组成。专用于上部 接触垫(5)的芯片(4)被固定在下部接触垫上，所述下部接触垫包括通过导体(I)而延伸 的接触区，所述导体被分别引至相同或不同的互联通孔(4)，所述互联通孔连接到扩展了上 部接触垫(5)接触区的导体。专用于RFID天线(11)的另一芯片(10)被固定在与RFID天 线(11)相连的下部接触垫上。互联区域(41)相对于上部接触垫(5)或下部接触垫(7)以 及相对于RFID天线(11)具有一定偏移，并且也是位于针对芯片所设计的周边区域的外部。
根据另一实施例(图4)，下表面包括下部接触垫，所述下部接触垫包括通过导体(I)而延伸的接触区，所述导体被分别引至相同或不同的互联通孔(4)，以便连接到扩展了 上部接触垫(5)接触区的导体。这个相同的接触垫也包括与RFID天线(11)相连的接触区， 所述RFID天线可通过射频通信与外部驱动相连接。RFID(Il)天线例如位于基膜(3)的下 表面上。并非限制性地，它由位于芯片电子器件的边缘附近的至少一个线圈组成。上部接 触垫(5)和RFID天线(11)与一包含鉴定装置的芯片(4)进行通信，所述鉴定装置判断该 芯片(4)是否是为与上部接触垫(5)和/或与RFID天线(11)进行通信而建立的。在这种 实施例中，可以集成多个RFID天线(11)，每个RFID天线连接到一专用芯片(4，10)或者包 含有鉴定装置的单个芯片(4)，所述鉴定装置判断该芯片(4)是否是为与上部接触垫(5)和 /或与任一 RFID天线(11)进行通信而建立的。
已知芯片(4)是脆弱的部件。下部接触垫(7)相对于面对上部接触垫(5)的区域 所具有的偏移允许芯片(6)受到保护，以免于它们可能受到的机械限制，当外部驱动的管 脚按压在上部接触垫(5)的接触区时，所述机械限制会导致芯片(6)损坏。
并非限制性地，通过倒装芯片(倒片)技术将芯片(6)固定在专用于它们的下部 接触垫(7)。这种技术是一种通过设置在每个芯片(4)的大面积接触区处的焊点而将芯片 互联到接触垫上的方法。首先将某些导电胶或各向异性薄膜敷设在接触垫的接触区上。为 了把芯片(4)安装到接触垫的接触区上，使芯片(4)翻转，以便通过下述方式使芯片(4)的 大面积接触区对齐即使得其大面积接触区与接触垫的相应大面积接触区对齐。然后，非限 制性地，通过压缩、干燥或热压缩来执行焊接，以实现互联。
因此，芯片(6)的大面积接触区对着专用于芯片(6)下表面的接触垫。
非限制性地，机械地通过铆接或超声焊接、或者通过用导电物质填充通孔，得到能 够使基膜(3)的上部接触垫(5)与下部接触垫(7)相连的互联通孔(4)(英文为vias)。
互联通孔(4)优选是通过借助超声波发生器进行抽取而形成的卷边(crimping)类型的连接产生的。这种技术在于通过对基膜(3)进行压痕并在压痕表面形成金属化层， 然后与和压痕表面相对的表面的金属化层形成接触，从而创建连接。这种技术允许潜在地避免使用预先抽取的塑料薄膜。
基膜(3)优选由低成本的材料制成，并且非常薄。它可以由透明或不透明的塑料制成，如PVC (聚氯乙烯)、PC (聚碳酸酯)、PET (聚乙烯对苯二甲酸酯)、PETF (通过收缩变为结晶的聚乙烯对苯二甲酸酯)、PETG(聚乙烯对苯乙二烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、 和PPS (聚苯硫醚)。它也可以由纸或任何植物性材料(例如，木材)制成，所述植物性材料可以被层压和挤压成例如小于200 μ m、优选小于150 μ m的厚度。基膜(3)也可以是所有这些材料的组合。并非限制性地，例如出于经济原因，基膜⑶的厚度小于150 μ m，优选小于 50 μ m0
并非限制性地，上表面和下表面接触垫和导体(1，2)和/或RFID天线(11)可以通过对基膜(3)的两个表面上的低成本导电材料、如铝和铜进行化学蚀刻来实现。这个导电材料层可具有IOym到30μπι的厚度。上表面和下表面的接触垫和导体(1，2)和/或RFID 天线(11)可以通过印刷、金属化、或丝网印刷导电材料层来实现。
基膜(3)包括至少两个平行或相邻的边，其长度等于芯片电子器件的相应的平行或相邻边的长度。
固定在芯片一侧的基膜(3)的整个表面上或者该基膜表面的至少一部分上的厚膜(9)由一个或几个层压的层构成，这些层是由PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂)、PET (聚乙烯对苯二甲酸酯)、PETF (通过收缩变为结晶的聚乙烯对苯二甲酸酯)、PETG(聚乙烯对苯乙二烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、和PPS(聚苯硫醚)或者任何允许卷绕的其它材料制成。所选的材料能够使厚膜(9)被卷绕成卷轴。所述材料也可以是纸、木材、硬纸板、或生物可降解塑料或生物塑料。非限制性地，厚膜(9)具有等于 0.7_的厚度。该厚度是根据需要选择的。例如，可以通过对几层厚膜(9)进行层压、直至达到使固定在基膜(3)上的芯片￠)的厚度发生偏移的厚度，从而得到所述厚度。因此，以这种方式得到的厚膜(9)的厚度可以等于、大于或小于固定在基膜(3)上的芯片(6)的厚度。厚膜(9)可以得到芯片电子器件(O)所需的最终厚度。例如，器件(O)厚度可以达到标准化的800 μ m厚度。
厚膜(9)包括至少一个空腔(8)，所述空腔可以是在芯片(6)位置处实现的凹坑或放置处。空腔(8)的周边尺寸至少等于芯片(6)的周边尺寸。优选地，但并非限制性地，空腔⑶的宽度和长度增加2_，以便在芯片⑷的边缘与空腔⑶的边缘之间得到Imm的间隔。非限制性地，通过在厚膜的至少一个面上进行蚀刻或印刷，为厚膜印制上安全或装饰性单元。因此，如果基膜(3)或所有附加层均由透明材料制成，则在厚膜(9)上印刷的单元在器件上是可见的。因此，如果将该层去除以接近芯片的话，对芯片的任何侵入都会变为显而易见。
非限制性地，保护层或装饰性层被固定在与芯片(6)相对的厚膜(9)上。这个保护层的目的是保护芯片⑷免受机械限制 和/或UV辐射。但它也具有通过应用全息图而保护芯片电子器件安全性的用途。
另一目的是通过建议一种用于制造本发明所述芯片电子器件的方法而实现的。
这种方法与现有技术的方法相比，具有减少了步骤数目的特性。这种方法完全通过使用低成本材料或单元的卷绕和通过优化材料或单元的损耗而实现。
因此，这种方法在其操作所需的机器设备、建筑物占地面积、材料、人力和能源的 投入方面提供了显著的节省。这种方法与现有技术的方法相比，可以降低约40%的成本。
基膜(3)是通过供应一个或几个带条的至少一个卷轴而被连续馈送的,所述带条 的宽度至少等于芯片电子器件的某一尺度的倍数。在带条的两个表面上，通过印刷、金属 化、或丝网印刷一层铝或铜，实现了用于多个芯片电子器件的一系列单个的导电电路。
可选地，包括根据上述任一实施例所设置的接触垫(5，7)、上表面和下表面导体 (1,2)和/或RFID天线(11)的芯片电子器件的每个单个的电路都可以用标签来进行标记， 所述标签例如为光学标签，如开孔或图案，以使得实现该制造方法的机器可以识别每个单 个的电路，以例如固定芯片(6)。
厚膜(9)是通过具有与馈送基膜(3)的卷轴相同的宽度的至少一个卷轴而被连续 馈送的。
基膜(3)卷轴被解开卷绕，以连续地执行以下的步骤。
在第一个步骤中，通过抽取，在用于每个单个电路的互联区域(41)内连续地产生 穿过基膜(3)的多个互联通孔(4)。
在下一个步骤中，连续地执行多个连接，以经由互联通孔(4)将扩展了上部接触 垫(5)的导体与扩展了下部接触垫(7)的导体连接起来。经由互联通孔连接上部接触垫(5)和下部接触垫(7)是通过机械锚定或铆接、通过超声焊接或热焊接、或者通过用导电物 质填充互联通孔而实现的连接。
在下一个步骤中，把流体形式的各向异性导电胶或者导电的各向异性胶所形成的 薄膜连续地敷设在被设计用来接纳芯片(4)的基膜(3)的多个区域或下部接触垫上。
在下一个步骤中，把多个芯片(6)连续地固定在被设计用来接纳芯片(4)的区域 的基膜(3)卷绕带条上。
芯片(6)优选通过上述的倒装芯片(倒片)技术来固定。有利的是，包含芯片(6) 组在内的整个晶片首先被翻转，以实现翻转的芯片附着。例如通过下述方式完成芯片固定 通过允许使各向异性导电胶成网的烫印，或者通过适用于能够由各向异性导电胶或由各向 异性导电胶形成的薄膜来导电的材料的任何其它固定手段。
与整个晶片的翻转、而不是与每个芯片翻转相关联的这种倒装芯片技术能够很容 易地把芯片出)固定在下部接触垫(7)上，所述下部接触垫相对于面向上部接触垫(5)的 区域具有一定偏移。另外，整个晶片的翻转可以避免每个芯片的统一翻转，后者会使得在器 件中抓取和放下芯片的过程变得复杂，并且会减慢处理进度。
可选地，在把多个芯片(6)固定在基膜(3)卷绕带条上的步骤之后，是连续地对芯 片(6)进行测试和/或预定制的步骤。这个步骤例如可以识别带有缺陷的芯片(6)，这些芯 片将在处理期间或者处理结束时被丢弃。它例如也可以通过把操作系统或固定数据加载到 芯片中而对芯片进行初步电气定制。后续也可以加载变量数据。
在下一个步骤中，带有固定芯片(6)的基膜(3)带条被连续地卷绕成卷轴。
在下一个步骤中，带有固定芯片(6)的基膜(3)卷轴可以被转移到器件上，以完成 该处理过程。
厚膜(9)卷轴和带有固定芯片(6)的基膜(3)卷轴被解开卷绕，以连续地实施以下步骤。
随后在厚膜(9)上连续地执行抽取和切割步骤，以得到在芯片(6)位置处制成的空腔⑶。
在对厚膜(9)卷绕带条进行抽取或切割的步骤之前或之后，连续地敷设粘附膜或进行表面调整，其允许通过在设计成与基膜(3)卷绕带条相接合的厚膜(9)卷绕带条表面上进行层压而热成形。
可选地，在把厚膜(9)卷绕带条抽取或切割的抽取和切割步骤，和/或把粘附膜敷设在厚膜(9)卷绕带条的敷设步骤之前，是把保护连续地敷设在厚膜(9)卷绕带条表面的步骤。
可选地，在对厚膜(9)卷绕带条进行抽取或切割的抽取和切割步骤、和/或把粘附膜敷设在厚膜(9)卷绕带条表面上的敷设步骤、和/或敷设保护的步骤之前，是通过印刷或蚀刻在至少一个厚膜(9)卷绕带条表面上进行预定制的步骤。可以用喷墨打印机进行打印。可以用激光进行蚀刻。
可选地，敷设粘附膜的敷设步骤可以在基膜(3)卷绕带条的下表面上进行。在这个可选方案中，在敷设粘附膜的敷设步骤之后或之前，是制作穿过基膜(3)卷轴带条的多个互联通孔的步骤。
可选地，在对厚膜(9)卷绕带条进行抽取或切割的抽取或切割步骤之后，是通过在至少一个厚膜(9)卷绕带条表面上进行蚀刻或印刷从而在安全或装饰性单元上连续地进行印刷的步骤。所述安全单元可以是序列号或图案，或者是其他任何可以避免芯片电子器件被任何非正当使用的单元。
在下一个步骤中，厚膜(9)和基膜(3)带条重叠在一起。然后，把厚膜(9)卷绕带条连续地固定在已固定有芯片(6)的基膜(3)卷绕带条上。在芯片(6)的位置处形成的空腔与固定在基膜(3)上的芯片(6)相符。
把厚膜(9)卷绕带条固定到基膜(3)卷绕带条上可以通过连续的胶粘、粘接或借助于层压进行热成形来实现。
在下一或前一步骤(208)中，机械和/或光学保护层通过在芯片(6)对面的厚膜 (9)上进行胶粘或热成形而被连续地固定到芯片￠)的空腔(8)上。这种保护层通过卷轴被连续地馈送。
如上所述，该保护层的作用是保护芯片⑷免受机械限制和/或UV辐射。但它的用途也可以是通过应用全息图来确保芯片电子器件的安全性。
可选地，在敷设多个芯片的机械和/或光学保护的敷设步骤之后，是通过激光或机械蚀刻、或者通过印刷、或者通过热转印对芯片电子器件进行连续定制的步骤。
在敷设多个芯片的机械和/或光学保护的敷设步骤之后，也可以是通过连接到外部编码驱动的管脚卡或者非接触式天线装置对芯片(6)进行电气定制的步骤。
在通过连接到外部编码驱动的管脚卡或者非接触式天线装置对芯片(6)进行电气定制的步骤之后，也可以是通过在未固定到基膜(3)卷绕带条的厚膜(9)卷绕带条的面上进行蚀刻或印刷、或热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤。
类似地，在通过连接到外部编码驱动的管脚卡对芯片(6)进行电气定制的步骤之后的另一步骤中，可执行通过在未固定到基膜(3)的基膜(3)卷绕带条的下表面上进行蚀刻或印刷、或者热转印从而对芯片电子器件进行定制的步骤。
在所述方法的一种实施例中，通过在基膜(3)卷绕带条的下表面上进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤可以在把芯片出)固定到基膜(3)卷绕带条上的附着步骤之后的任意时间进行。
在通过在基膜(3)卷绕带条的下表面上进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤之后，是通过在未被固定到基膜(3)卷绕带条的厚膜(9)卷绕带条的面上进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的定制步骤。
在敷设多个芯片￠)的机械和/或光学保护的敷设步骤之后的一个步骤中，连续卷绕根据先前所实施的步骤组装的基膜(3)卷绕带条和厚膜(9)卷绕带条。
根据另一可选实施方案，在敷设多个芯片(6) 的机械和/或光学保护的敷设步骤之后，也可以是切割步骤，在该步骤中，把根据先前的步骤组装的基膜(3)卷绕带条和厚膜(9)卷绕带条切割成单个的芯片电子器件。
在所述切割步骤之后，可以是对切割后的芯片电子器件进行调整的步骤。所述调整可以是利用预切割的卷轴调整，其允许容易地拆下每个芯片电子器件，并把它们放置在机架或管子上。
根据一个特定的方法实施例，在允许通过蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤之后的一个步骤中，可以实施固定透明薄膜的附着步骤。这个透明薄膜可以保护图形化定制结构和为芯片电子器件的安全性而设计的定制结构。去除该层表明芯片电子器件遭到侵入。
另一目的是通过建议一种用于实现根据本发明的芯片电子器件的制造方法的机器而实现的，参照图6和7。
所述机器至少包括以下装置
-用于使两面都适合设置导电迹带的基膜(3)带条解开卷绕的装置(101)；
-用于通过机械或超声进行抽取以制作互联通孔的装置(101)；
-用于敷设胶或粘附膜的装置(102)；
-用于敷设芯片的装置(103)；
-用于对胶进行按压并使其形成网格或者用于激活粘附膜的装置(1030)；
-用于把带有芯片的薄膜带条以芯片向外的方式卷绕成卷的装置(105)。
用于敷设胶或粘接产物的敷设装置(102)可以是用于敷设任何附着物并与芯片形成电接触的任何装置。
用于对胶进行按压并使其形成网格或者用于激活粘附膜的装置(1030)可以是允许激活任何附着并与芯片形成电接触的任何装置。
按照另一个特性，该机器还附带地包括
-用于使带有芯片的基膜带条解开卷绕的装置(200)；
-用于使厚膜解开卷绕的装置(201)；
-用于敷设粘合剂的装置(203)；
-用于抽取的装置(204)，其被显示为与厚膜带条的、作为与基膜的接合面的面相对；
-用于敷设安全或装饰性单元的装置(205)；
-用于使厚膜与基膜相结合的装置(207)；
-用于通过层压把机械和/或光学保护敷设在芯片上的装置(208)；
-用于切割出单个的芯片电子器件的装置(211)。
可选地，所述机器还附带地包括用于对芯片进行测试或预定制的装置。
可选地，所述机器还附带地包括用于在厚膜的至少一个面上对芯片进行图形化预 定制的装置(2011)。
可选地，所述机器还附带地包括用于通过层压敷设保护层的装置(202)。
可选地，所述机器还附带地包括用于在厚膜的、与和基膜的结合面相对的面上和/ 或基膜的、与和厚膜的结合面相对的面上进行定制的装置(209)。
本领域普通技术人员必须理解，本发明允许在不背离要求保护的本发明的应用领 域的情况下，在许多其它具体形式下作出的实施方法。因此，本实施方式必须被认为是说明 性的，可以在由所附权利要求书的范围所规定的领域内加以改动，且本发明不应限于以上 提供的细节。
权利要求
1.一种芯片电子器件(O)，其特征在于，其至少包括 -电子模块，该电子模块至少包括 -允许柔性卷绕的基膜(3)，所述基膜的尺寸相当于所述电子器件的宽度大小，所述基膜的上表面包括上部接触垫(5)，并且所述电子器件的下表面包括至少一个下部接触垫(7)，每个接触垫通过导体(1，2)延伸，所述导体经由穿过所述基膜(3)的互联结构(4)相连接，以使得至少一个下部接触垫(7)连接到上部接触垫(5)，所述下部接触垫(7)与被设计为被至少一个芯片(6，10)所填充的周边区域相交，所述芯片按照倒装芯片技术与每个下部接触垫(7)相连接，并且所述下部接触垫(7)相对于所述上部接触垫(5)对面的区域具有一定偏移；上表面和下表面的接触垫(5，7)以及导体是由不含任何诸如镍或金这样的昂贵组分的导电材料制成的； -厚膜(9)，包括至少一个空腔(8)，所述空腔位于基膜(3)芯片所面向的区域的对面，该厚膜被固定在芯片一侧基膜(3)表面的至少一部分上。
2.如权利要求1所述的器件(O)，其特征在于，所述芯片电子器件(O)是芯片卡，所述上部接触垫(5)是按照ISO 7816标准建立的接线端子，由铝、银或铜制成的接触垫(5)被连接到外部驱动。
3.如权利要求1所述的器件(O)，其特征在于，所述芯片电子器件(O)是智能对象，其上部接触垫(5)是按照适用于智能对象的标准而建立的接线端子。
4.如权利要求1所述的器件(O)，其特征在于，所述芯片电子器件(O)还附带地包括RFID天线(11),所述RFID天线能够通过射频通信连接到外部驱动,所述RFID天线(11)位于所述基膜(3)的下表面。
5.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，所述上部接触垫(5)与专用于接线端子的芯片(6)通信，所述RFID天线(11)与针对所述RFID天线(11)的芯片(10)通信。
6.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，所述上部接触垫(5)和所述RFID天线(11)与包含鉴定装置的芯片(6)进行通信，所述鉴定装置判断所述芯片(6)是为了与所述上部接触垫(5)通信、还是为了与所述RFID天线(11)通信而建立的。
7.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，芯片(6，10)的大面积接触区面向专用于所述基膜(3)下表面的芯片(6，10)的接触垫(7)。
8.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，所述基膜(3)由PVC、PC、PET、PETF、PETG、PP、PS、或PPS塑料制成，或者由纸或可被层压和挤压成约150 μ m厚的任何植物性材料制成，或者由这些材料的组合制成，膜(3)的厚度优选地为约50 μ m。
9.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，所述厚膜(9)由一层或几层PVC、ABS、PET、PETF, PETG, PP、PS、PPS、或者可被卷绕的、由木材或硬纸板或生物塑料制成的任何其它材料制成。
10.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，所述基膜(3)的上表面和下表面的接触垫(5，7)和导体(1，2)由铝或铜制成。
11.如上述权利要求中的至少一项所述的器件(O)，其特征在于，所述基膜(3)包括至少两个平行或相邻的边，所述边的长度等于所述芯片电子器件(O)的平行或相邻边的长度。
12.如权利要求1所述的器件(O)，其特征在于，互联区域(41)相对于所述上部接触垫(5)或所述下部接触垫(7)具有一定偏移，并位于针对芯片而设计的周边区域的外部。
13.如权利要求1和4所述的器件(O)，其特征在于，互联区域(41)相对于所述上部接触垫(5)或所述下部接触垫(7)以及相对于RFID天线(11)具有一定偏移，并位于针对芯片而设计的周边区域的外部。
14.用于制造如权利要求1至13所述芯片电子器件(O)的方法，其特征在于，通过至少一个供应带条的卷轴连续地馈送基膜(3)，所述带条的宽度至少等于所述芯片电子器件(O)任一尺度的倍数，基膜(3)卷轴的两个带条表面均包括用于多个芯片电子器件(O)的一系列单个的导电电路，每个单个的电路被实现为使得上表面包括第一接触垫(5)，并且下表面包括至少一个第二接触垫(7)，每个接触垫通过导体(1，2)延伸至互联区域(41)，以使得至少一个下部接触垫(7)连接到上部接触垫(5),所述下部接触垫(7)与周边区域相交,所述周边区域被设计为被芯片出，10)的与每个下部接触垫(7)相连接的触点所填充，并且所述下部接触垫相对于面向上部接触垫(5)的区域具有一定偏移，其特征在于，该方法至少包括以下步骤 -实施步骤，在该步骤中，在互联区域(41)中制作穿过基膜(3)的多个互联通孔(4)； -连接步骤，在该步骤中，上部接触垫(5)和下部接触垫(7)通过互联通孔⑷相连接； -敷设步骤，在该步骤中，把导电的各向异性粘胶敷设在多个下部接触垫(7)上，或者敷设在基膜(3)的被设计用于接纳芯片的区域； -附着步骤，在该步骤中，把至少一个芯片固定在所述被设计用于接纳芯片的区域中的基膜(3)卷绕带条上； -卷绕步骤，在该步骤中，其上固定有芯片的基膜(3)带条被卷绕； -抽取或切割步骤，在该步骤中，抽取或切割与带条或电子器件(O)的任一尺度具有相同宽度的厚膜(9)带条，以得到在芯片(6，10)位置实现的一个或几个空腔(8)； -迭合步骤，在该步骤中，两条带条被重叠，并且厚膜(9)卷绕带条被制作为粘接到或粘合在其上已固定有芯片出，10)的基膜(3)卷绕带条上。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在厚膜(9)卷绕带条被制作为粘接到或被粘合在其上已固定有芯片的基膜(3)卷绕带条上的步骤之后或之前，是把机械和/或光学保护敷设在芯片(6，10)上的敷设步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，上部接触垫(5)和下部接触垫(7)通过互联通孔(4)相连接的连接步骤包括通过机械锚定或铆接、通过超声焊接或热焊接、或者通过用导电物质填充互联通孔得到连接。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，芯片(6，10)被固定到基膜(3)卷绕带条上的附着步骤包括通过使用倒装芯片(倒片)技术来固定芯片(6，10)。
18.如上述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，在多个芯片(6，10)被固定到基膜(3)卷绕带条上的附着步骤之后，是对芯片出，10)进行测试和/或预定制的步骤。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在制作穿过基膜(3)卷绕带条的多个互联通孔(4)的实施步骤之前，是把粘附膜敷设在基膜(3)卷绕带条的整个下表面的步骤。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，厚膜(9)卷绕带条被抽取或切割的抽取或切割步骤是在把粘附膜敷设在厚膜(9)卷绕带条表面上的敷设步骤之前或之后，其被设计成固定到基膜(3)卷绕带条上。
21.如权利要求14和20所述的方法，其特征在于，在厚膜(9)卷绕带条被抽取或切割的抽取和切割步骤和/或在把粘附膜敷设在厚膜(9)卷绕带条表面上的敷设步骤之前，是把保护敷设在厚膜(9)卷绕带条表面的步骤。
22.如权利要求14、20和21所述的方法，其特征在于，在厚膜(9)卷绕带条被抽取或切割的抽取或切割步骤、和/或在把粘附膜敷设在厚膜(9)卷绕带条表面上的敷设步骤、和/或在把保护敷设在厚膜(9)卷绕带条表面的步骤之前，是预定制步骤，在该预定制步骤，通过印刷或蚀刻的方式对至少一个厚膜(9)卷绕带条表面进行预定制。
23.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在厚膜(9)卷绕带条被抽取或切割的抽取或切割步骤之后是印刷步骤，在该印刷步骤，通过蚀刻或印刷把安全或装饰性单元印刷到至少一个厚膜(9)卷绕带条表面上，当基膜(3)由透明材料制成时，芯片电子器件(O)上的所述安全或装饰性单元是可见的。
24.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片上的敷设步骤之后可以是电气定制步骤，在该电气定制步骤，通过带有连接到外部编码驱动的无接触天线的管脚卡或器件对芯片进行电气定制。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，在通过带有连接到外部驱动的管脚卡对芯片出，10)进行电气定制的步骤之后，可以是通过对未固定到基膜(3)卷绕带条的厚膜(9)卷绕带条的面上进行蚀刻或印刷、或者进行热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤。
26.如权利要求14所述的方法,其特征在于,在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片(6，10)上的敷设步骤之后是定制步骤，在该定制步骤，通过对未固定到基膜(3)卷绕带条的基膜(3)卷绕带条的下表面进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制。
27.如权利要求17和26所述的方法，其特征在于，通过对基膜(3)卷绕带条的下表面进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件(O)进行定制的步骤是在使芯片固定在基膜(3)卷绕带条上的附着步骤之后的任何时间被实施的。
28.如权利要求26和27所述的方法，其特征在于，在通过对基膜(3)卷绕带条的下表面进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤之后，是通过对未固定到基膜(3)卷绕带条的厚膜(9)卷绕带条的面上进行蚀刻或印刷、或者热转印而对芯片电子器件进行定制的步骤。
29.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片上的敷设步骤之后是卷绕步骤，在该卷绕步骤，对按照上述步骤组装的基膜(3)卷绕带条和厚膜(9)卷绕带条进行卷绕。
30.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在把机械和/或光学保护敷设在多个芯片(6，10)上的敷设步骤之后是切割步骤，在该切割步骤，将按照上述步骤组装的基膜(3)卷绕带条和厚膜(9)卷绕带条切割成单个的芯片电子器件。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，在所述切割步骤之后是调整步骤，在该调整步骤，对切割的芯片电子器件进行调整。
32.允许实施如权利要求14至31所述方法以制造如权利要求1至11所述芯片电子器件(O)的机器，其特征在于，其至少包括以下的装置-用于使两面都适合设置导电迹带的基膜带条解开卷绕的装置(101)； -用于以机械或超声进行抽取的装置(101)； -用于敷设胶或粘附膜的装置(102)； -用于敷设芯片的装置(103)； -用于对胶进行按压并使其形成网格或者用于激活粘附膜的装置(1030)； -用于把带有芯片的薄膜带条以芯片向外的方式卷绕成卷的装置(105)。
33.如权利要求32所述的机器，其特征在于，它还附带地包括 -用于使带有芯片的基膜(3)带条解开卷绕的装置(200)； -用于使厚膜(9)解开卷绕的装置(201)； -用于抽取的装置(204)，其被显示为与厚膜(9)带条的、作为与基膜(3)的接合面的面相对； -用于敷设安全或装饰性单元的装置(205)； -用于使厚膜与基膜相结合的装置(207)； -用于通过层压把机械和/或光学保护敷设在芯片上的装置(208)； -用于切割出单个的芯片电子器件的装置(211)。
34.如权利要求32和33所述的机器，其特征在于，其还附带地包括用于敷设粘合剂或者用于制备表面的装置。
35.如权利要求32和34所述的机器，其特征在于，其还附带地包括用于对芯片进行测试或预定制的装置。
36.如权利要求32至35所述的机器，其特征在于，其还附带地包括用于在厚膜(9)的至少一个面上对芯片进行图形化预定制的装置(2011)。
37.如权利要求32至36所述的机器，其特征在于，其还附带地包括用于通过层压敷设保护层的装置(202)。
38.如权利要求32至37所述的机器，其特征在于，它还附带地包括用于在厚膜(9)的、与和基膜(3)的结合面相对的面上和/或基膜(3)的、与和厚膜(9)的结合面相对的面上进行定制的装置(209)。
全文摘要
本发明涉及一种具有芯片的电子器件(0)，所述芯片包括至少一个柔性的基膜(3)，所述基膜的上表面包括上部接触垫(5)，所述基膜(3)的下表面包括至少一个下部接触垫(7)，每个接触垫穿过所述基膜(3)互联(4)，以使得至少一个下部接触垫(7)相对于上部接触垫(5)对面的区域有一定偏移地连接到所述上部接触垫(5)。具有至少一个空腔(8)的厚膜(9)被附着到所述基膜(3)的表面至少一部分。本发明还涉及用于制造所述器件(0)的方法和机器。
文档编号H01L23/498GK103026371SQ201180022930
公开日2013年4月3日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年3月8日
发明者S·奥默罗德, A·撒瓦乔内, D·艾尔巴茨 申请人:智能创新私人有限公司