專利名稱：具有rfid標(biāo)簽或者放大電極的rfid芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把個(gè)體識(shí)別信息(ID信息)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的RFID芯片(無(wú)線識(shí)別芯片)與天線電連接的RFID標(biāo)簽，。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1(特開(kāi)2003-203946號(hào)公報(bào))中記載了一種以前的RFID標(biāo)簽制造方法。
專利文獻(xiàn)1中記載的制造方法是首先制造金屬箔疊層，通過(guò)尿烷系樹(shù)脂粘接劑在PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜的單面上重疊硬質(zhì)鋁箔，在150℃、5kg/平方厘米的條件下經(jīng)過(guò)熱壓層疊制造金屬箔疊層體。然后，在金屬箔疊層體的上面覆蓋所述熱可塑性樹(shù)脂粘接劑。并且對(duì)具有金突起的半導(dǎo)體裸芯片施加超聲波，進(jìn)一步加熱到150℃，使所述半導(dǎo)體裸芯片與被熱可塑性樹(shù)脂粘接劑覆蓋的金屬箔疊層體的金屬箔接合。
而且，一般的鋁箔是利用壓延輥進(jìn)行壓延來(lái)制造的。已知與所述壓延輥接觸的面由于摩擦而帶有光澤。而且，已知在壓延得更薄的情況下，使多層鋁箔重疊，然后壓延制造，但是經(jīng)過(guò)了所述制造工序的鋁箔與壓延輥接觸的面變成光澤度高的光亮面(光澤面)，鋁箔相互之間的接合面為光澤度低的無(wú)澤面(非光澤面，例如比上述光澤面粗糙的面)。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2003-203946號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
用專利文獻(xiàn)1中記載的制造方法所制造的RFID標(biāo)簽沒(méi)有考慮到使用什么樣的鋁箔較理想。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用超聲波振動(dòng)而摩擦，形成金屬間的混合層時(shí)，能夠在壓延鋁系材料時(shí)對(duì)非光澤面施加比所形成的光澤面更低的載荷。
即，本發(fā)明的目的是通過(guò)減小施加的載荷使得不容易對(duì)RFID芯片產(chǎn)生損傷來(lái)提高可靠性。
實(shí)現(xiàn)上述目的的方案有多種，其中代表性的方案如下所述。
(1)把半導(dǎo)體芯片的金突起壓接在金屬箔的非光澤面上，通過(guò)施加超聲波使之接合的結(jié)構(gòu)；(2)把半導(dǎo)體芯片的金突起壓接在金屬箔的壓延條痕淺的面上，通過(guò)施加超聲波使之接合的結(jié)構(gòu)；由于這些結(jié)構(gòu)即使減小載荷也能夠接合，不容易損壞RFID芯片，因此能夠提高可靠性。
特別是，在使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯等樹(shù)脂薄膜作為支撐構(gòu)成天線的金屬箔的基材情況下，由于能夠減小載荷，縮短超聲波振動(dòng)時(shí)間，因此上述課題從生產(chǎn)的角度是有效的。
根據(jù)本發(fā)明，因不容易損壞RFID芯片，從而能夠提高可靠性。


圖1是展示RFID標(biāo)簽結(jié)構(gòu)的圖；圖2是展示上述RFID標(biāo)簽制造的流程圖；圖3是展示上述RFID標(biāo)簽制造的流程圖；圖4是半導(dǎo)體芯片承載部的RFID標(biāo)簽的放大圖；圖5是展示上述RFID標(biāo)簽制造的流程圖；圖6是半導(dǎo)體芯片承載部的RFID標(biāo)簽的放大圖。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)制造本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1是展示RFID標(biāo)簽的立體圖。
該RFID標(biāo)簽1具有半導(dǎo)體芯片2、金屬箔疊層體10、兼作保護(hù)層的成為防蝕涂層的樹(shù)脂層11。
半導(dǎo)體芯片2大小為400μm見(jiàn)方，在功能面上具有間隔300μm的4個(gè)半徑為63μm的圓形金突起。
金屬箔疊層體3是被加工成能夠發(fā)送接收2.45GHz頻率的電磁波的形狀的金屬箔(鋁箔)12粘接在構(gòu)成該金屬箔基材的PET薄膜13(展延聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯而形成的薄膜)上。而且，金屬箔12的形狀是設(shè)有L字形間隙部的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。
圖4展示該接合狀態(tài)，它是金突起與金屬箔電連接，樹(shù)脂層11包圍半導(dǎo)體芯片的金突起周?chē)慕Y(jié)構(gòu)。
圖2和圖3展示該RFID標(biāo)簽的制造流程。
圖1所示的RFID標(biāo)簽依次通過(guò)如下工序制造(A)金屬箔疊層體的制造工序；(B)樹(shù)脂層的形成工序；(C)天線圖案的制造工序；(D)超聲波組裝工序；(E)切割成單片引入線的工序。
(A)金屬箔疊層體的制造工序首先，準(zhǔn)備20μm厚的鋁箔12和25μm厚的PET薄膜13作為基材。
在PET薄膜13的單面(圖中為上面)通過(guò)利用粘接劑配置20μm厚的鋁箔12，在150℃、5kg/cm2壓力的條件下對(duì)鋁箔12的光澤面和PET薄膜13進(jìn)行熱層積，金屬箔就被粘接在作為樹(shù)脂層的PET薄膜上，形成作為非光澤面露在表面的疊層體的金屬箔疊層體10。
(B)樹(shù)脂層的形成工序利用照相凹版印刷在工序(A)中制造的金屬箔疊層體10的鋁箔12的表面形成加工成所需要的天線圖案形狀的4～6μm左右的樹(shù)脂層11。該樹(shù)脂層11在下面的工序中通過(guò)蝕刻形成鋁箔12時(shí)用作起抗蝕功能的材料。
該樹(shù)脂層11不僅可以利用照相凹版印刷方式形成，也可以不在金屬箔疊層體10的鋁箔12的表面上加工圖案而是涂敷光硬化樹(shù)脂，使用掩膜使光硬化樹(shù)脂硬化為特定的圖案，除去特定圖案之外的部分，利用所謂的普通光刻技術(shù)形成。該涂敷厚度根據(jù)所承載的芯片的突出尺寸及形狀進(jìn)行調(diào)整。
而且，雖然在本實(shí)施例中沒(méi)有采用，但是假如設(shè)置鏈輪孔在PET薄膜13上夾住樹(shù)脂層11的天線圖案，或者預(yù)先設(shè)置在其間形成樹(shù)脂層11的圖案的話，就可以利用卷軸到卷軸的方式生產(chǎn)。而且，在該工序中，在設(shè)有鏈輪孔的情況下，最好以如下方式形成，即在PET薄膜13上形成與天線圖案獨(dú)立的兩層樹(shù)脂層11，夾住樹(shù)脂層11的圖案，通過(guò)剪線鉗從樹(shù)脂層11一側(cè)沖裁金屬箔疊層體10。這是因?yàn)闃?shù)脂層11起到潤(rùn)滑剪線鉗刃口的作用。
(C)天線圖案的制造工序然后，通過(guò)蝕刻處理除去從樹(shù)脂層11的天線圖案的抗蝕層露出部分的鋁箔區(qū)域。通過(guò)該蝕刻形成天線。該蝕刻例如是在作為蝕刻液的氯化亞鐵水溶液中在50℃的條件下浸泡從抗蝕層圖案7露出的鋁箔區(qū)域來(lái)進(jìn)行的。
(D)超聲波組裝工序把RFID芯片2對(duì)準(zhǔn)由在作為基材的PET薄膜13上形成有金屬箔12的天線圖案的金屬箔疊層體10和樹(shù)脂層11層疊起來(lái)所形成的層疊體上的預(yù)訂承載位置，進(jìn)行定位。
在本實(shí)施例中，金屬箔12和樹(shù)脂層11上形成的L字形的間隙部14的拐角設(shè)置成在半導(dǎo)體芯片2的中心。即，形成用4個(gè)金突起3夾持間隙部14的結(jié)構(gòu)。在這種設(shè)置中，在傾斜方向設(shè)置信號(hào)用突起的情況下，由于在間隙部?jī)蛇叡粐@的金突起3的接合區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)信號(hào)用的突起，即使另一個(gè)信號(hào)用突起多少有些偏移也能夠確保電連接，因此提高了定位自由度。
然后，施加壓力把金突起3壓在樹(shù)脂層11上，使500μm見(jiàn)方的懸臂凹模4與RFID芯片2的上面接觸，對(duì)金突起的被承載面施加超聲波5。
通過(guò)所述超聲波振動(dòng)，把金突起4壓在樹(shù)脂層11上，與鋁箔12接觸并接合。此時(shí)的溫度設(shè)定成比PET薄膜13的玻化溫度溫度更低的室溫。而且，超聲波為對(duì)負(fù)載0.2kg以振動(dòng)頻率63.5kHZ、輸出功率2W施加大約0.5秒。
而且，雖然本實(shí)施例中是在室溫下施加超聲波，但是如果是在?；瘻囟纫韵?，也可以加熱。
(E)形成單片引入線的工序然后，以與樹(shù)脂層11和金屬箔12的圖案即天線圖案的尺寸大致相等的、下端形成鋒利的刃的金屬框20，使之從樹(shù)脂層11的上方降下，把承載了半導(dǎo)體芯片2的RFID(引入線)標(biāo)簽切成單片。所謂引入線是指使在半導(dǎo)體芯片2上如上述那樣安裝天線(金屬箔12的圖案)的形態(tài)，本工序是把在PET薄膜13的主面上形成有多個(gè)的該形態(tài)分成一個(gè)一個(gè)。
而且，在上述實(shí)施例中，雖然構(gòu)成疊層體1的樹(shù)脂基材使用的是PET薄膜13，但是也可以使用PEN薄膜(展延聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜)或者它們的混合膜(展延PET和PEN的混合材料的薄膜)以代替PET薄膜13。在這種情況下，由于一般聚萘二甲酸乙二醇酯的?；瘻囟却蠹s為100℃-120℃，采用比該溫度更低的溫度。
從上述實(shí)施方式可以知道以下情況。
(1)把具有金突起的半導(dǎo)體芯片壓在通過(guò)壓延輥壓延的金屬箔上，通過(guò)施加超聲波使所述金突起與所述金屬箔接合的RFID中，采用金屬箔的光澤度低的無(wú)澤面與半導(dǎo)體芯片的金屬突起接合的結(jié)構(gòu)的話，由于用于把半導(dǎo)體芯片壓在金屬箔上的力較小，因此不容易損壞RFID芯片。
而且，在金屬箔具有光澤度高的光亮面情況下，必須選擇使用無(wú)澤面，能夠獲得顯著效果。
(2)把具有金突起的半導(dǎo)體芯片壓在通過(guò)壓延輥壓延的金屬箔上，通過(guò)施加超聲波使該金突起與該金屬箔接合的RFID中，即使采用金屬箔的壓延條痕淺的面與半導(dǎo)體芯片的金屬突起接合的結(jié)構(gòu)，由于用于把半導(dǎo)體芯片壓在金屬箔上的力較小，因此不容易損壞RFID芯片。
而且，在金屬箔具有壓延條痕深的面的情況下，必須選擇使用壓延條痕淺的面，能夠獲得更顯著效果。
(1)或(2)的結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)。
a、在金屬箔的非承載半導(dǎo)體芯片的面上具有樹(shù)脂層的情況下，通過(guò)在樹(shù)脂層的?；瘻囟纫韵聹囟仁┘映暡ㄟM(jìn)行接合，由于能夠抑制樹(shù)脂層的變形，從而提高了金突起與金屬箔之間的接合可靠性。
b、如果上述a中的接合在室溫環(huán)境下進(jìn)行的話，由于不需要控制溫度，因此對(duì)制造有利。
c、作為金屬箔，如果使用鋁或者鋁系合金的話，則可以顯著降低接合所需要的溫度。
d、如果上述a中所述的樹(shù)脂層，如果使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯的話，由于能夠抑制以前樹(shù)脂層很大的變形，因此是理想的。
e、即使在金屬箔的半導(dǎo)體芯片承載面上形成樹(shù)脂層11的情況下，也具有同樣的效果。
f、在金屬箔的半導(dǎo)體芯片的承載面上通過(guò)印刷方法形成樹(shù)脂層11，在金屬箔上形成天線(或者放電電極)形狀的情況下，如果對(duì)光亮面，換句話說(shuō)也就是壓延條痕深的面，進(jìn)行印刷的話，則沿著形成該鋁系金屬箔時(shí)產(chǎn)生的壓延條痕樹(shù)脂層滲出，難以保證形狀的精度。與此相反，如果在非光澤面上進(jìn)行印刷的話，由于可以減少樹(shù)脂層11的滲出方向性，從而容易確保形狀的精度。
實(shí)施例2圖5和圖6展示的是其他實(shí)施例。
雖然在實(shí)施例1的工序(C)中，天線圖案的樹(shù)脂層11被殘留下來(lái)，但是在本實(shí)施例中，如圖5和圖6所示，樹(shù)脂層11被除去。除去的方法是使用通常的光刻工藝來(lái)進(jìn)行的。通過(guò)該方法能夠制造出只是不具有圖1中的樹(shù)脂層11的結(jié)構(gòu)。
因此，實(shí)施例1中的制造工序(C)-(E)變?yōu)?C’)-(E’)。
(C’)天線圖案的制造工序通過(guò)蝕刻處理除去從樹(shù)脂層11的天線圖案的抗蝕層露出部分的鋁箔區(qū)域。通過(guò)該蝕刻形成天線。該蝕刻是例如在50℃的條件下在作為蝕刻液的氯化亞鐵水溶液中浸泡除去從抗蝕層圖案露出部分的鋁箔區(qū)域來(lái)進(jìn)行的。
然后，通過(guò)抗蝕層去除劑除去起抗蝕層作用的樹(shù)脂層11的圖案。
把半導(dǎo)體芯片2對(duì)準(zhǔn)在構(gòu)成基材的PET薄膜13上形成有金屬箔12的天線圖案的金屬箔疊層體10上的承載預(yù)定位置進(jìn)行定位。
在本實(shí)施例中，金屬箔12上形成的L形狀的間隙部14的拐角設(shè)置成在RFID芯片2的中心。即，采用以4個(gè)金突起3夾持間隙部14的結(jié)構(gòu)。在這種設(shè)置中，在傾斜方向設(shè)置信號(hào)用的突起情況下，由于在間隙部在兩邊被圍繞的金突起3的接合區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)信號(hào)用的突起，即使另一個(gè)信號(hào)用突起多少有些偏移也能夠確保電連接，因此提高了定位自由度。
然后，如圖5(D’)所示，施加壓力把金突起3壓在金屬箔12上，使500μm見(jiàn)方的懸臂凹模4與RFID芯片2的上面接觸，對(duì)金突起4的非承載面上施加超聲波5。
通過(guò)所述超聲波振動(dòng)，把金突起4壓在樹(shù)脂層11上，與鋁箔12接觸并接合。此時(shí)的溫度設(shè)定成比PET薄膜13的玻化溫度溫度更低的室溫。而且，超聲波為對(duì)負(fù)載0.2kg以振動(dòng)頻率63.5kHZ、輸出功率2W施加大約0.5秒。
而且，雖然本實(shí)施例中是在室溫下施加超聲波，但是如果是在玻化溫度以下，加熱也可以。
(E’)、形成單片引入線的工序然后，以與樹(shù)脂層11和金屬箔12的圖案即天線圖案的尺寸法大致相等的、下端形成鋒利的刃的金屬框20，使之從樹(shù)脂層11的上方降下，把承載了半導(dǎo)體芯片2的RFID(引入線)標(biāo)簽切成單片。這樣，如圖5(E’)所示，在PET薄膜13上形成的金屬箔12的圖案被分成分別承載半導(dǎo)體芯片2的兩個(gè)RFID標(biāo)簽。
圖6展示位于半導(dǎo)體芯片承載部的RFID標(biāo)簽的放大圖。
由于在圖2的工藝(C)中樹(shù)脂層被除去，因此在半導(dǎo)體芯片2和金屬箔12之間有間隙。在需要提高接合可靠性的情況下，也可以在該間隙內(nèi)填充樹(shù)脂。
而且，實(shí)施例2與實(shí)施例1比較，除了結(jié)構(gòu)上是除去金屬箔和半導(dǎo)體芯片之間的樹(shù)脂情況，不通過(guò)樹(shù)脂層把金突起壓在金屬箔上之外，其他與實(shí)施例3實(shí)施例1和2中，雖然使用PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜或者PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜，但是可以用紙代替它們。
除了用紙代替實(shí)施例1和2中的PET薄膜13之外，其他完全相同。
但是，雖然紙沒(méi)有?；瘻囟?，采用紙與金屬箔的粘合劑不發(fā)生變形或者劣化的溫度。因此，考慮到不需要特別的加熱裝置，最好在室溫下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種RFID標(biāo)簽，具有金突起的半導(dǎo)體芯片壓接在壓延金屬箔上，通過(guò)施加超聲波接合該金突起與該金屬箔，其特征在于在所述金屬箔具有光澤度低的無(wú)澤面情況下，接合所述金突起與無(wú)澤面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述金屬箔具有光澤度高的光亮面。
3.一種RFID標(biāo)簽，具有金突起的半導(dǎo)體芯片壓接在壓延金屬箔上，通過(guò)施加超聲波接合該金突起與該金屬箔，其特征在于在所述金屬箔具有壓延條痕淺的面的情況下，接合所述金突起與壓延條痕淺的面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述金屬箔具有壓延條痕深的面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于在所述金屬箔的所述半導(dǎo)體芯片的非承載面上具有樹(shù)脂層；所述接合是在該樹(shù)脂層的?；瘻囟然蛞韵碌臏囟韧ㄟ^(guò)施加超聲波來(lái)進(jìn)行的接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述接合是在室溫環(huán)境下進(jìn)行的接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述金屬箔是鋁或者鋁系合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述樹(shù)脂層由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯構(gòu)成。
9.一種RFID標(biāo)簽，具有金突起的半導(dǎo)體芯片壓接在壓延金屬箔上形成的樹(shù)脂層上，通過(guò)施加超聲波接合該金突起與該金屬箔，其特征在于所述金屬箔具有光澤度低的無(wú)澤面，所述樹(shù)脂層形成在該無(wú)澤面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述金屬箔具有光澤度高的光亮面。
11.一種RFID標(biāo)簽，具有金突起的半導(dǎo)體芯片壓接在壓延金屬箔上形成的樹(shù)脂層上，通過(guò)施加超聲波接合該金突起與該金屬箔，其特征在于所述金屬箔具有壓延條痕深的面和壓延條痕淺的面，所述樹(shù)脂層形成于該壓延條痕淺的面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述金屬箔具有壓延條痕深的面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于在所述金屬箔的所述半導(dǎo)體芯片的非承載面上具有樹(shù)脂層；所述接合是在該樹(shù)脂層的?；瘻囟然蛞韵聹囟韧ㄟ^(guò)施加超聲波來(lái)進(jìn)行的接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述接合是在室溫環(huán)境下進(jìn)行的接合。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于所述金屬箔是鋁或者鋁系合金。
全文摘要
在利用超聲波使半導(dǎo)體芯片(RFID芯片)接合在壓延金屬箔等構(gòu)成的天線上來(lái)形成RFID標(biāo)簽時(shí)，抑制施加在半導(dǎo)體芯片上的壓力，避免對(duì)該半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生損壞。因此，本發(fā)明提供一種RFID標(biāo)簽，把半導(dǎo)體芯片上設(shè)置的金突起壓接在天線元件上，通過(guò)施加超聲波使該金突起與金屬箔接合，在該金屬箔上形成光澤度低的無(wú)澤面，或者在該金屬箔上形成壓延條痕淺的面，使該面與該金突起接合。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1677632SQ20051005542
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者諫田尚哉, 皆川圓, 井上康介, 本間博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所