專(zhuān)利名稱(chēng)：封裝、其制造方法及其應(yīng)用的制作方法
封裝、其制造方法及其應(yīng)用本發(fā)明涉及一種封裝，其包括用于外部耦合的裝置、芯片、以及 密封芯片和所述用于外部耦合的裝置的封裝體，所述芯片的接觸焊盤(pán) 電耦合到所述用于外部耦合的裝置。本發(fā)明還涉及其制造方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有這種封裝的箔以及包括這種具有封裝的 箔的物品，特別是安全紙。例如，可以由DE19630648A1獲知這種封裝以及這種物品。公知 的這種物品是鈔票。在這里用于外部耦合的裝置是天線(xiàn)。在這里箔是 具有金屬圖案的箔或金屬箔，通常為了安全目的將其結(jié)合在鈔票中。 優(yōu)選組裝這種箔，因?yàn)槠淠軌蛟阝n票制造期間適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合到紙?bào)w中。 另外，優(yōu)選使用金屬箔，這是因?yàn)槠浔容^硬并且保護(hù)芯片不致破裂。 在這里封裝體為堅(jiān)韌且耐沖擊的物質(zhì)。注意到還提到天線(xiàn)的其它可能 性；可以將天線(xiàn)設(shè)置在芯片上，或者金屬箔本身可以用作天線(xiàn)。已知封裝的缺點(diǎn)是結(jié)合到鈔票中相對(duì)比較困難。封裝體通常為環(huán) 氧樹(shù)脂，其在固化之后是硬的且具有相當(dāng)?shù)亩栊?。于是適當(dāng)?shù)卣澈系?金屬箔上并不容易。僅在將芯片組裝到箔之后提供封裝體的備選方案 看起來(lái)也不是很有效，因?yàn)橥ǔＴ谵D(zhuǎn)移模塑工藝中提供環(huán)氧樹(shù)脂，該 工藝不能與這種箔一起有效地執(zhí)行；即與箔的尺寸相比，封裝體的尺 寸相對(duì)較小。此外，模塑工藝要求處在150-200°C或更高的數(shù)量級(jí)上 的溫度，并且不清楚箔能否經(jīng)受住在這種溫度下的處理。因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種封裝，其能夠以改進(jìn)的、 更為適當(dāng)?shù)姆绞浇M裝到這種箔上。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種制造這種封裝的方法。 第一個(gè)目的是通過(guò)柔性封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該封裝包括用于電耦合到 外部部件的耦合裝置，并包括具有面向耦合裝置且電耦合到其的接觸 焊盤(pán)的芯片，且包括密封芯片且附著到耦合裝置的電絕緣封裝體，所 述封裝體和所述耦合裝置構(gòu)成用于芯片的基板，并且所述柔性封裝還 包括用于處理的裝置，其僅通過(guò)封裝體機(jī)械連接到用于外部耦合的裝 置。第二目的之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因?yàn)樵摲椒òㄈ缦虏襟E 提供具有載體層和限定耦合裝置的導(dǎo)電跡線(xiàn)的圖案的載體； 將芯片組裝到載體，其中所述芯片的接觸焊盤(pán)電耦合到所述載體 的耦合裝置；提供密封芯片并在載體的至少一個(gè)表面上延伸的封裝體，以及部分除去載體層，使得耦合裝置可以用于將封裝電耦合到外部部 件，并且使得保留用于處理封裝的裝置，該裝置僅通過(guò)封裝體機(jī)械附 著到所述導(dǎo)電跡線(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，封裝是柔性的，并且該組裝只所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因 為封裝設(shè)有處理裝置。具體地，根據(jù)該方法，載體包括在封裝期間被 部分除去的載體層，而其部分用作處理裝置。柔性允許封裝按照疊置柔性箔的工藝來(lái)進(jìn)行組裝，該工藝比在箔 上提供堅(jiān)硬部分更容易。本發(fā)明的封裝可以被看作為連續(xù)的或半連續(xù) 的箔。因?yàn)樵谛纬煞庋b體之后除去載體層，所以由封裝體形成封裝的 主體。該封裝體不堅(jiān)硬且通常包括有機(jī)材料，且以此與箔類(lèi)似等。相 反地，現(xiàn)有技術(shù)的封裝僅為微小的分立部件。在現(xiàn)有技術(shù)中需要小尺 寸，因?yàn)榇蟪叽绲膱?jiān)硬的現(xiàn)有技術(shù)的封裝在以其它方式而柔軟的鈔票 中是不利的?？梢宰⒁獾剑景l(fā)明的封裝甚至可以是箔的原因在于單獨(dú)的封裝 不彼此分離。在一個(gè)實(shí)施例中，甚至能夠按照基于具有相同形式的兩個(gè)連續(xù)箔的巻軸到巻軸工藝來(lái)執(zhí)行封裝與箔的組裝。明顯的缺點(diǎn)是對(duì)于柔性封裝，對(duì)準(zhǔn)更加困難。然而，當(dāng)將封裝與 箔組裝時(shí)，通常不需要這種高分辨率。此外，處理裝置允許對(duì)箔上的 封裝進(jìn)行處理并且還允許進(jìn)行定位。沒(méi)有這種處理裝置，集成電路或 封裝體用作處理裝置。然而，如果封裝體完全是一個(gè)主體且芯片在其 內(nèi)部，則其是柔性體。這里，施加力可能導(dǎo)致封裝體與芯片或耦合裝 置分層，或可能導(dǎo)致芯片上的意外的力。如果以其它方式使得使用芯 片作為處理裝置更容易，則施加到芯片的力也會(huì)施加在耦合裝置與芯 片之間的連接上。這可以為粘合層，但通常包括焊球，由于它們的小 尺寸，其固有地比較脆弱。此外可以注意到，處理裝置在引線(xiàn)框架領(lǐng)域是公知的，事實(shí)上作 為引線(xiàn)框架的框架部分。然而，該框架不是任何單獨(dú)封裝的部件。還可以注意到，制造其中載體層被全部或部分除去的封裝的方法本身是公知的，例如從JP-A59-208756中獲知。然而，其中沒(méi)有建議 封裝是柔性的或設(shè)有處理裝置。為了清楚起見(jiàn)，可以注意到，在本申 請(qǐng)的文本中，可以將術(shù)語(yǔ)'柔性'理解為允許在不需要施加大應(yīng)力的 情況下使封裝彎曲。允許柔性的封裝體本身是公知的，適當(dāng)?shù)牟牧侠鐬榫埘啺贰?在一個(gè)實(shí)施例中，封裝體僅僅是密封層。作為厚度減小的結(jié)果，這提 供了良好的柔性。另外，可以在對(duì)封裝進(jìn)行組裝之后切割密封層，以 便除去處理裝置。此外，這種密封層不會(huì)使封裝增加額外的高度。用于密封層的優(yōu)選材料是派拉綸(parylene)。派拉綸是特定系列 的熱塑性聚合物的通用名，所述熱塑性聚合物是通過(guò)使用對(duì)二甲苯的 二聚物(二對(duì)二甲苯或DPXN)來(lái)沉積的?？梢栽谑覝叵掠蓺庀嘣谡?空條件下沉積派拉綸。有三種類(lèi)型的可在商業(yè)上獲得的派拉綸，但是 能夠想到更多的類(lèi)型?；镜囊环N是聚對(duì)二甲苯(還被稱(chēng)為派拉綸 N)，線(xiàn)性且高度結(jié)晶的聚合物，該聚合物展現(xiàn)出低損耗和高電介質(zhì)強(qiáng)度。第二種類(lèi)型，派拉綸C，具有對(duì)二甲苯單體，該單體具有替換派拉綸N中的芳香氫原子中的一個(gè)的氯原子。派拉綸還具有對(duì)濕氣 和其它腐蝕性氣體的低滲透性。派拉綸D，該系列的第三種類(lèi)型，也 具有對(duì)二甲苯單體，但其具有替換派拉綸N的單體中的兩個(gè)芳香氫 原子的兩個(gè)氯原子。派拉綸D具有與派拉綸C相似的特性，具有承 受更高溫度的能力。耦合裝置優(yōu)選包括用于無(wú)線(xiàn)傳送能量和數(shù)據(jù)的天線(xiàn)。這種天線(xiàn)可 以是偶極天線(xiàn)或電感器，如本身所公知的那樣。外部部件則特別是讀 出裝置?？蛇x擇地或附加地，耦合裝置可以包括用于與外部部件電流 接觸的接觸焊盤(pán)。這通?？梢允侨魏晤?lèi)型的電路板或插座。優(yōu)選地，處理裝置至少存在于封裝的兩個(gè)相對(duì)側(cè)上，即在截面圖 中芯片的左側(cè)和右側(cè)?？梢詫⑻幚硌b置實(shí)施為柵，但可選擇地將其實(shí) 施為立方塊。在后一種情況下，看來(lái)適合應(yīng)用多個(gè)塊。例如可以在封 裝的每一個(gè)角中設(shè)置塊。如果需要，當(dāng)然可以使用不同形狀的處理裝 置，例如星形、十字形、三角形、L-形、T-形等等。處理裝置的尺寸取決于使用中的處理設(shè)備。通常，塊的最短尺寸 例如為大約IO微米，但橫向方向上的最短尺寸還可以是100微米或 甚至更大。特別在與本發(fā)明的方法的結(jié)合中，厚度取決于載體層的厚 度。當(dāng)使用金屬箔時(shí)，該厚度適合處在30至!n00微米的數(shù)量級(jí)上。 當(dāng)使用聚合物箔時(shí)，其可以更大。然而，優(yōu)選金屬，這是因?yàn)榻饘倬?有相對(duì)較大的質(zhì)量且其是硬的。因此，其非常適合用作載體層并且還 適合用作處理裝置。此外，處理裝置的金屬主要允許使用用于處理的 先進(jìn)工具，例如真空、電磁力等。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，將處理裝置限定為存在于箔的相對(duì)側(cè) 上，其中需要將封裝附著到所述箔上。這里，處理裝置為有效的定位 裝置。關(guān)于相對(duì)側(cè)，這里特別是指?jìng)?cè)表面。因此，處理裝置在組裝后 位于箔的左側(cè)和右側(cè)?；蛘?，箔可以設(shè)有處理裝置安裝在其中的空腔或通孑L在與箔組裝之后，可以除去處理裝置。然而，這并非絕對(duì)必要， 而且在處理裝置位于空腔或通孔中的情況下甚至可能是難處理的。在 將多個(gè)封裝附著到一張箔上使得處理裝置在左側(cè)和右側(cè)的情況下，可 以在單個(gè)切割操作中將這些處理裝置除去。其中限定處理裝置使其位于箔的左側(cè)和右側(cè)的實(shí)施例特別優(yōu)選 與耦合裝置僅限定在載體層的頂部上的情況相結(jié)合。當(dāng)使用金屬載體 層時(shí)，基本上有兩個(gè)不同的利用可除去的載體層的封裝制造的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，例如由JP-A59-208756獲知，導(dǎo)電跡線(xiàn)的圖案 —且因此耦合裝置一僅僅存在于載體層的頂部上。然后除處理裝置以 外將全部的載體層除去。在這種情況下，處理裝置從封裝體突出超過(guò) 耦合裝置。如果將處理裝置設(shè)置成與箔相鄰，則封裝基本上平坦地位 于箔上。在可選實(shí)施例中，例如由US 6451627獲知，僅部分除去載體層。 對(duì)其進(jìn)行有效的構(gòu)圖以構(gòu)成耦合裝置的部分。在該實(shí)施例中，處理裝 置不會(huì)突出超過(guò)耦合裝置。然而，由于耦合裝置與處理裝置之間的足 夠的橫向距離，可以彎折封裝體以便平坦地位于箔上。然而該實(shí)施例 不是優(yōu)選的，因?yàn)榉庋b的總厚度將增加。在另一實(shí)施例中，封裝體在耦合裝置之間的孔中延伸使得其在耦 合裝置背對(duì)芯片的一側(cè)上暴露出來(lái)。這種延伸具有的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是， 實(shí)現(xiàn)了將耦合裝置適當(dāng)?shù)馗街椒庋b體。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這為箔與封 裝體之間的附著提供了附加位置。通常地，有機(jī)材料的彼此附著好于 金屬與有機(jī)材料箔之間的附著。因此，在附著不太強(qiáng)的較大區(qū)域之間 的附加附著位置對(duì)于整個(gè)附著是有益的?？梢宰⒁獾竭m當(dāng)?shù)叵蚝鬁p薄芯片以減小總的厚度并增加柔性。從 WO-A2005/29578中獲知一個(gè)非常薄的芯片的實(shí)例。在減薄和部分除 去基板之后，該芯片可以在其正面和其背面上都設(shè)有樹(shù)脂層。這種芯片可以有效地與本發(fā)明的密封層實(shí)施例結(jié)合使用。芯片己經(jīng)設(shè)有保護(hù) 層，且因此整個(gè)封裝體是多余的并僅導(dǎo)致不希望有的厚度增加。雖然 在半導(dǎo)體襯底(例如硅)的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)刂圃煨酒遣慌懦谟?機(jī)半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行限定。本發(fā)明還涉及封裝與箔的組裝，涉及封裝與箔的最終組件，并且 涉及其中結(jié)合有這種具有封裝的箔的物品。該物品的優(yōu)點(diǎn)是最終的封 裝可以非常薄且適當(dāng)?shù)馗街教幚聿?。因此，可以將箔巻起就好?沒(méi)有封裝附著到其上。如果該物品是安全紙，例如鈔票、護(hù)照、支票或票證，則箔適合 為安全絲，如本身為安全紙領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的那樣?；蛘?， 箔可以是用于光學(xué)有源元件的承載箔。優(yōu)選對(duì)安全線(xiàn)進(jìn)行構(gòu)圖以便耦 合裝置與該線(xiàn)的金屬電絕緣?？蛇x擇地或附加地，可以施加電絕緣材 料層以覆蓋暴露出來(lái)的耦合裝置。例如可以在除去載體層之后施加這 種層。電絕緣材料層可以是箔。于是之后該箔將僅與安全線(xiàn)結(jié)合。對(duì)于標(biāo)簽應(yīng)用，更為優(yōu)選的是使用柔性封裝體而不僅僅是密封 層。然后可以利用封裝體將封裝組裝到箔上，使得耦合裝置將背對(duì)箔。 這會(huì)產(chǎn)生略微較厚的封裝，但其中將芯片嵌入在封裝體中。將參考附圖進(jìn)一步說(shuō)明這些和其它方案，其中圖l-6通過(guò)截面圖示出在本發(fā)明的封裝的制造中的幾個(gè)階段。附圖完全是概略性的且未按比例繪制。不同附圖中的相同參考標(biāo) 記表示相同或相應(yīng)的部件。附圖旨在示例性的目的，并且備選方案在 說(shuō)明書(shū)的基礎(chǔ)上對(duì)于技術(shù)人員而言是清楚的。

圖1示出具有載體層11和頂層12的載體10。載體層11在這種情況下包括鋁且具有大約30微米的厚度。頂層12包括厚度大約為 l-20微米的銅，并且在該例中厚度大約為2微米。圖2示出在對(duì)頂層12進(jìn)行構(gòu)圖以產(chǎn)生耦合裝置20之后的載體 10。例如耦合裝置構(gòu)成天線(xiàn)。在該例中，這些耦合裝置還將暴露出來(lái) 且用作用于電流耦合的接觸焊盤(pán)。對(duì)于頂層12的構(gòu)圖，可以使用由 構(gòu)成可焊接的界面的材料制成的掩模，所述材料例如為NiAu、 NiPd、 NiAuPd、 Au等。圖3示出其中在載體層11中執(zhí)行蝕刻處理的附加步驟之后的載 體。這產(chǎn)生耦合裝置20之下的一些鉆蝕(underetoh)，以及限定在頂 層12中的任何其它圖案。雖然例子示出了以Al-Cu為基礎(chǔ)的載體10，其中通過(guò)蝕刻限定 頂層12中的圖案，但眾所周知的是存在幾種可選方案。如果存在中 間阻擋層，例如由Ni、 Mb、 Ti或甚至Al制成，則頂層12和載體層 11可以由Cu限定。如果載體層10經(jīng)受得住在鍵合和封裝期間使用 的溫度和條件，則載體層10還可以由適當(dāng)?shù)姆墙饘俨牧现瞥伞＿@些 條件不必很?chē)?yán)格?？梢栽陔婂児に囍卸皇窃谖g刻工藝中提供耦合裝 置20和頂層12中的任何其它導(dǎo)電圖案。另外，載體10可以在其底 側(cè)上設(shè)有分離的掩模，例如由適當(dāng)?shù)慕饘贅?gòu)成，使得在芯片的組裝之 后不需要額外的光刻步驟的情況下可以對(duì)載體層11進(jìn)行構(gòu)圖。實(shí)際 上，已經(jīng)對(duì)載體層IO進(jìn)行構(gòu)圖以限定環(huán)繞處理裝置的溝槽。這允許 在剝離工藝中而不是在蝕刻工藝中除去載體層10。圖4示出在將芯片30組裝到載體10之后的階段中的封裝100。 在該例中，利用在芯片30的接觸焊盤(pán)32與限定為耦合裝置20的一 部分或連接到其的接觸焊盤(pán)22之間延伸的焊球31沿倒裝片的方向?qū)?芯片30組裝到載體10。然而，可以使用各向異性導(dǎo)電膠。另一種選 擇是使用電介質(zhì)膠。然后利用電容耦合確立耦合裝置20與芯片30之 間的電耦合。雖然在這里沒(méi)有示出，但是可以使用底填材料來(lái)填充芯 片30與載體10之間的間隙。盡管的確不是優(yōu)選的，但是也并不排除 將芯片30面朝上地組裝到載體10，并且耦合設(shè)有鍵合引線(xiàn)或分離的箔。圖5示出提供封裝體40之后的封裝100。在該實(shí)施例中封裝體為由派拉綸構(gòu)成的密封層。通過(guò)化學(xué)汽相沉積且之后在增高的溫度下進(jìn)行固化來(lái)提供該密封層。這里，密封層40不僅在芯片的背面33上 延伸，而且還在其正面34上和焊球31周?chē)由?。圖6示出選擇性除去載體層11之后的封裝100。這里，提供處 理裝置50，其僅通過(guò)封裝體40連接到封裝100的其余部分。現(xiàn)在封 裝體與耦合裝置20構(gòu)成用于芯片30的基板。由于僅在頂層中限定耦 合裝置20，所以處理裝置50有效地形成突出。當(dāng)組裝到箔時(shí)，處理 裝置50優(yōu)選存在于箔的兩個(gè)相對(duì)側(cè)表面上。然后可以除去處理裝置 50，并且可以將箔結(jié)合在任何物品中或附著到任何物品上，所述物品 例如為安全紙。
權(quán)利要求
1、一種柔性封裝，包括用于電耦合到外部部件的耦合裝置；具有面向所述耦合裝置且電耦合到其的接觸焊盤(pán)的芯片；以及密封所述芯片且附著到所述耦合裝置的電絕緣封裝體，所述封裝體和所述耦合裝置構(gòu)成用于所述芯片的基板，其中存在用于處理所述封裝的裝置，其僅通過(guò)所述封裝體機(jī)械連接到所述耦合裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述封裝體為密封層。
3、 如權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述用于外部耦合的裝置包 括用于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)奶炀€(xiàn)。
4、 如權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述用于處理的裝置至少存 在于所述封裝的兩個(gè)相對(duì)側(cè)上。
5、 如權(quán)利要求4所述的封裝，其中將所述處理裝置限定為存在 于箔的相鄰側(cè)上，需要將所述封裝附著到所述箔上。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的封裝，其中所述封裝體在所述耦合 裝置之間的孔中延伸，使得其在所述耦合裝置背對(duì)所述芯片的一側(cè)上 暴露出來(lái)。
7、 一種制造用于芯片的柔性封裝的方法，包括以下步驟 提供具有載體層和限定耦合裝置的導(dǎo)電跡線(xiàn)的圖案的載體； 將所述芯片組裝到所述載體，其中所述芯片的接觸焊盤(pán)電耦合到所述載體的所述耦合裝置；提供密封所述芯片并在所述載體的至少一個(gè)表面上延伸的封裝 體，以及部分除去所述載體層，使得所述耦合裝置可以用于將所述封裝電 耦合到外部部件，并且使得保留用于處理所述封裝的裝置，該裝置僅 通過(guò)所述封裝體機(jī)械附著到所述導(dǎo)電跡線(xiàn)。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述封裝體為密封層。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中附著所述芯片，使該芯片的 接觸焊盤(pán)面向所述載體的接觸焊盤(pán)。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述密封層包括派拉綸。
11、 一種將封裝組裝到柔性箔的方法，包括 提供如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的封裝，以及 將所述封裝附著到所述箔上。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中在附著步驟之后除去所述 用于處理所述封裝的裝置。
13、 一種如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的封裝和箔的組件。
14、 一種封裝和箔的組件，所述封裝包括具有用于外部耦合的 裝置的載體；附著到所述載體的芯片，該芯片的接觸焊盤(pán)面向所述載 體并電耦合到所述載體；以及密封所述芯片且附著到所述載體的封裝 體，所述封裝體在所述載體中的孔中延伸，所述箔附著到所述載體和 在其孔中延伸的所述封裝體。
15、 一種包括如權(quán)利要求14和15中任意一項(xiàng)所述的組件的物品。
16、 如權(quán)利要求15所述的物品，其中所述物品為安全紙。
全文摘要
一種柔性封裝(100)，包括用于電耦合到外部部件的耦合裝置(20)、具有面向耦合裝置(20)且電耦合到其的接觸焊盤(pán)(32)的芯片(30)、以及密封芯片(30)且附著到耦合裝置(20)的電絕緣封裝體(40)，所述封裝體(40)和所述耦合裝置(20)構(gòu)成用于芯片(30)的基板。封裝(100)還包括用于處理封裝(100)的裝置(50)。該裝置(50)僅通過(guò)封裝體(40)機(jī)械連接到耦合裝置(20)。封裝(100)適合組裝到箔上，其可以附著到諸如安全紙的物品上或結(jié)合在該物品中。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101218674SQ200680024511
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者J·W·威克普, N·J·A·范費(fèi)恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司