(57)【要約】  線材埋め込みブリッジであって、例示された装置と方法によって製作され、通常はＲＦＩＤ回路又はチップストラップの形成のために用いられる。そのプロセスは、ブリッジの基本的部品として柔軟なポリエステル及び／又は他のフィルムを用いる。線材は、加熱され、例えば流れ方向に連続移動する高分子の連続工程で高分子シートの正確な位置に埋め込まれる。線材の配置により、線材の軌道へのチップ配置は信頼性が高く安価なものとなり、好ましくは熱と圧力を用いてチップを埋め込み線材に接続し、保護されたＲＦＩＤ回路を形成する。
2009513032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子シートを流れ方向に沿って連続移動させる第１回転部、
前記第１回転部に向け連続移動する導電性ストリップを加熱する加熱部であって、導電性ストリップと高分子シートが流れ方向に沿って連続移動するとき前記第１回転部が加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込み、埋め込み導電性ストリップを形成するもの、及び
導電性ストリップを流れ方向に沿って導電性ストリップの部分に分離する分割部であって、前記分割部は非導電性ギャップを導電性ストリップの連続部分間に形成し、それぞれの連続部分をそれぞれの連続部分間のそれぞれの非導電性ギャップを橋絡するそれぞれの回路と導通させるもの
から成る、線材埋め込みストラップを製作するための製造装置。
【請求項２】
更に、前記第１回転部に隣接する整列ユニットから成り、前記整列ユニットが加熱導電性ストリップを高分子シートに整列させる溝を含む、請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記整列ユニットが前記加熱部と前記第１回転部との間に位置する、請求項２記載の製造装置。
【請求項４】
前記加熱部が前記整列ユニットを含む、請求項２記載の製造装置。
【請求項５】
前記第１回転部が前記整列ユニットを含む、請求項２記載の製造装置。
【請求項６】
更に、前記分割部により形成される非導電性ギャップの上にそれぞれの回路を配置し、導電性ストリップの連続部分にそれぞれの回路を接続するチップ取り付け部から成る、請求項１記載の製造装置。
【請求項７】
前記分割部が流れ方向に連続して移動する高分子シートに埋め込まれた導電性ストリップを周期的に除去して非導電性ギャップを形成するレーザを含む、請求項１記載の製造装置。
【請求項８】
前記分割部が切断部及びギャップ形成部を含み、前記切断部が流れ方向に沿って連続移動する高分子シートに埋め込まれた導電性ストリップを切断して導電性ストリップの部分とし、前記ギャップ形成部が導電性ストリップの連続部分を分離して非導電性ギャップを形成する、請求項１記載の製造装置。
【請求項９】
前記切断部が、流れ方向に沿って埋め込み導電性ストリップを連続移動させる第２回転部を含み、前記第２回転部が導電性ストリップを切断する刃を含む、請求項８記載の製造装置。
【請求項１０】
前記ギャップ形成部が第２回転部及び第３回転部を含み、前記第２回転部が第１速度で流れ方向に沿って連続移動する埋め込み導電性ストリップをつかみ、前記第３回転部が流れ方向に沿って連続移動する埋め込み導電性ストリップの部分を第１速度と異なる第２速度で周期的に進め非導電性ギャップを形成する高速進行部材を含む、請求項８記載の製造装置。
【請求項１１】
前記第１回転部が連続移動する高分子シートの第１側部に隣接して加熱導電ストリップを高分子シートに押しつけ導電性ストリップを埋め込む第１ローラ及び連続移動する高分子シートの第１側部と反対側の第２側部に隣接する第２ローラを含む、請求項１記載の製造装置。
【請求項１２】
前記第１ローラが加熱導電性ストリップを高分子シートに周期的に押しつけて導電性ストリップを周期的に埋め込み、前記分割部が高分子シートに埋め込まれていない導電性ストリップを切断し導電性ストリップの部分と非導電性ギャップを形成するカッターを含む、請求項１１記載の製造装置。
【請求項１３】
前記カッターが刃を含む、請求項１２記載の製造装置。
【請求項１４】
埋め込み導電性ストリップが流れ方向に沿って実質的に平行に前記高分子シートに埋め込まれた一対の導電性線材である、請求項１記載の製造装置。
【請求項１５】
高分子シートを流れ方向に沿って連続移動させる手段、
高分子シートに向け連続移動する導電性ストリップを加熱する手段、
導電性ストリップと高分子シートが連続移動するとき加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込み、埋め込み導電性ストリップを形成する手段、
埋め込み導電性ストリップを流れ方向に沿って導電性ストリップの部分に分離する手段、及び
非導電性ギャップを導電性ストリップの連続部分間に形成し、連続部分と非導電性ギャップを橋絡するそれぞれの回路とを導通させる手段
から成る、線材埋め込みストラップを製作するための製造装置。
【請求項１６】
更に、加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込む前に加熱導電性ギャップを整列させる手段から成る、請求項１５記載の製造装置。
【請求項１７】
更に、非導電性ギャップ上にそれぞれの回路を置く手段及びそれぞれの回路を非導電性ギャップに隣接する連続部分に接続する手段から成る、請求項１５記載の製造装置。
【請求項１８】
導電性ストリップを分離する前記手段が流れ方向に沿って連続移動する高分子シートに埋め込まれた導電性ストリップを周期的に除去し非導電性ギャップを形成する手段を含む、請求項１５記載の製造装置。
【請求項１９】
導電性ストリップを分離する前記手段が第１速度で流れ方向に沿って連続移動する埋め込み導電性ストリップをつかむ手段及び流れ方向に沿って連続移動する埋め込み導電性ストリップの部分を第１速度より大きい第２速度で周期的に進め非導電性ギャップを形成する手段を含む、請求項１５記載の製造装置。
【請求項２０】
加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込む前記手段が加熱導電性ストリップを高分子シートに周期的に押しつけて導電性ストリップを周期的に埋め込む手段を含み、埋め込み導電性ストリップを分離する手段が高分子シートに埋め込まれていない導電性ストリップを切断して導電性ストリップの部分を形成し導電性ストリップの切断により非導電性ギャップをも形成する手段を含む、請求項１５記載の製造装置。
【請求項２１】
高分子シートを流れ方向に沿って連続移動させること、
高分子シートに向け連続移動する導電性ストリップを加熱すること、
導電性ストリップと高分子シートが連続移動するとき加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込み、埋め込み導電性ストリップを形成すること、
埋め込み導電性ストリップを流れ方向に沿って導電性ストリップの部分に分離すること、及び
非導電性ギャップを導電性ストリップの連続部分間に形成し、連続部分を非導電性ギャップを橋絡するそれぞれの回路と導通させること、
から成る、線材埋め込みストラップの製作方法。
【請求項２２】
更に、加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込む前に加熱導電性ストリップを高分子シートに整列させることから成る、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
更に、非導電性ギャップ上にそれぞれの回路を置くこと及びそれぞれの回路を非導電性ギャップに隣接する連続部分に接続することから成る、請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
導電性ストリップを分離する段階が流れ方向に沿って連続移動する高分子シートに埋め込まれた導電性ストリップを周期的に除去し非導電性ギャップを形成することを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
導電性ストリップを分離する段階が第１速度で流れ方向に沿って連続移動する埋め込み導電性ストリップをつかむこと及び流れ方向に沿って連続移動する埋め込み導電性ストリップの部分を第１速度より大きい第２速度で周期的に進め非導電性ギャップを形成することを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２６】
加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込む段階が加熱導電性ストリップを高分子シートに周期的に押しつけて導電性ストリップを周期的に埋め込むことを含み、埋め込み導電性ストリップを分離する段階が高分子シートに埋め込まれていない導電性ストリップを切断して導電性ストリップの部分を形成し導電性ストリップの切断により非導電性ギャップをも形成することを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
回転製造装置の流れ方向に沿って連続移動するように適合した高分子シート、及び
流れ方向に沿って実質的に平行に前記高分子シートに埋め込まれた一対の導線であって、導線の各前記対が流れ方向に沿って導線の前記対の部分に分離され、導線の前記対の連続部分が非導電性ギャップにより流れ方向に沿って間隔を開けられており、前記非導電性ギャップを橋絡するそれぞれの回路と導通しているもの、
から成る、線材埋め込みストラップ。
【請求項２８】
更に、導線の前記対のそれぞれの連続部分に導電結合され、かつ前記それぞれの連続部分間の前記非導電性ギャップを導電的に橋絡する前記それぞれの回路から成る、請求項２７記載の線材埋め込みストラップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全タグに関し、特に、例えばＲＦＩＤ回路の集積化によく使用される導電性ストラップの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップボンディングは高価である。今日のＲＦＩＤタグの費用の２大要素は、集積回路と該回路（別名シリコンとして知られている。）のアンテナ構造体への取り付け具である。チップ数の増大はＩＣ費用の低下に役立つが、ボンディングは機械的なプロセスであり、この同じ技術進歩や経済的な規模から利益を得ることはない。
【０００３】
現在のチップボンディング方法は、費用問題に適切に対処していない。中間のチップストラップを用いる２段階手法は、費用の転換により増大する費用での進歩を達成している。しかしながら、ストラップは、未だボンディングを必要とし、直接的に問題に対処するものではなく、より小さなタグに対応するものである。しかも、ストラップは、アンテナ構造体へのストラップの接続という他の段階を加える。ストラップに関する標準的な接続技術を用いる現在の製造業者は、回路基板技術で通常見られるように、ストラップが伝統的な付着面のようであること、つまり硬くて柔軟性のないものであることを望む。しかしながら、そのようなストラップは、集積化を容易にして柔軟なタグ（例えばＲＦＩＤタグ）とすることに役立たない。標準的なボンディングプロセスは、全て公知のストラップを基礎とする手法であり、したがって、余り理想的なものではない。
【０００４】
取り付け方法に関する一つの関連技術は、流体的自己組立（Fluidic Self Assembly）（ＦＳＡ）と呼ばれるが、十分堅牢な接続を行うものではない。チップは接続ソケットに入り込むものであり、粘着物はチップがソケットへ自由に動くことを妨げるから、チップに接着剤や溶剤を用いることはできない。流体的自己組立プロセスでは、接続は、チップボンディングパッドとボンディングキャビティ側部とが接して行われる。このフラット−エッジ接続は、フラット−フラットで行われる伝統的な接続とは異なり、信頼性が低い。また、流体的自己組立では使用する基板の種類が制限される。流体的自己組立（ＦＳＡ）は接続を形成するのではなく、適当な取付用キャリアにタグを置くに過ぎない。現在実施されているＦＳＡでは、パターンを切り出したポリエステルを用い、チップを置いたウェブの上に他のフィルムを積層する。そして、裏のウェブは、近接した孔を残し、チップボンディングパッド領域の上でレーザカットされる。この孔には導電性インクが満たされ、孔に垂直な裏側で配線が完了され、ストラップを形成する。ＦＳＡプロセスは遅く、多くの段階を使用し、今日利用可能な公知技術製品による高度の正確性を必要とする。
【０００５】
公知のワイヤボンディングプロセスがアイザックソン（Isaacson）他に対する米国特許第５７０８４１９号に開示されており、その内容は、参照により全体的にここに組み込まれる。アイザックソンは、半田付けプロセスの実行に要する温度のような高温にさらすことが通常できない柔軟な又は剛性でない基板へのＩＣの接続について論じている。このワイヤボンディングプロセスでは、チップ又はダイは、導線で基板又はキャリアに取り付けられる。チップは、基板にチップ前面を上にして取り付けられる。導線は、まずチップに接続され、次にループとし、基板に結合される。典型的なワイヤボンディングプロセスの段階は、次のものを含む。
１  ウェブを次の接続箇所へ進める。
２  停止する。
３  接続箇所のデジタル写真を撮影する。
４  接続位置を計算する。
５  チップを取り上げる。
６  チップを接続箇所へ動かす。
７  実際の箇所の位置へ配置調整するために写真フィードバックを用いる。
８  チップを置くか、又は重ねる。
９  接続パッドの位置確認のためにチップの写真を撮影する。
１０  チップの接続パッドまでヘッドを移動する。
１１  接続パッドに導線を押しつけ、振動させ、溶接する。
１２  チップを引き上げ、基板の接続パッドへ移動させ、チップ接続部に線を引き戻す。
１３  この接続部を押しつけ、溶接する。
１４  線を引き上げ、切断する。そして、
１５  段階１０から１４までを各接続に対して繰り返す。
【０００６】
対照的に、フリップチップパッケージにおけるチップと基板との接続は、導電性接続パッド又はチップ面に直接置かれる半田バンプにより行われる。そして、バンプの付いたチップは、反転されて表面が下となり、バンプが基板に電気的に接続される。
【０００７】
フリップチップボンディングは、現在のプロセス技術水準では、各チップを小さな、正確に切断されたボンディング箇所に合わせる必要があるため、高価である。チップがより小さくなると、正確に切断し、接続箇所を用意することは、更に困難なものとなる。しかしながら、フリップチップボンディングプロセスは、ワイヤボンディングよりもかなり進歩している。典型的なフリップチップボンディングプロセスの段階は、次のものを含む。
１  ウェブを次の接続箇所へ進める。
２  停止する。
３  接続箇所のデジタル写真を撮影する。
４  接続位置を計算する。
５  チップを取り上げる。
６  チップを接続箇所へ動かす。
７  実際の箇所の位置へ配置調整するために写真フィードバックを用いる。
８  チップを置く。
９  配置ヘッドを超音波振動させ、チップを所定位置に溶接する。そして、
１０  配置ヘッドを待避する。
【０００８】
前記各接続工程の段階１から８までは、実質的に同じである。ウェブは、基板の導電性ギャップを位置づけ、正確にＩＣを置くために停止しなければならない。関連技術のプロセスは、チップをギャップに隣接して希望通りに正確に配置し、接続できるように、ウェブを停止し測定する（例えば、接続箇所を写真撮影し、接続位置を含み、実際の箇所の位置で配置を調整するために写真フィードバックを用いる）ことを必要とする。
【０００９】
ボンディングプロセスの間に経路を戻ることは、時間をとり、振動を生じ、機械的リンク機構をすり減らす。また、このリンク機構は、絶対位置の不確実さを生じる。回転する、又は連続する装置は、往復動する装置よりも好まれ、これは部分的には、製造ラインを停止及び始動することが常に物事を遅くし、処理量を低下するからである。既知の進行速度で連続的にラインを進むプロセスで操作するように機械器具を調整することは、有益である。
【００１０】
チップが、ブリッジを形成するアルミニウムストラップのようなアンテナ構造体に配置されると、近接する重複した導電材料が不所望の容量をＵＨＦ又はそれ以上の周波数で形成する。それ故、重複が大きければ不所望の容量が大きくなり同調周波数を低下するので、特に高周波数用ではチップとストラップ間の接続箇所の導電性重複を最小化することが有益である。ここに挙げた全ての参考文献は、参照により全体的にここに組み込まれる。
【００１１】
好適な実施例には、例えばＲＦＩＤ回路の形成又はＲＦＩＤ回路用の単純なダイポールアンテナの形成に用いられる線材埋め込みストラップ及びストラップ生成のための製造手法が含まれる。好適な手法では、ストラップの基礎部品として柔軟な高分子（poly）基材のフィルムが用いられる。線材は、加熱及び整列を補助的に用い、高分子の正確な位置に埋め込まれる。線材の埋め込み配置により、信頼性が高く安価な軌道にチップを正確に配置することが可能となる。
【００１２】
好適な実施例の一つによれば、本発明は、線材埋め込みストラップを製作するための製造装置を含む。製造装置は、第１回転部、加熱部及び分割部を含む。第１回転部は、高分子シート（例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、共重合体、三元重合体（tripolymers）及びそのフィルム等）を長さ方向に連続移動させる。加熱部は、第１回転部に隣接し、導電性ストリップをそれが第１回転部に連続移動するときに加熱する。第１回転部は、導電性ストリップと高分子シートが第１回転部周囲に移動するとき、加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込み、埋め込み導電性ストリップを形成する。分割部は、埋め込み導電性ストリップを導電性ストリップの部分に分離し、導電性ストリップの連続部分の間に非導電性ギャップを形成する。導電性ストリップのそれぞれの連続部分は、それぞれの連続部分間のそれぞれの非導電性ギャップを橋絡するそれぞれの回路に導通し、回路のアンテナを形成することができる。また、好適な製造装置は、第１回転部に隣接して、導電性ストリップが高分子シートに埋め込まれる前に導電性ストリップを高分子シートに整列させる整列ユニットを含む。加えて、好適な製造装置は、分割部で形成される非導電性ギャップの上に回路を配置するチップ取り付け部を含む。また、チップ取り付け部は、配置された回路を導電性ストリップの各部分に接続し、（例えば熱圧縮工程により）ブリッジを形成する。導電性ストリップは、１又はそれ以上の線材を含む。
【００１３】
本発明の他の好適な実施例は、線材埋め込みストラップを製作する方法を含む。この方法は、高分子シートを流れ方向に沿って連続移動させること、高分子シートに向け連続移動する導電性ストリップを加熱すること、導電性ストリップと高分子シートが連続移動するとき加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込み、埋め込み導電性ストリップを形成すること、埋め込み導電性ストリップを導電性ストリップの部分に分離すること及び非導電性ギャップを導電性ストリップの連続部分間に形成することを含む。更に、好適な方法は、加熱導電性ストリップを高分子シートに埋め込む前に加熱導電性ストリップを高分子シートに整列させることを含む。また、好適な方法は、非導電性ギャップ上にそれぞれの回路を置くこと及びそれぞれの回路を非導電性ギャップに隣接する連続部分に接続してブリッジを形成することから成る、
【００１４】
更に他の好適な実施例によると、本発明は、高分子シート及び一対の導線を有する線材埋め込みストラップを含む。高分子シート（例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル）は、回転製造装置の流れ方向に沿って連続移動するように適合している。導線対は、流れ方向に沿って実質的に平行に前記高分子シートに埋め込まれ、各導線対が流れ方向に沿って導線対の部分に分離されている。導線対の連続部分は、非導電性ギャップにより流れ方向に沿って縦に間隔を開けられており、前記非導電性ギャップを橋絡するそれぞれの回路と導通している。また、好適な線材埋め込みストラップは、導線対のそれぞれの連続部分に導電結合され、かつそれぞれの連続部分間の前記非導電性ギャップを導電的に橋絡するそれぞれの回路を含む。
【００１５】
本発明は以下の図面に関連して記載され、同一の参照符号は同一の要素を指示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好適な実施例によれば、連続して配置されるチップの整列と線材との導通のために、加熱された線材（例えば、アルミニウム、金、銀、銅及び／又はその組合わせ）が高分子（例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、共重合体、三元重合体及びそのフィルム）に埋め込まれる。線材は、寸法安定性があり、好ましくは直径０．０５０８ｍｍ（2 mils）の範囲又は米国電線規格（ＡＷＧ）４０ないし５０として一般に知られているものである。好適な実施例では、２本の独立した線の線材が高分子に埋め込まれ、横方向に間隔を置き、連続して配置されるチップの接続点（例えば、導電性の接触バンプ）に整列する。埋め込み線材は、切断され、縦方向に分離され、分離された線材間が非導通のギャップを形成する。線材中の非導通のギャップは、好ましくは結合するチップのアンテナとして使用するために、及び／又は、さもなければ、チップ（例えばＲＦＩＤチップ、トランスポンダ）がギャップに隣接し埋め込み線材の分離部分と導通して配置される場合に起こり得る電気的な短絡を防止するために、形成される。
【００１７】
線材埋め込みストラップと線材埋め込みストラップを製造する手法の典型的な好適な実施例が図１ないし４に示されている。図１に最もよく示されているように、線材埋め込みストラップを製作する製造装置１０は、２つのローラ１４及び１６を有し高分子シート１８を流れ方向２０に沿って連続移動させる回転部１２を含む。また、製造装置１０は、高分子シート１８が軟化する温度まで導電性ストリップ（例えば、線材２４、ロッド、コイル）を加熱し、ローラ１４が導電性ストリップを高分子シートに押しつけることにより導電性ストリップを可鍛性高分子シート１８に埋め込むことを可能にする加熱部２２を有する。特に、加熱された線材２４は、高分子シート１８をその交差部で変形し、ローラ１４が線材を高分子シートに押しつけて線材を埋め込むことを可能とする。好ましくは、製造装置１０は、高分子シート１８中の横方向又は横断方向の位置の制御に役立つように線材２４を所定の位置に整列する整列ユニット２６を含む。特定の理論に限定するものではないが、製造装置１０は、以下で更に詳細に説明するように、線材を流れ方向に沿って縦に分離し、連続線材ストリップ間で非導通のギャップ３２を有する線材ストリップ３０とする分割部２８をも含む。非導通のギャップ３２は、また以下で更に詳細に説明するように、チップストラップを形成するために、チップによって連続的に橋絡される。
【００１８】
更に図１を参照すると、高分子シート１８は、製造装置１０に沿って流れ方向に移動する。特定の理論に限定するものではないが、高分子シート１８は、好ましくはローラ１６及びローラ１４（また、埋め込みローラ１４として参照する。）のようなローラの助けにより製造装置１０に沿って連続移動する。ローラは、好ましくは高分子シートを把持し連続的にシートを進められる硬質ゴム又は金属で形成される。埋め込みローラ１４は、好ましくは線材２４を高分子シート１８に押しつけるに十分な堅さの材料又は組成から成り、加熱された線材の熱によって変形したり、そうでなくとも悪影響を受けたりしないように耐熱性である。したがって、埋め込みローラ１４とローラ１６の形状は、高分子シート１８を溶融又は軟化させ線材を受け入れるように変形させるのに十分な加熱線材２４の高温によって危険にさらされることがない。高分子シート１８は、線材２４の保護担体となり、それ故高分子シートに埋め込まれた後の線材への不所望の損傷を防止する。
【００１９】
加熱部２２及び整列ユニット２６は、線材の高分子シート１８における正確でしっかりした位置づけを提供する。加熱部２２は、当業者が容易に理解できるように、例えば熱、放射又はその他のエネルギーを線材に加え、線材の温度を高分子シート１８が溶融又は軟化し埋め込みローラ１４で線材を高分子シートに押し込んだときに高分子シートが線材を受け入れるのに十分な温度まで増加する。整列ユニット２６は、溝（例えば、スペーサ、開口２７）を含み、線材２４が高分子シートの正確な位置に埋め込まれ要望通りに整列するように線材２４を整列ユニットの溝又は開口に通す。好ましくは、線材２４の整列位置は、その後線材に取り付けられる回路の接続パッド４０（例えば、接触点、導電性バンプ）に対応して設定される。特定の理論に限定するものではないが、整列ユニット２６は、好ましくは加熱部２２と埋め込みローラ１４との間に位置し、高分子シート１８に埋め込む前に線材が整列位置から外れることを防止するのに必要な程度に埋め込みローラに近接している。しかし、当然のことながら、整列ユニット２６の位置はこれに限定されず、整列ユニット２６により高分子シート１８に埋め込まれる線材の整列が行われる限り、整列ユニットが加熱部２２に取り付けられてもよく、又は回転部１２の一部であってもよい。
【００２０】
図１を再度参照すると、線材２４は、巻回された導電ストリップとして示され、高分子シート方向に線材を処理するために巻き戻される。当然のことながら、線材の起点の態様は発明にとって重要ではなく、線材の巻回は、線材２４が出てくる好ましい場所の単なる一例である。それ故、当業者であれば容易に理解できるように、線材２４は、他の態様で加熱部２２に到達してもよい。
【００２１】
線材２４が高分子シート１８に埋め込まれた後、線材は切断され、線材ストリップ３０となる。特に、分割部２８は、使用目的（例えば、アンテナ、接続器、チップストラップ、ブリッジ）に応じた十分な長さの線材ストリップ３０として供給するように、高分子シート１８と共に移動する埋め込み線材２４を所定の間隔で切断する。また、好ましくは、分割部２８は、連続線材ストラップ間に導電上のギャップを残して、切断された線材ストラップ３０を分離する。特定の理論に限定するものではないが、連続線材ストラップ間に非導電性のギャップを形成する手法は幾つか有り、好適な手法を以下に更に詳細に説明する。
【００２２】
本技術でよく知られているように、多数の導電性接続パッドを有し、単一の導電性ストリップに取り付けられるチップ又は回路は、チップの接続パッド間のストリップに導電上のギャップが存在しなければ、短絡状態となる。それ故、好適な実施例では、非導電性ギャップ３２が連続線材ストリップ３０間に形成される。例えば図１ないし３に示されるように、ギャップは、連続線材ストリップ３０間の直接的な導通を防止するために十分大きいが、チップ又は回路をギャップ上で連続線材ストリップ間に取り付け可能とするために十分小さい。そして、線材ストリップ３０は、チップのアンテナとして使用することができる。
【００２３】
動作時、ローラ１４及び１６は、高分子シート１８を流れ方向２０に沿って連続的に駆動し移動させる。線材２４は、好ましくは、巻回がされている開始位置３４から高分子シート１８へ向かって、埋め込みの後は高分子シート１８と共に流れ方向２０に沿って、連続移動する。加熱器２２は、加熱線材に接触する高分子シート１８を溶融又は軟化する温度まで線材２４を加熱する。当業者が容易に理解できるように、加熱線材の好適な温度は、少なくとも部分的には、高分子シート材料、線材の大きさ及びローラ１４、１６を通る高分子シート１８の速度で決定できる。速度は、ウェブの張力を維持し、製品形成を制御する能力によってのみ制約される。チップが線材２４に対して一列に取り付けられない場合には、ウェブの走行速度は、毎分９１．４４ｍないし１２１．９２ｍ（300 to 400 feet）と想定することができる。この速度は、以下により詳細に説明するように、チップを一列に取り付けるときには達成されそうでなく、しかもローラを通る高分子シート１８の速度は、現在の技術より更に数倍早い。殆どの製造者が達成しようとしている現在の標準出力は、毎時約２万ユニット（例えばチップ）である。これは、現在の技術で０．１０１６ｃｍ（.040 inch）のチップに対し毎分０．６０９６ｍないし０．９１４４ｍ（2 to 3 feet）のウェブ速度率に等しい。
【００２４】
線材２４は、整列ユニット２６により高分子シート１８の正確な横方向位置に埋め込まれるように構成されている。加熱され整列された線材２４が埋め込みローラ１４に到達すると加熱線材はローラ１４により高分子シート１８の第１側部７８から押しつけられる。ローラ１６は、埋め込みローラにより高分子シートに押しつけられる線材に対して高分子シートを支持するために、高分子シート１８の第２側部で埋め込みローラ１４の反対側に位置する。埋め込みローラ１４は、好ましくは埋め込み線材の露出部が高分子シートの第１側部７８と実質的に同一平面上となる深さまで、線材２４を軟化した高分子シート１８に押しつける。以下でより詳細に検討するが、高分子シートへの埋め込み線材２４の好ましい深さの例が図４に示されている。
【００２５】
加熱線材２４が高分子シート１８に埋め込まれた後、線材と高分子シートは、流れ方向２０に沿って連続動作で進み続ける。連続移動する高分子シート１８と埋め込み線材２４は、線材を線材ストリップ３０に分離する分割部２８へ進む。そして、チップ取り付けのために、高分子シート１８と線材ストリップ３０は、チップ３８を連続線材ストリップ３０に取り付け個々の非導電性ギャップ３２の上に導電性ブリッジを形成するチップ取り付け部３６へ進む。チップ３８は、線材ストリップ上に置かれる導電性接続パッド４０（例えば、接触点、導電性バンプ）をチップ３８が有するフリップチッププロセスのような公知の方法で連続線材ストリップ３０に取り付けられ、置かれたチップ３８は、圧迫され、加熱されて、例えば図１ないし４に示されるように、接続パッド４０を埋め込み線材２４に接続しチップストラップ４２を生成する。
【００２６】
図２は、図１に示されている好適な実施例の高分子シート１８、線材２４、埋め込みローラ１４及びチップ３８の部分上面図である。特定の理論に限定するものではないが、図２に示される例示的な実施例は、相互に間隔をおき、高分子シート１８に並んで埋め込まれた２本の線材２４を示す。高分子シートが流れ方向２０に連続移動するので、２本の線材２４は、埋め込みローラ１４により高分子シート１８中に実質的に平行に同時に埋め込まれる。図１及び２から分かるように、加熱線材２４の線が埋め込みローラ１４により埋め込まれた後、線材２４の双方の線は、各線の連続線材ストリップ３０間にギャップ３２を形成するように、分割部２８により切断される。そして、チップ取り付け部３６は、線材ストリップに取り付けられる接続パッド４０を介して線材ストリップ３０に導通するように、チップ３８をギャップ３２上に置く。
【００２７】
留意すべきは、チップ３８の大きさ及びチップの接続パッドの数が、重要なものではなく、単に好適な実施例として示されていることである。当然のことながら、チップ３８の大きさ及び接続パッド４０の数又は配置は、チップ３８の接続パッドに取り付けられる線材ストリップ３０間の対応ギャップ上の導電性ストリップ又は線材２４のストリップに接続パッドが整列できるように構成される。例えば、２個の接続パッド４０を有するチップ３８は、線材２４の単一線で連続線材ストリップ３０に取り付けられる。更に、４個の接続パッド４０を有するチップ３８は、好ましくは、図２に示されるように、線材２４の２本の線から出て分離された連続線材ストリップ３０に取り付けられる。換言すれば、当業者であれば容易に理解できるように、高分子シート１８に埋め込まれた線材の線の数は、チップ３８の接続パッドの数と配置に対応する。加えて、線材は、好ましくは、チップの接続パッドを超えない。
【００２８】
チップ取り付け部３６（図１）は、チップ３８又は回路を非導電性ギャップ３２で分離された線材ストリップ３０上に置き、線材埋め込みブリッジを有するチップストラップ４２を形成する。好適な実施例の線材埋め込みブリッジは、連続プロセスで高分子シート１８に埋め込まれ形成された連続線材ストリップ３０を含む。線材埋め込みブリッジは、チップ３８又は回路に取り付け、保護用に線材が高分子シートに埋め込まれたチップストラップを形成するように構成されている。また、線材埋め込みブリッジは、チップ３８に使用可能なダイポールアンテナを形成することもできる。
【００２９】
また、好ましくは、チップ３８は、下流のプロセスと最終製品使用とで曲げられるストラップとチップの安定性を増すようにチップの下側を埋め戻すために、高分子シート１８に強く押しつけられる。チップストラップ及び／又は線材埋め込みブリッジは、好適な実施例にしたがって、図２Ａないし４に示されている。例えば、図３は、図１に示される例示的なチップストラップ４２の部分断面を示す分解側面図である。図３では、高分子シート１が線材３０を包み込んでおり、それ故、線材は、高分子シートと平面上で同様のレベルである。好ましくは、高分子シート１８は、溶融したり切断されたりせず、好ましくは線材だけが切断されるため、ギャップが無い。
【００３０】
図３に示すように、チップ３８は、チップの接続パッド４０が線材ストリップと導通するように、ギャップ３２上で連続線材ストリップ３０間に置かれる。このようにして、チップ３８はギャップ３２にブリッジを架け、線材ストリップ３０に導電接続される。図４は、図３に示すチップストラップ４２の側断面図である。図４は、それ自体、高分子シート１８に埋め込まれ、チップ３８の接続パッド４０に結合された線材ストリップ３０を示す。チップ３８の埋め込み線材ストリップ３０への取付をより確実にするために、チップは、フリップチップボンディング技術で周知のように、好ましくは圧接と加熱を用いて線材に接合される。このような工程により、伝導的接合と機械的接合の双方の確実性と信頼性が強化される。
【００３１】
図２Ａは、製造装置１０と図１、２、３及び４に関連して記載した工程により提供されるチップストラップ（高分子シート１８は省略）の斜視図である。図２と図２Ａに最もよく示されているように、線材ストリップは、チップ３８の接続パッド４０に整列するために所定の距離をおくように整列ユニットにより横方向に分離される。特定の理論に限定するものではないが、チップ３８（例えばフリップチップ）の接続パッド４０は、図２Ａないし４ではチップの周縁から内側に偏倚して示されている。しかしながら、接続パッド４０はチップの他の位置（例えは、周縁位置、周縁隣接位置）にあってもよく、整列ユニット２６は、例えば線材の線間の距離の増加又は減少により、接続パッドの位置に整列するように線材２４のストリップを偏倚させる。
【００３２】
上記のように、製造装置１０は、線材２４を線材ストリップ３０に切断し、非導電性ギャップ３２を有する線材ストリップに分離する分割部２８を含む。ギャップ３２は連続線材ストリップ３０間に形成され、電気的な問題、例えば連続線材ストリップに結合されたチップの使用中の短絡を防止するために必要な高分子の再充填が行われる。ギャップの形成には多数の手法があり、本発明は、いずれの手法にも限定されない。非導電性ギャップを生成する幾つかの例示的な手法を図５ないし９に関連して以下に記載する。
【００３３】
図５及び６は、連続線材ストリップ３０間に非導電性ギャップ３２を生成する第１の好適な手法を示す。この実施例では、分割部２８は、ローラ４４及び４６を有する切断部並びにローラ４８、５０、５２及び５４を有するギャップ形成部を含む。ローラ４４、４６、４８、５０、５２及び５４の全ては、埋め込み線材２４及び／又は高分子シート１８と少なくとも部分的に接触し、ローラの助けにより埋め込み線材／高分子シートが流れ方向２０に進むように回転する。例えば、図５及び６を見ると、ローラ４４、４８及び５２は、回転矢印５６で示されるように、反時計方向に回転し、ローラ４６、５０及び５４は、回転矢印５８で示されるように、時計方向に回転する。特定の理論に限定するものではないが、以下に特に断りのない限り、ローラは、ローラを回転させて埋め込み線材及び高分子シートを流れ方向２０に進ませるために、好ましくはゴム、プラスチック又は金属で形成される。
【００３４】
図５及び６を再度参照すると、ローラ４４は、機械的なカッター、例えばローラの周囲から鋭い刃先６２まで外方に延びる刃６０を含む。刃６０は、ローラ４４と共に回転するようにされており、線材が高分子シートと共に連続的に流れ方向２０に沿って移動するときに、埋め込み線材２４とかみ合い切断する。好ましくは、刃は、ローラ４４の周辺から刃が線材２４を切断できるが線材を包囲する高分子シート１８は切断しない長さに伸び、高分子シートの一体性を損なわない。ローラ４６は、高分子シート１８のローラ４４と反対の側又は表面７６に位置し、刃６０が線材２４を切断するとき高分子シートの支持又は裏当てとなる。それ故、ローラ４４は、ローラ４６の補助を受け、埋め込み線材２４を線材ストリップ３０に切断する。
【００３５】
上述のように、分割部２８のギャップ形成部は、ローラ４８、５０、５２及び５４を含む。ローラ４８、５０は埋め込み線材／高分子シートの反対側に位置し、埋め込み線材及び高分子シートをつかみ連続的に一貫した速度で送るように構成されている。特に、ローラ４８は、少なくとも埋め込み線材２４をつかみ、好ましくは高分子シート１８のローラ４８に隣接する第１側部７８をつかみ、ローラ５０は、高分子シートのローラ５０に隣接する第２側部７６をつかむ。ローラ５４は、ローラ５４が高分子シートのローラ５４に隣接する第２側部７６と接触し流れ方向２０へ一貫した速度で進める点でローラ４６及び５０と実質的に同じである。しかしながら、ローラ５２は、ローラ４８より早く回転し、その表面は高分子シート１８のベルト速度より早く移動する。換言すれば、ローラ４８及び５０は、ウエブ（例えば高分子シート１８）を切断ローラ４４に対応した特定の速度で駆動する本質的に機械的な挟み込み点である。しかしながら、ローラ５２は、増側駆動されるサーボ制御ローラであり、ウエブを挟み込み、より高速であるために高分子シート１８をローラ５６及び５８の先行する挟み込み点より早く前方へ引っ張ることによって、線材２４が切断される位置で僅かにウエブを引き延ばすように動作する。
【００３６】
ローラ５２は、好ましくはローラの長さに沿って縦に延びる尾根のように、ローラ５２の周辺から外方へ放射状に延びる、つかみ部材６４を含む。好ましくは、つかみ部材６４は、高分子シート１８の第１側部７８又は表面に埋め込まれた線材ストリップ３０に接触する、ローラ５２の唯一の部分である。換言すれば、この好適な手法では、ローラ５２は、つかみ部材６４で線材ストリップ３０をつかむが、そうでなければ、ローラ５２は、線材又は高分子シートと接触しない。ローラ５２が他のローラ、特にローラ４８より速い速度で回転するため、つかみ部材６４は、高分子シート１８の第１側部７８及び埋め込み線材ストリップ３０と接触してこれをつかみ、ローラ４８及び５０の連続的な速度で移動する次の線材ストリップ３０より速い速度で、線材及び第１側部７８を強く引くか、又は進める。つかみ部材６４による強い引きにより、線材ストリップ３０は、ローラ４８とまだ接触している次の線材ストリップから離されるように移動する。分離により、ローラ４８と５２の間の線材ストリップの間に非導電性ギャップ３２が生じる。この工程が続くと、つかみ部材６４は、それぞれの線材ストリップを次の線材ストリップの速度より早い速度でつかんで移動させることにより、それぞれの切断された線材ストリップ３０を次の線材ストリップから分離し、高分子シート１８に埋め込まれた連続線材ストリップ３０の間にギャップ３２を生成する。
【００３７】
図５は、刃６０により形成された埋め込み線材２４の切れ目６６を示している。この時点ｔ０では、切れ目６６が２つを分離しているので、線材ストリップ６８は線材２４に取り付けられていない。後続の時点ｔ１では、図６に示されるように、ローラ４４が回転を続け、刃６０が埋め込み線材２４を切断し、切れ目７０と線材ストリップ７２を形成する。再度図６を参照すると、ローラ５２が回転を続け、つかみ部材６４が線材ストリップ６８をつかみ、線材ストリップ７２から離すように引き、その間に非導電性ギャップ３２を生成する。この工程は、流れ方向２０に進む連続したストリップ３０間に非導電性ギャップを生成し続ける。
【００３８】
留意すべきは、上記ローラの全ては、回転部の全体的又は部分的な例を示していることである。すなわち、回転部は、ローラ（例えば、ローラ４４、ローラ４８、ローラ５２）、高分子シート１８上の対向して配置された一対のローラ（例えば、ローラ４４及び４６の対、ローラ４８及び５０の対、ローラ５２及び５４の対）又は、以上ではローラで例を示したが、当業者には明らかな高分子シート及び／又は線材２４の連続的な移動に影響する任意の等効物の少なくとも一つを含むことができる。
【００３９】
図７に、分割部２８の第２の好適な例を示す。特に、図７に示される分割部２８は、高分子シート１８に埋め込まれた連続移動する線材２４に対して強力な単色光ビームを周期的に放射するレーザ装置７４を含む。このレーザビームは、連続線材ストリップ３０間に非導電性ギャップ３２を生成し、線材を分離する。すなわち、レーザ装置７４は、レーザビームを放射し、線材２４を切断して線材ストリップ３０を形成し、レーザにさらされた線材を除去して非導電性ギャップ３２を生成する。
【００４０】
図８及び図９には、分割部２８の更に他の好適な例が示されている。この手法では、分割部２８は、高分子シート１８の第１側部７８に隣接する切断部８０及び支持部材、例えば切断部８０に対向して高分子シートの第２側部７６に位置するローラ８２を含む。切断部８０は、以下に更に詳細に説明するように、高分子シート１８の第１側部７８上に延びる刃、レーザ又は線材２４の切断に適合する切断部材を有する。また、図８は、図１に示されたローラ１６とローラ１４Ａとを示す。ローラ１４Ａは、図１に示されたローラ１４に替わる転動部材であり、その目的と材料においてローラ１４に幾分類似する。ローラ１４Ａは、ローラ１４について上に記載したように、線材２４を埋め込む湾曲部８６を含む。しかしながら、ローラ１４Ａは、また、ローラ１４Ａの湾曲部８６の周辺まで放射状に延びるものではない平坦部８４を含む。動作時、ローラ１４Ａが回転矢印８８の方向に回転するので、湾曲部８６は、線材を高分子シートに押すことにより、高分子シート１８に加熱線材２４を埋め込む。しかしながら、平坦部分は高分子シートに線材を押し込まない。その替わりに、図９に示されるように、ローラ１４Ａの平坦部分が高分子シート１８に面している間、線材２４は、高分子シートの上方に残る。埋め込まれない線材２４は、高分子シート１８の上方に露出線材部分９０として残る。ローラ１４Ａが回転を続けると、湾曲部分８６は、高分子シートに押しつけることにより今は下流にある線材部分９０に隣接して再び線材２４を埋め込む。
【００４１】
図８を参照すると、切断部８０は、高分子シートが流れ方向２０に進むと、高分子シート１８の第１側部７８上方にある露出線材部分９０を切断し、非導電性ギャップ３２及び埋め込み線材ストリップ３０を生成する。替わりに、完全に埋め込まれた線材がエッチングから保護されるようにし、埋め込み線材ストリップ３０から露出線材部分９０をエッチングで取り除くことができる。特定の理論に限定するものではないが、当業者が容易に理解できるように、切断部８０は、好ましくは、刃、レーザ又は露出線材部分９０を切断するために高分子シート１８の第１側部７８に隣接して配置される他の切断部材を含む。発明者は、その後に配置されるチップ３８の接続パッド４０に高い信頼性で取り付けるために、切断部８０で切断された線材ストリップ３０の縁を、高分子シートから上方に向けて残しておくことが好ましいことを見いだしている。
【００４２】
特定の理論に限定するものではないが、本発明の好適な実施例では、連続動作で高分子シートに少なくとも一部が埋め込まれた線材ストリップが得られる。発明者は、例えば図２Ａに示されるように、線材の独立した線にチップの接続パッドを接続することにより、特に単一のアンテナバンドに取り付けられたチップに関して、チップの回路とアンテナ構造体の間の不要な寄生容量が最小化されることを見いだしている。寄生容量は、チップがより高い周波数（例えばＵＨＦ以上）で使用されるとき、より適切なものとなる。チップがアンテナ構造体と結合すると、不要な容量を生成して同調周波数を低下する可能性があるため、近傍の任意の導電材料が問題となる。それ故、好適な実施例では、線材は、チップのそれぞれの接続パッドを上回らない。製造装置で製作されたチップストラップ４２及び上述の方法により、チップとアンテナ構造体の間の接続位置周辺の導電的重なりを最小化し、寄生容量が最小化するという付加的な効果が発生する。実際に、線材２４の好ましい直径はチップ３８の接続パッド４０の直径よりも小さく、更に導電的重なりを最小化する。
【００４３】
特定の理論に限定するものではないが、高分子シート１８の好適な深さは５０ないし７５μｍであり、線材２４の好適な直径は２５ないし５０μｍである。しかしながら、当然のことであるが、他の測定も使用可能であって本発明の範囲内と考えられるから、高分子シートと線材の測定は本発明にとって重要なものではない。好ましくは、高分子シート１８の深さは、絶縁されず導電材料（例えば、金、アルミニウム、銅）から形成されることが好ましい線材２４の直径よりも大きい。
【００４４】
当然のことながら、インモールドチップ取り付けの方法及び器具並びに記載し示した線材埋め込みストラップは、本発明の好適な実施の例を示したものであり、例示のためにのみ示されている。換言すれば、本発明の概念は、既に示したものを含めて種々の好ましい実施例に容易に適用可能である。本発明について詳細にその特定の例を参照して説明したが、その精神と範囲を逸脱することなく種々の変更や修正が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、図５及び６に示されたつかみ部材６４は、尾根状部材に替えて、各バンプが線材２４の一つの線に整列し、線材ストリップ３０を高分子シート１８のボルト速度（bolt speed）より速い速度で前方に移動させて非導電性ギャップ３２を生成する、少なくとも１つの長いバンプでもよい。更に詳述せずとも、前記記載は十分に発明を示しており、現在の又は将来の知識を適用することにより、他の者はこれを種々の利用条件下での使用に容易に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の好適な実施例によるインモールドチップ取り付け製造装置の側断面図である。
【図２】図２は、好適な実施例による線材埋め込みチップ取り付け手法の平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図２の手法によって製作されるチップストラップ（高分子シート除去）の斜視図である。
【図３】図３は、好適な実施例によるチップストラップの部分断面を示す分解側面図である。
【図４】図４は、図３に示されるチップストラップの断面図である。
【図５】図５は、非導電性ギャップを生成する第１の好適な手法を示す第１の側断面図である。
【図６】図６は、非導電性ギャップを生成する第１の好適な手法を示す第２の側断面図である。
【図７】図７は、非導電性ギャップを生成する第２の好適な手法を示す側断面図である。
【図８】図８は、非導電性ギャップを生成する第３の好適な手法を示す第１の側断面図である。
【図９】図９は、非導電性ギャップを生成する第３の好適な手法を示す第２の側断面図である。
【図１】
2009513032.tif 000003
【図２】
2009513032.tif 000004
【図２Ａ】
2009513032.tif 000005
【図３】
2009513032.tif 000006
【図４】
2009513032.tif 000007
【図５】
2009513032.tif 000008
【図６】
2009513032.tif 000009
【図７】
2009513032.tif 000010
【図８】
2009513032.tif 000011
【図９】
2009513032.tif 000012
【国際調査報告】
2009513032.tif 000013
2009513032.tif 000014
2009513032.tif 000015
2009513032.tif 000016
2009513032.tif 000017