NL1004651C2 - Werkwijze voor het inkapselen van een chip op een drager. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het inkapselen van een chip op een drager

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het inkapselen van een chip op een drager waarbij 5 - de chip op de drager wordt gepositioneerd - op de drager een dam wordt gevormd rond de chip - de ruimte binnen de dam wordt ingegoten met inkapselingsmateriaal - de verkregen ingekapselde structuur wordt uitgehard.

Een dergelijke werkwijze is bijvoorbeeld bekend uit US-4.961.886. 10 Bij deze bekende werkwijze wordt gebruik gemaakt van een materiaal dat uithardt onder invloed van straling, bijvoorbeeld ultraviolette straling, elektronenbundelstraling of straling in het zichtbare gebied van het spectrum. Met behulp van afschermmiddelen en focusseermiddelen wordt ervoor gezorgd dat aanvankelijk alleen dat deel van de drager wordt be-15 straald waar de dam zich moet vormen. Vervolgens wordt het inkapselings-materiaal op de drager gegoten op een plaats die zich binnen de dam bevindt. Zodra het materiaal de dampositie bereikt zal het daar onder invloed van de aanwezige straling althans gedeeltelijk uitharden en de dam vormen. Binnen de dam blijft het materiaal aanvankelijk onuitgehard. Zo-20 dra de dam zich heeft gevormd wordt ook het gebied binnen de dam bestraald en wordt het hele materiaal uitgehard.

Deze bekende werkwijze heeft een aantal nadelen. In de eerste plaats kan deze werkwijze alleen worden toegepast in combinatie met in-kapselingsmateriaal dat onder invloed van straling uithardt. Daardoor 25 wordt de keuze van het inkapselingsmateriaal relatief beperkt. Een verder nadeel hangt samen met het feit dat tamelijk ingewikkelde maatregelen nodig zijn om door middel van focussering en afscherming de straling vanuit een stralingsbron alleen daar op de drager te laten invallen waar de dam moet worden gevormd. Een verder nadeel is gelegen in het 30 feit dat het uitstroomkanaal, via welk kanaal het inkapselingsmateriaal op de drager wordt gegoten, een belemmering vormt voor het correct aanstralen van die delen van de drager waar de dam moet worden gevormd. In US-4.961.886 worden verschillende oplossingen voor dit probleem aangedragen, die alle echter extra maatregelen vereisen en daardoor de beno-35 digde apparatuur ingewikkelder maken.

De uitvinding heeft nu ten doel aan te geven hoe de bovenbeschreven werkwijze voor het inkapselen van een chip op een drager met behulp van damvorming goedkoper en eenvoudiger kan worden gerealiseerd.

1004651 2

Aan deze doelstelling wordt binnen het kader van de uitvinding voldaan door een werkwijze met als kenmerk - dat in een afzonderlijke eerste stap uitsluitend de dam uit een ther-mohardend materiaal op de drager wordt gevormd bij een relatief hoge 5 temperatuur en althans gedeeltelijk wordt uitgehard en - dat in een daaropvolgende tweede stap de ruimte binnen de dam met hetzelfde thermohardende materiaal wordt gevuld bij een relatief lagere temperatuur.

Door het gebruik van een relatief hoge temperatuur in de eerste 10 stap wordt het thermohardende materiaal al snel, althans gedeeltelijk, uitgehard en vormt daardoor een dam van voldoende sterkte. In de tweede stap wordt de ruimte binnen de dam gevuld bij een relatief lagere temperatuur waardoor het materiaal binnen de dam althans aanvankelijk nog vloeibaar blijft en daarmee de gelegenheid krijgt om gelijkmatig uit te 15 vloeien en de gehele ruimte binnen de dam gelijkmatig te vullen.

Bij voorkeur wordt vervolgens zodanig te werk gegaan dat in een daaropvolgende derde stap de verkregen ingekapselde structuur wordt uitgehard bij een derde temperatuur. Deze derde temperatuur wordt bij voorkeur, afhankelijk van het gebruikte inkapselingsmateriaal, zodanig ge-20 kozen dat zowel de wand als het materiaal binnen de wand gelijkmatig en bij voorkeur spanningsloos uithardt.

Alhoewel er diverse methoden bestaan om thermohardend materiaal op een gewenste positie op een drager op te brengen verdient het de voorkeur dat voor het vormen van de dam gebruik wordt gemaakt van een eerste 25 volumetrische materiaalafgifte-eenheid waarmee thermohardend materiaal kan worden afgegeven. Geschikte volumetrische materiaalafgifte-eenheden zijn op zichzelf bekend. Binnen het mogelijke scala aan apparatuur verdient het de voorkeur dat de eerste volumetrische materiaalafgifte-eenheid voorzien is van een spuitmond die in twee onderling loodrechte 30 richtingen op enige afstand boven de drager kan worden bewogen en waarmee een materiaalbaan met de gewenste breedte en hoogte van de dam kan worden afgegeven.

Wat betreft de toegepaste temperaturen verdient het de voorkeur dat de temperatuur gedurende de eerste stap afhankelijk van het toegepaste 35 thermohardende materiaal zodanig wordt gekozen dat het in de vorm van de dam opgebrachte materiaal na het uitstromen uit de materiaalafgifte-een-heid snel althans gedeeltelijk verhardt, zodat het geen of slechts een geringe vormverandering ondergaat. Bijvoorkeur hebben daarbij zowel de 10Q46&Ï 3 drager als de directe omgevin daarvan de gewenste temperatuur.

Gedurende de tweede stap hebben bijvoorkeur zowel de drager als de directe omgeving de gewenste relatief lagere temperatuur.

In beide stappen verdient het verder der x\voorkeur om, indien 5 nodig, maatregelen te treffen om uitharden van het inkapselingsmateriaal binnen de spuitmond van de afgifte-eenheid te voorkomen. Dergelijke (koel)maatregelen zij echter op zich bekend.

De uitvinding zal in het volgende in meer detail worden toegelicht met verwijzing naar de bijgaande figuren.

10 Figuur 1 toont in vier aanzichten, aangeduid met figuur 1a ... 1d, vier opeenvolgende stappen uit het inkapselingsproces volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht op een drager, terwijl deze diverse bewerkingsstations passeert waarin de werkwijzestappen volgens de 15 uitvinding worden uitgevoerd.

Figuur 1 toont in vier aanzichten 1a ... 1d een aantal opeenvolgende werkwijzestappen volgens de uitvinding.

In figuur 1a is een doorsnede getoond door een bandvormige drager 12 waarop een chip 10 is gepositioneerd. Via een aantal aansluitdraadjes 20 waarvan er twee met 14a en 14b in de figuur zichtbaar zijn is de chip verbonden met een geleiderpatroon dat zich op of in de drager 12 bevindt .

In een eerste werkwijzestap wordt rond de chip 10 een dam aangebracht op de drager 12. Daarvoor wordt gebruik gemaakt van een zogenaam-25 de volumetrische afgifte-eenheid of dispenser waarmee een materiaalrups van instelbare dikte op de plaat 12 kan worden gespoten. Het gebruikte materiaal is thermohardend en wordt gespoten bij een dusdanig relatief hoge temperatuur van de drager en de directe omgeving daarvan dat de rups na het verlaten van de spuitmond relatief snel althans gedeeltelijk 30 uithardt en op de plaat 12 een dam vormt, waarvan de afmetingen niet meer significant veranderen. In figuur 1b zijn twee delen van de dam met 16a en 16b aangegeven. De dam omgeeft de chip 10 volledig. De dam kan een ronde, rechthoekige of andere vorm hebben. Teneinde een dam van de gewenste vorm te kunnen vormen verdient het de voorkeur dat de eerste 35 volumetrische materiaalafgifte-eenheid voorzien is van een spuitmond die in twee onderling loodrechte richtingen op enige afstand boven de drager kan worden bewogen en waarmee een materiaalbaan met de breedte en hoogte van de dam kan worden afgegeven.

1 Ü ^ v V·· ? 4

Na het aanbrengen van de dam 16 wordt, opnieuw gebruikmakend van een volumetrische afgifte-eenheid of dispenser, de ruimte binnen de dam opgevuld met thermohardend materiaal, bij voorkeur hetzelfde thermohar-dende materiaal als gebruikt werd voor de dam. Tijdens deze stap echter 5 wordt een lagere temperatuur toegepast, zodat het materiaal in hoge mate vloeibaar blijft en de ruimte tussen de dam gelijkmatig opvult zodanig dat de chip 10 en de draden 14 geheel ingebed worden. Figuur 1c toont een doorsnede door de situatie die aan het eind van deze stap is verkregen. Gedurende deze stap kan een volumetrische materiaalafgifte-eenheid 10 worden toegepast waarvan de spuitmond vast staat.

Het op deze wijze verkregen tussenproduct wordt vervolgens door een oven geleid, waarin een temperatuur wordt gehandhaafd die zodanig is, dat zowel de dam 16 als ook het daarin ingebrachte materiaal 18 gelijkmatig en spanningsloos uithardt totdat uiteindelijk een volledige in 15 hoofdzaak uniforme spanningsloze inkapseling 20 rond de chip 10 boven de drager 12 is gerealiseerd.

Figuur 2 toont hoe een langgerekte film, voorzien van een aantal chips 10 in diverse behandelingsstations binnen het kader van de uitvinding kan worden ingekapseld. De filmvormige drager 12 beweegt zich in de 20 richting van de pijl 14 (in de figuur van links naar rechts) langs een aantal behandelingsstations. Er wordt uitgegaan van een situatie waarbij de chips 10 op niet nader aangegeven wijze op de drager 12 zijn gepositioneerd, waarbij de benodigde aansluitdraden 14, die in figuur 2 niet van afzonderlijke referentiecijfers zijn voorzien, zijn bevestigd (ge-25 bond) aan een geleiderpatroon dat zich in of op de drager 12 bevindt.

Binnen een zone 30 bevindt zich een eerste volumetrische afgifte-eenheid of dispenser waarmee een rupsvormige of vorstvormige dam op de drager 12 kan worden aangebracht. Geschikte dispensers waarmee een materiaalrups van geschikte afmetingen kan worden afgegeven en waarvan 30 de spuitmond in elk geval in twee onderling loodrechte richtingen boven de drager 12 kan worden bewogen zodanig, dat een dam van gewenste vorm op de drager 12 kan worden opgespoten, zijn op zichzelf bekend. Zoals in figuur 2 schematisch is aangegeven wordt binnen de zone 30 met behulp van een dergelijke dispenser een dam 16 aangebracht rond de chip 10. 35 Deze dam kan een in het algemeen rechthoekige vorm hebben zoals in figuur 2, maar ook andere vormen, bijvoorbeeld een ronde of ovale dam of een rechthoekige dam met afgeschuinde hoeken, zijn binnen het kader van de uitvinding realiseerbaar. De temperatuur binnen de zone 30 wordt ge- 100' 5 handhaafd op een relatief hoge waarde zodanig, dat het materiaal van de dam 16 althans gedeeltelijk uithardt, in elk geval in een dusdanige mate, dat de dam als zodanig blijft staan.

Na het verder transporteren van de drager 12 in de richting van de 5 pijl 40 bereikt de chip met daaromheen de dam 16 de zone 32, waarin zich een tweede dispenser bevindt. Met behulp van deze tweede dispenser wordt de ruimte binnen de dam 16 gevuld met thermohardend materiaal 18. Bij voorkeur wordt hiervoor hetzelfde materiaal gebruikt als het materiaal in de dam 16. De temperatuur binnen de zone 32 is aanzienlijk lager dan 10 de temperatuur binnen de zone 30 met als resultaat dat het materiaal 18 gelijkmatig en egaal uitvloeit en de ruimte binnen de dam 16 geheel vult. Daardoor wordt een goede inkapseling van de chip 10 gerealiseerd.

De drager 12 wordt verder getransporteerd en de inmiddels ingekap-selde chip komt in de zone 34 terecht in een oven 22 waarin een tempera-15 tuur wordt gehandhaafd, die zodanig is dat tijdens de passage van deze oven het materiaal 16, 18 volledig, gelijkmatig en spanningsloos uithardt, zodanig dat bij het verlaten van de oven de inkapseling 20 op de drager 12 zijn uiteindelijke uitgeharde toestand heeft bereikt.

Vervolgens kunnen de afzonderlijke ingekapselde chips met het bij-20 behorende deel van de drager onderling worden gescheiden en verder worden verwerkt, bijvoorbeeld worden gemonteerd op een credit card of dergelijke.

1004651

Claims (8)

1. Werkwijze voor het inkapselen van een chip op een drager waarbij - de chip op de drager wordt gepositioneerd 5. op de drager een dam wordt gevormd rond de chip - de ruimte binnen de dam wordt ingegoten met inkapselingsmateriaal - de verkregen ingekapselde structuur wordt uitgehard, met het kenmerk, - dat in een afzonderlijke eerste stap uitsluitend de dam uit een ther-10 mohardend materiaal op de drager wordt gevormd bij een relatief hoge temperatuur en althans gedeeltelijk wordt uitgehard en - dat in een daaropvolgende tweede stap de ruimte binnen de dam met hetzelfde thermohardende materiaal wordt gevuld bij een relatief lagere temperatuur. 15

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in beide stappen hetzelfde thermohardende materiaal wordt gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in een 20 daaropvolgende derde stap de verkregen ingekapselde structuur wordt uitgehard bij een derde temperatuur.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat voor het vormen van de dam gebruik wordt gemaakt van een eerste volumetrische 25 materiaalafgifte-eenheid.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de eerste volumetrische materiaalafgifte-eenheid voorzien is van een spuitmond die in twee onderling loodrechte richtingen op enige afstand boven de drager 30 kan worden bewogen en waarmee een materiaalbaan met de breedte en hoogte van de dam kan worden afgegeven.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor het vullen van de ruimte binnen de dam gebruik wordt gemaakt 35 van een tweede volumetrische materiaalafgifte-eenheid met vaste spuitmond.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 1004651 dat de temperatuur gedurende de eerste stap afhankelijk van het toegepaste thermohardende materiaal zodanig wordt gekozen dat het in de vorm van de dam opgebrachte materiaal na het uitstromen uit de materiaalaf-gifte-eenheid geen of slechts een geringe vormverandering ondergaat. 5

8. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de temperatuur gedurende de derde stap afhankelijk van het gekozen materiaal zodanig wordt gekozen dat een spanningsvrije uitharding van de gehele verkregen ingekapselde structuur wordt bereikt. 10 ***** 1 üü * ( '