Un procedimiento para transferir circuitos integrados a un sustrato,

comprendiendo el procedimiento:

(a) hacer girar de manera continua una unidad giratoria (38) por etapas entre una base de oblea (26) y el sustrato (30), incluyendo la base de oblea una membrana (42) que soporta los circuitos integrados (22);

(b) representar los circuitos integrados (22) sobre la base de oblea (26) tanto los circuitos integrados deseados como los circuitos integrados no deseados;

(c) seleccionar uno de los circuitos integrados deseados;

(d) alinear el circuito integrado seleccionado (22) con la unidad giratoria (38) que presenta elementos de recogida (50) colocados externamente alrededor de la unidad giratoria (38);

(e) coger el circuito integrado seleccionado (22) con uno de los elementos de recogida (50) de la unidad giratoria (38);

(f) mover el circuito integrado seleccionado (22) alrededor de la unidad giratoria que gira (38) por etapas hasta el sustrato (30); y

(g) colocar el circuito integrado seleccionado (22) sobre el sustrato (30), caracterizado porque el sustrato (30) se mueve de manera continua en una primera dirección (32);

y la etapa (e) de coger el circuito integrado seleccionado (22) incluye perforar la membrana (42) que soporta el circuito integrado seleccionado con uno de los elementos de recogida (50) de la unidad giratoria (38) y coger el circuito integrado seleccionado (22) a través de la membrana (42) de la base de oblea (26).

Acoplamiento de microcircuitos giratorio

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a dispositivos de comunicación y, en particular, a la fabricación de etiquetas de seguridad que, con frecuencia, se utilizan, por ejemplo, como circuitos de Identificación por Radiofrecuencia (RFID ) .

2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

La unión de microcircuitos es costosa. Actualmente, los dos componentes más importantes del coste de las etiquetas de RFID son el circuito integrado y el acoplamiento de dicho circuito (también conocido como silicio) a una estructura de antena. Si bien el volumen cada vez mayor de la cantidad de microcircuitos ayuda a bajar el coste de los CIs, la unión es un procedimiento mecánico y no se beneficia de los mismos avances tecnológicos o escala económica.

Los procedimientos actuales de unión de microcircuitos no abordan adecuadamente los costes. Un planteamiento en dos etapas de una tira de microcircuitos intermedia consigue una mejora gradual de los costes reajustando los costes. No obstante, las tiras no abordan el problema directamente, puesto que la unión sigue siendo necesaria, aunque a una etiqueta más pequeña. Además, las tiras añaden otra etapa para unir la tira a la estructura de antena. Los fabricantes actuales, los cuales utilizan la tecnología estándar de unión con tiras, quieren que las tiras sean como las superficies de unión tradicionales, como se encuentran normalmente en la tecnología de las placas de circuitos, es decir, duras y rígidas. Sin embargo, dichas tiras no se prestan a una integración sencilla en etiquetas flexibles (por ejemplo, etiquetas de RFID) . Todos los procedimientos de unión estándar son soluciones conocidas basadas en tiras y, por lo tanto, poco ideales.

Un procedimiento de acoplamiento de la técnica relacionada, denominado Auto-ensamblaje Fluido (FSA) , proporciona uniones no lo suficientemente sólidas. Dado que los microcircuitos acaban introduciéndose en los zócalos de unión, los microcircuitos no pueden utilizar adhesivos ni fundente, puesto que cualquier cosa pegajosa impide el libre movimiento de los microcircuitos dentro de los zócalos. Con el procedimiento de auto-ensamblaje fluido, la unión se realiza en una tangente entre la almohadilla de unión de microcircuitos y los laterales de la cavidad de unión. Dicha unión de plano a borde es distinta a las uniones tradicionales y menos fiable que éstas, que se realizan de plano a plano. El auto-ensamblaje fluido también plantea restricciones sobre el tipo de sustrato que se puede utilizar. El Autoensamblaje Fluido (FSA) no crea la unión, sólo coloca las etiquetas en el soporte adecuado para acoplamiento. El procedimiento de FSA actual que se practica utiliza poliéster cortado en patrones y lamina otra película en la parte superior de la cinta con los microcircuitos en su sitio. A continuación, la cinta trasera se corta con láser dejando un agujero en proximidad directa con el área de la almohadilla de unión de microcircuitos y encima de ésta. Dicho agujero se llena de tinta conductora y se realiza un trazo en el lateral trasero perpendicular al agujero, creando una tira. El procedimiento de FSA es lento y utiliza varias etapas y requiere un alto grado de precisión con los productos tecnológicos disponibles en la actualidad.

En la patente US Nº 5.708.419, de Isaacson y col., se describe un procedimiento de unión por hilo conocido. Isaacson analiza la unión de un Circuito Integrado (CI) a un sustrato flexible o no rígido el cual, por lo general, no se puede someter a altas temperaturas, tales como la temperatura necesaria para llevar a cabo procedimientos de soldadura. En dicho procedimiento de unión por hilo, se acopla un microcircuito o pastilla a un sustrato o soporte con hilos conductores. El microcircuito se acopla al sustrato con el lateral delantero del microcircuito orientado hacia arriba. Primero, los hilos conductores se unen al microcircuito, a continuación, se entrelazan y se unen al sustrato. Las etapas de un procedimiento de unión por hilo normal incluyen:

1. hacer avanzar la cinta hasta la zona de unión siguiente;

2. parar;

3. hacer una fotografía digital de la zona de unión;

4. calcular la posición de unión;

5. recoger un microcircuito;

6. mover el microcircuito hasta la zona de unión;

7. utilizar información fotográfica para ajustar la colocación a la posición de la zona actual;

8. colocar o depositar el microcircuito;

9. fotografiar el microcircuito para situar las almohadillas de unión;

10. mover el cabezal a la almohadilla de unión de microcircuitos;

11. presionar, hacer vibrar y soldar el hilo conductor a la almohadilla de unión;

12. levantar y mover el microcircuito hasta la almohadilla de unión del sustrato, arrastrar el hilo de vuelta a la unión de microcircuitos;

13. presionar y soldar dicha unión;

14. levantar y cortar el hilo; y

15. repetir las etapas 10 a 14 para cada conexión.

Por el contrario, la interconexión entre el microcircuito y el sustrato en el encapsulado de microcircuitos invertidos se realiza mediante salientes conductores de soldadura, los cuales se colocan directamente en la superficie del microcircuito. A continuación, se da la vuelta al microcircuito con salientes y se coloca orientado hacia abajo, con los salientes conectando eléctricamente al sustrato.

La unión de microcircuitos invertidos, un procedimiento del estado de la técnica actual, es caro debido a la necesidad de adaptar cada microcircuito a una zona de unión diminuta y cortada con precisión. Cuanto más pequeños son los microcircuitos, más difícil resulta cortar con precisión y preparar la zona de unión. No obstante, el procedimiento de unión de microcircuitos invertidos es un avance considerable respecto a la unión por hilo. Las etapas de un procedimiento de unión de microcircuitos invertidos normal incluyen:

1. hacer avanzar la cinta hasta la zona de unión siguiente;

2. parar;

3. fotografiar la zona de unión;

4. calcular la posición de unión;

5. recoger un microcircuito;

6. mover el microcircuito hasta la zona de unión;

7. utilizar información fotográfica para ajustar la colocación en la posición de la zona actual;

8. colocar el microcircuito;

9. hacer vibrar de manera ultrasónica el cabezal de colocación para soldar el microcircuito en su sitio; y

10. replegar el cabezal de colocación.

Las etapas 1 a 8 de cada uno de los anteriormente citados procedimientos de unión son sustancialmente iguales. La cinta se debe parar para situar el espacio conductor en el sustrato y colocar con precisión el CI. En los procedimientos de la técnica relacionada es necesario parar la cinta y medirla (por ejemplo, fotografiar la zona de unión, contener la posición de unión, utilizar información fotográfica para ajustar la colocación en la posición de la zona actual) , de manera que el microcircuito se pueda colocar con precisión, según se desee, adyacente al espacio y unir.

Se hizo un planteamiento para mejorar el procedimiento de unión de microcircuitos invertidos utilizando un sistema de recogida y colocación de varios cabezales. Sin embargo, dicho planteamiento creaba otros problemas, tales como que resultaba muy difícil alinear todos los cabezales para recoger y colocar individualmente los microcircuitos. Es decir, utilizando un sistema de recogida y colocación de varios cabezales, resultaba difícil recoger y colocar sistemáticamente todos los microcircuitos con precisión.

Durante la etapa 5 de los citados procedimientos de unión, se recoge el microcircuito, normalmente de una oblea de microcircuitos (por ejemplo, una oblea semiconductora) o estructura intermedia que retiene los microcircuitos una vez que se han constituido como una pluralidad de circuitos integrados en la oblea de microcircuitos. Por lo general, cada oblea de microcircuitos presenta varios cientos de microcircuitos o pastillas individuales constituidos en la misma. Cuando disminuyen las geometrías de integración y aumenta el tamaño de las obleas de microcircuitos, también aumenta la cantidad de pastillas de circuitos integrados constituidas en cada oblea. Una vez constituidos los microcircuitos o pastillas en la oblea de microcircuitos, se prueban los microcircuitos para determinar qué microcircuitos son funcionales y qué microcircuitos no son funcionales. En la mayoría de procedimientos de prueba, se sonda cada microcircuito o pastilla utilizando equipo de sonda muy costoso mientras los microcircuitos/pastillas siguen en forma de oblea, normalmente contactando cada almohadilla de unión de cada... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para transferir circuitos integrados a un sustrato, comprendiendo el procedimiento:

(a) hacer girar de manera continua una unidad giratoria (38) por etapas entre una base de oblea (26) y el sustrato (30) , incluyendo la base de oblea una membrana (42) que soporta los circuitos integrados (22) ;

(b) representar los circuitos integrados (22) sobre la base de oblea (26) tanto los circuitos integrados deseados como los circuitos integrados no deseados;

(c) seleccionar uno de los circuitos integrados deseados;

(d) alinear el circuito integrado seleccionado (22) con la unidad giratoria (38) que presenta elementos de recogida (50) colocados externamente alrededor de la unidad giratoria (38) ;

(e) coger el circuito integrado seleccionado (22) con uno de los elementos de recogida (50) de la unidad giratoria (38) ;

(f) mover el circuito integrado seleccionado (22) alrededor de la unidad giratoria que gira (38) por etapas hasta el sustrato (30) ; y

(g) colocar el circuito integrado seleccionado (22) sobre el sustrato (30) , caracterizado porque el sustrato (30) se mueve de manera continua en una primera dirección (32) ; y la etapa (e) de coger el circuito integrado seleccionado (22) incluye perforar la membrana (42) que soporta el circuito integrado seleccionado con uno de los elementos de recogida (50) de la unidad giratoria (38) y coger el circuito integrado seleccionado (22) a través de la membrana (42) de la base de oblea (26) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1, el cual comprende además seleccionar un segundo de los circuitos integrados (22) , alinear el segundo circuito integrado seleccionado con la unidad giratoria (38) , coger el segundo circuito integrado seleccionado de la base de oblea (26) con un segundo de los elementos de recogida (50) y colocar el segundo circuito integrado seleccionado (22) en el sustrato en movimiento continuo (30) adyacente al circuito integrado seleccionado colocado.

3. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, el cual comprende además alinear partes de contacto conductoras del circuito integrado seleccionado con una tira conductora (54) en el sustrato en movimiento continuo (30) y colocar las partes de contacto conductoras en comunicación conductora con la tira conductora (54) mientras el sustrato (30) se mueve de manera continua en la primera dirección.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, el cual comprende además crear un espacio conductor en la tira conductora entre las partes de contacto conductoras del circuito integrado seleccionado (22) .

5. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además: antes de la etapa (e) , acercar la base de oblea (26) hacia la unidad giratoria (38) ; y después de la etapa (e) , alejar la base de oblea (26) de la unidad giratoria (38) .

6. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 5, el cual comprende además: antes de la etapa (e) , acercar la unidad giratoria (38) hacia la base de oblea (26) ; y después de la etapa (e) , alejar la unidad giratoria (38) de la base de oblea (26) .

7. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, el cual comprende además: hacer girar de manera continua una segunda unidad giratoria (40) por etapas entre una segunda base de oblea

(28) y el sustrato en movimiento continuo (30) ; seleccionar un circuito integrado (24) de la segunda base de oblea (28) ; alinear el circuito integrado seleccionado (24) de la segunda base de oblea (28) con la segunda unidad giratoria

(40) que presenta elementos de recogida (52) colocados externamente alrededor de la segunda unidad giratoria;

coger el circuito integrado seleccionado (24) a través de la membrana (44) de la segunda base de oblea con uno de los elementos de recogida (52) de la segunda unidad giratoria (40) ;

mover el circuito integrado seleccionado (24) desde la segunda base de oblea (28) alrededor de la segunda unidad giratoria (40) hasta el sustrato en movimiento continuo (30) ; y colocar el circuito integrado seleccionado (24) desde la segunda base de oblea (28) sobre el sustrato en movimiento continuo adyacente y alineado con el circuito integrado seleccionado (22) de la primera base de oblea (26) .

8. Un dispositivo para transferir circuitos integrados predeterminados (22) , que comprende:

una base de oblea (26) que presenta una pluralidad de circuitos integrados (22) marcados como circuitos integrados deseados o circuitos integrados no deseados, en el cual dicha base de oblea (26) incluye una membrana (42) que soporta los circuitos integrados (22) ;

un sustrato (30) , por lo general, debajo de dicha base de oblea (26) ; y una unidad giratoria (38) adaptada para girar de manera continua por etapas entre dicha base de oblea (26) y dicho sustrato (30) , incluyendo dicha unidad giratoria (38) elementos de recogida (50) distribuidos alrededor de la periferia de dicha unidad giratoria (38) , estando adaptado cada uno de los elementos de recogida (50) para recoger un respectivo circuito integrado deseado (22) , retener el respectivo circuito integrado deseado (22) mientras gira dicha unidad giratoria y liberar el respectivo circuito integrado deseado sobre dicho sustrato (30) ,

caracterizado porque dicho sustrato (30) está adaptado para moverse de manera continua en una primera dirección (32) ; y dichos elementos de recogida (50) están adaptados para perforar la membrana (42) adyacente al respectivo circuito integrado deseado (22) para recoger el respectivo circuito integrado deseado a través de la membrana (42) de la base de oblea.

9. El dispositivo de la reivindicación 8, en el cual dicho sustrato (30) incluye una tira conductora (54) y la unidad giratoria coloca el respectivo circuito integrado deseado (22) sobre la tira conductora (54) mientras dicho sustrato (30) se mueve en la primera dirección (32) .

10. El dispositivo de la reivindicación 8 ó 9, el cual comprende además una segunda base de oblea (28) la cual presenta una pluralidad de circuitos integrados (24) marcados como circuitos integrados deseados o circuitos integrados no deseados y una segunda unidad giratoria (40) la cual gira en un movimiento por etapas entre la segunda base de oblea (28) y el sustrato en movimiento continuo (30) , incluyendo dicha segunda unidad giratoria (40) elementos de recogida (52) distribuidos alrededor de la periferia de dicha segunda unidad giratoria (40) , estando adaptado cada uno de los elementos de recogida (52) para recoger un respectivo circuito integrado deseado (24) , retener el respectivo circuito integrado deseado mientras gira la segunda unidad giratoria (40) y liberar el respectivo circuito integrado deseado (24) sobre el sustrato en movimiento continuo (30) adyacente al respectivo circuito integrado deseado (22) liberado por la primera unidad giratoria (38) .

11. El dispositivo de una de las reivindicaciones 8 a 10, el cual comprende además una unidad de posicionamiento

(34) acoplada a dicha base de oblea (26) , teniendo dicha unidad de posicionamiento (34) el control de posicionamiento de dicha base de oblea para acercar dicha base de oblea a dicha unidad giratoria (38) para permitir el contacto entre dicha base de oblea (26) y dichos elementos de recogida (50) , de manera que dichos elementos de recogida (50) puedan recoger los respectivos circuitos integrados deseados (22) , teniendo, asimismo, dicha unidad de posicionamiento (34) el control de posicionamiento de dicha base de oblea (26) para alejar dicha base de oblea de dicha unidad giratoria (38) para impedir el contacto entre los respectivos circuitos integrados deseados (22) recogidos por dicho elemento de recogida (50) y circuitos integrados adyacentes sobre dicha base de oblea (26) .

DOCUMENTOS INDICADOS EN LA DESCRIPCIÓN

En la lista de documentos indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Documentos de patente indicados en la descripción

• US 5708419 A, Isaacson [ 0005] • US 20040154161 A1 [ 0013]

• US 4915565 A [ 0013] • DE 10214347 A1 [ 0013]

• WO 2004064124 A1