用于制造至少包含一个装在底座上的芯片的器件的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种器件的制造方法，此器件包含与至少一个微电路芯片（６）（例如芯片卡）相连的底座（２）。本发明专利技术的特征是，该芯片或每个芯片的制造包括以下各步骤：首先，给上述芯片提供一个组件，该组件包含一个通过与衬底（８）结合第一表面（６ｂ）支持的薄芯片（６），且在相反的第二表面（６ａ）上有至少一个焊接垫（１２）；在底座的一个表面（２ａ）上形成一个通信接口（４），该组件包含至少一个与上述芯片相连的连接元件（４ｂ）；然后依次将包括芯片（６）和衬底（８）构成的组件放在通信接口上，使得有至少一个芯片焊接垫（１２）靠接在通信接口的相应连接元件（４ｂ；２４ａ；２４ｂ）上；将每个焊接垫与和它相应的连接元件连在一起；并将衬底（８）从芯片的第一表面（６ｂ）去掉。这种方法能很方便地利用ＳＯＩ芯片工艺。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包含一个安装在底座上的微电路的器件的制造方法，例如制造一个智能卡的方法。在某些领域(包括智能卡领域)，需要实现将一个微电路或芯片安装在一个比较薄且挠性的底座上。在智能卡的情况下，一方面要求不因芯片的存在而使卡的厚度过大，以致超出国际标准规定的允许值(目前为50μm)，另一方面要求即使当卡受到比较大的弯曲和扭曲应力时，芯片的安装也要充分固定以实现长期使用。通常为了避免厚度过大而将芯片置于一个为此目的而设在底座层内的空腔内。附图说明图1是将芯片6装在底座2上以构成一块智能卡的一个众所周知实例的示意图。芯片6几乎全部容纳在空腔3内，使得它的厚度包含在底座2的厚度之内。在芯片6朝空腔3外面的表面边缘有一组连接垫5。这些垫5通过引线9与底座上的相应接点7相连。接点7可以设在空腔的底部，或如图中所示，在设于空腔附近一个下凹区域11的中间平台上。这些接点7又与接触面13电气相连，接触面与读卡器作欧姆连接。这些接触面13完全容纳在凹区11内，因而它们的厚度也包括在底座2的厚度之内。为了保护这个整体，用防护材料15做成一个涂层，覆盖由腔体3，引线9及接触面13的内侧的一部分所占据的全部区域。上述传统技术有几个缺点。首先，该操作包括将芯片6的连接垫5电连接至接点7需要采用很细而易损坏的引线9，这造成了一些脆弱点。另外，将这些引线9焊起来的操作需要用大量的工具和不少时间。还有，空腔的形成需要机械加工，这不但费钱，而且使卡的强度减弱。基于这些问题，本专利申请者提出了一种将至少一个有源电路(例如一个芯片)安装在一个底座上的方法，它不需要在底座上做出一个空腔，而同时又不会使厚度超出允许范围。为此，本专利技术提出了一种将很薄的结合在衬底上的芯片连到底座上的方法。这类芯片具有特别的厚度，因而具有一定程度的机械挠度。芯片在制造阶段被结合在一个衬底上，衬底除了有其它一些用途外，还能加强芯片在各个制造阶段的刚性。目前市场上有用这种工艺制造的芯片，称为SOI(去绝缘体上的外延硅)，其总厚度(有效表面的衬底加上连接点的厚度)约为10微米。这方面我们参考了公开的专利文件WO-A-98/02921，此文件披露了制造这种芯片的工艺。然而，在要把芯片连到底座上的情形下，SOI工艺就特别复杂。当前所用的这种工艺要通过将薄芯片从它的加强衬底上取出的步骤，以将它放置并连接在底座的连接点上。问题是一方面要从其衬底上将芯片取出，另一方面还要操作裸露的芯片，以便将它固定到最后的底座上。为解决此问题，本专利技术提出了一种用于制造具有一个与至少与一块芯片形状的微电路相连的底座的器件的方法，其特征在于它包含用于芯片的以下各步骤-在开始为上述芯片提供一个组件，该组件包含一个很薄的芯片，此芯片由固定于衬底上的第一面支持，且在相反的第二面上有至少一个连接垫；-在底座的一面上制成一个通信接口，它有至少一个单元与上述芯片相连接；-将上述包含芯片和衬底的组件紧靠在通信接口上，使芯片上的每个垫处在通信接口的相应连接元件上；-将每个垫与它相应的连接元件相连；-从上述芯片的第一面将上述衬底取下。因此，本专利技术可以在保持初始衬底的情况下操作由SOI工艺制成的芯片。当把芯片连到底座的连接元件时，此衬底很显然被保留。这样就把在安装过程中损坏芯片的风险降至最小。当希望通过把薄的衬底与薄的底座相连而保持所允许的器件厚度的优势时，采用本专利技术的方法特别有效。因此，本专利技术的方法允许一个或几个薄的芯片组件直接装在底座表面上，从而得到有用的薄电路，而不需要在底座上开一个空腔。在一种优选实施例中，可以把通信接口做在位于底座的所述面整个平面的一部分表面上，也就是说，通信接口是从底座表面突起的，因而不需要象图1所示的那样做出一个凹坑。这样就可以制成的一个器件(如智能卡)，该器件中所有连接到底座的元件(通信接口和芯片)都在一个表面上。这是因为本专利技术可以采用非常薄的芯片，从而可以使形成通信接口的金属化层具有可接受的足够厚度。对于智能卡的情形，此通信接口可包括一些接触面，使得卡与“接触”型的读卡器可以相连。为了构成一个“无触点”型卡，也可以把通信接口电连接到一个集成在卡上的天线上，这时它与芯片的信号交换或许还有电源供给是通过天线用无线电实现的。最好将每个垫与和它对应的连接元件用激光束焊接连起来。显然可根据本专利技术布置激光束，使得它穿过衬底和芯片的组件的衬底。换言之，芯片上的焊接垫(例如小凸起)是通过衬底受到照射的。在这方面应该注意，在SOI工艺中常用的衬底(一般都做在玻璃上)对于激光焊所用的波长通常而言是透明的。芯片本身在预计的厚度下也是透明的。在本专利技术的一个优选实施方案中，激光束是通过多个光路传送的，每个指向芯片上的一个相应焊接垫。这样，在芯片上可以同时有几个焊点进行焊接，从而节省了加工时间。最好每个光路通过一个光纤来产生。例如，可以把各个光路集成到一个装置内，由它将芯片定位和/或支撑在底座的通信接口的位置上。根据一种实施方案，每个焊接垫是一种在激光束作用下会熔化的金属合金制成的，和/或将要与相应的垫连接的连接元件的一部分是由在激光束照射下熔化的材料制成的。而且，根据所用的焊接垫和连接元件的材料，本专利技术也可以采用其它的方法将芯片与和它相应的连接元件连起来，例如-用热焊方法，或者-用超声焊接。当把芯片固定在它的底座时，在将衬底取走后还可以进行把一层防护层沉积在芯片上的步骤。本专利技术还涉及一种带集成电路芯片的器件(如智能卡，标竿等)，该器件有一个带通信接口的底座，其中包含与芯片焊接垫相连的连接元件。此器件的特征是芯片的正面对着底座，其垫直接与通信接口的连接元件相连；芯片置于底座表面之上，且连接元件及带焊接垫的芯片的厚度小于50微米。本专利技术的其它一些优点和特征可以参考附图阅读几个优选实施例而更清楚地了解，这些例子仅仅是作为示例而不是局限于此，附图中图1在正面已经描述过，这个剖面图表示根据已有技术将芯片安装在底座中的空腔内的情形；图2a是一个包含通信接口的智能卡底座的局部平面视图；图2b是沿图2a中II-II’轴线的剖视图；图3a是包含一个按照SOI“倒装芯片”工艺焊接到衬底上的芯片组件的剖视图；图3b是一个基片在切开前的平面视图，此基片包含一组为图3a的组件；图4是图3a的组件装在底座上的剖面图；图5表示将图3a的组件焊接到底座上的工序；图6表示按图5的一种变体方式将图3a的组件焊到底座上的工序；图7是按照本专利技术的一种实施例中方法的最后一个器件的局部剖视图，此器件包含一个安装在底座上的芯片；图8是一个带通信接口的底座的局部平面视图，此底座将用于制造无触点智能卡；图9是沿图8的IIX-IIX’轴线的剖视图，表示按照SOI“倒装芯片”工艺，将一个带与衬底结合芯片的组件固定到底座上的工序。图2a示出一个底座2，在本例中它由一块塑料卡制成，将按照已有的尺寸标准(如ISO 7810)制成一张智能卡。为此目的，在用来容纳一个微电路(以后把它称为一个“芯片”)的底座区域上做有一组垫块，由它们形成或连着一个通信接口4。此通信接口4根据不同情况可用作-将芯片的输入和输出与外部(特别是读卡器)相连；和/或-提供芯片和设在底座上的元件间所需的相互联结。这些元件可以是一个与底座2做成一体的天线，以形成一个所谓的“无触点卡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造包含与至少一个芯片（６）形式的微电路相连的底座（２）的器件的方法，其特征在于，一个或数个芯片的制造包括以下步骤： － 首先为该芯片提供一个组件，该组件包含一个由固定在衬底（８）的第一面（６ｂ）支持的薄芯片（６），且在相反的第二面（６ａ）上有至少一个焊接垫（１２）； － 在底座上的一面（２ａ）制成一个通信接口（４），该通信接口有至少一个元件（４ｂ）用来与该芯片相连； － 将包含芯片（６）和衬底（８）的组件设置在通信接口上，使得芯片上有至少一个的焊接垫（１２）位于通信接口的一个相应连接元件（４ｂ；２ａ，２ｂ）上； － 将一个或几个垫和与之相应的连接元件相连； － 将所述衬底（８）从芯片的所述第一面（６ｂ）上取走。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B卡尔瓦斯，P帕特里斯，JC菲达尔戈，
申请(专利权)人：格姆普拉斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]