專利名稱：制造至少兩個微電子芯片的組件的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造至少兩個微電子芯片的組件的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前存在將微電子芯片相互機(jī)械并且電氣連接的許多技術(shù)。傳統(tǒng)技術(shù)包 括一旦芯片已經(jīng)形成在襯底上并通過鋸切分離，則在芯片之間進(jìn)行剛性機(jī)械 連接。然后，在形成保護(hù)涂層之前，電連接固定在剛性支撐體上的芯片。當(dāng) 芯片的連接極其復(fù)雜時，通常使用包括在剛性支撐體上進(jìn)行連接的該第一方 法。然而，該方法具有使用了尤其不適合在柔性結(jié)構(gòu)中集成的剛性機(jī)械支撐 體的主要缺點(diǎn)。
在文獻(xiàn)WO-A-02/084617中描述的第二方法包括在一組纖維或線狀元件 上集成芯片以形成器件?？赏ㄟ^涂覆實(shí)現(xiàn)在纖維中集成芯片。不同的芯片可 以通過還能夠涂覆或集成在纖維自身中的導(dǎo)電細(xì)線相互連接。然而，該文獻(xiàn) 沒有指出在不同的芯片之間導(dǎo)電材料的細(xì)線的固定和纖維上的涂敷如何進(jìn) 行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以高生產(chǎn)率制造微電子芯片組件的方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過所附的權(quán)利要求實(shí)現(xiàn)，尤其是通過如下事實(shí)實(shí)現(xiàn)該目 的在晶片上制作所述芯片，并且每個芯片包括通過側(cè)面連接的兩個平行主 面，至少一個側(cè)面包括至少一個凹槽，所述方法包括以下連續(xù)步驟
-將晶片粘附到柔性膜上，
-裁切芯片，
-在至少一個芯片的至少一個凹槽附近形變?nèi)嵝阅ひ允拱疾垡走M(jìn)入， -在所述芯片的所述凹槽中嵌入線狀元件，排列在插入?yún)^(qū)域中，以及 -在移除區(qū)域中，從柔性膜移除芯片。
沖艮據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)，通過在入口或出口，彎折所述凹槽附近的柔性膜，進(jìn)行位于輸入?yún)^(qū)域的下行路線的膜的形變。
通過使得至少在輸入?yún)^(qū)域中的膜拉伸的牽引力的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)的膜的形變。
本發(fā)明還涉及一種用于制造至少兩個微電子芯片的組件的設(shè)備，所述芯 片制作在晶片上，并且每個芯片包含兩個通過側(cè)面連接的平行主面，至少一
個側(cè)面包括至少一個凹槽，所述設(shè)備包括 -將晶片粘附到柔性膜上的裝置， -裁切所述芯片的裝置，
-在至少一個芯片的至少 一個凹槽附近形變?nèi)嵝阅な拱疾垡子诮咏?裝置，
- 在排列于插入?yún)^(qū)域中的所述芯片的所述凹槽中嵌入線狀元件的裝 置，以及
-從移除區(qū)域中的柔性膜移除芯片的裝置。


從如下僅作為非限定的例子給出的并在附圖中表示出的本發(fā)明具體實(shí) 施例的說明，其他優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將變得更加清晰明顯，其中
圖1到6代表根據(jù)本發(fā)明能夠用于形成菊鏈(daisy chain)芯片的兩個 可選實(shí)施例。
圖7到8示出根據(jù)本發(fā)生產(chǎn)芯片的菊鏈的不同步驟。 圖9到11示出組裝方法的第一實(shí)施方式不同變體。 圖12到13示出組裝方法的第二實(shí)施方式的兩個變體。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用國際專利申請PCT/FR2007/001034中描述的微電子芯片類 型，該國際專利申請要求2006年8月29日申請的法國專利申請第0607588 的優(yōu)先權(quán)。使用這些芯片構(gòu)成菊鏈形式的組件。如圖l所示，微電子芯片包 括至少一個微電子元件4。微電子芯片具有由形成在芯片邊緣的側(cè)面2連接 的兩個平;f于的主面la和lb。側(cè)面2的凄t量可以改變并且依賴于主面la和 lb輪廓的形狀。至少一個側(cè)面包括至少一個凹槽3，其優(yōu)選地平行于主面la 和lb。以能夠插入線狀形式元件的方式確定該凹槽的尺寸。如圖2所示，芯片7可以有兩個分別制作在兩個相對側(cè)面上的凹槽3。 每個凹槽分別能夠插入線狀形式元件。
一個微電子元件4和一個對立板的組件的形式。間隙物的寬度小于所述芯片 的寬度，使得在間隙物5的每一側(cè)上能夠獲得一個凹槽3 (圖1 )或是兩個 凹槽3 (圖2 )。
一旦線狀元件嵌入凹槽中，各個芯片的每個凹槽可以為傾斜的，而線狀 元件的軸線則保持基本上平行于主面。
可以通過加力執(zhí)行線狀元件的嵌入，然后機(jī)械地保持所述元件在適當(dāng)?shù)?位置，或者通過簡單的插入執(zhí)行線狀元件的嵌入，其后通過在所述凹槽中粘 附線狀元件來執(zhí)行固定。
根據(jù)圖3和4中所示的芯片的可選實(shí)施例，當(dāng)插入線狀元件17時，芯 片7的凹槽可彈性形變。然后，通過柔性回復(fù)，凹槽壓緊線狀元件17，則線 狀元件17被嵌在凹槽3中。有利地，凹槽3可以在其兩個縱向末端包括突 出元件18,以易于插入線狀元件并防止線狀元件松動。
優(yōu)選地，通過承載線的探針9將線狀元件引導(dǎo)入到芯片7的凹槽中，探 針9將線狀元件17引導(dǎo)入到凹槽中和/或在線狀元件17上施加壓力以迫使線 狀元件17插入到凹槽3中。線狀元件的嵌入可能需要一定的空間，并且因 此需要使對于凹槽的接近足夠大以使承載線的探針或插入線狀元件的任何 其他裝置通過。
可以通過焊接(soldering )、粘附或者沉積聚合物而將線狀元件嵌入到芯 片7的凹槽。圖5對應(yīng)于芯片7的俯視圖，如圖5所示的例子，通過承載線 的探針9將線狀元件插入凹槽3,并且然后注射器19向凹槽中沉積膠或聚合 物以將線狀元件17凹密封在凹槽中。
芯片的凹槽可以是導(dǎo)電的，使得當(dāng)本身導(dǎo)電的線狀元件與凹槽電接觸 時，能夠向芯片供電或作為數(shù)據(jù)總線。出于舉例的目的，圖6所示的芯片， 其凹槽包括至少一個在凹槽3的至少一部分或全部上延伸的電連接焊盤20 (例如凸塊)。然后，線狀元件17可與焊盤20電接觸。
為了優(yōu)化焊盤與線狀元件之間的接觸，線狀元件可以經(jīng)歷電解或密封在 導(dǎo)電膠或聚合物中。
根據(jù)可選實(shí)施例(未示出)，線狀元件可以部分地插入到凹槽中，并且僅連接兩個相鄰芯片，通過另一個線狀元件執(zhí)行與另一個芯片連接。
如圖7所示，如上所述的微電子芯片7并排制作在硅晶片6上。為了制 作芯片的菊鏈，如圖7至13中所示，制造如上所述的至少兩個微電子芯片 組件的方法包括以下連續(xù)步驟
-將其上制作有芯片7的硅晶片6粘附到柔性膜8上，可以在晶片上 制作芯片之前或之后，粘附膜，
-優(yōu)選地，裁切最初以管芯矩陣形式制作在晶片6上的芯片，但仍舊 通過它們所粘附的柔性膜8保持彼此的機(jī)械連接?？梢杂萌魏魏线m的方法， 例如鋸切或者等離子體蝕刻來執(zhí)行該裁切，
畫在至少一個芯片的至少一個凹槽3附近形變?nèi)嵝阅?以使凹槽3可 進(jìn)入，
-將至少一個線狀元件17嵌入到排列在插入?yún)^(qū)域12中的所述芯片的 所述凹槽3中，以及
-在移除區(qū)域13中，從柔性膜8移除芯片(例如，卸下芯片)。 可重復(fù)最后三步驟直至菊鏈具有所需長度。 才艮據(jù)改進(jìn)，插入和移除區(qū)域都是相同的。 柔性膜可以是聚合物膜。
才艮據(jù)圖9至11中所示的實(shí)施例，形變包括在插入?yún)^(qū)域12的水平，彎折 柔性膜，從而允許進(jìn)入凹槽。因此，通過在鄰近溝槽區(qū)域彎折柔性膜8來執(zhí) 行位于輸入?yún)^(qū)域10的下行線的柔性膜的形變。
在圖9所示的可選實(shí)施例中，每個芯片包括排列在由箭頭Fl指示的柔 性膜8行進(jìn)方向下行線上的凹槽3。為了使線狀元件能夠插入到兩個相鄰芯 片的凹槽中，形變包括在凹槽3的水平，彎折柔性膜8，從而通過柔性膜的 彎折使第一芯片在嵌入?yún)^(qū)域12的出口擺動，由此為隨后放置在插入?yún)^(qū)域12 中的第二芯片7的凹槽3留下自由路徑。然后，在插入?yún)^(qū)域12的位于通過 膜8在插入?yún)^(qū)域12的出口的彎折所形成的斷裂的位置，將線狀元件17插入 到凹槽3中。 一旦線狀元件17已經(jīng)插入，柔性膜8前進(jìn)以將位于插入?yún)^(qū)域 12中的芯片移動到移除區(qū)域并將下一個芯片移動到插入?yún)^(qū)域12上，等等。 在圖9所示的特定實(shí)施例中，在插入?yún)^(qū)域12的出口，膜8在相對于芯片的 行進(jìn)方向制作了略微超過90度的角。
根據(jù)圖IO所示的可選實(shí)施例，每個芯片包括在所述芯片的沿著所述柔性膜行進(jìn)方向(由箭頭Fl指示)的上行路線側(cè)上的凹槽。在該可選實(shí)施例 中，插入?yún)^(qū)域12相對于輸入?yún)^(qū)域10傾斜。柔性膜在插入?yún)^(qū)域12的入口處 彎折。因此，使其內(nèi)插入線狀元件的芯片7向插入?yún)^(qū)域擺動，釋放凹槽3并 使線狀元件17能夠插入。然后，柔性膜8前進(jìn)以將下一芯片移動到插入?yún)^(qū) 域12,并且可將在其內(nèi)插入線狀元件的芯片移動到移除區(qū)域內(nèi)(未示出)或 是在新的芯片取代它的位置之前從嵌入?yún)^(qū)域12的水平(level)卸下。
才艮據(jù)圖11所示的可選實(shí)施例，每個芯片包括在兩相對側(cè)面上的兩個凹 槽，在柔性膜8的所述行進(jìn)方向上， 一凹槽位于上行路線和第二凹槽位于下 行路線。在該可選實(shí)施例中，插入?yún)^(qū)域12相對于輸入?yún)^(qū)域IO傾斜。因此， 其內(nèi)插入兩個線狀元件的芯片7向插入?yún)^(qū)域擺動，釋放兩個凹槽3并使線狀 元件17能夠插入到兩個凹槽中。因此，在嵌入?yún)^(qū)域12的入口處彎折柔性膜 8。在芯片傳輸?shù)讲迦雲(yún)^(qū)域12之前，優(yōu)選地，卸下先前的芯片，使得位于芯 片的行進(jìn)方向上的下行路線的凹槽空閑。芯片可以在插入?yún)^(qū)域12中卸下(因 此，插入?yún)^(qū)域12和移除區(qū)域相同)。還可以當(dāng)下一芯片到達(dá)插入?yún)^(qū)域12時， 將位于插入?yún)^(qū)域12中的芯片移動到位于下行路線的移除區(qū)域，以使位于所 述芯片的行進(jìn)方向上的下行路線的凹槽空閑。
為了增加芯片的組裝速度，該實(shí)施例可應(yīng)用于不止一個芯片，而且可應(yīng) 用于一排芯片，每排芯片連續(xù)地從一個區(qū)域移動到另一區(qū)域。還可以將使用 一排芯片應(yīng)用到所有實(shí)施例中。
在圖12和13所示的第二實(shí)施例中，通過牽引來給柔性膜8施加應(yīng)力， 實(shí)現(xiàn)柔性膜8的形變，導(dǎo)致柔性膜至少在輸入?yún)^(qū)域10中被拉伸。 一旦柔性 膜8當(dāng)在輸入?yún)^(qū)域10中經(jīng)過時被拉伸(圖7中的箭頭方向)，在插入?yún)^(qū)域12 的水平，兩個相鄰芯片間的間距足夠允許線狀元件和/或承載線的探針9通 過。因此，形變區(qū)域?qū)?yīng)于芯片的輸入?yún)^(qū)域10至插入?yún)^(qū)域12。
柔性膜8可以是在承受預(yù)設(shè)的溫度時能夠拉伸百分之幾十的聚合物膜。 因此，可以通過牽引和/或加熱到使其能夠拉伸的溫度來給聚合物膜施加應(yīng) 力。在裁切芯片之后，這樣的膜能夠在芯片之間產(chǎn)生幾毫米的間距。例如， 可以將施加應(yīng)力的膜移動到一個加熱板11上，優(yōu)選地溫度在80。C和150°C 之間，在給定溫度下施加的應(yīng)力能夠在凹槽的水平使得芯片相互分開。該間 隔有助于承載線的探針9進(jìn)入凹槽，承載線的探針9協(xié)助將線狀元件17插 入凹槽。
8如圖12所示，其上粘附有已裁切芯片7的晶片的柔性膜8連續(xù)地經(jīng)過 至少兩個不同的區(qū)域，形成能夠增速菊鏈生產(chǎn)率的生產(chǎn)鏈。因此，首先將柔 性膜移動到可包括加熱板11的輸入?yún)^(qū)域10。如果需要，該板11將膜8加熱 到其拉伸溫度以在芯片之間產(chǎn)生間距。當(dāng)膜移入輸入?yún)^(qū)域10中時，所述間 隔變得更大(例如從A變?yōu)锳，)。然后，將膜8移入凹槽中線狀元件17的 插入?yún)^(qū)域12,以及最終到移除區(qū)域(未示出)以移除形成菊鏈的芯片7。移 除區(qū)域可以與插入?yún)^(qū)域相同。
根據(jù)圖13所示的可選實(shí)施例，插入?yún)^(qū)域12包括支撐表面14。有利地， 該表面14與加熱板11不在同一平面內(nèi)，以在如果拉伸不足以允許承載線的 探針9通過時，有助于承載線的探針9通過。在由加熱板11和表面14分別 形成的平面的交叉點(diǎn)形成凹角，該角優(yōu)選地為嚴(yán)格大于180度并嚴(yán)格小于 360度。該配置有助于承載線的探針9的移動以及在每個芯片的凹槽中插入 線狀元件17。
根據(jù)該第二實(shí)施例及其變體，通過在每個基本步驟中，不再一次僅增加 單個芯片，而是一排芯片，可以增速菊鏈生產(chǎn)率。為此，所述晶片包括多個 基本上彼此平行的芯片，并且每排芯片連續(xù)地從輸入?yún)^(qū)域10到嵌入?yún)^(qū)域12 經(jīng)過然后到移除區(qū)域13通過。在移除區(qū)域13中，在菊鏈上的簡單牽引可足 以卸下芯片。
根據(jù)適用于不同實(shí)施例的改進(jìn)，通過在移除區(qū)域13中使用工具15 (圖 13) P爭低芯片7或者芯片排與膜8之間粘附表面，提高了每一芯片7或者每 排芯片的移除。該工具15可以是刀片或者尖端形式，在每一芯片的中央?yún)^(qū) 域施加壓力，而膜8通過移動膜來移動。在圖13中為了便于舉例的目的， 將其上壓著膜8的輥16布置在移除區(qū)域13的出口處，并且能夠使工具15 減少芯片粘附到膜的表面，以使芯片容易被移除。
雖然移動膜的裝置使膜能夠通過牽引而被施加應(yīng)力，根據(jù)圖13中所示 的所述第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，但在輸入?yún)^(qū)域IO、插入?yún)^(qū)域12和移除區(qū)域13中， 牽引力基本上保持不變。當(dāng)膜通過加熱板11或者單純的被牽引拉伸時，牽 引力能夠在輸入?yún)^(qū)域10中使得獲得的間距從A到A，。
在移除步驟之后，菊鏈的空閑部分可以跟隨使得能夠進(jìn)行各種處理操作 的路徑，例如加強(qiáng)線狀元件與芯片之間的連接的電解、或者涂敷膠，聚合物 等。每個連接所述芯片以形成菊鏈的線狀元件17可具有幾微米的直徑，優(yōu) 選地在lOpm和300(im之間，適合芯片凹槽的尺寸。線狀元件17可以是金 屬，優(yōu)選地由銀、金等類型至少一種的金屬導(dǎo)體形成。有利地，線狀元件還 可以為由其中至少一個是導(dǎo)電的幾個基線構(gòu)成的股的形式。然后，芯片的凹 槽可以作為電連接端子、數(shù)據(jù)總線等。
另外，芯片還可以在它們的頂部和/或底部的表面集成連接區(qū)域，從而增 加可能連接的數(shù)量，或當(dāng)以菊鏈的形式組件時提高它們的機(jī)械強(qiáng)度。
線狀元件可以是貢獻(xiàn)于機(jī)械強(qiáng)度的聚合物絕緣線，或涂敷有導(dǎo)電材料的 紡織纖維。
線狀元件可是中空的，從而使流體，優(yōu)選的為液體或氣體能夠在由線的 內(nèi)徑形成的通道中流動。通道內(nèi)流體的流動例如可以對形成菊鏈的多個芯片 進(jìn)行冷卻。散熱系統(tǒng)的使用則使得在菊鏈中能夠集成在更高的頻率下工作 的、更復(fù)雜的芯片。
根據(jù)上述方法獲得的菊鏈微電子芯片特別地使得多個芯片能夠執(zhí)行精 確的共同功能或與織物相關(guān)的特別功能。芯片可以是RFID (射頻識別)型， 連接它們的金屬線則能夠作為天線，特別是提供電源。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。特別地，可以連接來自不同襯底的不同類 型芯片。
一種制造一個晶片上生產(chǎn)的至少兩個微電子芯片的組件的裝置，每個芯 片7包括通過側(cè)面2連接的兩個平行主面la和lb。至少一個側(cè)面2包括至 少一個凹槽3，所述裝置包括
-將晶片6粘附到柔性膜8上的裝置，
-裁切所述芯片7的裝置，
-在至少一個芯片的至少一個凹槽附近形變所述柔性膜使所述凹槽容 易接近的裝置，
-在所述芯片的所述凹槽3內(nèi)插入線狀元件17的裝置，以及 -在移除區(qū)域中，從所述柔性膜移除所述芯片的裝置，所述線狀元件 被嵌入到所述芯片中。
權(quán)利要求
1.一種制造至少兩個微電子芯片的組件的方法，其特征在于在晶片(6)上制造所述芯片，并且每個芯片(7)包括通過側(cè)面(2)連接的兩個平行的主面(1a，1b)，至少一個所述側(cè)面(2)包括至少一個凹槽(3)，所述方法包括以下連續(xù)步驟-將晶片(6)粘附到柔性膜(8)上，-裁切所述芯片(7)，-在至少一個芯片的至少一個凹槽附近形變所述柔性膜使所述凹槽(3)易于接近，-在排列在插入?yún)^(qū)域(12)中的所述芯片的所述凹槽(3)內(nèi)嵌入線狀元件(17)，以及-在移除區(qū)域(13)中從所述柔性膜移除所述芯片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過彎折接近所述凹槽的 所述柔性膜來實(shí)現(xiàn)位于輸入?yún)^(qū)域(10)下行路線的所述膜(8)的形變。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述插入?yún)^(qū)域(12)的 入口彎折所述膜(8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述插入?yún)^(qū)域(12)的 出口彎折所述柔性膜(8)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過使得至少在輸入?yún)^(qū)域 (10)中的所述膜(8) 4fc拉伸的牽引力的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)所述膜(8)的形變。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述輸入?yún)^(qū)域(10)配置 有加熱板(11)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述 插入?yún)^(qū)域(12)和移除區(qū)域(13)相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述 柔性膜(8 )是聚合物膜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，每個 芯片(7)包括分別設(shè)置在兩個相對側(cè)面(2)上的兩個凹槽(3)，通過兩 條線連接兩個相鄰芯片，通過承載線的探針(9)將所述線插入到所述凹槽 (3)中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，晶 片由多排芯片形成，每排從一個區(qū)域連續(xù)地通過至另一區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所 述移除區(qū)域(13)包括由刀片或者至少一尖端形成的移除工具(15)。
12. —種制造至少兩個微電子芯片的組件的設(shè)備，其特征在于在晶片 (6)上制作所述芯片，并且每個芯片(7)包括通過側(cè)面(2)連接的兩個平 行的主面(la， lb)，至少一個所述側(cè)面(2)包括至少一個凹槽(3),所 述裝置包括-將晶片(6)粘附到柔性膜(8)上的裝置， -裁切所述芯片(7)的裝置，-在至少一個芯片的至少一個凹槽附近彎折所述柔性膜使所述凹槽易 于接近的裝置，-在排列于插入?yún)^(qū)域(12)中的所述芯片的所述凹槽(3)中嵌入線狀 元件(17)的裝置，以及-在移除區(qū)域中從所述柔性膜移除所述芯片的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了制造至少兩個微電子芯片的組件的方法及設(shè)備。所述方法能夠形成最初形成在晶片(6)上的芯片(7)的組件。每個芯片包括通過側(cè)面(2)連接的兩個平行的主面。至少一個所述側(cè)面包括至少一個用于容納線狀元件(17)的凹槽(3)。首先，將所述晶片粘附到柔性膜(8)上，然后裁切出所述芯片。然后形變所述膜，以使所述芯片(7)相互分離，并使所述凹槽(3)易于接近。然后，通過至少一個線狀元件(17)連接所述芯片(7)來形成菊鏈，通過在所述芯片的所述凹槽(3)中插入線來使每個芯片插入到所述菊鏈中，然后，從所述形變膜(8)移除所述芯片(7)。
文檔編號H01L21/60GK101527269SQ20091013461
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者多米尼克·維卡德, 布魯諾·莫里, 讓·布龍, 貝努瓦·勒平 申請人:原子能委員會