RFID电子标签制造封装工艺

别妄想泡我
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2021年02月08日 17:35
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2021年2月8日发(作者:揪)




RFID


电子标签制造封装工艺



和可靠性研究



深圳市惠田实业有限公司



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一、目的和意义



< br>电子标签已经成为


RFID


工业的主要焦点




实现低成本、大批量、高可靠性地制造电子标签 是



推广


RFID

产品应用的关键技术之一




针对


RFID


标签制造中核心的封装工艺开展研究,



以各向异性导电胶实现


RFID

芯片与天线基板的快



速倒装互连,并进行工艺可靠性研究,以实现标签



低成本高可靠性的制造要求,最终提出优化的



RFID


标签封装制造工艺,构建


RFID

< p>
标签示范生产



线,提高国内

RFID


标签的制造水平,推动电子标



签在国内的普及



2 / 24




二、电子标签的结构剖析图



IC or microprocessor


RFID


Tag


antenna


3 / 24




三、电子标签的封装



典型工艺流程图:



芯片



基板



凸点制作



芯片贴装



天线制作



测试



标签



Inlay


层压



冲裁



RFID


标签



第一次封装



第二次封装



4 / 24




包含两次封装:



不管


RFID


电子标签的形态千变万化,其封装制造工艺过程都包

< br>


含


两次封装


:



1


、分别在


RFID

< br>芯片上制作凸点,基板材料上制作天线,然后封装芯片



实现芯片和基板天线的互连,经检验合格后制成


RFID


标签内 核层



(


Inlay

< br>),至此完成


RFID


标签的第一次封装;



第一次封装的另一种方法:


Alien Technology


、



Philips


首先采用的



芯片引线框架法安放在引线框架上的微小芯片通过引线框架把它的



引脚延伸出来,使其外形尺寸更有利于高速组装(芯片



0.8


×


0.8mm


芯片引线框架


10


×


10mm


2 2


)由于芯片引线框架还可



再大, 就可采用更大的贴装范围,因此就能允许更高的组装速度。




2


、


RFID


标签根据不同的应用,需要经过层压、冲裁、印刷等第二次封


装,也就是外包装,制成最 终的


RFID


标签产品。



5 / 24




封装工艺的发展方向:



第一次封装, 即芯片与天线互连,是


RFID


标签



封装制造的核心,也是关系到


RFID


标签制造成本的



关键环节。它是我们课题研究的主要内容



目前流行的三种封装技术:






1


、绕制天线基板(对应着引线键合封装)






2


、印刷天线基板(对应着倒装芯 片导电胶封装)






3


、蚀刻天线基板(对应着倒装芯片导电胶封装或



者模块铆接封装)



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多采用导电胶封装互连:



倒装芯片芯 片凸点与柔性基板焊盘互连可以采用


①


各向同性导电胶



(


ICA


)加底部填 充(


Underfill


),也可采用


②


各向异性导电胶(


ACA


,



ACF


),还可以采用


③


不导电胶(


NCA


)直接压合钉头 凸点的方法。



●


理论上采用


NCA


最为直接高效,但存在一定的局限性和可靠性


问题。



●

而采用


ICA


,优点是成本低,固化不需要加压。操作工艺 步骤繁琐,难



以降低成本,通常固化时间长,难以提高生产速度。



值得一提的是若采用芯片引线框架的形式,使用快速固化的


ICA


是首选。



●


通常是 使用低成本、快速固化的


ACF


和


AC A


具体做法是用普通漏版印刷技术在天线基板焊盘相应位置涂刷一层

< br>


ACA


,利用倒装芯片贴片机将芯片贴放到对应位置, 然后热压固化。



7 / 24




ACA互连工艺过程:



——


〉



——


〉



——


〉



8 / 24




四、电子标签


ACA


封装的可靠性测试



1


、机械性能测试


< br>①


天线基材


-


天线基材


(0.050mm PET Film)


剪切拉伸



试验


(非标准测试方法)


< p>
初步估计采用


ACA


封装的粘结性能,本试验考察 对柔性天



线基材(


PET Film


)的粘接(因为相比较芯片、金属线路



而言,高分子薄膜难粘)



实验方法: 将


PET


切成


10mm


宽小长条,在一端用


ACA


点



胶粘接(点胶量及热压封装工艺与


RFID

芯片完全一致),



用桌面拉伸试验机测其拉伸强度,如下图。



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粘结结构示意图:



F


F


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热压机



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桌面拉伸试验机



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