根據(jù)RAIN RFID聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，全球每年約有250億個(gè)RFID標(biāo)簽用于自動(dòng)化和非接觸式識(shí)別，而且這一趨勢(shì)還在增加。在這樣的情況下，RFID制造商面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)包括芯片貼裝工藝，即將半導(dǎo)體芯片和天線連接在一起。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，意大利RFID標(biāo)簽和解決方案供應(yīng)商LAB ID與德國(guó)工業(yè)粘合劑公司 DELO合作。

LAB ID提供定制的UHF RFID和NFC標(biāo)簽，以及結(jié)合這兩種技術(shù)的雙頻RFID標(biāo)簽。該公司還提供inlay設(shè)計(jì)、軟件和硬件集成以及標(biāo)簽讀取平臺(tái)等服務(wù)。公司的UHF RFID標(biāo)簽主要用于物流、供應(yīng)鏈管理和倉(cāng)庫(kù)管理，而NFC標(biāo)簽則用于品牌保護(hù)以及通過(guò)智能手機(jī)傳輸產(chǎn)品信息。此外，DELO為汽車(chē)、光電和電子等高科技行業(yè)的應(yīng)用提供定制的粘合劑和設(shè)備。

DELO南歐銷(xiāo)售工程師斯蒂法諾·法里納(Stefano Farina)表示，RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)需要優(yōu)化到最小的細(xì)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量并滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的需求。“芯片連接工藝，包括連接芯片和天線，要求很高，也存在許多挑戰(zhàn)。一個(gè)問(wèn)題是由于持續(xù)的小型化趨勢(shì)，芯片變得越來(lái)越小?！?/p>

每個(gè)RFID標(biāo)簽由一個(gè)芯片和一個(gè)天線組成

“如今的芯片邊緣長(zhǎng)度僅250至600微米[0.01至0.02英寸]，厚度為75至90微米[0.003至 0.004英寸]。相比之下，人的頭發(fā)大約有70微米[0.0027英寸]厚。這就留下了一個(gè)很小的粘合區(qū)域，仍然需要高強(qiáng)度才能達(dá)到所需的使用壽命和耐老化性，例如所需的洗滌循環(huán)次數(shù)。良好的電接觸對(duì)于標(biāo)簽的可靠運(yùn)行和寬廣的讀取范圍也非常重要?！?/p>

法里納指出，流程設(shè)計(jì)也很重要?！皬男酒?lèi)型、基板和點(diǎn)膠系統(tǒng)到粘合劑和最終產(chǎn)品要求，所有參數(shù)必須可重復(fù)匹配，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和高效的制造過(guò)程。”為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，LAB ID采用了DELO的導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂，并已經(jīng)使用DELO的MONOPOX AC產(chǎn)品長(zhǎng)達(dá)十多年了。

這些產(chǎn)品專(zhuān)為芯片連接應(yīng)用而開(kāi)發(fā)，可確保最大的生產(chǎn)效率。根據(jù)法里納的說(shuō)法，粘合劑具有雙重功能，它們確保將芯片立即固定在天線上并提供電接觸。粘合劑中含有沉淀在凸塊和基板之間的金屬顆粒。在固化過(guò)程之后，它們只在一個(gè)方向上專(zhuān)門(mén)傳導(dǎo)電流。

在生產(chǎn)中使用粘合劑之前，公司也進(jìn)行了廣泛的功能測(cè)試，以確保RFID標(biāo)簽的粘合質(zhì)量和耐用性。即使在模擬老化之后，測(cè)試也顯示出在讀取范圍和彎曲強(qiáng)度方面的良好結(jié)果。這包括在+85℃(+185℉)和85%的相對(duì)濕度下進(jìn)行存儲(chǔ)，以及在-40℃至+85℃范圍內(nèi)進(jìn)行的溫度沖擊測(cè)試。法里納說(shuō)，這種粘合劑在塑料和鋁等標(biāo)準(zhǔn)基材上的模具剪切強(qiáng)度為50 MPa。

DELO導(dǎo)電粘合劑連接基板(天線)和芯片并建立可靠的電接觸

LAB ID在全自動(dòng)芯片貼裝過(guò)程中生產(chǎn)標(biāo)簽，所有步驟都在一條線上直接連續(xù)進(jìn)行。首先使用高精度噴射閥，在不接觸的情況下，將粘合劑涂在天線墊上。然后從晶片上拾取芯片并將其放置在粘合劑滴上。良好的化學(xué)粘附性能可防止芯片滑動(dòng)。攝像機(jī)檢查它是否正確定位和對(duì)齊，以便在必要時(shí)觸發(fā)自動(dòng)調(diào)整。

下一步，通過(guò)集成在工藝中的熱電極，在200℃(392℉)下進(jìn)行固化。在一到兩秒鐘內(nèi)，粘合劑完全固化，并確保與天線的電接觸。然后可以對(duì)完成的RFID inlay進(jìn)行進(jìn)一步的處理或相應(yīng)編碼。

RFID制造中典型的芯片貼裝工藝：半導(dǎo)體芯片的點(diǎn)膠、夾持和放置、熱電極固化和應(yīng)用控制

法里納說(shuō)，由于粘合劑和工藝參數(shù)經(jīng)過(guò)精確調(diào)整，LAB ID的生產(chǎn)可在幾秒鐘的周期內(nèi)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。他指出，每年有超過(guò)4億個(gè)標(biāo)簽從其生產(chǎn)線上下線，不僅是含有塑料或鋁的RFID標(biāo)簽，還有由紙和其他可再生原材料制成的標(biāo)簽?！霸谶@種情況下，選擇用于芯片粘接工藝的DELO粘合劑在低于180℃的溫度下進(jìn)行固化?！?/p>

由于對(duì)微米級(jí)精度的高要求，RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。不僅要確保芯片和天線固定到位的特殊粘合劑，同時(shí)要提供電接觸并滿(mǎn)足高功能要求。這種復(fù)雜性要求設(shè)計(jì)的工藝能夠滿(mǎn)足大量生產(chǎn)并仍然保持高度的可靠性。RFID供應(yīng)商和粘合劑制造商之間的密切合作對(duì)于實(shí)施高效的制造流程以及使用高性能RFID技術(shù)來(lái)支持最終用戶(hù)至關(guān)重要。