RFID的產(chǎn)業(yè)鏈主要由芯片設(shè)計和制造、系統(tǒng)集成、中間件、應(yīng)用軟件等環(huán)節(jié)組成。從硬件的角度看,封裝在標簽成本中占據(jù)了三分之二的比重,在RFID產(chǎn)業(yè)鏈中占有重要的地位。隨著RFID技術(shù)在社會各行各業(yè)應(yīng)用推廣的不斷深入,它所涉及到的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越多,不同的應(yīng)用場所和項目環(huán)境對RFID標簽形態(tài)提出了各種不同的要求。下面我們就通過對電子標簽封裝工藝的選擇,帶領(lǐng)大家走入RFID的封裝世界。
如果您的RFID項目的最終用途是用于高速運動物體的快速檢驗通過,如高速路、停車場不停車收費、計費,工業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品信息自動采集,企業(yè)產(chǎn)品進出庫管理ERP等項目,建議您采用傳統(tǒng)的帶自粘功能的RFID標簽,也就是將RFID封裝成通常的不干膠形態(tài)。目前這類電子標簽在RFID產(chǎn)品標簽中占較大的應(yīng)用比例。
如果項目的最終用途是人員管理等較人性化的安全檢驗場所,如公路、鐵路、機場等邊境口岸人員管理,門禁,學(xué)生證卡、公交用卡等社會人員支付管理(也就是通常所說的非接觸式IC卡),一般采用卡片形態(tài)。這其中也包括目前流行的電子護照、新一代公民等以證件形式出現(xiàn)的產(chǎn)品。此外,對于一些處于公共場所或不希望引起公眾注意的設(shè)備狀態(tài)日常巡檢,如燃氣接口、油田儀器儀表,汽車設(shè)備等,目前較常采用的是各種與依附設(shè)備相類似的零件形態(tài),這類產(chǎn)品隨主檢設(shè)備的不同而形態(tài)各異,如紐扣、鏍絲等形狀,一般屬于異形標簽,在加工時采用塑料制成,通過注塑工藝封裝而成。
封裝工藝介紹封裝環(huán)節(jié)主要包括三個主要工藝:天線基板制作、Inlay的制作(一次封裝)和基板上涂覆絕緣膜、沖裁(二次封裝)。
天線基板制作
天線基板制作目前主要包括兩種方式,一種是傳統(tǒng)的蝕刻工藝,另一種是通過絲網(wǎng)印刷工藝來實現(xiàn)。蝕刻工藝是將鋁箔和薄膜加工成鋁復(fù)合材料,再通過印刷彩色防腐劑形成新的復(fù)合材料,通過蝕刻生產(chǎn)設(shè)備,加工成天線形狀的復(fù)合材料基板,這種工藝實際是一種天線復(fù)合材料的成型過程,蝕刻工藝非常適合于工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn),且成本較低。
此外,在RFID標簽天線的基板制作環(huán)節(jié),根據(jù)方式的不同,還包括布線工藝、繞制工藝和光刻等工藝流程。
Inlay的制作(一次封裝)
一次封裝是指將帶有天線的基板和芯片通過點膠的方式制成Inlay的過程。RFID標簽的封裝環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在天線基板與芯片的互連上,因RFID標簽的工作頻率高、芯片微小超薄,宜的方法是倒裝芯片(FlipChip)技術(shù),它具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特點,為適應(yīng)柔性基板材料,倒裝的鍵合材料要以導(dǎo)電膠來實現(xiàn)芯片與天線焊盤的互連。
倒貼裝芯片生產(chǎn)技術(shù)采用電腦控制機械化粘接方式、無焊點,成品率高,配合天線的印刷工藝能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模高速連續(xù)生產(chǎn),可進一步減少產(chǎn)品成本。與模塊技術(shù)相比,倒貼裝芯片技術(shù)使芯片的功能面通過傳導(dǎo)觸點直接連接至天線,不再需要傳統(tǒng)的金線和人造樹脂等封裝材料。新型連接技術(shù)不僅節(jié)省了模塊空間,而且比常規(guī)接線方式更為牢固。
為了適應(yīng)更小尺寸的RFID芯片,有效地降低生產(chǎn)成本,采用芯片與天線基板的鍵合封裝分為兩個模塊分別完成是目前發(fā)展的趨勢。其中一種做法是:大尺寸的天線基板和連接芯片的小塊基板分別制造,在小塊基板上完成芯片貼裝和互連后,再與大尺寸天線基板通過大焊盤的粘連完成電路導(dǎo)通。另一種與上述將封裝過程分兩個模塊類似的方法是將芯片先轉(zhuǎn)移至可等間距承載芯片的載帶上,再將載帶上的芯片倒裝貼在天線基板。該方法中,芯片的倒裝是靠載帶翻卷的方式來實現(xiàn)的,簡化了芯片的拾取操作,因而可實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率。
基板上涂覆絕緣膜、沖裁(二次封裝)
電子標簽產(chǎn)品從形態(tài)上分成三大類,傳統(tǒng)標簽類(自粘不干膠)、注塑類和卡片類。不同形態(tài)的產(chǎn)品充分說明,智能電子標簽的封裝加工跨越了傳統(tǒng)“卡”的概念。
傳統(tǒng)的自粘不干膠電子標簽用標簽復(fù)合設(shè)備完成封裝加工過程。標簽結(jié)構(gòu)由面層、芯片線路(Inlay)層、膠層、底層組成。面層可以用紙、PP、PET作覆蓋材料(印刷或不印刷)等多種材質(zhì)作為產(chǎn)品的表面,應(yīng)用涂布設(shè)備將冷凝膠涂敷到Inlay層上,再加上塑料材質(zhì)的底油,通過與印刷好的上下底料相結(jié)合,形成大張的成品標簽卡,再通過印刷、層壓、沖切等形成符合ISO-7810卡片標準尺寸,也可按需加工成異形等形式,。一次封裝流程紙,就型成電路帶保護的標簽,再刷上膠,和離型紙結(jié)合,就形成了成卷不干膠電子標簽,再經(jīng)過模切等工序,就形成了單個的不干膠電子標簽。
注塑類和 PVC卡片相似于傳統(tǒng)的制卡工藝即成卷 Inlay 表面涂光注塑類和 PVC卡片相似于傳統(tǒng)的制卡工藝即成卷 Inlay 表面涂光。
RFID標簽因不同的用途呈現(xiàn)多種封裝形式,因而在天線制造、凸點形成、芯片鍵合互連、二次封裝等過程工藝也呈多樣性。無論采用何用形態(tài)的電子標簽,其在一次封裝的工藝是基本類似的,所不同的外在形態(tài)主要是在二次封裝的環(huán)節(jié)上,采用不同的封裝工藝,用戶可以根據(jù)不同的用途和各自項目要求進行相應(yīng)的封裝工藝選擇。