RFID Inlay的生產:過程謹須完美

2020-11-30 RFID世界網

　　RFID—這個承載著供應鏈管理及物流領域用戶無限期望的關鍵詞，由於技術和系統集成上的原因，在2007年其發展曾短暫中斷。究其根本，主要是技術問題（比如在UHF方面）亟待解決。隨著RFID在全球範圍內的廣泛應用，越來越多的用戶能夠清晰意識到RFID在生產、物流和防偽中的重要價值。用戶數量的激增以及在實現RFID技術的過程中所積累的知識都預示著RFID應用近期將有可持續的發展。 

　　在價值鏈中，德路工業粘合材料精心致力於滿足RFID inlay的生產率及其質量方面的需求（請參見圖1）。德路公司為晶片和天線基材的粘接而開發的膠粘劑在HF和UHF inlay工作效率方面具有主導作用。

Substrate production
基材生產

Antenna production
天線生產

Inlay production
Inlay生產

Label production/conversion
標籤生產/複合

Application
應用

Paper, PET, PI etc
紙、PET、PI等

Cu/Al lamination
Cu/Al層

Print with conductive ink
導電油墨印刷

Etching
蝕刻

Alternative methods
其他方法

Chip 
晶片

Strap
strap

Adhesive for assembly
組裝用膠粘劑

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圖1：RFID inlay生產的價值鏈 


　　為了清晰地說明膠粘劑所起到的作用，請參照下面RFID inlay開盤式生產過程的圖解。

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圖2：RFID inlay的典型生產過程圖示：首先點膠，其次置入晶片，之後通過後續熱壓確保接觸。

　　預製的天線呈卷狀上料至機器。天線材質主要為覆銅或鋁層的PET。另外，也有銀漿印刷的天線。紙質天線或聚醯亞胺天線也是較常用的基材。

生產周期減至數秒

  Inlay生產的第一步是把膠粘劑塗布於天線上待粘接晶片的位置。如圖2中所示，點膠方式可選用針頭點膠，如果基材寬度加大並有多排天線時，亦可採用絲網印刷的方式。隨後，晶片被倒裝置入天線上的膠粘劑中。之所以這樣操作的原因是，帶有觸點的晶片導電側是豎直向上的，並且是開放的，僅當該面朝向天線時晶片才能正常工作，所以晶片必須被「倒裝」。
  置入晶片後，進入緩衝區，目的是用熱壓系統接著固化膠粘劑（參見圖3）。為此，用上下兩個熱壓頭給系統加溫。除了加熱的作用外，熱電極還能夠以特定的力將晶片壓至天線實現導通。之後，進入檢驗工序（功能測試），以檢測部件是否齊全並確保後道工序同樣能夠識別。（即，標籤複合）

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圖3：在熱壓工序中，晶片被壓入天線實現導通，並且通過加熱固化膠粘劑。

  原則上講，膠粘劑產品—無論是非導電性貼片膠還是各向異性導電膠（在單一方向）—都必須將微型晶片可靠地粘接至特定位置。除了單純的機械功能外，膠粘劑還要確保導電性。
 
  對於具有尖形和Pd觸點的晶片來說，導電性不是通過膠粘劑直接實現的。這些不同的觸點各自具有非常鋒利的不同形狀的表面，以確保將晶片置入天線基材時觸點可直接刺進金屬層實現導電性。這時，非導電性膠粘劑NCP（Non Conductive Paste）只確保晶片三維精確定位。即使晶片極微距地離開基材，都會因失去連接而導致inlay無法使用。

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圖4：放大的尖形觸點，它直接刺進天線的金屬層（圖3）並實現導通。
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圖5：尖形觸點（黃色）連接的示意圖。膠粘劑（藍色）確保將晶片定位在精確位置。 

　　除了機械固定和定位之外，另外一種叫做各向異性導電膠粘劑ACP（Anisotropic Conductive Paste）能夠通過充滿特殊粒子的環氧樹脂聚合物確保導電性。ACP主要用於具有幾何均勻且扁平的Au或NiAu觸點的晶片上，這些觸點無法刺進天線的金屬層。很顯然，這些膠粘劑必須還擁有與NCP同樣的特性，即不允許晶片在天線上能夠進行任何方向的位移。 

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圖6：扁平狀金觸點（黃色）的導電示意圖。它通過充滿導電粒子（銀）的膠粘劑（藍色）實現導電。

使用新型膠粘劑實現成本優化

  當前，德路公司為您提供三代膠粘劑，可滿足對可靠性的最高需求並可在低溫下以極快速度實現固化，即使用標準生產設備在140攝氏度溫度下5秒即可固化，而在先前技術下，加熱頭溫度高達210攝氏度，固化時間高達10秒曾是公認的標準。德路公司的高速固化膠粘劑可將標準生產線的生產率提高至每小時25000片。另外，低固化溫度允許使用成本較低的熱穩定性差的基材。

　　上述兩種優勢無疑為您節約了不菲的生產成本。因此，德路公司在價格敏感的產線上為優化成本做出了積極的貢獻。當然，膠粘劑中也包含不同的微型粒子以及粒子混合物，由此，我們能夠為幾乎所有的天線晶片組合、工藝要求和可靠性需求開發出相對應的成本優化方案。

 

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