CN101025796A - 一种电子标签的倒封装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及为一种电子标签的倒封装工艺，该工艺包括以下步骤：(1)导电粒子的制备，(2)ACA胶水的制备，(3)工件的滴胶半固化，(4)RFID芯片的假压，(5)倒邦定固化。本发明RFID的倒封装工艺最大的特点是厚度比正封装来得薄，可以制成各种薄型智能卡，也可以制成各种纸标签，同时本发明工艺避开了用ACF胶带，而采用自制的ACA特种胶水，用简单的机械设备就可达到倒封装RFID裸片的目的；与现有技术相比，本发明投资少，生产成本低，经济实用，具有广阔的市场前景。

Description

一种电子标签的倒封装工艺
技术领域
本发明涉及电子标签的制造工艺，尤其涉及一种RFID电子标签的倒封装工艺。
背景技术
RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。目前，我国射频识别技术及应用处于初级发展阶段，存在技术水平不高，标准规范不完整等诸多问题。同时，我国射频识别技术又拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。相对与条码技术而言，射频识别技术的发展和应用的推广将是我国自动识别行业的一场技术革命。
射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别系统通常由电子标签(射频标签)和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的电子数据，常以此作为待识别物品的标识性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上，作为待识别物品的电子标记。阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息，通常的情况是由阅读器向电子标签发送命令，电子标签根据收到的阅读器的命令，将内存的标识性数据回传给阅读器。这种通信是在无接触方式下，利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。
电子标签具有各种各样的形状，但不是任意形状都能满足阅读距离及工作频率的要求，必需根据系统的工作原理，即磁场耦合(变压器原理)还是电磁场耦合(雷达原理)，设计合适的天线外形及尺寸。电子标签通常由标签天线(或线圈)及标签芯片组成。标签芯片即相当于一个具有无线收发功能再加存贮功能的单片系统(SoC)。从纯技术的角度来说，射频识别技术的核心在电子标签，阅读器是根据电子标签的设计而设计的。虽然，在射频识别系统中电子标签的价格远比阅读器低，但通常情况下，在应用中电子标签的数量是很大的，尤其是物流应用中，电子标签由可能是海量并且是一次性使用的，而阅读器的数量则相对要少的多。
倒邦定技术已应用在液晶显示屏引出线工艺，而用此技术常用ACF胶带膜进行操作，生产成本高，并且中国大陆没有此设备，进口设备大约在一千多万元人民币，对于资本少的厂商无法接受。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种投资少、生产成本低的电子标签的倒封装工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：(1)导电粒子的制备，(2)ACA胶水的制备，(3)工件的滴胶半固化，(4)RFID芯片的假压，(5)倒邦定固化。
所述的导电粒子的制备包括以下工艺步骤：首先选取硬性材料作为导电粒子的芯核，经去油清洗、敏化、活化、磷化处理后，再经化学镀镍、化学镀金或电镀金，最后经清洗脱水，得到导电粒子备用。
所述的硬性材料选自镍粉、金刚沙粉、陶瓷粉或玻璃粉中的一种或多种，该材料的平均粒径为3～5μm。
所述的ACA胶水的制备包括以下工艺步骤：选用固体环氧或酚醛树脂，用有机溶剂溶解，制成液态的环氧或酚醛胶体，将固化剂与促进剂同样用有机溶剂溶解，并按固化剂∶促进剂∶环氧或酚醛树脂＝0.1～5∶0.1～5∶100的重量比混合，在该混合胶液中加入导电粒子，该导电粒子的加入量为每立方毫米胶液500～700粒。
所述的固化剂与促进剂选自双氰双胺、三氟化硼单乙胺、癸肼、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、二元酸酰肼、咪唑衍生物。
所述的工件滴胶半固化工艺包括：将ACA胶水，用针筒点胶机滴或用丝网印刷机印刷在要求邦定的工件位置上，用80℃～100℃温度热风或底板加热，把胶水中的溶剂蒸发掉，在工件邦定的位置上留下一点胶迹。
所述的RFID芯片的假压工艺包括：把工件放到底板为80℃～100℃的加热板上，使胶体熔化，将RFID芯片凸点向下正对胶迹方向压入，使RFID芯片粘在工件胶迹上，称为假压。
所述的倒邦定固化工艺包括：在假压完成后，将工件放到倒邦定台上，并在RFID芯片上放置缓冲耐热薄膜，用180℃～250℃的热头压RFID芯片，保持3～4秒钟，使ACA胶水瞬间固化，从而得到一种倒封装的电子标签产品。
所述的缓冲耐热薄膜可选自聚四氟乙烯、硅橡胶、聚酰亚胺材料中的一种。
所述的镍粉作为导电粒子的芯核，可以在垂直磁场下使导电粒子立起来进行倒邦定工艺操作。
本发明RFID的倒封装特殊工艺，用此工艺可以在铝箔天线、铜箔天线、印刷电路板、金属支架上直接将RFID裸片邦定上去，而不需要硅铝线用正邦定的方式进行，工序可以大量简化，人工可以大量节约；RFID裸片倒封装最大的特点是厚度比正封装来得薄，可以制成各种薄型智能卡，也可以制成各种纸标签。
本发明工艺，避开了用ACF胶带，而采用自制的ACA特种胶水，用简单的机械设备就可达到倒封装RFID裸片的目的；与现有技术相比，本发明投资少，生产成本低，经济实用，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明倒封装工艺示意图；
图中：1-RFID芯片(裸片)，2-ACA胶水，3-铝箔(也可以是铜箔)，4-绝缘基材(PET等)，5-缓冲高温膜，6-热压头，7-RFID芯片(裸片)的导电凸点。
图2为是ACA胶水单向导电的原理示意图；
图中：8-硬性材料，外包覆镍、金的导电粒子，9-单组份环氧胶粘剂。
图3为导电粒子的结构示意图；
图中：10-硬性材料芯核(可以是镍粉或金刚砂粉)，11-化学镀的磷镍合金，12-化学镀的金层。
具体实施方式
本发明倒封装工艺可以分为：(a)导电粒子的制备、(b)ACA胶水的制备、(c)工件的滴胶半固化、(d)RFID裸片的假压、(e)倒邦定固化五个部分，下面进行分别说明：
导电粒子的制备：
由于此导电粒子用得非常少，可以一次制备很多，今后分多次使用，由于采用铝质材料作为RFID的铝箔腐殖天线成本低，目前是常用的做法，而铝是活泼金属，暴露在空气中很快与氧气产生一层三氧化二铝，这氧化膜层是绝缘的，要从铝箔表面引出导电点，必须刺破氧化层膜，所以要选用硬性材料作为导电粒子的芯核，选用镍粉、金刚砂粉、陶瓷粉、玻璃粉均可以，要求平均粒径在3～5μm，选用的硬性材料粉末经如下工艺进行化学镀金，所有工序均在超声波空化条件下进行：
硬性材料粉末→去油清洗→敏化→活化→磷化处理→化学镀镍→化学镀金或电镀金→清洗脱水→导电粒子备用。
ACA胶水的备制：
选用固体环氧树脂，用溶剂溶解，制成液态的环氧胶体，把潜伏性固化剂与促进剂用溶剂溶解，按比例混合到胶体中搅拌，加入上述制备的导电粒子，加入量是个关键，平均在每立方mm胶液中有600粒导电粒子，太多会变成是各方向导电的导电胶，太少有可能RFID裸片的凸点没有机会碰到导电粒子，造成倒邦定接触不良。
工件的滴胶半固化：
用上述制备的ACA胶水，用针筒点胶机滴在要求邦定的工件位置上，用80℃～100℃温度热风或底板加热，把胶水中的溶剂蒸发掉。在工件邦定的位置上留下一点胶水的固体(胶迹)。
RFID裸片的假压：
把工件放到底板为80℃～100℃的加热板上，使胶体熔化，将RFID裸片凸点向下对正方向压入，不可左右前后移动，使RFID裸片粘在工件胶迹上，由于没有固化，但芯片已经粘住，可以称为假压，作为临时固定。
倒邦定固化：
在假压完成后，将工件放到倒邦定台上，用一定的压力F(以不破坏RFID裸片为准)，用200℃的热头压RFID裸片，并且保持3～4秒钟，使自制的ACA胶水瞬间固化，此工序是关键工艺；由于RFID裸片是硅材料，比较脆性，所以在热头与RFID裸片之间加入缓冲耐200℃的薄膜，此薄膜作用；一方面是防止RFID裸片碎裂，另一方面防止ACA胶液与热头碰到，起到隔粘作用。
以上是本发明倒封装的特殊工艺，主要的工作机理是：如图2，利用控制粘接胶液中导电粒子的多少，使固化后，水平方向(没有受到压力的方向)由于导电粒子疏，不能组成导电链，所以水平方向不导通，RFID芯片引出端就不会短路，而垂直方向由于RFID芯片的引出端凸点的存在，在加压时总能碰到几粒导电粒子，使导电粒子上下导电导通，由于导电粒子芯核采用硬性材料，如图3，在压下RFID芯片时，凸点下的导电粒子能够刺破铝箔表面的氧化层，使凸点与铝箔内的金属导通，另外由于采用大量的溶剂溶解的固体环氧树脂，它的固化时收缩率很大，RFID芯片与铝箔之间有很大的内聚力，使RFID芯片有一个可靠的接触。
当然也可以用针形的镍粉作为硬性材料，用作导电粒子的芯核，用同样的工艺制成的ACA胶水，由于镍材料是铁磁性材料，在垂直磁场下，滴在工件上的ACA胶水中的金包覆镍的导电针形粒子，就会竖直起来，更容易刺破金属表面的氧化层，进入金属内部，制得产品可靠性更强。
用本发明倒封装工艺，在RFID行业中非常重要，可以低成本的制造大量薄膜标签，本工艺有很强的经济实用性，具有广泛的市场前景。

Claims (10)

1.一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：(1)导电粒子的制备，(2)ACA胶水的制备，(3)工件的滴胶半固化，(4)RFID芯片的假压，(5)倒邦定固化。
2.根据权利要求1所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的导电粒子的制备包括以下工艺步骤：首先选取硬性材料作为导电粒子的芯核，经去油清洗、敏化、活化、磷化处理后，再经化学镀镍、化学镀金或电镀金，最后经清洗脱水，得到导电粒子备用。
3.根据权利要求2所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的硬性材料选自镍粉、金刚沙粉、陶瓷粉或玻璃粉中的一种或多种，该材料的平均粒径为3～5μm。
4.根据权利要求1或3所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的ACA胶水的制备包括以下工艺步骤：选用固体环氧或酚醛树脂，用有机溶剂溶解，制成液态的环氧或酚醛胶体，将固化剂与促进剂同样用有机溶剂溶解，并按固化剂∶促进剂∶环氧或酚醛树脂＝0.1～5∶0.1～5∶100的重量比混合，在该混合胶液中加入导电粒子，该导电粒子的加入量为每立方毫米胶液500～700粒。
5.根据权利要求4所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的固化剂与促进剂选自双氰双胺、三氟化硼单乙胺、癸肼、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、二元酸酰肼、咪唑衍生物。
6.根据权利要求1所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的工件滴胶半固化工艺包括：将ACA胶水，用针筒点胶机滴或用丝网印刷机印刷在要求邦定的工件位置上，用80℃～100℃温度热风或底板加热，把胶水中的溶剂蒸发掉，在工件邦定的位置上留下一点胶迹。
7.根据权利要求1所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的RFID芯片的假压工艺包括：把工件放到底板为80℃～100℃的加热板上，使胶体熔化，将RFID芯片凸点向下正对胶迹方向压入，使RFID芯片粘在工件胶迹上，称为假压。
8.根据权利要求1所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的倒邦定固化工艺包括：在假压完成后，将工件放到倒邦定台上，并在RFID芯片上放置缓冲耐热薄膜，用180℃～250℃的热头压RFID芯片，保持3～4秒钟，使ACA胶水瞬间固化，从而得到一种倒封装的电子标签产品。
9.根据权利要求8所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的缓冲耐热薄膜可选自聚四氟乙烯、硅橡胶、聚酰亚胺材料中的一种。
10.根据权利要求3所述的一种电子标签的倒封装工艺，其特征在于，所述的镍粉作为导电粒子的芯核，可以在垂直磁场下使导电粒子立起来进行倒邦定工艺操作。
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Denomination of invention: Electronic label reverse packaging process

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Granted publication date: 20100512

Pledgee: New Area Branch of Shanghai pilot free trade zone of Bank of Communications Co., Ltd

Pledgor: SHANGHAI BOYING INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2020310000025

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Denomination of invention: A reverse packaging process of electronic label

Effective date of registration: 20210624

Granted publication date: 20100512

Pledgee: Bank of Communications Limited Shanghai pilot Free Trade Zone Branch

Pledgor: SHANGHAI BOYING INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2021310000041

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