CN109784458A - 一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高频rfid标签 - Google Patents

Abstract

一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高频RFID标签。涉及集成电路技术领域，具体涉及一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高频RFID标签。提出了一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高频RFID标签；在倒装焊过程中能够使芯片受力均匀，避免残留应力。包括内部电路和四个压焊块，其特征在于，所述四个压焊块均布在所述芯片的顶面，四个所述压焊块中包括工艺压焊块C和工艺压焊块D，以及连通所述内部电路的有效压焊块A和有效压焊块B；所述有效压焊块A和有效压焊块B的顶面暴露于所述芯片的顶面。本发明提高倒装焊的良率和速度，从而降低了封装的成本。

Description

一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高 频RFID标签

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高频RFID标签。

背景技术

无源超高频RFID技术是一种新兴的低功耗低成本近距离无线通信技术。如图8所示，无源超高频RFID系统由附着在目标物体上的标签、读写器、读写器天线和计算机组成，这里的“无源”主要是指标签中不含有电池。其中标签里存储有目标物体的相关信息，读写器以电磁波为载体将能量、指令及数据发送给标签。当带有标签的物体进入读写器的通信范围时，读写器根据应用的需要可以通过无接触的方式将标签里的信息读取出来并传送给计算机进行高级处理，还可以将新的信息写入标签。由于RFID系统中通常包括数量庞大的标签，因此通常情况下标签决定了整个系统的性能和成本。标签成本通常由标签芯片、天线制造以及封装成本组成。

传统的无源超高频RFID标签可以存储物品的身份信息，可在产品运输、存储和销售等环节应用，从而实现对物品基本信息的实时监测，但传统标签不具备温度传感的功能，不能实时反馈物品的温度信息。而将无源超高频RFID技术与温度传感技术相结合可以满足冷链物流、医疗等领域对物品温度监测的应用需求。

为了进一步拓展带温度传感功能的无源超高频RFID标签的应用领域，需要降低标签的生产成本，其中提高标签生产的速度及良率是降低成本的一种有效方法。在标签生产中，一个比较关键的步骤是，需要将生长有金凸点的标签芯片以倒装焊的方式实现与天线的连接。如图9所示，一般射频整流器结构的标签芯片，通常有两个有效压焊块，这两个压焊块的外形相同，但由于两个压焊块无论是对角布设或者对边布设，均会导致芯片在倒装焊过程中受力不均衡，一是会造成芯片变形，甚至“折断”芯片；二是由于芯片变形会残留应力。这均会降低芯片与天线连接实时可靠性，导致不良率居高不下；尤其是对于使用环境温度变化较大的情况下，残留应力会造成芯片与天线连接的可靠性降低，造成产品品质下降。

发明内容

本发明针对现有技术中常规芯片在倒装焊过程中出现的不良率居高不下的现状，提出了一种适于倒装焊的电子标签芯片及带温度传感器的无源超高频RFID标签；在倒装焊过程中能够使芯片受力均匀，避免残留应力。

本发明的技术方案是：包括内部电路和四个压焊块，其特征在于，所述四个压焊块均布在所述芯片的顶面，四个所述压焊块中包括工艺压焊块C和工艺压焊块D，以及连通所述内部电路的有效压焊块A和有效压焊块B；所述有效压焊块A和有效压焊块B的顶面暴露于所述芯片的顶面。

所述有效压焊块与工艺压焊块的形状形成区别。

在四个所述压焊块的顶面还分别设置有顶面等高的金凸点A、金凸点B、金凸点C和金凸点D。

所述有效压焊块A通过芯片导线A连接所述内部电路，所述内部电路通过芯片导线B连接所述有效压焊块B，构成无源超高频RFID标签电路。

所述有效压焊块A和有效压焊块B的截面形状为正六边形、正方形、等腰直角三角形或圆形；所述无效压焊块C和无效压焊块D选用正方形、等腰直角三角形、圆正六边形或正六边形中任一种，以区别于有效压焊块形状的截面形状。

所述金凸点的水平截面轮廓大于所述压焊块的水平截面轮廓。

四个所述压焊块中的有效压焊块A和有效压焊块B通过金凸点与各自的标签天线端口导电连接。

所述芯片内设有内部电路，所述内部电路包括：

射频模拟前端电路，执行无线数据收发、射频能量采集、时钟及复位信号产生的功能；

存储器，用于在断电后存储标签的编号和用户信息；

温度传感器，采用温度敏感器件及模数转换电路将芯片的温度物理量转换为包含温度信息的数字信号；

基带信号处理电路，负责通信协议的处理，控制存储器和温度传感器；

所述芯片导线A和所述芯片导线B均与射频模拟前端电路相连。

本发明首先在芯片现有两个有效压焊块的基础上，增加了两个无效压焊块，用于承载芯片在倒装焊过程中的压力；这样的构造下无效压焊块可以与有效压焊块共同在倒装焊过程中为提供芯片的可靠支撑，可提高芯片倒装焊的速度和良率；另一方面，无效压焊块的形状与有效压焊块的形状不同，相互形成明显的轮廓区别，使得倒装焊工艺过程中的图像识别装置能够快速识别有效压焊块，提高倒装焊的良率和速度，从而降低了封装的成本。

附图说明

图1是本发明的结构原理图

图2是图1中A-A剖视图，

图3是图1中B-B剖视图，

图4是本发明电子标签的结构示意图，

图5是本发明中芯片的立体示意图一，

图6是本发明中芯片的立体示意图二，

图7是本发明中芯片的立体示意图三，

图8是本发明的无源超高频RFID系统工作原理图，

图9是本发明背景技术中无源超高频RFID标签芯片结构示意图，

图中1是芯片，11是射频模拟前端电路，12是存储器，13是温度传感器，14是基带信号处理器，

21是压焊块A，22是压焊块B，23是压焊块C，24是压焊块D，

31是芯片导线A，32是芯片导线B，

4是天线载体，41是天线A，42是天线B

51是金凸点A，52是金凸点B，53是金凸点C，54是金凸点D，

6是RFID标签。

具体实施方式

以下结合附图1-7具体说明本发明的内容。

本发明的适于倒装焊的电子标签芯片，包括内部电路和四个压焊块，四个压焊块均布在芯片1的顶面，四个压焊块中包括工艺压焊块C23和工艺压焊块D24，以及连通内部电路的有效压焊块A21和有效压焊块B22；有效压焊块A21和有效压焊块B22的顶面暴露于芯片1的顶面。当然，工艺压焊块C23、D24的顶面也可以暴露在外，但由于暴露在外没有实际意义，本案中不进行限定。

需要说明的是：本案实施例未穷尽两个有效压焊块和两个无效压焊块的设置位置。如：四个压焊块可以如本实施例中四角设置，也可以四边设置，整体均布使得芯片1在承载压力时，受力均匀即可。再如：两个有效压焊块可以是相对设置，也可以是相邻设置。

为了后续倒装焊工艺中，有效识别芯片1的安置位置，本案中的两个有效压焊块与两个工艺压焊块的形状形成区别。如图1中，有效压焊块A21、有效压焊块B22设置为截面为正六边形，无效压焊块C23设置为正方形、无效压焊块D24设置为等腰直角三角形。两个无效压焊块也可以同样形状，如图5、6所示。

在四个压焊块的顶面还分别设置有顶面等高的金凸点A51、金凸点B52、金凸点C53和金凸点D54。

有效压焊块A21通过芯片导线A31连接内部电路，内部电路通过芯片导线B32连接有效压焊块B22，构成无源超高频RFID标签电路，如图1、2、3所示。

有效压焊块A21和有效压焊块B22的截面形状为正六边形、正方形、等腰直角三角形或圆形；无效压焊块C23和无效压焊块D24选用正方形、等腰直角三角形、圆正六边形或正六边形中任一种区别于有效压焊块形状的截面形状。这主要出于识别技术而考虑，在此需要再说明一个优化例，两个无效压焊块的形状也可以设置得不同，这样识别系统只需识别一个位置即可判断芯片1的安置位置正确与否。

金凸点的水平截面轮廓大于压焊块的水平截面轮廓。

四个压焊块中的有效压焊块A21和有效压焊块B22通过金凸点与各自的标签天线端口导电连接。

包含本发明芯片的带温度传感器的无源超高频RFID标签，芯片1内设有内部电路，内部电路包括：

射频模拟前端电路11，执行无线数据收发、射频能量采集、时钟及复位信号产生的功能；

存储器12，用于在断电后存储标签的编号和用户信息；

温度传感器13，采用温度敏感器件及模数转换电路将芯片的温度物理量转换为包含温度信息的数字信号；

基带信号处理电路14，负责通信协议的处理，控制存储器和温度传感器；

芯片导线A31和所述芯片导线B32均与射频模拟前端电路11相连。

本发明的无源超高频RFID标签6整体构造如图4所示，芯片1上的有效压焊块A21通过金凸点A51连接天线A41，有效压焊块B22通过金凸点B52连接天线B42，天线A41和天线B42加工在天线载体4上（即片状PET塑料）。

Claims (8)

1.一种适于倒装焊的电子标签芯片，包括内部电路和四个压焊块，其特征在于，所述四个压焊块均布在所述芯片的顶面，四个所述压焊块中包括工艺压焊块C和工艺压焊块D，以及连通所述内部电路的有效压焊块A和有效压焊块B；所述有效压焊块A和有效压焊块B的顶面暴露于所述芯片的顶面。

2.根据权利要求1所述的一种适于倒装焊的电子标签芯片，其特征在于，所述有效压焊块与工艺压焊块的形状形成区别。

3.根据权利要求1所述的一种适于倒装焊的电子标签芯片，其特征在于，在四个所述压焊块的顶面还分别设置有顶面等高的金凸点A、金凸点B、金凸点C和金凸点D。

4.根据权利要求1所述的一种适于倒装焊的电子标签芯片，其特征在于，所述有效压焊块A通过芯片导线A连接所述内部电路，所述内部电路通过芯片导线B连接所述有效压焊块B，构成无源超高频RFID标签电路。

5.根据权利要求1所述的一种适于倒装焊的电子标签芯片，其特征在于，所述有效压焊块A和有效压焊块B的截面形状为正六边形、正方形、等腰直角三角形或圆形；所述无效压焊块C和无效压焊块D选用正方形、等腰直角三角形、圆正六边形或正六边形中任一种，以区别于有效压焊块形状的截面形状。

6.根据权利要求3所述的一种适于倒装焊的电子标签芯片，其特征在于，所述金凸点的水平截面轮廓大于所述压焊块的水平截面轮廓。

7.根据权利要求3所述的一种适于倒装焊的电子标签芯片，其特征在于，四个所述压焊块中的有效压焊块A和有效压焊块B通过金凸点与各自的标签天线端口导电连接。

8.一种包含权利要求1所述芯片的带温度传感器的无源超高频RFID标签，其特征在于，所述芯片内设有内部电路，所述内部电路包括：

射频模拟前端电路，执行无线数据收发、射频能量采集、时钟及复位信号产生的功能；

存储器，用于在断电后存储标签的编号和用户信息；

温度传感器，采用温度敏感器件及模数转换电路将芯片的温度物理量转换为包含温度信息的数字信号；

基带信号处理电路，负责通信协议的处理，控制存储器和温度传感器；

所述芯片导线A和所述芯片导线B均与射频模拟前端电路相连。