CN111260014A

CN111260014A - 微型化的无线射频识别标签

Info

Publication number: CN111260014A
Application number: CN201811455139.XA
Authority: CN
Inventors: 尚约翰
Original assignee: Enshi Co Ltd
Current assignee: Enshi Co Ltd
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-09

Abstract

本发明提供一种微型化的无线射频识别卷标，其卷标包括一无线射频识别芯片及一天线，天线包括有多个环形天线线段，各层环形天线线段分别设置在一对应的绝缘层上，且经由各绝缘层中所设置的导电贯孔以电性连接至无线射频识别芯片或另一环形天线线段，在此，本发明以多层的环形线段制作无线射频识别卷标的天线构造，将可以有效地缩小无线射频识别标签的尺寸。

Description

微型化的无线射频识别标签

技术领域

本发明有关于一种无线射频识别标签，尤指一种微型化的无线射频识别标签。

背景技术

随着科技的进步，无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术已广泛地被利用在物流管理、行动支付或门禁管理上。在RFID的技术中，RFID卷标通常设置在一对象之上，且RFID卷标储存有一数据。人们可以利用一RFID读取器以非接触式的方式读取RFID卷标中所储存的数据。之后，经由从RFID卷标所读取出的数据以进行卷标的识别认证或得知对象的相关信息。

请参阅图1A及图1B，为现有无线射频识别(RFID)卷标的俯视结构图及侧视结构图。如图1A及图1B所示，RDIF标签100包括一基板11、一天线12及一RFID芯片13。基板11可以为一可挠式基板。天线12设置于基板11之上。RFID芯片13透过多个连接端子131以电性连接天线12。并且，RFID芯片13藉由一黏着剂133以黏固在基板11上。再者，RDIF标签100进一步包括有一覆盖构件15，覆盖构件15设置在基板11上且用以覆盖天线12及RFID芯片13。

承上，以往RDIF标签100的制作方式虽然简单。但，RDIF卷标100的结构尺寸往往较大，以致应用面将会因此受到限制。例如：此较大尺寸的RDIF标签100通常无法设置及应用在较小尺寸的对象(如电子组件、饰品等等)上。再者，较大尺寸的RDIF标签100也比较容易被外力碰撞而受损。

有鉴于此，本发明将提供一种新颖的无线射频识别标签，其无线射频识别卷标的天线构造将以多层的环形线段进行制作，以便取得一微型化的无线射频识别标签，将会是本发明的目的。

发明内容

本发明之一目的，在于提出一种微型化的无线射频识别卷标，其卷标包括一无线射频识别芯片及一天线，以多层的环形线段制作无线射频识别卷标的天线构造，将可以有效地缩小无线射频识别标签的尺寸。

本发明又一目的，在于提出一种微型化的无线射频识别卷标，其天线的各环形线段是分别被设计为一多弯曲的螺旋线段，如此，将可以增加天线的线段长度，以便扩大无线射频识别标签的通信距离。

本发明又一目的，在于提出一种微型化的无线射频识别标签，其无线射频识别标签以晶圆工艺方式进行制作，以使无线射频识别卷标的结构尺寸可以微小化。

为达成上述目的，本发明提供一种微型化的无线射频识别标签，包括：一无线射频识别芯片，包括有一主动面，主动面包括一第一天线接合垫及一第二天线接合垫；一第一绝缘层，设置在无线射频识别芯片上，用以包覆无线射频识别芯片，第一绝缘层包括有一第一导电贯孔及一第二导电贯孔，第一导电贯孔设置在无线射频识别芯片的第一天线接合垫上，而第二导电贯孔设置在无线射频识别芯片的第二天线接合垫上；一第一环形天线线段，设置在第一绝缘层上，其中第一环形天线线段的一端包括有一第一连接垫而另一端包括有一第二连接垫，第一环形天线线段的第一连接垫经由第一导电贯孔以电性连接无线射频识别芯片的第一天线接合垫；一第一连接线段，设置在第一绝缘层上，第一连接线段经由第二导电贯孔以电性连接第二天线接合垫；一第二绝缘层，设置在第一绝缘层上，用以包覆第一环形天线线段及第一连接线段，其中第二绝缘层包括一第三导电贯孔及一第四导电贯孔；一第二环形天线线段，设置在第二绝缘层上，第二环形天线线段的一端包括有一第三连接垫而另一端包括有一第四连接垫，第二环形天线线段的第三连接垫经由第三导电贯孔以电性连接第一环形天线线段的第二连接垫，第二环形天线线段的第四连接垫经由第四导电贯孔以电性连接第一连接线段；及一第三绝缘层，设置在第二绝缘层上，用以包覆第二环形天线线段。

本发明一实施例中，其中第一环形天线线段及第二环形天线线段分别为一多弯曲的螺旋线段。

本发明一实施例中，其中第一环形天线线段的线宽与线距的比例是1：1，第二环形天线线段的线宽与线距的比例是1：1。

本发明一实施例中，其中第一环形天线线段的线宽/线距为15μm/15μm，第二环形天线线段的线宽/线距为15μm/15μm。

本发明一实施例中，其中无线射频识别标签尚包括：至少一附加绝缘层，设置在第一绝缘层及第二绝缘层间，附加绝缘层包括有一第一附加导电贯孔及一第二附加导电贯孔；至少一附加环形天线线段，设置在附加绝缘层及第二绝缘层间，附加环形天线线段的一端包括一第一附加连接垫而另一端包括一第二附加连接垫，其中附加环形天线线段的第一附加连接垫经由第一附加导电贯孔以电性连接第一环形天线线段的第二连接垫，附加环形天线线段的第二附加连接垫经由第三导电贯孔以电性连接第二环形天线线段的第三连接垫；及至少一附加连接线段，设置在附加绝缘层及第二绝缘层间，其中附加连接线段的一端经由第二附加导电贯孔以电性连接第一连接线段，附加连接线段的另一端经由第四导电贯孔以电性连接第二环形天线线段的第四连接垫。

本发明一实施例中，其中附加环形天线线段为一多弯曲的螺旋线段。

本发明一实施例中，其中附加环形天线线段的线宽与线距的比例是1：1。

本发明一实施例中，其中附加环形天线线段的线宽/线距为15μm/15μm。

本发明一实施例中，其中无线射频识别标签的构造是采用一无凸块工艺方式所制作而成。

本发明一实施例中，其中无线射频识别标签为一被动式的无线射频识别标签。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A：现有无线射频识别卷标的俯视结构图。

图1B：现有无线射频识别卷标的侧视结构图。

图2：本发明无线射频识别标签一实施例的剖面结构图。

图3A：本发明无线射频识别芯片的俯视结构图。

图3B：本发明第一绝缘层的俯视结构图。

图3C：本发明设置有第一环形天线线段及第一连接线段的第一绝缘层的俯视结构图。

图3D：本发明第二绝缘层的俯视结构图。

图3E：本发明设置有第二环形天线线段的第二绝缘层的俯视结构图。

图3F：本发明第三绝缘层的俯视结构图。

图4：本发明无线射频识别标签又一实施例的剖面结构图。

图5A：本发明无线射频识别芯片的俯视结构图。

图5B：本发明第一绝缘层的俯视结构图。

图5C：本发明设置有第一环形天线线段及第一连接线段的第一绝缘层的俯视结构图。

图5D：本发明附加绝缘层的俯视结构图。

图5E：本发明设置有附加环形天线线段及附加连接线段的附加绝缘层的俯视结构图。

图5F：本发明第二绝缘层的俯视结构图。

图5G：本发明设置有第二环形天线线段的第二绝缘层的俯视结构图。

图5H：本发明第三绝缘层的俯视结构图。

图6A：本发明一实施例的晶圆结构俯视图。

图6B：本发明一实施例的部分晶圆剖面图。

主要组件符号说明：

100 无线射频识别标签 11 基板

12 天线 13 无线射频识别芯片

131 连接端子 133 黏着剂

15 覆盖构件 200 无线射频识别标签

201 无线射频识别标签 20 无线射频识别芯片

21 主动面 211 第一天线接合垫

212 第二天线接合垫 213 接合垫

214 接合垫 30 天线

31 第一环形天线线段 311 第一连接垫

312 第二连接垫 32 附加环形天线线段

321 第一附加连接垫 322 第二附加连接垫

33 第二环形天线线段 331 第三连接垫

332 第四连接垫 36 第一连接线段

38 附加连接线段 51 第一绝缘层

511 第一导电贯孔 512 第二导电贯孔

52 附加绝缘层 521 第一附加导电贯孔

522 第二附加导电贯孔 53 第二绝缘层

531 第三导电贯孔 532 第四导电贯孔

55 第三绝缘层 600 晶圆

61 基板 62 切割道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图2为本发明无线射频识别标签一实施例的剖面结构图，并同时参阅图3A至图3E分别为本发明无线射频识别标签一实施例的各层俯视结构图。如图2所示，本发明无线射频识别(Radio Frequency Identification Tag，RFID)标签200为一被动式、极高频(UHF)的无线射频识别标签，且具有一小型芯片上天线(on-chip antenna，OCA)。无线射频识别标签200包括一无线射频识别芯片20及一天线30。天线30包括一第一环形天线线段31及一第二环形天线线段33。在本发明一实施例中，天线30是由多个重布层(redistributionlayers,RDL’s)所构成，重布层是设置在无线射频识别芯片20上的金属层，无线射频识别芯片20的I/O接合垫能够藉由重布层的重新布设线路以在其他地点使用。第一环形天线线段31及第二环形天线线段33包括重布层。

如图2及图3A所示，无线射频识别芯片20包括有一主动面21，主动面21包括有复数个接合垫211、212、213、214。在本实施例中，接合垫211为一第一天线接合垫，而接合垫212为一第二天线接合垫。

如图2及图3B所示，一第一绝缘层51设置在无线射频识别芯片20上，用以包覆无线射频识别芯片20。第一绝缘层51包括有一第一导电贯孔511及一第二导电贯孔512。第一导电贯孔511贯穿第一绝缘层51以配置在无线射频识别芯片20的第一天线接合垫211上，而第二导电贯孔512贯穿第一绝缘层51以配置在无线射频识别芯片20的第二天线接合垫212上。

如图2及图3C所示，第一环形天线线段31设置在第一绝缘层51上。第一环形天线线段31的一端包括有一第一连接垫311而另一端包括有一第二连接垫312。第一环形天线线段31的第一连接垫311经由第一导电贯孔511以电性连接无线射频识别芯片20的第一天线接合垫211。再者，第一绝缘层51之上尚设置有一第一连接线段36。第一连接线段36经由第二导电贯孔512以电性连接第二天线接合垫212。

如图2及图3D所示，一第二绝缘层53设置在第一绝缘层51上，用以包覆第一环形天线线段31及第一连接线段36。第二绝缘层53包括一第三导电贯孔531及一第四导电贯孔532。第三导电贯孔531贯穿第二绝缘层53以配置在第一环形天线线段31的第二连接垫312上，而第四导电贯孔532贯穿第二绝缘层53以配置在第一连接线段36上。

如图2及图3E所示，第二环形天线线段33设置在第二绝缘层53上。第二环形天线线段33的一端包括有一第三连接垫331而另一端包括有一第四连接垫332。第二环形天线线段33的第三连接垫331经由第三导电贯孔531以电性连接第一环形天线线段31的第二连接垫312，第二环形天线线段33的第四连接垫332经由第四导电贯孔532以电性连接第一连接线段36。最后，如图2及图3F所示，一第三绝缘层55设置在第二绝缘层53上以包覆第二环形天线线段33，致使取得无线射频识别标签200。在本发明一实施例中，绝缘层51、53、55是由聚苯并恶唑(Polybenzoxazole，PBO)所制作而成的合成绝缘层，其配置在重布层(RDLLayers)之间，例如：环形天线线段31、33。于此，本发明以多层的环形线段来制作天线30的构造，将可以有效地缩小无线射频识别标签200的尺寸。本发明一较佳实施例中，天线30的第一环形天线线段31及第二环形天线线段33分别被设计成一多弯曲的螺旋线段，则，将可以增加天线30的线段长度，以便扩大无线射频识别标签200的通信距离。

请参阅图4为本发明无线射频识别标签又一实施例的剖面结构图，并同时参阅图5A至图5H分别为本发明无线射频识别标签又一实施例的各层俯视结构图。如图4所示，本实施例无线射频识别卷标201的天线30相较于上述实施例无线射频识别卷标200的天线30进一步增设有至少一层附加的环形天线结构。

同于上述实施例，如图4、图5A、图5B及图5C所示，第一绝缘层51设置在无线射频识别芯片20上，第一环形天线线段31及第一连接线段36设置在第一绝缘层51上，第一环形天线线段31的第一连接垫311经由第一绝缘层51的第一导电贯孔511以电性连接无线射频识别芯片20的第一天线接合垫211，第一连接线段36经由第一绝缘层51的第二导电贯孔512以电性连接第二天线接合垫212。

如图4及图5D所示，至少一附加绝缘层52设置在第一绝缘层51上。附加绝缘层52包括有一第一附加导电贯孔521及一第二附加导电贯孔522。第一附加导电贯孔521贯穿附加绝缘层52以配置在第一环形天线线段31的第二连接垫312上，而第二附加导电贯孔522贯穿附加绝缘层52以配置在第一连接线段36上。同样地，附加绝缘层52也是一聚苯并恶唑(PBO)所制作而成的合成绝缘层。

如图4及图5E所示，一附加环形天线线段32设置在附加绝缘层52上。在本发明一实施例中，附加环形天线线段32也是重布层(RDL)。附加环形天线线段32也被设计成一多弯曲的螺旋线段。附加环形天线线段32的一端包括一第一附加连接垫321，而另一端包括一第二附加连接垫322。附加环形天线线段32的第一附加连接垫321经由第一附加导电贯孔521以电性连接第一环形天线线段31的第二连接垫312。再者，附加绝缘层52上尚设置有一附加连接线段38。附加连接线段38经由第二附加导电贯孔522以电性连接第一连接线段36。

如图4及图5F所示，第二绝缘层53设置在附加绝缘层52上，附加环形天线线段32及附加连接线段38将设置在附加绝缘层52及第二绝缘层53间。在本实施例中，第二绝缘层53的第三导电贯孔531将配置在附加环形天线线段32的第二附加连接垫322上，而第二绝缘层53的第四导电贯孔532将配置在附加连接线段38上。

如图4及图5G所示，第二环形天线线段33设置在第二绝缘层53上。第二环形天线线段33的第三连接垫331经由第三导电贯孔531以电性连接附加环形天线线段32的第二附加连接垫322，第二环形天线线段33的第四连接垫332经由第四导电贯孔532以电性连接附加连接线段38。最后，如图4及图5H所示，第三绝缘层55设置在第二绝缘层53上以包覆第二环形天线线段33，致使取得无线射频识别标签201。在本发明中，天线30藉由三层或三层以上环形天线线段的设计，将可以进一步增加天线30的线段长度，以使无线射频识别标签201的通信距离能够进一步被扩大。此外，导电贯孔511、512、521、522、531、532是以较大的开口宽度进行设计，以增加芯片20与天线线段31、32、33之间电性接触的面积。

无线射频识别芯片20的接合垫211、212、213、214是为平坦的接合垫。无线射频识别芯片2020的接合垫211、212、213、214经由一研磨程序的研磨以消除焊垫上的铜凸块。如此，接合垫211、212、213、214被研磨变平，以使得天线30的环形天线线段31、32、33能够水平配置且躺平在绝缘层51、53、55上。在本发明中，无线射频识别芯片20的第一天线接合垫211及第二天线接合垫212不采用凸块连接天线30的环形天线线段31、32、33，而是经由绝缘层51、52、53中的导电贯孔511、512、521、522、531、532连接天线30的环形天线线段31、32、33。于此，本发明无线射频识别标签201的构造采用一无凸块工艺方式进行制作，将可以有效降低无线射频识别标签201的高度，以进一步缩小无线射频识别标签201的尺寸。

请参阅图6A及图6B，分别为本发明一实施例的晶圆结构俯视图及本发明一实施例的部分晶圆剖面图。如图6A所示，本发明无线射频识别标签201将以一晶圆工艺方式进行制作。多个无线射频识别卷标201将以数组方式被制作在一晶圆600的一基板61之上。如图6B所示，基板61在各无线射频识别标签201间定义有一切割道(street)62。以切割道62为基准，对于晶圆600执行一切割程序，以切割出每一无线射频识别标签201。本发明无线射频识别标签201藉由晶圆工艺的方式进行制作，无线射频识别卷标201的结构尺寸将可以达到微小化的目的，如无线射频识别标签201的长宽尺寸是可以缩小至0.41mm×0.43mm。

本发明一较佳实施例中，第一环形天线线段31、附加环形天线线段31及第二环形天线线段33的线宽与线距的比例是被设计为1：1，第一环形天线线段31、附加环形天线线段31及第二环形天线线段33的线宽/线距分别被设计为15μm/15μm，第一绝缘层51、附加绝缘层52、第二绝缘层53及第三绝缘层55的厚度分别被设计为7.5μm±0.5μm，第一环形天线线段31、附加环形天线线段32、第二环形天线线段33、第一连接线段36及附加连接线段38的厚度分别被设计为4μm±0.5μm。上述列举的天线线段31、32、33及连接线段36、38的线宽、线距、厚度以及绝缘层51、52、53、55的厚度，仅是本发明一具体实施例而已，并不以此为限。另，上述实施例无线射频识别标签200同样也可经由晶圆工艺的方式进行制作，于此，不再重复阐述。

以一应用为例，本发明微型化的无线射频识别标签200/201是可以设置在子弹的弹壳上，且记录有子弹的背景信息，如制造时间、制造地点、型号及拥有的单位。于此，在子弹上设置无线射频识别标签200/201以达到弹药管制的目的。

另一应用为例，本发明微型化的无线射频识别标签200/201是可以嵌入在纸钞中，且记录有纸钞的防伪信息，如水印或加密的验证码。于此，在纸钞上嵌入一具备有防伪信息的无线射频识别标签200/201以取代纸钞上原本的防伪设计(如凹版印刷)。

或者，又一应用为例，本发明微型化的无线射频识别标签200/201是可以配置在电子组件(如一特定功能芯片、一主动组件或一被动组件)上，且记录有电子组件的背景信息，如出货来源、组件特性。于此，在电子组件上配置无线射频识别卷标200/201，以令用户可以得知电子组件的来源及其组件特性。上述所列举的应用范例，仅是本发明部分可应用的领域而已，并不限于此。

在此，由于本发明无线射频识别标签200/201具有微型化的结构特点。因此，本发明无线射频识别标签200/201是能够配置在较大尺寸或较小尺寸的对象之上而广泛地应用在各种领域上。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种微型化的无线射频识别标签，其特征在于，包括：

一无线射频识别芯片，包括有一主动面，所述主动面包括一第一天线接合垫及一第二天线接合垫；

一第一绝缘层，设置在所述无线射频识别芯片上，用以包覆所述无线射频识别芯片，所述第一绝缘层包括有一第一导电贯孔及一第二导电贯孔，所述第一导电贯孔设置在所述无线射频识别芯片的所述第一天线接合垫上，而所述第二导电贯孔设置在所述无线射频识别芯片的所述第二天线接合垫上；

一第一环形天线线段，设置在所述第一绝缘层上，其中所述第一环形天线线段的一端包括有一第一连接垫而另一端包括有一第二连接垫，所述第一环形天线线段的所述第一连接垫经由所述第一导电贯孔以电性连接所述无线射频识别芯片的所述第一天线接合垫；

一第一连接线段，设置在所述第一绝缘层上，所述第一连接线段经由所述第二导电贯孔以电性连接所述第二天线接合垫；

一第二绝缘层，设置在所述第一绝缘层上，用以包覆所述第一环形天线线段及所述第一连接线段，其中所述第二绝缘层包括一第三导电贯孔及一第四导电贯孔；

一第二环形天线线段，设置在所述第二绝缘层上，所述第二环形天线线段的一端包括有一第三连接垫而另一端包括有一第四连接垫，所述第二环形天线线段的所述第三连接垫经由所述第三导电贯孔以电性连接所述第一环形天线线段的所述第二连接垫，所述第二环形天线线段的所述第四连接垫经由所述第四导电贯孔以电性连接所述第一连接线段；及

一第三绝缘层，设置在所述第二绝缘层上，用以包覆所述第二环形天线线段。

2.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述第一环形天线线段及所述第二环形天线线段分别为一多弯曲的螺旋线段。

3.根据权利要求2所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述第一环形天线线段的线宽与线距的比例是1：1，所述第二环形天线线段的线宽与线距的比例是1：1。

4.根据权利要求3所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述第一环形天线线段的线宽/线距为15μm/15μm，所述第二环形天线线段的线宽/线距为15μm/15μm。

5.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述无线射频识别标签尚包括：

至少一附加绝缘层，设置在所述第一绝缘层及所述第二绝缘层间，所述附加绝缘层包括有一第一附加导电贯孔及一第二附加导电贯孔；

至少一附加环形天线线段，设置在所述附加绝缘层及所述第二绝缘层间，所述附加环形天线线段的一端包括一第一附加连接垫而另一端包括一第二附加连接垫，其中所述附加环形天线线段的所述第一附加连接垫经由所述第一附加导电贯孔以电性连接所述第一环形天线线段的所述第二连接垫，所述附加环形天线线段的所述第二附加连接垫经由所述第三导电贯孔以电性连接所述第二环形天线线段的所述第三连接垫；及

至少一附加连接线段，设置在所述附加绝缘层及所述第二绝缘层间，其中所述附加连接线段的一端经由所述第二附加导电贯孔以电性连接所述第一连接线段，所述附加连接线段的另一端经由所述第四导电贯孔以电性连接所述第二环形天线线段的所述第四连接垫。

6.根据权利要求5所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述附加环形天线线段为一多弯曲的螺旋线段。

7.根据权利要求5所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述附加环形天线线段的线宽与线距的比例是1：1。

8.根据权利要求7所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述附加环形天线线段的线宽/线距为15μm/15μm。

9.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述无线射频识别标签的构造是采用一无凸块工艺方式所制作而成。

10.根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于，所述无线射频识别标签为一被动式的无线射频识别标签。