TWI259981B - RFID tag - Google Patents

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TWI259981B
TWI259981B TW094108029A TW94108029A TWI259981B TW I259981 B TWI259981 B TW I259981B TW 094108029 A TW094108029 A TW 094108029A TW 94108029 A TW94108029 A TW 94108029A TW I259981 B TWI259981 B TW I259981B
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TW
Taiwan
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heat dissipating
dissipating material
wafer
heat
rfid tag
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TW094108029A
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TW200622913A (en
Inventor
Shunichi Kikuchi
Masumi Suzuki
Michimasa Aoki
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Description

1259981 九、發明說明： C發明戶斤屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關一種射頻辨識(RFID)標籤， /、晚以一非 5接觸方式來與外部設備進行資訊交換。又，對有關本申& 案之技術領域的專業人士而言，本說明書内所述的“射頻 辨識標籤”有時會被稱為“可作為射頻辨識標籤的内嵌 物”，因認為該“射頻辨識標籤，，係為一種可作為“射頻 辨識標籤”的内部構件（内嵌物）。或者，在某些情況下，此 10 ‘‘射頻辨識標籤”亦可被稱為一“無線電1C標籤，，。又， 一非接觸式的1C卡亦含括於此“射頻辨識標籤，，内。 t先前技術】 發明背景 在近年來，已見有各種不同的射頻辨識標籤(RFIDtag) 15破提供，其能利用無線電波以非接觸方式來與一以讀/寫 器為代表的外部設備進行資訊交換。在一種曾被推薦的該 RFID tag中，係有一可供無線電傳訊的天線紋路及一
Ic晶片被安裝在一由塑膠或紙張所製成的基片上。—種使 用此類RFID tag的可行模式係將該RFID tag插嵌黏接於一 20物品中，而藉與外部設備交換該物品上的資訊來進行該物 品的辦識。 在該等RFID tag中，亦曾被推薦以一覆板來覆蓋_基 片，俾保護天線紋路或IC晶片。 第1(A)及1(B)圖分別為一傳統RFID tag的正視圖和側 5 1259981 視圖。該側視圖中乃示出該内部結構係由該RnD tag的側 面貝牙看入。在本說明書中，以下稱為側視圖者乃皆為類 似於此的圖式。 於第1 (A)與1 (B)圖中所示的RFID標籤係由以下數者所 5構成：一天線紋路3設在一基片2上，一 1C晶片4以樹脂黏劑 7部占接於該基片2上並經由一爆點5電連接於該天線紋路3， 及一蓋片6黏接於該基片2而覆蓋該天線紋路3和1(：晶片4。 該蓋片6通常係由一選自下列的材料所製成：pET、聚酯、 I烯煙、聚碳酸醋、丙稀酸類材料等。 10 該1^10標籤1會利用天線紋路3來接收一讀寫器所釋 放之黾磁场的此1以作為電此，且該1C晶片4會被該電能所 驅動，而來完成傳訊作用。 在上述結構的RHD標籤1中，該IC晶片4部份的高度會 大於其它部份的高度。因此，當有某些東西磨抵該RFID標 15籤1的盖片6，或當該RF1D標籤1被夾在書本中來使用時，則 衝擊和壓力將會集中在該1C晶片4上；此將可能會造成該IC 晶片4的問題和故障，譬如令該晶片4剝落等等。又且，其 亦有可能因該蓋片6的延展或凹陷發生在靠近IC晶片4處， 致產生殘留應力，而令蓋片6脫落。 20 相較於此等典型結構的RFID標籤，亦曾見有別的RFIE) 標籤被推薦，其中乃具有保護IC晶片的理念（例如N〇. 6100804、No· 6265977、No.6147604、No.6215401、No.
6294998等各美國專利）。在該等專利文獻中所揭的RFID標 籤上’一1c晶片會被埋入一密封物或一中間層内，且該RFID 6 1259981 標籤的表面會被製成等高齊平，俾可避免衝擊和壓力集中 於ic晶片上。 但是，在該等習和的RFID標籤中，該1C晶片所產生的 熱將會由於該密封物或中間層的存在而被包陷不能消散， 5 因此將可能致使1C晶片故障。又，在一如第（A)及（B)圖所示 之典型構造的RFID標籤1中，該蓋片6的導熱性並不高，而 該1C晶片4本身的熱容量亦甚低，且在該1C晶片4和天線紋 路3之間，除了該爆點5以外的絕大部份皆會被一樹脂黏劑7 所封埋，故其連結的熱阻抗會較大。由於這些原因，熱會 10 容易被包陷在該1C晶片4内。所以，假使該RFID標籤1太靠 近一讀寫器致受到一強烈的電磁場，則可想而知該1C晶片4 内將會由於所產生的熱而令溫度急遽升高。此等溫度的遽 升可能會導致該1C晶片4故障。且，若該1C晶片4所附設之 物品的溫度固定保持在50〜70°C的高溫，則即使該RFID標 15 籤1被置於遠離讀寫器處，其亦可能由於該1C晶片4所生之 熱，而超過該1C晶片4内之電晶體得能穩定操作的臨界溫 度，以及可長久保持記憶的臨界溫度。 【發明内容】 發明概要 20 本發明係有見於上述情況而來研發者，期能提供一種 散熱絕佳的RHD標籤。 本發明的RHD包含：一基片，一天線紋路設在該基片 上而形成一通訊天線；一電路晶片係電連接於該天線紋路 而可透過該天線來進行無線電通訊；一蓋片係與該基片緊 25 密接觸而來覆蓋該天線紋路，但有一包含該電路晶片的預 7 1259981 定區域除外；及一絕緣散熱材料會覆蓋該預定區域，並與 該電路晶片熱接觸，且該絕緣散熱材料的導熱性會比該盡 片更高。 依據本發明之RFID標籤，因為設有該散熱材料，該 5 RFID標籤的散熱效果甚佳，故可防止因熱所造成的故障。 又，因該盖片並沒有覆盖該電路晶片’故如前所述因殘留 應力導致蓋片脫落的現象亦可避免。 最好在該RFID標籤中，該散熱材料具有一中心部位在 該電路晶片上，及一保護部包圍該中心部，而該保護部的 10 高度大於該中心部的高度。 藉著設置具有該保護部的散熱材料，將可防止衝擊和 壓力集中在該電路晶片上。 在本發明之R FID標籤上的散熱材料係可藉將一座狀 物黏接於該預定區域上，或以一液狀材料塗佈於該預定區 15 域並使其固化而來製成。 如上所述之散熱材料得能在製造該RFID標籤之製程 的操作測試之後才來被設在一合格產品上。故將可容易地 區別合格產品和不良產品。當使用一液態材料時，其製程 會較簡單並可降低成本。 20 在本發明的RFID標籤中，該散熱材料係可為一絕緣材 料，其内會被混摻一導熱性顆粒，其導熱性較高於該絕緣 材料；或該散熱材料亦可為一具有一第一層及一第二層的 疊層結構，且該第二層的導熱性較高於第一層。 在該散熱材料中混有導熱顆粒的情況下，則將可容易 8 1259981 製得一甚佳高導熱性的RFID標籤。而若為具有疊層結構的散 熱材料，則將可容易獲得一甚佳強度及散熱效果的RHD標籤。 如上所述，本發明的RFID標籤具有甚佳的散熱性，故 可防止因熱所造成的電路晶片故障。 5 圖式簡卓說明 本發明的較佳實施例現將配合以下圖式來詳細說明， 其中= 第1(A)及1(B)圖分別為一習知RFID標籤的正視圖和側 P 視圖； 10 第2(A)及2(B)圖分別為本發明第一實施例的正視圖和 側視圖； 第3圖為製造一 RFID標蕺的方法示意圖； 第4圖為第3圖中所示之打孔步驟的詳示圖； 第5(A)及5(B)圖分別為一半成品的正視圖與側視圖； 15 第6(A)及6(B)圖分別為一半成品在層合步驟之後的正 視圖和側視圖， φ 第7(A)及7(B)圖各為一散熱材料的詳示圖； 第8圖為第3圖中所示之散熱材料添加步驟的說明圖； 第9圖為本發明第二實施例的示意圖； 20 第10圖為本發明第二實施例之另一製造方法的示意 圖； 第11圖為本發明第三實施例的示意圖； 第12圖為本發明第四實施例的示意圖；及 第13圖為本發明第五實施例的示意圖。 t實施方式3 9 25 1259981 較佳實施例之詳細說明 本發明之各實施例現將參照圖式說明如下。 第2(A)及2(B)圖分別為本發明第一實施例的正視圖和 側視圖。 5 在第2(A)及2(B)圖中所示的FUFID標籤10係由以下各部 份所構成：一天線紋路12設在一基片11上，一1C晶片13係 以一樹脂黏劑17黏接於該基片11上，並藉由一爆點16電連 接於該天線紋路12，一蓋片14黏接於該基片11而會覆蓋靠 • 近該1C晶片13之區域以外的天線紋路12，及一散熱材料15 10 係由該1C晶片13上方來被黏接於該蓋片14與1C晶片13。 此RFID標籤10亦可利用該天線紋路12來接收由一讀 寫器釋出的電磁場之能量作為電能，且該1C晶片13會被該 電能所驅動，而來達到通訊作用。 在本第一實施例中，該基片11係相當於本發明的基片 15 之一例，該天線紋路12相當於本發明的天線紋路之一例， 該1C晶片13相當於本發明的電路晶片之一例，該蓋片14相 ® 當於本發明的蓋片之一例，而該散熱材料15則相當於本發 明的散熱材料之一例。 雖該蓋片14是由一PET材料所製成，但其亦可由選自 20 下列之各種材料來製成：聚酯、聚烯烴、聚碳酸酯、聚丙 烯類材料等等。該1C晶片13的黏接亦可能使用一樹脂膜來 取代該樹脂黏劑17。
雖該散熱材料15的結構係為一指定料層，但此散熱材 料15會具有比該蓋板14更高的導熱性，而能有效地將該1C 10 1259981 晶片13所產生之熱散發於空氣中，故可使該1C晶片13保持 在低溫水準’而得進行穩定的操作。且，因在其結構中該 散熱材料15是由1C晶片13上方來接設，故不會造成蓋片14 的延展或凹陷，因此將不會使該散熱材料15和蓋片14由於 5 殘留應力而脫落。 製造該RFID標籤10的方法將說明如下。 第3圖為該製造一 RF1D標籤之方法的示意圖。 第2(A)及2(B)圖所示的RFID標籤10是由一 RFID標鐵 的半成品21與一層合膜22經過一打孔步驟20、一層合步驟 1〇 30、一測試步驟40及一散熱材料添加步驟50等而來製成者。 在該打孔步驟20時，會使用一打孔模架23來在層合膜 22中形成牙孔。在層合步驟30時，一有大量半成品21連結 在一起的片條與該層合膜22會被以傳送滾輪31傳輸而互相 疊合，且該半成品21和層合膜22會被一熱壓裝置32加熱及 15加壓而接合在一起。在該測試步驟40時，一Ic晶片13的操 作測試會在一被電磁罩42所包圍的區域中使用一讀寫器41 來進行，以確定該產品是否具有一RFID標籤所需的功能。 在該散熱材料添加步驟50時，一矽酮油脂（係為一種導熱油 脂）會被用一配佈器51來塗佈，且該散熱材料會被以黏接模 20架52來黏結。 第4圖為第3圖中之打孔步驟2〇的詳示圖。 在該打孔步驟20中，各貫孔會被該打孔模架23形成於 該層合膜22上對應於第⑽與·圖中之扣晶# u的位 置，該層合膜22係為—PET材料，其會構成第2⑷與_ 11 1259981 圖中的蓋片14。此已製成貫孔的層合膜22會被以圖中之箭 號A所示方向來傳輸，並疊合在一條片上，該條片上具有大 量的半成品21連結在一起。而疊合在該包含有半成品21之 條片上的層合膜22會被輸送至第3圖所示的層合步驟30。 5 第5(A)與5(B)圖分別為一半成品的正視圖及側視圖。 第5(A)與5(B)圖中，許多呈片狀連結在一起的半成品 21之一者乃被示出，且在此半成品21中，該天線紋路12 和1C晶片13會呈曝露地被設在該基片11上。該半成品21 本身的製造方法係與製造習知的RFID標籤相同，但與本 10 發明並無直接關係。因此，於此不再冗述製造該半成品21 的方法。 第6(A)及6(B)圖分別為一在該層合步驟30之後的中間 製品之正視圖和侧視圖。 又，在第6(A)與6(B)圖中，大量呈片狀連結在一起的 15 半成品21中之一者乃被示出。 如第6(A)與6(B)圖所示，該蓋片14會在層合步驟30中 被製成，且於該蓋片14中會有一孔14a被貫設在一對應於1C 晶片13的部位。 此中間製品會被輸送至第3圖所示的測試步驟40,以確 20 認該中間製品是否具有一RFID標籤所需的功能。在該測試 步驟40中被判定為功能不足的不良產品’其在該由許多中 間製品連結在一起之條片中的位置將會被記錄，且此不良 產品亦會被輸送第3圖所示的散熱材料添加步驟50。 第7(A)與7(B)圖係各示出一散熱材料的詳示圖。 25 該散熱材料15的詳細疊層結構是被示於第7(A)圖中。 12 1259981 該散熱材料15的疊層結構係由以下數者所構成：_絕緣矽 膠片15a，一導電石墨片15b，及一絕緣的聚醯亞胺黏帶 15c。而該各層的厚度為·· 2〇至1〇〇|[1111的厚度會較適合該矽 膠片15a，10至ΐ00μιη的厚度可適用於該石墨片15b，而2〇 5至50μπ^々厚度可適用於聚醯亞胺黏帶15c。該矽膠片15a會 具有比石墨片15b更高的強度，而該石墨片15b則具有比矽 膠片15a更高的導熱性。因此，該散熱材料15會报強韌且散 熱甚佳。該矽膠片15a相當於本發明的第一層之一例，而石 墨片15b相當於本發明的第二層之一例。該聚醯亞胺帶i5c ίο係為一種黏性材料，而該散熱材料會以該聚醯亞胺帶15c來 黏接於該中間製品。 如第7(B)圖所示，此散熱材料15如前所述係藉冲壓一 片材18使之形成一貼片狀而來製得，且該貼片狀散熱材料 15會在該散熱材料添加步驟中被黏接來蓋住第6(八)與6(b) 15 圖中所示之中間製品的貫孔14a。 第8圖為第3圖中之散熱材料添加步驟5〇的說明圖。但 在該圖中係僅示出該步驟的一部份，其中該散熱材料正被 使用黏接模架來黏接。 針對一在測試步驟中之操作測試已合格的中間製品， 20 一可令該散熱材料15增進黏性的矽脂19會被使用第3圖所 示的配佈器51來塗佈於該1C晶片13上，且該散熱材料^會 被使用黏接模架52來黏接在該矽脂19上。相反地，針對曰 在該操作測試中被剔除且其位置已被記錄為一不良彦。 4 的 中間製品，則既不會塗佈該矽脂19亦不會進行該散熱柯料 13 1259981 15的黏接’故該不良產品仍會保持為_中間製品。因此之 故，合格產品將可一瞥即來與不良產品區分，故可防止不 良產品混人。X，雖可藉加熱來液化的«相變材料亦得 用來取代以.亥石夕月曰19為代表的導熱油脂，但在本實施例中 5 係使用矽脂19。 該黏接模架52具有-巾央_52a會將該散熱材料15 的中央部份15e慶抵於IC晶片13上，並有一環別會將該散 熱材料15的邊緣部份15d壓抵於該蓋片14上，且該中央部份 52a的咼度會稍高於該環52b。因此，被該環抵接於蓋片 1〇 14上之散熱材料15的邊緣部份⑸之高度，會比被該中央部 伤52a壓抵於IC晶片13上之散熱材料15的中央部份i5e之高 度更大些。此中央部份15e乃相當於本發明的中心部之一 例，而该邊緣部份15d則相當於本發明的保護部之一例。 因為在此方式中，該邊緣部份15d的高度係大於中央部 I5份15e的高度，故對該RFm標籤之衝擊和壓力將會施加於該 k、、、彖。15d上，而可避免衝擊和壓力加諸於該中央部份 15e和1C晶片13，故能防止該IC晶片13的斷裂和剝落。 本發明的第一實施例之說明現已完成，而本發明的其 匕貝施例將再說明如下。又，以下所述之各實施例係相同 2〇於上述第一實施例，只是使用不同的散熱材料。因此，以 下兒月私僅專左於與第一實施例不同之處，俾免冗複說明。 第9圖為本發明第二實施例的示意圖。 第9圖所示之第二實施例的r π 〇標籤6 〇之散熱材料6丄 疋由一種陶瓷粉末（例如氧化鋁Al2〇3，二氧化矽Si〇2)等所 14 1259981 製成。此散熱材料61係由一喷嘴54將一液態陶瓷漆(例如由 〇ki Electric Industry Co·，Ltd·所製的α陶竟）喷吹穿過一罩 體55的開孔，並藉乾燥以使該液態陶莞漆固化而來製成。 第10圖為本發明第二實施例之另一製造方法的示意 5 圖。 在該第二實施例之RFID標籤60中的散熱材料61亦會 被製成’但其係藉使用一配佈器56來塗佈上述的液體陶究 漆，並使之乾燥固化而來完成。 故，在第二實施例的RFID標籤60中，該散熱材料61的 10 製造會更容易，且可減低成本。 第11圖為本發明之第三實施例的示意圖。 该第二貫施例之RFID標籤70設有一散熱材料71，其係 由一矽膠片所製成，且該散熱材料71是直接黏接於該1(：晶 片13上。因為此散熱材料71具有非常簡單的結構，故其製 15造成本可以保持很低。又，雖推想該第三實施例的散熱能 力可能會比前述第一實施例較差一些，但預期該第三實施 例仍會優於習知技術，因此，其在某些情況下仍會具有充 分的可利用性。 第12圖為本發明第四實施例的示意圖。 20 该第四實施例的R1FID標籤80亦設有如同第三實施例 之RFID標籤的矽膠片散熱材料乃，且在該忙晶片13周圍的 區域會被埋設矽脂81來增進散熱特性。在此RnD標籤8〇 中，其成本之減降和散熱性的改善皆可達成，故其用途會 甚廣泛。 15 1259981 第13圖為本發明第五實施例的示意圖。 該第五實施例的RHD標籤90設有一散熱材料91，其係 將一種具有高導熱性的陶瓷顆粒（如Aha、Si〇3)92混入一 絕緣矽膠片内來製成者。如同第一實施例的散熱材料15， 5 該散熱材料91係以一黏劑來黏接。 因在該散熱材料91中，其導熱性係可藉調整顆粒92的 種類和混合量來調整，故將能容易地製成具有高導熱性的 散熱材料。 雖在上述說明中，一已先在打孔步驟中製成開孔的蓋 10 片係被示出來作為本發明的蓋片之例，但本發明的蓋片亦 可被設成先蓋住整個基片’然後該蓋片在靠近電路晶片區 域的部份再被剝除。 又，如上所述，該基片或蓋片係被示為本發明的基片 或蓋片之例。但是，本發明之基片或蓋片的形狀並不限於 15 片狀。 又，在上述說明中，一黏接該散熱材料來製成的保護 部份係被示為本發明的保護部份之例。但，本發明的保護 部份亦可為一被形成於該散熱材料上之狀似凸體的部份， 嗣再將該散熱材料固設於電路晶片上。 20 【圖式簡單說明】 第1(A)及1(B)圖分別為一習知RHD標籤的正視圖和側 視圖， 第2(A)及2(B)圖分別為本發明第一實施例的正視圖和 側視圖； 16 1259981 第3圖為製造一 RFID標籤的方法示意圖； 第4圖為第3圖中所示之打孔步驟的詳示圖； 第5(A)及5(B)圖分別為一半成品的正視圖與側視圖； 第6(A)及6(B)圖分別為一半成品在層合步驟之後的正 5 視圖和側視圖； 第7(A)及7(B)圖各為一散熱材料的詳示圖； 第8圖為第3圖中所示之散熱材料添加步驟的說明圖； 第9圖為本發明第二實施例的示意圖； 第10圖為本發明第二實施例之另一製造方法的示意 10 圖； 第11圖為本發明第三實施例的示意圖； 第12圖為本發明第四實施例的示意圖；及 第13圖為本發明第五實施例的示意圖。 【主要元件符號說明】 1，10，60，70，80，90…射頻辨識標籤 2，11···基片 3，12···天線紋路 4，13···Κ：晶片 5，16···爆點 6，14…蓋片 7，17…黏劑 14a···孔 15，61，71，91…散熱材料 15a···矽膠片 15b…導電石墨片 17 1259981 15c···聚醯亞胺黏帶 15d.··邊緣部份 15e···中央部份 18···片材 19，81···矽脂 20···打孔步驟 21…半成品 22···層合膜 23···打孔模架 30…層合步驟 31…傳送滾輪 32…熱壓裝置 40…測試步驟 41…讀寫器 42…電磁罩 50…散熱材料添加步驟 51，56···配佈器 52···黏接模架 52a···凸體 52b…環 54…喷嘴 55…罩體 18

Claims (1)

1259981 十、申請專利範圍： 1. 一種射頻辨識標籤，包含： 一基片； 一天線紋路設在該基片上而形成一通訊天線； 5 一電路晶片會電連接於該天線紋路而經由該天線 來進行無線電通訊： 一蓋片係被設成緊密接觸該基片，而來覆蓋該天線 紋路但有一包含該電路晶片的預定區域除外；及 一絕緣散熱材料會覆蓋該預定區域，並與該電路晶 10 片熱接觸，且該絕緣散熱材料具有比該蓋片更高的散熱 性。 2. 如申請專利範圍第1項之射頻辨識標籤，其中該散熱材 料具有一中央部份位於該電路晶片上，及一保護部份包 圍該中央部份，而該保護部份的高度會大於中央部份的 15 高度。 3. 如申請專利範圍第1項之射頻辨識標籤，其中該散熱材 料係將一座狀物黏接於該預定區域上來形成。 4. 如申請專利範圍第1項之射頻辨識標籤，其中該散熱材 料係為一液體材料，而會被塗佈於該預定區域處再使之 20 固化。 5. 如申請專利範圍第1項之射頻辨識標籤，其中該散熱材 料係為一絕緣材料，其會被摻入一導熱性比該絕緣材料 更高的導熱顆粒。 6. 如申請專利範圍第1項之射頻辨識標籤，其中該散熱具 25 有一包含第一層與第二層的疊層結構，而該第二層具有 比第一層更高的導熱性。 19
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