[发明专利]一种银浆天线工艺的RFID标签及芯片封装方法

说明书

一种银浆天线工艺的RFID标签及芯片封装方法，该RFID标签芯片，包括标签基材、银浆天线、胶和芯片；该封装方法包括如下步骤：使用印刷单元在标签基材上印刷上导电银浆天线；将所述银浆天线固化处理，使所述银浆天线表面干燥，内部处于湿膜状态；将芯片封装在所述银浆天线上；将封装后的所述银浆天线和所述芯片整体固化处理。本方法能够优化RFID银浆天线封装工序，使芯片封装更加简单，减少对高精尖设备的依赖性，实现标准化、流程化生产，同时提高封装合格率，降低成本和能耗，并带动封装前银浆天线印刷工艺优化，提高封装产能及RFID标签产能。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种银浆天线工艺的RFID标签及芯片封装方法。

背景技术

随着大数据技术、云技术、5G技术、AI技术的高速发展，RFID作为物联网基础感知层信息采集技术，在过去5年内也开始大范围发展与应用。2017年以来，在全球市场范围内，尤其以中国为代表，RFID技术在新零售、服装物流，门店管理，物流管理等多领域得到了广泛的应用，目前国内的无人超市几乎全部采用RFID技术进行管理。同时，RFID标签的市场需求量在逐年增长，尤其对低价格RFID的需求愈发强烈，RFID标签开始转向低附加值商品应用，降低RFID标签成本是RFID得到广泛应用的决定性因素。高附加值的RFID标签，成本主要来源于两方面，一是RFID标签用芯片，另一方面是制作工艺，在整个RFID标签加工过程中，芯片封装的产能一直是标签产能上不去的主要问题，目前主要采用增加封装设备投入数量来实现RFID标签的产能。

现有技术方案采用各向异性导电胶，RFID芯片绑定设备配有热压单元，进行热压，从而实现芯片的绑定工序。具体流程是：第一步将各项异性导电胶采用点胶的工艺在封装设备上进行，流转到贴片工序，第二步机械手臂将RFID芯片放在各项异性导电胶的上面，流转到热压工序，第三步上下热压头对芯片位置进行热压。现有技术的方法具有如下缺陷：(1)功能缺陷：由于芯片和天线不是直接接触导电，而是通过各项异性导电胶进行连接实现导电，在热压的过程中，由于依靠导电胶进行连接，会在芯片与天线之间引入寄生电阻和寄生电容，导致芯片与天线的匹配存在一定范围的偏差，进而影响标签的读取、灵敏度等多项技术指标；(2)功能缺陷：在芯片封装过程中，芯片及银浆天线由于受到一定时间的温度和压力，对于厚度比较薄(800nm以下)的芯片，会被压断裂，从而导致该工艺不适合封装超薄厚度的RFID芯片。相对于铝蚀刻/铜蚀刻天线，银浆天线是不耐高温高压的，在芯片绑定过程中，由于压力过大，或者温度过高从而导致芯片封装点处的银浆线路断裂，形成暗断，进而促使标签功能不良或失效，而且这种断裂位置处于芯片下面，很难发现与检测。目前市场上该种工艺的绑定温度都在135-210摄氏度范围内，由于高温高压的作用，对于有些标签基材在芯片位置会产生压痕，压痕一般会呈现热压头形状，影响标签的美观性，对于不耐温的RFID标签基材，在封装位置由于高温的作用，促使基材变形，对于低温材料(熔点在120摄氏度以下)如PP、PE、PVC、合成材料、碳膜等都无法应用该工艺。由于多种低温材料无法应用于RFID标签，这也是RFID标签在有些专用领域无法应用的主要原因。(3)成本高：目前采用该种工艺在对铝蚀刻或铜蚀刻天线进行芯片封装时，封装合格率在99.3％左右，而银浆印刷天线只有97％，这是原装进口封装设备的参数，国产设备封装合格率还会低一些，过低的封装合格率，导致标签质检工序成本增加，成品RFID标签成本也随之增加。在封装过程中，选用的各项异性导电胶的销售价格是很高昂的，一般价格会在150-300RMB每克，目前中国没有生产这种胶的厂家，全部需要进口。由于胶的价格较高，进而也增加了RFID标签的成本。(4)高能耗：在绑定的过程中，热压温度在135-210摄氏度范围，时间会持续4-10s，高温绑定，产生高耗能。(5)低效率：芯片绑定一直是RFID标签加工过程中的产能瓶颈，由于在芯片绑定过程会有4-10s的热压，导致绑定设备的效率提不上来，目前市场上采用本工艺的主流进口绑定设备一小时产能在7000-11000枚标签，而国产设备产能在4000-8000枚标签。

因此，现有RFID银浆天线封装工序存在的不足，主要是引入大数值的寄生电阻和寄生电容、天线断裂及芯片断裂、标签基材选择范围受限、高能耗和低产能问题。