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RFID Inlay的生产:过程谨须完美

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RFID—这个承载着供应链管理及物流领域用户无限期望的关键词,由于技术和系统集成上的原因,在2007年其发展曾短暂中断。究其根本,主要是技术问题(比如在UHF方面)亟待解决。随着RFID在全球范围内的广泛应用,越来越多的用户能够清晰意识到RFID在生产、物流和防伪中的重要价值。用户数量的激增以及在实现RFID技术的过程中所积累的知识都预示着RFID应用近期将有可持续的发展。

& nbsp; 在价值链中,德路工业粘合材料精心致力于满足RFID inlay的生产率及其质量方面的需求(请参见图1)。德路公司为芯片和天线基材的粘接而开发的胶粘剂在HF和UHF inlay工作效率方面具有主导作用。

Substrate production
基材生产

Antenna production
天线生产

Inlay production
Inlay生产

Label production/conversion
标签生产/复合

Application
应用

Paper, PET, PI etc
纸、PET、PI等

Cu/Al lamination
Cu/Al层

Print with conductive ink
导电油墨印刷

Etching
蚀刻

Alternative methods
其他方法

Chip
芯片

Strap
strap

Adhesive for assembly
组装用胶粘剂

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图1:RFID inlay生产的价值链

& nbsp;

& nbsp; 为了清晰地说明胶粘剂所起到的作用,请参照下面RFID inlay开盘式生产过程的图解。

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图2:RFID inlay的典型生产过程图示:首先点胶,其次置入芯片,之后通过后续热压确保接触。

& nbsp; 预制的天线呈卷状上料至机器。天线材质主要为覆铜或铝层的PET。另外,也有银浆印刷的天线。纸质天线或聚酰亚胺天线也是较常用的基材。

生产周期减至数秒
& nbsp; Inlay生产的第一步是把胶粘剂涂布于天线上待粘接芯片的位置。如图2中所示,点胶方式可选用针头点胶,如果基材宽度加大并有多排天线时,亦可采用丝网印刷的方式。随后,芯片被倒装置入天线上的胶粘剂中。之所以这样操作的原因是,带有触点的芯片导电侧是竖直向上的,并且是开放的,仅当该面朝向天线时芯片才能正常工作,所以芯片必须被“倒装”。

& nbsp; 置入芯片后,进入缓冲区,目的是用热压系统接着固化胶粘剂(参见图3)。为此,用上下两个热压头给系统加温。除了加热的作用外,热电极还能够以特定的力将芯片压至天线实现导通。之后,进入检验工序(功能测试),以检测部件是否齐全并确保后道工序同样能够识别。(即,标签复合)

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图3:在热压工序中,芯片被压入天线实现导通,并且通过加热固化胶粘剂。

& nbsp; 原则上讲,胶粘剂产品—无论是非导电性贴片胶还是各向异性导电胶(在单一方向)—都必须将微型芯片可靠地粘接至特定位置。除了单纯的机械功能外,胶粘剂还要确保导电性。
& nbsp;
& nbsp; 对于具有尖形和Pd触点的芯片来说,导电性不是通过胶粘剂直接实现的。这些不同的触点各自具有非常锋利的不同形状的表面,以确保将芯片置入天线基材时触点可直接刺进金属层实现导电性。这时,非导电性胶粘剂NCP(Non Conductive Paste)只确保芯片三维精确定位。即使芯片极微距地离开基材,都会因失去连接而导致inlay无法使用。

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图4:放大的尖形触点,它直接刺进天线的金属层(图3)并实现导通。

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图5:尖形触点(黄色)连接的示意图。胶粘剂(蓝色)确保将芯片定位在精确位置。


& nbsp; 除了机械固定和定位之外,另外一种叫做各向异性导电胶粘剂ACP(Anisotropic Conductive Paste)能够通过充满特殊粒子的环氧树脂聚合物确保导电性。ACP主要用于具有几何均匀且扁平的Au或NiAu触点的芯片上,这些触点无法刺进天线的金属层。很显然,这些胶粘剂必须还拥有与NCP同样的特性,即不允许芯片在天线上能够进行任何方向的位移。
& nbsp;

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图6:扁平状金触点(黄色)的导电示意图。它通过充满导电粒子(银)的胶粘剂(蓝色)实现导电。

使用新型胶粘剂实现成本优化

& nbsp; 当前,德路公司为您提供三代胶粘剂,可满足对可靠性的最高需求并可在低温下以极快速度实现固化,即使用标准生产设备在140摄氏度温度下5秒即可固化,而在先前技术下,加热头温度高达210摄氏度,固化时间高达10秒曾是公认的标准。德路公司的高速固化胶粘剂可将标准生产线的生产率提高至每小时25000片。另外,低固化温度允许使用成本较低的热稳定性差的基材。

& nbsp; 上述两种优势无疑为您节约了不菲的生产成本。因此,德路公司在价格敏感的产线上为优化成本做出了积极的贡献。当然,胶粘剂中也包含不同的微型粒子以及粒子混合物,由此,我们能够为几乎所有的天线芯片组合、工艺要求和可靠性需求开发出相对应的成本优化方案。

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