電子標籤的形成方法
2023-06-09 16:12:26 2
電子標籤的形成方法
【專利摘要】一種電子標籤的形成方法，包括：提供載板，所述載板包括第一區域和第二區域；在載板的第一區域上形成射頻識別天線，所述射頻識別天線包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端；提供射頻集成晶片，所述射頻集成晶片包括第一接口和第二接口；將所述射頻集成晶片貼合於載板的第二區域表面；通過引線鍵合工藝形成第一金屬連接線和第二金屬連接線，所述第一金屬連接線將射頻識別天線的第一端與射頻集成晶片的第一接口電連接，第二金屬連接線將射頻識別天線的第二端與射頻集成晶片的第二接口電連接。本發明的電子標籤佔據的面積小，並且射頻識別天線的重複性高，電學性能提升。
【專利說明】電子標籤的形成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及射頻識別技術，尤其涉及一種電子標籤的形成方法。
【背景技術】
[0002]RFID(射頻識別:Radio Frequency Identification)是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據，識別工作無須人工幹預，作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備的防水、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標籤上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優點，其應用將給零售、物流等產業帶來革命性變化。
[0003]基本的RFID系統由閱讀器(Reader)與電子標籤(或應答器，Transponder)兩部份組成，其中電子標籤(Tag):由射頻識別天線及射頻集成晶片組成，每個電子標籤具有唯一的電子編碼或者保存有約定格式的電子數據，附著在物體上標識目標對象；閱讀器(Reader):讀取(有時還可以寫入)標籤信息的設備，可設計為手持式或固定式。
[0004]RFID系統其工作原理為:由閱讀器發射一特定頻率信號給電子標籤，用以驅動電子標籤中的內部電路將內部的數據送出(Passive Tag,無源標籤或被動標籤)，或者電子標籤主動發送出內部的數據(Active Tag，有源標籤或主動標籤)，此時閱讀器便依序接收電子標籤發送的數據，從而達到自動識別目標對象的目的。
[0005]現有技術中射頻識別天線一般是通過繞線或直接將導線埋入承載片等方式來製作，然後將製作好的射頻識別天線與射頻集成晶片封裝在一起形成電子標籤。通過繞線的方式將金屬線或導線繞制若干圈形成射頻識別天線或者將導線埋入承載片形成射頻識別天線，形成的射頻識別天線會佔據較大的空間，並且射頻識別天線的線圈的重複性較低，影響了射頻識別天線的電學性能。
【發明內容】
[0006]本發明解決的問題是怎樣減小射頻識別天線佔據的體積。
[0007]為解決上述問題，本發明提供一種電子標籤的形成方法，包括:提供載板，所述載板包括第一區域和第二區域；在載板的第一區域上形成射頻識別天線，所述射頻識別天線包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端；提供射頻集成晶片，所述射頻集成晶片包括第一接口和第二接口；將所述射頻集成晶片貼合於載板的第二區域表面；通過引線鍵合工藝形成第一金屬連接線和第二金屬連接線，所述第一金屬連接線將射頻識別天線的第一端與射頻集成晶片的第一接口電連接，第二金屬連接線將射頻識別天線的第二端與射頻集成晶片的第二接口電連接。
[0008]可選的，所述射頻識別天線的形成過程為:在載板上形成金屬層；在金屬層上形成圖形化的光刻膠層，所述圖形化的光刻膠層具有暴露出金屬層表面的開口 ；以所述圖形化的光刻膠層位掩膜，刻蝕所述金屬層形成射頻識別天線。
[0009]可選的，刻蝕所述金屬層採用各向異性的幹法刻蝕工藝。[0010]可選的，所述射頻識別天線的形成過程為:在第一區域的載板上形成隔離層，所述隔離層中具有暴露出載板表面的開口 ；採用電鍍工藝在開口中填充滿金屬，形成射頻識別天線。
[0011]可選的，所述螺旋環狀為圓形螺旋或方形螺旋。
[0012]可選的，所述射頻識別天線的相鄰螺旋環之間的間距相等、每個螺旋環的寬度相
坐寸O
[0013]可選的，所述射頻識別天線的厚度為100埃?50微米，射頻識別天線的相鄰螺旋環之間的間距為I微米?5000微米，射頻識別天線的螺旋環的寬度為I微米?500微米。
[0014]可選的，所述金屬層的材料為Al、Cu、Ag、Au、Pt或W。
[0015]可選的，所述第一金屬連接線的未連接射頻識別天線和射頻集成晶片的部分懸空在射頻識別天線和射頻集成晶片上方，所述第二金屬連接線的未連接射頻識別天線和射頻集成晶片的部分懸空在射頻識別天線和射頻集成晶片上方。
[0016]可選的，還包括，形成覆蓋所述射頻識別天線，射頻集成晶片、第一金屬連接線、第二金屬連接線、和載板的塑封層。
[0017]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0018]本發明的電子標籤的形成方法，在載板的第一區域上形成射頻識別天線，所述射頻識別天線包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端，形成的射頻識別天線為平面結構因而佔據的體積減小，射頻識別天線從第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端使得天線可以具有較長的長度，通過引線鍵合工藝形成第一金屬連接線和第二金屬連接線，可以很方便的將射頻識別天線的第一端和第二段引出與射頻集成晶片電連接，工藝簡單。
[0019]進一步，通過光刻和刻蝕相結合的集成製作工藝或者電鍍工藝形成平面的射頻識別天線，射頻識別天線的厚度可以較薄，射頻識別天線的螺旋環的寬度可以較小，相鄰螺旋環之間的距離可以較小，從而使得射頻識別天線佔據的面積較小，有利於提高形成的射頻識別天線的集成度，另外通過集成工藝製作的射頻識別天線的相鄰螺旋環之間的間距可以相等，每個螺旋環的寬度相等，從而使得射頻識別天線具有較高的重複性及均勻的電性分布，提高了射頻識別天線工作時的電學性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1?圖4為本發明實施例電子標籤形成過程的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如【背景技術】所言，現有技術的射頻識別天線直接通過金屬線和導線形成，金屬線和導線的直徑較大，使得形成的射頻識別天線的佔據的空間增大，並且繞制形成的射頻識別天線為立體的結構相應的也會增加射頻識別天線的佔據的空間，另外通過繞線的方式和導線埋入的方式形成的射頻識別天線相鄰線圈之間的距離不易控制，使得線圈的重複性較低，使得射頻識別天線的電學性能降低。
[0022]本發明實施例提供了一種電子標籤及其形成方法，在載板的第一區域上形成射頻識別天線，所述射頻識別天線包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端，形成的射頻識別天線為平面結構因而佔據的體積減小，射頻識別天線從第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端使得天線可以具有較長的長度，通過引線鍵合工藝將射頻識別天線和射頻集成晶片連接，工藝簡單。
[0023]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。在詳述本發明實施例時，為便於說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明的保護範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0024]圖1?圖4為本發明實施例電子標籤形成過程的結構示意圖。
[0025]參考圖1，提供載板200，所述載板200包括第一區域和第二區域；在所述載板200上形成金屬層201。
[0026]所述載板200作為後續工藝的載體，以及作為後續形成的電子標籤的承載載體。
[0027]所述載板200包括第一區域和第一區域相鄰的第二區域，載板200的第一區域上後續形成射頻識別天線，載板200的第二區域表面後續貼合射頻集成晶片。需要說明的是，本實施例的圖2中僅示出了載板的第一區域。
[0028]在本發明的其他實施例中，所述載板可以包括若干(大於等於2個)器件區域和位於器件區域之間的切割道區域，所述器件區域上形成電子標籤，後續沿切割道區域將載板上形成的若干電子標籤分割成獨立的電子標籤，每個器件區域包括第一區域和第二區域相鄰的第二區域，第一區域上形成射頻識別天線，第二區域表面上後續貼合射頻集成晶片。
[0029]所述載板200可以為娃基板、玻璃基板或聞分子樹脂基板等。
[0030]所述金屬層201後續用於形成射頻識別天線。可以通過濺射工藝在所述載板200上形成金屬層201。
[0031]所述金屬層201的材料為Al、Cu、Ag、Au、Pt或W。所述金屬層201的厚度為100
埃?50微米。
[0032]結合參考圖2和圖3，圖3為圖2的俯視結構示意圖，圖2為圖3沿切割線AB方面的剖面結構示意圖，刻蝕所述金屬層201 (參考圖1)，在載板200的第一區域上形成射頻識別天線203，所述射頻識別天線203包括第一端21和第二端22，所述第一端21呈螺旋環狀向外延展到第二端22。
[0033]在刻蝕所述金屬層201之前，在所述金屬層201上形成圖形化的掩膜層，所述圖像化的掩膜層中具有開口，所述開口曝露出需要刻蝕去除的部分金屬層的表面。所述圖形化的掩膜層可以為光刻膠，通過曝光和顯影工藝(光刻工藝)在光刻膠層中形成開口。
[0034]刻蝕所述金屬層201採用各向異性的幹法刻蝕，比如可以採用等離子刻蝕工藝，等離子刻蝕工藝採用的刻蝕氣體可以為SF6、NH3、Cl2、HBr中的一種或幾種。
[0035]刻蝕金屬層201後形成的射頻識別天線203呈螺旋環狀，第一端21位於中間，第二端22位於外部，射頻識別天線以中間的第一端21為起點呈螺旋環狀延伸至外部的第二端22。
[0036]相比於現有技術通過繞制和埋置金屬線形成射頻識別天線，本發明實施例通過光刻和刻蝕相結合的集成製作工藝形成平面的射頻識別天線203，射頻識別天線203的厚度可以較薄，射頻識別天線203的螺旋環的寬度可以較小，相鄰螺旋環之間的距離可以較小，從而使得射頻識別天線203佔據的面積較小，有利於提高形成的射頻識別天線的集成度，另外通過集成工藝製作的射頻識別天線203的相鄰螺旋環之間的間距可以相等，每個螺旋環的寬度相等，從而使得射頻識別天線203具有較高的重複性和均勻的電性分布，提高了射頻識別天線工作時的電學性能。
[0037]所述射頻識別天線203的螺旋環的數量大於2個，所述射頻識別天線203的厚度T為100埃?50微米，比如可以為500埃?10微米，1500埃?5微米，射頻識別天線203的相鄰螺旋環之間的間距S為I微米?5000微米，比如可以為5微米?40微米、50微米?150微米、200微米?800微米、1000微米?4000微米，射頻識別天線203的螺旋環的寬度W為I微米?500微米，比如可以為5微米?40微米、50微米?150微米、200微米?450微米。需要說明的時，本發明實施例中一個螺旋環的確定方式是:做一經過射頻識別天線203的中心點和第一端21的直線，該直線與射頻識別天線具有若干相交的交點，選取某一交點為第一交點，從第一交點沿著螺旋環旋轉360°到達下一交點作為第二交點，第一交點和第二交點之間的螺旋環為一個螺旋環。
[0038]本實施例中，所述射頻識別天線203的螺旋環狀為圓形螺旋，在本發明的其他實施例中，所述射頻識別天線203的螺旋環狀可以為方形螺旋或其他形狀的螺旋。
[0039]在本發明的其他實施例中，所述射頻識別天線還可以通過電鍍工藝形成，具體的所述射頻識別天線的形成過程為:在第一區域的載板上形成隔離層，所述隔離層中具有暴露出載板表面的開口，所述開口的形狀與待形成的射頻識別天線的形狀對應；採用電鍍工藝在開口中填充滿金屬，形成射頻識別天線。
[0040]參考圖4，提供射頻集成晶片300，所述射頻集成晶片300包括第一接口 301和第二接口 302 ;將所述射頻集成晶片300貼合於載板的第二區域表面；通過引線鍵合工藝形成第一金屬連接線304和第二金屬連接線303，所述第一金屬連接線304將射頻識別天線203的第一端21與射頻集成晶片300的第一接口 301電連接，第二金屬連接線303將射頻識別天線203的第二端22與射頻集成晶片300的第二接口 302電連接。
[0041]所述射頻集成晶片300和射頻識別天線203構成射頻識別系統的應答器(或電子標籤)，所述射頻集成晶片300用於存儲與目標對象相關的信息，對射頻識別天線203接收的信號進行處理，並可以將存儲的相關信息通過射頻識別天線203發送。所述射頻識別天線203用於接收外部(閱讀器)的射頻信號，以及用於向外發送射頻信號。
[0042]所述射頻集成晶片300還具有身份驗證功能，當閱讀器的讀取信號時，所述射頻集成晶片300可以發送驗證信息對閱讀器的身份進行驗證。
[0043]本實施例的應答器(或電子標籤)可以為無源、有源或半有源形式的應答器(或電子標籤)，所述射頻識別天線203還可以作為耦合器件產生感應電流，向射頻集成晶片300和射頻識別天線203提供驅動能量。
[0044]所述射頻集成晶片300的第一接口 301和第二接口 302可以為金屬焊盤，第一接口 301和第二接口 302與射頻集成晶片300的內部電路電連接。在進行貼合時，所述射頻集成晶片300的背面(與形成第一接口和第二接口相對的表面)上可以形成膠合層，通過膠合層實現射頻集成晶片300與載板第二區域表面的貼合。
[0045]在本發明的其他實施例中，也可以將射頻集成晶片300的背面與載板的第二區域表面通過鍵合工藝(比如直接鍵合、陽極鍵合工藝等)貼合。
[0046]所述引線鍵合工藝可以為熱壓鍵合、超聲波鍵合或熱壓超聲波鍵合。以形成第一金屬連接線304作為示例，具體的鍵合過程為:首先穿過鍵合機的劈刀的金屬線與射頻集成晶片300的第一接口 301接觸形成第一焊點；接著劈刀抬起並向射頻識別天線203的第一端21的方向移動，形成金屬弧線；然後劈刀向下，使得金屬線與射頻識別天線203的第一端21接觸形成第二焊點，並同時切斷金屬線，形成第一金屬連接線304。
[0047]本發明的實施例中，形成的射頻識別天線203為螺旋環狀，射頻識別天線203的第一端21位於中間，射頻識別天線的第二端22位於外圍，射頻識別天線203通過集成工藝製作，射頻識別天線203的第一端很難通過同一層金屬層或金屬線引出與射頻集成晶片300電連接，本發明實施例中通過引線鍵合工藝形成第一金屬連接線304和第二金屬連接線303實現射頻識別天線203與射頻集成晶片的連接，工藝簡單，並且易於布線。
[0048]通過引線鍵合工藝形成所述第一金屬連接線304的未連接射頻識別天線203和射頻集成晶片300的部分懸空在射頻識別天線203和射頻集成晶片300上方，所述第二金屬連接線303的未連接射頻識別天線203和射頻集成晶片300的部分懸空在射頻識別天線203和射頻集成晶片300上方。
[0049]並且，第一金屬連接線304和第二金屬連接線303在空間上是分隔開的，第一金屬連接線304和第二金屬連接線303在載板的投影線不存在交叉點，防止在形成塑封層時，防止第一金屬連接線304和第二金屬連接線303在空間位置上移動相交而電連接。
[0050]還包括，形成覆蓋所述射頻識別天線203，射頻集成晶片300、第一金屬連接線304、第二金屬連接線303、和載板的塑封層。
[0051]所述塑封層用於密封和保護形成的電子標籤，所述塑封層的材料可以為高分子的樹脂，比如可以為聚醯亞胺、環氧樹脂、苯並環丁烯或聚苯並惡唑等，所述塑封層的材料也可以為其他合適的材料，比如氮化矽、氧化矽等。
[0052]由於第一金屬連接線304是懸空橫跨在射頻集成晶片300和射頻識別天線203上方，如果形成塑封層的過程中有較大的壓力的話，第一金屬連接線304會被下壓而與射頻識別天線203接觸而引起短路。
[0053]形成所述塑封層的工藝可以為點膠工藝、旋塗工藝或簾式塗布(curtaincoating)工藝，形成塑封層的過程中壓力較小，並且能形成厚度較厚(覆蓋第一金屬連接線和第二金屬連接線的懸空部分)的塑封層。
[0054]形成所述塑封層的工藝也可以採用無壓力(或壓力很小的)網板印刷、轉塑或注
塑工藝。
[0055]在本發明的其他實施例中，當所述載板上形成有若干電子標籤時，還包括:沿載板的切割道區域切割所述塑封層和載板，形成若干分立的電子標籤。實現電子標籤的批量製作。
[0056]本發明實施例還提供了一種電子標籤，請參考圖4，包括:
[0057]載板(圖中未示出)，所述載板包括第一區域和第二區域；
[0058]位於載板的第一區域上形成的射頻識別天線203，所述射頻識別天線203包括第一端21和第二端22，所述第一端21呈螺旋環狀向外延展到第二端22 ；
[0059]貼合於載板的第二區域上的射頻集成晶片300，所述射頻集成晶片300包括第一接口 301和第二接口 302 ；
[0060]位於射頻集成晶片300和射頻識別天線203上方的第一金屬連接線304和第二金屬連接線303，所述第一金屬連接線304將射頻識別天線203的第一端21與射頻集成晶片300的第一接口 301電連接，第二金屬連接線303將射頻識別天線203的第二端22與射頻集成晶片300的第二接口 302電連接。
[0061 ] 具體的，所述螺旋環狀為圓形螺旋或方形螺旋。
[0062]所述射頻識別天線203的相鄰螺旋環之間的間距相等、每個螺旋環的寬度相等。
[0063]所述射頻識別天線203的厚度為100埃?50微米，射頻識別天線203的相鄰螺旋環之間的間距為I微米?5000微米，射頻識別天線203的螺旋環的寬度為I微米?500微米。
[0064]所述射頻識別天線203的材料為Al、Cu、Ag、Au、Pt或W。
[0065]所述第一金屬連接線304的未連接射頻識別天線203和射頻集成晶片300的部分懸空在射頻識別天線203和射頻集成晶片300上方，所述第二金屬連接線303的未連接射頻識別天線203和射頻集成晶片300的部分懸空在射頻識別天線203和射頻集成晶片300上方。
[0066]還包括，覆蓋所述射頻識別天線203，射頻集成晶片300、第一金屬連接線304、第二金屬連接線303、和載板的塑封層。
[0067]需要說明的是，本實施例中關於電子標籤的其他限定或描述請參考前述實施例(電子標籤形成過程)中相關部分的限定或描述。
[0068]雖然本發明披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種電子標籤的形成方法，其特徵在於，包括: 提供載板，所述載板包括第一區域和第二區域； 在載板的第一區域上形成射頻識別天線，所述射頻識別天線包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋環狀向外延展到第二端； 提供射頻集成晶片，所述射頻集成晶片包括第一接口和第二接口 ； 將所述射頻集成晶片貼合於載板的第二區域表面； 通過引線鍵合工藝形成第一金屬連接線和第二金屬連接線，所述第一金屬連接線將射頻識別天線的第一端與射頻集成晶片的第一接口電連接，第二金屬連接線將射頻識別天線的第二端與射頻集成晶片的第二接口電連接。
2.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述射頻識別天線的形成過程為:在載板上形成金屬層；在金屬層上形成圖形化的光刻膠層，所述圖形化的光刻膠層具有暴露出金屬層表面的開口 ；以所述圖形化的光刻膠層位掩膜，刻蝕所述金屬層形成射頻識別天線。
3.如權利要求2所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，刻蝕所述金屬層採用各向異性的幹法刻蝕工藝。
4.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述射頻識別天線的形成過程為:在第一區域的載板上形成隔離層，所述隔離層中具有暴露出載板表面的開口 ；採用電鍍工藝在開口中填充滿金屬，形成射頻識別天線。
5.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述螺旋環狀為圓形螺旋或方形螺旋。
6.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述射頻識別天線的相鄰螺旋環之間的間距相等、每個螺旋環的寬度相等。
7.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述射頻識別天線的厚度為100埃?50微米，射頻識別天線的相鄰螺旋環之間的間距為I微米?5000微米，射頻識別天線的螺旋環的寬度為I微米?500微米。
8.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述金屬層的材料為Al、Cu、Ag、Au、Pt 或 W0
9.如權利要求1所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，所述第一金屬連接線的未連接射頻識別天線和射頻集成晶片的部分懸空在射頻識別天線和射頻集成晶片上方，所述第二金屬連接線的未連接射頻識別天線和射頻集成晶片的部分懸空在射頻識別天線和射頻集成晶片上方。
10.如權利要求9所述的電子標籤的形成方法，其特徵在於，還包括，形成覆蓋所述射頻識別天線，射頻集成晶片、第一金屬連接線、第二金屬連接線、和載板的塑封層。
【文檔編號】G06K19/077GK104036317SQ201410305567
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】林仲珉 申請人:南通富士通微電子股份有限公司