本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)電子標(biāo)簽的制備工藝。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)芯片與RFID天線(xiàn)綁定的方式有:FLIP CHIP(倒封裝)、引線(xiàn)鍵合(WIRE Bonding)、SMT回流波峰焊。

FLIP CHIP(倒封裝)使用各向異步導(dǎo)電膠，通過(guò)受擠壓金屬球?qū)崿F(xiàn)芯片管腳與天線(xiàn)之間的連接，其他處固化后的導(dǎo)電膠給予整體支持。但導(dǎo)電膠在超過(guò)250℃高溫下也會(huì)變性損壞，導(dǎo)致連接失效。

引線(xiàn)鍵合(WIRE Bonding)：使用金線(xiàn)或鋁線(xiàn)，連接芯片引腳和天線(xiàn)的綁定點(diǎn)。滴到芯片上的環(huán)氧樹(shù)脂像琥珀一樣把芯片和導(dǎo)線(xiàn)包裹起來(lái)，180℃烘干后由固化的環(huán)氧樹(shù)脂膠對(duì)芯片與綁定線(xiàn)給予保護(hù)。但高溫下，環(huán)氧樹(shù)脂膠碳化后成為粉末狀，從而失去對(duì)芯片與綁定線(xiàn)的保護(hù)。高低溫沖擊下，環(huán)氧樹(shù)脂膠和焊接線(xiàn)(鋁)兩者的熱脹冷縮系數(shù)不同，會(huì)由于環(huán)氧樹(shù)脂拉伸導(dǎo)致焊接線(xiàn)的連接斷開(kāi)，最終標(biāo)簽失效。

SMT先進(jìn)行模塊封裝，然后利用回流波峰焊和焊錫實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片與天線(xiàn)之間的連接。耐高低溫沖擊雖相對(duì)強(qiáng)些，但由于模塊外殼是樹(shù)脂材料，在高溫下(300℃)必然損壞。

當(dāng)前為了使RFID電子標(biāo)簽?zāi)軌驊?yīng)用于工業(yè)環(huán)境，耐受高低溫沖擊和酸堿腐蝕，在選擇耐高溫的陶瓷基材作為電子標(biāo)簽天線(xiàn)基板的同時(shí)，往往還采用在標(biāo)簽外面加封裝的方式，選用耐高溫材料進(jìn)行注塑或超聲波焊接方式把標(biāo)簽包裹起來(lái)，形成一個(gè)保護(hù)層。部分耐高溫材料如PPA可以在300℃不變形，確實(shí)可以短時(shí)間保護(hù)芯片和天線(xiàn)的連接不損壞，但是如果標(biāo)簽在300℃高溫下時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電子標(biāo)簽的表面溫度還是會(huì)達(dá)到同樣的溫度，保護(hù)綁定點(diǎn)的環(huán)氧樹(shù)脂或者導(dǎo)電膠都會(huì)損壞并導(dǎo)致標(biāo)簽芯片與天線(xiàn)斷路并失效。

另外，在本來(lái)就能耐高溫的陶瓷材料、硅芯片、金屬線(xiàn)之外增加塑料外殼材料，會(huì)大幅度增加整體的成本，導(dǎo)致RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍受到極大的限制。有必要尋找新的生產(chǎn)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)高可靠耐高低溫沖擊和酸堿腐蝕環(huán)境的特種無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別標(biāo)簽低成本生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開(kāi)一種高可靠耐高低溫沖擊和酸堿腐蝕環(huán)境的特種無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別標(biāo)簽生產(chǎn)制備工藝。此一體化的防護(hù)設(shè)計(jì)，對(duì)芯片綁定位置進(jìn)行完全封閉、無(wú)氧環(huán)境，防水。加蓋以后燒結(jié)成玻璃封裝的一體標(biāo)簽，能夠?qū)Ω邷丨h(huán)境適應(yīng)、耐受高低溫沖擊、耐受酸堿腐蝕環(huán)境。

本發(fā)明工藝過(guò)程技術(shù)方案表征為：

一種高可靠耐高低溫沖擊的特種無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別標(biāo)簽制備封裝工藝，特征在于，包括如下步驟：

步驟一，通過(guò)現(xiàn)有常規(guī)工藝將印刷好的天線(xiàn)與基板進(jìn)行燒結(jié)固化，形成天線(xiàn)基板，所述天線(xiàn)可以為單面、雙面或多層天線(xiàn)，所述基板為陶瓷材料，所述基板設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，所述天線(xiàn)的饋電電極設(shè)于基板凹槽結(jié)構(gòu)區(qū)域中；

步驟二，將IC芯片放入所述天線(xiàn)基板的凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，并采用常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)方法將IC芯片綁定于凹槽內(nèi)的天線(xiàn)的饋電點(diǎn)(例如：IC芯片管腳與凹槽內(nèi)的天線(xiàn)之間通過(guò)金屬線(xiàn)連接、FLIP CHIP(倒封裝)、引線(xiàn)鍵合(WIRE Bonding)、SMT回流波峰焊)，但不做環(huán)氧樹(shù)脂滴封保護(hù)；

步驟三，提供陶瓷材料的蓋，所述蓋為優(yōu)選帶有穹形結(jié)構(gòu)；

步驟四，將步驟三中的蓋扣在基板的凹槽結(jié)構(gòu)處，接觸處預(yù)涂有氧化反應(yīng)膠(如有機(jī)硅、環(huán)氧樹(shù)脂等密封用的有機(jī)多分子膠，例如株洲世林聚合物有限公司生產(chǎn)的SL3352單組份高溫環(huán)氧膠,牌號(hào):SL3352,產(chǎn)品名稱(chēng):SL3352單組份耐高溫陶瓷膠)，蓋內(nèi)有IC芯片，蓋的兩側(cè)是天線(xiàn)的端部，用于調(diào)節(jié)標(biāo)簽頻段；

步驟五，在高溫下(本領(lǐng)域通常600‐700攝氏度范圍)燒制，氧化反應(yīng)膠反應(yīng)后粘結(jié)使陶瓷的蓋與陶瓷的基板在凹槽結(jié)構(gòu)處形成一體并構(gòu)成密閉空間。燒制期間，密閉空間內(nèi)的氧氣耗盡，僅剩下氮?dú)獾榷栊詺怏w，密閉空間內(nèi)相對(duì)外界呈負(fù)壓狀態(tài)，密閉性以及外殼抗沖擊效應(yīng)能對(duì)內(nèi)部的IC保護(hù)呈永久性保持。由于無(wú)氧狀態(tài)下，IC管腳與天線(xiàn)潰電點(diǎn)之間的連接金屬線(xiàn)的無(wú)氧性能保持良好，從而永久保持良好的導(dǎo)電性。由于整個(gè)基板以及與蓋構(gòu)成的密閉空間外殼是用陶瓷材料制作，其熱脹冷縮系數(shù)小，不易因瞬時(shí)的快速溫差變化發(fā)生尺寸變化，能經(jīng)受極端外部高溫條件，另外空間隔離效應(yīng)，溫度不會(huì)同程度同速率地影響內(nèi)部的用于連接IC管腳與天線(xiàn)潰電點(diǎn)之間的金屬連接線(xiàn)。由于金屬連接線(xiàn)的綁定處不再包裹其他保護(hù)材料，僅為單一的金屬材料本身，即使面臨瞬時(shí)的快速溫差變化也能保持彈性，不會(huì)出現(xiàn)綁定點(diǎn)脫落或金屬線(xiàn)拉斷致使標(biāo)簽失效。

由于本發(fā)明工藝是在高溫下制作完成，制作工藝的特殊“生長(zhǎng)”環(huán)境具有自然篩選的效果，本發(fā)明工藝獲得的產(chǎn)品必能適用高溫及低溫各種應(yīng)用環(huán)境。(本領(lǐng)域300攝氏度尚屬低溫)

以上技術(shù)方案整體設(shè)計(jì)思路巧妙，效果顯著。本發(fā)明工藝獲得的電子標(biāo)簽?zāi)軌蛟?50℃以上的高溫環(huán)境以及快速溫差變化環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。長(zhǎng)期高溫環(huán)境，例如汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的烤漆車(chē)間，輪胎企業(yè)的硫化車(chē)間，石化企業(yè)的鉆井鉆桿鉆頭，金屬制品冶煉和加工等等?？焖贉夭钭兓膱?chǎng)景如半導(dǎo)體加工、汽車(chē)擋風(fēng)玻璃、加工淬火等等。本發(fā)明由于采用了新工藝，直接降低了整個(gè)標(biāo)簽的成本，可以采用自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)封裝與檢測(cè)，可以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的需要，填補(bǔ)了特種標(biāo)簽生產(chǎn)技術(shù)的空白。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1電子標(biāo)簽側(cè)面示意圖。

圖2為實(shí)施例2電子標(biāo)簽側(cè)面示意圖。

圖3為實(shí)施例1制作工藝。

圖中：1‐4為陶瓷層，5‐天線(xiàn)，6‐蓋，61‐蓋的外延部，7‐IC芯片，8‐金屬導(dǎo)線(xiàn)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1、圖3所示，陶瓷RFID具體制作過(guò)程如下：

1)制作三層陶瓷層

2)分別在陶瓷層上制作天線(xiàn)

3)將三層陶瓷層、天線(xiàn)、陶瓷絕緣層組成的帶有凹槽結(jié)構(gòu)的多層體燒制成天線(xiàn)基板

4)將IC芯片放入所述天線(xiàn)基板的凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，并采用常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)方法將IC芯片綁定于凹槽內(nèi)的天線(xiàn)的饋電天線(xiàn)電路

5)將陶瓷材料的蓋扣在基板的凹槽結(jié)構(gòu)處，接觸處預(yù)涂有氧化反應(yīng)膠

6)高溫?zé)瞥蒖FID

實(shí)施例2

本實(shí)施例2是實(shí)施例1的替換方案，最終產(chǎn)品如圖2所示。參照?qǐng)D3所示的流程，本實(shí)施例調(diào)整為：

陶瓷RFID具體制作過(guò)程如下：

1)制作三層陶瓷層

2)分別在陶瓷層上制作天線(xiàn)

3)將陶瓷層、天線(xiàn)組成的帶有凹槽結(jié)構(gòu)的多層體燒制成天線(xiàn)基板

4)將IC芯片放入所述天線(xiàn)基板的凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，并采用常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)方法將IC芯片綁定于凹槽內(nèi)的天線(xiàn)的饋電天線(xiàn)電路

5)將陶瓷材料的蓋6扣在基板的凹槽結(jié)構(gòu)處，該蓋6外部延生出陶瓷邊緣結(jié)構(gòu)，與基板接觸處都預(yù)涂有氧化反應(yīng)膠

6)高溫?zé)瞥蒖FID，獲得整個(gè)一體化的陶瓷標(biāo)簽。