RFID工艺解读：晶元倒封装到底“倒”在哪里？

　　RFID是Radio Frequency Identification的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到辨认目标的意图。RFID产品的运用非常广泛，典型运用有动物晶片、轿车晶片防盗器、门禁控制、停车场控制、生产线自动化、物料办理等等，一起，它也是物联网传感设备的重要组成部分。

　　RFID产品能够分为体系和软件两部分，其间，体系部分包含标签及封装、读写设备、软件和体系集成服务，软件部分则包含中间件和运用体系。据我国RFID产业联盟数据显示，现在，我国标签及封装商场的比重约为33.1%，读写设备约占22.9%;软件约占12.2%，体系集成服务约占31.8%。如图1。

　　图 1

　　跟着我国经济的高速开展，RFID在物流、零售、制作业、服装业、医疗、身份辨认、防伪、资产办理、交通、食品、动物辨认、图书馆、轿车、航空、军事等领域都将发挥越来越重要的效果。

　　RFID标签产品制作进程中首要的环节是封装，由于这也归于集成电路的一部分，因而我们先厘清一下集成电路封装的概念。狭义的封装是指利用膜技能及微细加工技能，将芯片及其他要素在框架或载板上布置、粘贴固定及衔接，引出接线端子，经过可塑性绝缘介质封装固定，构成整体立体结构的工艺。广义的封装是指封装工程，也称体系封装，是将芯片封装体与其他元器材组合，安装成完好的体系或电子设备，并确保整个体系归纳功用完成的工程。

　　将以上所述的两个层次封装的含义结合起来，封装便是将载板技能、芯片封装体、元器材等悉数要素依照设备整机的要求进行衔接安装，以完成芯片的多方面功用并满足整机和体系的适用性。封装技能是一项跨学科、跨行业的归纳工程，广泛涉及资料、电子、热学、机械和化学等多种学科，是微电子器材开展不可分割的重要组成部分。而当前RFID电子标签最干流的封装工艺便是倒封装。

　　图 2

　　倒封装亦称倒装晶片(Flip Chip)，其最早是1964 年IBM发明的C4 工艺，即可控崩塌芯片衔接(Controlled CollapseChip Connection)。在半导体领域，倒封装工艺研讨和运用已经数十年了。近年，跟着半导体封装与电子组装技能的交叉与含糊，倒装芯片已经成为高密度互连的办法之一，在无线局域网络天线(WiFi)、体系封装(SiP)、多芯片模块(MCM)、图画传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器，以及无线射频辨认(RFID)等方面得到快速的开展。如图3。

　　图 3

　　被称为倒装晶片的元件，一般来说具有以下特色：电气面及焊凸在元件下外表;球距离一般为0.1～0.3 mm，球径为0.06～0.15mm，外形尺度为1～27 mm;组装在基板后需求做底部填充。

　　倒装晶片之所以被称为“倒装”，是相对于传统的金属线键合衔接办法(Wire Bonding)与植球后的工艺而言的。传统的经过金属线键合与基板衔接的晶片电气面朝上，而倒装晶片的电气面朝下，相当于将前者翻转过来，故称其为“倒装晶片”。在晶圆盘(Waffer)上晶片植完球后，需求将其翻转，送入贴片机，便于贴装，也由于这一翻转进程，而被称为“倒装晶片”，如图4和图5所示。

　　图 4

　　图 5

　　倒装晶片运用的直接驱动力来自于其优秀的电气功用、商场对终端产品尺度和本钱的要求、在功率及电信号的分配，以及下降信号噪音方面表现出色，一起又能满足高密度封装或安装的要求。倒装晶片的安装工艺流程介绍相对于其他的IC元件，如BGA和CSP等，有其特殊性，该工艺引入了助焊剂工艺和底部填充工艺。

　　因为助焊剂残留物(对可靠性的影响)及桥连的风险，将倒装芯片贴装于锡膏上不是一种可采用的安装办法。现在首要的代替办法是运用免洗助焊剂，将元件浸蘸在助焊剂薄膜里让元件焊球蘸取一定量的助焊剂，再将元件贴装在基板上，然后回流焊接，或者将助焊剂预先施加在基板上，再贴装元件，回流焊接。倒装晶片焊接完成后，需求在元件底部和基板之间填充一种胶(一般为环氧树脂资料)。底部填充分为基于“毛细流动原理”的流动性和非流动性(No-follow)底部填充。

　　倒装晶片几何尺度能够用一个“小”字来形容：焊球直径小(小到0.05 mm)，焊球距离小(小到0.1 mm)，外形尺度小(1 mm2)。要取得满足的安装良率，给贴装设备及其工艺带来了应战。跟着焊球直径的缩小，贴装精度要求越来越高，现在12 μm甚至10 μm的精度越来越常见。此刻贴片设备照相机图形处理才能便是关键，小的球径小的球距离需求更高像素的相机来处理。跟着时间推移，高功用芯片的尺度不断增大，焊凸(Solder Bump)数量不断进步，基板变得越来越薄，为了进步产品可靠性底部填充成为有必要。