电子标签的形成方法
【专利摘要】一种电子标签的形成方法，包括：提供载板，所述载板包括第一区域和第二区域；在载板的第一区域上形成射频识别天线，所述射频识别天线包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋环状向外延展到第二端；提供射频集成芯片，所述射频集成芯片包括第一接口和第二接口；将所述射频集成芯片贴合于载板的第二区域表面；通过引线键合工艺形成第一金属连接线和第二金属连接线，所述第一金属连接线将射频识别天线的第一端与射频集成芯片的第一接口电连接，第二金属连接线将射频识别天线的第二端与射频集成芯片的第二接口电连接。本发明的电子标签占据的面积小，并且射频识别天线的重复性高，电学性能提升。
【专利说明】电子标签的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及射频识别技术，尤其涉及一种电子标签的形成方法。
【背景技术】
[0002]RFID(射频识别:Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。
[0003]基本的RFID系统由阅读器(Reader)与电子标签(或应答器，Transponder)两部份组成，其中电子标签(Tag):由射频识别天线及射频集成芯片组成，每个电子标签具有唯一的电子编码或者保存有约定格式的电子数据，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。
[0004]RFID系统其工作原理为:由阅读器发射一特定频率信号给电子标签，用以驱动电子标签中的内部电路将内部的数据送出(Passive Tag,无源标签或被动标签)，或者电子标签主动发送出内部的数据(Active Tag，有源标签或主动标签)，此时阅读器便依序接收电子标签发送的数据，从而达到自动识别目标对象的目的。
[0005]现有技术中射频识别天线一般是通过绕线或直接将导线埋入承载片等方式来制作，然后将制作好的射频识别天线与射频集成芯片封装在一起形成电子标签。通过绕线的方式将金属线或导线绕制若干圈形成射频识别天线或者将导线埋入承载片形成射频识别天线，形成的射频识别天线会占据较大的空间，并且射频识别天线的线圈的重复性较低，影响了射频识别天线的电学性能。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是怎样减小射频识别天线占据的体积。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种电子标签的形成方法，包括:提供载板，所述载板包括第一区域和第二区域；在载板的第一区域上形成射频识别天线，所述射频识别天线包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋环状向外延展到第二端；提供射频集成芯片，所述射频集成芯片包括第一接口和第二接口；将所述射频集成芯片贴合于载板的第二区域表面；通过引线键合工艺形成第一金属连接线和第二金属连接线，所述第一金属连接线将射频识别天线的第一端与射频集成芯片的第一接口电连接，第二金属连接线将射频识别天线的第二端与射频集成芯片的第二接口电连接。
[0008]可选的，所述射频识别天线的形成过程为:在载板上形成金属层；在金属层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有暴露出金属层表面的开口 ；以所述图形化的光刻胶层位掩膜，刻蚀所述金属层形成射频识别天线。
[0009]可选的，刻蚀所述金属层采用各向异性的干法刻蚀工艺。[0010]可选的，所述射频识别天线的形成过程为:在第一区域的载板上形成隔离层，所述隔离层中具有暴露出载板表面的开口 ；采用电镀工艺在开口中填充满金属，形成射频识别天线。
[0011]可选的，所述螺旋环状为圆形螺旋或方形螺旋。
[0012]可选的，所述射频识别天线的相邻螺旋环之间的间距相等、每个螺旋环的宽度相
坐寸O
[0013]可选的，所述射频识别天线的厚度为100埃?50微米，射频识别天线的相邻螺旋环之间的间距为I微米?5000微米，射频识别天线的螺旋环的宽度为I微米?500微米。
[0014]可选的，所述金属层的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt或W。
[0015]可选的，所述第一金属连接线的未连接射频识别天线和射频集成芯片的部分悬空在射频识别天线和射频集成芯片上方，所述第二金属连接线的未连接射频识别天线和射频集成芯片的部分悬空在射频识别天线和射频集成芯片上方。
[0016]可选的，还包括，形成覆盖所述射频识别天线，射频集成芯片、第一金属连接线、第二金属连接线、和载板的塑封层。
[0017]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0018]本发明的电子标签的形成方法，在载板的第一区域上形成射频识别天线，所述射频识别天线包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋环状向外延展到第二端，形成的射频识别天线为平面结构因而占据的体积减小，射频识别天线从第一端呈螺旋环状向外延展到第二端使得天线可以具有较长的长度，通过引线键合工艺形成第一金属连接线和第二金属连接线，可以很方便的将射频识别天线的第一端和第二段引出与射频集成芯片电连接，工艺简单。
[0019]进一步，通过光刻和刻蚀相结合的集成制作工艺或者电镀工艺形成平面的射频识别天线，射频识别天线的厚度可以较薄，射频识别天线的螺旋环的宽度可以较小，相邻螺旋环之间的距离可以较小，从而使得射频识别天线占据的面积较小，有利于提高形成的射频识别天线的集成度，另外通过集成工艺制作的射频识别天线的相邻螺旋环之间的间距可以相等，每个螺旋环的宽度相等，从而使得射频识别天线具有较高的重复性及均匀的电性分布，提高了射频识别天线工作时的电学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1?图4为本发明实施例电子标签形成过程的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]如【背景技术】所言，现有技术的射频识别天线直接通过金属线和导线形成，金属线和导线的直径较大，使得形成的射频识别天线的占据的空间增大，并且绕制形成的射频识别天线为立体的结构相应的也会增加射频识别天线的占据的空间，另外通过绕线的方式和导线埋入的方式形成的射频识别天线相邻线圈之间的距离不易控制，使得线圈的重复性较低，使得射频识别天线的电学性能降低。
[0022]本发明实施例提供了一种电子标签及其形成方法，在载板的第一区域上形成射频识别天线，所述射频识别天线包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋环状向外延展到第二端，形成的射频识别天线为平面结构因而占据的体积减小，射频识别天线从第一端呈螺旋环状向外延展到第二端使得天线可以具有较长的长度，通过引线键合工艺将射频识别天线和射频集成芯片连接，工艺简单。
[0023]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0024]图1?图4为本发明实施例电子标签形成过程的结构示意图。
[0025]参考图1，提供载板200，所述载板200包括第一区域和第二区域；在所述载板200上形成金属层201。
[0026]所述载板200作为后续工艺的载体，以及作为后续形成的电子标签的承载载体。
[0027]所述载板200包括第一区域和第一区域相邻的第二区域，载板200的第一区域上后续形成射频识别天线，载板200的第二区域表面后续贴合射频集成芯片。需要说明的是，本实施例的图2中仅示出了载板的第一区域。
[0028]在本发明的其他实施例中，所述载板可以包括若干(大于等于2个)器件区域和位于器件区域之间的切割道区域，所述器件区域上形成电子标签，后续沿切割道区域将载板上形成的若干电子标签分割成独立的电子标签，每个器件区域包括第一区域和第二区域相邻的第二区域，第一区域上形成射频识别天线，第二区域表面上后续贴合射频集成芯片。
[0029]所述载板200可以为娃基板、玻璃基板或闻分子树脂基板等。
[0030]所述金属层201后续用于形成射频识别天线。可以通过溅射工艺在所述载板200上形成金属层201。
[0031]所述金属层201的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt或W。所述金属层201的厚度为100
埃?50微米。
[0032]结合参考图2和图3，图3为图2的俯视结构示意图，图2为图3沿切割线AB方面的剖面结构示意图，刻蚀所述金属层201 (参考图1)，在载板200的第一区域上形成射频识别天线203，所述射频识别天线203包括第一端21和第二端22，所述第一端21呈螺旋环状向外延展到第二端22。
[0033]在刻蚀所述金属层201之前，在所述金属层201上形成图形化的掩膜层，所述图像化的掩膜层中具有开口，所述开口曝露出需要刻蚀去除的部分金属层的表面。所述图形化的掩膜层可以为光刻胶，通过曝光和显影工艺(光刻工艺)在光刻胶层中形成开口。
[0034]刻蚀所述金属层201采用各向异性的干法刻蚀，比如可以采用等离子刻蚀工艺，等离子刻蚀工艺采用的刻蚀气体可以为SF6、NH3、Cl2、HBr中的一种或几种。
[0035]刻蚀金属层201后形成的射频识别天线203呈螺旋环状，第一端21位于中间，第二端22位于外部，射频识别天线以中间的第一端21为起点呈螺旋环状延伸至外部的第二端22。
[0036]相比于现有技术通过绕制和埋置金属线形成射频识别天线，本发明实施例通过光刻和刻蚀相结合的集成制作工艺形成平面的射频识别天线203，射频识别天线203的厚度可以较薄，射频识别天线203的螺旋环的宽度可以较小，相邻螺旋环之间的距离可以较小，从而使得射频识别天线203占据的面积较小，有利于提高形成的射频识别天线的集成度，另外通过集成工艺制作的射频识别天线203的相邻螺旋环之间的间距可以相等，每个螺旋环的宽度相等，从而使得射频识别天线203具有较高的重复性和均匀的电性分布，提高了射频识别天线工作时的电学性能。
[0037]所述射频识别天线203的螺旋环的数量大于2个，所述射频识别天线203的厚度T为100埃?50微米，比如可以为500埃?10微米，1500埃?5微米，射频识别天线203的相邻螺旋环之间的间距S为I微米?5000微米，比如可以为5微米?40微米、50微米?150微米、200微米?800微米、1000微米?4000微米，射频识别天线203的螺旋环的宽度W为I微米?500微米，比如可以为5微米?40微米、50微米?150微米、200微米?450微米。需要说明的时，本发明实施例中一个螺旋环的确定方式是:做一经过射频识别天线203的中心点和第一端21的直线，该直线与射频识别天线具有若干相交的交点，选取某一交点为第一交点，从第一交点沿着螺旋环旋转360°到达下一交点作为第二交点，第一交点和第二交点之间的螺旋环为一个螺旋环。
[0038]本实施例中，所述射频识别天线203的螺旋环状为圆形螺旋，在本发明的其他实施例中，所述射频识别天线203的螺旋环状可以为方形螺旋或其他形状的螺旋。
[0039]在本发明的其他实施例中，所述射频识别天线还可以通过电镀工艺形成，具体的所述射频识别天线的形成过程为:在第一区域的载板上形成隔离层，所述隔离层中具有暴露出载板表面的开口，所述开口的形状与待形成的射频识别天线的形状对应；采用电镀工艺在开口中填充满金属，形成射频识别天线。
[0040]参考图4，提供射频集成芯片300，所述射频集成芯片300包括第一接口 301和第二接口 302 ;将所述射频集成芯片300贴合于载板的第二区域表面；通过引线键合工艺形成第一金属连接线304和第二金属连接线303，所述第一金属连接线304将射频识别天线203的第一端21与射频集成芯片300的第一接口 301电连接，第二金属连接线303将射频识别天线203的第二端22与射频集成芯片300的第二接口 302电连接。
[0041]所述射频集成芯片300和射频识别天线203构成射频识别系统的应答器(或电子标签)，所述射频集成芯片300用于存储与目标对象相关的信息，对射频识别天线203接收的信号进行处理，并可以将存储的相关信息通过射频识别天线203发送。所述射频识别天线203用于接收外部(阅读器)的射频信号，以及用于向外发送射频信号。
[0042]所述射频集成芯片300还具有身份验证功能，当阅读器的读取信号时，所述射频集成芯片300可以发送验证信息对阅读器的身份进行验证。
[0043]本实施例的应答器(或电子标签)可以为无源、有源或半有源形式的应答器(或电子标签)，所述射频识别天线203还可以作为耦合器件产生感应电流，向射频集成芯片300和射频识别天线203提供驱动能量。
[0044]所述射频集成芯片300的第一接口 301和第二接口 302可以为金属焊盘，第一接口 301和第二接口 302与射频集成芯片300的内部电路电连接。在进行贴合时，所述射频集成芯片300的背面(与形成第一接口和第二接口相对的表面)上可以形成胶合层，通过胶合层实现射频集成芯片300与载板第二区域表面的贴合。
[0045]在本发明的其他实施例中，也可以将射频集成芯片300的背面与载板的第二区域表面通过键合工艺(比如直接键合、阳极键合工艺等)贴合。
[0046]所述引线键合工艺可以为热压键合、超声波键合或热压超声波键合。以形成第一金属连接线304作为示例，具体的键合过程为:首先穿过键合机的劈刀的金属线与射频集成芯片300的第一接口 301接触形成第一焊点；接着劈刀抬起并向射频识别天线203的第一端21的方向移动，形成金属弧线；然后劈刀向下，使得金属线与射频识别天线203的第一端21接触形成第二焊点，并同时切断金属线，形成第一金属连接线304。
[0047]本发明的实施例中，形成的射频识别天线203为螺旋环状，射频识别天线203的第一端21位于中间，射频识别天线的第二端22位于外围，射频识别天线203通过集成工艺制作，射频识别天线203的第一端很难通过同一层金属层或金属线引出与射频集成芯片300电连接，本发明实施例中通过引线键合工艺形成第一金属连接线304和第二金属连接线303实现射频识别天线203与射频集成芯片的连接，工艺简单，并且易于布线。
[0048]通过引线键合工艺形成所述第一金属连接线304的未连接射频识别天线203和射频集成芯片300的部分悬空在射频识别天线203和射频集成芯片300上方，所述第二金属连接线303的未连接射频识别天线203和射频集成芯片300的部分悬空在射频识别天线203和射频集成芯片300上方。
[0049]并且，第一金属连接线304和第二金属连接线303在空间上是分隔开的，第一金属连接线304和第二金属连接线303在载板的投影线不存在交叉点，防止在形成塑封层时，防止第一金属连接线304和第二金属连接线303在空间位置上移动相交而电连接。
[0050]还包括，形成覆盖所述射频识别天线203，射频集成芯片300、第一金属连接线304、第二金属连接线303、和载板的塑封层。
[0051]所述塑封层用于密封和保护形成的电子标签，所述塑封层的材料可以为高分子的树脂，比如可以为聚酰亚胺、环氧树脂、苯并环丁烯或聚苯并恶唑等，所述塑封层的材料也可以为其他合适的材料，比如氮化硅、氧化硅等。
[0052]由于第一金属连接线304是悬空横跨在射频集成芯片300和射频识别天线203上方，如果形成塑封层的过程中有较大的压力的话，第一金属连接线304会被下压而与射频识别天线203接触而引起短路。
[0053]形成所述塑封层的工艺可以为点胶工艺、旋涂工艺或帘式涂布(curtaincoating)工艺，形成塑封层的过程中压力较小，并且能形成厚度较厚(覆盖第一金属连接线和第二金属连接线的悬空部分)的塑封层。
[0054]形成所述塑封层的工艺也可以采用无压力(或压力很小的)网板印刷、转塑或注
塑工艺。
[0055]在本发明的其他实施例中，当所述载板上形成有若干电子标签时，还包括:沿载板的切割道区域切割所述塑封层和载板，形成若干分立的电子标签。实现电子标签的批量制作。
[0056]本发明实施例还提供了一种电子标签，请参考图4，包括:
[0057]载板(图中未示出)，所述载板包括第一区域和第二区域；
[0058]位于载板的第一区域上形成的射频识别天线203，所述射频识别天线203包括第一端21和第二端22，所述第一端21呈螺旋环状向外延展到第二端22 ；
[0059]贴合于载板的第二区域上的射频集成芯片300，所述射频集成芯片300包括第一接口 301和第二接口 302 ；
[0060]位于射频集成芯片300和射频识别天线203上方的第一金属连接线304和第二金属连接线303，所述第一金属连接线304将射频识别天线203的第一端21与射频集成芯片300的第一接口 301电连接，第二金属连接线303将射频识别天线203的第二端22与射频集成芯片300的第二接口 302电连接。
[0061 ] 具体的，所述螺旋环状为圆形螺旋或方形螺旋。
[0062]所述射频识别天线203的相邻螺旋环之间的间距相等、每个螺旋环的宽度相等。
[0063]所述射频识别天线203的厚度为100埃?50微米，射频识别天线203的相邻螺旋环之间的间距为I微米?5000微米，射频识别天线203的螺旋环的宽度为I微米?500微米。
[0064]所述射频识别天线203的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt或W。
[0065]所述第一金属连接线304的未连接射频识别天线203和射频集成芯片300的部分悬空在射频识别天线203和射频集成芯片300上方，所述第二金属连接线303的未连接射频识别天线203和射频集成芯片300的部分悬空在射频识别天线203和射频集成芯片300上方。
[0066]还包括，覆盖所述射频识别天线203，射频集成芯片300、第一金属连接线304、第二金属连接线303、和载板的塑封层。
[0067]需要说明的是，本实施例中关于电子标签的其他限定或描述请参考前述实施例(电子标签形成过程)中相关部分的限定或描述。
[0068]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种电子标签的形成方法，其特征在于，包括: 提供载板，所述载板包括第一区域和第二区域； 在载板的第一区域上形成射频识别天线，所述射频识别天线包括第一端和第二端，所述第一端呈螺旋环状向外延展到第二端； 提供射频集成芯片，所述射频集成芯片包括第一接口和第二接口 ； 将所述射频集成芯片贴合于载板的第二区域表面； 通过引线键合工艺形成第一金属连接线和第二金属连接线，所述第一金属连接线将射频识别天线的第一端与射频集成芯片的第一接口电连接，第二金属连接线将射频识别天线的第二端与射频集成芯片的第二接口电连接。
2.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述射频识别天线的形成过程为:在载板上形成金属层；在金属层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层具有暴露出金属层表面的开口 ；以所述图形化的光刻胶层位掩膜，刻蚀所述金属层形成射频识别天线。
3.如权利要求2所述的电子标签的形成方法，其特征在于，刻蚀所述金属层采用各向异性的干法刻蚀工艺。
4.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述射频识别天线的形成过程为:在第一区域的载板上形成隔离层，所述隔离层中具有暴露出载板表面的开口 ；采用电镀工艺在开口中填充满金属，形成射频识别天线。
5.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述螺旋环状为圆形螺旋或方形螺旋。
6.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述射频识别天线的相邻螺旋环之间的间距相等、每个螺旋环的宽度相等。
7.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述射频识别天线的厚度为100埃?50微米，射频识别天线的相邻螺旋环之间的间距为I微米?5000微米，射频识别天线的螺旋环的宽度为I微米?500微米。
8.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述金属层的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt 或 W0
9.如权利要求1所述的电子标签的形成方法，其特征在于，所述第一金属连接线的未连接射频识别天线和射频集成芯片的部分悬空在射频识别天线和射频集成芯片上方，所述第二金属连接线的未连接射频识别天线和射频集成芯片的部分悬空在射频识别天线和射频集成芯片上方。
10.如权利要求9所述的电子标签的形成方法，其特征在于，还包括，形成覆盖所述射频识别天线，射频集成芯片、第一金属连接线、第二金属连接线、和载板的塑封层。
【文档编号】G06K19/077GK104036317SQ201410305567
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】林仲珉 申请人:南通富士通微电子股份有限公司