不同各向異性導(dǎo)電?對(duì)超高頻 RFID 標(biāo)簽的可靠性影響-深圳市福英達(dá)
不同各向異性導(dǎo)電?對(duì)超高頻 RFID 標(biāo)簽的可靠性影響
射頻識(shí)別（RFID）是應(yīng)用于身份識(shí)別和安全領(lǐng)域的新興技術(shù)，它由閱讀器和附著在識(shí)別對(duì)象上的 RFID 標(biāo)簽組成。借助 RFID 技術(shù)，可以同時(shí)使用無(wú)線(xiàn)電波識(shí)別多個(gè)物體，無(wú)需人工協(xié)助，也無(wú)需與閱讀器進(jìn)行視覺(jué)連接。
各向異性導(dǎo)電膠（Anisotropic Conductive Adhesive, ACA）是焊料的可行替代品，與焊料相比，ACA 可用于更細(xì)間距的應(yīng)用，并且由于其鍵合過(guò)程涉及的加工步驟更少，因此更加環(huán)保。過(guò)程中需要一定的壓力來(lái)確保垂直導(dǎo)通。ACA 通常使用熱壓焊加熱。
圖1. 顯示了使用各向異性導(dǎo)電膠的 ACA 倒裝芯片互連的典型鍵合工藝。
RFID 標(biāo)簽應(yīng)用場(chǎng)景終端，可能會(huì)暴露在各種可能損害其可靠性的環(huán)境條件下，這使得可靠性研究變得?關(guān)重要，加速壽命試驗(yàn)(ALT) ?泛?于可靠性研究。同時(shí)，聚合物互連（例如ACA 接頭）容易受到?溫和潮濕等因素的變化引起的應(yīng)?影響。因此，?溫?濕的溫度循環(huán)試驗(yàn)和恒濕試驗(yàn)被?泛?于 ACA 接頭的可靠性研究。
可靠性測(cè)試?法：
對(duì) RFID 標(biāo)簽進(jìn)行溫度循環(huán)測(cè)試和恒定濕度測(cè)試。這兩項(xiàng)測(cè)試都是電?應(yīng)?中常?的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。?較兩次測(cè)試中使用不同 ACA 的 RFID 標(biāo)簽的故障發(fā)生時(shí)間。
溫度循環(huán)測(cè)試根據(jù) JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) JESD22-A104D[26]進(jìn)?。 溫度從-40°C ? 85°C 循環(huán)時(shí)間為 30 分鐘。如圖所?圖 3，極端溫度下的暴露時(shí)間為 14 分鐘，過(guò)渡時(shí)間為 1 分鐘。在溫度循環(huán)測(cè)試期間，測(cè)試室內(nèi)的濕度?平不受控制。樣品測(cè)試 3000 個(gè)循環(huán)。
圖2. 溫度循環(huán)測(cè)試的溫度曲線(xiàn)。
恒定濕度測(cè)試是根據(jù) IPC 標(biāo)準(zhǔn) IPC-TM-650 2.6.3.1E 測(cè)試的。樣品在以下條件下進(jìn)行了測(cè)試：恒定溫度為 65℃，恒定濕度為 90%RH 持續(xù) 4000 小時(shí)。
溫度循環(huán)測(cè)試：
表 1. 溫度循環(huán)試驗(yàn)中 Weibull 分布的形狀和尺度參數(shù)。
其中，F(xiàn): 不合格樣品數(shù)；C：抽樣數(shù)；β：形狀參數(shù)；η：尺寸參數(shù)。
圖 3. 溫度循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果的 Weibull 圖。
在 Weibull 分析中，具有 ACA B 的標(biāo)簽在溫度循環(huán)測(cè)試中具有最低的尺度參數(shù)和最差的可靠性。另???，帶有 ACA A 的標(biāo)簽具有最?的尺度參數(shù)和最好的可靠性。
恒濕測(cè)試：
圖 4. 與溫度循環(huán)試驗(yàn)中使用的粘接參數(shù)相同的標(biāo)簽的恒濕試驗(yàn)結(jié)果的累積失效圖。
圖 5. 粘接溫度升高的恒濕試驗(yàn)結(jié)果累積失效圖。
在恒濕測(cè)試中，帶有 ACA B 的標(biāo)簽失效最快且可靠性最差。另???，具有 ACA A 和較?粘合溫度的標(biāo)簽的可靠性最好，因?yàn)檫@些測(cè)試標(biāo)簽在測(cè)試期間均未失敗。同樣觀察到在兩種結(jié)合溫度下的 ACA C 標(biāo)簽是相對(duì)可靠的。對(duì)于 ACA B 和 ACA C，在不同粘合溫度下標(biāo)簽之間沒(méi)有顯著差異。然?，對(duì)于 ACA A 和 ACA D，觀察到在更?粘合溫度下的標(biāo)簽顯然更可靠。這表明較低的結(jié)合溫度下的固化曲線(xiàn)導(dǎo)致 ACA A 和 ACA D 的固化有些不?，這削弱了它們?cè)诔睗駰l件下的可靠性。
結(jié)論
在溫度循環(huán)測(cè)試和恒定濕度測(cè)試中研究了使用四種不同 ACA 的 RFID 標(biāo)簽的可靠性。結(jié)果表明，ACA 材料的選擇可能對(duì)可靠性有顯著影響。
具有最?導(dǎo)電顆粒的 ACA A 在兩項(xiàng)測(cè)試中均表現(xiàn)出最佳可靠性。然?，這種 ACA 在附著后需要較?的固化時(shí)間，這會(huì)增加其?產(chǎn)時(shí)間和成本。因此，盡管該 ACA 具有良好的可靠性，但對(duì)于許多低成本應(yīng)?（如?源 RFID 標(biāo)簽）來(lái)說(shuō)并不實(shí)?。
ACA C 和 D 具有?常相似的基質(zhì)組成。在恒定濕度測(cè)試中，具有較?顆粒的 ACA C 更可靠。因此，較?的顆粒似乎可以提?可靠性。
各向異性導(dǎo)電膠
深圳市福英達(dá)工業(yè)技術(shù)有限公司致力于為客戶(hù)提供高可靠性錫膏焊料。福英達(dá)低溫冶金連接各向異性無(wú)鹵導(dǎo)電膠, 可應(yīng)用于觸摸屏、智能卡、射頻識(shí)別（RFID）、倒裝芯片 (Flip chip)、FPC 等產(chǎn)品制造中。
參考文獻(xiàn)
Kirsi Saarinen-Pulli, Sanna Lahokallio, Laura Frisk (2016). Effects of different anisotropically conductive adhesives on the reliability of UHF RFID tags. International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 64, pp.52-59.
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