RFID各向異性導電膠類型和可靠性

各向異性導電膠能夠實現(xiàn)單方向導電，即垂直導電而水平不導電。各向異性導電膠的固體成分是多樣的，可以是Ag顆粒，聚合物和合金焊粉。固化溫度范圍很廣，涵蓋100到200多攝氏度。RFID芯片在與基板鍵合時可以使用各向異性導電膠，焊接后可以實現(xiàn)芯片與基板的電信號。如果固化時間不夠優(yōu)化，RFID嵌體的質量就會惡化。因此，應研究各向異性導電膠材料和固化條件及其帶來的鍵合可靠性變化。

圖1. 使用各向異性導電膠的RFID倒裝鍵合流程。

為了測試使用各向異性導電膠進行鍵合的RFID芯片的焊接效果，Lee等人做了一系列實驗進行驗證。Lee等人進行點膠將各向異性導電膠涂覆在PET基板上，然后將RIFD芯片對準焊盤并進行放置和熱壓焊。焊料固化后完成鍵合。制造天線圖案的方法有銅箔蝕刻和漿狀Ag油墨蝕刻。

表1. 兩種各向異性導電膠性質(ACP-1, ACP-2)。


測試結果
表2總結了不同天線材料和鍵合時間下使用ACP-1和ACP-2進行鍵合的天線的鍵合強度和斷裂表面形式。對于銅箔制成的天線圖案，當加熱時間為5s時剪切強度最小。而加熱10s能帶來最大的剪切強度 (15.7N)。當加熱時間為5s時，焊點主要斷裂結構為分層。對于Ag墨水制成的天線圖案而言也是加熱時間10s時剪切強度最大。此外Lee等人發(fā)現(xiàn)當各向異性導電膠充分硬化時，Ag墨水與PET基板的粘附力不足導致了天線圖案的分層。但是Ag墨水制成的天線圖案的剪切強度比銅箔制成的天線高13%?14%。

表2. 天線鍵合剪切強度和失效表面 (ACP-1)。

表3. 天線鍵合剪切強度和失效表面 (ACP-2)。


使用了ACP-2后焊點剪切強度能夠進一步提升，比ACP-1剪切強度提高了20%以上。因此ACP-2能帶來更加優(yōu)秀的粘附力。但是ACP-2和ACP-1一樣，在剪切強度達到峰值后很快就會下降。

不同于以Ag粒子/聚合物為填充物的各向異性導電膠，深圳市福英達能夠生產(chǎn)以錫基焊粉為固體填充物的各向異性導電膠。福英達的各向異性導電膠在能用于半導體和微電子的焊接，焊后導電性優(yōu)秀，環(huán)氧樹脂固化后能給芯片提供更加強大的應力和腐蝕保護。

參考文獻
Lee, J.S., Kim, J.K., Kim, M.S., Kang, N. & Lee, J.H. (2011). Reliability of flip-chip bonded RFID die using anisotropic conductive paste hybrid material. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol. 21, pp.175-181.

審核編輯 黃宇