RFID各向异性导电胶类型和可靠性

各向异性导电胶能够实现单方向导电，即垂直导电而水平不导电。各向异性导电胶的固体成分是多样的，可以是Ag颗粒，聚合物和合金焊粉。固化温度范围很广，涵盖100到200多摄氏度。RFID芯片在与基板键合时可以使用各向异性导电胶，焊接后可以实现芯片与基板的电信号。如果固化时间不够优化，RFID嵌体的质量就会恶化。因此，应研究各向异性导电胶材料和固化条件及其带来的键合可靠性变化。

 
 
                                                        图1. 使用各向异性导电胶的RFID倒装键合流程。
 
为了测试使用各向异性导电胶进行键合的RFID芯片的焊接效果，Lee等人做了一系列实验进行验证。Lee等人进行点胶将各向异性导电胶涂覆在PET基板上，然后将RIFD芯片对准焊盘并进行放置和热压焊。焊料固化后完成键合。制造天线图案的方法有铜箔蚀刻和浆状Ag油墨蚀刻。

 
                                                          表1. 两种各向异性导电胶性质(ACP-1, ACP-2)。
 
 
测试结果
表2总结了不同天线材料和键合时间下使用ACP-1和ACP-2进行键合的天线的键合强度和断裂表面形式。对于铜箔制成的天线图案，当加热时间为5s时剪切强度最小。而加热10s能带来最大的剪切强度 (15.7N)。当加热时间为5s时，焊点主要断裂结构为分层。对于Ag墨水制成的天线图案而言也是加热时间10s时剪切强度最大。此外Lee等人发现当各向异性导电胶充分硬化时，Ag墨水与PET基板的粘附力不足导致了天线图案的分层。但是Ag墨水制成的天线图案的剪切强度比铜箔制成的天线高13%−14%。

 
                                                                     表2. 天线键合剪切强度和失效表面 (ACP-1)。

 
 
                                                                      表3. 天线键合剪切强度和失效表面 (ACP-2)。
 
 
使用了ACP-2后焊点剪切强度能够进一步提升，比ACP-1剪切强度提高了20%以上。因此ACP-2能带来更加优秀的粘附力。但是ACP-2和ACP-1一样，在剪切强度达到峰值后很快就会下降。
 
不同于以Ag粒子/聚合物为填充物的各向异性导电胶，深圳市福英达能够生产以锡基焊粉为固体填充物的各向异性导电胶。福英达的各向异性导电胶在能用于半导体和微电子的焊接，焊后导电性优秀，环氧树脂固化后能给芯片提供更加强大的应力和腐蚀保护。
 
参考文献
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.

审核编辑 黄宇