中山达华智能科技股份有限公司
广东省RFID电子标签卡封装工程技术研究开发中心
前言 本文简要介绍一种已获国家专利的COB（Chip On Board的缩写，即：芯片板上封装，下同）软基模块工艺以及采用该工艺技术封装制作的RFID（射频非接触识别，下同）电子标签。该项专利技术采用特殊高密度键合倒封装工艺方法制作COB软基模块和模组，具有可靠性高、成本低、性能佳、微型化等特点，有利于各种不同规格要求的电子标签的大批量规模化生产。
在RFID系统中，从智能卡或标签天线与RFID芯片的电气互连上，广泛采用的方法是Flip Chip（即芯片倒封装）技术，将裸芯片直接倒封装在柔性天线的端部。但是多种多样的天线结构和多规格或不同应用的RFID芯片，在实际倒封装技术中，由于目前集成电路倒封装设备存在灵活性较差，无法适应与各种规格尺寸的电子标签天线之间的互联，且标签天线与芯片连接天线端之间的最佳阻抗匹配存在一定的差异。故而要实现柔性基材大批量、较佳性能匹配、高效率的生产，以及更有效地优化生产成本，唯有采用创新工艺进行天线与芯片的互连，从而实现较佳的匹配增益，这也正是目前整个RFID行业内都在研究的热点问题之一。
传统的RFID智能卡或者电子标签产品的生产模式，会随着市场需求变化而受到越来越多的各种制约和挑战。尤其是当市场多元化需求的变化达到某一个量时，从芯片封装的角度来讲，怎样才能及时按质、按量，快速完成各项订单，是任何一个芯片封装厂商都不可忽视的现实问题。因此，传统意义上的芯片封装形式及其智能卡的生产模式已经远远不能满足市场的实际需要。
在采用RFID应用系统的电子标签中，主要有感应天线部件和集成电路微芯片核心部件。集成电路芯片采用COB模块的封装形式，仍然是当前的主流封装形式之一。一般而言，COB模块封装大抵分为PCB（印刷线路板）邦定封装（硬基形式）和键合倒封装（软基形式）这两大类。前述两大类又可分为若干细化分类，本文将要介绍的软基COB模块就是键合倒封装形式中的一种。
预先将RFID芯片采用特殊高密度键合倒封装工艺，制作成为单独的COB软基模块，可以有效的提高产品的良品率，使得RFID产品的电气性能进一步增强。根据不同芯片的COB模块封装，可以有多种不同的COB排列组合。将不同数量的RFID芯片设置在一大版软基材上，通过高密度键合倒装处理技术，得到一大版完整的COB模组。制作好的COB软基模块可以根据不同的生产需要，任意配合不同尺寸和不同性能的RFID天线，完成不同外观以及适合不同场合使用需要的RFID电子标签产品。
软基模块、模组的特征 采用软基键合倒封装形式，大多会将RFID微晶片的外接天线端直接连接在制作好的蚀刻天线两端。这样做的好处是，制作周期短，工艺简单。但对于那些有特别需求的客户，这种方法会有一定的局限性。比如，客户或系统集成商自己设计制作好了天线，仅需对相应的芯片进行倒封装时，那么，在芯片与天线的连接处理精度上，就会有一定的偏差，甚至于不匹配。
为此，采用软基COB模块的形式，就可较为理想的解决这个问题。附图1是本文介绍的软基COB模块的单体示意图。从图中可以看出，1代表软基COB模块，2是RFID微晶片，3和4分别表示软基COB模块的两个延伸连接端子，5和6表示芯片和延伸连接端子之间的键合倒装凸点。附图2为本文介绍的软基COB模块整版的局部示意图。
采用软基COB模块的特点是：
▲将标签天线和标签芯片分为两个软基组件单独制作，使得产品的灵活性、可靠性增强；
▲预先倒封装工艺的一致性好；
▲COB软基模块的整体架构简单，过程易于控制；
▲可以灵活搭配不同的标签天线，从而满足不同客户的个性化需求；
▲模组集成了一定数量的软基模块，适合规模化生产，提高了生产效率；
▲标准的软基模块化设计，配用不同尺寸的RFID天线，可以使电子标签产品系列化、多样化；
▲剔除传统COB模块滴黑胶固化工艺，既降低了COB软基模块的厚度，同时也降低了产品的成本；
▲软基COB的厚度很薄，有利于生产出更加超薄的RFID产品。
之所以采用软基COB模组的方式，主意是为了克服传统倒封装工艺无法满足市场对RFID电子标签产品高性能与多品种量产过程一致性较差的问题。为了更有效地降低生产成本和提高产品的规模化产能，采用拆分二元结构模块化预封装模式，将RFID芯片与软基天线的封装工艺，分为两个互相独立的二元组件结构。这种二元组件结构的工艺技术，可以很好的克服传统倒封装工艺在RFID电子标签多品种量产时所存在的一些不足之处。
为此，将承载RFID标签天线的大块软基和承载RFID芯片的桥接小块软基分开制造，采取预先在桥接小块软基上完成RFID芯片的对位、贴装和引导金属线路之间的互连，形成一个小块软基COB模块后，再与预先已经设计和调试优化好的大块软基天线通过桥联冲贴的方式，完成芯片和天线之间的电气连接，从而可以通过不同天线与不同芯片的组合，快速实现电子标签对天线多规格、IC芯片多品种、多功能的电气性能搭配，满足更多不同场合的应用。
模块、模组的典型应用 参照以上附图，将单体软基COB模块嵌入到实际的应用中，而使其成为质量过硬、可以经受市场考验的产品，才是最终目的。附图3所示的就是具体的实例之一。应用中的COB软基模块和标签天线的连接处有一小部份会处于叠合状态，这种叠合的重合部份通过桥联冲贴的工艺方式，在完成软基COB模块和标签天线电路间的电气联通之后，即成为标准的Inlay（即标签芯料），也就是RFID电子标签的半成品。给这个半成品“穿上一件外衣”，就成为了一张标准的RFID电子标签卡。
当然，附图3所示的仅仅是本文介绍的软基COB模块在UHF频段中的一种普通应用。实际上，目前除了不能应用在LF（125 kHz -134.2kHz）频段之外，在HF（13.56MHz）频段，软基COB模块同样有非常出色的表现。
结束语 本文所介绍的软基COB封装工艺，只是RFID行业众多封装工艺中的一种。相信RFID的封装技术会随着电子标签不断广泛的实际应用，其封装工艺也会不断的推陈出新。不管采取什么样的封装形式和工艺，其目的都是为了合理节约成本、努力提高产品质量。
放眼各行各业，“没有最好，只有更好”是一条永恒不变的真理，无论过去、现在，还是将来，我们愿意与所有热爱并从事RFID行业的人们一起携手，相互学习，锐意进取，共同创造RFID行业的美好明天。