專利名稱：Rfid標(biāo)簽及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種RFID (無(wú)線電頻率識(shí)別)標(biāo)簽，通過(guò)該RFID標(biāo)簽 以非接觸方式與外部設(shè)備交換信息。在某些情況下，將"RFID標(biāo)簽"稱為 "無(wú)線IC標(biāo)簽"。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)提出了多種以非接觸方式與諸如讀取器/記錄器的外部 設(shè)備交換信息的RFID標(biāo)簽(例如參見(jiàn)日本專利特開2000—311176、 2000 —200332和2001—351082號(hào)公報(bào))。圖1是表示普通RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。根據(jù)圖1所示的RFID標(biāo)簽10，在由PET制成的基板11上形成有 天線圖案12，在IC芯片13中結(jié)合有通過(guò)天線圖案12進(jìn)行無(wú)線電通信的 電路，IC芯片13在其裸露狀態(tài)下通過(guò)焊料14焊接到天線圖案12上，在 IC芯片13的下表面下方的空間中注入填料15并使填料固化，從而形成 牢固地固定有IC芯片13的RFID標(biāo)簽嵌體(inlay)，粘結(jié)層16布置在該 RFID標(biāo)簽嵌體上并封有標(biāo)記17。但是，在具有圖1所示結(jié)構(gòu)的RFID標(biāo)簽10的情況下，會(huì)出現(xiàn)如下 問(wèn)題由于作為IC芯片13的基體的硅以及由PET制成的柔性基板11的 熱膨脹系數(shù)較大，因此長(zhǎng)期結(jié)合可靠性較差；以及水或濕氣易于從標(biāo)記17與嵌體之間的粘結(jié)層16的端緣進(jìn)入，因而 IC芯片13不能應(yīng)用于高濕氣環(huán)境、外部等。日本專利特開2005—275802號(hào)公報(bào)公開了提高IC芯片的安裝可靠 性的構(gòu)思，但是該構(gòu)思涉及安裝芯片時(shí)的可靠性，而關(guān)于長(zhǎng)期可靠性并 不清楚。
另外，在日本專利特開2005—275802號(hào)公報(bào)中，IC芯片是裸露的， 并未提供防水。此外，日本專利特開2005—354661號(hào)公報(bào)公開了如下構(gòu)思，B卩在 諸如蜂窩式電話的裝置中，避免無(wú)線電通信對(duì)該裝置中的電路基板產(chǎn)生 影響，該裝置具有無(wú)線電天線部、非接觸式通信裝置以及電路基板，通 過(guò)無(wú)線電天線部在非接觸式通信裝置與外部設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線電通信， 但是其并不涉及關(guān)于溫度、濕度等影響的長(zhǎng)期可靠性。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述情況，本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)異的長(zhǎng)期可靠性的RFID 標(biāo)簽。根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽包括嵌體，該嵌體包括基部、形成在所述基部上的天線、IC芯片和底填 料(underfill),所述IC芯片被封裝在表面安裝封裝體中并焊接到所述天 線上，并且通過(guò)所述天線進(jìn)行無(wú)線電通信，所述底填料填充所述基部與 所述表面安裝封裝體之間的間隙；以及封裝整個(gè)嵌體的護(hù)套保護(hù)材料。根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽，首先將IC芯片封裝在表面安裝封裝體中， 將表面安裝封裝體安裝在基部上并與天線相連，通過(guò)底填料將表面安裝 封裝體牢固地固定，并將這樣制造的整個(gè)嵌體封裝在護(hù)套保護(hù)材料中。因此，沒(méi)有濕氣進(jìn)入的余地，從而實(shí)現(xiàn)了具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的RFID標(biāo)簽。在本發(fā)明的RFID標(biāo)簽中，優(yōu)選的是 所述表面安裝封裝體的熱膨脹系數(shù)被定義為al， 所述底填料的熱膨脹系數(shù)被定義為a2， 所述基部的熱膨脹系數(shù)被定義為a3，并且 所述護(hù)套保護(hù)材料的熱膨脹系數(shù)被定義為tx4， 滿足關(guān)系al<a2和a4<a3。如果采用具有介于表面安裝封裝體的熱膨脹系數(shù)cd與基部的熱膨 脹系數(shù)(x3之間的中間熱膨脹系數(shù)oc2的底填料作為本發(fā)明的底填料，那 么可長(zhǎng)期可靠地保持基部上的天線與表面安裝封裝體之間的焊接結(jié)合。 另外，對(duì)于護(hù)套保護(hù)材料，通過(guò)采用具有接近平均熱膨脹系數(shù)的熱膨脹 系數(shù)a4的材料，即具有關(guān)系(xKa4〈a3的材料，可穩(wěn)定地保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的RFID標(biāo)簽中，優(yōu)選的是，所述表面安裝封裝體從上方 看時(shí)為矩形，所述表面安裝封裝體設(shè)有多個(gè)從該矩形的邊伸出的引線， 所述天線和封裝在所述表面安裝封裝體中的所述IC芯片通過(guò)除了與所述 矩形的兩邊相接觸所在的角部鄰近的引線之外的任一引線而彼此連接。表面安裝封裝體通常為矩形，矩形的兩邊相接觸所在的角部大多數(shù) 情況下因熱膨脹(或熱收縮)而變化。因而，封裝在表面安裝封裝體中 的IC芯片以及基部上的天線通過(guò)除了鄰近角部的引線之外的引線而彼此 連接。這樣，表面安裝封裝體的熱膨脹和熱收縮的影響較小，迸一步提 高了長(zhǎng)期可靠性。在本發(fā)明的RFID標(biāo)簽中，優(yōu)選的是，所述表面安裝封裝體從上方 看時(shí)為矩形，在所述表面安裝封裝體的底面上布置有多個(gè)連接端子，所 述天線和封裝在所述表面安裝封裝體中的所述IC芯片通過(guò)除了鄰近所述 矩形的兩邊相接觸所在的角部的連接端子之外的任一連接端子而彼此連 接。以與上述相同的原因，封裝在表面安裝封裝體中的IC芯片以及基部 上的天線通過(guò)除了鄰近角部的連接端子之外的連接端子而彼此連接。這 樣，抵制了表面安裝封裝體的熱膨脹和熱收縮的影響，進(jìn)一步提高了長(zhǎng) 期可靠性。另外，本發(fā)明提供了一種制造RFID標(biāo)簽的方法，該RFID標(biāo)簽具有 嵌體和護(hù)套保護(hù)材料，該嵌體包括基部、形成在所述基部上的天線、IC 芯片和底填料，所述IC芯片被封裝在表面安裝封裝體中并焊接到所述天 線上，并且通過(guò)所述天線進(jìn)行無(wú)線電通信，所述底填料填充所述基部與 所述表面安裝封裝體之間的間隙，并且所述護(hù)套保護(hù)材料封裝整個(gè)嵌體， 該方法包括如下步驟-在形成有所述天線的所述基部的待焊接所述表面安裝封裝體的一部
分上印制焊膏；將所述表面安裝封裝體對(duì)準(zhǔn)并安裝在所述基部上； 通過(guò)焊接回流將所述表面安裝封裝體與所述基部上的所述天線相連接；在所述基部與所述表面安裝封裝體之間的間隙中注入底填料； 使所述底填料硬化，從而完成所述嵌體；將具有凹部的樹脂下部件連同裝配在所述下部件的凹部中的所述嵌 體一起布置在模具中，所述凹部中裝配有所述嵌體并且對(duì)應(yīng)于所述護(hù)套 保護(hù)材料的下部，所述模具具有與所述護(hù)套保護(hù)材料的外形相對(duì)應(yīng)的間 隙；以及通過(guò)使與所述護(hù)套保護(hù)材料的上部相對(duì)應(yīng)的樹脂流入所述模具中的 間隙內(nèi)而模制所述護(hù)套保護(hù)材料，從而模制所述上部并使所述上部和所 述下部件熔合在一起。通過(guò)上述制造方法制造本發(fā)明的RFID標(biāo)簽。 根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的RFID標(biāo)簽。


圖1是表示普通RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖；圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明RFID標(biāo)簽的第一實(shí)施方式的嵌體的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示第一實(shí)施方式的RFID標(biāo)簽的圖； 圖4是表示第一實(shí)施方式的RFID標(biāo)簽的剖視圖； 圖5是表示根據(jù)第二實(shí)施方式在表面安裝封裝體與天線之間的連接 部的俯視圖；圖6是表示圖5所示的表面安裝封裝體與天線之間的連接部的剖視圖；圖7是表示根據(jù)第三實(shí)施方式在表面安裝封裝體與天線之間的連接 部的俯視圖；圖8是表示在表面安裝封裝體的底面上布置有連接端子的實(shí)施方式 中，表面安裝封裝體與天線之間的連接部的俯視圖；圖9是表示在表面安裝封裝體的底面上布置有連接端子的所述實(shí)施 方式中，表面安裝封裝體與天線之間的連接部的剖視圖；圖IO是表示在底面上布置有大量連接端子的表面安裝封裝體的圖， 該表面安裝封裝體與圖8所示的表面安裝封裝體相似；以及圖11是表示作為本發(fā)明一實(shí)施方式的RFID標(biāo)簽的制造方法的一個(gè) 實(shí)施例的步驟的圖。
具體實(shí)施方式
下面將描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明RFID標(biāo)簽的第一實(shí)施方式的嵌體的結(jié)構(gòu)的圖。圖2所示的嵌體20包括由玻璃環(huán)氧樹脂基板形成的基部21;通 過(guò)在基部21上蝕刻而形成的銅制天線22;表面安裝封裝體23，其封裝 通過(guò)天線22進(jìn)行無(wú)線電通信的IC芯片，并具有通過(guò)焊料與天線22連接 的引線；以及填充基部21與表面安裝封裝體23之間的間隙的底填料24。 圖3是表示該實(shí)施方式的RFID標(biāo)簽的圖，圖4是其剖視圖。 通過(guò)模制、熱壓縮結(jié)合等將具有圖2所示結(jié)構(gòu)的整個(gè)嵌體20封裝在 護(hù)套保護(hù)材料31中。護(hù)套保護(hù)材料31可以由諸如PTFE、 PEEK和PPS 的樹脂制成。根據(jù)該實(shí)施方式的RFID標(biāo)簽30， IC芯片封裝在表面安裝封裝體23 中，表面安裝封裝體23牢固地固定有底填料24，并且整個(gè)嵌體20封裝 在護(hù)套保護(hù)材料31中。因此，RFID標(biāo)簽具有長(zhǎng)期可靠性。選擇材料以滿足關(guān)系aK(x2和a4<a3，其中將表面安裝封裝體23的熱膨脹系數(shù)定義為cd，將底填料24的熱膨脹系數(shù)定義為ct2，將基部21的熱膨脹系數(shù)定義為a3，并且將護(hù)套保護(hù)材料31的熱膨脹系數(shù)定義為cx4。由此，底填料24減少了因表面安裝封裝體23與基部21之間的熱膨
脹和熱收縮引起的應(yīng)力。而且護(hù)套保護(hù)材料31在構(gòu)成嵌體20的部件當(dāng) 中具有中間熱膨脹系數(shù)，這進(jìn)一步提高了 RFID標(biāo)簽30的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。圖5是表示根據(jù)第二實(shí)施方式在表面安裝封裝體與天線之間的連接 部的俯視圖，該第二實(shí)施方式與圖2至圖4所示的第一實(shí)施方式不同。 第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的不同之處僅在于表面安裝封裝體與天線 之間的連接部。表面安裝封裝體23A從上方看時(shí)為矩形，并且用于焊接連接的引線 231從該矩形的左右兩邊伸出。在引線231當(dāng)中，除了與矩形的兩邊相接 觸所在的角部鄰近的引線231a之外的某些引線(這里為盡可能靠近中心 的引線231b)與天線22連接。未與天線22連接的其它引線焊接到形成 于基部21上的連接焊盤221 。連接焊盤221由與天線22相同的材料制成。 當(dāng)表面安裝封裝體23由于溫度變化而熱膨脹或熱收縮時(shí)，對(duì)靠近邊的中 心的引線的影響比靠近端部(角部)的引線的影響小。因此，通過(guò)使靠 近邊的中心部分的引線用于與天線22連接，可提高長(zhǎng)期可靠性。圖6是表示圖5所示的表面安裝封裝體與天線之間的連接部的剖視圖。從表面安裝封裝體23A伸出的引線231通過(guò)焊料25與形成在基部 21上的天線22連接或者與連接焊盤221 (參見(jiàn)圖5)連接，并且表面安 裝封裝體23A與基部21之間的間隙用底填料24填充。底填料24由具有 介于表面安裝封裝體23A的熱膨脹系數(shù)al與基部21的熱膨脹系數(shù)a3 之間的中間熱膨脹系數(shù)ct2的材料制成。圖7是表示第三實(shí)施方式的表面安裝封裝體與天線之間的連接部的 俯視圖。天線21的相對(duì)于表面安裝封裝體23A的連接部?jī)H鄰近表面安裝封裝 體23A的一邊。而且在這種情況下，不使用鄰近表面安裝封裝體23A的角部的引線 與天線21連接，而使用盡可能靠近邊的中心的引線。除了上述表面安裝封裝體23A和天線的布置之外，圖7所示的實(shí)施 方式與圖5和圖6所示的第二實(shí)施方式相同。
圖8是表示在表面安裝封裝體的底面上布置有連接端子的實(shí)施方式 中，表面安裝封裝體與天線之間的連接部的俯視圖。該表面安裝封裝體 在從上方看時(shí)為矩形。圖9是圖8所示的部分的剖視圖。表面安裝封裝體23B的底面形成有多個(gè)用于焊接連接的連接端子 232。除了天線22之外，還在基部上形成有布置與連接端子232相同的 連接焊盤222。各連接焊盤222和相應(yīng)的連接端子232通過(guò)焊料25相連 接。為了盡可能降低因表面安裝封裝體23B的熱膨脹和熱收縮造成的影 響，表面安裝封裝體23B的與兩邊接觸所在的角部鄰近的連接端子232a 不用于與天線22連接，而使用靠近表面安裝封裝體23B的底面的中心部 分的連接端子232b與天線22連接?；?1上的通過(guò)焊料與連接端子232b 連接的連接焊盤，通過(guò)天線22和以與連接焊盤222相同方式形成的引線 223與基部21相連接。在該連接中，表面安裝封裝體23B與基部21之間的間隙也填充有底 填料24。圖IO是表示在底面上布置有大量連接端子的表面安裝封裝體的圖， 該表面安裝封裝體與圖8所示的表面安裝封裝體相似。將說(shuō)明圖IO所示 的實(shí)施方式與圖8和圖9所示的實(shí)施方式的不同之處。在該實(shí)施方式中， 在沿著表面安裝封裝體23B的一邊布置的連接端子當(dāng)中，使用靠近表面 安裝封裝體23B的一邊的中心部分的連接端子232b與天線22相連接， 而不是鄰近角部的連接端子232a。在這種情況下，與其中使用鄰近角部的連接端子與天線相連接的情 況相比，也降低了因表面安裝封裝體23B的溫度變化引起的熱膨脹或熱 收縮的影響。圖11是表示作為本發(fā)明一實(shí)施方式的RFID標(biāo)簽的制造方法的一個(gè) 實(shí)施例的步驟圖。這里，在形成有待通過(guò)焊料與表面安裝封裝體連接的天線22的基部 21的一部分上印制焊膏251 (步驟A)。接著，通過(guò)焊頭51將結(jié)合有IC芯片的表面安裝封裝體23對(duì)準(zhǔn)并安10
裝在基部21上(步驟B)。對(duì)焊膏251加熱，并通過(guò)焊接回流進(jìn)行焊接 連接(步驟C)。接著，通過(guò)分配器52向表面安裝封裝體23的下方，即 基部21與表面安裝封裝體23之間的間隙注入液體底填料241 (步驟D)。 通過(guò)加熱注入的底填料241使其硬化，以形成底填料24，從而完成嵌體 20 (步驟E)。預(yù)先模制下部件311，該下部件設(shè)有尺寸對(duì)應(yīng)于基部21的凹部311a (步驟F)，并且將完成的嵌體20設(shè)在該凹部中(步驟G)。接著，將其中設(shè)有嵌體20的下部件311設(shè)在模具53中，該模具具 有與護(hù)套保護(hù)材料31的外形相對(duì)應(yīng)的凹腔53a (步驟H)。在模具53的 凹腔53a中注入與護(hù)套保護(hù)材料31的上部相對(duì)應(yīng)的樹脂，并且模制護(hù)套 保護(hù)材料31的上部。通過(guò)熱密封將上部和下部件311—體形成。然后將 整個(gè)嵌體20封裝在護(hù)套保護(hù)材料31中，從而完成RFID標(biāo)簽30。
權(quán)利要求
1、一種RFID標(biāo)簽，該RFID標(biāo)簽包括嵌體，該嵌體包括基部、形成在所述基部上的天線、IC芯片和底填料，所述IC芯片被封裝在表面安裝封裝體中并焊接到所述天線上，并且通過(guò)所述天線進(jìn)行無(wú)線電通信，所述底填料填充所述基部與所述表面安裝封裝體之間的間隙；以及封裝整個(gè)嵌體的護(hù)套保護(hù)材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其中 所述表面安裝封裝體的熱膨脹系數(shù)被定義為al， 所述底填料的熱膨脹系數(shù)被定義為a2， 所述基部的熱膨脹系數(shù)被定義為a3，并且 所述護(hù)套保護(hù)材料的熱膨脹系數(shù)被定義為a4， 滿足關(guān)系al〈a2和a4〈a3。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述表面安裝封裝體 從上方看時(shí)為矩形，所述表面安裝封裝體設(shè)有多個(gè)從該矩形的邊伸出的 引線，所述天線和封裝在所述表面安裝封裝體中的所述IC芯片通過(guò)除了 與所述矩形的兩邊相接觸所在的角部鄰近的引線之外的任一引線而彼此 連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述表面安裝封裝體 從上方看時(shí)為矩形，所述表面安裝封裝體設(shè)有多個(gè)從該矩形的邊伸出的 引線，所述天線和封裝在所述表面安裝封裝體中的所述IC芯片通過(guò)除了 與所述矩形的兩邊相接觸所在的角部鄰近的引線之外的任一引線而彼此 連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述表面安裝封裝體 從上方看時(shí)為矩形，在所述表面安裝封裝體的底面上布置有多個(gè)連接端 子，所述天線和封裝在所述表面安裝封裝體中的所述IC芯片通過(guò)除了與 所述矩形的兩邊相接觸所在的角部鄰近的連接端子之外的任一連接端子 而彼此連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述表面安裝封裝體 從上方看時(shí)為矩形，在所述表面安裝封裝體的底面上布置有多個(gè)連接端 子，所述天線和封裝在所述表面安裝封裝體中的所述IC芯片通過(guò)除了與 所述矩形的兩邊相接觸所在的角部鄰近的連接端子之外的任一連接端子 而彼此連接。
7、 一種制造RFID標(biāo)簽的方法，該RFID標(biāo)簽包括嵌體和護(hù)套保護(hù) 材料，該嵌體包括基部、形成在所述基部上的天線、IC芯片和底填料， 所述IC芯片被封裝在表面安裝封裝體中并焊接到所述天線上，并且通過(guò) 所述天線進(jìn)行無(wú)線電通信，所述底填料填充所述基部與所述表面安裝封 裝體之間的間隙，并且所述護(hù)套保護(hù)材料封裝整個(gè)嵌體，該方法包括如 下步驟在形成有所述天線的所述基部的待焊接所述表面安裝封裝體的一部 分上印制焊膏；將所述表面安裝封裝體對(duì)準(zhǔn)并安裝在所述基部上； 通過(guò)焊接回流將所述表面安裝封裝體與所述基部上的所述天線相連接；在所述基部與所述表面安裝封裝體之間的間隙中注入底填料； 使所述底填料硬化，從而完成所述嵌體；將具有凹部的樹脂下部件連同裝配在所述下部件的凹部中的所述嵌 體一起布置在模具中，所述凹部中裝配有所述嵌體并且對(duì)應(yīng)于所述護(hù)套 保護(hù)材料的下部，所述模具具有與所述護(hù)套保護(hù)材料的外形相對(duì)應(yīng)的間 隙；以及通過(guò)將與所述護(hù)套保護(hù)材料的上部相對(duì)應(yīng)的樹脂流入所述模具中的 間隙內(nèi)而模制所述護(hù)套保護(hù)材料，從而模制所述上部并使所述上部和所 述下部件熔合在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RFID標(biāo)簽及其制造方法。該RFID標(biāo)簽包括嵌體，該嵌體包括基部、形成在所述基部上的天線以及IC芯片。所述IC芯片被封裝在表面安裝封裝體中并焊接到所述天線上，并且通過(guò)所述天線進(jìn)行無(wú)線電通信。所述RFID標(biāo)簽還包括填充所述基部與所述表面安裝封裝體之間的間隙的底填料、以及封裝整個(gè)嵌體的護(hù)套保護(hù)材料。
文檔編號(hào)G06K19/077GK101398912SQ200810213009
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者尾崎規(guī)二, 杉村吉康, 橋本繁, 野上悟, 馬場(chǎng)俊二 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社;富士通先端科技株式會(huì)社