專利名稱：Rfid天線制作方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種RFID天線制作方法。
背景技術(shù)：
天線是一種以電磁波形式把前端射頻信號功率接收或輻射出去的裝置，是電路與 空間的界面器件，用來實現(xiàn)導(dǎo)行波與自由空間波能量的轉(zhuǎn)化。在RFID系統(tǒng)中，天線分為電 子標簽天線和讀寫器天線兩大類，分別承擔接收能量和發(fā)射能量的作用。當前的RFID系統(tǒng) 主要集中在低頻(LF)、高頻(HF) (13. 56MHz)、超高頻(UHF) (860-960MHz)和微波頻段，不同 工作頻段的RFID系統(tǒng)天線的原理和設(shè)計有著根本上的不同。RFID天線的增益和阻抗特性 會對RFID系統(tǒng)的作用距離等產(chǎn)生影響，RFID系統(tǒng)的工作頻段反過來對天線尺寸以及輻射 損耗有一定要求。所以RFID天線設(shè)計的好壞關(guān)系到整個RFID系統(tǒng)的成功與否。近場天線對于低頻(125kHz 134kHz)和高頻(13. 56MHz)頻段，系統(tǒng)工作在天 線的近場，標簽所需的能量都是通過電感耦合方式由讀寫器的耦合線圈輻射近場獲得，工 作方式為電感耦合。因為在近場實際上不涉及電磁波傳播的問題，天線設(shè)計比較簡單，一般 采用工藝簡單、成本低廉的線圈型天線。線圈型天線實質(zhì)上就是一個諧振電路。在指定的 工作頻率上，當感應(yīng)阻抗等于電容阻抗的時候，線圈天線就會產(chǎn)生諧振。遠場天線對于超高頻(860MHz 960MHz)和微波頻段(2. 45GHz、5. 8GHz)，讀寫 器天線要為標簽提供能量或喚醒有源標簽，工作距離較遠，一般位于讀寫器天線的遠場。根 據(jù)遠場天線的計算公式可知，電場強度和磁場強度隨距離的一次方衰減，電場和磁場方向 相互垂直，且都垂直于傳播方向。波印廷矢量為實數(shù)，電磁場以電磁波形式向外輻射能量。 此時，天線設(shè)計對系統(tǒng)性能影響較大，多采用偶極子型或微帶貼片天線。偶極子天線，也稱 為對稱振子天線，由兩段同樣粗細和等長的直導(dǎo)線排成一條直線構(gòu)成。信號從中間的兩個 端點饋入，在偶極子的兩臂上將產(chǎn)生一定的電流分布，這種電流分布就會在天線周圍空間 激發(fā)起電磁場。一般在RFID電子標簽中使用的是曲折型的折合偶極子天線。現(xiàn)有的RFID技術(shù)，由于應(yīng)用較為單一，且技術(shù)上較為困難，因此RFID芯片的工作 頻段往往只有一種，且只有一種頻段的天線與之對應(yīng)。移動通信領(lǐng)域開始將RFID整合為通 信、身份識別、電子支付三合一的發(fā)展嘗試。因此，未來RFID技術(shù)的發(fā)展將會朝著標簽產(chǎn)品 多樣化、RFID多系統(tǒng)集成應(yīng)用等方向發(fā)展。這樣，設(shè)計并制造多系統(tǒng)、多頻段(13.56MHz、 915MHz,2. 45GHz、5. 8GHz)的 RFID 天線迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有RFID天線的工作頻段以及應(yīng)用單一的問題，本發(fā)明提供一種多頻 段且可用于多系統(tǒng)的RFID天線的制作方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種RFID天線制作方法，包括以下步驟在RFID 芯片上淀積第一絕緣層，所述RFID芯片上設(shè)置有兩個第一焊盤；在所述第一絕緣層上淀積 第二絕緣層；依次刻蝕部分所述第二絕緣層和部分所述第一絕緣層至露出兩個所述第一焊盤，形成兩個連接通道，在每個所述連接通道內(nèi)均填充金屬；在所述第二絕緣層內(nèi)制作片上 天線，所述片上天線上設(shè)置兩個第二焊盤，兩個所述第二焊盤和兩個所述第一焊盤一一對 應(yīng)，分別位于兩個所述連接通道的兩端，通過所述連接通道內(nèi)填充的金屬相連；將多個外部 天線和所述第二焊盤相連?？蛇x的，所述片上天線的工作頻率為13. 56MHZ、915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ?？蛇x的，所述外部天線數(shù)量為1個、2個或3個?？蛇x的，所述外部天線的工作頻率為13. 56MHZ、915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ。可選的，所述外部天線為線圈型天線、偶極子型天線或微帶貼片天線。可選的，所述線圈型天線的工作頻率為13.56MHZ，所述偶極子型天線的工作頻 率為915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ，所述微帶貼片天線的工作頻率為915MHZ、2. 45GHZ或 5. 8GHZ?？蛇x的，所述片上天線的材料為鋁或者銅，其厚度的范圍為0.5微米至15微米。可選的，所述第一絕緣層為氧化層，其厚度的范圍為0.5微米至15微米?？蛇x的，所述第二絕緣層為氧化層，其厚度的范圍為0.5微米至15微米。為了達到上述目的，本發(fā)明還提供一種RFID天線結(jié)構(gòu)，包括第一絕緣層，位于 RFID芯片上，所述RFID芯片上設(shè)置有兩個第一焊盤；第二絕緣層，位于所述第一絕緣層上； 片上天線，位于所述第二絕緣層內(nèi)，所述片上天線上設(shè)置有兩個第二焊盤；兩個連接通道， 每個所述連接通道內(nèi)均填充金屬，且每個所述連接通道兩端各連接一個所述第一焊盤和一 個所述第二焊盤；多個外部天線，和所述第二焊盤相連?？蛇x的，兩個所述第二焊盤和兩個所述第一焊盤在垂直方向一一對應(yīng)。本發(fā)明RFID天線制作方法及其結(jié)構(gòu)的有益效果為本發(fā)明提供的RFID天線制作 方法制作的RFID天線包括一個直接和芯片相連的片上天線，以及多個和第二焊盤相連的 外部天線，片上天線和外部天線均設(shè)有各自的工作頻率，并且可在所設(shè)定的范圍進行頻率 的交互，通過這種方式，RFID芯片能為不同系統(tǒng)的不同頻段應(yīng)用提供適當?shù)奶炀€，能很好地 滿足未來RFID多系統(tǒng)集成應(yīng)用的需要。


圖1為本發(fā)明RFID天線制作方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明RFID天線的剖面圖。圖3為本發(fā)明RFID天線的俯視圖。圖4為本發(fā)明RFID天線實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步的描述。首先，請參考圖1，圖1為本發(fā)明RFID天線制作方法的流程示意圖，包括以下步 驟步驟20 在RFID芯片上淀積第一絕緣層，所述第一絕緣層為氧化層，其厚度的范 圍為0. 5微米至15微米，優(yōu)選的，第一絕緣層的厚度為6微米，所述RFID芯片上設(shè)置有兩
個第一焊盤；
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步驟21 在所述第一絕緣層上淀積第二絕緣層，所述第二絕緣層為氧化層，其厚 度的范圍為0. 5微米至15微米，優(yōu)選的，第二絕緣層的厚度為6微米；步驟22 依次刻蝕部分所述第二絕緣層和部分所述第一絕緣層至露出兩個所述 第一焊盤，形成兩個連接通道，在每個所述連接通道內(nèi)均填充金屬；步驟23 在所述第二絕緣層內(nèi)制作片上天線，所述片上天線的材料為鋁或者銅， 其厚度的范圍為0. 5微米至15微米，優(yōu)選的，片上天線的厚度為3微米，片上天線的工作頻 率為13. 56MHZ、915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ，所述片上天線上設(shè)置兩個第二焊盤，兩個所述 第二焊盤和兩個所述第一焊盤一一對應(yīng)，分別位于兩個所述連接通道的兩端，通過所述連 接通道內(nèi)填充的金屬相連；步驟M 將多個外部天線和所述第二焊盤相連，所述外部天線數(shù)量為1個、2個或 3個，所述外部天線的工作頻率為13. 56MHZ、915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ，所述外部天線為 線圈型天線、偶極子型天線或微帶貼片天線，線圈型天線的工作頻率為13. 56MHZ，偶極子型 天線的工作頻率為915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ，所述微帶貼片天線的工作頻率為915MHZ、 2. 45GHZ 或 5. 8GHZ。接著，請參考圖2，圖2為本發(fā)明RFID天線的剖面圖，從圖上可以看到，RFID天線 包括第一絕緣層3，位于RFID芯片1上，所述RFID芯片1上設(shè)置有兩個第一焊盤2 ；第二 絕緣層5，位于所述第一絕緣層3上；片上天線6，位于所述第二絕緣層5內(nèi)，所述片上天線 6上設(shè)置有兩個第二焊盤7 ；兩個連接通道4，每個所述連接通道4內(nèi)均填充金屬，且每個所 述連接通道4兩端各連接一個所述第一焊盤2和一個所述第二焊盤7 ；多個外部天線(圖1 中未示)，和兩個所述第二焊盤7相連。圖3為本發(fā)明RFID天線的俯視圖，圖中可以看到RFID芯片1、片上天線14以及設(shè) 置于其上的兩個第二焊盤12和13。圖4為本發(fā)明RFID天線實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中設(shè)置了兩個外部天線115和 116，均和兩個第二焊盤112和113相連，本實施例包括RFID芯片111，其中包含用于連接 RFID芯片和片山天線的兩個第二焊盤112和113，直接制作于RFID芯片之上的片上天線 114，該片上天線的工作頻率是2. 45GHz,以及為RFID芯片定制的兩個外部天線115和116， 外部天線的工作頻率分別是915MHz和13. 56MHz，這些外部天線被連接到“連接焊盤”，將很 容易應(yīng)用于芯片表面，兩個所述第二焊盤和兩個所述第一焊盤在垂直方向一一對應(yīng)。此實施例的多系統(tǒng)、多頻段的RFID天線，由三種具有不同頻段(13.56MHz、 915MHz,2. 45GHz)的天線所組成，而具有該RFID天線的芯片能滿足此三種頻段的工作需 求，通過這種方式，該芯片在上述范圍內(nèi)的任何交互頻率，都能為正確的頻段應(yīng)用提供適當 的天線。片上天線將采用銅制成工藝，經(jīng)過多次單大馬士革實現(xiàn)片上天線的制作，片上天線 往往采用電感耦合方式工作的線圈型天線，其工作頻率采用2. 45GHz頻段，片上天線是直 接制作在芯片之上的，其外徑尺寸由芯片的大小所決定。通常在設(shè)計片上天線結(jié)構(gòu)時，往往 取能容忍的最大尺寸。兩個外部天線，是在完成片上天線后再制作的，外部天線被連接到第 二焊盤，將很容易應(yīng)用于芯片表面。本是實力中的兩個外部天線是為芯片定制的，對具有 特有天線的芯片來說，將對與天線對應(yīng)的頻率產(chǎn)生響應(yīng)。根據(jù)內(nèi)部時鐘，芯片會自動響應(yīng) 外部天線所指定的頻率。實施例中的兩個外部天線，工作頻率分別是13. 56MHz和915MHz， 13. 56MHz外部天線的類型是采用線圈型的天線，915MHz外部天線的類型是采用偶極子型的天線。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因 此，本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種RFID天線制作方法，其特征在于包括以下步驟在RFID芯片上淀積第一絕緣層，所述RFID芯片上設(shè)置有兩個第一焊盤；在所述第一絕緣層上淀積第二絕緣層；依次刻蝕部分所述第二絕緣層和部分所述第一絕緣層至露出兩個所述第一焊盤，形成 兩個連接通道，在每個所述連接通道內(nèi)均填充金屬；在所述第二絕緣層內(nèi)制作片上天線，所述片上天線上設(shè)置兩個第二焊盤，兩個所述第 二焊盤和兩個所述第一焊盤一一對應(yīng)，分別位于兩個所述連接通道的兩端，通過所述連接 通道內(nèi)填充的金屬相連；將多個外部天線和兩個所述第二焊盤均相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述片上天線的工作頻率 為 13. 56MHZ、915MHZ、2. 45GHZ 或 5. 8GHZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述外部天線數(shù)量為1個、 2個或3個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述外部天線的工作 頻率為 13. 56MHZ、915MHZ、2. 45GHZ 或 5. 8GHZ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述外部天線為線圈型天 線、偶極子型天線或微帶貼片天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述線圈型天線的工作頻 率為13. 56MHZ，所述偶極子型天線的工作頻率為915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ，所述微帶貼片 天線的工作頻率為915MHZ、2. 45GHZ或5. 8GHZ。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述片上天線的材料為鋁 或者銅，其厚度的范圍為0. 5微米至15微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述第一絕緣層為氧化 層，其厚度的范圍為0. 5微米至15微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID天線制作方法，其特征在于所述第二絕緣層為氧化 層，其厚度的范圍為0. 5微米至15微米。
10.一種RFID天線結(jié)構(gòu)，其特征在于包括第一絕緣層，位于RFID芯片上，所述RFID芯片上設(shè)置有兩個第一焊盤；第二絕緣層，位于所述第一絕緣層上；片上天線，位于所述第二絕緣層內(nèi)，所述片上天線上設(shè)置有兩個第二焊盤；兩個連接通道，每個所述連接通道內(nèi)均填充金屬，且每個所述連接通道兩端各連接一 個所述第一焊盤和一個所述第二焊盤；多個外部天線，和所述第二焊盤相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的RFID天線結(jié)構(gòu)，其特征在于兩個所述第二焊盤和兩個所述第一焊盤在垂直方向一一對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種RFID天線制作方法及其結(jié)構(gòu)，制作方法包括以下步驟在RFID芯片上淀積第一絕緣層，所述RFID芯片上設(shè)置有兩個第一焊盤；在所述第一絕緣層上淀積第二絕緣層；依次刻蝕部分所述第二絕緣層和部分所述第一絕緣層至露出兩個所述第一焊盤，形成兩個連接通道，在每個所述連接通道內(nèi)均填充金屬；在所述第二絕緣層內(nèi)制作片上天線，所述片上天線上設(shè)置兩個第二焊盤，兩個所述第二焊盤和兩個所述第一焊盤一一對應(yīng)，分別位于兩個所述連接通道的兩端，通過所述連接通道內(nèi)填充的金屬相連；將多個外部天線和所述第二焊盤相連。本發(fā)明提供的RFID天線工作頻率多，可以滿足多個系統(tǒng)的使用。
文檔編號H01Q1/22GK102064377SQ20101018738
公開日2011年5月18日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者王勇, 趙宇航 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司