电子标签中很重要又很低调的部分–导电胶

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电子标签中很重要又很低调的部分–导电胶

早在古代文明时期，人们就已经意识到了将两块金属连接起来的重要性。那时的焊接更多的是将同种金属热至熔融状态，然后在其冷却固化时连接在一起。

随着时间的推移，人们发现了某些金属或合金（如锡）加热后，与其他金属接触后，可以形成稳定的连接。这就是焊锡丝的雏形。

（你怎么不从盘古开天地开始讲~这和导电胶有什么关系？）

用锡焊接电子元器件和芯片，是电子产品领域现在应用范围最广的将元器件或芯片连接到基板的方法。

但一般这种连接方法，比较适用于元器件或芯片已经做过封装后（如直插、SOP、QFP、QFN……）的情况。因为封装后引脚全部连出来，焊接起来就会方便很多。

那封装时，裸晶圆的引脚是怎么连出来的呢？或者没做封装的时候呢，比芝麻粒还小的裸晶圆怎么焊接？这个情况再用锡焊接，就不合适了。无法很好的控制不出现虚焊、漏焊、连焊等情况，对设备和人员要求也很高。

这个时候，常用的办法：Bonding，音译：邦定（你可能也见过用“绑定”这个词的，其实都由Bonding音译的，一个意思），意译：键合。

键合技术分为三种基本类型：引线键合（Wire Bonding，WB）法、胶带自动焊接键合（Tape Automated Bonding，TAB）法、倒装芯片键合（Flip Chip Bonding，FCB）方法。

引线键合，有个通俗易懂的说法：打线。

打线，就是将芯片的I/O焊盘通过打线的方式连接到基板上。大概流程就是：超声波发生器产生的超声波，经换能器产生高频振动，通过变幅杆传至劈刀。劈刀在振动的同时将金属线压至被焊物表面。金属线与被焊物高速摩擦，产生热能，分子层融合，就能将金属线与被焊物牢牢连接在一起。（这其实和PVC卡片的里绕线一个原理只是焊接的一个是金属线和金属表面，一个是漆包线和PVC材料。）

下面是一个简单的流程示意图。

这个方式应用非常广泛。

是的，暴露在外金属线和被焊点难免会有氧化、受潮、外力损坏、脏污短路的风险。一般打线方式都需要加固的。

想一想，你应该看到过PCB上凸起的黑团，那里面就是用打线方式连接的晶圆。

RFID电子标签行业里，常用的COB封装，PCB标签，FPC标签……都是用的打线连接晶圆。

这种连接方式固然方便，但也因为需要环氧树脂黑胶加固，整体厚度就会增加。

（准备好，我们要进入正题了）

电子标签行业中，市场占比非常大的：不干胶标签/label/inlay，因为常常需要打印，对标签的平整度，厚度要求相对于其他分类严格很多。 这时候，再用打线的方式就不可行了。

于是，我们用到了另一种键合方式：倒装芯片键合。

这时，导电胶就派上了用场。

在被焊天线待焊接位置点一小团导电胶，将裸晶圆倒过来，让晶圆的bump朝向天线面，压下去。将bump和天线焊盘压在一起，再使导电胶热压固化，晶圆就能和天线牢牢地连接在一起。

因为这里的晶圆的bump面朝向和前面打线连接时不一样，所以这种方式，也叫倒封装。当然倒封装的定义只是根据芯片的朝向来定的，其实有很多种方式，比如焊锡……使用导电胶连接固定只是其中一种。但在RFID电子标签领域，基本都是使用的导电胶连接这种倒封装方式。

看到这里，可能有小伙伴会有疑问：导电胶，是放在上面就会导电的话，那不是接触到的所有的bump和下面的天线焊盘全都导通了？

这显然不得行啊。那它是怎么做到，各个bump只连接下面对应的那块焊盘的呢？

这里就要引入一个新词汇：各向异性，也叫异方向性，Anisotropic conductive adhesive/paste，简称ACA / ACP。从字面意思就很好懂，各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化，在不同的方向上呈现出差异的性质。
要让晶圆的bump只连接对应的天线焊盘，就必须要使用异方向性导电粘合剂。这种导电胶，具有单向导电及胶合固定的功能。单向，即垂直性导通，平行不导通。
因为导电胶通过热压固化绑定晶圆，所以导电胶的存储温度、使用温度、固化温度、热压压力、回温时长、固化时长、常温/中温/低温保质期等都有严格要求。
进而，RFID不干胶标签绑定生产车间的构建和生产过程的管控相对于电子标签生产的其他环节会有更多的要求。
为保证RFID不干胶标签性能的一致性和晶圆绑定的牢固性，导电胶这个角色十分重要。
当然，回温更快，保质期更长、固化时间更短、绑定出来的标签一致性更好……会大大提高生产效率，节约生产成本，自然也会更受市场欢迎。
常见的用于RFID标签绑定的导电胶品牌有：DeLo、Nippon、EPM、腾烁电子……

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