my第4章 RFID电子标签3.pptVIP

标签芯片内部结构 标签芯片是电子标签的核心部分，它的作用包括标签信息存储，标签接收信号处理和标签发射信号的处理。如图，芯片按照功能和结构特征划分，包括射频前端（RF）、模拟前端、数字处理、存储单元等部分。 RFID标签芯片设计 RFID标签的通信标准是标签芯片设计的依据，目前国际上RFID相关的通信标准主要有：ISO/IEC 18000标准（包括125KHz、13.56MHz，433MHz，860~960MHz，2.45GHz等频段）、ISO 11785标准（低频）、ISO/IEC 14443标准（13.56MHz频段）、ISO/IEC 15693标准（13.56MHz频段）、EPC标准（针对HF/UHF频段，涉及Class0、Class1和GEN2等3种协议）、欧洲ETC标准（含5.8GHz频段）。 典型芯片设计流程见下图，根据芯片设计复杂度和输出要求不同，设计流程会有所变动。一套好的EDA工具对芯片设计非常重要，包含芯片开发的3个领域：前端设计、后端设计和设计验证。目前世界上领先的EDA厂商包括Synopsys、Cadence、Mentor Graphic和Magma等。 RFID标签芯片制造技术 半导体芯片制造工艺有多种类型，根据器件类型可分CMOS，Bipolar，BICMOS工艺等，根据材料可分Si，Ge，GaAs工艺等，根据衬底类型可分体硅工艺、SOI工艺等。RFID应用特点是批量大，但成本极其敏感，综合多种因素及国内实际情况，基于CMOS工艺的技术（如EEPROM工艺、OTP工艺等）比较适合目前应用需求的RFID加工制造；国外也主要采用标准CMOS工艺，且普遍采用0.35μm以下工艺。 标签天线的主要性能参数 天线的匹配。匹配是指馈线终端所接负载阻抗ZL=馈线特性阻抗Z0时，馈线终端的匹配连接。当天线作为终端负载时，匹配能保证天线取得的全部信号功率。 天线方向性。 增益，指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想辐射单元在空间同一点处产生信号的功率密度之比。它定量描述一个天线把输入功率集中辐射的程度（可理解为在一定距离的某点产生一定大小的信号）。 波瓣宽度。天线的辐射方向图通常有2或3个瓣，其中辐射强度最大的瓣为主瓣，其余为副瓣或旁瓣。在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3dB（或10dB）的两点间的夹角定义为波瓣宽度。它越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰性越强。 RFID标签天线的设计与制造 标签天线的设计是在已知芯片两触点输出阻抗的情况下，获得与芯片的最佳匹配，从而获得读写器与标签之间的最大识别距离。 标签天线的制造技术目前有3种：蚀刻/冲压天线、印制天线和绕线式天线。针对不同应用的电子标签，需要采取不同形式的标签天线，因而也会具有不同的性能。实际电子标签采用的天线形式多样（如下表所示），供应厂家也涉及全球知名的TI、Alien、Avery、Impinj、KSW、Rafsec、Symbol、Omron、Matrics等。 LF频段可采用1-2个天线，实现无线电信号作用范围的全区域覆盖，低频RFID标签成本较低，具有卡状、环状、纽扣状等多种形状。HF频段RFID标签天线基于磁偶极子理论设计，天线常为线圈结构。UHF和MW频段的RFID标签天线基于电偶极子理论，天线可加工在非常薄的介质板中（如PET，厚约50um），也可采用印制偶极子天线。 标签天线的形式 封装方法 印刷天线与芯片的互连上，因RFID标签的工作频率高、芯片微小超薄，最适宜的方法是倒装芯片（Flip Chip）技术，它具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特点，为适应柔性基板材料，倒装的键合材料要以导电胶来实现芯片与天线焊盘的互连。 柔性基板要实现大批量低成本的生产，以及为了更有效地降低生产成本，采用新的方法进行天线与芯片的互连是目前国际国内研究的热点问题。为了适应更小尺寸的RFID芯片，有效地降低生产成本，采用芯片与天线基板的键合封装分为两个模块分别完成是目前发展的趋势。 封装关键工艺 RFID标签因不同的用途呈现多种封装形式，因而在天线制造、凸点形成、芯片键合互连等封装过程工艺也呈多样性。 凸点的形成 采用柔性化制作凸点技术具有成本低廉，封装效率高，使用方便，灵活，工艺控制简单，自动化程度高等特点。 RFID芯片互连方法 RFID标签制造的主要目标之一是降低成本。为此，应尽可能减少工序，选择低成本材料，减少工艺时间。从材料成本角度，应优先考虑NCA互连，且可以同点胶凸点相配合实现低成本制造。 RFID标签关键封装设备 RFID封装设备的核心内容是如何在多物理因素作用下，使键合机及相关工艺受控完成高质量的接合界面。通常涉及几方面的关键技术：多自由度柔性、灵活的执行机构，基于视觉信息引导的识别与定位，胶固化及滴胶过程的时间、温度和压