不同各向異性導電?對超高頻 RFID 標簽的可靠性影響-深圳市福英達
不同各向異性導電?對超高頻 RFID 標簽的可靠性影響
射頻識別（RFID）是應用于身份識別和安全領域的新興技術，它由閱讀器和附著在識別對象上的 RFID 標簽組成。借助 RFID 技術，可以同時使用無線電波識別多個物體，無需人工協助，也無需與閱讀器進行視覺連接。
各向異性導電膠（Anisotropic Conductive Adhesive, ACA）是焊料的可行替代品，與焊料相比，ACA 可用于更細間距的應用，并且由于其鍵合過程涉及的加工步驟更少，因此更加環保。過程中需要一定的壓力來確保垂直導通。ACA 通常使用熱壓焊加熱。
圖1. 顯示了使用各向異性導電膠的 ACA 倒裝芯片互連的典型鍵合工藝。
RFID 標簽應用場景終端，可能會暴露在各種可能損害其可靠性的環境條件下，這使得可靠性研究變得?關重要，加速壽命試驗(ALT) ?泛?于可靠性研究。同時，聚合物互連（例如ACA 接頭）容易受到?溫和潮濕等因素的變化引起的應?影響。因此，?溫?濕的溫度循環試驗和恒濕試驗被?泛?于 ACA 接頭的可靠性研究。
可靠性測試?法：
對 RFID 標簽進行溫度循環測試和恒定濕度測試。這兩項測試都是電?應?中常?的標準測試。?較兩次測試中使用不同 ACA 的 RFID 標簽的故障發生時間。
溫度循環測試根據 JEDEC 標準 JESD22-A104D[26]進?。 溫度從-40°C ? 85°C 循環時間為 30 分鐘。如圖所?圖 3，極端溫度下的暴露時間為 14 分鐘，過渡時間為 1 分鐘。在溫度循環測試期間，測試室內的濕度?平不受控制。樣品測試 3000 個循環。
圖2. 溫度循環測試的溫度曲線。
恒定濕度測試是根據 IPC 標準 IPC-TM-650 2.6.3.1E 測試的。樣品在以下條件下進行了測試：恒定溫度為 65℃，恒定濕度為 90%RH 持續 4000 小時。
溫度循環測試：
表 1. 溫度循環試驗中 Weibull 分布的形狀和尺度參數。
其中，F: 不合格樣品數；C：抽樣數；β：形狀參數；η：尺寸參數。
圖 3. 溫度循環試驗結果的 Weibull 圖。
在 Weibull 分析中，具有 ACA B 的標簽在溫度循環測試中具有最低的尺度參數和最差的可靠性。另???，帶有 ACA A 的標簽具有最?的尺度參數和最好的可靠性。
恒濕測試：
圖 4. 與溫度循環試驗中使用的粘接參數相同的標簽的恒濕試驗結果的累積失效圖。
圖 5. 粘接溫度升高的恒濕試驗結果累積失效圖。
在恒濕測試中，帶有 ACA B 的標簽失效最快且可靠性最差。另???，具有 ACA A 和較?粘合溫度的標簽的可靠性最好，因為這些測試標簽在測試期間均未失敗。同樣觀察到在兩種結合溫度下的 ACA C 標簽是相對可靠的。對于 ACA B 和 ACA C，在不同粘合溫度下標簽之間沒有顯著差異。然?，對于 ACA A 和 ACA D，觀察到在更?粘合溫度下的標簽顯然更可靠。這表明較低的結合溫度下的固化曲線導致 ACA A 和 ACA D 的固化有些不?，這削弱了它們在潮濕條件下的可靠性。
結論
在溫度循環測試和恒定濕度測試中研究了使用四種不同 ACA 的 RFID 標簽的可靠性。結果表明，ACA 材料的選擇可能對可靠性有顯著影響。
具有最?導電顆粒的 ACA A 在兩項測試中均表現出最佳可靠性。然?，這種 ACA 在附著后需要較?的固化時間，這會增加其?產時間和成本。因此，盡管該 ACA 具有良好的可靠性，但對于許多低成本應?（如?源 RFID 標簽）來說并不實?。
ACA C 和 D 具有?常相似的基質組成。在恒定濕度測試中，具有較?顆粒的 ACA C 更可靠。因此，較?的顆粒似乎可以提?可靠性。
各向異性導電膠
深圳市福英達工業技術有限公司致力于為客戶提供高可靠性錫膏焊料。福英達低溫冶金連接各向異性無鹵導電膠, 可應用于觸摸屏、智能卡、射頻識別（RFID）、倒裝芯片 (Flip chip)、FPC 等產品制造中。
參考文獻
Kirsi Saarinen-Pulli, Sanna Lahokallio, Laura Frisk (2016). Effects of different anisotropically conductive adhesives on the reliability of UHF RFID tags. International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 64, pp.52-59.
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