不同各向异性导电㬵对超高频 RFID 标签的可靠性影响-深圳市福英达
不同各向异性导电㬵对超高频 RFID 标签的可靠性影响
射频识别（RFID）是应用于身份识别和安全领域的新兴技术，它由阅读器和附着在识别对象上的 RFID 标签组成。借助 RFID 技术，可以同时使用无线电波识别多个物体，无需人工协助，也无需与阅读器进行视觉连接。
各向异性导电胶（Anisotropic Conductive Adhesive, ACA）是焊料的可行替代品，与焊料相比，ACA 可用于更细间距的应用，并且由于其键合过程涉及的加工步骤更少，因此更加环保。过程中需要一定的压力来确保垂直导通。ACA 通常使用热压焊加热。
图1. 显示了使用各向异性导电胶的 ACA 倒装芯片互连的典型键合工艺。
RFID 标签应用场景终端，可能会暴露在各种可能损害其可靠性的环境条件下，这使得可靠性研究变得⾄关重要，加速寿命试验(ALT) ⼴泛⽤于可靠性研究。同时，聚合物互连（例如ACA 接头）容易受到⾼温和潮湿等因素的变化引起的应⼒影响。因此，⾼温⾼湿的温度循环试验和恒湿试验被⼴泛⽤于 ACA 接头的可靠性研究。
可靠性测试⽅法：
对 RFID 标签进行温度循环测试和恒定湿度测试。这两项测试都是电⼦应⽤中常⽤的标准测试。⽐较两次测试中使用不同 ACA 的 RFID 标签的故障发生时间。
温度循环测试根据 JEDEC 标准 JESD22-A104D[26]进⾏。 温度从-40°C ⾄ 85°C 循环时间为 30 分钟。如图所⽰图 3，极端温度下的暴露时间为 14 分钟，过渡时间为 1 分钟。在温度循环测试期间，测试室内的湿度⽔平不受控制。样品测试 3000 个循环。
图2. 温度循环测试的温度曲线。
恒定湿度测试是根据 IPC 标准 IPC-TM-650 2.6.3.1E 测试的。样品在以下条件下进行了测试：恒定温度为 65℃，恒定湿度为 90%RH 持续 4000 小时。
温度循环测试：
表 1. 温度循环试验中 Weibull 分布的形状和尺度参数。
其中，F: 不合格样品数；C：抽样数；β：形状参数；η：尺寸参数。
图 3. 温度循环试验结果的 Weibull 图。
在 Weibull 分析中，具有 ACA B 的标签在温度循环测试中具有最低的尺度参数和最差的可靠性。另⼀⽅⾯，带有 ACA A 的标签具有最⾼的尺度参数和最好的可靠性。
恒湿测试：
图 4. 与温度循环试验中使用的粘接参数相同的标签的恒湿试验结果的累积失效图。
图 5. 粘接温度升高的恒湿试验结果累积失效图。
在恒湿测试中，带有 ACA B 的标签失效最快且可靠性最差。另⼀⽅⾯，具有 ACA A 和较⾼粘合温度的标签的可靠性最好，因为这些测试标签在测试期间均未失败。同样观察到在两种结合温度下的 ACA C 标签是相对可靠的。对于 ACA B 和 ACA C，在不同粘合温度下标签之间没有显着差异。然⽽，对于 ACA A 和 ACA D，观察到在更⾼粘合温度下的标签显然更可靠。这表明较低的结合温度下的固化曲线导致 ACA A 和 ACA D 的固化有些不⾜，这削弱了它们在潮湿条件下的可靠性。
结论
在温度循环测试和恒定湿度测试中研究了使用四种不同 ACA 的 RFID 标签的可靠性。结果表明，ACA 材料的选择可能对可靠性有显著影响。
具有最⼤导电颗粒的 ACA A 在两项测试中均表现出最佳可靠性。然⽽，这种 ACA 在附着后需要较⻓的固化时间，这会增加其⽣产时间和成本。因此，尽管该 ACA 具有良好的可靠性，但对于许多低成本应⽤（如⽆源 RFID 标签）来说并不实⽤。
ACA C 和 D 具有⾮常相似的基质组成。在恒定湿度测试中，具有较⼤颗粒的 ACA C 更可靠。因此，较⼤的颗粒似乎可以提⾼可靠性。
各向异性导电胶
深圳市福英达工业技术有限公司致力于为客户提供高可靠性锡膏焊料。福英达低温冶金连接各向异性无卤导电胶, 可应用于触摸屏、智能卡、射频识别（RFID）、倒装芯片 (Flip chip)、FPC 等产品制造中。
参考文献
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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