面向RFID标签封装的固化系统设计及其热分析

摘要

电子封装技术及相关设备对电子产品的质量、体积和成本起着至关重要的作用。 本文基于各向异性导电胶互连封装工艺，设计了一套用于RFID（射频识别）标签制造的固化系统，并对固化系统的关键部件和RFID 标签固化过程进行了热分析。 本文研究了倒装芯片技术中三种导电胶互连工艺：各向同性导电胶、各向异性导电胶和非导电胶。结合RFID 标签制造的特点，分析了三种工艺在实际应用中的优缺点。通过比较后选择各向异性导电胶作为RFID 标签制造的互连工艺。根据整套RFID标签制造设备的工作方式和各向异性导电胶的工艺要求，设计了热压固化系统的机械结构及其工作流程。根据各向异性导电胶的工艺参数设计了可调力可控温的微型热压头，该热压头具有结构简单、成本低和方便拆卸的特点。 针对各向异性导电胶对于温度精度的要求，设计了基于单片机结构的PID 温度控制系统，结合使用环境提出了热压头温度控制的误差补偿方法。应用集中参数法建立了热压头的稳态和动态等效电学模型，并对热压头进行了稳态和动态热分析，分析了发热芯温度波动对工作面温度的影响。应用ANSYS WorkBench 有限元分析软件对热压头进行了稳态热分析，并结合实验测量数据与集中参数法的计算结果进行了对比，证明了两种热分析方法的有效性。 本文建立了RFID 芯片互连过程的热学模型，应用Flotherm 电子产品热分析软件分析了各向异性导电胶胶体在不同的加热方式和工艺参数下对温度的不同响应。根据仿真分析的结果讨论了提高各向异性导电胶固化效率的若干主要问题，提高了固化系统的生产性能。