RFID芯片制造工艺解析

点击次数:  更新时间:2017/5/5 17:24:54

 

  近日,在2016第四届上海军民两用技术促进大会上,我国首款自主标准自主协议的RFID芯片亮相。它有望进一步降低RFID电子标签的价格,提高物流包裹的分拣效率,使得快递再快上好几倍。我们有了自己的“金刚钻”,国产的RFID技术和解决方案,无论在技术还是价格上就有了响当当的话语权。那么,我们今天就来具体的了解下RFID芯片的制造工艺吧!

  大家都说,芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样,先有晶圆作为地基,再层层往上叠的芯片制造流程后,就可产出必要的 IC 芯片。却总是忽略了最重要的部分,如果没有设计师,有再高超的技能也没用。就像一件服装需要的是服装的裁缝,但如果没有服装的设计师设计出好看的服装,裁缝怎么能做得出好看的服装。

  那么芯片设计的流程是怎样的呢?为了让大家能更好地理解芯片的设计流程,小编特地找了一张详细的图为大家解析。

 

  了解完芯片的设计流程,下面我们来看看地基“晶圆”。

  晶圆(wafer),是制造各式电脑芯片的基础。我们可以将芯片制造比拟成用乐高积木盖房子,藉由一层又一层的堆叠,完成自己期望的造型(也就是各式芯片)。

 

 

  在固体材料中,有一种特殊的晶体结构──单晶(Monocrystalline)。它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性,可以形成一个平整的原子表层。因此,采用单晶做成晶圆,便可以满足以上的需求。然而,该如何产生这样的材料呢,主要有二个步骤,分别为纯化以及拉晶,之后便能完成这样的材料。

  接下来我们就进去重点,来看看IC芯片是如何制造的。

  首先,我们先来了解下什么是IC芯片?IC,全名积体电路(Integrated Circuit),由它的命名可知它是将设计好的电路,以堆叠的方式组合起来。藉由这个方法,我们可以减少连接电路时所需耗费的面积。

  具体是如何制造的呢?试想一下,如果要以油漆喷罐做精细作图时,我们需先割出图形的遮盖板,盖在纸上。接着再将油漆均匀地喷在纸上,待油漆乾后,再将遮板拿开。不断的重复这个步骤后,便可完成整齐且复杂的图形。制造 IC 就是以类似的方式,藉由遮盖的方式一层一层的堆叠起来。 

  制作 IC 时,可以简单分成以上 4 种步骤。虽然实际制造时,制造的步骤会有差异,使用的材料也有所不同,但是大体上皆采用类似的原理。

 

  1、涂布光阻

  先将光阻材料放在晶圆片上,透过光罩将光束打在不要的部分上,破坏光阻材料结构。接着,再以化学药剂将被破坏的材料洗去。 

 

  2、蚀刻技术

  将没有受光阻保护的硅晶圆,以离子束蚀刻。 

 

  3、光阻去除

  使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉,如此便完成一次流程。

  最后便会在一整片晶圆上完成很多 IC 芯片,接下来只要将完成的方形 IC 芯片剪下,便可送到封装厂做封装。


  看完上面的制造方法,你肯定会问封装是什么?那么,我就好人做到底咯!

 

  经过漫长的流程,从设计到制造,终于获得一颗 IC 芯片了。然而一颗芯片相当小且薄,如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤损坏。此外,因为芯片的尺寸微小,如果不用一个较大尺寸的外壳,将不易以人工安置在电路板上。

 

  目前常见的封装有两种,一种是电动玩具内常见的,黑色长得像蜈蚣的 DIP 封装,另一为购买盒装 CPU 时常见的 BGA 封装。

  DIP封装全称是双排直立式封装(Dual Inline Package)。这种封装方式看起来会像条黑色蜈蚣,让人印象深刻,是最早采用的 IC 封装技术,具有成本低廉的优势,适合小型且不需接太多线的芯片。缺点是此封装大部分采用的是塑料,散热效果较差,无法满足现行高速芯片的要求。

 

  BGA封装全称为球格阵列(Ball Grid Array)。它体积较小,可轻易的放入体积较小的装置中。用这种封装法成本较高且连接的方法较复杂,因此大多用在高单价的产品上。

 


  好了,到这里RFID芯片制造工艺的大致过程小编已经解析完了。但一定要注意哦,这只是RFID芯片制造的一小部分内容。芯片设计、制造是一门非常复杂的专业,需要了解更多信息,就请等下回分解。

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