RFID Montage

RFID (Radio Frequency Identification) Tags werden z.B. als Alternative zu Strichcodes etwa für die Inventur oder als Diebstahlschutz eingesetzt. Da sie üblicherweise in großen Mengen benötigt werden, müssen die Produktionskosten pro Stück im Centbereich liegen. Ihre Größe variiert von wenigen Millimetern bis oftmals nur einigen hundert Mikrometern.

Mit einem manuellen oder automatischen FINEPLACER® System lassen sich alle Schritte der RFID-Montage umsetzen, je nach Bedarf stehen verschiedene Maschinenkonfigurationen zur Verfügung.

  • RFID Chip auf Fingerkuppe

Was sind die Herausforderungen?

  • Notwendigkeit eines flexiblen und leicht bedienbaren Systems für die Prozessentwicklung
  • Schnelle Anpassbarkeit an verschiedene Bondtechnologien
  • Die Menge unterschiedlicher Chipformen begründen eine Vielzahl an Parametern
  • Geeignete Bonding-Ausrüstung mit besonders präzisem Wärmemanagement erforderlich
  • Da die RFID Technologie weiter ausreift, steigen auch die Anforderungen an Sichtbarkeit und Handling der winzigen Komponenten

Die Finetech Lösung

Substratmaterialien und Eigenschaften der Chips

  • PET Substrat

Typischerweise besteht das Substrat aus Polyethylenterephthalat (PET), ist dünn (bis 0.1 mm), weich, flexibel und wärmeempfindlich (maximal 80°C). Diese Eigenschaften verlangen perfekt gesteuerte Prozessparameter während des Bondprozesses. Weiterhin muss eine geeignete Vakuumhalterung vorhanden sein, um eine völlig ebene Arbeitsfläche zu gewährleisten.

Aufgrund der Weichheit des Substrats ist ein Einsatz von Underfill oder Verkapselungen obligatorisch.
Die Komponenten sind passive RF-Schaltungen mit zwei oder drei Bumps. Als typische Bipolar-Schaltungen ist der zusätzliche dritte Bump nur aus Gründen der mechanischen Stabilität erforderlich.

Prozessentwicklung in Vorbereitung der Serienproduktion

Ein FINEPLACER® System kommt im RFID-Bereich vor allem als Prozessentwicklungstool zum Einsatz. Dank seiner Modularität für maximale Anwendungsflexibilität können unterschiedliche Prozesse wie Bonden mit Kleber, Thermosonic Bonden, Dispensen und UV Curing  evaluiert werden, bevor in die Serienproduktion eingestiegen wird. Zu optimierende Prozessparameter wie Temperatur, Zeit, Kraft und Ultraschallenergie werden ausgewertet und angepasst.

F&E Prototyp-Baugruppen sind somit schnell umsetzbar, um geeignete Materialkombinationen zu ermitteln und Samples zu generieren für

  • Klebetests
  • Alterungstests
  • Elektrische Optimierung
  • Ermüdungstests

1. Bondmethode: Klebetechnologie – ACP

  • Überlagerungsbild von Chipunterseite und Substratstruktur mit dem ACP-Tröpfchen
  • Blick über Prozesskamera auf Chip und Antenne
  • RFID Chip, nachdem er platziert und mit ACP gebondet wurde

Anisotropic Conductive Paste (ACP) wird auf die Antenne dispensed und der Chip vom Wafer aufgenommen, ausgerichtet und platziert. Für sicheres Handling wird der Chip mit Hilfe von Vakuum gehalten. Mittels der Prozesskamera kann die Platzierung und der anschließende Curing-Vorgang am Bildschirm verfolgt werden.

2. Bondmethode: Ultraschall

  • Überlagerungsbild von Chipunterseite und Substratstruktur
  • RFID Chip nach der Platzierung

Während des Ausrichtens und der Platzierung wird der Chip mit Vakuum am Die Collet gehalten.  Beim Bonden vollzieht das Die Collet transversale Oszillationen und überträgt somit durch Reibungenergie auf die Schnittstelle zwischen Chip und Substrat. Typische Frequenzen liegen um die 60 kHz.

Übliche Bondparameter für einen RFID Chip sind:

  • Leistung = 1 W
  • T = Zimmertemperatur bis 80°C
  • Zeitspanne (der Ultraschallvibration) = 500 ms

Integriertes Prozessmanagement (IPM)

  • Integriertes Prozessmanagement (IPM)
  • Prinzip der Prozessgas-Einbindung
  • Software für Bonding

Das Integrierte Prozessmanagement (IPM) ist das Herzstück eines FINEPLACER® Bondsystems - dort, wo alles ineinandergreift. IPM ist dabei mehr als bloßes Wärmemanagement. Es überwacht und synchronisiert alle Prozessmodule und daran gekoppelte Parameter:

  • Gesteuerte und präzise ausbalancierte Interaktion von Ober- und Unter(vor)heizsystemen und Kühlung
  • Steuerung von Temperatur, Zeit, Kraft, Leistung, Energie, Fluss
  • Prozessintegrierte Licht- und Kamerasteuerung
  • Kontrollierte Einbindung von Prozessgasen

IPM ist hochkomplex, gleichzeitig ganz einfach zu bedienen. Über die grafische Benutzeroberfläche der Betriebssoftware hat der Anwender die perfekte Kontrolle über alle benötigten Einstellungen. Per Drag 'n Drop können ganz einfach Temperaturrampen gezogen oder Prozessmodule (de-)aktiviert werden. Alle Einstellungen werden im selben Profil hinterlegt, was eine besonders intuitive Arbeit gewährleistet.
 
Die Betriebssoftware bietet eine intelligente, mitwachsende Prozessverwaltung. Darüber hinaus ermöglicht sie umfangreiche Data-Logging-Funktionen zur statistischen Prozesskontrolle.

In Verbindung mit der Fähigkeit zum systemübergreifenden Prozesstransfer ist das Prozessentwicklung, wie sie einfacher nicht sein kann.

FINEPLACER® Bondsysteme

  • FINEPLACER® femto
    Automatischer Sub Micron Bonder für Produktentwicklung und Produktion
  • FINEPLACER® sigma
    Halbautomatischer Sub-Micron Bonder
  • FINEPLACER® lambda
    Flexibler Sub-Micron Die Bonder
  • FINEPLACER® pico ma
    Vielseitiges Die Bonding System

Dank der modularen Systemarchitektur können FINEPLACER® Bondsysteme für nahezu alle Applikationsanforderungen konfiguriert werden.

Im Kern ergeben sich Abgrenzungsmerkmale zwischen den Maschinen z.B. aus:

  • Grad der Automatisierung
  • Optische Auflösung
  • Platziergenauigkeit

Informieren Sie sich hier über unsere Produktpalette oder wenden Sie sich direkt an Ihren Finetech Ansprechpartner, um gemeinsam das für Sie optimale Equipment zu finden.

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