- 中山市智能I C 工程技术研究中心
- 达华智能科技有限公司发展部

　　UHF(超高频)电子标签与HF(高频)标签相比，具有标签体积小、读卡距离远(1～15米，标签天线结构、读头RF功率以及读头天线增益有关)、读写时间快等优点。因此，越来越多的RFID应工稗首选UHF电子标签。但是，UHF电子标签的工作频率属于分米波段，其频率的反射、折射和穿透力也比较强， 对实际使用时的方向性、物品介质等有较严格的要求。例如设计紧贴玻璃上工作的标签，当应用在木板上时的读取距离将变近。所以， 订购UIIF标签时， 必须根据客户实际使用的UHF芯片型号、应用场合、环境等作个性化量身订做，将会得到比较好的使用效果。
　　UHF电子标签生产流程：一张智能标签通常包含以下几种原料，一 般采用多层复合。以下以中山市达华智能科技公司生产的UHF电子标签为例，简要说明UHF电了标签的生产流程：

1．IC制造：将半导体硅材料加工和切割成约760um厚度的晶网片，再根据设计的电路功能，按其生产的先后次序，在一定的真空度条件下，对晶圃片进行多单元电路(0.15微米)光刻蒸发、溅射扩散、注入蚀刻、PVD、CVD、CMP掩膜等多种工序处理。并通过增层、掺杂和热处理等物理手段，利用多种化学物质(酸、碱、特殊气体和离子水等)多次处理，最终在半导体基材上形成需要的多层电路和图形，如图l所示。后期工艺还要对晶圆进行背研(对IC衬底减溥以适应IC卡的封装， 通常厚度在150～l180微米)和划片，以便得到独立的单元电路， 图2所示即为在显微镜下放大后拍摄到的晶片电路。

2．天线制造： 达华公司生产的UHF电子标签，目前主要采用导电铝膜设计、蚀刻以及优化出符合要求的柔性天线，优化的目的，是对标签天线在限定的面积范围内，尽可能达到最高增益，保证天线与读写机具保持良好的电气性能和较高的传输灵敏度；
3．天线基材 铝膜与PET或者纸基进行复合， 形成天线体：
4．芯片连接：有两种方式。一是采用芯片倒装技术，使用特殊的强力定向导电胶， 用以将芯片上的Bump(突块， 典型φ6O～100um)可靠倒装在铝膜天线上；二是采用焊接技术， 使用超声波IC焊接机和铝线、金线进行天线与芯片的焊接， 以构成RFID Inlay(芯料) 。目前， 供UHF电子标签使用的集成电路芯片主要有飞利浦公司的UCODE HSL、UCODE EPC 1.19、 UCODE EPCG2； 德州仪器的EPC G2；意法半导体公司的XRA00； 瑞士uEM公司以及美国Atme1公司的多种产品， 见表1所列。

5．表面材料： 具有印刷区域的标签表面材质，用以覆盖和保护RFID Inlay并提供可读信息；
6．标签衬底： 具有离型性能的发行衬底，用作电子标签的定型和保护底层；
7．层间胶合：将Inlay粘贴到标签表层和定型底层的胶粘剂，见图3所示。

　　上述第1项，由半导体生产商将硅晶圆根据设计功能，加工成应用电路和切割出单粒晶片。第2～4项为制作RFID In1ay的主要元素， 由它们组成电子标签的芯料，后3项为标签的辅助材料。

　　UHF天线设计：使用电子标签标识的物件或者货品，都具有各种尺寸、形状、材质和密度，这些物晶的不同标识部位或者不同的材质和密度(如纸箱、木箱、塑料体、玻璃体、金属体等)导致射频特性相应变化，并对粘贴在产品或纸箱上的UHF智能标签性能产生很大影响。通常提供给用户的UHF标签，生产商必须根据用户的具体使用项目来具体设计UHF的标签天线。设计、生产和测试一个UHF标签，包括天线谐振频率、阻抗匹配、加感匹配与调节等性能优化在内，需要多次调配和测试手段，如图4。为解决UHF智能标签供应链中的各种应用问题，设计工程师对首次签订UHF电子标签的客户， 一般会根据客户的应用环境，或如表2所签订的UHF标签意向书为天线设计的依据，反复调试和交由客户确认。涉及到uHF芯片生产和优化完善标签天线设计的步骤是非常繁杂的工程。半导体生产商和标签封装厂商可以从最终用户的各种需求中进行技术分析和发展预测，如果预测越准确，他们按市场需求制定计划的能力也越完善。

　　UHF标签包装：UHF标签生产过程，是直接由UHF集成电路晶片的倒装或绑定一Inlay一成品标签。中间也有一个重要工序，就是有可能以卷盘形式递交In1ay至所需客户。在自动化标签生产线过程中，可以设置成能够处理卷盘工艺形式。该盘卷工艺需要仔细的将Inlay盘卷起来， 每一卷Inlay的数量也必须在流水线终端进行质量检测时同时记录。防止盘卷包装过程对芯料的损坏，是Inlay生产流程中较难的工艺环节。

　　为了做成最终RFID标签，封装厂商通常采用多种灵活封装形式，如包含芯片和蚀刻铝膜天线或印刷有图文的RFID Inlay。在电气件能测试完成后，Inlay被粘贴到对压力敏感的表面材料背面所含的粘
合剂上。用同样方法将Inlay与衬底粘合，并以卷带方式进行复柃和打包， 如图5所示。或被切割成单张的标签尺寸，在以盒装方式递交至最终客户。