RFID技术应用于集装箱领域的解决方案分析

5 适用于集装箱的RFID标签的封装形式研究

5．1 电子标签封装工艺介绍

(1)因RFID标签芯片微小超薄，采用的方法是倒装芯片(Flip Chip)技术，自动化的流水线均选用从卷到卷的生产方式，工艺过程包括基板进料、上胶、芯片翻转贴装、热压固化、测试、基板收料等流程。他具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特点。但是工艺设备昂贵，一般需要借助国外厂商的设备才能进行。

(2)另一种封装方式是先将芯片与天线基板的键合封装分为两个模块完成。其中一具体做法(中国专利)是：大尺寸的天线基板和连接芯片的小块基板分别制造，在小块基板上完成芯片贴装和互连后，再与大尺寸天线基板通过大焊盘的粘连完成电路导通。该方法由独立的可精密定位的芯片转移设备将芯片置于载带构成芯片模块，再将芯片模块转移至天线基板上，其优点是两次转移可独立并行执行。

目前，倒装技术是比较成熟标签封装的技术。这种封装技术具有封装程序简单、工艺成熟、造价低廉，封装出的标签体积小、超薄、易于粘贴的优点。市面上常见的标签也多足采用这种工艺。但是这种设备昂贵，目前在国内能进行倒装的厂家微乎其微。多是采用第二种，将芯片与天线进行精密焊接已到达连接的目的。相对于第一种，这种技术对设备的要求底了很多，但是封装过程耗时长。

5．2 适用于集装箱用电子标签的封装工艺探讨

实际应用中多数标签的封装尺寸和形式受所贴标签物体的限制，一般情况下标签要做的小而薄，可以二次封装成卡片。而集装箱的箱体表面积非常大，放宽了对标签表面积和体积的要求。这对标签天线的设计是非常有利的。因为很多情况下受被标识物体体积的限制，要求标签的体积要很小，其感应天线必然也较小，在相同的场强中，小天线感应到的电能比大天线要弱的多。集装箱用电子标签动态读取要求的读取距离比较远(大约10 m)，因此对天线尺寸的要求更高，因为尺寸较小的天线在距离读写器很近时呈现出较高的场强，而较大的天线在较远的距离处的场强还比较高。因此集装箱用电子标签可做得大一些，最后封装成盒状，固定在集装箱表面。无需制成柔性、纸制、可黏贴性的。

根据电子标签标识集装箱的实际需要，倒装工艺制成的纸制标签不能满足集装箱工作环境的抗振动、抗腐蚀等方面的要求，而且也无需将标签封装的体积很薄，鉴于国内的封装技术水平，可在芯片与天线焊接之前先对芯片进行TSSOP封装，并引出所需引脚。以此为基础，运用中国专利技术实现芯片和天线的互连，这个过程中芯片封装和天线基板的键合封装分为两个模块完成。再进行介质填充、外壳密封，最终做成集装箱电子标签成品，并进行高温老化、测试、包装。在这个过程中，考虑了使用环境对金属面反射、防水、防潮、防雾、防雷击等指标要求。

对芯片进行TSSOP封装后，将其引脚与天线键合，解决了倒封装设备价格昂贵，依赖于国外技术的问题。并且与前面两种封装形式的标签相比，TSSOP封装材料具有抗压、抗高温等特点，能满足集装箱工作环境的较高要求，提高了标签的可靠性和稳定性。整个标签的封装与柔性封装相比，因其有了介质填充，解决了集装箱金属面对标签影响的问题。而密封的外壳可以满足温差大、湿度大、酸碱和盐雾腐蚀性强、振动冲击大等各方面的要求。

6 结 语

目前我国的射频识别技术还处于一个起步阶段，将RFID技术运用到集装箱行业具有非常乐观的前景，然而电子标签在集装箱行业上的应用具有很大的特殊性。本文通过研究，阐述了在金属表面干扰情况下，天线设计和阻抗匹配应该考虑的诸多问题，指出了他的设计方向，说明了电子标签的封装可以突破传统电子标签的封装形式，选择一种适合集装箱应用环境的封装，通过填充介质材料来解决金属面干扰的问题。随着电子标签技术的成熟，他的应用领域将会不断扩大，不久以后行驶着的集装箱车辆可以告诉交通管理系统自己的具体位置，一列满载的货物列车通过时，路旁的感应器会显示出车内装载货物的种类、数量等等。