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优尔鸿信检测:鸽环灵敏度失效分析案例

一. 鸽环测试背景

据客户反映,某鸽环产品在-20℃下灵敏度降低,影响读取。现送1PCS不良品和5PCS其他批次的正常样品进行失效分析,以期找出失效原因。

二. 鸽环测试方案

1、外观检查:确认产品外观有无不良

2、规格参数确认:根据读卡器显示信息及规格书确认样品内部芯片型号

3、切片分析:观察芯片内部构造

4、形貌分析:确认芯片内部导电粒子分布情况和分布状态

5、结论

三. 鸽环测试结果

3.1外观检查: 

3.2规格参数确认:


对样品进行读卡器读取,得到样品型号IMPINJMONZAR6-P,

以及相应的芯片规格书(如图2,3所示),得知芯片工作温度规格范

围为-40C~85C:失效样品的工作环境温度未超出规格范围

3.3灵敏度测试:

黑色不良品鸽环:

红色鸽环:

由于黑色鸽环从鸽脚取下来时被剪断,RFID卷标天线受到破坏,无法测试灵敏度。将5pcs红色鸽环放入冰箱冷冻室冷冻,然后进行灵敏度测试。测试结果未发现异常。 

3.4切片分析

对黑色不良品鸽环进行切片分析:

对红色正常鸽环进行切片分析:

1#红色鸽环

2#红色鸽环

从金相图片中可以看出,黑色不良品和红色良品由于批次不一样,内部构造存在差异。不良品单纯通过ACF胶导电粒子连通的方式,而良品则通过芯片两侧凸点压迫导电粒子,增大连接面积的方式进行连通。由于内部构造不同,良品的有效接触区域大于不良品;此外,良品导电粒子的受力明显高于不良品。

3.5形貌分析

黑色不良品鸽环:

红色方框区域内圆形颗粒物为导电粒子。


导电粒子实际的有效接触区域如上图所示,在一个切片观察范围内的接触 (导通)长度约为8μm, 接触(导通)比例约为2.3%。


1#红色鸽环

导电粒子有效接触区域

在一个切片观察范围内(放大5000倍),1#红色鸽环导电粒子实际有效接触区域如上图所示,接触(导通)长度约为92μm。

2#红色鸽环

导电粒子有效接触区域

在一个切片观察范围内(放大5000倍),2#红色鸽环导电粒子实际的有效接触区域如上图所示,接触(导通)长度约为40μm。

四. 鸽环分析总结

黑色不良品鸽环和红色良品鸽环在结构上存在显著差异,不良品单纯通过ACF胶导电粒子连通的方式,而良品则通过芯片两侧凸点压迫导电粒子,增大连接面积的方式进行连通。从SEM的测量结果也可以直接看出,良品的有效导通区域明显高于不良品,因此良品的实际使用效果更好。

建议:在后续的选择上,更倾向于良品这种导电粒子所受压力较大的结构。


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