詳解RFID電子標(biāo)簽特點(diǎn)及制作工藝

如今，RFID技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了各行各業(yè)，在不同應(yīng)用場(chǎng)景和環(huán)節(jié)中發(fā)揮強(qiáng)大的數(shù)字采集能力。不過，在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)簽的識(shí)別往往會(huì)遭遇各種不同挑戰(zhàn)，既包括了環(huán)境因素，也包括產(chǎn)品工藝等等。對(duì)于應(yīng)用RFID系統(tǒng)的廠商而言，好用的RFID標(biāo)簽是項(xiàng)目成功的一大關(guān)鍵所在。那么，RFID電子標(biāo)簽有什么特點(diǎn)，有哪些制作工藝呢？

RFID電子標(biāo)簽的特點(diǎn)

1、使用時(shí)間長，數(shù)據(jù)保留時(shí)間長達(dá)10年。

2、識(shí)別速度快，一次性可批量讀取多個(gè)RFID標(biāo)簽。

3、可重復(fù)使用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大。RFID電子標(biāo)簽具有重復(fù)添加、刪除、修改存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能，方便新舊數(shù)據(jù)的替換和更新，RFID電子標(biāo)簽的最大容量是幾兆字節(jié)，可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)信息。

4、RFID標(biāo)簽擁有全球唯一的ID碼，數(shù)據(jù)內(nèi)容加密保護(hù)，安全保密性強(qiáng)，不易被偽造和模仿。

5、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通訊，RFID電子標(biāo)簽出現(xiàn)在RFID讀寫器的有效識(shí)別范圍內(nèi)，可以對(duì)其位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)控。

6、RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取無需可見光源，可通過外包裝盒讀取內(nèi)部RFID電子標(biāo)簽信息。

7、滲透當(dāng)紙、木、塑料等非金屬材料被包裹或分離時(shí)，RFID標(biāo)簽可以通過這些非金屬材料被讀取。

8、抗污染能力和耐久性標(biāo)簽采用防水、防油等材料制成外殼，對(duì)水、油、化學(xué)品等物質(zhì)的抵抗力強(qiáng)，使用壽命長。

9、體積小型化，造型多樣化RFID電子標(biāo)簽不受形狀和尺寸的限制，也朝著小型化、多樣化的方向發(fā)展，可以應(yīng)用于更多不同的產(chǎn)品。

RFID電子標(biāo)簽工作原理示意圖

RFID電子標(biāo)簽常用的制作工藝

RFID電子標(biāo)簽的制作工藝主要有以下三種：銅導(dǎo)線燒制工藝、金屬蝕刻工藝和印刷工藝。其中，印刷工藝主要采用絲網(wǎng)印刷工藝，因?yàn)槭軐?dǎo)電漿料導(dǎo)電性能和導(dǎo)電機(jī)理的限制，只能采用高銀含量的導(dǎo)電銀漿和低網(wǎng)線數(shù)的絲網(wǎng)網(wǎng)版。此外，受油墨黏度、延展性、流動(dòng)性、刮印壓力、網(wǎng)版拉伸、網(wǎng)線干擾等多個(gè)因素的影響，印制的RFID電子標(biāo)簽導(dǎo)線結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)變形、邊界粗糙、短路、斷路、實(shí)際輻射效率與理論輻射效率相差很大等問題。

導(dǎo)電銀漿絲網(wǎng)印刷制造RFID電子標(biāo)簽示意圖

絲網(wǎng)印刷RFID電子標(biāo)簽導(dǎo)線的局部放大圖

目前，行業(yè)普遍使用鋁箔蝕刻法制造超高頻RFID電子標(biāo)簽，而普及應(yīng)用超高頻RFID電子標(biāo)簽的主要瓶頸是標(biāo)簽的價(jià)格、尺寸和環(huán)境適應(yīng)性。鋁箔蝕刻法制作天線的過程包括金屬貼合、光阻印刷、金屬蝕刻等，流程較為繁雜、成本偏高且不環(huán)保。

其中，在印刷天線油墨方面，根據(jù)成分不同，包括銀漿、鋁漿、銅漿與碳漿等，以金屬漿料印刷的天線效果最好。然而，目前鋁、銅金屬漿需高溫脫氧燒結(jié)才能展現(xiàn)導(dǎo)電性，使得天線底材受到一定限制，而傳統(tǒng)碳漿導(dǎo)電性未達(dá)天線應(yīng)用的電阻要求，且銀漿天線的制程繁瑣、價(jià)格昂貴，導(dǎo)電性能會(huì)因彎折而降低，使得目前在市場(chǎng)上利用印刷方式來制作RFID天線的方式仍無法大規(guī)模生產(chǎn)并無法取代目前的鋁蝕刻天線。

而采用RFID電子標(biāo)簽導(dǎo)電漿料制作天線，其制程環(huán)保、簡(jiǎn)單且無污染，價(jià)格便宜且質(zhì)量輕，適合各種無線天線的印制，在市場(chǎng)上無論從性能方面，還是價(jià)格方面來說，都具備十足的競(jìng)爭(zhēng)力。

RFID電子標(biāo)簽的封裝工藝

電子標(biāo)簽的封裝形式較多,不受標(biāo)準(zhǔn)形狀和尺寸的限制，而且其構(gòu)成也是千差萬別，甚至需要根據(jù)各種不同要求進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。目前已得到應(yīng)用的Transponder的尺寸從￠6mm到76×45mm,小的甚至使用微米級(jí)芯片制成、包括天線在內(nèi)也只有0.4×0.4mm的大?。淮鎯?chǔ)容量從64-200bit的只讀ID號(hào)的小容量型到可存儲(chǔ)數(shù)萬比特?cái)?shù)據(jù)的大容量型(例如EEPROM32Kbit)；封裝材質(zhì)從不干膠到開模具注塑成型的塑料。對(duì)于電子標(biāo)簽的各種封裝形式，其材質(zhì)、構(gòu)成等各不相同。

1、卡片類(PVC、紙、其他)

層壓式

有熔壓和封壓兩種。熔壓是由中心層的INLAY片材和上下兩片PVC材加溫加壓制作而成。PVC材料與INLAY熔合后經(jīng)沖切成ISO7816所規(guī)定的尺寸大小。當(dāng)芯片采用Transponder時(shí)芯片凸起在天線平面之上(天線厚0.01～0.03mm)，可以采用另一種層壓方式，即封壓。此時(shí)，基材通常為PET或紙，芯片厚度通常為0.20～0.38mm，制卡封裝時(shí)僅將PVC在天線周邊封合，不是熔合，芯片部位不受擠壓，可以避免出現(xiàn)芯片被壓碎。

膠合式

采用紙或其他材料通過冷膠的方式使Transponder上下材料膠合成一體，再模切成各種尺寸的卡片。

2、標(biāo)簽類

粘貼式

成品可制成為人工或貼標(biāo)機(jī)揭取的卷標(biāo)形式，是應(yīng)用中最多的主流產(chǎn)品，即商標(biāo)背面附著電子標(biāo)簽，直接貼在被標(biāo)識(shí)物上。如航空用行李標(biāo)簽、托盤用標(biāo)簽等。

吊牌式

對(duì)應(yīng)于服裝、物品采用吊牌類產(chǎn)品，特點(diǎn)是尺寸緊湊，可以回收。

3、異形類

金屬表面設(shè)置型（抗金屬電子標(biāo)簽）

大多數(shù)電子標(biāo)簽不同程度地會(huì)受到(甚至附近的)金屬的影響而不能正常工作。這類標(biāo)簽經(jīng)過特殊處理，可以設(shè)置在金屬上并可以讀寫。用于壓力容器、鍋爐、消防器材等各類金屬件的表面。所謂特殊處理指的是需要增大安裝空隙、設(shè)置屏蔽金屬影響的材料等。產(chǎn)品封裝可以采用注塑式或滴塑式。

腕帶型

可以一次性或重復(fù)使用(如：游樂場(chǎng)、海灘浴場(chǎng)；監(jiān)獄的防拆電子腕帶等等)。

動(dòng)、植物使用型

封裝形式可以是注射式玻璃管、懸掛式耳標(biāo)、套扣式腳環(huán)、嵌入式識(shí)別釘?shù)取?/p>

RFID電子標(biāo)簽發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)當(dāng)前行業(yè)需求情況，預(yù)計(jì)未來5年我國超高頻RFID發(fā)展有如下三個(gè)趨勢(shì)：

1、應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛

隨著技術(shù)的發(fā)展與普及，超高頻RFID將不斷滲入智能制造、汽車電子標(biāo)識(shí)、紡織洗滌、醫(yī)療等領(lǐng)域。同時(shí)，受全球能源日益短缺、居民對(duì)環(huán)境的重視等因素影響，油氣管道、電網(wǎng)、汽車、建筑以及其他行業(yè)也將會(huì)成為超高頻RFID應(yīng)用發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。

2、市場(chǎng)規(guī)模不斷增長

RFID技術(shù)是“萬物互聯(lián)”的關(guān)鍵技術(shù)。未來，全球RFID行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長，而超高頻RFID則是增長最快的領(lǐng)域，我國會(huì)是應(yīng)用增速最快的國家。

3、產(chǎn)品向多功能發(fā)展

未來，全球超高頻RFID技術(shù)將與傳感器、GPS、生物識(shí)別結(jié)合，由單一識(shí)別向多功能識(shí)別發(fā)展，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的應(yīng)用。

據(jù)VDC研究機(jī)構(gòu)的《RAIN RFID市場(chǎng)研究報(bào)告》預(yù)計(jì)，全球RFID標(biāo)簽電路的發(fā)貨量到2028年有望達(dá)到885億枚，而中國RFID市場(chǎng)規(guī)模2021至2025年均復(fù)合增長率仍可維持在12%左右，到2026年我國RFID的市場(chǎng)規(guī)模將接近2500億元。

審核編輯 黃宇