RFID電子標簽天線的種類與發(fā)展趨勢
RFID標簽除了芯片以外,外圍器件僅有天線,然而天線部分的重要性往往會被人們所忽略,當(dāng)人們在設(shè)計完芯片以后才會發(fā)現(xiàn)天線成為了應(yīng)用中最大的障礙。因為從一開始便沒有考慮到芯片與天線的匹配問題,而這一點又決定了標簽是否可以正常工作以及工作的距離有多遠,因此天線的設(shè)計應(yīng)當(dāng)與芯片的技術(shù)同步,并需要相互配合才能設(shè)計出符合要求的RFID標簽。
RFID電子標簽天線的設(shè)計
天線的目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片,這需要仔細的設(shè)計天線和自由空間以及其相連的標簽芯片的匹配,當(dāng)工作頻率增加到微波區(qū)域的時候,天線與標簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴峻。一直以來,標簽天線的開發(fā)基于的是50或者75歐姆輸入阻抗,而在RFID應(yīng)用中,芯片的輸入阻抗可能是任意值,并且很難在工作狀態(tài)下準確測試,缺少準確的參數(shù),天線的設(shè)計難以達到最佳。
電子標簽天線的設(shè)計還面臨許多其他難題,如相應(yīng)的小尺寸要求,低成本要求,所標識物體的形狀及物理特性要求,電子標簽到貼標簽物體的距離要求,貼標簽物體的介電常數(shù)要求,金屬表面的反射要求,局部結(jié)構(gòu)對輻射模式的影響要求等,這些都將影響電子標簽天線的特性,都是電子標簽設(shè)計面臨的問題。
RFID天線的制作方式
目前RFID天線的制作方式有金屬繞線 (一般適用于高頻)、銅箔或鋁箔蝕刻、電鍍或化學(xué)鍍(德國BASF通過使用活潑金屬作為催化劑來電鍍銅)、印刷等。
蝕刻法
蝕刻天線常用銅天線和鋁天線,其生產(chǎn)工藝與撓性印制電路板的蝕刻工藝接近。蝕刻技術(shù)生產(chǎn)的天線可以運用于大量制造13.56M、UHF頻寬的電子標簽中,它具有線路精細、電阻率低、耐候性好、信號穩(wěn)定等優(yōu)點。
線圈繞制法
利用線圈繞制法制作RFID標簽時,要在一個繞制工具上繞制標簽線圈并進行固定,此時要求天線線圈的匝數(shù)較多。這種方法用于頻率范圍在 125-134KHz的RFID標簽,其缺點是成本高、生產(chǎn)速度慢、生產(chǎn)效率較低。
印刷法
印刷天線是直接用導(dǎo)電油墨(碳漿、銅漿、銀漿等)在絕緣基板(或薄膜)上印刷導(dǎo)電線路,形成天線的電路。主要的印刷方法已從只用絲網(wǎng) 印刷擴展到膠印、柔性版印刷、凹印等制作方法。其特點是生產(chǎn)速度快,但由于導(dǎo)電油墨形成的電路的電阻較大,它的應(yīng)用范圍受到一定的局限。
導(dǎo)電油墨與RFID印刷天線技術(shù)
利用導(dǎo)電墨水制作RFID印刷天線時對工藝具有較高的要求。對于導(dǎo)電墨水本身而言,應(yīng)具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導(dǎo)電性能穩(wěn)定等特性,以滿足RFID天線的功能要求。
新型石墨烯NFC天線技術(shù)
石墨烯,作為一種結(jié)合多種優(yōu)良特性的材料,市場前景良好,成為世界各國創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的重點。然而,在柔性NFC天線制造方面,其應(yīng)用價值也不可小覷。在2016年12月份,研究人員們設(shè)計制造了一款由石墨烯材料制成的柔性NFC天線。
RFID標簽天線制作工藝的變化方向
隨著RFID技術(shù)的迅速發(fā)展,也推動了RFID標簽天線的發(fā)展,RFID標簽天線越來越走向多元化,就目前來看,電子標簽天線主要朝著綠色環(huán)保、防偽防轉(zhuǎn)移和原材料多樣化的方向發(fā)展,另有低成本的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。
綠色環(huán)保 防偽防轉(zhuǎn)移
采用特殊油墨直接將天線印制在各種材料上,然后再綁定芯片。RFID標簽內(nèi)的芯片可以具有全球唯一的編碼信息,該編碼只能被授權(quán)的廠商進行讀寫識別。標簽內(nèi)的全球唯一編碼信息就能代表產(chǎn)品的唯一性,將標簽內(nèi)的全球唯一的編碼信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至商家服務(wù)器進行驗證,就能確定商品的唯一性。若產(chǎn)品標簽被損壞后,便無法讀取信息,這也意味著信息無法被復(fù)制,完全扼殺了電子標簽轉(zhuǎn)移的可能性。
蝕刻鋁易碎天線,導(dǎo)線平滑,性能優(yōu)越一致,當(dāng)標簽被貼在玻璃、瓶口、桌子等平整的表面上后再揭起來,材料就無規(guī)則碎裂,無法完整揭起,以達到毀壞標簽的效果,使標簽不易被再次復(fù)制使用。且采用一種特殊的膠系,可以有效防止二次加溫轉(zhuǎn)移,做到真正意義上電子標簽防偽。更為環(huán)保、容易撕毀可防止重復(fù)使用、生產(chǎn)成本更為低廉。
RFID天線技術(shù)已涉及天線設(shè)計技術(shù)、材料技術(shù)、電磁兼容技術(shù)以及封裝技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域,使RFID標簽低成本、小型化、多功能、智能化及環(huán)保性得到了有力的支持。新型天線結(jié)構(gòu)和新材料的應(yīng)用使標簽天線技術(shù)得到了較大的提升,同時也促進了RFID技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。