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RFID標(biāo)簽天線制造技術(shù)

作者:拾風(fēng) 收編
來源:中國標(biāo)簽
日期:2007-10-29 17:46:58
摘要:目前,有三種天線制造技術(shù):蝕刻/沖壓天線(etched/punchedantenna)、印刷天線(printedantenna)和繞線式天線。
關(guān)鍵詞:RFID標(biāo)簽天線
    目前,有三種天線制造技術(shù):蝕刻/沖壓天線(etched/punchedantenna)、印刷天線(printedantenna)和繞線式天線。其中,繞線和印刷技術(shù)在中國大陸得到了較為廣泛的應(yīng)用,臺灣大部分的RFID標(biāo)簽制造商也是采用此技術(shù);而蝕刻技術(shù)主要應(yīng)用于歐洲地區(qū),而在臺灣,目前僅少數(shù)軟性電路板廠有能力運用此技術(shù)制造RFID標(biāo)簽。繞線技術(shù)僅可用于制造125K與13.56M頻寬的RFID標(biāo)簽,無法用于制造UHF頻寬的RFID標(biāo)簽。印刷技術(shù)與蝕刻技術(shù)均可以運用于大量制造13.56M、UHF頻寬,但是印刷的品質(zhì)較蝕刻的差且耐用年限較短。一般印刷的RFID標(biāo)簽?zāi)陀媚晗逓槎寥辍5g刻的RFID標(biāo)簽?zāi)陀媚晗逓槭暌陨稀?nbsp;

    按照美國護(hù)照案(e-passport)要求,其tag之耐用年限基本要求為十年以上,必須采用蝕刻技術(shù)制造。以下簡單介紹繞線、印刷二種技術(shù)的特點和差異。  

    1、印刷天線結(jié)構(gòu)與特征  

    RFID標(biāo)簽(又稱非接觸式IC卡)與接觸式IC卡等其他卡產(chǎn)品的顯著不同之處是包括了一個含有天線和晶片的INLAY層。不同INLAY制造方式形成各有特點的制造技術(shù)。不同的制造技術(shù)也影響RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)設(shè)計。一張INLAY的兩面都加上印刷層和保護(hù)膜即組成了一張RFID標(biāo)簽。  

    與繞線天線相比,印刷天線有以下優(yōu)點:  

    (1)印刷式天線制造可較精確調(diào)整電性能參數(shù),將卡片使用性能最佳化。RFID標(biāo)簽電性能參數(shù)的設(shè)計是十分重要的,它直接影響了RFID標(biāo)簽的讀卡距離對讀卡機(jī)的適應(yīng)性和工作穩(wěn)定性。RFID標(biāo)簽的主要技術(shù)電性能主要參數(shù)有:諧振頻率、Q值和阻抗。為了達(dá)到最優(yōu)性能所有的RFID標(biāo)簽制造技術(shù)都可以采用改變天線匝數(shù)、天線尺寸大小和線徑粗細(xì)方法來獲得。但印刷天線技術(shù)除此以外,還可以通過局部改變線的寬度,改變晶片層的厚度等精確調(diào)整到所需的目標(biāo)值。RFID標(biāo)簽的諧振頻率、Q值和阻抗可以采用阻抗儀或是網(wǎng)絡(luò)分析儀測出。  

    (2)印刷式天線制造可任意改變線圈形狀,以適應(yīng)用戶表面加工要求。由于RFID卡片的多用途使用,以及各種個性化的要求越來越多,將對RFID標(biāo)簽表面及卡體夾有種種限制,如打凸字,敏感圖形等。印刷天線INLAY可按要求方便地改變成任何形狀,甚至為非規(guī)則曲線以滿足客戶要求,而不降低任何使用性能。  

    (3)印刷式天線制造可使用各種不同卡基體材料,此種結(jié)構(gòu)可按用戶要求使用不同卡體材料,除PVC外,還可使用PET-G、PET、ABS、PC和紙基材料等。如果采用繞線技術(shù),就很難用PC等材料生產(chǎn)出適應(yīng)惡劣環(huán)境條件的RFID標(biāo)簽。  

    (4)印刷式天線制造適合于各種不同廠家提供的晶片模塊。隨著RFID標(biāo)簽的廣泛使用,越來越多的IC晶片廠家都加入到生產(chǎn)RFID晶片模塊的隊伍。由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),電性能參數(shù)也不同,而印刷天線INLAY結(jié)構(gòu)的靈活性,可分別與各種不同晶片以及采用不同封裝形式的模塊相匹配,以達(dá)到最佳使用性能。  

    2、天線印刷技術(shù)  

    天線印刷是一道重要加工工序。 

天線印刷技術(shù)與一般網(wǎng)版印刷技術(shù)相同。首先按設(shè)計好的天線形狀進(jìn)行制版。印刷網(wǎng)目可按實際需要在100-257目/吋之間選用。印刷油墨的選用十分關(guān)鍵。由于油墨是導(dǎo)電體。油墨主要成分是金屬如銀和鋁等。要選用那些低電阻率、荷值比高的油墨。印刷后線圈的電阻一般在2-25Ω之間。  
    根據(jù)實際技術(shù)需要,采用單面或雙面印刷天線,可以獲得所需要的感抗。要想獲得高質(zhì)量的天線,還需要在許多細(xì)微之外進(jìn)行改進(jìn),如油墨選用、油墨調(diào)和、壓力大小、網(wǎng)目選用等,印刷板制作和油墨干燥等方面。這些都需要長期的工作實際經(jīng)驗累積。與繞線和蝕刻天線相比,印刷天線的技術(shù)的最顯著特點是投資少、效率高。  

    3、晶片模塊與天線之間的連接技術(shù)  

    連接是指晶片模塊與天線之間的連接,它是所有不同天線制造技術(shù)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。印刷天線與模塊之間一般采用導(dǎo)電膠粘合或是直接壓合的方法。印刷天線的搭接面積一般都大于模塊連接端的面積,保證了連接的可靠性,再加上層壓時高溫高壓,使得模塊引線端與天線塔接塊熔為一體。此種連接方式的優(yōu)點是技術(shù)可操作性高和性能可靠性高。  

    繞線式天線通常采用焊接的方式連接模塊。此種技術(shù)在保證焊接牢靠、天線硬實和模塊位置十分準(zhǔn)確以及焊接電流控制較好的情況下,能保證較好的連接。但因受控的因素較多,容易出現(xiàn)虛焊、假焊和偏焊等缺陷。此種連接方法的另一個優(yōu)點是可使用體積細(xì)小的模塊,如Mifare1、FCP2模塊等方便地進(jìn)行連接,而不降低產(chǎn)能和增加成本。采用此類小型封裝模塊,可以制作厚度≦0.5mm的RFID標(biāo)簽,而且表面無痕跡。RFID標(biāo)簽制造業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)有將晶片(Die)與印刷天線貼合的技術(shù),并廣泛用于智能標(biāo)簽的生產(chǎn)。