RFID電子標籤天線的種類與發展趨勢

2020-12-05 RFID世界網

RFID標籤除了晶片以外，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，當人們在設計完晶片以後才會發現天線成為了應用中最大的障礙。因為從一開始便沒有考慮到晶片與天線的匹配問題，而這一點又決定了標籤是否可以正常工作以及工作的距離有多遠，因此天線的設計應當與晶片的技術同步，並需要相互配合才能設計出符合要求的RFID標籤。

RFID電子標籤天線的設計

天線的目標是傳輸最大的能量進出標籤晶片，這需要仔細的設計天線和自由空間以及其相連的標籤晶片的匹配，當工作頻率增加到微波區域的時候，天線與標籤晶片之間的匹配問題變得更加嚴峻。一直以來，標籤天線的開發基於的是50或者75歐姆輸入阻抗，而在RFID應用中，晶片的輸入阻抗可能是任意值，並且很難在工作狀態下準確測試，缺少準確的參數，天線的設計難以達到最佳。

電子標籤天線的設計還面臨許多其他難題，如相應的小尺寸要求，低成本要求，所標識物體的形狀及物理特性要求，電子標籤到貼標籤物體的距離要求，貼標籤物體的介電常數要求，金屬表面的反射要求，局部結構對輻射模式的影響要求等，這些都將影響電子標籤天線的特性，都是電子標籤設計面臨的問題。

RFID天線的製作方式

目前RFID天線的製作方式有金屬繞線 （一般適用於高頻）、銅箔或鋁箔蝕刻、電鍍或化學鍍（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,其生產工藝與撓性印製電路板的蝕刻工藝接近。蝕刻技術生產的天線可以運用於大量製造13.56M、UHF頻寬的電子標籤中，它具有線路精細、電阻率低、耐候性好、信號穩定等優點。

線圈繞製法

利用線圈繞製法製作RFID標籤時，要在一個繞制工具上繞制標籤線圈並進行固定，此時要求天線線圈的匝數較多。這種方法用於頻率範圍在 125-134KHz的RFID標籤，其缺點是成本高、生產速度慢、生產效率較低。

印刷法

印刷天線是直接用導電油墨（碳漿、銅漿、銀漿等）在絕緣基板（或薄膜）上印刷導電線路，形成天線的電路。主要的印刷方法已從只用絲網 印刷擴展到膠印、柔性版印刷、凹印等製作方法。其特點是生產速度快，但由於導電油墨形成的電路的電阻較大，它的應用範圍受到一定的局限。

導電油墨與RFID印刷天線技術

利用導電墨水製作RFID印刷天線時對工藝具有較高的要求。對於導電墨水本身而言，應具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩定等特性，以滿足RFID天線的功能要求。

新型石墨烯NFC天線技術

石墨烯，作為一種結合多種優良特性的材料，市場前景良好，成為世界各國創新發展戰略的重點。然而，在柔性NFC天線製造方面，其應用價值也不可小覷。在2016年12月份，研究人員們設計製造了一款由石墨烯材料製成的柔性NFC天線。

RFID標籤天線製作工藝的變化方向

隨著RFID技術的迅速發展，也推動了RFID標籤天線的發展，RFID標籤天線越來越走向多元化，就目前來看，電子標籤天線主要朝著綠色環保、防偽防轉移和原材料多樣化的方向發展，另有低成本的優勢愈發明顯。

綠色環保 防偽防轉移

採用特殊油墨直接將天線印製在各種材料上，然後再綁定晶片。RFID標籤內的晶片可以具有全球唯一的編碼信息，該編碼只能被授權的廠商進行讀寫識別。標籤內的全球唯一編碼信息就能代表產品的唯一性，將標籤內的全球唯一的編碼信息通過網絡發送至商家伺服器進行驗證，就能確定商品的唯一性。若產品標籤被損壞後，便無法讀取信息，這也意味著信息無法被複製，完全扼殺了電子標籤轉移的可能性。

蝕刻鋁易碎天線，導線平滑，性能優越一致，當標籤被貼在玻璃、瓶口、桌子等平整的表面上後再揭起來，材料就無規則碎裂，無法完整揭起，以達到毀壞標籤的效果，使標籤不易被再次複製使用。且採用一種特殊的膠系，可以有效防止二次加溫轉移，做到真正意義上電子標籤防偽。更為環保、容易撕毀可防止重複使用、生產成本更為低廉。

RFID天線技術已涉及天線設計技術、材料技術、電磁兼容技術以及封裝技術等專業領域，使RFID標籤低成本、小型化、多功能、智能化及環保性得到了有力的支持。新型天線結構和新材料的應用使標籤天線技術得到了較大的提升，同時也促進了RFID技術的應用與發展。

 

 

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