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RFID电子标签天线分类及其特点

发布日期:2017-02-07

     RFID(Radio Frequency Identification )又称无线射频身份识别技术,指是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。该技术已广泛应用于产品溯原、智能物流、智慧仓储、票证防伪、人员管理、移动支付、票证防伪等。
RFID系统主要包含三大部分:电子标签、感应天线及读写应答设备(如上图);同时,电子标签是由电子标签天线与射频芯片共同组成。今天我们重点来介绍一下电子标签天线的有哪些种类,它们分别有什么特点;


目前,RFID标签天线由于导线材质、材料结构与制造工艺不同,大致可以分成以下几大类,蚀刻天线、印刷天线、绕线天线、加成天线、陶瓷天线等


蚀刻天线(含铜蚀刻天线与铝蚀刻天线)
蚀刻天线是当前RFID天线的主流制造工艺,市场占有率最高、工艺最成熟。具体又分为:传统蚀刻法与精密蚀刻法。其中,传统蚀刻法主要采用柔版印刷抗蚀刻油墨图型后蚀刻,而精密蚀刻法主要采用先曝光显影后蚀刻。两者最大的区别是,精密蚀刻法的天线,线路平滑、线距线宽的公差小,铝蚀刻最小线距线宽可以达到0.1mm/0.1mm,铜蚀刻天线最小线距线宽可以达0.05mm/0.05mm,但相对而言,成本会偏高些。从材质上来分,又可以分为:PET天线、PI(聚酰亚胺)天线、PCB天线等,其中PI天线主要用于耐高温、耐化学等特殊的环境,而PCB天线主要还是抗金属电子标签。


印刷天线(含3D打印天线)
印刷天线,直接将天线电路用特殊的导电油墨或银浆,印刷或打印在基材上面,较为成熟是凹印或丝印,最大的特点是不需要蚀刻,无明显污染;同时工艺流程短,交期快,制造成本比较低,得到国家相关产业的支持,也代表未来天线发展方向之一。不过,由于导电油墨或银浆的电阻大,而且导电材料的性能差异较大,且随着时间的推移,会出现性能衰减下降,尤其在超高频天线上面一致性与耐用性仍然存在一些问题,这也许是目前印刷天线还未能成为主流天线的主要原因。


绕线式天线(铜绕天线)
铜绕天线,利用线圈绕式法,在绕式工具上绕线圈并进行固定,按照不同的频率要求,绕制一定的匝数。该天线的制造主要用于低频125-134KMHZ与高频13.56MHZ电子标签上面,很少用在超高频上面(除与超高频微模块的藕合天线外)。其最大的优点在天线面积或体积较小的情况下,仍然表现不错的性能。但其缺点:生产效率低、成本高,产品厚度高,不耐弯折。

 
半加成天线或加成天线
加成法工艺:主要先用一种特殊的催化油墨,将天线图形印刷在基材上面,如PET、PI、玻璃、陶瓷等介质上面,然后通过电镀的方法将铜沉在基材介质,形成天线电路。这种工艺与传统印刷银浆工艺相比,有了一层更加稳定的导电铜层,在性能一致性上面有较大的提升;与蚀刻工艺相比,比较环保,成本更低些。不过,其天线的精度仍然限制于印刷的精度,而且天线性能稳定性如何仍未得到大批量生产验证。

 
陶瓷天线
目前陶瓷天线工艺:选用陶瓷基板(氧化铝)为基材和银浆为导线体,将天线图形印刷在基板上面,然后高温烧结后,形成天线电路。这种天线工艺最大优点:性能稳定,对环境的适应性强;不足之处是成本太高、不易安装,目前主要应用于一些特殊的超高频抗金属小标签和汽车挡风玻璃防拆电子标签。

  易碎蚀刻防转移天线
易碎蚀刻防转移天线在天线生产工艺上面与普通铝蚀刻天线是一样,两者的区别主要是材料结构上面的不同,易碎蚀刻防转移天线在铝薄层和PET基材层之间加了一层特殊易碎材料层。该天线特性为实现电子标签的唯一性,即“一撕即毁”,当被做成标签后贴在封口、玻璃、塑料、纸盒包装等平整干净的表面上后再揭起来,标签的天线或面标就无法完整揭起,以达到毁坏标签的效果,使标签无法被重复回收使用。
以上,传统的蚀刻工艺天线因其工艺成熟、成本低、应用面广等特点,在未来几年内仍然是主流产品,但从天线的材料与结构发展趋势来看,未来会朝着高精度、绿色工艺、特殊功能材料等多元化的方向发展。

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