在上個世紀末期,RFID技術(shù)在被發(fā)明50年之久才重新得到人們的重視,甚至這項技術(shù)被國際某權(quán)威機構(gòu)預測為“二十一世紀十大新技術(shù)”之一。在我國,RFID得到廣泛關注并得到了“轟動”的確切時間應該是在2004年底,原因是:物流界零售業(yè)的世界巨頭沃爾瑪宣布即將全面采用RFID技術(shù)。盡管在此之前RFID技術(shù)已經(jīng)得到逐步應用。但是,由于種種原因,物流界并沒有因此得到長足的發(fā)展。與其相比,在對RFID技術(shù)高度重視的上海市政府的大力支持和強力推動下,上海市在交通收費、門禁通關、安全管理等方面卻獲得了令世人矚目的成就。在這種RFID應用的潮涌中,RFID電子芯片及封裝已經(jīng)在我國開始形成新的產(chǎn)業(yè)。
關于RFID技術(shù),已有許多專家在研討和評述其原理、性能和相關軟硬件技術(shù)。關于RFID的標準,國家的有關機構(gòu)已經(jīng)在標準的制定上做了大量工作,除了已經(jīng)頒布的“壓力容器”和“動物標識”等上海地方標準外,國家還準備頒布“防偽”等國家標準。這里,我不再重復RFID技術(shù)本身,也不涉及標準制定,我僅就RFID的電子標簽的封裝形式和電子標簽的構(gòu)成做一些簡單介紹。
一. 電子標簽的封裝形式
根據(jù)應用的不同特點和使用環(huán)境,電子標簽往往采用不同的封裝形式。從我國得到成功應用的案例中可以看到的有如下三大類,其中異型類的封裝更是千姿百態(tài)。
1. 卡片類
APEC上海國際峰會入場券
中共十六大會議保安系統(tǒng)
中央電視臺職員身份證
杭州游泳館門禁系統(tǒng)
肇慶旅游景點門票
上海出租車駕駛員身份卡
上海海關通關卡
上海地鐵用計價收費卡
展覽會門票
2. 標簽類
上海市勞動技能證書標簽
大學生購火車票優(yōu)惠標簽
長春、廣州出租車玻璃貼
上海煙花爆竹準入標簽
庫存盤點用物料標簽
“大師杯”國際體育比賽門票
3. 異形類
壓力容器(工業(yè)、民用氣瓶用標簽)
上海出租車計價器用標簽
物品用吊牌
醫(yī)用腕帶
動物用耳標
禽用腳環(huán)(鴿、雞、鴨……)
資產(chǎn)管理用注塑件
犬類管理
二. 電子標簽的封裝工藝
從應用案例看,電子標簽的封裝形式已經(jīng)是多姿多彩,它不但不受標準形狀和尺寸的限制,而且其構(gòu)成也是千差萬別,甚至需要根據(jù)各種不同要求進行特殊的設計。電子標簽所標示的對象是人、動物和物品,其構(gòu)成當然就會千差萬別。目前已得到應用的傳輸邦(Transponder)的尺寸從¢6mm到76×45mm,小的甚至使用灰塵級芯片制成、包括天線在內(nèi)也只有0.4×0.4mm的大??;存儲容量從64-200比特的只讀ID號的小容量型到可存儲數(shù)萬比特數(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。總之,在根據(jù)實際要求來設計電子標簽時要發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,靈活地采用切合實際的方案。我們曾經(jīng)接觸過用戶提出的許多應用上的課題和根據(jù)需要提出并實施了許多切實可行的解決方案。
根據(jù)我們四年來的生產(chǎn)經(jīng)驗,我們認為電子標簽的構(gòu)成是保證應用成功的重要因素之一。
對于上文中談及的電子標簽的各種封裝形式,其材質(zhì)、構(gòu)成等各不相同。
1. 卡片類(PVC、紙、其他)
層壓 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。當芯片采用傳輸邦(Transponder)時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,基材通常為PET或紙,芯片厚度通常為0.20~0.38mm,制卡封裝時僅將PVC在天線周邊封合,不是熔合,芯片部位又不受擠壓,可以避免出現(xiàn)芯片被壓碎。另外要注意成品頻率的偏移所產(chǎn)生的廢品。
膠合 采用紙或其他材料通過冷膠的方式使傳輸邦(Transponder)上下材料膠合成一體,再模切成各種尺寸的卡片或吊牌。
2.標簽類
粘貼式 成品可制成為人工或貼標機揭取的卷標形式,是應用中最多的主流產(chǎn)品,即商標背面附著電子標簽,直接貼在被標識物上。如果在標簽發(fā)行時還須打印條碼等操作時,則打印部位必須與背面的傳輸邦(Transponder)定位準確。如航空用行李標簽,托盤用標簽等。
吊牌類 對應于服裝、物品采用吊牌類產(chǎn)品,特點是尺寸緊湊,可以打印,也可以回收。
3.異形類
金屬表面設置型 大多數(shù)電子標簽不同程度地會受到(甚至附近的)金屬的影響而不能正常工作。這類標簽經(jīng)過特殊處理,可以設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(如醫(yī)用)或重復使用(游樂場、海灘浴場)。
動、植物使用型 封裝形式可以是注射式玻璃管、懸掛式耳標、套扣式腳環(huán)、嵌入式識別釘……
從電子標簽的封裝形式和封裝工藝這兩方面可以看到,RFID標簽應該采用什么封裝形式常常是我們努力探索的課題。隨著制造工藝的改善,電子標簽必將更加適合我們的需求,走進我們生活的角角落落,走進千家萬戶!
名詞解釋:
INLAY——在1997~1998年之間非接觸卡由海外引進我國,并開始在國內(nèi)制造。其中的核心是IC芯片封裝成“模塊”后,由銅線繞制成天線再與模塊導通腳連結(jié)成一個閉合電路,并且嵌入在PVC材料中,這個由模塊、銅線完成的閉合電路(應對于13.56MHZ ISO14443)商品名稱為:INLAY,用它主要是制成PVC卡片。
Transponder——1999~2001年之間電子標簽開始在中國宣傳,它的未經(jīng)封裝成模塊的IC芯片,經(jīng)“倒貼片”(臺灣稱“覆晶”)技術(shù)與腐蝕或印刷的天線連結(jié)后形成一個應答器(Transponder音譯“傳輸邦”),對應于ISO15693,適用于UHF頻段和ISO18000-6標準以及采用柔性線路的產(chǎn)品。
把“INLAY”和“傳輸邦”相混淆的大有人在。然而,對于我們這些又制作“INLAY”,又制作“傳輸邦”兩種產(chǎn)品的企業(yè)而言,則不能將二者混為一談。 所以,規(guī)范術(shù)語也應該成為標準化的重要課題。