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印制电路市场新领域:RFID标签

发布时间:2021-08-30 12:00:04 所属栏目:物联网 阅读:

IT168 信息化

    RFID 技术相关的报道在电子信息行业媒体上不断出现,让这项历史其实并不短的电子技术在短时间内成为国际追逐的焦点。陪随着RFID 的发展, 将会把印制电路带入一个新的领域, 应引起印制板行业密切关注。

1 什么是RFID技术

什么是RFID?RFID是Radio Frequency Identification的英文缩写,即射频识别,俗称感应式电子晶片或感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等等。RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象,并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。

RFID 在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间,其当时的功能是用于分辨出敌方飞机与我方飞机。我方的飞机上装载有高耗电量的主动式标签,向雷达发出适当的响应,藉以识别出自己是友军或是敌军。目前世界上的飞行安全管制系统仍是以此为概念。到了上世纪70 年代末期,美国将RFID 技术转移到民间应用。今日来讲,RFID 技术已经被广泛应用于各个领域,从门禁管制、牲畜管理,到物流管理,皆可以见到其踪迹。自2004 年以来,从全球巨型商业帝国沃尔玛,到国际IT 巨头IBM、HP、微软等等,从美国国防部到中国国家标准委员会,全都在RFID 魔棒的指挥下舞蹈起来。

射频标识与现在已有的条形码, 这两者有什么不同?射频技术与条形码是两种不同的技术。和传统条形码识别技术相比,RFID 有以下优势:第一,可以识别单个的非常具体的物体,而不是像条形码那样只能识别一类物体;第二,其采用无线电射频,可以透过外部材料读取数据,而条形码必须靠激光来读取信息;第三,可以同时对多个物体进行识读,而条形码只能一个一个地读。此外,储存的信息量也非常大。更重要的是目前全世界每年生产超过五亿种商品,而全球通用的商品条形码,由十二位排列出来的条形码号码已经快要用光了。所以条形码是有可能被RFID标签替代的。

   2 RFID的基本组成与工作原理

    2.1 最基本的RFID 系统由三部分组成
    (1)标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;
    (2)读写器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;
    (3)天线(Antenna):在标签和读写器间传递射频信号 (天线可附属于读写器与标签) 。

  2.2 RFID 技术的基本工作原理是

RFID 技术的基本工作原理并不复杂,标签进入磁场后,接收读写器发出的射频信号,凭借感应电流驱动标签内信息存储芯片,发送出存储在芯片中的产品信息;RFID 读写器的任务是控制射频模块向标签发射读取信号,并接收标签的应答,对标签的对象标识信息进行解码,将对象标识信息连带标签上其它相关信息传送至中央信息系统(计算机系统)进行有关数据处理。RFID 标签的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且芯片密码是唯一的,安全可靠。

   3 PCB 在RFID 中角色

RFID的制造, 包括芯片设计与制造封装, 天线设计与制造, 标签封装, 读写器设计与制造等。

一般意义上的射频标签都包含有射频标签天线以及标签电路。由于标签芯片、标签天线的装配封装都必需有载体和电路连接, 而担当此角色的就是印制电路。

天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。在RFID 系统中,天线分为标签天线和读写器天线两种情况。标签天线的目标是传输最大的能量进出标签芯片,这需要天线和自由空间以及其相连的标签芯片的匹配。常规 RFID 芯片需要用一个外部天线来实现它们与外部读写器的通信, 而采取RFID 芯片与天线集成的方法缩小标签体积,因此研制出装载微芯片的片状天线。

读写器天线对于近距离RFID 系统,一般和读写器集成在一起。对于远距离的RFID 系统,天线和读写器采取分离式结构,并通过阻抗匹配的同轴电缆连接到一起。读写器产品朝着小型化甚至超小型化发展,天线面临新的挑战。开始研究读写器应用的智能波束扫描天线阵,增大系统覆盖范围。

目前,有三种天线制造技术,蚀刻天线(etchedantenna)、印刷天线(printed antenna)和绕线式天线。除绕线式天线外, 另两种天线制造技术是属印制板制造技术。