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印制电路市场新领域——RFID标签
2009/2/27 9:36:00   IT168       关键字:RFID      浏览量:
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。
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(printedantenna)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。

    目前在国际上采用蚀刻/冲压天线为主,其导电材料一般为铝或者铜,由覆铜箔或铝箔的绝缘基板(薄膜)经印制蚀刻形成线圈状图形,成为天线,同时是装载芯片元件的电路载板,如图3。蚀刻印制天线因为其精度高,特性上能与读写机的询问信号相匹配,同时在天线的阻抗,应用到物品上的射频性能等方面都很好,但是它唯一的缺点就是成本太高。

    印刷天线是直接用导电油墨在绝缘基板(薄膜)上印刷导电线路,形成天线和电路。而现在从只用丝网印刷扩展到胶印、柔性版印刷、凹印等,印刷技术的进步促进了RFID标签的生产成本在降低,增加使用。现在随着新型导电油墨的不断开发,印刷天线的优势越来越突出。导电油墨是由细微导电粒子或其它特殊材料(如导电的聚合物等)组成,印刷到承印物上后,起到导线、天线和电阻的作用。其印刷工艺是在纸板、聚脂、聚苯乙烯等绝缘材料上用含金属与聚合物的导电油墨(主要成分为银和铝等金属)印刷出天线图形。这种油墨印刷在挠性或硬质承印物上的制成品也即印制电路,挠性基板天线也适合成卷生产。用导电油墨印制的天线可接收RFID专用的无线电信号。其优势表现在导电效果出色和成本降低,而印刷技术的印刷分辨率、套准精度、必要的隔离层还有待改善和提高。

    标签封装技术上,有印刷天线与芯片的互连。因RFID标签的工作频率高、芯片微小超薄,最适宜的方法是倒装芯片(FlipChip)技术,它具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特点,为适应挠性基板材料,倒装的键合材料要以导电胶来实现芯片与天线焊盘的互连。

    采用新的方法进行天线与芯片的互连是目前的热点问题。RFID标签因不同的用途呈现多种封装形式,在天线制造、凸点形成、芯片键合互连等封装过程工艺也呈多样性。因此,对于载芯片天线的导体凸点与键合盘的表面处理有相应要求。

    RFID标签作为一种智能标签,在推广使用中,最大的问题就是成本。那么以导电油墨来印刷其天线,代替铜箔腐蚀法,可达到高工效、低成本,而且节省材料与减少化学腐蚀液的污染。国外有远见的油墨供货商,已专门为此项业务设立了开发部门,收集全球性的RFID数据网络,以导电油墨印出的线路与铜腐蚀出来的线路在多种射频范围进行了对比与做试验。还有,在过去导电油墨只是用丝网印刷方式,如今已将导电油墨扩展到了胶印、柔性版印刷、凹印,这又是个重要的技术进步,有人曾用各种不同的发射频率检验用导电油墨替代腐蚀金属作为RFID标签天线的效果,实验证明,在超高频(860MHz~950MHz)和微波(2450MHz)发射频率下,两者具有同样的功能;若在13.56MHz高频附近,附加一些额外处理,如高温或者在进行电镀,可使导电油墨印刷的天线像铜线圈天线一样工作出色。

    另外,有报道韩国开发喷黑打印制造工艺,生产RFID产品,与原

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