Analyse approfondie ： Composants d'une étiquette RFID

La IdO est considérée comme la troisième vague de l'industrie de l'information après l'informatique et Internet. Dans le processus de sa réalisation, il a besoin de la coopération de nombreuses technologies de pointe et nouvelles. La RFID, en tant que l'une des dix technologies les plus importantes du 21 siècle, est une pierre angulaire importante de l'IoT. Combinée à Internet, à la communication et à d'autres technologies, la RFID peut atteindre suivi global et le partage d'informations. Les étiquettes RFID sont la partie la plus critique et la plus connue, qui est profondément ancrée dans notre vie quotidienne.

De nos jours, les étiquettes RFID apparaissent dans notre vision sous diverses formes, rendant notre vie plus pratique et intelligente. Les puces RFID peuvent être attachées à presque n'importe où: vêtements, chaussures, véhicules, conteneurs et même plantes, animaux et humains (sous forme d'implants). Les micropuces sont même attachées aux insectes. Aujourd'hui, regardons de plus près l'étiquette RFID et dévoilons-la.

Composants d'une étiquette RFID

L'étiquette RFID est l'un des composants importants du système RFID, qui est principalement composé de trois parties: puce, antenne et substrat. La puce contient une unité de commande logique, une mémoire et un émetteur-récepteur pour le décodage, le déchiffrement et la vérification des erreurs. L'antenne est utilisée pour recevoir des signaux RF du lecteur ou pour transmettre ses informations d'identification. Le substrat est le support de la puce et de l'antenne, les maintenant ensemble.

Ces trois parties sont indispensables. Ils déterminent et affectent les performances et l'environnement d'application des étiquettes RFID. Différentes puces, conceptions d'antennes et substrats de différents matériaux peuvent être combinés en étiquettes RFID avec différentes caractéristiques fonctionnelles pour répondre à une variété d'exigences.

Puce RFID (IC)

La Puce RFID, autrement connu sous le nom de IC (abréviation de Integrated Circuit), est généralement conçu et fabriqué par des fabricants de semi-conducteurs. Il s'agit d'un petit microprocesseur doté d'une unité logique qui prend des décisions et fournit de la mémoire pour stocker les données.

Les circuits intégrés ont besoin de puissance pour fonctionner. Cette puissance peut provenir de la batterie de l'étiquette (dans l'étiquette active) ou de l'énergie radio émise par l'antenne de l'interrogateur (dans l'étiquette passive). Une partie du circuit intégré est utilisée pour contrôler l'alimentation.

Les circuits intégrés peuvent intégrer un grand nombre de micro transistors dans une petite puce. En 2006, la surface de la puce variait de quelques millimètres carrés à 350 mm², avec jusqu'à un million de transistors par mm².

Ces dernières années, avec le développement de la technologie des semi-conducteurs, les circuits intégrés sont disponibles dans une taille plus petite, de sorte que chaque puce peut encapsuler plus de circuits. Le nombre de transistors dans les circuits intégrés double tous les 1.5 an. Cela augmente la capacité par unité de surface, réduit les coûts et augmente la fonctionnalité. Le circuit intégré d'étiquette est plus efficace en termes de consommation d'énergie et nécessite moins d'énergie pour fonctionner, ce qui augmente la plage de lecture de l'étiquette passive.

Classification des puces RFID

Antenne d'étiquette RFID

L'antenne d'étiquette RFID est une sorte d'antenne à induction de communication connectée au circuit intégré d'étiquette, qui est une partie importante du transpondeur d'étiquette RFID. L'antenne reçoit le signal de l'interrogateur, puis émet ou réfléchit le signal reçu selon le type d'étiquette. Pour les étiquettes actives, il transmet des signaux; pour les tags semi-passifs ou passifs, il reflète les signaux. Pour les étiquettes passives, l'antenne collecte également l'énergie des ondes radio et alimente le circuit intégré.

La géométrie de l'antenne est déterminée par la fréquence à laquelle la balise fonctionne. Bien que l'étiquette puisse utiliser le même circuit intégré, les modifications de conception d'antenne lui permettent d'avoir des caractéristiques et un comportement complètement différents. L'antenne peut prendre la forme d'une bobine en spirale, d'un seul dipôle, d'un double dipôle (l'un perpendiculaire à l'autre) ou d'un dipôle replié.

Parmi ces types de base, il existe de nombreuses variations de forme d'antenne, en fonction des exigences spécifiques de l'application et des capacités du concepteur. Des fréquences et des matériaux différents peuvent également affecter la conception de l'antenne. Par exemple, l'antenne HF et l'antenne UHF ont des conceptions d'antenne différentes en raison de leurs principes de fonctionnement différents. Il existe également des différences dans la fabrication des antennes. Paramètres de base et indicateurs techniques des deux antennes (comme indiqué dans le tableau suivant):

Classification d'antenne

En raison de la différence entre le matériau du fil, la structure du matériau et le processus de fabrication, l'antenne d'étiquette RFID peut être divisée dans les catégories suivantes: antenne gravée, antenne imprimée, antenne enroulée, antenne supplémentaire, antenne en céramique, etc.

1, antenne gravée (antenne gravée en cuivre et antenne gravée en aluminium)

L'antenne gravée est le processus de fabrication traditionnel de l'antenne RFID, qui détient la part de marché la plus élevée et la technologie la plus mature. Il existe deux méthodes: la méthode de gravure traditionnelle et la méthode de gravure de précision.

La plus grande différence entre les deux est que l'antenne de gravure de précision a des lignes lisses et une faible tolérance de largeur de ligne. La largeur de ligne minimale de la gravure sur aluminium peut atteindre 0.1 mm et la largeur de ligne minimale de l'antenne de gravure sur cuivre peut atteindre 0.05 mm, mais le coût sera relativement élevé.

À partir du matériau, il peut être divisé en antenne PET, antenne PI (polyimide), antenne PCB, etc., dans laquelle l'antenne PI est principalement utilisée pour la résistance à haute température, la résistance chimique et d'autres environnements spéciaux, tandis que l'antenne PCB convient pour les étiquettes anti-métal.

2,Antenne imprimée (y compris l'antenne imprimée en 3D)

L'antenne imprimée doit utiliser directement une encre conductrice spéciale ou une pâte d'argent pour imprimer le circuit d'antenne sur le substrat. Le procédé le plus mature est l'héliogravure ou la sérigraphie. Il a l'avantage d'aucune gravure, aucune pollution évidente, processus technologique court, livraison rapide ， et faible coût.

Cependant, en raison de la grande résistance de l'encre conductrice ou de la pâte d'argent et de la grande différence dans les performances des matériaux conducteurs, il y aura une baisse des performances avec le temps. Et il y a encore des problèmes de cohérence et de durabilité de l'antenne UHF.

3, antenne enroulée (antenne enroulée en cuivre)

Antenne enroulée en cuivre, en utilisant la méthode d'enroulement de bobine, enroulé la bobine sur l'outil d'enroulement et la fixe. Il a enroulé un certain nombre de tours selon différentes exigences de fréquence. L'antenne est principalement utilisée pour les tags basse fréquence (125-134 kHz) et haute fréquence (13.56 MHz), mais rarement pour UHF (sauf pour l'antenne couplée aux micromodules UHF).

Le plus grand avantage est qu'il montre toujours de bonnes performances dans le cas d'une petite surface d'antenne ou d'un petit volume. Mais ses inconvénients: faible rendement de production, coût élevé, épaisseur de produit élevée, non résistant à la flexion.

4, antenne en céramique

L'antenne en céramique utilise un substrat céramique (alumine) comme substrat et de la pâte d'argent comme corps de fil. Et le motif d'antenne est imprimé sur le substrat, puis fritté à haute température pour former un circuit d'antenne.

L'antenne en céramique présente des performances stables et une forte adaptabilité à l'environnement. Mais cela coûte trop cher et pas facile à installer. Il convient aux étiquettes anti-métal UHF et aux étiquettes anti-démontage de pare-brise de voiture.

5, antenne fragile

La caractéristique de l'antenne fragile est de réaliser l'unicité des étiquettes RFID. Il est souvent transformé en une étiquette et apposé sur une surface plane et propre telle que le scellage, le verre, le plastique, l'emballage en carton. Et lorsque vous l'avez découverte, l'antenne sera détruite et ne pourra pas être recyclée.

Substrat d'étiquette RFID

Le substrat d'étiquette RFID est un support qui maintient ensemble la puce RFID et l'antenne. L'antenne étiquette est déposée ou imprimée sur le substrat, et le circuit intégré est ensuite fixé à cette antenne. Les substrats sont généralement constitués de matériaux flexibles tels que le PVC, le PET, le papier, mais peuvent également être constitués de matériaux rigides comme le PCB.

Le substrat doit être capable de résister à une variété de conditions environnementales, telles que la température élevée, l'humidité élevée, la lumière du soleil, la corrosion chimique, l'usure et la déchirure, etc. Et les matériaux du substrat doivent fournir une dissipation de l'accumulation électrostatique, des surfaces imprimées lisses pour la disposition de l'antenne, durabilité et stabilité dans diverses conditions de fonctionnement, et protection mécanique des antennes, puces et de leurs interconnexions.

En outre, le matériau du substrat peut affecter la fréquence de conception de l'antenne; par conséquent, l'influence du matériau du substrat doit être prise en compte lors du réglage correct de l'antenne.

Encapsulation d'étiquettes RFID

Il existe de nombreuses formes d'emballage d'étiquettes RFID, et elles ne sont pas limitées par leur taille et leur forme standard, et leur composition est également différente. Par conséquent, les processus d'emballage tels que la fabrication d'antennes, la formation de bosses, la liaison de puces et l'interconnexion sont également diversifiés.

1,Incrustation RFID

L'incrustation RFID est la forme la plus simple d'étiquette RFID. Vous pouvez le voir comme un semi-fini car toutes les étiquettes RFID commencent comme une incrustation, mais en fait, il s'agit d'une étiquette RFID avec des fonctionnalités complètes. Une incrustation est faite de IC, antenne, qui est attachée au substrat.

2,Étiquette RFID

Type d'adhésif: C'est le produit le plus courant en application pratique. Cette étiquette a une couche adhésive et facile à coller sur les objets, convient aux étiquettes de bagages aériens, aux étiquettes de palettes, etc.

Type d'étiquette: Il est largement utilisé dans les vêtements et les articles, qui se caractérise par sa taille compacte et peut être recyclé.

3,Carte RFID

Type stratifié: Il existe deux types: la pression de fusion et la pression d'étanchéité. La fusion et le pressage sont constitués d'une feuille d'incrustation et de feuilles de PVC supérieures et inférieures par chauffage et pressage. Le matériau PVC est fusionné avec une incrustation, puis poinçonné et coupé à la taille spécifiée. 

Type de collage: Les matériaux supérieur et inférieur du transpondeur sont collés ensemble par du papier ou d'autres matériaux par colle froide, puis découpés en cartes de différentes tailles.

4, étiquette de forme spéciale

Bracelets RFID: Les bracelets RFID sont faciles à porter et sont disponibles dans une variété de matériaux, tels que les bracelets en silicone, les bracelets tissés, les bracelets en papier, les bracelets en PVC, qui peuvent être utilisés jetables (tels que médicaux) ou réutilisés. Ils sont largement utilisés dans les parcs d'attractions, les bains de plage, les événements ou activités à grande échelle, etc.

Porte-clés RFID: Il est généralement fait d'ABS et de matériaux dégoulinant de colle, petits et exquis. Le porte-clés RFID est disponible dans une variété de formes, telles que des gouttelettes d'eau, des cercles, des carrés, des formes d'animaux, etc. Il est facile à transporter et peut être accroché sur un porte-clés ou un sac, largement utilisé pour la gestion du contrôle d'accès.

Tags animaux: Les étiquettes d'animaux sont différentes des autres étiquettes. Pour faciliter la gestion des animaux, les étiquettes des animaux se présentent souvent sous la forme de tubes en verre d'injection, d'étiquettes auriculaires, de bracelets à boucle, de broches d'identification intégrées, etc.

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