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千差万别 异曲同工 - 谈RFID电子标签的封装形式和封装工艺
作者：上海申博智能标识技术有限公司 朱铭广
来源：RFID技术与应用
日期：2007-04-23 10:42:56
摘要：本文由RFID的成功案例中归纳出电子标签的三大封装形式后指出，封装形式取决于实际应用的需求，而封装工艺则根据设计形式而不同，另外正确选择封装工艺还能保证产品质量。
在上个世纪末期，RFID技术在被发明50年之久才重新得到人们的重视，甚至这项技术被国际某权威机构预测为“二十一世纪十大新技术”之一。在我国，RFID得到广泛关注并得到了“轰动”的确切时间应该是在2004年底，原因是：物流界零售业的世界巨头沃尔玛宣布即将全面采用RFID技术。尽管在此之前RFID技术已经得到逐步应用。但是，由于种种原因，物流界并没有因此得到长足的发展。与其相比，在对RFID技术高度重视的上海市政府的大力支持和强力推动下，上海市在交通收费、门禁通关、安全管理等方面却获得了令世人瞩目的成就。在这种RFID应用的潮涌中，RFID电子芯片及封装已经在我国开始形成新的产业。
关于RFID技术，已有许多专家在研讨和评述其原理、性能和相关软硬件技术。关于RFID的标准，国家的有关机构已经在标准的制定上做了大量工作，除了已经颁布的“压力容器”和“动物标识”等上海地方标准外，国家还准备颁布“防伪”等国家标准。这里，我不再重复RFID技术本身，也不涉及标准制定，我仅就RFID的电子标签的封装形式和电子标签的构成做一些简单介绍。
一. 电子标签的封装形式
根据应用的不同特点和使用环境，电子标签往往采用不同的封装形式。从我国得到成功应用的案例中可以看到的有如下三大类，其中异型类的封装更是千姿百态。
1. 卡片类
APEC上海国际峰会入场券
中共十六大会议保安系统
中央电视台职员身份证
杭州游泳馆门禁系统
肇庆旅游景点门票
上海出租车驾驶员身份卡
上海海关通关卡
上海地铁用计价收费卡
展览会门票
2. 标签类
上海市劳动技能证书标签
大学生购火车票优惠标签
长春、广州出租车玻璃贴
上海烟花爆竹准入标签
库存盘点用物料标签
“大师杯”国际体育比赛门票
3. 异形类
压力容器（工业、民用气瓶用标签）
上海出租车计价器用标签
物品用吊牌
医用腕带
动物用耳标
禽用脚环（鸽、鸡、鸭……）
资产管理用注塑件
犬类管理
二. 电子标签的封装工艺
从应用案例看，电子标签的封装形式已经是多姿多彩，它不但不受标准形状和尺寸的限制，而且其构成也是千差万别，甚至需要根据各种不同要求进行特殊的设计。电子标签所标示的对象是人、动物和物品，其构成当然就会千差万别。目前已得到应用的传输邦（Transponder）的尺寸从￠6mm到76×45mm，小的甚至使用灰尘级芯片制成、包括天线在内也只有0.4×0.4mm的大小；存储容量从64-200比特的只读ID号的小容量型到可存储数万比特数据的大容量型（例如EEPROM32Kbit）；封装材质从不干胶到开模具注塑成型的塑料。总之，在根据实际要求来设计电子标签时要发挥想象力和创造力，灵活地采用切合实际的方案。我们曾经接触过用户提出的许多应用上的课题和根据需要提出并实施了许多切实可行的解决方案。
根据我们四年来的生产经验，我们认为电子标签的构成是保证应用成功的重要因素之一。
对于上文中谈及的电子标签的各种封装形式，其材质、构成等各不相同。
1. 卡片类（PVC、纸、其他）
层压 有熔压和封压两种。熔压是由中心层的INLAY片材和上下两片PVC材加温加压制作而成。PVC材料与INLAY熔合后经冲切成ISO7816所规定的尺寸大小。当芯片采用传输邦（Transponder）时芯片凸起在天线平面之上（天线厚0.01～0.03mm），可以采用另一种层压方式，即封压。此时，基材通常为PET或纸，芯片厚度通常为0.20～0.38mm，制卡封装时仅将PVC在天线周边封合，不是熔合，芯片部位又不受挤压，可以避免出现芯片被压碎。另外要注意成品频率的偏移所产生的废品。
胶合 采用纸或其他材料通过冷胶的方式使传输邦（Transponder）上下材料胶合成一体，再模切成各种尺寸的卡片或吊牌。
2．标签类
粘贴式 成品可制成为人工或贴标机揭取的卷标形式，是应用中最多的主流产品，即商标背面附着电子标签，直接贴在被标识物上。如果在标签发行时还须打印条码等操作时，则打印部位必须与背面的传输邦（Transponder）定位准确。如航空用行李标签，托盘用标签等。
吊牌类 对应于服装、物品采用吊牌类产品，特点是尺寸紧凑，可以打印，也可以回收。
3．异形类
金属表面设置型 大多数电子标签不同程度地会受到（甚至附近的）金属的影响而不能正常工作。这类标签经过特殊处理，可以设置在金属上并可以读写。用于压力容器、锅炉、消防器材等各类金属件的表面。所谓特殊处理指的是需要增大安装空隙、设置屏蔽金属影响的材料等。产品封装可以采用注塑式或滴塑式。
腕带型 可以一次性（如医用）或重复使用（游乐场、海滩浴场）。
动、植物使用型 封装形式可以是注射式玻璃管、悬挂式耳标、套扣式脚环、嵌入式识别钉……
从电子标签的封装形式和封装工艺这两方面可以看到，RFID标签应该采用什么封装形式常常是我们努力探索的课题。随着制造工艺的改善，电子标签必将更加适合我们的需求，走进我们生活的角角落落，走进千家万户！
名词解释：
INLAY——在1997～1998年之间非接触卡由海外引进我国，并开始在国内制造。其中的核心是IC芯片封装成“模块”后，由铜线绕制成天线再与模块导通脚连结成一个闭合电路，并且嵌入在PVC材料中，这个由模块、铜线完成的闭合电路（应对于13.56MHZ ISO14443）商品名称为：INLAY，用它主要是制成PVC卡片。
Transponder——1999～2001年之间电子标签开始在中国宣传，它的未经封装成模块的IC芯片，经“倒贴片”（台湾称“覆晶”）技术与腐蚀或印刷的天线连结后形成一个应答器（Transponder音译“传输邦”），对应于ISO15693，适用于UHF频段和ISO18000－6标准以及采用柔性线路的产品。
把“INLAY”和“传输邦”相混淆的大有人在。然而，对于我们这些又制作“INLAY”，又制作“传输邦”两种产品的企业而言，则不能将二者混为一谈。 所以，规范术语也应该成为标准化的重要课题。
关于RFID技术，已有许多专家在研讨和评述其原理、性能和相关软硬件技术。关于RFID的标准，国家的有关机构已经在标准的制定上做了大量工作，除了已经颁布的“压力容器”和“动物标识”等上海地方标准外，国家还准备颁布“防伪”等国家标准。这里，我不再重复RFID技术本身，也不涉及标准制定，我仅就RFID的电子标签的封装形式和电子标签的构成做一些简单介绍。
一. 电子标签的封装形式
根据应用的不同特点和使用环境，电子标签往往采用不同的封装形式。从我国得到成功应用的案例中可以看到的有如下三大类，其中异型类的封装更是千姿百态。
1. 卡片类
APEC上海国际峰会入场券
中共十六大会议保安系统
中央电视台职员身份证
杭州游泳馆门禁系统
肇庆旅游景点门票
上海出租车驾驶员身份卡
上海海关通关卡
上海地铁用计价收费卡
展览会门票
2. 标签类
上海市劳动技能证书标签
大学生购火车票优惠标签
长春、广州出租车玻璃贴
上海烟花爆竹准入标签
库存盘点用物料标签
“大师杯”国际体育比赛门票
3. 异形类
压力容器（工业、民用气瓶用标签）
上海出租车计价器用标签
物品用吊牌
医用腕带
动物用耳标
禽用脚环（鸽、鸡、鸭……）
资产管理用注塑件
犬类管理
二. 电子标签的封装工艺
从应用案例看，电子标签的封装形式已经是多姿多彩，它不但不受标准形状和尺寸的限制，而且其构成也是千差万别，甚至需要根据各种不同要求进行特殊的设计。电子标签所标示的对象是人、动物和物品，其构成当然就会千差万别。目前已得到应用的传输邦（Transponder）的尺寸从￠6mm到76×45mm，小的甚至使用灰尘级芯片制成、包括天线在内也只有0.4×0.4mm的大小；存储容量从64-200比特的只读ID号的小容量型到可存储数万比特数据的大容量型（例如EEPROM32Kbit）；封装材质从不干胶到开模具注塑成型的塑料。总之，在根据实际要求来设计电子标签时要发挥想象力和创造力，灵活地采用切合实际的方案。我们曾经接触过用户提出的许多应用上的课题和根据需要提出并实施了许多切实可行的解决方案。
根据我们四年来的生产经验，我们认为电子标签的构成是保证应用成功的重要因素之一。
对于上文中谈及的电子标签的各种封装形式，其材质、构成等各不相同。
1. 卡片类（PVC、纸、其他）
层压 有熔压和封压两种。熔压是由中心层的INLAY片材和上下两片PVC材加温加压制作而成。PVC材料与INLAY熔合后经冲切成ISO7816所规定的尺寸大小。当芯片采用传输邦（Transponder）时芯片凸起在天线平面之上（天线厚0.01～0.03mm），可以采用另一种层压方式，即封压。此时，基材通常为PET或纸，芯片厚度通常为0.20～0.38mm，制卡封装时仅将PVC在天线周边封合，不是熔合，芯片部位又不受挤压，可以避免出现芯片被压碎。另外要注意成品频率的偏移所产生的废品。
胶合 采用纸或其他材料通过冷胶的方式使传输邦（Transponder）上下材料胶合成一体，再模切成各种尺寸的卡片或吊牌。
2．标签类
粘贴式 成品可制成为人工或贴标机揭取的卷标形式，是应用中最多的主流产品，即商标背面附着电子标签，直接贴在被标识物上。如果在标签发行时还须打印条码等操作时，则打印部位必须与背面的传输邦（Transponder）定位准确。如航空用行李标签，托盘用标签等。
吊牌类 对应于服装、物品采用吊牌类产品，特点是尺寸紧凑，可以打印，也可以回收。
3．异形类
金属表面设置型 大多数电子标签不同程度地会受到（甚至附近的）金属的影响而不能正常工作。这类标签经过特殊处理，可以设置在金属上并可以读写。用于压力容器、锅炉、消防器材等各类金属件的表面。所谓特殊处理指的是需要增大安装空隙、设置屏蔽金属影响的材料等。产品封装可以采用注塑式或滴塑式。
腕带型 可以一次性（如医用）或重复使用（游乐场、海滩浴场）。
动、植物使用型 封装形式可以是注射式玻璃管、悬挂式耳标、套扣式脚环、嵌入式识别钉……
从电子标签的封装形式和封装工艺这两方面可以看到，RFID标签应该采用什么封装形式常常是我们努力探索的课题。随着制造工艺的改善，电子标签必将更加适合我们的需求，走进我们生活的角角落落，走进千家万户！
名词解释：
INLAY——在1997～1998年之间非接触卡由海外引进我国，并开始在国内制造。其中的核心是IC芯片封装成“模块”后，由铜线绕制成天线再与模块导通脚连结成一个闭合电路，并且嵌入在PVC材料中，这个由模块、铜线完成的闭合电路（应对于13.56MHZ ISO14443）商品名称为：INLAY，用它主要是制成PVC卡片。
Transponder——1999～2001年之间电子标签开始在中国宣传，它的未经封装成模块的IC芯片，经“倒贴片”（台湾称“覆晶”）技术与腐蚀或印刷的天线连结后形成一个应答器（Transponder音译“传输邦”），对应于ISO15693，适用于UHF频段和ISO18000－6标准以及采用柔性线路的产品。
把“INLAY”和“传输邦”相混淆的大有人在。然而，对于我们这些又制作“INLAY”，又制作“传输邦”两种产品的企业而言，则不能将二者混为一谈。 所以，规范术语也应该成为标准化的重要课题。
