深度解析:一枚好用的RFID INLAY应该具备怎样的素质?
2020年12月22日下午,由物联传媒和信达物联联合举办的全球RFID产业技术高峰论坛在厦门成功举办。本次论坛集结了一大批RFID产业大咖,围绕最新技术发展、项目经验、产业动向层层展开,并采用线下讲解、线上同步直播的方式覆盖更广人群,即便面临着不小的疫情压力,依旧吸引了线下超过100人到场,线上近5000人次观看直播。
在本次论坛上,厦门信达物联科技有限公司工程技术中心总经理李麟作了主题为“一枚好用的RFID INLAY”的演讲,深入探讨一枚好用的RFID INLAY应该具备哪些核心要素,以及RFID标签未来发展的可能性。
厦门信达物联科技有限公司 工程技术中心总经理 李麟
一枚好用的RFID INLAY包含了很多方面的要素,比如,优良的性能,强大的存储能力和环境适应性,还包括了富有美感的天线设计,让人无法拒绝的价格等等。总之,RFID INLAY好用的标准是多维度的。
INLAY通常作为一个半成品,进入后道环节,再进行二次、三次,甚至多次加工,最后才会成为一枚好用的RFID标签产品。在这个过程中,我们给后道加工商提供怎样的产品?他们眼中怎样才算一枚好用的INLAY?这是我们关注的核心。
植入INLAY可能出现怎样的情况?
后道加工方式对INLAY有许多要求,并且会对INLAY产生影响。RFID在国内发展了十多年后,已经在鞋服零售、图书、仓储物流、资产管理、防伪溯源等应用场景中广泛使用,产品形态也越来越丰富多彩,比如常见的吊牌、洗唛、贴纸,特殊的轮胎标签、抗金属标签等等。这么多不同形态的产品都面临着一个问题:如何植入INLAY?
通常,将INLAY作为“夹心层”复合材料,采用多层材料复合的方式来制作RFID标签。我们可以看到,INLAY是作为材料进入复合加工生产环节的,那么它必然要受到复合人员、加工设备、材料、工艺、加工环境五大要素的影响,它们对INLAY的影响是多方面的。
从材料的角度来看。比如,有一个客户提出需求,需要将RFID标签贴在金属上,这自然告诉了我们,他需要的是抗金属标签。不过,我们还需要进一步了解,粘贴的金属表面是什么材质?是什么样的电介质?金属表面的厚度、大小如何?以及,最终标签需要达到的效果等等。我们会综合这些信息来给客户生产一枚好用的抗金属INLAY产品。
李麟指出,但很多时候,我们也不一定这么做,比如服装的吊牌。有时候,客户需要大批量电子吊牌,并且会对电子吊牌的表面处理提出要求,加工商可能会直接在表面做烫金处理,或使用其他工艺处理。在这个环节中,烫金所用的材料也是金属。我们需要知道使用的是冷烫、还是热烫工艺,用的是什么样的电介质,什么样的材料,包括它的面积,以及对INLAY性能的影响等等。
可能有的厂商对INLAY了解得不多,这样做出来的标签性能也不是很好,甚至会出现弱标、无法读取或读取反应很慢等情况。对于刚入行的辅料商,他们很可能会认为是采购的INLAY不好用,或者RFID标签做起来太困难。归根结底,是对INLAY的了解不够,对后道加工环节产生的影响不了解。
如何得到一枚好用的INLAY?
通过综合客观条件的考量,我总结出一枚好用INLAY的五大标准,分别是:匹配应用的尺寸规格,优良的电气性能及强大的RFID功能,牢固的封装效果及匹配应用的物理特性,持续稳定及匹配应用的生命周期,强大的加工适应能力和耐疲劳度。那么,如何制作出符合这五大标准的INLAY呢?
通常情况下,我们需要依序思考尺寸规格、物理特性、生命周期、耐疲劳度、电气特性这些要素。在INLAY开始制作之初,芯片型号、天线基材很快就能圈定,后来影响INLAY物理特性和电气性能的要素就相对有限,最关键的是天线的调整和不同工艺方式。不同加工方式会同时影响INLAY的物理特性和电气性能。因为INLAY要提供给后道加工商再加工,为了确保它们拿到的INLAY是好用的,要把物理特性作为底线性能优先确保,这可以作为评判的指标。看它是否符合长期应用的需求,如果不符合,就需要退回去重新设计。而不能通过其他手段调整,牺牲其他特性,这可能会给之后的应用埋下很大隐患。
物理特性对后道加工是至关重要的。首先,在不同封装条件下,绑定封装的参数A从极小值到极大值变化时,同款产品的响应频率、灵敏度与产品一致性均呈现正向变化。为了确保批量的一致性,排除下图中右边情况,在极端条件下不可能做出好的INLAY,排除下图左边情况。如果最终图中情况不满足需求指标,需要重新进行天线设计、尺寸规格调整,而不能通过调整工艺参数的方法来满足指标。
有时候,芯片绑定的位置、方向发生细微偏移,就会对电气性能产生明显影响。这是因为,这颗芯片绑定的敏感度非常高,因此,针对这颗芯片,允许的电气性能波动空间就会比较大。因此,后道加工商对不同型号的INLAY,不同的芯片,对它的电气性能和波动空间不能采取一刀切的态度,最好根据实际情况来判断。
在材料方面,天线挥发性气体会带来明显影响。PET铝蚀刻天线在受热时会产生挥发性气体,在绑定环节,受热就是做加热固化,由于导电胶水已经覆盖在天线上,可能会产生气泡,这样肯定会对性能造成影响。因此,天线的预热很有必要,它能带来更漂亮的外观和更好的生命周期。但不同的预热工艺可能会一定程度影响电气性能(包括PET热收缩率等因素),应优先保证封装牢固。
材料老化也对产品性能有影响。比如,对于同一型号产品,不同材料的响应频点和功率有小范围差异,同时老化后的表现也有差异。在不影响使用的前提下,应选择老化前后物理表现均最好的材料。
综合上述的各种情况,应该优先保证INLAY的物理特性,因为它能在最后的应用中获得最好的保障。
李麟特别指出,对于INLAY的检测,需要考虑导电胶的胶量、贴片精度、贴片的剪切力等等。导电胶的胶量大小适中就好,如果胶量太大,反而会在老化后使产品的性能变差,合适的胶量能够保障一定的剪切力。芯片与天线设计不同,对绑定精度的要求也不同,需要有细化的标准衡量。产品平整与PET收缩和导电胶固化存在矛盾,需要平衡好二者的关系,以能做二次加工,成品效果好为先决条件。
虽然经过许多年的发展,INLAY的工艺和质量都已经有了不错的成熟度。但对于RFID标签未来的发展,李麟认为INLAY的模式一定会改变。在过去,客户应用RFID主要出于信息化、数据化管理的目的,关注的焦点多半在于INLAY的性能、应用环境、功能等。传统印刷行业中有很丰富的表面处理工艺,在RFID标签上应用得还不是很多。随着RFID行业的不断发展,以及与传统行业的不断融合,未来一定会发生改变。将会更多漂亮、复杂的工艺,INLAY的生产模式也会随之改变。
通过李麟这次演讲的引导,观众们得以深入到INLAY从设计到生产加工的具体环节中,深刻感受到一枚好用的INLAY在方方面面受到的限制,以及整个过程中繁复的工艺历程,让人领略到一枚好用INLAY的来之不易,但这又恰是其魅力所在。