RFID steht für Radiofrequenz-Identifikationstechnologie, allgemein bekannt als elektronische Etiketten. Die RFID-Radiofrequenz-Identifikation ist eine berührungslose automatische Identifikationstechnologie, die Zielobjekte automatisch identifiziert und relevante Daten durch Radiofrequenzsignale erhält. Die Identifizierung erfordert kein manuelles Eingreifen und kann in verschiedenen rauen Umgebungen eingesetzt werden. Die RFID-Technologie kann sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Objekte erkennen und gleichzeitig mehrere Tags erkennen, was den Betrieb schnell und bequem macht.
Das grundlegendste RFID-System besteht aus drei Teilen: Tags, Lesegeräte und Antennen. Ein vollständiges System muss auch über ein Datenübertragungs- und -verarbeitungssystem verfügen. Das grundlegende Funktionsprinzip der RFID-Technologie ist nicht kompliziert: Nachdem das Etikett in das Magnetfeld eingetreten ist, empfängt es das vom Interpreter ausgestrahlte HF-Signal und nutzt die aus dem induzierten Strom gewonnene Energie, um die im Chip gespeicherten Produktinformationen zu senden, oder sendet aktiv ein Signal mit einer bestimmten Frequenz; nachdem der Interpreter die Informationen gelesen und dekodiert hat, werden sie an das zentrale Informationssystem zur entsprechenden Datenverarbeitung gesendet.
Für die Verbindung zwischen gedruckten Antennen und Chips ist aufgrund der hohen Arbeitsfrequenz von RFID-Etiketten und der kleinen und ultradünnen Chips die Flip-Chip-Technologie am besten geeignet. Sie zeichnet sich durch hohe Leistung, niedrige Kosten, Miniaturisierung und hohe Zuverlässigkeit aus. Um sich an flexible Substratmaterialien anzupassen, muss das Flip-Bonding-Material einen leitfähigen Klebstoff verwenden, um die Verbindung zwischen den Chips und den Antennenpads herzustellen. Um eine groß angelegte und kostengünstige Produktion flexibler Substrate zu erreichen und die Produktionskosten zu senken, ist die Einführung neuer Methoden für die Verbindung von Antennenchips derzeit ein wichtiges Forschungsthema sowohl auf internationaler als auch auf nationaler Ebene.
Um sich an kleinere RFID-Chips anzupassen und die Produktionskosten effektiv zu senken, besteht der aktuelle Trend darin, die Chips und die Antennensubstrate in zwei Module zu unterteilen und separat zu fertigen. Ein spezieller Ansatz besteht darin, großformatige Antennensubstrate und kleine Substrate, die die Chips verbinden, getrennt herzustellen. Nachdem die Montage und Verbindung der Chips auf den kleinen Substraten abgeschlossen ist, wird die Schaltung mit dem großen Antennensubstrat durch das Aufkleben von großen Lötpunkten verbunden. Eine ähnliche Methode wie die oben erwähnte Aufteilung des Verpackungsprozesses in zwei Module besteht darin, den Chip zunächst auf einen Träger zu übertragen, der den Chip gleichmäßig tragen kann, und dann den Chip auf dem Träger auf das Antennensubstrat zu drehen. Bei dieser Methode wird der Chip durch Drehen des Trägerbandes umgedreht, wodurch die Chipaufnahme vereinfacht und eine höhere Produktionseffizienz erreicht wird.
RFID-Etiketten gibt es in verschiedenen Verpackungsformen für unterschiedliche Zwecke, was zu unterschiedlichen Verpackungsprozessen führt, wie z. B. der Herstellung von Antennen, der Bildung von Bumps sowie dem Bonden und Verbinden von Chips.
(1) Herstellung von Antennen
Wickelantennensubstrat (entsprechend der Bleibondverpackung)
Bedrucktes Antennensubstrat (entspricht einem umgedrehten Chip mit leitfähiger Klebeverpackung)
Geätztes Antennensubstrat (entspricht Lead-Bonding-Verpackung oder Modul-Nietverpackung)
(2) Bildung von konvexen Punkten
Das derzeitige Merkmal von RFID-Tag-Produkten ist eine große Vielfalt, aber nicht jede Sorte kann eine Skala bilden. Die flexible Fertigungstechnologie für konvexe Punkte zeichnet sich daher durch niedrige Kosten, hohe Verpackungseffizienz, bequeme und flexible Nutzung, einfache Prozesssteuerung und einen hohen Automatisierungsgrad aus. Sie kann nicht nur die dringenden Probleme der variablen Verarbeitungsmenge, der hohen Dichte und der kostengünstigen Verpackung in der Mikroelektronikindustrie lösen, sondern schafft auch die Voraussetzungen für die flexible Produktion von RFID-Etiketten, die derzeit boomt.
(3) RFID-Chip-VerbindungsmethodeEines der Hauptziele bei der Herstellung von RFID-Etiketten ist es, die Kosten zu senken. Daher ist es notwendig, die Anzahl der Prozesse zu minimieren, kostengünstige Materialien zu wählen und die Prozesszeit so weit wie möglich zu reduzieren.
Es gibt drei Möglichkeiten, die konvexen Punkte des Flip-Chips mit flexiblen Substratpads zu verbinden: isotroper leitfähiger Klebstoff (ICA) mit Bodenfüllung, anisotroper leitfähiger Klebstoff (ACA, ACF) und nicht leitfähiger Klebstoff (NCA), der direkt auf die vorstehenden Punkte des Nagelkopfs drückt. Theoretisch sollte der NCA-Verbindung der Vorzug gegeben werden, die mit Klebevorsprüngen kombiniert werden kann, um eine kostengünstige Herstellung zu erreichen, aber es gibt bestimmte Einschränkungen und Zuverlässigkeit.
Der Vorteil von ICA ist, dass es kostengünstig ist und kein Druck zum Aushärten benötigt wird. Die Arbeitsschritte sind umständlich und die Kosten lassen sich nur schwer senken. In der Regel ist die Aushärtungszeit lang, was die Verbesserung der Produktionsgeschwindigkeit erschwert. In der Form, dass zunächst ein kleines Substrat hergestellt wird, das den Chip verbindet, und dieses dann mit einem großformatigen Antennensubstrat verbunden wird, besteht die bevorzugte Methode darin, die Schaltungsleitung durch ICA-Klebung zu vervollständigen. In der Regel werden kostengünstige und schnell aushärtende ACF und ACA verwendet. Die spezifische Methode besteht darin, eine gewöhnliche Schablonendrucktechnologie zu verwenden, um eine Schicht ACA an der entsprechenden Position des Lötpads des Antennensubstrats aufzutragen, eine umgekehrte Chip-Montagemaschine zu verwenden, um den Chip an der entsprechenden Position zu platzieren, und ihn dann durch Wärme zu pressen und auszuhärten.
Eine andere Verbindungsmethode besteht darin, zunächst das RFID-Modul herzustellen und es dann zur Montage auf das Antennensubstrat zu nieten.
In der Praxis haben elektronische Etiketten verschiedene Verpackungsformen, die nicht durch Standardformen und -größen begrenzt sind, und ihre Zusammensetzung variiert stark, so dass sogar spezielle Designs für verschiedene Anforderungen erforderlich sind. Derzeit reichen die verwendeten Größen von ¥ 6 mm bis 76 × 45 mm, und noch kleinere werden mit Chips im Mikrometermaßstab hergestellt, einschließlich Antennen, die nur 0,4 × 0,4 mm groß sind; die Speicherkapazität reicht von kleinen Modellen mit Nur-Lese-ID-Nummern von 64-200 Bit bis zu Modellen mit großer Kapazität, die Zehntausende von Bits an Daten speichern können (wie EEPROM32Kbit); die Verpackungsmaterialien reichen von selbstklebenden bis zu Kunststoffen für das Spritzgießen. Die verschiedenen Verpackungsformen für elektronische Etiketten unterscheiden sich in Bezug auf Material, Zusammensetzung usw.
(1) Kartentyp (PVC, Papier, andere)
Es gibt zwei Arten von Laminaten: Schmelzpressen und Siegelpressen. Das Schmelzpressen erfolgt durch Erhitzen und Pressen der INLAY-Folie in der mittleren Schicht sowie der oberen und unteren PVC-Folie. Das PVC-Material wird mit dem INLAY verschmolzen und dann auf die in ISO7816 angegebene Größe gestanzt. Wenn der Chip mit einem Transponder ausgestattet ist, ragt der Chip über die Antennenebene hinaus (mit einer Antennendicke von 0,01-0,03 mm), und es kann ein anderes Laminierungsverfahren, nämlich das Versiegeln, verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist das Substrat in der Regel PET oder Papier, und die Chipdicke beträgt normalerweise 0,20-0,38 mm. Bei der Herstellung von Karten und Verpackungen wird nur PVC um die Antenne herum versiegelt, nicht verschmolzen, und der Chipteil wird nicht zusammengedrückt, wodurch eine Quetschung des Chips vermieden werden kann. Beim Kleben werden Papier oder andere Materialien verwendet, um das Ober- und Untermaterial des Transponders durch Kaltleim miteinander zu verbinden, und dann werden sie in verschiedene Kartengrößen geformt und geschnitten.
(2) Etikettenklasse
Bei der selbstklebenden Variante kann das fertige Produkt mit einer Etikettiermaschine in eine manuelle oder ablösbare Form gebracht werden und ist das am häufigsten verwendete Mainstream-Produkt. Das heißt, ein elektronisches Etikett wird auf der Rückseite des Markenzeichens angebracht und direkt auf das markierte Objekt geklebt. Wie z. B. Gepäckanhänger für die Luftfahrt, Etiketten für Paletten, usw. Hängeetiketten, die für Kleidung und Gegenstände mit Hängeetiketten verwendet werden und sich durch ihre kompakte Größe und Wiederverwendbarkeit auszeichnen.
(3) Klasse Alien
Die meisten elektronischen Etiketten werden in unterschiedlichem Maße durch das Metall beeinträchtigt und können nicht richtig funktionieren. Diese Art von Schildern wurde speziell bearbeitet und kann zum Lesen und Schreiben auf Metall angebracht werden. Sie werden für die Oberfläche verschiedener Metallteile wie Druckbehälter, Kessel, Feuerlöschgeräte usw. verwendet.
Handgelenksgurte können als Einwegartikel (z. B. für medizinische Zwecke) oder zur Wiederverwendung (z. B. in Vergnügungsparks) verwendet werden.
Bei Tieren und Pflanzen kann die Verpackungsform ein Glasröhrchen, eine hängende Ohrmarke, ein Fußring mit Schnalle usw. sein. Die Technologie der elektronischen Etiketten hat aufgrund ihrer bahnbrechenden technologischen Eigenschaften und ihrer breiten Anwendbarkeit zunehmende Anerkennung auf dem Markt gefunden.
Mit der weiteren Verbesserung der Chip-Herstellungs- und Verpackungsprozesse sowie der zunehmenden Reife der Verpackungsgeräte und -materialien werden elektronische Etiketten zweifellos besser für unsere Bedürfnisse geeignet sein.
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