RFID電子標(biāo)簽技術(shù)介紹
目前,RFID電子標(biāo)簽技術(shù)的進(jìn)展,主要集中在天線和芯片的制造材料與印刷工藝方面,并成為印刷電子技術(shù)一個(gè)重要的研究方向。相比RFID電子標(biāo)簽制作的其他技術(shù),印制技術(shù)的誕生使RFID電子標(biāo)簽在低成本、高效率和環(huán);矫婢哂胁豢杀葦M的優(yōu)勢(shì),為其進(jìn)一步在民用領(lǐng)域發(fā)揮作用提供了極大的可能。
RFID電子標(biāo)簽制造材料的進(jìn)展
1.RFID電子標(biāo)簽天線材料
主流RFID電子標(biāo)簽天線主要以銅和鋁為材料,分別通過線圈繞制和蝕刻工藝制作,產(chǎn)品在可靠性和使用壽命上具有很大優(yōu)勢(shì),因此占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)。
然而,隨著納米技術(shù)的興起,可直接印制RFID電子標(biāo)簽天線的納米油墨(采用導(dǎo)電材料制成)對(duì)現(xiàn)有材料提出了挑戰(zhàn)。根據(jù)IDtechEX(知名市場(chǎng)研究公司)統(tǒng)計(jì),2012年全球?qū)щ娪湍加?8.6億美元的市場(chǎng),預(yù)計(jì)2018年導(dǎo)電油墨市場(chǎng)將達(dá)到33.6億美元,屆時(shí),納米銀導(dǎo)電油墨和納米銅導(dǎo)電油墨市場(chǎng)將達(dá)到7.35億美元。
不過,納米導(dǎo)電油墨印制RFID電子標(biāo)簽天線技術(shù),目前仍面臨著油墨附著力、耐摩擦性、印刷均勻性、導(dǎo)電性與防氧化性需要改善等問題。
(1)納米銀導(dǎo)電油墨
納米銀導(dǎo)電油墨具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、防氧化性,加上其技術(shù)成熟度較高,是印制RFID電子標(biāo)簽天線的首選材料。
華中科技大學(xué)相關(guān)研究組以次磷酸鈉為還原劑、六偏磷酸鈉為分散劑、PVP為保護(hù)劑,與硝酸銀溶液反應(yīng),制得紫紅色銀溶膠,加入pH調(diào)節(jié)劑,將銀溶膠pH值調(diào)節(jié)至3,經(jīng)過濾、鈍化、洗滌等操作,在60℃溫度環(huán)境下真空干燥得到平均粒徑為30nm左右的納米銀粉,再加入到FA-406油墨中配置成導(dǎo)電油墨,固化后,該導(dǎo)電油墨具有較好的柔韌性和耐濕熱性,且導(dǎo)電性高、印刷均勻性也好。
(2)納米銅導(dǎo)電油墨
納米銅導(dǎo)電油墨雖然導(dǎo)電性比納米銀導(dǎo)電油墨稍差,但價(jià)格具有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),近年來開始成為研究熱點(diǎn)。不過,銅的化學(xué)性質(zhì)活潑,這使得如何避免納米銅顆粒在合成與應(yīng)用中氧化成為一大難點(diǎn)。
有公司在有機(jī)溶劑乙二醇中采用還原法,成功制備了直徑為30~50nm的球形納米銅,且無其他的氧化物存在,這表明乙二醇可以防止納米銅氧化,同時(shí)聚乙二醇分散劑可以增加納米銅粒子的分散穩(wěn)定性及均勻性。
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2.RFID電子標(biāo)簽芯片材料
在芯片制造領(lǐng)域,衡量制造工藝的基準(zhǔn)是芯片內(nèi)晶體管與導(dǎo)線相連接的寬度,即線寬,寬度越細(xì),該制造工藝越精準(zhǔn)。受到原子元件尺寸的限制,半導(dǎo)體芯片的線寬有其物理極限,芯片體積不可能無限小,因此,通、斷電的頻率到一定程度就很難再提高。
采用碳納米管(CNTs)來取代硅晶體管,是突破這個(gè)瓶頸的最佳方法。CNTs與其他半導(dǎo)體材料相比,不僅尺寸小、電學(xué)性能優(yōu)異、物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而且CNTs構(gòu)建的晶體管還具有發(fā)熱量更少以及運(yùn)行頻率更高等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),CNTs容易實(shí)現(xiàn)溶液化,分離純化后的CNTs墨水能印刷出高性能的薄膜晶體管器件。
不可避免的,CNTs也存在著缺點(diǎn),即制備的CNTs中同時(shí)含有金屬性和半導(dǎo)體性CNTs。因此,在芯片制造領(lǐng)域,其需要經(jīng)過分離處理,得到半導(dǎo)體性質(zhì)的CNTs才能發(fā)揮相應(yīng)的作用。
目前,單壁CNTs的分離一般基于化學(xué)方法,較為成熟,有電泳分離法(electrophoreticseparation)和層離法(chromatographicmethod)等,但往往涉及到多種化學(xué)試劑,如加入表面活性劑會(huì)產(chǎn)生摻雜效應(yīng),所以,分離需要多步物理化學(xué)過程來完成。
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近幾年,又出現(xiàn)了一種全新的分離CNTs的方法——庫侖爆炸法。庫倫爆炸法利用靜電排斥的原理使一束單壁CNTs帶上同種電荷,當(dāng)電荷之間的排斥力大于CNTs之間的范德華力時(shí),即發(fā)生庫侖爆炸。這種爆炸能使一束碳納米管相互分離,形成一種獨(dú)特、新奇的放射狀格局,被命名為“納米樹”(nanotree)。經(jīng)拉曼光譜(Raman spectra)等測(cè)試證明,分離后的CNTs具有較小的直徑,不到3nm,甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整的單根CNTs。
同時(shí)出現(xiàn)的還有其他新技術(shù),如利用不同序列的DNA識(shí)別金屬性和半導(dǎo)體性單壁CNTs。DNA識(shí)別雖然靈敏,但成本高,且耗時(shí)長(zhǎng)?s短這一時(shí)長(zhǎng)可以通過兩相萃取,將不同屬性單壁CNTs分離開來,整個(gè)過程只需4分鐘,比傳統(tǒng)的方法快了數(shù)十倍,而且成本大幅降低,為分離出的單壁CNTs走向真正意義的應(yīng)用提供了可能。
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RFID超高頻UHF遠(yuǎn)距離抗金屬資產(chǎn)管理標(biāo)簽UT9135具有優(yōu)異的抗金屬特性,具有很高的高性價(jià)比,高強(qiáng)度封裝可應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境,特殊的設(shè)計(jì)使得標(biāo)簽具有遠(yuǎn)距離讀取能力,工作頻率902~928MHz,UHF EPC Global Class1 Gen2, ISO 18000-6C。主要應(yīng)用于資產(chǎn)管理、設(shè)備巡檢、建材管理、車輛管理、倉儲(chǔ)管理、大型戶外資產(chǎn)、電力設(shè)備及汽車部件等管理。
RFID超高頻UHF遠(yuǎn)距離抗金屬資產(chǎn)管理標(biāo)簽UT9135
RFID高頻HF圖書不干膠標(biāo)簽HT6507是高頻圖書檔案管理專用標(biāo)簽,工作頻率13.56MHz,ISO/IEC 15693協(xié)議,采用獨(dú)特的標(biāo)簽天線設(shè)計(jì),能進(jìn)行遠(yuǎn)距離多標(biāo)簽的讀取,廣泛用于圖書館管理、檔案管理、無人零售、資產(chǎn)管理、服裝管理、產(chǎn)線管理、設(shè)備巡檢等領(lǐng)域。
RFID高頻13.56MHz智能檔案柜電子標(biāo)簽讀寫器HR7748,是一款高性能的ISO/IEC15693、ISO18000-3 Mode1協(xié)議電子標(biāo)簽讀寫器,采用全新智能信號(hào)處理設(shè)計(jì),處理速度比模擬信號(hào)快60%以上,射頻輸出功率0.5-5W可軟件調(diào)節(jié)?蓮V泛用于新零售無人售貨柜,智能圖書柜、藥品寄售柜、智能文件柜、商品定位、試管試劑管理、智能檔案柜、機(jī)要文件管理、流利架、珠寶管理、自助洗衣服務(wù)、生產(chǎn)過程控制等RFID系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。
RFID高頻13.56MHz智能檔案柜電子標(biāo)簽讀寫器HR7748
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RFID超高頻工業(yè)級(jí)一體式讀寫器UR5306
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