UHF頻段一體化無源RFID標簽檔案盒性能研究

馬明剛 王建忠 丁曉霞 李志浩 浦睿詣

（浙江寧海抽水蓄能有限公司 浙江省寧波市 315621）

1 概要

隨著物聯(lián)網(wǎng)與RFID 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在檔案管理領(lǐng)域，越來越多的檔案館開始使用UHF 頻段RFID 技術(shù)來對檔案進行管理。在實際的使用中，就涉及到要將UHF 頻段RFID 電子標簽粘附在檔案盒上，以方便對檔案進行注冊和管理。由于在實際的施工過程中，由于施工人員的操作不規(guī)范、標簽自帶的雙面膠有效期的問題、環(huán)境溫濕度變化和存在一定的碰撞的風(fēng)險，檔案盒上的電子標簽存在很大的脫落風(fēng)險。而一旦電子標簽脫落，則只能重新更換標簽并重新粘貼和注冊，這樣就給檔案管理人員帶來很大的工作量，也給館方造成和很大的經(jīng)濟損失。

本文從將檔案盒和標簽進行一體化成型的角度來研究對應(yīng)的工藝和性能問題，關(guān)注一體化成型之后電子標簽本身的靈敏度和識讀距離的變化問題。

2 UHF頻段電子標簽介紹

RFID 技術(shù)發(fā)端于雷達技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前RFID技術(shù)已經(jīng)成為了物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要組成部分。超高頻（UHF）RFID 系統(tǒng)是工作頻率在840MHz-960MHz 的自動識別系統(tǒng)，其由讀寫器、天線和電子標簽構(gòu)成。UHF 頻段的電子標簽是典型的SOC 系統(tǒng)（System On Chip），即電子標簽是一種簡單的圍繞集成電路芯片構(gòu)造的系統(tǒng)，通常電子標簽的構(gòu)成包括標簽芯片、天線、基材、外殼、不干膠等，這些構(gòu)造和組成幾乎都是圍繞著芯片以及與芯片連接在一起的天線進行設(shè)計和制造的。

根據(jù)電子標簽芯片與天線連接方式的不同，又可以演化出不同的生產(chǎn)工藝，如倒封裝、焊接、邦定等，根據(jù)備膠方式的不同，電子標簽可以分為干inlay 和濕inlay。不同的連接形式會表現(xiàn)出不同的物理特性，如在高低溫環(huán)境下的使用可靠性、標簽的耐彎折程度等。

電子標簽通過其天線在讀寫器天線的近場和遠場范圍內(nèi)獲取電磁信號，并轉(zhuǎn)換成所需要的電信號，獲取能量并向讀寫器返回應(yīng)答信號。耦合和輻射的形式都可以成為電子標簽獲取能量的方式，只是根據(jù)頻段和應(yīng)用方法的不同，獲取能量的形式也會有所不同。

由于檔案盒本身的特點，與檔案盒相粘結(jié)的電子標簽往往都是帶有備膠的濕inlay，濕inlay 在收到環(huán)境變化、時間變化之后，很容易發(fā)生脫落現(xiàn)象。

3 工藝研究

通過壓制技術(shù)，將檔案盒和電子標簽封裝在一起，從外表上看，電子標簽與檔案盒完全融為一體，這樣就能夠保證電子標簽在使用過程中，不發(fā)生標簽脫落的現(xiàn)象。如圖1 所示。

本論文鎖所針對的檔案盒為無酸科技檔案盒，其用料及技術(shù)參數(shù)為：

（1）執(zhí)行標準CB/T 11822-2008。

（2）規(guī)格：長31cm 寬22cm 厚度：2cm3cm4cm5cm6cm。

圖1：無酸科技檔案盒示意圖

圖2：實際測試環(huán)境

（3）用料標準：用做紙符合《中華人民共和國檔案行業(yè)標準無酸檔案卷皮卷盒用紙及紙板》DBA/T24*2000 標準。

（4）用紙：350 克無酸紙雙裱壓制，PH 值7.5-8.5 之間，采用環(huán)保、防蟲、防霉專用膠復(fù)合。

（5）檔案盒內(nèi)的兩條白帶采用純棉加密白帶，封口處使用的松緊帶采用進口原膠絲，純棉線編織拉力大，使用時間長。

圖3：測試標簽

圖4：標簽（a）靈敏度測試

圖5：標簽（b）靈敏度測試

（6）插遷采用ABS 工程塑料，插遷插頭弧線設(shè)計，不搶紙硬度高。

（7）檔案盒字體印刷清晰，油墨均勻，長期保存不褪色。

與檔案盒封裝在一起的電子標簽的工作頻率：920～925 MHz；遵循標準：ISO18000-6C；尺寸大?。簶撕炋炀€長度≥95mm寬度≤3mm；存儲容量：標簽內(nèi)用戶數(shù)據(jù)區(qū)容量應(yīng)不小于512bits。

圖6：標簽（c）靈敏度測試

4 性能研究

通過壓制工藝，將電子標簽封裝在檔案盒內(nèi)，對標簽起到了很好的保護作用，標簽封裝完成后，我們對標簽所表現(xiàn)的性能進行測試和分析。如圖2 至圖6 所示。

5 結(jié)論

從以上是結(jié)果可以看出，將標簽封裝在檔案盒內(nèi)，標簽的前向激活功率和后向反射功率均保持較好的水平，其射頻性能并未收到壓制工藝的影響。該工藝可以同時實現(xiàn)對標簽的物理保護和保證射頻性能的要求，十分有利于超高頻RFID 技術(shù)在檔案管理技術(shù)中的應(yīng)用。