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无源RFID标签结构与原理

无源RFID标签本身不带电池依靠读卡器发送的电磁能量工作由于它结构简单经济实用因而获得广泛的应用无源RFID标签由RFID IC谐振电容C和天线L组成天线与电容组成谐振回路调谐在读卡器的载波频率以获得最佳性能

 RFID标签结构 RFID标签天线有两种天线形式?#28023;?线绕电感天线2在介质基板上压印或印刷刻腐的盘旋状天线天线形式由载波频率标签封装形式性能和组装成本等因素决定例如频率小于400KHz时需要mH级电感量这类天线只能用线绕电感制作频率在4~30MHz时仅需几个礖几圈线绕电感就可以或使用介质基板上的刻腐天线 选择天线后下一步就是如何将硅IC贴接在天线上

 IC贴接也有两种基本方法?#28023;?使用板上芯片COB2裸芯片直接贴接在天线上前者常用于线绕天线而后者用于刻腐天线CIB是将谐振电容和RFID IC一起封装在同一个管壳中天线则用烙铁或熔焊工艺连接在COB的2个外接端了上由于大多数COB用于ISO卡一种符合ISO标准厚度0.76规格的卡因此COB的典型厚度约为0.4mm两种常见的COB封装形式是IST采用的IOA2MOA2和美国HEI公司采用的World 裸芯片直接贴接减少了中间步骤广泛地用于低成本和大批量应用

直接贴接也有两种方法可供选择1引线焊接2倒装工艺采用倒装工艺时芯片焊盘上需制作专的焊球材料是金的高度约25祄然后将焊球倒装在天线的印制走线上引线焊接工艺较简单裸芯片直接用引线焊接在天线上焊接区再用黑色?#36153;?#26641;脂密封对小批量生产这种工艺的成本较低而对于大批量生产最好采有倒装工艺

 RFID IC 内部备有一个154位存储器用?#28304;?#20648;标签数据IC内部还有一个通导电阻极低的调制门控管CMOS以一定频率工作当读卡器发射电磁波使标签天线电感式电压达到VPP时器件工作以曼彻斯特格式将数据发送回去数据发送是通过调谐与去调谐外部谐振回路来完成的具体过程如下当数据为逻辑高电平时门控管截止将调谐电路调谐于读卡器的截波频率这就是调谐状态感应电压达到最大值如此进行调谐与去调谐在标签线圈上产生一个幅度调制信号读卡器检测电压波形包络就能重构来自标签的数据信号 门控管的开关频率为70KHz完成全部154位数据约需2.2ms在发送完全部数据后器件进入100 ms的休眠模式当一个标签进入休眠模式时读卡器可以去读取其它标签的数据不会产生任何数据冲突当然这个功能受到下列因素的影响标签至读卡器的距离两者的方位标签的移动以及标签的空间分布 为了达到设计的性能标签应准确地调谐在读卡器的载波频率然而使用的元件总会有偏差的引起读数距离的变化电感的误差可控制在1~2%以内因此读数距离主要由电容误差引起的外接电容的误差应在5%以内Q值大于100MCRF360R的内部电容是用氧化硅制作的同一硅片上的误差在5%以内而不同批次的误差在10%左右

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