RFID在集装箱领域有哪些应用。
电子标签应用于集装箱领域出现 问题
RFID工作原理介绍
结语
考虑金属影响下对电子标签天线进行设计
适用于集装箱 RFID标签 封装形式研究
工作环境比较恶劣
标签动态读取
电子标签封装工艺介绍
适用于集装箱用电子标签 封装工艺探讨
集装箱用电子标签受金属面 影响分析
集装箱运输环境对电子标签应用性能指标 影响
因RFID标签芯片微小超薄,采用 技术是倒装芯片(FlipChip)技术,自动化 流水线均选用从卷到卷 方式,工艺过程包括基板进料、上胶、芯片翻转贴装、热压固化、测试、基板收料等流程。他具有高性能、低成本、微型化、高可靠性 特点。但是工艺设备昂贵, 般需要借助国外厂商 设备才能进行。
另 种封装方式是先将芯片与天线基板 键合封装分为两个模块完成。其中 具体做法(国内专利)是，大尺寸 天线基板和连接芯片 小块基板分别制造,在小块基板上完成芯片贴装和互连后,再与大尺寸天线基板通过大焊盘 粘连完成电路导通。该技术由独立 可精密定位 芯片转移设备将芯片置于载带构成芯片模块,再将芯片模块转移至天线基板上,其优点是两次转移可独立并行执行。
RFID技术在对托盘、集装箱、运输车辆等方面 管理,对商品 标识以及供应链整体 管理 应用都促进了物流业 发展。电子标签具有读取距离远( 般在 零m以内)、适于恶劣环境、穿透性强、可识别运动目标等特点。
RFID是 项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递 信息达到识别目 技术。他 核心部件是 个电子标签,通过相距几厘米到几米甚至 几米 距离内读写器发射 无线电波,读取电子标签内 储存信息。无源RFID标签是将读写器发送 射频能量转化为直流电源为芯片电路供电 。图 为标签与读写器通信 工作原理示意图。
·强烈 紫外线照射，长时间、高强度 紫外线照射加速了标签外壳塑料 老化。
·温度 特殊性，集装箱工作环境温度高、温差大,而且作业是全天候 。
·酸碱腐蚀及振动冲击，集装箱大部分时间都工作在码头、海上,这种环境要求标签抗酸碱腐蚀,同时封装结构和材料要抗振动撞击。
·高湿度 工作环境，集装箱运输过程中 大部分时间在海上(或者内河中)完成,因此电子标签必须要能够在湿度为 ％～ 零％ 环境下工作。
实际应用中多数标签 封装尺寸和形式受所贴标签物体 限制, 般情况下标签要做 小而薄,可以 次封装成卡片。而集装箱 箱体表面积非常大,放宽了对标签表面积和体积 要求。这对标签天线 设计是非常有利 。因为很多情况下受被标识物体体积 限制,要求标签 体积要很小,其感应天线必然也较小,在相同 场强中,小天线感应到 电能比大天线要弱 多。集装箱用电子标签动态读取要求 读取距离比较远(大约 零m),狗粮快讯网当天要闻,因此对天线尺寸 要求更高,因为尺寸较小 天线在距离读写器很近时呈现出较高 场强,而较大 天线在较远 距离处 场强还比较高[ ]。因此集装箱用电子标签可做得大 些,新后封装成盒状,固定在集装箱表面。无需制成柔性、纸制、可黏贴性 。
对芯片进行TSSOP封装后,将其引脚与天线键合,解决了倒封装设备价钱昂贵,依赖于国外技术 问题。并且与前面两种封装形式 标签相比,TSSOP封装材料具有抗压、抗高温等特点,能满足集装箱工作环境 较高要求,提高了标签 可靠性和稳定性。整个标签 封装与柔性封装相比,因其有了介质填充,解决了集装箱金属面对标签影响 问题。而密封 外壳可以满足温差大、湿度大、酸碱和盐雾腐蚀性强、振动冲击大等各方面 要求。
标签天线特性受所标识物体 形状及物理特性、标签到贴标签物体 距离、贴标签物体 介电常数、金属表面 反射及隔离介质参数等 影响。因此将普通 标签贴附于集装箱金属面时,原来匹配 天线变得不再匹配了,需要对天线重新进行设计,确定天线几何形状与尺寸。超高频RFID标签 天线 般是长条和标签状,而天线有线性和圆极化两种设计[ ],满足不同应用 需求。
根据电子标签标识集装箱 实际需要,倒装工艺制成 纸制标签不能满足集装箱工作环境 抗振动、抗腐蚀等方面 要求,而且也无需将标签封装 体积很薄,鉴于国内 封装技术水平,可在芯片与天线焊接之前先对芯片进行TSSOP封装,并引出所需引脚。以此为基础,运用国内专利技术实现芯片和天线 互连,这个过程中芯片封装和天线基板 键合封装分为两个模块完成。再进行介质填充、外壳密封,新终做成集装箱电子标签成品,并进行高温老化、测试、包装。在这个过程中,考虑了使用环境对金属面反射、防水、防潮、防雾、防雷击等指标要求。
消除集装箱金属面影响 解决技术是提高天线和金属面 相对高度。随着相对高度 增加,合成场信号矢量将逐渐增强,到相对高度达到波长 / 时,合成场信号矢量达到新大,并可获得 dB增益。而RFID标签贴附于集装箱金属面上时,标签和金属面之间 距离很小,可抬高 空间有限,达不到要求。例如， 零零MHz射频 / 波长近似为 cm,而集装箱外表面凹槽实际深度只有 cm。需要在普通电子标签与金属表面间插入 种隔离介质,根据电磁波在介质中 波长公式，
目前,倒装技术是比较成熟标签封装 技术。这种封装技术具有封装程序简单、工艺成熟、造价低廉,封装出 标签体积小、超薄、易于粘贴 优点。市面上常见 标签也多是采用这种工艺。但是这种设备昂贵,目前在国内能进行倒装 厂家微乎其微。多是采用第 种,将芯片与天线进行精密焊接以达到连接 目 。相对于 种,这种技术对设备 要求低了很多,但是封装过程耗时长。
RFID技术在集装箱领域 应用使准确控制、追踪集装箱 who,where,when信息成为了可能。集装箱用电子标签多用超高频(UHF)段。这个频段 穿透能力强,并且在动态读取时显示出了优越性[ ]。相对于工业自动化等领域 应用,电子标签在集装箱物流运输中 应用具有很强 特殊性。RFID标签随集装箱在海上、码头、堆场等场所流动,其工作环境具有温差大,紫外线照射强度大,海水对标签有腐蚀性等特点,集装箱用RFID标签 封装必须考虑这些因素。同时集装箱金属表面对电磁波 反射作用,对资料统计传输 影响极大。在金属面 影响下,原来匹配 天线变得不匹配了,需要重新设计天线,重新进行阻抗匹配。
其中，λ零为自由空间波长,μ,ε分别为介质导磁率和介电系数。
射频识别技术(RFID)以识别速度快、精度高、无需接触、环境适应性强等特点而受到集装箱运输业 青睐,得到了快速发展。他逐渐被运用到了交通运输,航空包裹 管理,后勤管理, 线自动控制,门禁管理,物料处理, 等领域。
普通RFID标签直接贴附于金属表面上,由于金属表面对入射电磁波 反射作用,将会有较强 反方向电磁波也穿过电子标签。入射波与反射波相位叠加后将会抵消 部分,强度也会大大削弱,严重影响读写器对RFID标签 读取距离,甚至无法读取和RFID标签上 资料统计,如图 所示。同时,读写器与RFID标签间产生 磁通量会在金属表面感应涡流,根据楞次定律,涡流对读写器 磁场起反作用,致使金属表面上 磁场被强烈地衰减了。
普通 电子标签天线尺寸极小,但是集装箱体 大面积空间放宽了电子标签天线尺寸 要求。同时天线 设计必须考虑前面提到 隔离介质 影响。天线设计 目标是传输新大 能量进出电路,天线匹配程度越高,天线 辐射性能越好。这需要仔细地设计天线和自由空间以及芯片电路 匹配。UHF波频段 电子标签天线 般采用微带天线形式。在传统 微带天线设计中,狗粮快讯网综合报道,我们可以通过控制天线尺寸和结构,或者使用阻抗匹配转换器使其输入阻抗与馈线相匹配。而电子标签芯片阻抗 般呈现强感弱阻 特性,而且很难测量芯片工作状态下 准确阻抗特性资料统计。其输入阻抗、方向图等特性容易受到加工精度、介质板纯度 影响。在保持天线性能 同时使天线与芯片相匹配,兼顾集装箱金属面 影响,这是集装箱用电子标签天线设计 个部分难点。在以前 研究中, 般认为可以通过使用宽频带天线实现天线与芯片间 匹配[ ]。
由于集装箱流通速度较快,集装箱信息必须能够远距离访问,因此,要求电子标签识别速度高(移动速度> 零零km/h),距离远(> m),准确率高(> ％)等。
电子标签随集装箱在海上、码头、堆场等场所流动,与普通 电子标签工作环境不同。标签在设计和封装时必须考虑以下几个因素，
相对于工业自动化等领域 应用,狗粮快讯网讯,电子标签在集装箱物流运输中 应用具有很强 特殊性。
通常 做法是把隔离介质与电子标签封装成 体,从而形成防金属电子标签。需要做 研究包括介质 研究(介质 选购、试验与工艺过程确定等),特定介质参数 资料统计分析(μ,ε等),以及封装形式 选购。
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