금속 RFID 태그의 고온 평가

October 18 , 2021

소개

최신 데이터 수집 솔루션으로 RFID 기술의 사용은 해마다 꾸준히 증가해 왔으며, 세계 RFID 시장은 2023년까지 320억 달러에 육박할 것으로 예상됩니다. RFID의 성장은 주로 솔루션으로서의 다목적성, 실행 가능한 응용 프로그램의 잠재적인 투자 수익 및 설치 후 상대적인 사용 용이성.

RFID는 주로 문을 열고 동물을 추적하는 데 사용되었습니다. 비용과 기능의 관점에서 볼 때 그 어느 때보다 실현 가능합니다. 말할 것도 없이 실행 가능한 데이터의 가치는 역사상 가장 높은 수준입니다. 공급망, 의료, 제조 및 대마초는 RFID 기술을 사용하여 보다 효율적으로 운영하는 많은 산업 중 일부일 뿐입니다. 최근 RFID 및 기술 전반에 걸친 모든 산업의 성장에도 불구하고 고온 RFID 응용 분야, 특히 150+C(302+F) 이상의 온도에 장기간 노출되어야 하는 응용 분야에서는 여전히 성장의 여지가 있습니다.

그렇다면 고온의 문제는 무엇일까요? 고온 RFID 태그는 이미 사용 가능하지 않습니까?

시장에는 몇 가지 인상적인 고온 태그가 있지만(인기 있는 고온 태그 옵션을 보려면 아래로 스크롤), 실행 가능한 애플리케이션에 대한 제한도 있습니다. 완전히 하기 위해서는 고온으로 인한 장애물을 이해하려면 먼저 RFID 태그의 구성, 작동 방식 및 구성 방식을 살펴보겠습니다.

RFID 태그의 구성 요소

능동 RFID 태그와 비교하여 수동 RFID 태그는 비용 효율적이기 때문에 고온 애플리케이션에서 더 일반적으로 사용됩니다. 수동 태그의 개발은 일반적으로 세 가지 기본 구성 요소로 시작됩니다.

안테나 - 일반적으로 전도성 금속, 금속 호일 또는 인쇄된 금속 잉크로 만들어진 안테나는 무선 신호를 수신 및 전송합니다.

집적 회로-종종 칩 또는 IC라고도 하는 집적 회로는 실리콘으로 만들어진 바늘 크기 정도이며 데이터를 저장하는 태그의 "두뇌"입니다.

기판 - 칩과 안테나를 함께 고정하는 얇은 재료 층(일반적으로 플라스틱).

이 단계에서 "페이스"라는 또 다른 재료 층이 노출된 안테나와 칩을 덮기 위해 적용되어 "인레이"를 형성합니다. 인레이는 최종 사용자에게 판매되거나 다른 개발 단계를 거쳐 완성된 라벨 또는 라벨이 됩니다. 대부분의 고온 라벨의 경우 인레이는 고온 및 열악한 산업 환경에서 라벨의 작동 구성 요소를 보호하기 위해 열가소성, 세라믹 또는 기타 내열 재료로 캡슐화됩니다.

수동 RFID 태그는 어떻게 작동합니까?

요컨대, RFID 리더가 안테나를 통해 방출되는 무선 주파수를 발생시킬 때, 리더의 범위 내에 있는 태그의 내부 안테나는 그 전파의 에너지를 태그 칩으로 전도한다. 전파의 에너지는 칩을 활성화하고 칩은 태그 데이터로 에너지를 변조하고 변조된 신호를 판독기 및/또는 안테나로 다시 전송합니다.

문제는

크기는 보통 바늘이나 모래알과 비교됩니다. RFID 칩은 안테나에 의해 전도된 에너지가 칩을 활성화하고 저장된 데이터에 액세스할 수 있도록 매우 얇은 금속 태그 안테나에 고정되어야 합니다. 칩은 일반적으로 안테나에 납땜되거나 에폭시로 연결됩니다. 태그 칩과 안테나의 이러한 조합은 태그에서 가장 취약한 부분입니다.

취약점은 칩을 안테나에 연결하는 데 사용되는 재료의 물리적 구성으로 인해 발생합니다. 고온에 장기간 노출되면 가장 강한 에폭시 및 솔더 금속도 녹습니다. 접착력이 약해지면 칩이 안테나에서 분리되어 태그가 무용지물이 됩니다.

고온 테이크아웃

이 두 용어는 고온 라벨 평가의 핵심입니다.

작동 온도 - RFID 태그가 수명 기간 동안 정상적으로 작동할 수 있는 온도 범위입니다.

최대 노출 온도 - RFID 태그가 태그의 구조 및/또는 성능에 영향을 미치지 않고 견딜 수 있는 최고 온도.

가장 높은 노출 온도를 유지함으로써 칩은 제자리에 남아 있어야 하고 라벨 재료는 손상되지 않은 상태로 남아 있어야 합니다. 대부분의 고온 라벨 제조업체는 광범위한 테스트를 기반으로 하는 중요한 라벨 노출 간격도 포함합니다.

고온 라벨이 고온에 노출되는 경우 라벨 자체의 온도가 라벨의 작동 온도 범위 내에 있을 때까지 라벨이 읽히지 않도록 하는 것이 중요합니다. 이는 칩을 안테나에 연결하는 재료가 단단하지 않아 예상대로 무선 주파수 에너지를 전도할 수 없기 때문입니다. 고온 수준에서 태그를 읽으려고 하면 칩 데이터가 손상될 수 있습니다. 고온 라벨이 고온에 노출된 후 라벨의 내부 구조를 유지하고 열을 발산하여 라벨이 작동 온도로 돌아갈 수 있도록 포장을 설계했습니다.

태그 사양 예:

1. 고온 저항 안티 메탈 UHF 하드 태그

이 태그는 고온(230°C 미만에서 1시간 동안 손상 없음), 화학물질, 압력 및 비틀림에 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다. 태그는 UHF 칩으로 작동하며 주로 산업 장비, 제조, 자동차 제조, 석유 & 가스 & 광업에 사용되는 가혹한 환경에서 생존할 수 있습니다.

신뢰성 테스트 조건 및 결과: