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

隨著物聯網與RFID 技術的廣泛應用，在檔案管理領域，越來越多的檔案館開始使用UHF 頻段RFID 技術來對檔案進行管理。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范、標簽自帶的雙面膠有效期的問題、環境溫濕度變化和存在一定的碰撞的風險，檔案盒上的電子標簽存在很大的脫落風險。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的工藝和性能問題，關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 技術發端于雷達技術，經過幾十年的發展，目前RFID技術已經成為了物聯網感知層的重要組成部分。超高頻（UHF）RFID 系統是工作頻率在840MHz-960MHz 的自動識別系統，其由讀寫器、天線和電子標簽構成。UHF 頻段的電子標簽是典型的SOC 系統（System On Chip），即電子標簽是一種簡單的圍繞集成電路芯片構造的系統，通常電子標簽的構成包括標簽芯片、天線、基材、外殼、不干膠等，這些構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計和制造的。

根據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工藝，如倒封裝、焊接、邦定等，根據備膠方式的不同，電子標簽可以分為干inlay 和濕inlay。不同的連接形式會表現出不同的物理特性，如在高低溫環境下的使用可靠性、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獲取電磁信號，并轉換成所需要的電信號，獲取能量并向讀寫器返回應答信號。耦合和輻射的形式都可以成為電子標簽獲取能量的方式，只是根據頻段和應用方法的不同，獲取能量的形式也會有所不同。

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

3 工藝研究

通過壓制技術，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，不發生標簽脫落的現象。如圖1 所示。

本論文鎖所針對的檔案盒為無酸科技檔案盒，其用料及技術參數為：

（1）執行標準CB/T 11822-2008。

（2）規格：長31cm 寬22cm 厚度：2cm3cm4cm5cm6cm。

圖1：無酸科技檔案盒示意圖

圖2：實際測試環境

（3）用料標準：用做紙符合《中華人民共和國檔案行業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，采用環保、防蟲、防霉專用膠復合。

（5）檔案盒內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；尺寸大小：標簽天線長度≥95mm寬度≤3mm；存儲容量：標簽內用戶數據區容量應不小于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，對標簽起到了很好的保護作用，標簽封裝完成后，我們對標簽所表現的性能進行測試和分析。如圖2 至圖6 所示。

5 結論

從以上是結果可以看出，將標簽封裝在檔案盒內，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 技術在檔案管理技術中的應用。