Обзор производства пассивных RFID меток

Процесс производства пассивных RFID меток сегодня бурно развиваться, что обусловлено стремлением изготовителей поставлять на рынок более дешевые RFID метки с более широкими возможностями. Традиционный процесс производства меток является дорогим по сравнению с оценочной стоимостью производства ожидаемой широкими кругами пользователей 5-центовой метки. Объем выпуска таких радиометок предсказывается на уровне нескольких миллиардов штук в год. Как минимум производительность существующих процессов изготовления должна увеличиться на порядок, чтобы удовлетворить этот спрос. Вероятнее всего, этапы этого процесса не изменятся радикально даже при его усовершенствовании, если только не произойдет смены технологии (например, вся RFID метка будет печататься на объекте с помощью проводящих чернил).

Базовый процесс производства RFID меток состоит из следующих этапов:
1. Создание микрочипа.
2. Изготовление антенны метки.
3. Создание вставки.
4. Преобразование вставки.


Создание микрочипа
Микрочип является отдельным участком кремниевой пластины, которая представляет собой круглый диск из кремния диаметром 7-10 см., на котором можно изготовить значительное количество микрочипов. Этот этап производства, как правило, состоит из следующих подэтапов:
1. Изготовление микрочипов на кремниевой пластине - используются процессы химического травления (также называемые фотолитографическими процессами) для изготовления от нескольких сотен до тысяч микрочипов меток на кремниевой пластине.
2. Тестирование - проверяется функционирование индивидуальных микрочипов на пластине. В тестировании обычно используются металлические иглы, с помощью которых осуществляется доступ к чипу непосредственно через его специальные контактные поля. Чип переводится в тестовый режим, в котором могут быть тщательно проверены все его функции. Все дефектные чипы маркируются цветовым кодом так, чтобы их можно было позднее идентифицировать и удалить. После завершения тестирования тестовый режим навсегда отключается пережиганием специальных перемычек на чипе (что предохраняет его от любого несанкционированного доступа в последующей фазе).
3. Внедрение уникальных серийных номеров - этот этап обычно выполняется с помощью предыдущей фазы (тестирования), когда уникальный серийный номер программируется в памяти чипа.
4. Разделение индивидуальных микрочипов - обычно для разрезания пластины на отдельные микрочипы используется алмазная пила. Но эти пилы разрушают часть кремния, который мог быть использован для изготовления большего количества микрочипов. Поэтому могут также применяться альтернативные методы, особенно при очень малых размерах микрочипов (например, 300 мк и менее).
5. Встраивание чипа в модуль-подложку - этот этап является необязательным. Индивидуальные чипы встраиваются в модуль на подложку некоторого типа (например, пластиковую). Если RFID метки очень маленькие, то этот этап может быть невыполнимым с позиции стоимости и возможностей существующего оборудования. В этом случае необходимо разрабатывать альтернативные методы.

Изготовление антенны RFID метки
Этот этап различается в зависимости от частоты изготовляемой RFID метки. Например, при проектировании системы учета рабочего времени для компании "Славянское Право", которая предлагает услуги по оформлению патента на работу для граждан, мы использовали низкочастотные RFID метки частотой 125 кГц, которые были вшиты в индивидуальные бесконтактные пропуска сотрудников компании. Для изготовления антенн низкочастотных (НЧ) меток и высокочастотных (ВЧ) радиометок обычно используется очень тонкий металлический (например, медный) провод. Травление металла (например, меди или алюминия) обычно применяется для изготовления антенн УВЧ и микроволновых меток. В этих случаях антенна изготовляется также печатью ее с помощью проводящих чернил, содержащих медь, углерод или никель. Антенну RFID метки и микрочип радиометки могут конструировать разные компании.

Создание вставки
Этот этап производства состоит из следующих подэтапов:
1. Подключения модуля или чипа (если модуль не изготавливался) к антенне метки на подложке - этот этап выполняется быстро и автоматически с помощью специального оборудования. Получившийся узел называется вставкой или вкладкой.
2. Тестирования - на этом этапе вставка тестируется бесконтактным способом, а не прошедшие тест вставки отбраковываются. Здесь получаются полнофункциональные RFID метки, пока еще не готовые к употреблению.


Преобразование вставки
На этом этапе вставка преобразуется в форму, готовую к употреблению и/или к индивидуальной настройке в соответствии с конкретными требованиями к прочности. Например, вставка может быть помещена между двух слоев бумаги или пластика, чтобы сформировать интеллектуальный ярлык. Верхний слой может содержать области для печати адресов отправителя и получателя, штрих-код товара, краткое текстовое описание товара и т.д. Нижний слой может состоять из липкой основы, используемой для прикрепления ярлыка к товару. В другом случае вставка может помещаться в стеклянную капсулу, пластиковую отливку или в какую-то другую удобную форму. После этого этапа обычно выполняется другой цикл бесконтактного тестирования с целью обеспечения качества, а дефектные RFID метки отбраковываются. Компании, преобразующие RFID метки, могут придавать вставке желаемую форму, после чего радиометка готова к применению пользователем.