Технологии производства устройств радиочастотной идентификации

Реферат по теме "Технологии производства устройств радиочастотной идентификации". Отсутсвует список литературы, плохое оформление. Хороший материал для курсовой или дипломной работы. ...

1.Введение
2.Технологические этапы изготовления РЧИД-метки на ПАВ
2.1 Стадия предварительной обработки поверхности подложек
2.2 Предварительная очистка подложек ниобата лития
2.3 Окончательная очистка подложек от загрязнений
2.4Формирование электродных структур
2.5Карта идентификации
2.6 Проверка работоспособности меток
3.Другие перспективные и уже внедренные технологии
3.1 Технология JOMFUL
3.1.1Монтаж микросхемы на перемычку
3.1.2Достоинства технологии JOMFUL
3.1.3 Соединение контура антенны и перемычки с помощью технологии JOMFUL
3.2 Другие технологии
3.2.1 Технология «кремний-на-изоляторе» (SOI)
3.2.2 Разработки компании TDK
3.2.3 RFID-метки на обычной бумаге
3.3 Технический процесс производства на предприятии РОСНАНО-ГАЛИЛЕО
4. Заключение

Радиочастотная идентификация – это бесконтактная технология передачи данных между ридером и меткой, позволяющей идентифицировать объект – носитель метки. В сравнении с другими носителями данных, такими как штрих-код, радиочастотные метки могут содержать намного больше информации об идентифицируемом объекте. В ближайшем будущем технология радиочастотной идентификации постепенно будет приходить на смену штриховому кодированию, особенно в таких областях, как отслеживание движения товаров в автоматизированных системах управления цепочками поставок.

Площадь пьедестала определяет площадь штамповки. Из одной фотошаблонной заготовки с помощью резки и обработки можно получить 4 наноштампа размером 65х65 мм.Перед штамповкой поверхность наноштампов обрабатывается раствором или аэрозолью аморфных фторполимеров или в разряде фторуглеродов с целью создания на их поверхности сверхтонкой (мономолекулярной) пленки для лучшего отделения наноштампа от материала после штамповки.На начальном этапе поверхность пластины, как гладкая, так и с ранее созданным топологическим рельефом, предварительно покрывается с помощью центрифуги органическим передаточным слоем, который одновременно выполняет адгезионную и планаризирующую функции. Толщина слоя варьируется в зависимости от высоты рельефа на пластине от 1 до 700 нм. В качестве передаточного слоя могут использоваться слои полиимида, органических фоторезистов и антиотражающих покрытий.На область пластины, подвергаемую штамповке, с помощью системы подачи из микросопла системы НИЛ наносится слой кремнийсодержащего фотополимеризующего (под действием ультрафиолетового (УФ) излучения (с λ = 365 нм) жидкого мономера с низкой вязкостью (<5 сантипуаз). Этот слой также называется печатным или барьерным к травлению слоем, и его исходная толщина варьируется в зависимости от высоты рельефа наноштампа 75-270 нм.Перед штамповкой через прозрачный наноштамп с помощью устройства совмещения системы и набора меток, расположенных на наноштампе и пластине, осуществляется совмещение их топологических рисунков. Системы НИЛ обеспечивают точность совмещения (отклонения) топологий на наноштампе и пластине от 1 мкм до 20 нм.После нанесения печатного слоя производится процесс штамповки (впечатывание наноштампа в жидкий мономер), которая осуществляется при комнатной температуре и давлениях ниже 0,07 атмосфер. Затем проводится УФ-облучение жидкого мономера через кварцевый наноштамп с целью его отверждения. Затем на поверхность этого полимерного слоя с топологическим рисунком с помощью центрифуги наносится слой кремнесодержащего полимера и проводится его изотропное травление (жидкостное химическое или плазмохимическое) до выхода на поверхность границы органического фотополимерного слоя. После этого проводится анизотропное травление в кислородсодержащей плазме фотополимерного и передаточного слоев до поверхности подложки или подлежащего функционального слоя, и формируется обращенная (негативная) топологии наноштампа маска (рис. 2в, четвертый этап).Для изготовления топологического рельефа РЧИД-метки наиболее целесообразно применить взрывную обращенную НИЛ. По сравнению с прямой обращенная НИЛ позволяет получать более качественный топологический рисунок на непланарных поверхностях пластин в более толстых передаточных слоях.В процессе взрывной обращенной НИЛ на сформированную маску наносится функциональный слой, который после удаления (взрыва) маски остается на немаскированных участках подложки (пластины) (рис. 2.12, шестой этап). Для лучшего удаления маски на поверхность пластины перед формированием передаточного слоя или вместо него наносится специальный легко удаляемый в растворах слой.НИЛ может быть совмещена со стандартной оптической проекционной фотолитографией для получения топологии на слоях с самыми малыми размерами. Для этого наноштамп (набор наноштампов) совмещается с комплектом фотошаблонов по площади печатаемых на пластине кристаллов и меткам совмещения топологии. Данный способ применим при кодировании данных путем стравливания отдельных отражателей с помощью специального кодирующего фотошаблона.Карта идентификацииТак как характеристики метки весьма чувствительны к различным загрязнениям поверхности подложки, особенно в СВЧ диапазоне, а алюминиевая пленка толщиной менее 1 мкм подвержена разрушению при взаимодействии с различными агрессивными веществами, содержащимися в атмосфере, метки необходимо помещать в герметичный корпус.К контактным площадкам метки с помощью ультразвуковой сварки приваривается согласующая печатная катушка индуктивности в паре с печатной антенной. Эти элементы размещаются на отдельной печатной плате, размеры которой не должны превышать размеров обыкновенной пластиковой карты с магнитной полосой (т.е. 8.5×5.5 см).Нижняя поверхность кристаллической подложки метки на ПАВ покрывается равномерным слоем клея типа RTV с серебряным заполнением толщиной приблизительно 1 мм и центрируется в небольшом углублении на печатной плате. Печатная плата с прикрепленной к ней меткой запаивается в пластиковый корпус, также имеющий углубление, совпадающее с размерами метки. Глубина отверстия выбирается таким образом, чтобы имелся воздушный зазор, позволяющий свободно распространяться ПАВ по подложке метки. АнтеннаВ основе конструкций большинства антенн радиочастотных меток лежит полуволновый диполь . На рисунке 2.13 приведены диаграммы направленности элементарного полуволнового диполя в вертикальной и азимутальной плоскостях. Азимутальная диаграмма направленности диполя представляет собой окружность, а вдоль оси диполя излучение отсутствует.Рисунок 2.13 - Элементарный полуволновый диполь (а) и его диаграмма направленности в горизонтальной (б) и вертикальной (с) плоскостяхТакже известно, что для элементарного диполя лишь одна компонента электрического поля отлична от нуля (или Еθ, или Еφ), то есть диполь возбуждает линейно поляризованную волну. Так, например, вертикально расположенный диполь возбуждает волну с вертикальной поляризацией, а горизонтально поляризованная волна возбуждается горизонтальным диполем. Такими же поляризационными свойствами обладают приведенные выше антенны. Таким образом, в соответствии с направленными и поляризационными свойствами дипольных антенн наилучшая связь между считывателем и меткой имеет место тогда, когда приемопередающая антенна считывателя и антенна метки находятся в параллельных плоскостях. В этом случае метка успешно идентифицируется считывателем. Если же антенны расположены под углом 90о одна относительно другой или ориентированы вдоль одной линии, то метка с данного направления идентифицирована не будет. Такая зависимость надежности считываемости идентификационных данных метки, использующую дипольную антенну, от ориентации ее по отношению к антенне считывателя является наиболее важным недостатком используемых радиочастотных меток. В большом потоке приема/выдачи товара в складской логистике, метки, в общем случае, могут быть ориентированы по отношению к антеннам считывателя случайным образом. В этом случае неизбежны ситуации, обусловленные такими положениями метки, при которых объекты (товары) не будут идентифицированы. Ошибки, возникающие в случае не идентификации объектов, могут привести к серьезным экономическим убыткам и проблемам безопасности.Проблемы идентификации меток, связанные с несовпадением плоскостей поляризации антенн метки и считывателя, решаются применением антенн считывающего модуля с круговой поляризацией.В качестве примера приведем вариант построения карты идентификации на основе метки на ПАВ с использованием рассчитанных ранее элементов (рисунок 2.22).1 – согласующая печатная индуктивность;2 – контакт;3– РЧИД-метка на ПАВ;4– Печатная плата;5– Антенна;6– Крепежное отверстие.Проверка работоспособности метокРаботоспособность корпусированных меток можно легко проверить бесконтактным способом, причем возможен опрос нескольких устройств одновременно. На рисунке показан тестовый стенд для измерения корпусированных меток. Прибор содержит измеритель АЧХ, показания которого выводятся на ЭВМ. В месте соединения кабелей подключена антенна – полуволновый вибратор.Измеритель АЧХ выход входМетка с антеннойПодавая сигнал с линейно меняющейся во времени частотой с входа на выход можно наблюдать на экране ЭВМ АЧХ, снимаемой с антенны прибора. Электромагнитные волны, излучаемые этой антенной, поступают на ВШП метки и затем, проходя через систему отражателей, приходят обратно уже в виде временных откликов. Происходит интерференция сигнала от метки с сигналом, подающимся с выхода на вход измерителя АЧХ. Это приводит к тому, что суммарная АЧХ имеет изрезанную форму.Другие перспективные и уже внедренные технологииТехнология JOMFULJOMFUL – одна из новейших технологий производства радиочастотных меток. Технология позволяет быстро и качественно изготавливать метки, работающие на частотах 13,56 и 850-960МГЦ. Оба типа меток имеют перемычку(Strap), которая представляет собой гибкую печатную плату с установленной микросхемой, соединенной с контуром антенны. По данной технологии производится монтаж микросхемы на перемычку и соединение перемычки с антенной . Она использует ультразвуковую пайку металлов. RFID-метка с рабочей частотой 13,56 МГцRFID-метка с рабочей частотой 850-960 МГцМонтаж микросхемы на перемычкуПроцесс монтажа включает несколько этапов :1)Подготовка перемычки, которая изготовлена из полимерной полиэтилентерефталатовой пленки(PET) c нанесенной на нее токопроводящей схемой и слоя термоплавкой пасты. Помимо термоплавкой пасты может быть использован и другой резистивный материал2)Надавливание на микросхему в момент активации ультразвуковых волн в области слоя термоплавкой пасты. Выводы микросхемы процарапывают слой пасты и соприкасаются с токопроводящими дорожками на плате. Микросхема припаивается к печатной плате с помощью ультразвуковой микросварки3)После прекращения воздействия ультразвука расплавленный теплотой трения слой пасты затвердевает и фиксирует микросхему на печатной платеПроцесс монтажа занял 0,3-0,5 секунды. Обеспечивается равномерная, качественная пайка.Достоинства технологии JOMFUL В таблице представлены два метода монтажа микросхемы на гибкую печатную плату JOMFUL и ACP (Anisotropic conductive paste – анизотропная токопроводящая паста) 1)При использовании данной технологии сокращается количество необходимых операций.