UHF频段一体化无源RFID标签档案盒性能研究

马明刚 王建忠 丁晓霞 李志浩 浦睿诣

（浙江宁海抽水蓄能有限公司 浙江省宁波市 315621）

1 概要

随着物联网与RFID 技术的广泛应用，在档案管理领域，越来越多的档案馆开始使用UHF 频段RFID 技术来对档案进行管理。在实际的使用中，就涉及到要将UHF 频段RFID 电子标签粘附在档案盒上，以方便对档案进行注册和管理。由于在实际的施工过程中，由于施工人员的操作不规范、标签自带的双面胶有效期的问题、环境温湿度变化和存在一定的碰撞的风险，档案盒上的电子标签存在很大的脱落风险。而一旦电子标签脱落，则只能重新更换标签并重新粘贴和注册，这样就给档案管理人员带来很大的工作量，也给馆方造成和很大的经济损失。

本文从将档案盒和标签进行一体化成型的角度来研究对应的工艺和性能问题，关注一体化成型之后电子标签本身的灵敏度和识读距离的变化问题。

2 UHF频段电子标签介绍

RFID 技术发端于雷达技术，经过几十年的发展，目前RFID技术已经成为了物联网感知层的重要组成部分。超高频（UHF）RFID 系统是工作频率在840MHz-960MHz 的自动识别系统，其由读写器、天线和电子标签构成。UHF 频段的电子标签是典型的SOC 系统（System On Chip），即电子标签是一种简单的围绕集成电路芯片构造的系统，通常电子标签的构成包括标签芯片、天线、基材、外壳、不干胶等，这些构造和组成几乎都是围绕着芯片以及与芯片连接在一起的天线进行设计和制造的。

根据电子标签芯片与天线连接方式的不同，又可以演化出不同的生产工艺，如倒封装、焊接、邦定等，根据备胶方式的不同，电子标签可以分为干inlay 和湿inlay。不同的连接形式会表现出不同的物理特性，如在高低温环境下的使用可靠性、标签的耐弯折程度等。

电子标签通过其天线在读写器天线的近场和远场范围内获取电磁信号，并转换成所需要的电信号，获取能量并向读写器返回应答信号。耦合和辐射的形式都可以成为电子标签获取能量的方式，只是根据频段和应用方法的不同，获取能量的形式也会有所不同。

由于档案盒本身的特点，与档案盒相粘结的电子标签往往都是带有备胶的湿inlay，湿inlay 在收到环境变化、时间变化之后，很容易发生脱落现象。

3 工艺研究

通过压制技术，将档案盒和电子标签封装在一起，从外表上看，电子标签与档案盒完全融为一体，这样就能够保证电子标签在使用过程中，不发生标签脱落的现象。如图1 所示。

本论文锁所针对的档案盒为无酸科技档案盒，其用料及技术参数为：

（1）执行标准CB/T 11822-2008。

（2）规格：长31cm 宽22cm 厚度：2cm3cm4cm5cm6cm。

图1：无酸科技档案盒示意图

图2：实际测试环境

（3）用料标准：用做纸符合《中华人民共和国档案行业标准无酸档案卷皮卷盒用纸及纸板》DBA/T24*2000 标准。

（4）用纸：350 克无酸纸双裱压制，PH 值7.5-8.5 之间，采用环保、防虫、防霉专用胶复合。

（5）档案盒内的两条白带采用纯棉加密白带，封口处使用的松紧带采用进口原胶丝，纯棉线编织拉力大，使用时间长。

图3：测试标签

图4：标签（a）灵敏度测试

图5：标签（b）灵敏度测试

（6）插迁采用ABS 工程塑料，插迁插头弧线设计，不抢纸硬度高。

（7）档案盒字体印刷清晰，油墨均匀，长期保存不褪色。

与档案盒封装在一起的电子标签的工作频率：920～925 MHz；遵循标准：ISO18000-6C；尺寸大小：标签天线长度≥95mm宽度≤3mm；存储容量：标签内用户数据区容量应不小于512bits。

图6：标签（c）灵敏度测试

4 性能研究

通过压制工艺，将电子标签封装在档案盒内，对标签起到了很好的保护作用，标签封装完成后，我们对标签所表现的性能进行测试和分析。如图2 至图6 所示。

5 结论

从以上是结果可以看出，将标签封装在档案盒内，标签的前向激活功率和后向反射功率均保持较好的水平，其射频性能并未收到压制工艺的影响。该工艺可以同时实现对标签的物理保护和保证射频性能的要求，十分有利于超高频RFID 技术在档案管理技术中的应用。