簡介

RFID技術作為現代數據采集解決方案的應用逐年穩步增長，全球RFID市場預計到2023年接近320億美元。RFID的增長主要歸因于其作為解決方案的多功能性、可行應用的潛在投資回報率以及安裝后的相對易用性。

RFID曾主要用于開門和追蹤動物，但從成本和能力角度來看，現在比以往任何時候都更可行。更不用說，可作數據的價值達到了歷史新高。供應鏈、醫療保健、制造業和大麻只是眾多利用RFID技術實現更高效運行的行業中的一部分。盡管近年來RFID和整個技術行業都有了增長，高溫RFID應用領域仍有增長空間——特別是需要長時間暴露在高于150+攝氏度（302+華氏度）溫度下的RFID標簽應用。

那么，高溫到底有什么問題呢？高溫RFID標簽難道不是已經有了嗎？

市場上有幾款令人印象深刻的高溫標簽，但應用的可行性也存在限制。為了全面理解高溫帶來的障礙，我們首先要了解RFID標簽的組成、其工作原理以及其結構。

RFID標簽的組成部分

被動式RFID標簽比主動RFID標簽更常用于高溫應用，因為它們更具成本效益。被動標簽的開發通常從三個基本組成部分開始：

• 天線——通常由導電金屬、金屬箔或印刷的金屬墨水制成，天線用于接收和發射無線電信號。
• 集成電路——通常稱為芯片或集成電路，集成電路大小約為針頭，由硅制成，是標簽的“大腦”，用于存儲數據。
• 基板——一層薄材料，通常是塑料，用來將芯片和天線連接在一起。

此時，會再覆蓋一層稱為“面”的材料，覆蓋暴露的天線和芯片，形成“鑲嵌”。鑲嵌要么出售給終端用戶，要么經過另一個開發階段，最終成為成品標簽或標簽。對于大多數高溫標簽，鑲嵌材料被熱塑性塑料、陶瓷或其他耐熱材料包裹，這些材料可以保護標簽的工作部件免受高溫和惡劣工業環境的影響。

被動RFID標簽的工作原理

簡而言之，當RFID讀取器通過天線發射射頻波時，標簽內部的天線在讀取器范圍內將無線電波能量傳導到標簽芯片。無線電波的能量激活芯片，芯片將能量與標簽數據調制，并將調制信號傳回讀取器和/或天線。

問題所在

RFID芯片的大小通常比作針尖或沙粒，必須固定在非常薄的金屬標簽天線上，才能讓天線傳遞能量激活芯片并訪問存儲的數據。芯片通常焊接在天線上或用環氧樹脂固定。標簽芯片與天線之間的這種連接是標簽最脆弱的部分。

脆弱性源于用于將芯片與天線結合的材料的物理結構。即使是最強的環氧樹脂和焊接金屬，長時間暴露在高溫下也會熔化。如果粘合劑被削弱，芯片會與天線分離，使標簽失效。

高溫標簽

這兩個術語對于評估高溫標簽至關重要：

• 工作溫度——指RFID標簽在整個生命周期內能夠正常工作的溫度范圍。
• 最大暴露溫度——指RFID標簽能夠承受的最高溫度，同時不影響標簽的結構和/或性能。

通過保持在最大曝光溫度以下，芯片應能保持原位，標簽材料也能保持完整。大多數高溫標簽制造商也會根據廣泛測試提供重要的標簽暴露時間間隔。

如果高溫標簽暴露在高溫下，重要的是確保標簽本身溫度未達到其工作溫度范圍時才讀取標簽。這是因為將芯片與天線結合的材料可能并非固態物理，因此無法如預期那樣導電射頻能量。在高溫下嘗試讀取標簽可能會破壞芯片數據。高溫暴露后，高溫標簽的封裝設計用以保持標簽內部結構并散熱，幫助標簽恢復到工作溫度。

高溫標簽評估技巧

• 了解你需要標簽承受的絕對溫度。
• 要明白標簽需要冷卻時間，流程需要考慮這一點。
• 如果你感興趣的標簽，可以調查制造商如何檢測其產品。你可能會看到聲稱極高的最大暴露溫度，但有些可能意味著數小時的暴露，有些則可能是幾分鐘甚至幾秒鐘。
• 了解你希望跟蹤的資產材料，以及應用環境中可能干擾的材料和其他因素。
• 考慮標簽如何貼在資產上。鉚釘或螺絲可能容易耐高溫，但如果使用環氧樹脂或粘合劑，務必檢查其施加溫度以確保存活性。

高溫射頻識別標簽及應用

以下是三種高質量、高溫的RFID標簽選項及其標簽規格：

這種獨特設計的標簽設計成嵌入物品中，同時也可以通過其他方式固定。這種靈活的設計也比大多數IP等級IP69K的標簽更耐用。

• 工作溫度：-50°至+80°C（-58°至+176°F）
• 最大曝光溫度：-50°至+200°C（-58°至392°F）
• 奇普：外星人希格斯3
• 最大讀取距離：根據應用情況，最高可達2米（6.6英尺）
• 標簽材料：聚烯烴熱塑性塑料
• 常見應用：紡織品追蹤、工具追蹤、托盤跟蹤

• 工作溫度：-40°至85°C（-40°至185°F）
• 最大曝光溫度：-40°至+230°C（-40°至446°F）
• 奇普：外星人希格斯3
• 最大讀取距離（固定讀卡器）：最長4米（13.1英尺）
• 最大讀取距離（手持閱讀器）：最長2米（6.6英尺）
• 標簽材料：高溫合成標簽
• 常見應用：制造、汽車噴漆工藝、電子應用

用于極端高溫和反復暴露于腐蝕性液體下。該標簽也通過IP68防護，讀距比其他高溫標簽更長。

• 工作溫度：-30°至65°C（-22°至+185°F）
• 最大曝光溫度：-40°至250°C（-40°至+482°F）
• 奇普：外星人希格斯3
• 最大閱讀距離：最長10米（33英尺）
• 標簽材料：工程級尼龍聚合物，無硅
• 常見應用：高壓滅菌器、熱水清洗循環、后噴漆工藝和汽車噴漆工藝