智能标签耐用性 – 将事实摆在桌面上

当需要增加智能标签产量时，可以通过添加新机器、为现有机器增加更多通道或提高生产速度来完成。所有这些方法都在使用中，并且经常组合。例如，新的生产机器具有更多的车道和更高的车道速度。

在Voyantic，我们看到车道速度的提高与智能标签组件的开发相结合，使耐久性测试成为人们关注的焦点。在本文中，我分析了人们对智能标签耐久性测试的兴趣增加的原因，并将分享测试方法的基础知识。

为什么人们对耐久性测试的兴趣越来越大？

我相信，部分兴趣的增加可以被视为技术成熟和市场增长的健康迹象。RAIN RFID和NFC只是工作。技术供应商不必与基本功能作斗争，重点正在转向可扩展性。除了一些特殊用例之外，持久性已被视为给定的。

让我们来看看现在对标签耐用性构成挑战的驱动因素。

减小 IC 尺寸

最新一代的 RAIN 标签 IC 正在变得越来越小。当IC越来越小时，一个自然的问题是IC、天线和衬里之间的连接会发生什么。对镶嵌耐久性有什么影响？

最新一代 RAIN 标签 IC 变得越来越小

从塑料标签到纸质标签的过渡

由于生态方面，纸张越来越多地被用作标签基材。与塑料衬里相比，天线和IC与纸张的“粘性”不同。纸张的拉伸和弯曲方式也与PET不同。

所有的纸张不仅仅是纸，而是使用不同的添加剂和填料来创造不同的性能。所有这些特性，白度，抛光等，可能会影响天线和IC粘在纸上的方式。最后，添加湿度作为环境变量，并且需要确定纸质标签的耐用性。

更快的 IC 连接工艺和新的键合环氧树脂

IC连接机器速度不断提高，机器供应商正在努力实现100，000 UPH。当车道速度增加时，带有新连接的 IC 的嵌体的应力更高。固化粘合胶的时间也更少，这导致了新胶水的引入。这些新胶需要更少的固化时间，但可能需要更高的固化温度。再次出现了一个关于耐用性的问题：如何微调粘合过程，以使标签的耐用性不受影响？

更快的加工机

转换过程的速度也在提高。更高的机器速度对嵌体和标签施加压力。要避免的一个明显最糟糕的情况是在转换过程中开始破裂的镶嵌物。通过这些快速过程，嵌体是否完好无损？

标签类型 NFC 标签

传统上，标签一直是主要的 RAIN RFID 标签格式之一。NFC标签更多地被制成智能卡，各种密钥卡和其他更严格的格式。最近，NFC标签的生产也开始增长。这将标签耐久性问题从 RAIN RFID 扩展到 NFC。NFC标签是否也足够耐用，可以在标签生命周期中存活下来？

上述所有变化都是并行发生的。综合结果才是最重要的。所有新材料、组件和工艺的嵌体是否耐用？

标准耐久性试验方法

测试原则

耐久性测试的基本原理是比较应力前后有意义的参数，并分析结果以确定应力是否会产生不必要的后果。由于受测标记受到压力，可能达到破坏它们的地步，因此该方法不能用于测试每个单独的标记。它更用于测试设计，并间接用于制造过程。

对于许多电子产品来说，热循环是一种标准的耐久性测试方法。此外，还经常使用跌落测试、压力测试、滚落测试和剪切测试。对于智能标签，默认测试方法是弯曲测试。弯曲测试的需求来自典型的智能标签失效方法。

智能标签中最有可能失败的两个点是芯片键合和IC边缘。弯曲测试是验证这两个可能故障点是否具有足够耐久性的一种方法。

测试方法

在测试开始时，需要测量基线性能。样本集的基线性能由样本中每个标签的阈值扫描结果组成。阈值扫描可以使用Voyantic Tagsurance®设备完成。曲线描述了在不同频率下唤醒标签所需的功率。

耐久性测试前对 98 件 RAIN RFID 嵌体进行阈值扫描

基线测试后，将对标签施加压力，然后再次测试标签性能。

重复这一轮测试循环和强调标签，直到达到目标性能下降。镶嵌（标签）存活的测试轮次越多，耐久性测试结果（即耐久性等级）就越好。

经过几轮应力后对 98 块 RAIN RFID 嵌体进行阈值扫描

测试方法文档描述了测试参数和应力参数的详细信息。

特殊标签

有一些特殊的标签，弯曲测试不是（唯一）相关的耐久性测试方法。例如，航空航天标签根据SAE AS5678标准进行测试，该标准定义了标签必须承受的环境条件，例如温度，振动等。根据这些标准，标签通过振动和极端温度施加压力，而不是典型的弯曲测试，旨在突出开裂键合和IC开裂的常见失效方法。

相同的测试原理也可以与其他耐久性测试方法结合使用。例如，可以使用ISO15797标准测试洗衣标签，该标准定义了服装在洗涤周期中的压力。想法是一样的：找出施加压力时标签性能是否下降太多。

此外，用于极端条件、暴露于热、冷或化学品的特殊标签应结合适用的应力方法进行测试。IEC60068-2标准（电子产品的环境测试）为这些提供了帮助。IEC60068-2-2（干热）和IEC60068-2-14（温度变化）可能是有用的方法，两者都可以与标签保险测试结合使用。IEC60068系列还包括针对不同机械应力类型、化学品、湿度等的测试方法。

在这些特殊的标签耐久性测试中，RFID测试，包括基线和压力后的测试，都可以使用标签surance®系统进行。在射频测试之间，使用Voyantic弯曲机施加不同的应力。

多耐用才算好？

与耐久性测试相关的一个明显问题是：多耐用才足够耐用？或者：多耐用才算好，什么不够好？

这些优秀的问题没有明确的答案。洗衣标准ISO15797有其标准和定义足够耐用的方法。SAE AS5678同样有其航空航天标签标准。但这些标准不能扩展到其他用例和标签类型。

一个答案可能是：当智能标签在其预期的生命周期中幸存下来时，足够耐用。这个答案在实践中没有帮助。

另一种方法是查看比较数据。它没有给出一个简单的答案，但可能会在实践中有所帮助。如果镶嵌物与其他镶嵌物一样耐用，则很可能它足够耐用。另一方面，如果镶嵌物不如典型镶嵌体耐用，则应仔细观察，并且可能需要改进。

考虑到比较数据，我们测试了一些干镶嵌体，结果如下。

每轮测试后干镶嵌产量的变化

干嵌耐久性存在显著差异。使用最弱的干式嵌体模型，超过90%的嵌体在第一轮测试中超出了规定的性能。最强的镶嵌体经受住了 10 多次应力回合。

大约 20% 的干嵌体具有 1-3 的耐久性等级

大约 60% 的干嵌体具有 4-9 的耐久性等级

大约 20% 的干嵌体具有 10 或更高的耐用性等级

所有测试的干嵌体的中位耐久性率为4，平均约为5.5

这表明，如果耐久性等级在 4 到 9 之间，干式嵌体耐久性可以被认为是典型的。

总结

更快的制造机器和新材料增加了对测试 RAIN RFID 和 NFC 嵌体耐用性的需求。

Voyantic Bendurance是一种耐久性测试系统，专注于弯曲，这是嵌体的典型失效机制。使用其标准测试方法的耐久性可提供可比的嵌体耐久性数据。

类似的方法也可以用于其他耐久性测试，例如航空航天标签的SAE AS5678测试，洗衣标签和集成到服装中的标签的ISO15797测试，以及IEC60068-2对极端温度，其他类型的机械应力，化学品等的耐久性。

审核编辑：郭婷