探索Tag-it HF-I标准应答器IC：技术细节与应用指南

在电子工程领域，RFID（射频识别）技术凭借其高效、便捷的特性，在物品识别和管理方面发挥着重要作用。今天，我们将深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的Tag-it HF-I标准应答器IC，从产品概述到详细规格，再到运输、包装及使用注意事项，全方位解析这款产品。

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产品概述

标准与应用领域

Tag-it HF-I标准应答器IC基于ISO/IEC 15693标准（用于非接触式集成电路卡）和ISO/IEC 18000 - 3标准（用于物品管理），工作频率为13.56 MHz。它为各种可用的嵌体形状奠定了基础，广泛应用于需要快速准确识别物品的市场，如资产标签、电子票务、防伪、物流配送和供应链管理、门禁徽章、快递包裹配送、航空登机牌和行李处理等领域。

数据存储与读写

该应答器采用非易失性EEPROM硅技术，用户可以对内存块进行数据的读写操作。每个块可由用户单独编程，并可锁定以防止数据被修改，一旦锁定，数据将无法更改。例如，交付检查点和时间、原产地/目的地、托盘分配、库存编号甚至运输路线等信息都可以编码到应答器中。

多应答器识别

在阅读器的射频场中，多个应答器可以通过唯一标识符（UID）进行识别、读写操作。UID在工厂进行编程和锁定，确保每个应答器的唯一性。

系统与功能描述

系统组成

系统运行需要一个带天线的阅读器向应答器发送命令并接收其响应。阅读器的命令可以是寻址模式或非寻址模式，应答器遵循“阅读器先发言”原则，即直到阅读器发送请求才会传输数据。

功能特性

• 通信模式：支持多种通信模式，下行链路通信采用ASK调制指数在10% - 30%或100%之间，数据编码为“1 out of 4”或“1 out of 256”；上行链路通信可采用单副载波（ASK调制）或双副载波（FSK调制），且两种模式都支持高或低数据速率。
• 唯一地址与防碰撞机制：每个应答器都有一个64位的唯一地址（UID），存储在两个工厂编程的块中，可用于一对一的通信。同时，还实现了防碰撞机制，允许同时读取多个应答器，能够在短时间内对大量应答器进行盘点。
• 应用族标识符（AFI）：支持ISO 15693中可选的AFI。

内存组织

用户数据存储在256位的非易失性用户内存中，分为8个块，每个块32位，可由用户单独编程和锁定。块锁定有两种级别：用户单独锁定（U）或工厂编程数据的单独锁定（F）。

命令集

支持ISO 15693的强制性和可选命令，如Inventory（盘点）、Stay Quiet（保持安静）、Read_Single_Block（读取单块）、Write_Single_Block（写入单块）、Lock_Block（锁定块）等。对于所有写入和锁定命令，ISO 15693定义的请求标志的选项标志（位7）必须设置为1，以确保正确响应。为了可靠编程，建议在阅读器发送帧结束（EOF）请求应答器响应之前，编程时间≥10 ms。

规格参数

电气规格

• 绝对最大额定值：天线输入电流最大为10 mA，天线输入电压最大为10 V，存储温度范围为 - 40°C至125°C，结温最大为150°C，ESD抗扰度（HBM）为2.5 kV（ANT1、ANT2）和2.0 kV（TDAT、GND）。
• 推荐工作条件：工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，载波频率为13.56 MHz，天线输入电压在未调制时为2.5 V至Vlim，LC电路阻抗为6.5 kΩ至15.5 kΩ。
• 电气特性：输入电容为23.5 pF（±10%），工作电源电流在不同情况下有所不同，上行链路调制指数在VANT < 7V时为0.1至0.3，限幅器钳位电压最大为10 V，数据保留时间在55°C时为10年，写入和擦除耐久性在Ta = 25°C时为100,000次循环。

机械规格

• 晶圆规格：晶圆直径为200 mm（±0.3 mm），厚度为711 μm，划线宽度为84 μm，基板电气连接为VSS电位，每个晶圆的完整管芯数量为24,172个。不同型号在研磨、锯切后的厚度有所不同。
• 管芯规格：键合垫金属化材料为ALCu0.5%，厚度为0.95 μm，管芯尺寸（包括划线）为1080 1080 μm（±15 μm），不包括划线为996 996 μm（±15 μm），顶面钝化材料为SiNi，钝化厚度为1.1 μm。
• 凸块规格：凸块材料为NI覆盖AU（化学工艺），高度为25 μm（±10%）或20 μm（±3 μm），硬度 > HV 450或HV 35 - 80，表面粗糙度 < 1 μm或 < 3 μm，剪切强度 > 150 cN或 > 400 cN。

运输、包装与存储

批次定义

一批通常是指在假定均匀条件下生产的同一扩散批次的一定数量的晶圆，偶尔一批等于25个晶圆。

晶圆标识

每个晶圆都有激光标记，用于识别晶圆，同时晶圆图文件与晶圆ID相关联。晶圆上有两个标记，分别遵循特定的命名规则。

晶圆图文件

所有批次都提供晶圆图文件，存储在CD中并随包装盒提供。文件采用TI全球格式（ASCII文本形式）。

墨点规格

所有Tag-it HF-I标准应答器IC都经过电气测试，未通过探针测试的管芯将被墨点标记，凸块故障不标记。墨点直径最小为250 μm，最大为600 μm，高度最大为25 μm，颜色为黑色，位置居中且不接触键合垫。

包装方式

• 晶圆包装：晶圆装在晶圆运输盒中，最多可装25个，再放入防静电防潮袋中，袋内有硅胶，最后装入双层纸箱。当硅胶颜色变为蓝色时，表示有水分进入袋中。
• 锯切晶圆包装：锯切后的晶圆安装在箔片上，放在标准8英寸圆盘晶圆框架上。可采用多晶圆盒或单晶圆盒包装，同样要放入防静电防潮袋和纸箱中。

条形码标签

包装盒、晶圆容器和带有地图文件的CD上都贴有条形码标签，标签上包含产品型号、数量、日期代码、批次号等信息。

存储条件

晶圆在存储期间应保持原包装，存储温度为20°C（±5°C），环境为干燥的N2或干燥空气，相对湿度为40% - 60%，存储时间最长为6个月。

天线计算

天线的谐振频率、总品质因数和输入阻抗需要根据IC的输入电容进行匹配，以确保在指定的阻抗范围（6.5至15.5 kΩ）内工作，从而适应IC的性能。

法规、安全与保修注意事项

法规要求

RFID系统受国家和国际法规的约束，在销售相关设备或系统之前，必须获得相关审批机构的设备授权。

安全操作

操作人员必须了解基本安全法规，遵守本文件中的指南和安全预防措施，同时考虑操作现场适用的事故预防基本规则和规定。

保修与责任

德州仪器的“销售和交付一般条件”适用。如果缺陷产品、人员伤害和财产损失是由不当使用、未经授权的组装和操作、使用有缺陷的安全设备、未遵守本文件中的说明、未经授权的更改、监控不足或不可抗力等原因导致的，保修和责任索赔将无效。

静电放电危害

电子设备可能会被静电能量损坏，因此在操作过程中需要注意静电防护。

总结

Tag-it HF-I标准应答器IC凭借其丰富的功能、广泛的应用领域和严格的规格要求，为RFID系统的设计和应用提供了可靠的解决方案。作为电子工程师，在使用这款产品时，需要充分了解其技术细节和注意事项，以确保系统的稳定运行和性能优化。你在实际应用中是否遇到过类似应答器IC的问题？你是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。