生(shēng)産NFC傳感器(qì)系統需要≥Ω(yào)NFC功能(néng)組件(jiàn)及≥<"®傳感器(qì)功能(néng)組件(jiàn)，現(xiàn)π®₽在，透過采用(yòng)印刷型銀(yín)軟性制(zhλ→Ωì)造和(hé)裝配工(gōng)藝，可(kě)以提高(gā♠≤o)制(zhì)作(zuò)效率。

　　無線技(jì)術(shù)上(shàng"'×)的(de)進步為(wèi)軟性電(diàn)子 ​γ(zǐ)學開(kāi)辟了(le)新的(de)機(jī¶↓)會(huì)。近(jìn)距離(lí)無線通(tōng)信(NFC)可(kě)以實現(xiàn)≥€雙向的(de)短(duǎn)程無線通(tōng)信，屬于♥≥•‍一(yī)類新興的(de)技(jì)術(shù)，其市β→✔(shì)場(chǎng)定位是(shì)形成軟性印刷型傳感器(qì)系統的(de)架構。印刷型N£<↔FC傳感器(qì)設備，例如(rú)佩戴式的≠♣(de)溫度監測器(qì)或篡改檢測設備等，并不(bù)需要(yào)在電(♦₽∞£diàn)路(lù)闆上(shàng)提供電(di₩™àn)源、插頭或有(yǒu)線的(de)連接方式，跳(tiào)在線的(de)π♣↔↓整合芯片在靠近(jìn)具有(yǒu)NFC功能(n‌εσéng)的(de)讀(dú)取器(qì)或蜂窩ε$‍設備時(shí)才會(huì)啓動。生(shēng)®≈∏↓産NFC傳感器(qì)系統需要(yào)NFC功能(néng)組件(jiàβ$Ωn)及傳感器(qì)功能(néng)組件(jiàn)。現(xiàn)在，σ©§♠透過采用(yòng)印刷型銀(yín)軟性制(zhì)造和(hé)裝配工(®¶∑αgōng)藝，可(kě)以提高(gāo)這(zhè)兩類主要≥<α(yào)功能(néng)組件(jiàn)的(d∞ ©e)制(zhì)作(zuò)效率。

　　最近(jìn)在銀(yín)墨和(hé)印刷&✘技(jì)術(shù)上(shàng)的(de)發展，可(kě)以将每個¶  ¥(gè)NFC标簽鑲嵌層或設備所需的(de)導電(diàn)天線線圈走線印刷到(dào∑≠↕)高(gāo)度耐久、高(gāo)度靈活的(de)聚合物(wù)基闆上(shànσλg)。與同等的(de)銅電(diàn)路(lù)相(↑¶xiàng)比，聚酯上(shàng)的(de)導電(diàn)墨水(shuǐ)可(k"→ě)以顯著降低(dī)基闆的(de)成本。在相(xiàng)同的(de)基闆上(shàng) δ↑可(kě)以形成傳感器(qì)，或者将傳感器(qì)連接到(dào)↓λ§>其上(shàng)，而且這(zhè)一(y♠♠$¥ī)工(gōng)藝支持添加微(wēi)控制(zhì)器(qì)(MCU)♣∞<÷單元及其他(tā)電(diàn)子(zǐ)組件(jiàn)，±✘§≤實現(xiàn)全整合的(de)解決方案。從(cΩ≈óng)貨運和(hé)物(wù)流業(yè)直到(dào)藥物λ>(wù)與醫(yī)療設施中的(de)病人(rén)監護，NPC印刷型傳感器•φ(qì)系統現(xiàn)在正在轉移到(dào)要(yào)求一(yī)次性使用(yòn≤®ελg)的(de)衆多(duō)産業(yè)。

圖1 在聚酯基闆上(shàng)展示了(le)具有σ•(yǒu)代表性的(de)Molex SilverFl'Ωex電(diàn)路(lù)，顯示了(le)電(diàn)路(lù)的(de)小(xiǎo)尺寸與< ∏∑軟性。

　　為(wèi)成功轉換到(dào)銀(yín)軟性技(jì)術(shù)而指定 ∞↑↓

　　在為(wèi)給定的(de)應用(yòng)δ₽指定導電(diàn)墨水(shuǐ)和(hé)基闆材料時(shí)，必須認真β§的(de)考慮多(duō)個(gè)因素。當從(cóng)傳統的(de)剛性電(diàn)路(l♣↓ù)或軟性銅電(diàn)路(lù)過渡到(dào)具有(yǒu)NFC功能 €©→(néng)的(de)印刷型銀(yín)軟性傳感器(qì)系統±σ時(shí)，這(zhè)種做(zuò)法尤其正确♣∏​。NFC需要(yào)依賴于天線線圈走線的(de)導電(diàn)性，蝕刻的(de↑☆)銅走線是(shì)一(yī)種高(gāo)導電(d←>iàn)性的(de)基體(tǐ)材料，寬度δ←可(kě)能(néng)小(xiǎo)至0.003英吋。然而，印刷型銀(yín)電(diàn)路(α>→lù)的(de)導電(diàn)性要(yà♣←☆o)低(dī)于作(zuò)為(wèi)基體(tǐ)材料的∏¶€ (de)銅，所以印刷的(de)走線需要(yào)更寬一(y¶×ī)些(xiē)，由于聚合物(wù)基闆在&★‌$組件(jiàn)的(de)正常使用(yòng)過程中會(huì)屈曲，較寬的(de)&♠§走線特别可(kě)以保持印刷走線的(de)完整性。

　　成功的(de)轉換到(dào)銀(yín)軟性組件(j₽♠iàn)，需要(yào)具備相(xiàng)關的(de)知(zhī)識來(lái)∏≥₽→進行(xíng)必要(yào)的(de)調整，從(cóng)而正确的(de)形成☆φ€"更寬的(de)走線，并且設計(jì)出功能(néng)與基于銅的(de)組件(jiàn)相α♥★(xiàng)同的(de)天線。應當部署富有(yǒu)經驗™¥π的(de)設計(jì)開(kāi)發團隊簡化(huà)這(zhè)一(yī)流程，$"采用(yòng)先進、專有(yǒu)的(de)钣金(jīn)制(zhì)造與滾動式制(zhì)造ε'÷工(gōng)藝可(kě)以簡化(huà)智能(néng)标記、傳感器(₹≈∞≈qì)跳(tiào)線，以及其他(tā)大(dà)批量産品上(shàng)銀₽•(yín)走線的(de)印刷工(gōng)藝。與FR÷♦↕↓-4或銅軟性電(diàn)路(lù)闆不(bù)同的(de)是(shì)，印•¥刷型銀(yín)柔性技(jì)術(shù‍←★)增加了(le)進行(xíng)進一(yī £)步轉換的(de)選項和(hé)能(néng)力，例如(rú)可(kě)以形成一♦Ω(yī)卷具有(yǒu)NFC功能(néng)的(de)傳感$×✔¶器(qì)卷标，或者采用(yòng)圖形貼紙(zhǐ)來(lái)進‍§行(xíng)美(měi)化(huà)。

　　根據印刷型傳感器(qì)設計(jì)的(d​$→₩e)複雜(zá)性及其預期的(de)功能(néng)，從(←β×cóng)FR-4電(diàn)路(lù)闆過λ←≈渡到(dào)成本更低(dī)的(de)聚合物(wù↔γ•)基闆上(shàng)的(de)印刷型銀(yín)電(® diàn)路(lù)，可(kě)能(néng)就(jiù)是(δ"shì)最佳的(de)方案。對(duì)于複雜(zá)的(de)應用(yòng)來δ‌(lái)說(shuō)，例如(rú)，如(rú)果印刷電'λ♥(diàn)路(lù)闆上(shàng)超威型化(huà)的(de)組件(j¥∑₩™iàn)間(jiān)距過于稠密，那(nà)麽傳統上(shàng)使用(yòng)銅的(de)Ω↔‍FR-4電(diàn)路(lù)闆非常有(yǒu)可(kě)能(néng)作(z✔←uò)為(wèi)首選的(de)技(jì)術(shù)。對(du✔ᶩì)于組件(jiàn)數(shù)量較少(shǎo)∑₹(約為(wèi)20件(jiàn)或更少(shǎo)一(yī)些(xiē))的(de)應用(απ™yòng)，銀(yín)軟性技(jì)術(shù)的(deα π)優勢則會(huì)更加明(míng)顯，原因在于可(kě)以降低(dī)銀(yí←φ&n)走線覆蓋住的(de)基闆區(qū)域的(de)≥≥≠占比。

　　比如(rú)說(shuō)，佩戴式的(de)健身(shēn)或§✘醫(yī)療傳感器(qì)上(shàng)的(de)跳(tiào)線可(₹↑✘kě)以提供充裕的(de)空(kōng)間(jiān)，支持更λ ≈÷寬的(de)銀(yín)走線，并且需要(yào)更加β£δ♣柔軟易彎的(de)基闆材料，例如(rú)聚✘<酯等。聚合物(wù)上(shàng)的(de)印刷α♣型銀(yín)軟性技(jì)術(shù)重量更輕、在三維(3D)上(sh↓'♥÷àng)具有(yǒu)極高(gāo)的(de)靈活性，因此以上(s★∏αhàng)任一(yī)種應用(yòng)都(dō¥±u)還(hái)可(kě)從(cóng)該技(jì)術(shù)中獲益。另一(yī)項優勢則在于₽€∞與銅相(xiàng)比，銀(yín)更加環保，其制(zhì)造過程也(yě)更加清潔，這(zhè)π•β±是(shì)因為(wèi)增材型的(de)銀(yín)印刷工(​✔gōng)藝不(bù)會(huì)産生(shēng)有(yǒ↕↕€u)害的(de)化(huà)學蝕刻廢料。

　　一(yī)般來(lái)說(shuō)，在 >♦↓電(diàn)池供電(diàn)的(de)設備中，任何無線數(shù)據通(tōng)訊協議(y↔→ì)消耗的(de)功率在所需的(de)總功率中都(dōu)會(huì)占很(hěn)大(dà→♣₽δ)的(de)比重。使用(yòng)NFC則可(kě)以降低(dī)設備的(de)總♣✔功率要(yào)求，因為(wèi)無線數(shù)據通(tōng)訊的(de)全部功率都(d¥∞"ōu)是(shì)從(cóng)NFC讀(dú)取器(qì< )中輸送過來(lái)。提供無線讀(dú)出功能₹<δ(néng)、啓用(yòng)了(le)NFC的(de)傳感器(qì)系統并不(bù)需 ‌∞€要(yào)消耗功率，讀(dú)取器(qì)可(kě)以将供電(diàn)和(hé)≤®≥α數(shù)據指令發送到(dào)具有(yǒu)NFC功能(néng)÷←的(de)傳感器(qì)系統，然後系統會(huì)将數(shù)據發送回讀(dú)取器(qβ÷λì)，作(zuò)出響應。為(wèi)基于印刷的(de)制(zhì)造工(gō↔♥↔ng)藝設計(jì)無線NFC傳感器(qì)系統，可(kě)✘≥§≈以采用(yòng)多(duō)種方案。在設計(jì)時(shí)間(jiān)，§≤∞₽則應盡早辨别出最佳的(de)方法。

圖2 Molex NFC溫度實時(shí)讀(dú)出卷标。

　　應用(yòng)驅動的(de)NFC傳感器(q♣ ì)系統架構

　　一(yī)體(tǐ)化(huà)的(de)NFC和(hé♦∑→‌)MCU(單片機(jī))芯片的(de)系統架構相(xiàng)對(duì)簡單一(yī)些(x∑♣¶≥iē)。單芯片可(kě)提供定義明(míng)确的(de)功能(nén✘♥g)，成本效益極高(gāo)。然而，成品的(de)功能(néng)将受到(dào)硬件(♦♥<>jiàn)的(de)局限，因此一(yī)體(tǐ)化(huà)的(de)設計(♠>jì)最适合用(yòng)來(lái)滿足高(gāo)度專一(y©€∏↕ī)的(de)應用(yòng)的(de)要(y→Ω£¥ào)求，相(xiàng)互獨立的(de)NFC和(hé φ)MCU芯片則通(tōng)常可(kě)以更好♥♦<®(hǎo)的(de)為(wèi)複雜(zá)性較高(gāo)的(de)設備提供支持$₽♥。雙芯片的(de)封裝會(huì)提高(gāo)工(g$¶φ↑ōng)程上(shàng)的(de)要(yào)求、增加工(gōng)程成&∏ ₹本，但(dàn)是(shì)又(yòu)允許更高(gāo)程度的(dΩ↕<e)定制(zhì)，例如(rú)，可(kě)以支持多(duō)種應用(yòn≤δδg)或多(duō)條産品線，并且對(duì)仍在發γ•♠<展中的(de)需求進行(xíng)監控。在設計(jì)和(±&hé)開(kāi)發的(de)周期中，雙芯片的(d✔α$↕e)解決方案可(kě)以提高(gāo)多(duō)功能(néng)性，↕₹ ​使數(shù)據記錄功能(néng)獨立于數(shù)據通(tōng)訊部分(fēn)而單獨≈←¶存在，提供更加複雜(zá)而又(yòu)穩健的(de)功能(né"φ✘ ng)。MCU可(kě)以随著(zhe)時(shí)間(jiān)而₩±↔↕逐漸的(de)執行(xíng)數(shù)據記錄功能(néng)，而且無ε§ 需為(wèi)NFC加電(diàn)，進而延長(c≥¶₹¥háng)設備的(de)電(diàn)池壽命σ£∞♠。

　　NFC傳感器(qì)系統可(kě)以整合到(dà¥Ω★∞o)智能(néng)标記和(hé)其他(tā)設備中，适合需要‌≠(yào)數(shù)據記錄功能(néng)的(de)應用(y☆​Ω<òng)，并且有(yǒu)益于産品保質期方面的±®↓€(de)時(shí)間(jiān)記錄和(hé)溫度記錄，或者對(duì)熱(rè)♦<敏或環境敏感型産品的(de)監測。條形碼或RFID讀(dú)©"Ω♠取器(qì)隻是(shì)以單向的(de)方式将數(shù)據從(cóng)卷标傳遞到(d ♦¥ào)讀(dú)取器(qì)，與此不(bù)同的(de)是(shì)，移動電(di ε"àn)話(huà)中嵌入的(de)NFC芯片可(kě)以在讀(dú)取器(qì)-寫入器(qì¶ )的(de)模式下(xià)部署，供數(shù)據采集應用(yòng β)使用(yòng)。然後，移動電(diàn)話(huà)可(kě)透過蜂窩數(s™σ₽hù)據連接或Wi-Fi連接來(lái)促進已采集數(shù)據向服務器(qì)及雲端的(d​Ω✔ e)遠(yuǎn)距離(lí)傳輸。

　　根據芯片和(hé)天線的(de)不(b↑±ù)同，啓動NFC傳感器(qì)設備的(de>Ω↕)典型距離(lí)有(yǒu)所不(bù)同，但(dàn)是(s €hì)一(yī)般在4公分(fēn)(cm)的(de)範圍以內(nèi)。÷★δ非輻射的(de)NFC訊号的(de)近(jìn)場(chǎng)範圍可(γ₹kě)使電(diàn)磁幹擾降至最低(dī)，在降低(dī)了π&(le)數(shù)據外(wài)洩或數(shù)據入侵風(fēng)險的(de)同時(shí"'φ)，可(kě)以提供一(yī)個(gè)更為(wèi)安全的(de)通(tōng)訊₹&平台。從(cóng)功率的(de)觀點來(lái)說(shuō)，與藍(lán)γ¶✘牙無線技(jì)術(shù)相(xiàng>​€)比，NFC設備消耗的(de)總功率要(yào)低(dī)一(yī)些(xiē)，這(zhè)φ×≠就(jiù)意味著(zhe)可(kě)以為(wèi)傳感器($♣qì)系統延長(cháng)電(diàn)池壽命。

圖3 Molex NFC溫度測井智能(néng)标記，顯示了(le)軟性和(hé$→'↓)透明(míng)度。

　　推動數(shù)字時(shí)代的(de)創新

　　對(duì)于安全訪問(wèn)、電(diàn)子(zǐ)支付系統和(ו♣hé)其他(tā)短(duǎn)距無線應用(yòng)來(lái)說(shσ•∏↔uō)，NFC都(dōu)是(shì)一(yī)種久¥®♦經考驗的(de)技(jì)術(shù)，但(dàn)是(shì)直到(dào)最近(jìn)©★∏才被現(xiàn)代的(de)手機(jī)和(hé)家(jiā)庭及辦公場(chǎ±"β$ng)所中的(de)許多(duō)種平闆計(jì)算(suàn)機(jī)所完全采用(y®©òng)。這(zhè)一(yī)發展趨勢代表了(le←±↕)向前邁進的(de)一(yī)大(dà)步，可(kě)以建立起所需的(de)基礎設施，将NF∞​↕↔C的(de)部署提升一(yī)個(gè)層次。

　　印刷制(zhì)造技(jì)術(shù)中發展潛力最大(dà)的(dγ‌€e)一(yī)個(gè)方面就(jiù)是(shì)存在著(zhe)潛力來(lái)γ∑推動數(shù)字時(shí)代的(de)創新。結合NFC和(hé)蜂窩通 ✔Ω&(tōng)訊來(lái)充分(fēn)利用(​☆yòng)銀(yín)印刷型傳感器(qì)系統的(de)應用(yòn≠×g)，可(kě)以在前所未有(yǒu)的(de)程度上(shàng)提供一(yī)種可(kě★±®™)資利用(yòng)而又(yòu)受數(shù)據驅動的(de)深入洞察力。行(xíng)動設備 ★∞ 與行(xíng)動應用(yòng)可(kě)以提供基于時(shí)間(jiān)的(d₽♥e)靈敏度、位置服務，以及遠(yuǎn)程電£≥↔∞(diàn)力通(tōng)訊之類的(de)固有(yǒu)功能σ✔→(néng)，為(wèi)NFC傳感器(qì)系統使用(yε•òng)的(de)新應用(yòng)的(de ✔)開(kāi)發工(gōng)作(zuò)提供支持。

　　NFC可(kě)經定制(zhì)來(lái)滿足一(yī)系 →列衆多(duō)應用(yòng)的(de)要(yào)求，透過減少(shǎ∏‌$↓o)數(shù)據讀(dú)出所需的(de)能(néσ‍σ≈ng)量，正在重新塑造傳感器(qì)系統的(de) 架構。這(zhè)一(yī)技λ€₹€(jì)術(shù)還(hái)可(kě)在無需電(diàn)池的(de)≈↓情況下(xià)實現(xiàn)持續的(de)自(zì)動化(huà)監控，這(zhè)γ÷§樣就(jiù)可(kě)以顯著的(de)延長(cháng)設備的(de)壽命✔∞ε，或者降低(dī)傳感器(qì)系統的(de)物(wù)料列表成本。NFC功能(nén☆☆♣©g)可(kě)以與銀(yín)軟性印刷工(gōng)藝↓π與制(zhì)造工(gōng)藝良好(hǎo)的(de)結合。