電波吸收材 EMI / RFI / Microwave Absorber

軟性電波吸收材 (FAM) - (3) RFID / NFC 應用

(1) 基本資料       (2) EMI / RFI 應用       (3) RFID / NFC 應用       (4) 各項測試

RFID / NFC 抗金屬應用 :  

當 RFID / NFC 標籤 ，或 RFID / NFC 讀寫器貼在金屬時(PCB接地/金屬屏蔽表面/電池)，讀取距離通常會比預期的還短很多。傳統設計方式是增加 RFID / NFC 天線與金屬之間的距離以避免這種狀況發生，但是卻造成 RFID / NFC 標籤 ，或 RFID / NFC 讀寫器厚度變厚。使用軟性吸波材料(FAM)可以避免這種問題，在低頻LF (125 / 134.2KHz)及高頻HF (13.56MHz)等頻段可以增加貼附於金屬後的讀取距離 (抗金屬功能)。將軟性吸波材料(FAM)緊貼在 RFID / NFC 天線後再貼在金屬表面上，讀取距離最多可以恢復到原來沒貼在金屬表面的讀取距離80%。由於軟性吸波材料(FAM)厚度薄，使用後可以讓 RFID / NFC 標籤 ，或 RFID / NFC 讀寫器設計成比傳統設計方式的產品還要輕薄。  

測試範例 - RFID 讀取距離 (參考) :  

RFID / NFC 應用相關常見問題 :

Q1 : 為何FAM 適用頻率為GHz，但可用在LF (125 / 134.2KHz) 及HF (13.56MHz) ?

A1 : FAM 是一種高電阻低磁損材料，功率損耗在10MHz以下很低，在RFID、NFC及無線充電相關應用時，抑制近場電磁耦合有很好的效果。

Q2 : RFID / NFC 如何被金屬影響?

A2 : 來自 RFID / NFC 標籤及讀寫器上的磁通量會在金屬表面產生渦電流，渦電流會產生反向磁通量以抵銷正向磁通量，而使 RFID / NFC 系統無法正常通訊。

Q3 : 如何使用FAM於 RFID / NFC 標籤上?

A3 : 將FAM 緊貼 RFID / NFC 天線或inlay後做成所需的各種形狀。當 RFID / NFC 標籤貼在金屬面上時，請用有FAM的一面緊貼在金屬表面上。

Q4 : 如何使用FAM於 RFID / NFC 讀寫器上?

A4 : 在讀寫器的天線及電路板間緊貼FAM，可以設計得很輕薄。當 RFID / NFC 讀寫器貼在金屬面上時，請用有FAM的一面緊貼在金屬表面上。

Q5 : 可以將FAM應用在UHF標籤上?

A5 : FAM不適用於UHF標籤。

Q6 : 如何選擇FAM 厚度?                                                                                  

A6 : FAM 的標準厚度如第8頁所示，在 RFID / NFC 設備上直接用不同厚度的材料去測試，再依得到的讀取距離讀值去決定哪種厚度比較適合，可以快速又有效率的評估材料功效。

Q7 : 為何使用FAM後還是不能得到一個滿意的讀取距離?

A7 : 當FAM 貼近 RFID / NFC 標籤或 RFID / NFC 讀寫器後，在LC電路中的電感值會增加造成諧振頻率變低，當標籤和讀卡機的頻率相差越遠時，讀取距離就會變的越短。此時，重新調整天線的電感值電容值以求得到一個合理的諧振頻率是另一個思考方向。(請參考第五頁)

Q8 : 有何因素會影響 RFID / NFC 標籤的讀取距離?

A8 : 很多不同的因素都會造成讀取距離的不同，例如 : 操作頻率、讀寫器輸出功率、標籤天線尺寸、讀寫器天線尺寸、主動或被動標籤、讀寫器位置、零件干擾、其他射頻元件的干擾、金屬材質/尺寸及FAM材質/尺寸等。

Q9 : 要使用多大面積的FAM才有效果?

A9 : 當FAM覆蓋到整個 RFID/NFC 天線的面積時，可以得到最好的效果。(請參考第六頁)

Q10 : 若非整片FAM，而 用幾片小片FAM組合覆蓋整個 RFID / NFC 天線，效果如何?

A10 : 效果會和完整一片的一樣，所以餘料邊料一樣可以使用，不會產生浪費。

Q11 : FAM是否有分正反面?

A11 : FAM主要分為橡膠型吸波材 (FAM1/FAM3/FAM6) 及燒結型鐵氧體薄片(FAM7/FAM9，Ferrite Sheet) 兩種，是一個單層的均勻混和材料，使用時不需區分正反面，兩面皆可使用。

諧振頻率變化參考 (RFID標籤+FAM+金屬) :

1. RFID tag加上相同材質但厚度不同的FAM，諧振頻率會隨著厚度增加而降低，但信號強度差異不大。

2. RFID tag + FAM + 金屬，諧振頻率會比上圖提高，但厚度越薄信號強度越小，表示厚度越薄受金屬影響越大。

l FAM、金屬尺寸皆為85.6x54mm。

l 測試標籤為85.6x54mm的標準ISO卡，晶片為 HF TI 2048。

測試範例 - RFID讀取距離 vs FAM尺寸 (參考) :  

l 測試inlay為用在85.6x54mm的標準ISO卡，天線尺寸為76x45mm。

l 不同讀寫器、標籤及FAM材質會造成不同的讀取距離。

l 如以上測試結果，FAM尺寸與天線尺寸一致時，可得到較長的讀取距離。

l 若FAM尺寸或金屬尺寸大於天線尺寸時，對讀取距離的影響不大 (如下圖)。