高性能超高頻RFID產(chǎn)品如何煉成的

　　隨著業(yè)務(wù)的擴張，又或者客戶對RFID功能的需求，很多RFID行業(yè)外的企業(yè)開始“觸電”RFID。然而在觸電過程中這些企業(yè)才發(fā)現(xiàn)，開發(fā)一款RFID產(chǎn)品遠沒有當(dāng)初設(shè)想中那么簡單，不但開發(fā)過程中遭遇各類“稀奇古怪”的問題，同時外部環(huán)境也是非常不給力。為了讓開發(fā)RFID產(chǎn)品的道路會不再這么崎嶇坎坷，筆者將自己兩年多開發(fā)從零到有，開發(fā)RFID產(chǎn)品的經(jīng)驗做了整理，分享給大家。

　　在有一定技術(shù)的工程師眼里，尤其是本身在無線領(lǐng)域有一定建樹的工程師眼里，RFID沒有什么技術(shù)門檻。在筆者承擔(dān)RFID產(chǎn)品開發(fā)項目時也不曾想到，一款RFID產(chǎn)品的開發(fā)會遭遇這么多的溝坎和阻難。現(xiàn)在回首兩年多來的開發(fā)歷程，除了有一絲成功的喜悅外，就剩下一肚子的“苦水”。

　　四大難題

　　開發(fā)一款RFID產(chǎn)品，不但在研發(fā)設(shè)計上會遭遇難題，在制造過程也會遇到各種各樣的問題，筆者在開發(fā)過程中主要遭遇了四個大的難題。

　　第一道難題：電路設(shè)計

　　開發(fā)RFID產(chǎn)品，需要針對客戶需求來設(shè)計產(chǎn)品整體方案，有些是直接設(shè)計成成品，也有些先設(shè)計核心讀寫模塊，再設(shè)計周邊電路。筆者的任務(wù)是屬于第二類，需要將UHFRFID作為一個功能嵌入到另一個產(chǎn)品中。因客戶應(yīng)用場景的不同，對產(chǎn)品還會有一些偏好上的不同。有些客戶可能側(cè)重讀寫性能，有些客戶可能更關(guān)注功耗，有些客戶則需要兩者的平衡，更重要的一點是還要保證合理的成本。因此筆者和團隊首先要面對的問題就是如何針對需求設(shè)計出對應(yīng)的硬件方案和PCB板。

　　超高頻RIFD原理圖的設(shè)計相對比較簡單，但PCB電路設(shè)計就沒那么容易了，特別是對于一名“RFID新手”而言，可謂步步驚心。RFID板的RF部分設(shè)計特別“講究”，每個元件的擺放位置都要斟酌，要依據(jù)相關(guān)理論和經(jīng)驗，否則失之毫厘，謬之千里。當(dāng)時筆者沒有經(jīng)驗，除了惡補理論之外，就是不斷的進行改板，做出一板后，馬上拿到儀器上去測試。一段段線路去分析，性能達標(biāo)的部分就保留，不達標(biāo)的就改進，有時遇到自己解決不了的問題，就虛心的向同行請教，就這樣把電路設(shè)計上的問題一個一個統(tǒng)統(tǒng)解決掉，消化掉……。

　　整個過程好比摸著石頭過河，加班、推倒重來、為技術(shù)問題爭論到臉紅脖子粗都是常有的事。不過這個過程，回想起來也不算枯燥，每攻克一個技術(shù)難題，都會令人興奮不已。非常累也非常充實，RFID的“神秘感”深深地吸引著我們。

　　這個難題，筆者總結(jié)的經(jīng)驗是：“電路設(shè)計是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，關(guān)系到產(chǎn)品的最終性能是滿足需求，所以非常關(guān)鍵，一定要嚴(yán)格測試，用數(shù)據(jù)說話，不能有得過且過的思想，不要有僥幸心理，否則將問題帶到量產(chǎn)環(huán)節(jié)，再去解決成本就會很高。”

　　第二道難題：PCB板

　　如果電路設(shè)計是規(guī)劃圖，那么PCB板就是依照規(guī)劃圖修建的樓房。從圖紙到實體總是會遇到很多意想不到的問題，也就是我們常說的“理想很美好，現(xiàn)實很殘酷”。筆者在自己做樣片的時候才知道，國內(nèi)能做出符合電路設(shè)計要求的PCB板廠商真的太少了。PCB廠家要么缺少經(jīng)驗，要么工藝水平根本就達不到。因此，哪怕是生產(chǎn)一個各方面都滿足自己要求的樣品，都是一件既費力又費時的事情。

　　具體是什么原因在影響樣品的質(zhì)量呢?一個主要原因就是，國內(nèi)PCB廠家對自己生產(chǎn)出來的PCB阻抗很難把控。另外就是所用的高頻板材質(zhì)量參差不齊，這就造成了很多時候即使是同一個設(shè)計方案，在不同的廠家做出來的樣品，其測試結(jié)果都不一樣，有的性能上甚至差一倍。即便樣品生產(chǎn)都合格的PCB廠家，在小批量試產(chǎn)時也會出現(xiàn)一致性差的問題，而UHF這個特殊的產(chǎn)品對PCB板材的一致性要求比很高，如果板的一致性得不到保障，那么做出的產(chǎn)品性能就會相差很大。

　　在這個難題中，筆者認(rèn)識到國內(nèi)的配套產(chǎn)業(yè)是多么的不成熟，以至于有了好方案，好設(shè)計，也難做出好產(chǎn)品!好在工夫不負有心人，我們最后總算“淘”出了自己滿意的PCB板。

　　對于如何尋找好的PCB廠商，筆者的經(jīng)驗是：“美國的是最好的，臺灣的次之，內(nèi)地的只能多咨詢和嘗試，千萬不能為圖方便和便宜，隨隨便便找個PCB廠，那樣最終痛苦的還是自己。”

　　第三道難題：元器件

　　UHF模塊工作的頻段很特殊，因此所采用的元器件也不是常規(guī)用料，加上這個行業(yè)用量有限，很多供應(yīng)商都沒有現(xiàn)貨，即使像在深圳華強北這樣大規(guī)模的電子市場也難買到現(xiàn)成的，因此一般來說企業(yè)只能選擇從原廠購訂貨。但是由于單次用量不大，廠家都會按照樣品的價格和方式來供貨。這樣不但元器件的價格高，而且供貨的周期還比較長，至少也要半月到一個月的時間，會嚴(yán)重的影響了產(chǎn)品開發(fā)進度。

　　筆者記憶最深的是，在一次產(chǎn)品開發(fā)的過程中，需要購買一個濾波器，在市場上尋覓多次無果，我們就立刻向原廠申請樣品，上上下下花費了差不多一個月的時間，這種漫長的等待讓研發(fā)工作時常處于中斷的狀態(tài)，內(nèi)心也飽受煎熬。

　　因此關(guān)于采購元器件，筆者的經(jīng)驗是：“在原理設(shè)計階段就要找好一到二家元器件供貨商，結(jié)成合作伙伴，這樣不但成本下降，而且可以縮短供貨周期，同時也能獲得必要的技術(shù)支持。不至于影響產(chǎn)品開發(fā)的進度，千萬不要等到PCB板回來再去買料。”

　　第四道難題：貼片

　　元器件采購和PCB板生產(chǎn)都順利完成后，就可以貼片。貼片完成，一個RFID產(chǎn)品的核心部分就基本成形了。然而問題永遠都會在前面等著。筆者發(fā)現(xiàn)原來貼片的難度比前面幾個都大，甚至刷錫膏厚度的不同，也會對性能造成巨大的影響。

　　隔行如隔山，這個環(huán)節(jié)還不能自己去做。因為就算是自已親手做貼片，其良品率、一致性也不會太高，與其修修補補的做產(chǎn)品，還不如一開始就采取高標(biāo)準(zhǔn)的加工工藝。

　　然而新的問題又誕生了，那就是國內(nèi)大部分的SMT廠家的生產(chǎn)工藝都難保證UHF產(chǎn)品的一致性。筆者又不得不踏上篩選SMT廠家的路程。通過對比總結(jié)，筆者發(fā)現(xiàn)目前臺灣的廠家在工藝和性價比方面優(yōu)勢明顯，也是目前最好的選擇。

　　三大阻礙

　　除了設(shè)計和制造過程中遇到的四大難題，筆者認(rèn)為在RFID產(chǎn)品開發(fā)過程中，還必須要應(yīng)對三大宏觀的阻礙。

　　第一重阻礙：專業(yè)人才不足

　　大家都想吃到RFID這個誘人的大“蛋糕”，但許多企業(yè)都不得不面臨RFID專業(yè)人才缺乏的大問題。由于RFID技術(shù)的綜合性太強，對實踐經(jīng)驗的要求比較高，兼行業(yè)膨脹速度過快，因此，RFID專業(yè)人才的供給顯得嚴(yán)重的不足。雖說目前一些高校正在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)，但真正到了企業(yè)，這樣的“人才”根本就達不到現(xiàn)實的要求。所以，在UHFRFID領(lǐng)域，由于國內(nèi)對一些關(guān)鍵核心技術(shù)的缺乏，人才培養(yǎng)將是一個很大的問題。許多企業(yè)試圖在行業(yè)內(nèi)找經(jīng)驗和能力的專業(yè)的人才，以便能縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，但最終都難以

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