RFID技術介紹

  隨著RFID(Radio Frequency Identification)射頻識別技術的日趨成熟以及RFID電子標簽價格的逐漸降低，RFID電子標簽很有可能替代傳統的一維條形碼和二維碼。如果說，二維碼是一維碼標簽的延伸，那么RFID自動識別技術的誕生或者可以稱為RFID電子標簽行業的一場革命。

絲網印刷正中RFID天線需求

RFID是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。其可在各種惡劣的環境中工作，且無需人工干預。RFID電子標簽的系統主要由三部分組成，即RFID電子標簽、RFID電子標簽閱讀器和天線。其中天線的制造與印刷有著越發親近的關系由于傳統制造技術銅導線繞制工藝的成本較高、速度慢，而金屬箔蝕刻工藝存在精度低、污染環境、防水耐折性差的弊病，故采用印刷的方式直接印制RFID電子標簽天線是近年來行業內普遍使用的一種方式。

實則，柔版印刷、凹版印刷、噴墨印刷以及絲網印刷都可以完成對RFID電子標簽天線的 印制工作，但從諸多方面考慮，似乎絲網印刷要優于其他幾種印刷工藝，尤其墨層厚度這一因素，讓絲網印刷占據了絕對的優勢。在實際印制過程中，一般要求墨層 厚度要達到20um以上，這對于墨層厚度可以達到300um的絲網印刷而言自然沒有太大困難，但對于其他印刷方式，則需要依靠多次反復印刷以達到期望厚 度，這必然會對印刷精度又提出更高的要求。所以，筆者認為絲網印刷是最適合印制RFID電子標簽天線的印刷工藝。

非傳統絲印的非傳統法則

雖然絲網印刷是最適于印制RFID電子標簽天線的印刷工藝，但由于RFID電子標簽天線印制過程中采用的是導電油墨，所以在某些方面還有別于傳統的絲網印刷，在印刷過程中需要對以下問題特別注意。

1. 天線結構的確定

天線在RFID電子標簽的整個工作過程中主要起到接收及發送信號的作用，包括低頻、高頻、超高頻和微波4個工作頻段。根據頻段的不同，RFID電子標簽的天線可以分為線圈型、微帶貼片型和偶極子型3種基本形式。

小于1米的近距離應用系統的RFID電子標簽天線一般采用工藝簡單、成本較低的線圈型的天線結構，其工作頻段主要位于低頻和高頻。線圈型天線可以采用不同的構成方式既可以是圓形環，也可以是矩形環;基板可以采用不同的材料既可以是柔性基材，也可以是硬質基材。

1米以上的遠距離應用系統的RFID電子標簽天線需要采用的是微帶貼片或偶極子型的天線結構，其主要工作于超高頻以及微波頻段，典型的工作距離為1～10米。

2. 印刷方式的確定

絲網印刷方式一般分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式印刷過程中，基板與絲網直接接觸，刮板在絲網上移動進行印刷，其優點在于不會使絲網傾斜和變形。非接 觸式印刷過程中，絲網與基板之間有一固定的距離，刮板推動漿料流經絲網時，使絲網傾斜，并與基板接觸印出圖形。由于印刷后絲網可即刻反彈，故不會將印刷圖 案蹭模糊。在采用接觸式印制RFID電子標簽天線時，由于導電油墨的性能所致，極容易發生蹭臟現象，對精細印刷產生不良影響。所以為了得到良好的印刷質量，在實際操作中，多采用非接觸式印刷作為RFID電子標簽天線的印刷方式。

3. RFID天線導電油墨的選擇

導電油墨的導電性能會被導電材料種類、粒子大小、形狀、填充量、分散狀態、黏合劑種類以及固化時間等諸多因素影響。不同變量之間的搭配亦會對導電性能產生不同的影響。鑒于RFID電子標簽天線對導電性要求極高，故首選即為銀系導電油墨。油墨用銀粉主要分微米級和納米級2類，而常用的微米級銀粉包括片狀和球形2種。為了使銀粉在連接料之間有較好的接觸，一般選用片狀銀粉做主要填料，納米銀粉輔助。

在印刷過程中，可能會遇到由于烘干不完全、印刷厚度薄而引起的油墨電阻增大現象。此外，倘若印前油墨攪拌不夠徹底，由于銀的比重大，容易沉積到底部，故而會導致油墨上層銀含量低，增大電阻，下層銀含量高，附著力降低等問題。這些都應該引起足夠的重視。

RFID天線生產需要特別注意的問題

在確定了印刷方式、天線結構等基本因素后，印刷的過程也并非是一帆風順的。采用絲網印刷印制RFID電子標簽天線的過程中，會出現些許難以避免的問題，特舉例提示，以供讀者借鑒。

1. 漏墨不勻

在用絲網印刷方式印制RFID電子標簽天線的 過程中，經常會遇見這種情況：局部導電性良好，整體導電性差或者無明顯導電性，用放大鏡觀察時會發現有斷斷續續的線路，即承印物表面局部沒有油墨，也就是 我們常說的漏墨不勻。造成這種現象的原因有很多，諸如絲網目數選擇得過高，就會導致油墨通透性差，目數過低則會導致線條精度下降，影響精細印刷品的質量， 所以一般選擇絲網目數在200~300目;刮板壓印力不夠或者受力不均勻也會導致漏墨不勻，應調整絲印刮板力度;油墨黏度問題也是導致漏墨不勻的原因之 一，黏度過高，油墨滲透力低，不能均勻地轉移到承印物上，過低則會導致糊版。

2. 靜電放電

靜電放電簡稱ESD(Electro Static Discharge)，是電子制造業的巨大隱患，嚴重影響產業的發展。固體、液體和氣體中的任意兩種相摩擦都會產生靜電。在印刷時，刮墨刀的速度、壓力、 油墨量、網距、基材的剝離速度都會產生靜電，機器本身的運作也會產生靜電。靜電產生后會吸附灰塵，使材料表面蹭臟或網版堵網，造成印刷缺陷;靜電也會引起 拉絲或飛毛現象，對精細薄膜線路產生較大的影響;過高的靜電電壓則有可能擊穿空氣，進而產生火花，引起火災。

靜電危害如此之大，鑒于其不可見性、隨機性、潛在性和復雜性等特點，對ESD現象要以預防為主，可以通過以下兩種措施進行防護。

①泄放法。通過有效接地，將產生的靜電直接泄放到大地，從而消除靜電。

②中和法。通過釋放不同極性的靜電，中和掉標簽基材和機器上的靜電。

3. 銀粉遷移

在日常工作中，往往會出現這樣一種現象：產品在出廠檢查時性能良好，各項參數指標完全合格，但用戶在使用一段時間后卻發現某些產品電阻增大，甚至出現短 路自通現象。究其原因，就是銀的遷移在作祟。銀遷移問題也是影響銀漿油墨應用范圍擴大的最大一個癥結。當然，目前還不存在完全不發生銀遷移的銀漿，但我們 可以通過對銀粉進行適當處理在一定程度上抑制銀的遷移。由于銀粉對漿料的排膠性具有催化劑的作用，所以可以使用粒度為0.1~0.2um、平均表面積為 2m2/g的超細片狀銀粉。采用氣流噴霧法制備的Ag-Pd導電漿料，即使在200℃和潮濕條件下，導電性能也比較穩定，很少出現由于銀遷移造成的短路現 象。