印刷技術將在RFID標簽制造中扮演重要的角色

RFID標簽， 即無線射頻識別標簽，屬于智能卡的一種。RFID是一種利用無線射頻進行非接觸雙向通信的識別方式， 它在二戰(zhàn)時期出現，70年代開始使用，90年代開始大規(guī)模使用。技術已廣泛應用于我們生活的各個領域，如最簡單的門禁卡、公交車乘車卡、校園卡等。RFID技術在零售業(yè)的應用中， 廣泛認同的一個模式就是“未來商店” 模式。 

在未來的商店里， 所有的商品都貼有RFID標簽?？蛻粼谏痰昀锝佑|到RFID技術有兩處： 所謂的智能貨架與智能收銀臺。智能貨架，就是在貨架上裝有RFID標簽掃描器，它能自動提示貨品離架和擺放位置錯誤， 解決及時補貨和正確上貨的難題； 商店里不再存在傳統(tǒng)的收銀臺， 而被一個智能收銀臺取代。智能收銀臺可以通過一個安裝RFID標簽掃描器的出口處的屏風來實現。顧客的手推車經過該屏風時， 車里面的所有購品瞬間被掃描， 同時智能收銀臺自動從顧客的信用卡上轉走所有貨物的總費用。這樣使客戶輕松結賬，不再需要長時間地在傳統(tǒng)收銀臺前排隊等待。 

一、RFID標簽的成本障礙 

從上面的應用模式上可以看到RFID標簽帶給我們更方便、更高效的消費生活。然而， 要想實現每一個商品都貼上RFID標簽，還有一段很長的路要走，這里的瓶頸之一就是RFID標簽的成本相對較高。就目前而言， 每枚標簽的成本已跌到1美元以下， 達到20～70美分。這對于價格高的產品是無所謂的，但是對于很多諸如牙刷、鉛筆這樣價格低廉的商品來說將被視為一個成本障礙。因此， 要全面推廣RFID標簽就應在保證標簽性能的前提下降低標簽的制造成本。 

二、印刷技術在標簽成本上的優(yōu)勢 

RF1D標簽主要可分為三大類：無源RFID標簽、半有源RFID標簽和有源RFID標簽。對于零售包裝上的RFID標簽一般都是無源的RFID，它是一種被動的RFID標簽， 因為它需要接受閱讀器發(fā)出電磁信號，感應出電流， 然后發(fā)出電磁信號給閱讀器，實現標簽與閱讀器之間的信息傳送。這種標簽的結構一般為：基材、芯片和內置天線(線圈)。目前線圈的制造方法有： 銅絲繞制法、化學腐蝕法、電鍍法和直接印刷法。這四種方法中值得重點發(fā)展的是直接印刷法， 因為該方法具有天線的高速印刷、耗材成本低的優(yōu)點， 這樣可以明顯降低RFID標簽的成本。 

三、導電油墨的推動力 

直接印刷天線的技術中，導電油墨是一個重要的推動力。沒有導電油墨的發(fā)展，就沒有印刷技術在RFID標簽制造中的應用。導電油墨由一些易傳導性的粒子、樹脂或更為特殊的原材料組成， 如傳導聚合體。導電油墨經印刷到基材上干燥后， 由于導電粒子間的距離變小， 自由電子沿外加電場方向移動形成電流， 具有良好的導電性能，從而使油墨擔當天線的作用。油墨質量對于提高導電性能， 降低油墨消耗是有著重要的意義。一個好的導電油墨配方， 要求具有良好的印刷適性， 印刷后具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩(wěn)定等特性。 

四、直接印刷天線技術的研究 

目前，直接印刷天線的方法還處于研究階段。在進行RFID標簽的天線印刷時， 由于不同工作頻率的RFID標簽的天線線圈將對應不同的圈數，線圈厚度和每一圈之間的距離(如：HF波段使用13．56MHz的芯片， 通常它要求線圈圈數為6，厚度約為20 u m 。UHF波段使用868MHz~H 95OMHz的芯片， 線圈截面厚度約為4 m。)，故所印刷的墨層厚度、每一道線的寬度和干燥后的圖形輪廓都有嚴格的允差范圍(如： 兩次重疊套印的誤差必須在0．1mm之內)。 

研究使用絲印方式進行直接印刷天線時， 得到以下有益的經驗：網孔選用六角形的孔形，這樣有利于導電油墨的徹底轉移；導電油墨選用溶劑型的油墨更佳； 創(chuàng)造優(yōu)良的油墨干燥條件(如：減小烘箱內的風速，加熱溫度在140E，加熱時間3O秒到12O秒之間)， 有利于印刷線圈圖形輪廓的精確成形。目前瑞士的一家輪轉網版印刷設備公司已經為智能標簽印刷制造了一條專用的生產線。 

德國斯圖加特媒介大學在研究凹印方式進行直接印刷RFID 標簽的試驗中，得到以下有益的結論： 最好的制版方式是使用金剛石的電子雕刻方法， 分辨率選在5080dpi。這時幾乎沒有鋸齒邊， 并且能精確地傳送需要的單元； 前端制版所需的圖像文件格式使用位圖格式， 這樣圖形信息不易損失； 對于網點的結構， 需要選用一種特殊的有別于傳統(tǒng)網穴的開放型網穴。如果使用傳統(tǒng)的網穴， 那么網穴問的網墻將會把導電油墨分割開， 不能形成連貫的通路；開放型的網穴既保留網墻又能輕松地解決網墻分割油墨問題。 

印刷技術參與到RFID標簽制造中去， 這將是一個非常有益的嘗試。隨著印刷工藝參數研究的不斷深入， 導電油墨配方的不斷改良，必將使印刷技術在RFID標簽制造中扮演重要的角色。