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RFID標簽技術是標簽行業的一場革命

《豪河印刷www.yihaoj.com 》:隨著RFID技術的日趨成熟以及RFID標簽價格的逐漸降低，RFID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的誕生或者可以稱為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標簽的系統主要由三部分組成，即標簽、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20μm以上，這對于墨層厚度可以達到300μm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標簽天線的印刷工藝，但由于RFID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。
　　
　　天線結構的確定
　　
　　天線在RFID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。
　　
　　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標簽天線的印刷方式。
　　
　　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標簽天線在過程中需要特別注意的幾個問題
　　
　　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。
　　
漏墨不勻
　　
　　在用絲網印刷方式印制RFID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。
　　
靜電放電
　　
　　靜電放電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。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；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。
　　
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0.1~0.2μm、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。