RFID標簽天線印制工藝

 無線射頻識別即射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)，是自動識別技術(shù)的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無線射頻方式對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)進行讀寫，從而達到識別目標和數(shù)據(jù)交換的目的，其被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g(shù)之一。影響RFID推廣的核心問題在于芯片技術(shù)以及成本。RFID電子標簽主要由底材、天線及芯片組成，天線層是主要的功能層，其目的是傳輸最大的能量進出標簽芯片。與傳統(tǒng)蝕刻法，繞線法相比，標簽天線的直接印制法大大節(jié)約了成本。

標簽天線印制工藝

基于傳統(tǒng)標簽天線制備方法中存在的污染環(huán)境、成本較高的弊端，且工藝復(fù)雜，成品制作時間長，必將被新的工藝所替代。采用印刷方式直接印制RFID標簽天線是一種環(huán)保節(jié)能、低成本的制造工藝。現(xiàn)有可行的印制RFID標簽天線的印刷方式有絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷。

①絲網(wǎng)印刷法制備天線

絲網(wǎng)印刷是使用模版直接印刷的過程，即用導(dǎo)電油墨直接印刷在紙基或塑料薄膜卷材上，其一般工藝流程為：

標簽天線的絲網(wǎng)印刷就是把導(dǎo)電油墨由網(wǎng)版的另一側(cè)以刮板將油墨掃壓過網(wǎng)版，而油墨則穿透過網(wǎng)版上天線圖樣的網(wǎng)孔間隙，粘印在被印刷的底材上。在進行RFID的標簽天線印刷時，由于不同工作頻率的RFID標簽的天線線圈將對應(yīng)不同的圈數(shù)，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(shù)為6，厚度約為20um：UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片，線圈截面厚度約為4um)，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(nèi))。

網(wǎng)版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對于用導(dǎo)電油墨印刷標簽天線是十分有利的。在實際印刷電路生產(chǎn)中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其干燥則可以采用UV，IR及熱風等方式來完成。

②噴墨印刷法制備天線

絲網(wǎng)印刷在一定程度上節(jié)約了成本，但其油墨采用70%左右的高銀含量的導(dǎo)電銀漿，得到15～20um之間的天線，屬于厚膜印刷方式，成本高，且印刷過程中有溶劑排放，墨層柔順性較差。采用噴墨打印機制備導(dǎo)電線路，只需要根據(jù)計算機系統(tǒng)設(shè)計的圖案，由噴墨打印機的噴頭將導(dǎo)電墨水噴涂到基板上而形成導(dǎo)電線路。噴墨印刷方式作為非傳統(tǒng)印刷，在天線制作方面由于其制作周期短、無污染、成本低等特性被廣泛關(guān)注。國內(nèi)外很多知名院校、研究所長期致力于噴墨導(dǎo)電墨水的研究，取得了顯著的成就。北京印刷學(xué)院以李露海教授為帶頭人的科研團隊成功研制出導(dǎo)電膜厚度在1um左右，電阻達到1Ω左右的噴墨導(dǎo)電墨水：美國Kovio公司在2008年推出了用噴墨打印納米硅墨水制備的FFD，成為噴墨打印墨水第一個商業(yè)成功的案例;韓國順天大學(xué)2009年研制出基于碳納米管墨水的全印刷1-bit射頻標簽。

采用噴墨印刷來進行RFID標簽的制作可分為3種方式：①使用噴墨印刷方式把抗蝕油墨、阻焊油墨和字符油墨等噴射到覆銅板上，經(jīng)過固化后得到成品;②采用含有納米金屬顆粒的導(dǎo)電墨水直接將電路圖形噴在聚酯片基上，經(jīng)過低溫燒焙固化，形成電路：③通過采用相應(yīng)特性的墨水，采用噴墨印刷的方法制造RFID標簽中的電容器及電阻器等電子器件。與傳統(tǒng)的印刷方式相比。采用噴墨印刷的方式可以達到更快的生產(chǎn)速度，印刷成本也有所降低，更重要的是能夠增加其布線密度，從而提高成品質(zhì)量。

標簽天線的傳統(tǒng)制造工藝

①采用蝕刻方式加工制備標簽天線

天線在蝕刻前應(yīng)先印刷上抗蝕膜，首先將PET薄膜片材兩面覆上金屬(如銅、鋁等)箔;然后采用印刷法(絲網(wǎng)印刷，凹印等)或光刻法，在基板雙面天線圖案區(qū)域印刷抗蝕油墨，用以保護線路圖形在蝕刻中不被溶蝕掉：然后進行蝕刻，即將印刷油墨圖案已固化的片材浸入蝕刻液中，溶蝕掉未印刷抗蝕油墨層區(qū)域的金屬;然后再去除薄膜片材天線圖案金屬層上的抗蝕刻油墨，這樣就得到了標簽天線?；蛘卟捎霉饪谭?，在覆銅基板表面預(yù)先涂布光敏抗蝕膜，并用相應(yīng)的掩膜覆合曝光，經(jīng)過顯影腐蝕，除去版上殘留抗蝕膜，就得到一個完整的天線圖形。

②繞線法制備標簽天線工藝

目前。銅導(dǎo)線繞制RFID標簽天線的制造工藝通常是使用自動繞線機進行，即直接在底基載體薄膜上繞上涂覆了絕緣漆，并使用低熔點烤漆的銅線作為RFID標簽天線的基材，最后用黏合劑對導(dǎo)線與基材進行機械固定。其工藝流程如圖4所示。該方法可靠性較高，但對于RF19電子標簽來說成本太高。