rfid（radio frequency identification）射頻識別技術(shù)如今已成為各國關(guān)注的焦點，其系統(tǒng)的基本組件包括rfid電子標簽、rfid讀寫器和天線。其中，天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機的射頻信號功率接收或輻射出去的裝置。在rfid系統(tǒng)中，天線分為標簽天線和讀寫器天線兩種。標簽天線的目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片：發(fā)射時，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波；接收時，把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流。
rfid天線有多種制作工藝，本文將對rfid天線的制作技術(shù)進行總結(jié)與分析，重點對rfid天線的最新的制作方法——rfid印刷天線及相關(guān)技術(shù)進行闡述，并展望其前景。
三種rfid天線制作技術(shù)
rfid天線制作技術(shù)主要有蝕刻法、線圈繞制法和印刷天線三種。其中，rfid導(dǎo)電油墨印刷天線為近年來發(fā)展的一種新技術(shù)。
以上rfid標簽天線的制作方法分別適用于不同頻率的rfid電子標簽產(chǎn)品。低頻rfid電子標簽天線基本是繞線方式制作而成，高頻rfid電子標簽天線利用以上三種方式均可實現(xiàn)，但以蝕刻天線為主，其材料一般為鋁或銅，uhf rfid電子標簽天線則以印刷天線為主。
蝕刻法也稱為減法制作技術(shù)。其制作流程如下（以銅質(zhì)天線為例）：首先在一個塑料薄膜上層壓一個平面銅箔片；然后在銅箔片上涂覆光敏膠，干燥后通過一個正片（具有所需形狀的圖案）對其進行光照；放入化學(xué)顯影液中，此時感光膠的光照部分被洗掉，露出銅；最后放入蝕刻池，所有未被感光膠覆蓋部分的銅被蝕刻掉，從而得到所需形狀的銅線圈。
蝕刻印制天線因為其精度高，特性能夠與讀寫機的詢問信號相匹配，同時在天線的阻抗、應(yīng)用到物品上的射頻性能等都很好，但是它惟一的缺點就是成本太高。
利用線圈繞制法制作rfid標簽時，要在一個繞制工具上繞制標簽線圈并進行固定，此時要求天線線圈的匝數(shù)較多(典型匝數(shù)50-l500匝)。這種方法用于頻率范圍在125-134 khz 的rfid標簽，其缺點是成本高，生產(chǎn)速度慢。
印刷天線是直接用導(dǎo)電油墨在絕緣基板（薄膜）上印刷導(dǎo)電線路，形成天線和電路，又叫添加法制作技術(shù)。主要的印刷方法已從只用絲網(wǎng)印刷擴展到膠印、柔性版印刷、凹印等制作方法，較為成熟的制作工藝為網(wǎng)印與凹印技術(shù)。印刷技術(shù)的進步及其進一步應(yīng)用于rfid天線的制作使rfid標簽的生產(chǎn)成本降低，從而促進了rfid電子標簽的應(yīng)用。
印刷天線本身與蝕刻天線、繞制天線相比，具有以下獨特之處：
一、印刷天線制造可更加精確地調(diào)整電性能參數(shù)，將卡片使用性能最佳化。
rfid標簽的主要技術(shù)參數(shù)有：諧振頻率、q值和阻抗。為了達到最優(yōu)性能，所有rfid標簽制造技術(shù)都可以采用改變天線匝數(shù)、天線尺寸大小和線徑粗細的方法來獲得。印刷天線技術(shù)還可以通過局部改變線的寬度，改變晶片層的厚度等精確調(diào)整到所需的目標值。
二、印刷天線制造可以任意改變線圈形狀，以適應(yīng)用戶表面加工要求。
針對rfid卡片的多用途使用，以及各種個性化的要求越來越多，印刷天線可按要求方便地改變成任何形狀，如不同曲率、角度的物體表面，以滿足客戶要求，而不降低任何使用性能。
三、印刷天線可使用各種不同卡基體材料。
印刷式天線可按用戶要求使用不同卡體材料，除pvc（聚氯乙烯）外，還可使用pet-g（共聚酯）、pet（聚酯）、abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、pc（聚碳酸脂）和紙基材料等。如果采用繞線技術(shù)，就很難用pc等材料生產(chǎn)出適應(yīng)惡劣環(huán)境條件的rfid標簽。
四、印刷天線制造適合于各種不同廠家提供的晶片模塊。
隨著rfid標簽的廣泛使用，越來越多的ic晶片廠家都加入到生產(chǎn)rfid晶片模塊的隊伍。由于缺乏統(tǒng)一的標準，電性能參數(shù)也不同，而印刷天線結(jié)構(gòu)的靈活性，可分別與各種不同晶片以及采用不同封裝形式的模塊相匹配，以達到最佳使用性能。 [next]
rfid導(dǎo)電油墨與印刷天線技術(shù)
rfid印刷天線之所以具有強于傳統(tǒng)天線的特點，主要取決于導(dǎo)電油墨的特性及其與印刷技術(shù)的完美結(jié)合。
導(dǎo)電油墨由細微導(dǎo)電粒子或其他特殊材料（如導(dǎo)電的聚合物等）組成，印刷在柔性或硬質(zhì)承印物上可制成印刷電路，起到導(dǎo)線、天線和電阻的作用。導(dǎo)電油墨從較大程度上決定了rfid印刷天線的阻抗這一關(guān)系rfid天線性能的重要參數(shù)。
目前，富林特（flint）公司、parelec公司、杜邦（dupont）公司、韓國abc納米技術(shù)公司、上海寶銀公司、北京力拓達科技公司、武漢三萊科技發(fā)展有限公司分別研發(fā)了各種rfid印刷天線用導(dǎo)電油墨。
根據(jù)制造工藝的不同，導(dǎo)電油墨可以分為間接法導(dǎo)電油墨和直接法導(dǎo)電油墨。
按導(dǎo)電油墨中所含導(dǎo)電因子的成分，導(dǎo)電油墨包括碳漿油墨、銅漿油墨、銀漿油墨和金漿油墨。由于銀漿油墨有較低的電阻率，對于rfid標簽而言是最佳的選擇。另外由于銅氧化速度非常快，因此并不適合用于rfid天線的印刷。
從未來的發(fā)展看，rfid印刷天線技術(shù)將成為主流的rfid天線制作技術(shù)，這源于利用導(dǎo)電油墨進行天線印刷的下列優(yōu)勢：
成本低
成本的降低主要取決于導(dǎo)電油墨材料和網(wǎng)印工序這兩個方面的原因。從材料本身的成本上來講，油墨要比沖壓或蝕刻金屬線圈的價格低，特別是在銅、銀的價格上漲的情況下，采用導(dǎo)電油墨印刷法制作rfid天線不失為一種理想的替代方法；從材料耗用量上說，蝕刻要消耗大量金屬，而導(dǎo)電油墨印刷天線電路速度快、材料省、成本低、效率高。
網(wǎng)印工序之所以能降低成本，原因之一是引進印刷設(shè)備的投資比引進銅蝕刻設(shè)備要便宜得多。此外，由于印刷過程中無需因環(huán)保要求而追加額外的投資，故而生產(chǎn)及設(shè)備的維護成本比銅蝕刻方法也要低，從而也減少了標簽的單件成本。
導(dǎo)電性能好
導(dǎo)電油墨干燥后，由于導(dǎo)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，因此rfid印刷天線具有良好的導(dǎo)電性能。
操作容易
印刷技術(shù)作為一種添加法制作技術(shù)，較之減法制作技術(shù)(如蝕刻)而言，本身是一種容易控制、一步到位的工藝過程。
無污染
銅蝕刻過程必須采用的光敏膠和其他化學(xué)試劑都具有較強的侵蝕作用，所產(chǎn)生的廢料及排出物對環(huán)境造成較大的污染。而采用導(dǎo)電油墨直接在基材上進行印刷，無需使用化學(xué)試劑，因而具有無污染的優(yōu)點。
基材選擇靈活多樣
導(dǎo)電油墨幾乎能印刷在所有的承印材料上，包括聚酯、聚酰亞胺、abs工程塑料、pvc (聚氯乙烯)、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、(涂料)紙板等。而銅蝕刻技術(shù)則只能采用具有高度抗腐蝕性的基材如聚酯，這類基材的價格一般要比印刷所選擇的基材高。
印刷的導(dǎo)電油墨天線還能夠經(jīng)受住更高的外部機械壓力。此外，利用導(dǎo)電油墨制作的rfid標簽印刷天線具有更好的彈性和更高的可靠性。
在利用導(dǎo)電油墨印刷rfid天線時，以下幾方面的操作需格外注意，以達到最好的印刷效果。
操作環(huán)境：印刷環(huán)境的選擇對印刷效果有直接的影響，應(yīng)盡量減少印刷區(qū)的灰塵及異物污染，環(huán)境的要求至少是100000級以上的凈化室。
前處理：要保證印刷面清潔無污染、無油脂及氧化物等，印刷面處理后停留的時間越短越好，以防止被氧化或污染。
稀釋：油墨調(diào)好粘度后，加少量的稀釋劑，可以改善自動印刷的印刷效果。用前須充分攪拌10分鐘。
預(yù)烘干：溫度和時間可根據(jù)特定的生產(chǎn)工藝來調(diào)整。
保存：溫度在20-25度保存，避光、避熱。
由此可見，利用導(dǎo)電油墨制作rfid印刷天線時對工藝具有較高的要求。對于導(dǎo)電油墨本身而言，應(yīng)具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導(dǎo)電性能穩(wěn)定等特性，以滿足rfid天線的功能要求。 [next]
rfid印刷天線應(yīng)用價值
rfid技術(shù)目前已應(yīng)用于物流、零售、軍事、城市管理、圖書管理、食品安全追溯等多個領(lǐng)域。特別是在零售領(lǐng)域，rfid電子標簽因技術(shù)先進和方便管理而被眾多的零售商添加到商品包裝上，以實時跟蹤商品的流動情況。沃爾瑪、麥德龍等國際大零售商都要求其供應(yīng)商在其提供的商品上貼加rfid標簽。
因而，rfid及相關(guān)技術(shù)需不斷進步，以適應(yīng)不同行業(yè)不同領(lǐng)域應(yīng)用需求。而利用導(dǎo)電油墨及先進的rfid天線印刷技術(shù)，可優(yōu)化rfid電子標簽的應(yīng)用價值，進一步促進rfid的應(yīng)用。所以，rfid天線印刷技術(shù)的應(yīng)用價值，主要集中在以下兩個方面：
首先，降低標簽成本，促進各行業(yè)rfid應(yīng)用。
標簽成本高一直以來都是困擾rfid業(yè)界及用戶的難題，rfid標簽成本在rfid各個環(huán)節(jié)所占比重最大。因此，在rfid電子標簽推廣應(yīng)用的過程中，如何降低標簽的成本、完善性能，是當(dāng)務(wù)之急。
對于一般商品，rfid標簽的使用會導(dǎo)致產(chǎn)品成本的提高從而阻礙了rfid技術(shù)的進一步應(yīng)用。但導(dǎo)電油墨技術(shù)則可使rfid應(yīng)用走出成本瓶頸。利用導(dǎo)電油墨進行rfid標簽天線的印刷可大大降低hf及uhf天線的制作成本，從而降低rfid標簽的總體成本。
導(dǎo)電油墨rfid印刷天線已用于我國公交乘車系統(tǒng)中使用的rfid電子標簽車票。醫(yī)藥及其它領(lǐng)域的產(chǎn)品防偽也是rfid電子標簽可以大顯身手的領(lǐng)域。標簽價格的降低使之可以大規(guī)模的應(yīng)用于醫(yī)藥、酒類等附加值高的產(chǎn)品的防偽系統(tǒng)中。
其次，促進印刷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
rfid天線的制作除了導(dǎo)電油墨外，還需要借助于先進的印刷技術(shù)。這無疑為印刷行業(yè)拓寬了發(fā)展的方向和道路，使之不再僅僅局限于傳統(tǒng)的紙面印刷，而是與自動識別行業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)等有了交叉點，可以促進各個行業(yè)的共同進步。
另外，為配合rfid電子標簽技術(shù)和導(dǎo)電油墨rfid印刷天線的發(fā)展，印刷行業(yè)將會不斷研發(fā)更加先進的印刷技術(shù)，從而推動印刷行業(yè)自身的飛速發(fā)展。
隨著導(dǎo)電油墨及印刷技術(shù)的發(fā)展，rfid印刷天線技術(shù)將會得到普及和大規(guī)模的使用，rfid標簽的成本將會進一步下降，從而推動rfid技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。


各種印刷紙行業(yè)術(shù)語解釋
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