印刷技術(shù)在RFID標(biāo)簽制造中重要角色

包裝印刷技術(shù)參與到RFID標(biāo)簽制造中去，這將是一個(gè)非常有益的嘗試。隨著印刷工藝參數(shù)研究的不斷深入，導(dǎo)電油墨配方的不斷改良，必將使印刷技術(shù)在RFID標(biāo)簽制造中扮演重要的角色。今天，中國(guó)紙業(yè)網(wǎng)的編輯從印刷技術(shù)開(kāi)始，詳細(xì)介紹一下相關(guān)內(nèi)容。

RFID標(biāo)簽，即無(wú)線射頻識(shí)別標(biāo)簽，屬于智能卡的一種。RFID是一種利用無(wú)線射頻進(jìn)行非接觸雙向通信的識(shí)別方式，它在二戰(zhàn)時(shí)期出現(xiàn)，70年代開(kāi)始使用，90年代開(kāi)始大規(guī)模使用。技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，如最簡(jiǎn)單的門(mén)禁卡、公交車(chē)乘車(chē)卡、校園卡等。RFID技術(shù)在零售業(yè)的應(yīng)用中，廣泛認(rèn)同的一個(gè)模式就是“未來(lái)商店”模式。

在未來(lái)的商店里，所有的商品都貼有RFID標(biāo)簽。客戶(hù)在商店里接觸到RFID技術(shù)有兩處：所謂的智能貨架與智能收銀臺(tái)。智能貨架，就是在貨架上裝有RFID標(biāo)簽掃描器，它能自動(dòng)提示貨品離架和擺放位置錯(cuò)誤，解決及時(shí)補(bǔ)貨和正確上貨的難題；商店里不再存在傳統(tǒng)的收銀臺(tái)，而被一個(gè)智能收銀臺(tái)取代。智能收銀臺(tái)可以通過(guò)一個(gè)安裝RFID標(biāo)簽掃描器的出口處的屏風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。顧客的手推車(chē)經(jīng)過(guò)該屏風(fēng)時(shí)，車(chē)?yán)锩娴乃�有�?gòu)品瞬間被掃描，同時(shí)智能收銀臺(tái)自動(dòng)從顧客的信用卡上轉(zhuǎn)走所有貨物的總費(fèi)用。這樣使客戶(hù)輕松結(jié)賬，不再需要長(zhǎng)時(shí)間地在傳統(tǒng)收銀臺(tái)前排隊(duì)等待。

一、RFID標(biāo)簽的成本障礙

從上面的應(yīng)用模式上可以看到RFID標(biāo)簽帶給我們更方便、更高效的消費(fèi)生活。然而，要想實(shí)現(xiàn)每一個(gè)商品都貼上RFID標(biāo)簽，還有一段很長(zhǎng)的路要走，這里的瓶頸之一就是RFID標(biāo)簽的成本相對(duì)較高。就目前而言，每枚標(biāo)簽的成本已跌到l美以下，達(dá)到20——70美分。這對(duì)于價(jià)格高的產(chǎn)品是無(wú)所謂的，但是對(duì)于很多諸如牙刷、鉛筆這樣價(jià)格低廉的商品來(lái)說(shuō)將被視為一個(gè)成本障礙。因此，要全面推廣RFID標(biāo)簽就應(yīng)在保證標(biāo)簽性能的前提下降低標(biāo)簽的制造成本。

二、印刷技術(shù)在標(biāo)簽成本上的優(yōu)勢(shì)

RFlD標(biāo)簽主要可分為三大類(lèi)：無(wú)源RFID標(biāo)簽、半有源RFID標(biāo)簽和有源RFID標(biāo)簽。對(duì)于零售包裝上的RFID標(biāo)簽一般都是無(wú)源的RFID，它是一種被動(dòng)的RFID標(biāo)簽，因?yàn)樗�需要接受閱讀器發(fā)出電磁信號(hào)，感應(yīng)出電流，然后發(fā)出電磁信號(hào)給閱讀器，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與閱讀器之間的信息傳送。這種標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)一般為：基材、芯片和內(nèi)置天線（線圈）。目前線圈的制造方法有：銅絲繞制法、化學(xué)腐蝕法、電鍍法和直接印刷法。這四種方法中值得重點(diǎn)發(fā)展的是直接印刷法，因?yàn)樵摲椒ň哂刑炀�的高速印刷、耗材成本低的優(yōu)點(diǎn)，這樣可以明顯降低RFID標(biāo)簽的成本。

三、導(dǎo)電油墨的推動(dòng)力

直接印刷天線的技術(shù)中，導(dǎo)電油墨是一個(gè)重要的推動(dòng)力。沒(méi)有導(dǎo)電油墨的發(fā)展，就沒(méi)有印刷技術(shù)在RFID標(biāo)簽制造中的應(yīng)用。導(dǎo)電油墨由一些易傳導(dǎo)性的粒子、樹(shù)脂或更為特殊的原材料組成，如傳導(dǎo)聚合體。導(dǎo)電油墨經(jīng)印刷到基材上干燥后，由于導(dǎo)電粒子間的距離變小，自由電子沿外加電場(chǎng)方向移動(dòng)形成電流，具有良好的導(dǎo)電性能，從而使油墨擔(dān)當(dāng)天線的作用。油墨質(zhì)量對(duì)于提高導(dǎo)電性能，降低油墨消耗是有著重要的意義。一個(gè)好的導(dǎo)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(qiáng)、電阻率低、固化溫度低、導(dǎo)電性能穩(wěn)定等特性。

四、直接印刷天線技術(shù)的研究

目前，直接印刷天線的方法還處于研究階段。在進(jìn)行RFID標(biāo)簽的天線印刷時(shí)，由于不同工作頻率的RFID標(biāo)簽的天線線圈將對(duì)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20μm。UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片，線圈截面厚度約為4μm。)，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(yán)格的允差范圍（如：兩次重疊套印的誤差必須在0.1mm之內(nèi)）。研究使用絲印方式進(jìn)行直接印刷天線時(shí)，得到以下有益的經(jīng)驗(yàn)：網(wǎng)孔選用六角形的孔形，這樣有利于導(dǎo)電油墨的徹底轉(zhuǎn)移；導(dǎo)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(nèi)的風(fēng)速，加熱溫度在140℃，加熱時(shí)間30秒到120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(zhuǎn)網(wǎng)版印刷設(shè)備公司已經(jīng)為智能標(biāo)簽印刷制造了一條專(zhuān)用的生產(chǎn)線。德國(guó)斯圖加特媒介大學(xué)在研究凹印方式進(jìn)行直接印刷RFID標(biāo)簽的試驗(yàn)中，得到以下有益的結(jié)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(shí)幾乎沒(méi)有鋸齒邊，并且能精確地傳送需要的單；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(duì)于網(wǎng)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，需要選用一種特殊的有別于傳統(tǒng)網(wǎng)穴的開(kāi)放型網(wǎng)穴。如果使用傳統(tǒng)的網(wǎng)穴，那么網(wǎng)穴間的網(wǎng)墻將會(huì)把導(dǎo)電油墨分割開(kāi)，不能形成連貫的通路；開(kāi)放型的網(wǎng)穴既保留網(wǎng)墻又能輕松地解決網(wǎng)墻分割油墨問(wèn)題。印刷技術(shù)參與到RFID標(biāo)簽制造中去，這將是一個(gè)非常有益的嘗試。隨著印刷工藝參數(shù)研究的不斷深入，導(dǎo)電油墨配方的不斷改良，必將使印刷技術(shù)在RFID標(biāo)簽制造中扮演重要的角色。