RFID天線製造技術及RFID印刷天線前景分析

隨著物聯網的快速發展，RFID技術越來越多地應用於物流、零售、倉儲、圖書、檔案等領域。 因此，RFID技術也需要不斷改進，以適應不同產業和領域的應用需求。 採用導電油墨和先進的RFID天線印刷技術，可優化RFID電子標籤的應用價值，進一步促進RFID的應用。

在RFID系統中，天線分為兩種：標籤天線和讀寫器天線。 標籤天線的目標是將最大量的能量傳入和傳出標籤晶片：發射時，將電流轉換為電磁波； 接收時將電磁波轉換成電流。

RFID天線製造技術

RFID天線製造技術主要分為三種：線圈繞製法、蝕刻法及印刷天線。 其中，RFID導電油墨印刷天線是近年來發展的新技術。 上述RFID標籤天線的製作方法分別適用於不同頻率的RFID電子標籤產品。 低頻RFID電子標籤天線基本上採用纏繞製作。 高頻RFID電子標籤天線可以透過上述三種方法來實現，但蝕刻天線是主要材料，其材料一般為鋁或銅。 UHF RFID電子標籤天線主要是印刷天線。

(1)線圈繞製方法

線圈纏繞法需要將標籤線圈纏繞在纏繞工具上並固定。 此時，要求天線線圈的匝數較大（一般為50-1500匝）。 此方法用於頻率範圍為125-134KHz的RFID標籤，其缺點是成本高、生產速度慢。

(2)蝕刻法

蝕刻法首先將平坦的銅箔層壓在塑膠薄膜上； 然後在銅箔上塗上感光膠，乾燥後透過正片（具有所需形狀的圖案）曝光； 放入化學顯影劑中，此時感光膠被照射的部分被洗掉，露出銅； 最後放入蝕刻池中，將沒有被感光膠覆蓋的銅全部蝕刻掉，得到所需形狀的銅線圈。 採用蝕刻方法製作的天線精度高，其特性可匹配RFID閱讀器的詢問訊號。 同時天線的阻抗和射頻性能都很好，但成本太高。

(3) 印刷天線

印刷天線是用導電油墨直接在絕緣基材（薄膜）上印製導線，形成天線和電路。 其主要印刷方式已從單純的絲網印刷擴展到膠印、柔版印刷、凹版印刷等生產方式，並發展成為較成熟的絲網印刷和凹版印刷技術。

RFID印刷天線有哪些優點？

1.無污染

銅蝕刻過程中必須使用的光敏膠和其他化學試劑具有強烈的侵蝕作用，產生的廢棄物和排放會對環境造成較大的污染。 而導電油墨則是直接在承印物上進行印刷，無需使用化學試劑，因此具有無污染的優點。

2.導電性好

導電油墨乾燥後，由於導電顆粒之間的距離變小，自由電子沿著施加電場的方向移動形成電流，因此RFID印刷天線具有良好的導電性。

3. 操作簡單

作為一種積層製造技術，與減材製造技術（如蝕刻）相比，印刷技術本身是一種易於控制的、一步完成的過程。

4.基材選擇靈活多樣

導電油墨幾乎可以在所有印刷材料上印刷，包括聚酯、聚醯亞胺、ABS工程塑膠、PVC（聚氯乙烯）、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、（塗層）紙板等。銅蝕刻技術只能使用高度耐腐蝕的基材例如聚酯，它們通常比選擇用於印刷的基材更昂貴。

印刷導電油墨天線也能夠承受更高的外部機械應力。 此外，t以導電油墨製成的RFID標籤列印天線具有更好的彈性和更高的可靠性。

5.成本低

RFID印刷天線成本的降低主要取決於導電油墨材料和網版印刷製程兩個原因。 就材料本身成本而言，油墨的價格比沖壓或蝕刻金屬線圈要低，尤其是在銅、銀價格上漲的情況下，採用導電油墨印刷製作RFID天線是一種理想的替代方法； 從材料消耗上來說，蝕刻消耗大量金屬，而導電油墨印刷天線電路速度快、省材料、成本低、效率高。

網版印刷製程能夠降低成本的原因之一是引進印刷設備的投資比引進銅蝕刻設備便宜得多。 此外，由於印刷過程中不需要因環保要求而增加額外的投資，因此生產和設備的維護成本也低於銅蝕刻，從而降低了標籤的單位成本。

使用導電油墨印製RFID天線時，應特別注意以下幾個方面，以達到最佳的印刷效果。

前處理：確保印刷表面清潔無污染、油脂和氧化物等，印刷表面處理後停留時間越短，越能防止氧化或污染。

操作環境：列印環境的選擇直接影響列印效果。 應盡量減少印刷區域的灰塵和異物污染。 環境需求至少是10萬級以上的無塵室。

稀釋：調整油墨黏度後，添加少量稀釋劑可改善自動印刷的印刷效果。 使用前充分攪拌 10 分鐘。

預乾燥：溫度和時間可依特定生產流程進行調整。

儲存：儲存於20-25度，避光避熱。

可見，採用導電油墨製作RFID印刷天線對技術的要求很高。 對於導電油墨本身來說，應具備附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩定等特點，才能滿足RFID天線的功能要求。

當然，RFID印刷天線之所以比傳統天線更強，主要取決於導電油墨的特性及其與印刷技術的完美結合。

導電油墨由細小的導電顆粒或其他特殊材料（如導電聚合物等）組成，可印刷在柔性或硬質基材上，製成印刷電路，起到電線、天線和電阻器的作用。 導電油墨很大程度上決定了RFID印刷天線的阻抗，這是關係到RFID天線性能的重要參數。