印刷 RFID 天線問題總結

隨著RFID（無線射頻辨識）技術的成熟以及RFID標籤價格的逐步降低，RFID標籤很有可能取代傳統的一維條碼和二維碼。 如果說二維碼是一維碼標籤的延伸，那麼RFID的誕生堪稱標籤產業的革命。

網版印刷 RFID 天線要求

RFID是一種非接觸式自動辨識技術，透過射頻訊號自動辨識目標物體並取得相關資料。 它可以在各種惡劣環境下工作，無需人工幹預。 RFID標籤系統主要由標籤、讀寫器和天線三部分組成。 其中，天線的製造與印刷有著越來越「緊密」的連結。 關係－由於傳統製造技術的銅線繞製製程成本高、速度慢，而金屬箔蝕刻製程存在精度低、污染環境、防水、耐折性能差的缺點，因此，近年來業界普遍採用的方法是透過印刷的方式直接列印RFID標籤天線。

其實柔版印刷、凹版印刷、噴墨印刷、網版印刷都可以完成RFID標籤天線的印刷，但從許多方面來看，網版印刷似乎優於其他印刷工藝，尤其是油墨層。 厚度這個因素讓絲網印刷有絕對的優勢。 在實際印刷過程中，一般要求墨層厚度達到20μm以上，這對於墨層厚度300μm的網版印刷來說自然不算太困難，但對於其他印刷方式來說，就需要依靠重複印刷。 為了達到理想的厚度，這必然對印刷精度提出更高的要求。 因此，筆者認為網版印刷是最適合印刷RFID標籤天線的印刷製程。

非傳統網版印刷的非傳統規則

雖然網版印刷是最適合印刷RFID標籤天線的印刷工藝，但由於RFID標籤天線的印刷過程中使用了導電油墨，因此在某些方面與傳統的網版印刷有所不同。 應特別注意以下問題。

1.天線結構的決定

天線在RFID標籤的整個工作過程中主要扮演接收和發送訊號的作用，包括低頻、高頻、超高頻和微波4個工作頻段。 依頻段不同，RFID標籤天線可分為線圈式、微帶貼片式和偶極式三種基本形式。

1公尺以內的短距離應用系統的RFID標籤天線一般採用製程簡單、成本較低的線圈式天線結構，其工作頻段主要位於低頻及高頻。 線圈天線可以以不同的方式建構——圓形或矩形環——並使用不同的基板材料——柔性的和剛性的。

1公尺以上遠距離應用系統的RFID標籤天線需採用微帶貼片或偶極子天線結構，主要工作在超高頻與微波頻段，典型工作距離為1~10公尺。

2、印刷方式的確定

網版印刷方法一般分為接觸式和非接觸式兩種。 接觸式印刷過程中，承印物與絲網直接接觸，刮墨刀在網線上移動進行印刷。 它的優點是螢幕不會傾斜、變形。 在非接觸式印刷過程中，絲網和承印物之間有固定的距離。 當刮刀推動漿料流過絲網時，它使絲網傾斜並接觸承印物，從而列印出圖形。 由於印刷後網際網路能立即回彈，因此印刷圖案不會模糊。 當RFID標籤天線採用接觸式印刷時，由於導電油墨的性能，非常容易弄髒，這會對精細印刷產生負面影響。 因此，為了獲得良好的印刷質量，在實際操作中，常常採用非接觸式印刷作為RFID標籤天線的印刷方式。

3.導電油墨的選擇

電導率導電油墨的性能會受到導電材料種類、粒徑、形狀、填充量、分散狀態、黏結劑種類、固化時間等多種因素的影響。 不同變數的組合也會對電導率產生不同的影響。 鑑於RFID標籤天線極高的導電性要求，銀基導電油墨是首選。 油墨用銀粉主要分為微米級和奈米級兩種，常用的微米級銀粉包括片狀和球狀兩種。 為了使銀粉與黏結劑之間有更好的接觸，一般採用片狀銀粉作為主要填料，並輔以奈米銀粉。

印刷過程中，由於乾燥不完全、印刷厚度薄，可能會導致耐墨性增加。 另外，如果印刷前油墨攪拌不充分，由於銀的特異性較高，很容易沉積到底部，從而導致油墨上層含銀量低、電阻增大等問題。 ，下層銀含量高，附著力降低。 這些都應該要受到足夠的重視。

需要特別注意的問題

在確定了列印方式、天線結構等基本因素後，列印過程並非一帆風順。 在透過網版印刷方式印製RFID標籤天線的過程中，會出現一些不可避免的問題。 以下是一些例子，供讀者學習。

1.漏墨不均勻

在採用網版印刷方式印製RFID標籤天線的過程中，常會遇到這樣的情況：局部導電性好，整體導電性差或沒有明顯導電性，用放大鏡觀察會發現斷斷續續的線條，即，基板。 表面沒有油墨，就是我們常說的不均勻漏墨。 造成這種現象的原因有很多。 例如，絲網目數過高，會導致油墨滲透性差，目數過低，又會導致線條精度下降，影響精細印刷的品質。 目數200~300目； 刮刀印刷力不足或受力不均勻也會導致漏墨不均勻，應調整絲網印刷刮刀的力道； 油墨黏度問題也是漏墨不均勻的原因之一，黏度太高，油墨滲透力低，無法均勻轉移到承印物上，太低則會造成糊版。

2.靜電放電

靜電放電，簡稱ESD（ElectroStatic Discharge），是電子製造業的巨大隱患，嚴重影響產業的發展。 固、液、氣任兩相之間的摩擦都會產生靜電。 印刷時，刮刀的速度、壓力、墨量、網距、基材剝離速度等都會產生靜電，機器本身的運作也會產生靜電。 靜電產生後，會吸附灰塵，使材料表面變髒或堵塞絲網，造成印刷缺陷； 靜電也會造成拉絲或飛毛，對細薄膜線路影響較大； 過高的靜電電壓可能會擊穿空氣，然後產生火花，引起火災。

靜電的危害這麼大。 鑑於ESD現象具有隱形性、隨機性、潛在性、複雜性等特點，應優先考慮ESD現象的預防，可採用以下兩種措施進行防護。

①釋放法。 透過有效接地，將產生的靜電直接排放到大地，從而消除靜電。

②中和法。 透過釋放不同極性的靜電來中和標籤基材和機器上的靜電。

3.銀粉的遷移

在日常工作中，常會出現這樣的現象：產品在出廠檢驗時表現良好，各項參數完全合格，但使用一段時間後，使用者發現部分產品的電阻增大，甚至出現短路自接現象。 。 原因是銀的遷移在運作。 銀遷移問題也是影響銀漿油墨應用範圍擴大的最大癥結。 當然，沒有銀漿完全沒有銀遷移，但透過對銀粉進行適當處理，可以在一定程度上抑制銀的遷移。 由於銀粉對漿料的去膠性能有催化作用，因此可以使用粒徑0.1-0.2μm、平均表面積為2m2/g的超細片狀銀粉。 以空氣噴塗法製備的Ag-Pd導電漿料即使在200℃和潮濕的條件下也具有相對穩定的導電性，並且幾乎不存在銀遷移引起的短路現象。