RFID（Radio Frequency Identification）即無線射頻識別系統(tǒng)，也稱為無線IC標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、感應(yīng)式電子芯片、感應(yīng)卡、非接觸卡等。它是一種透過無線電波來達(dá)到非接觸的資料存取的技術(shù)，可透過無線通訊結(jié)合資料存取技術(shù)，連結(jié)背后的資料庫系統(tǒng)，形成一個龐大且串連在一起的系統(tǒng)。其系統(tǒng)的基本組件包括RFID電子標(biāo)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(jī)的射頻信號功率接收或輻射出去的裝置。

　　RFID系統(tǒng)的工作流程

　　閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)的內(nèi)置天線發(fā)送出去：系統(tǒng)接收天線接收到的從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對不同設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。 

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圖1 RFID標(biāo)簽

 

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圖2 RFID系統(tǒng)的工作流程圖

　　RFID的印刷方式

　　RFID的印刷與傳統(tǒng)標(biāo)簽的印刷有著很大的區(qū)別。從RFID的定義上來看，智能是指由芯片、天線等組成的射頻電路；而標(biāo)簽是由標(biāo)簽印刷工藝使射頻電路具有商業(yè)化的外衣。從印刷的角度來看，RFID的出現(xiàn)會給傳統(tǒng)標(biāo)簽印刷帶來更高的含金量。RFID的芯片層可以用紙、PE、PET甚至紡織品等材料封裝并進(jìn)行印刷，制成不干膠貼紙、紙卡、吊標(biāo)或其他類型的標(biāo)簽，芯片是RFID的關(guān)鍵，由其特殊的結(jié)構(gòu)決定，不能承受印刷機(jī)的壓力，所以，除噴墨印刷外，一般是采用先印刷面層，再與芯片層復(fù)合、模切的工藝。而天線則有蝕刻法、線圈繞制法和印刷天線三種制作技術(shù)。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)。

　　1)天線的印刷方式

      印刷天線是直接用導(dǎo)電油墨在絕緣基板上印刷導(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(kuò)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(jìn)步及其進(jìn)一步應(yīng)用于RFID天線的制作使RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)成本降低，從而促進(jìn)了RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用。

　　2) 絲網(wǎng)印刷RFID標(biāo)簽

      RFID印刷主要是以網(wǎng)版印刷為首選，在智能標(biāo)簽印刷中，要使用導(dǎo)電油墨，而印刷導(dǎo)電油墨較好的絲網(wǎng)是鎳箔穿孔網(wǎng)。它是一種高技術(shù)絲網(wǎng)，而不是由一般的金屬或尼龍等絲線編織成的絲網(wǎng)，是由鎳箔鉆孔而成的箔網(wǎng)，網(wǎng)孔呈六角形，也可用電解成形法制成圓孔形。整個網(wǎng)面平整勻薄，能極大地提高印跡的穩(wěn)定性和精密性，用于印刷導(dǎo)電油墨、晶片及集成電路等高技術(shù)產(chǎn)品，效果較好，能分辨0.1mm的電路線間隔、定位精度可達(dá)0.01mm。還可以選擇61～100T/mm絲網(wǎng)制溶劑印版印刷，印刷導(dǎo)電油墨后在60℃下烘干。 

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圖3 絲網(wǎng)印刷RFID的優(yōu)勢

　　3) 膠版印刷RFID標(biāo)簽

      膠印是應(yīng)用最為普遍的方法。其承印材料廣泛，速度快，效率高。膠印應(yīng)用于線圈印刷有著效率、精度及分辨率的優(yōu)勢，但是膠印墨膜厚度較小，不符合線路印刷的要求。當(dāng)然這一點可以通過反復(fù)印刷多次來完成，但是這對于精細(xì)線路的套準(zhǔn)控制又提出了新的挑戰(zhàn)，新型的、導(dǎo)電能力更好的油墨也可以在較小的厚度下達(dá)到需要的阻抗性能。

　　4) 柔版印刷RFID標(biāo)簽

      柔版印刷是一種直接印刷的方式，用1～5mm厚的柔性感光樹脂制版，采用卷筒紙印刷，速度快，效率高。油墨粘度在0.01～0.1Pa.s之間，可采用水基油墨，溶劑型油墨及UV固化油墨。但柔印分辨率較低，通常在60L/cm左右，精細(xì)印刷可達(dá)80L/cm，墨膜厚度在6～8μm，適合于天線印刷的要求。

    隨著薄版技術(shù)的發(fā)展，柔性版印刷的分辨率和印刷精度也不斷提高。其不足之處在于：印跡的邊緣部分有印紋出現(xiàn)，這是由印刷過程的壓力使印版變形所致。印紋的出現(xiàn)使得線路邊緣印跡不規(guī)則，會影響到油墨附著的精度及線路的阻抗性，容易生產(chǎn)出廢品。

　　5) 凹版印刷RFID標(biāo)簽

      凹版印刷耐印力大，承印材料廣泛。油墨粘度約為10～50mPa.s，主要用溶劑型油墨。分辨率與網(wǎng)紋穴的雕刻有關(guān)，采用激光雕刻，可達(dá)1000L/cm，墨膜厚度在8～12μm之間。但是由于其印刷壓力太大，在RFID的天線印刷中存在困難。

　　6) 噴墨印刷RFID標(biāo)簽

　　噴墨印刷是近年來發(fā)展最快的一種印刷方式，其多功能性是其他印刷方式無法相比的。這種無壓力的方式可將計算機(jī)中的數(shù)字信息直接噴涂到任何形狀的材料上。其油墨系統(tǒng)較為復(fù)雜，使用的油墨可以是水基的，熱熔型的，或是UV固化型的，其粘度在10mPa.s左右。但是噴墨印刷存在著噴墨位置的偏差，影響印刷質(zhì)量的小墨滴會出現(xiàn)在空白部分，產(chǎn)生邊緣效應(yīng)。  

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圖4PRINTRONIX電子標(biāo)簽打印機(jī)SL4M

　　7) 綜合印刷RFID標(biāo)簽方式

     利用印刷技術(shù)與鍍金相結(jié)合的方式生產(chǎn)無線標(biāo)簽（RFID標(biāo)簽）天線圖案。不使用蝕刻，也就是說可以避免將材料切掉，因此能以更低的成本生產(chǎn)無線標(biāo)簽天線。
無線標(biāo)簽天線的制造工序如下：

      1）首先使用水溶性特殊墨水，利用印刷技術(shù)或噴墨技術(shù)，在采用PET等方法形成了天線圖案的柔性底板上繪制出天線圖案；

      2）然后將柔性底板放入鍍液中鍍銅。經(jīng)過上述處理后，就能在利用特殊墨水繪制的布線圖案上形成銅膜。這里使用的特殊墨水是指將兩種金屬形成粒徑數(shù)十納米的微粒后溶于水而制成的溶液；

      這種方式?jīng)]有對銅箔進(jìn)行蝕刻、即“減法”工序，只是將材料置于底板上，因此通常稱為“加法”方式。而且銅布線本身是利用電鍍技術(shù)形成的，不需熱處理等高溫?zé)Y(jié)。因此可使用低耐熱性的柔性底板材料。天線兩端之間的電阻不足0.4Ω。盡管從塊狀銅來說，非常大，但作為無線標(biāo)簽天線完全沒有問題。對于布線的加工精度，在開始的工序中就使用印刷技術(shù)，將能夠?qū)崿F(xiàn)80μm的布線間隔。但噴墨技術(shù)有飛沫產(chǎn)生，因此精度略有下降，布線間隔稍寬一點。

　　結(jié)語

      RFID的印刷既是標(biāo)簽印刷的范疇,也屬于線路印刷的一種。生產(chǎn)過程對印刷要求比較嚴(yán)格,印刷位置要精確，嚴(yán)格的油墨附著量,如對導(dǎo)電漿料膜的厚度和導(dǎo)電微粒的數(shù)量都有嚴(yán)格控制，并且要考慮印刷分辨率的大小。選擇印刷工藝可從印刷量的大小,承印材料的表面性能,油墨或印料的附著性質(zhì),成本,工藝過程的特點等方面綜合考慮。對于印刷領(lǐng)域來說，可利用印刷技術(shù)生產(chǎn)RFID的天線，這給印刷業(yè)帶來新的發(fā)展契機(jī)。