經(jīng)網(wǎng)印或凹印再經(jīng)蝕刻制成的回路天線，是R F I D 不可缺少的一部分，所以R F I D的發(fā)展也在帶動(dòng)著RFID 回路天線的發(fā)展。筆者最近同國(guó)內(nèi)大部分RFID 回路天線制造商接觸，發(fā)現(xiàn)用φ0.013 mm 粗的銅導(dǎo)線制造回路天線的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去了。而用PET 或P P 作為基材，兩面覆銅箔的時(shí)代也在去年就消失了（這是因?yàn)殂~價(jià)格漲幅太大，制造商無(wú)法承受），而現(xiàn)在最流行的就是以P E T 或P P 為基材在雙面黏合0.025～0.076 mm 鋁箔的方法作為基體，然后凹印掩膜圖形（天線圖形），最后進(jìn)行蝕刻。 

2006 年4 月我在海淀體育館舉辦的IC 展覽會(huì)上拿到了清華紫光帶有芯片的RFID 的天線樣品，天線是用銀漿網(wǎng)印的，這個(gè)樣品大概就標(biāo)志著我們制造R F I D 天線的方向。最近有不少?gòu)S商和準(zhǔn)備生產(chǎn)RFID 的朋友給我打電話，討論銀漿是否還漲價(jià)，銅漿可否代替銀漿用于RFID 天線的網(wǎng)印。不難看出他們是想用直接網(wǎng)印銀漿的方法來(lái)完成天線的制造，我認(rèn)為這是一個(gè)很大的飛躍，首先使生產(chǎn)程序大大縮短，加快生產(chǎn)周期，杜絕了環(huán)境的污染和給操作者帶來(lái)的健康危害。  

RFID 天線制造歷程和現(xiàn)狀  

      1. 導(dǎo)線的捆扎時(shí)代  

       最早的R F I D 天線制造大都用0 . 0 1 3 ～0.025 mm 的銅導(dǎo)線扎制而成（銅導(dǎo)線有絕緣層），這在大件的物體或機(jī)箱中使用是可行的，在小型機(jī)箱中使用就受限制了。  
       2. 網(wǎng)印圖形蝕刻法  

       為使天線減小體積和用于平面的粘貼，采用在絕緣體（片材）表面覆銅箔。然后用網(wǎng)印抗蝕油墨制成圖形，蝕刻后去墨清洗，最后裁割成形。采用此種工藝，雖能滿足一定的批量的生產(chǎn)，但成本較高。另外此種天線均為雙面，加工起來(lái)較復(fù)雜，不多久就被下述方法代替。  

       3. 凹印圖形蝕刻法  

      雙面覆鋁箔→雙面凹印抗蝕圖形→雙面U V 固化→雙面蝕刻→雙面去膜⋯⋯以上整個(gè)流程均為軸對(duì)軸的生產(chǎn)，有的連成線，有的分段進(jìn)行。目前國(guó)外和國(guó)內(nèi)大都用此種方法制造R F I D 天線，其突出的優(yōu)點(diǎn)是速度快、產(chǎn)量高。 

      4. 用印制導(dǎo)電漿料的方法制造RFID 天線  

      此方法是用導(dǎo)電漿料代替鋁箔或銅箔的導(dǎo)線，現(xiàn)有網(wǎng)印和凹印兩種方法。  

      1 ）網(wǎng)印導(dǎo)電漿料  

    （1）網(wǎng)版的制造：無(wú)論用何種方法制造網(wǎng)版，第一要求都是應(yīng)有最佳的耐印率。第二則是根據(jù)R F I D天線導(dǎo)電層的厚度來(lái)決定網(wǎng)版圖形的厚度，在這里要提出的是當(dāng)印出天線的圖形固化后要進(jìn)行厚度的測(cè)量，既要保持厚度的均勻性，又要保持每件的一致性。最后進(jìn)行方阻值的測(cè)試，待方阻值控制在允許的技術(shù)范圍之內(nèi)后，確認(rèn)工藝參數(shù)實(shí)施于網(wǎng)印。除此之外，如果用間接法制網(wǎng)版，還應(yīng)考慮到膜片厚度的消耗因素。  

     （2 ）網(wǎng)印：大都采用自動(dòng)或半自動(dòng)印刷機(jī)，進(jìn)料和輸出料的方式均用軸對(duì)軸的方式。在本工序中最主要的是不能停機(jī)，因此要在清潔環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)。為使生產(chǎn)不間斷，最好在網(wǎng)版上面安裝一套自動(dòng)上墨系統(tǒng)和雙側(cè)歸墨板（作用是使油墨每刮印一次，將延出邊緣的油墨歸入圖形中部，待回墨后再次刮?。?，防止油墨擴(kuò)延至邊緣，致使溶劑揮發(fā)改變黏度。安裝一套自動(dòng)上墨系統(tǒng)的目的也是保持油墨黏度始終如一，保持刮印的均勻性和一致性。另外，膠刮的硬度、膠刮的運(yùn)行速度、網(wǎng)印角度、網(wǎng)距等參數(shù)一經(jīng)確認(rèn)不可隨意改變。  

       注意網(wǎng)版起落和進(jìn)出料速度的匹配，一般情況下進(jìn)料、網(wǎng)印、出料一個(gè)循環(huán)大約為7～10 s，只有在這個(gè)速度下才能完成一定數(shù)量。  

       用此網(wǎng)印導(dǎo)電漿料的方法雖可完成相當(dāng)?shù)呐?，但只限于單面，一遇到雙面生產(chǎn)就較麻煩，原因有對(duì)位重合難；收卷松緊無(wú)法掌握，出現(xiàn)誤差太大。如果是全自動(dòng)雙面網(wǎng)印機(jī)（專用自動(dòng)線）情況就完全不同了，前面手工或半自動(dòng)遇到的問題就都能迎刃而解了（有一定數(shù)量的公司已經(jīng)引進(jìn)或正在引進(jìn)這種自動(dòng)線）。  

       2 ）凹印導(dǎo)電漿料  

       和上述的網(wǎng)印導(dǎo)電漿料的區(qū)別只是印刷方式的不同。在網(wǎng)印中，網(wǎng)版的制造對(duì)天線圖形厚度有一定的影響；而在凹印時(shí)，凹印輥圖形的深淺也是決定墨層薄厚的一個(gè)因素。但是在凹印輥圖形的制造中又有激光雕刻和傳統(tǒng)制版方法兩種，前者能把圖形的凹槽加工得較為準(zhǔn)確（指凹槽的深淺和線的寬度），在后工序的操作中能提供較為精確的數(shù)值，且能很好地控制對(duì)油墨的厚度和掌握油墨的流涎。相對(duì)而言，凹印導(dǎo)電漿料制造R F I D 天線是較好的方式，其特點(diǎn)為：圖形準(zhǔn)確、厚度一致均勻、印出的圖形能滿足電性能要求。  

       3 ）導(dǎo)電漿料方阻測(cè)算及成本  

       有不少人認(rèn)為測(cè)量導(dǎo)體的電阻，將三用表的兩個(gè)極棒接觸兩端看表盤的讀數(shù)就可以了，這種方法雖然可行，但是我們所要求的是體積電阻，這和我們所印漿料的厚度、長(zhǎng)度、寬度有直接關(guān)系，現(xiàn)在國(guó)際上執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是方阻值：（Ω / □）即在厚度相同的情況一個(gè)正方體任意對(duì)邊的電阻即為本導(dǎo)體的方阻值。  

       最近國(guó)外國(guó)內(nèi)有多家推出用于R F I D 天線的導(dǎo)電銀漿，在所有的報(bào)導(dǎo)中都說(shuō)自己的漿料有最小的電阻值、細(xì)膩、穩(wěn)定，但是電阻值有多小呢？到底用于R F I D 天線的印制后成本如何呢？我們必須做一個(gè)深入的研究和測(cè)試才有答案：有一個(gè)公司舉例說(shuō)他們的銀漿在0.4 mm 寬、1.4 m 長(zhǎng)、5 μ m 厚的情況下電阻值為4 0 Ω，經(jīng)過(guò)測(cè)算方阻值只有0.011 Ω / 口，這表明銀漿中銀的含量在5 1 % 以上，而此種銀含量的銀漿在國(guó)內(nèi)價(jià)格為2 0 0 0 ～3 000 元/kg ，那么我們每支天線所用漿料是多少呢？大約為2 g 左右，每支天線的價(jià)格就得幾元（這里是指材料費(fèi)），從上述計(jì)算不難看出使用此漿料的成本還是很高的。  

       我們?cè)趫?bào)導(dǎo)中看到的杜邦公司推出的專用漿料，國(guó)內(nèi)推出的漿料，最近韓國(guó)新發(fā)明的一種印在紙表面的導(dǎo)電油墨來(lái)完成天線的制造，曼羅蘭開發(fā)的直接印刷系統(tǒng)、用于RFID 以幫助消費(fèi)者判斷那些易腐爛的食物和產(chǎn)品打開時(shí)間的印料⋯⋯在這些鼓舞人心的報(bào)導(dǎo)中，誰(shuí)都沒有講他們的材料和技術(shù)用到了何種產(chǎn)品上，哪家公司已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)，誰(shuí)都沒有去計(jì)算成本。  

       在當(dāng)今天的商品經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，商品是由本身的質(zhì)量和成本組成的，兩者缺一不可，而且是相互影響的。比如：海爾空調(diào)進(jìn)入沃爾瑪超市，所用的RFID 標(biāo)簽?zāi)芎鸵黄肯窗l(fā)水的標(biāo)簽價(jià)格相同嗎？同樣，一件普通的商品能同一列火車的車皮的標(biāo)簽相同嗎？世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家正在測(cè)試5 美分的低價(jià)標(biāo)簽，用于單件的日用品和食品，顯然這個(gè)價(jià)格在我國(guó)是無(wú)法接受的?？傊?，我國(guó)的導(dǎo)電銀漿價(jià)格如果降不下來(lái)，或者沒有合適的替代品，R F I D 的標(biāo)簽成本是降不下來(lái)的。對(duì)于成本，RFID 天線制造商必須先熟悉訂單的技術(shù)要求，這個(gè)要求主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是組成圖形天線的長(zhǎng)度、寬度和導(dǎo)線厚度；二是這樣長(zhǎng)的導(dǎo)線所需和允許的電阻值，通過(guò)計(jì)算來(lái)選擇導(dǎo)電漿料的方阻值，方可計(jì)算成本。  

       現(xiàn)代RFID 天線制造的三大要素  

       制造R F I D 天線的三大要素為：網(wǎng)?。ò加。?、固化（干燥）、收卷。  

       1 ．網(wǎng)?。ò加。斑呉延兄v述。  
       2 ．固化（干燥）。  

       1 ）在凹印抗蝕油墨的工序中，有的工廠凹印后既有U V 固化又有I R 固化，由于所使用的油墨既需要U V 固化又要進(jìn)行I R 固化。通過(guò)近兩年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)這樣做是錯(cuò)誤的，原因有： 

（1 ）浪費(fèi)了能源； 
（2 ）有溶劑揮發(fā)污染環(huán)境； 
（3 ）加工繁瑣； 
（4 ）給后工序造成麻煩（褪油墨時(shí)困難）； 
（5 ）廢品數(shù)量增加。 

后經(jīng)過(guò)我們的努力，已經(jīng)在有關(guān)廠去掉了I R 固化系統(tǒng)，使他們的生產(chǎn)面貌大大改觀，不僅節(jié)約了能源，降低了成本，還增加了成品率。  

       在網(wǎng)印或凹印導(dǎo)電漿料時(shí)，均為IR 固化，這時(shí)對(duì)導(dǎo)電漿料的選擇就非常重要，選擇合適的固化設(shè)備更為重要。在I R 固化的系統(tǒng)中應(yīng)始終保持馬鞍形的加溫曲線，因此要想在短時(shí)間達(dá)到完全固化的目的，最主要的方法是增加烘道的長(zhǎng)度，這樣才能使被烘烤的天線漿料有較長(zhǎng)的固化時(shí)間。測(cè)試完全固化的方法非常簡(jiǎn)單，只要把固化完全的天線放入相對(duì)濕度85%～90% 的環(huán)境中保持24 h 再測(cè)試阻值，不超過(guò)1 0 % 就可以（這里的測(cè)試是自己生產(chǎn)中的自行測(cè)試， 以便掌握固化的規(guī)律，規(guī)范的測(cè)試還應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）。  

       我認(rèn)為最佳的固化方式還是應(yīng)用高紅外技術(shù)，它不僅節(jié)約能源，而且設(shè)備的占地面積也只有普通I R 烘道的1 / 5，而固化時(shí)間可縮短至十幾秒。其特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間短，接通電源1 min 后可使溫度升高至所需值。因高紅外技術(shù)是全波段，瞬時(shí)可使油墨的內(nèi)層表層同時(shí)固化，解決了表面固化而內(nèi)層和底層固化不完全的弊病。具體對(duì)比如下，以軸對(duì)軸的傳送方式普通I R 固化線和高紅外的比較（表1 是使用同一種導(dǎo)電漿料的情況下的比較）。  

       此項(xiàng)高紅外技術(shù)可很好地解決生產(chǎn)中導(dǎo)電漿料固化的瓶頸問題，已經(jīng)在其他電子行業(yè)推廣，近期在R F I D 行業(yè)中也有廠家準(zhǔn)備使用。  

       3 ．關(guān)于收卷的偏差：因是軸對(duì)軸的傳送方式，收卷的精度很重要，在凹印中（無(wú)論是印抗蝕油墨還是導(dǎo)電漿料）收卷的精度也影響著雙面圖形的重合度，在現(xiàn)代生產(chǎn)線上所使用的凹印機(jī)的傳送精度基本上能保證。但隨著收卷直徑的增大，使用廠家都用電子校正儀控制跑偏，可控制在0.3～0.8 mm之間。但是應(yīng)注意的是蝕刻線或固化線，因長(zhǎng)度的原因跑偏可能要超過(guò)以上的范圍，有的操作者忽略了這一工序中出現(xiàn)跑偏的問題，嚴(yán)重者將影響蝕刻的質(zhì)量和去墨的效果。  

       凹印油墨的自動(dòng)添加和循環(huán)系統(tǒng)  

       在一般的凹印中大都不設(shè)此系統(tǒng)，但是隨著產(chǎn)量的增加，一般的工廠大都為兩班三運(yùn)轉(zhuǎn)——充分發(fā)揮設(shè)備的利用率，但是工人們每次上墨都是手提油墨桶，將稀釋好黏度的油墨倒入供墨槽，油墨的黏度終始無(wú)法控制。將不同程度地產(chǎn)生薄厚不均，對(duì)耐蝕刻性或電阻值都會(huì)產(chǎn)生不良影響。解決的辦法是在凹印機(jī)的外部增加一套油墨自動(dòng)添加和循環(huán)系統(tǒng)，具體做法是：根據(jù)廠房設(shè)備的布局在凹印機(jī)的外部（距凹印機(jī)越近越好）設(shè)立一個(gè)20～40 kg 的恒溫儲(chǔ)墨槽，利用管道分別將油墨通向兩個(gè)供墨槽，兩個(gè)供墨槽分別設(shè)有溢出口，使多余的油墨通過(guò)溢出口再流回儲(chǔ)墨槽，其優(yōu)點(diǎn)是： 

       ● 兩供墨槽的黏度、溫度能保持一致；  
       ● 可長(zhǎng)期循環(huán)使用，減少油墨的浪費(fèi)；  
       ● 可以使凹印的厚度均勻；  
       ● 工作條件穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。  

       蝕刻設(shè)備及蝕刻方式  

       R F I D 天線制造中的蝕刻是很重要的一個(gè)工序，在這個(gè)工序中，蝕刻的方式仍然用軸對(duì)軸傳動(dòng)，但我看到有的工廠在這一工序中成品率不高，這是因?yàn)樵谑褂梦g刻機(jī)中有誤區(qū)。  

       誤區(qū)1 ：認(rèn)為可以蝕刻雙面電路板的蝕刻機(jī)均可搬來(lái)使用。其實(shí)不然，在上下噴淋的力度上應(yīng)做調(diào)整，當(dāng)收卷時(shí)，雙面圖形同時(shí)蝕刻完畢，但有的廠做得很勉強(qiáng)。在軸對(duì)軸的蝕刻中，上下噴嘴相互影響，所以有功率自動(dòng)線長(zhǎng)固化時(shí)間固化方式升溫時(shí)間時(shí)會(huì)出現(xiàn)蝕刻不均勻的現(xiàn)象。  

       誤區(qū)2 ：蝕刻液大都用一定濃度的鹽酸，為了增強(qiáng)蝕刻能力再加入一定量的雙氧水。出現(xiàn)的問題是：開始使用新溶液，溶液和鋁反應(yīng)快、溫度高，很快就完成了圖形的蝕刻，但隨著時(shí)間的推移，到后期溶液完全沒有蝕刻能力，溫度下降，于是再加入新溶液，這樣就出現(xiàn)了上述的情況，這種不穩(wěn)定因素嚴(yán)重地影響質(zhì)量，解決的辦法是安裝一套自動(dòng)校驗(yàn)補(bǔ)加系統(tǒng)。目前這套系統(tǒng)國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)，其性能和精度完全能滿足要求，無(wú)需花巨資買進(jìn)口產(chǎn)品。  

       誤區(qū)3 ：有的工廠錯(cuò)誤地將蝕刻設(shè)備和去墨設(shè)備連成一條線，認(rèn)為是提高了自動(dòng)化水平，但是將兩線連在一起有十幾米長(zhǎng)，一旦蝕刻或去墨段出現(xiàn)問題需暫時(shí)停機(jī)，停機(jī)就要損失若干片產(chǎn)品。另外蝕刻段和去墨段很難做到速度上的匹配。 

       未來(lái)蝕刻的展望：在R F I D 天線制造中，蝕刻占有一定的比重，在廢液的回收和處理上仍不完善，有的由所謂的污水處理商買去（低價(jià)或免費(fèi)），可能又出現(xiàn)了第二次污染。北京一家公司已經(jīng)解決了回收技術(shù)的問題，并完善了回收程序，但因費(fèi)用較高暫時(shí)不能承接污水回收業(yè)務(wù)，他們正在研究更廉價(jià)的回收手段。  

       電解蝕刻的前景：電解蝕刻雖然是一種傳統(tǒng)技術(shù)，但隨著我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展，  
在有關(guān)圖形蝕刻的領(lǐng)域中越來(lái)越受到青睞。如標(biāo)牌、面板、禮品、裝飾和電子行業(yè)中的柵網(wǎng)、集成線路框架等大都采用或正在準(zhǔn)備采用電解蝕刻。因?yàn)樗邢铝袃?yōu)勢(shì)：  

       ● 蝕刻液屬環(huán)保型，無(wú)大量的廢液廢氣排出；  
       ● 蝕刻液價(jià)格便宜，使用方便；  
       ● 設(shè)備簡(jiǎn)單，投資較?。?nbsp; 
       ● 蝕刻速度較快，適于軸對(duì)軸的成批生產(chǎn)。  

       目前此種技術(shù)用于RFID 天線的應(yīng)用設(shè)備，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)用于生產(chǎn)，我國(guó)也已經(jīng)有用于設(shè)備生產(chǎn)，但還有待進(jìn)一步完善。預(yù)計(jì)明年可投入使用的設(shè)備，將使用戶更滿意。  

       導(dǎo)電漿料的選擇和使用  

       前面所講使用導(dǎo)電漿料用網(wǎng)印或凹印制造RFID 天線的趨勢(shì)正在加速，從目前國(guó)內(nèi)的RFID 天線的生產(chǎn)廠家來(lái)看，還沒有把導(dǎo)電漿料用于生產(chǎn)線，有的只是小批量、小規(guī)模的試制。根據(jù)現(xiàn)在RFID 天線生產(chǎn)的種類看，整個(gè)導(dǎo)線（天線）的電阻大都在40～60 Ω左右，在導(dǎo)電漿料的選擇上必須是銀漿，才能滿足天線的電阻值要求。前段時(shí)間，國(guó)內(nèi)有些公司試用銅漿代替，試驗(yàn)有新進(jìn)展，但銅粉氧化得太快，吸取國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)采用銀包銅的方法，解決了銅氧化過(guò)快的問題，并提高了導(dǎo)電性能，但該成本核算價(jià)格太高。如果價(jià)格超過(guò)銀粉、銅粉，這種方法就毫無(wú)意義了。為什么國(guó)內(nèi)外沒有很好地將導(dǎo)電銀漿用于RFID 天線的制造呢？原因很簡(jiǎn)單，到目前為止所用的導(dǎo)電銀漿價(jià)格太高，而銀粉的價(jià)格的上漲幅度雖不像銅那樣的迅猛，一旦再漲價(jià)，用戶將蒙受損失。另外在網(wǎng)印導(dǎo)電漿料中，厚度控制比較難，如果印的墨層厚了方阻值能保證，一旦印薄了方阻值減少產(chǎn)品不合格，只能報(bào)廢且無(wú)返修的余地。這樣對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求就又提高了檔次——最低也需十萬(wàn)級(jí)的凈化室，這一項(xiàng)又增加了成本。在導(dǎo)電銀漿的選擇上，廠家對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品不敢問津，而國(guó)產(chǎn)的用起來(lái)穩(wěn)定性較差，鑒于上述的種種原因，制造商的決策是以穩(wěn)妥為好，還是選擇使用老工藝。  

       關(guān)于導(dǎo)電銀漿（導(dǎo)電漿料）用于REID 天線制造的信息很多，先是于2004 年底美國(guó)杜邦公司推出專門用于RFID 的天線印刷油墨MCM5033 ，其特點(diǎn)是銀的含量低、遮蓋力強(qiáng)、有良好的印刷性、能降低高頻H F 及超高頻U H F 天線的制造成本。而今年韓國(guó)大田市的A B C 納米技術(shù)公司開發(fā)出一種納米導(dǎo)電墨水，可應(yīng)用于快速發(fā)展的R F I D 天線制造，優(yōu)點(diǎn)為：有理想的電阻率、固體含量低、銀的顆粒直徑小于25 nm，可以很均勻地分布于膠體之中。  

       在國(guó)內(nèi)，先是上海寶銀公司推出Rf 2000d 導(dǎo)電銀漿用于R F I D 天線的制造，其優(yōu)點(diǎn)是能很好地與P E T或PP 結(jié)合，最后告訴我們完全能取代銅線的扎制、銅箔蝕刻等傳統(tǒng)工藝，但是現(xiàn)在R F I D 天線的制造，那還會(huì)有銅線和銅箔蝕刻工藝呢？為了研究R F I D 天線的制造水平，我收集了很多的樣品：既有銅導(dǎo)線扎制的天線和銅箔蝕刻的天線，也有凹印鋁箔的天線，當(dāng)然我最需要的還是國(guó)內(nèi)外網(wǎng)印或凹印導(dǎo)電漿料圖形的天線。通過(guò)對(duì)這些樣品尺寸體積的測(cè)量和對(duì)方阻值的測(cè)試，阻值還是較低的，說(shuō)明這些導(dǎo)電漿料均以銀粉為導(dǎo)電相的漿料，且含銀量較高，當(dāng)然價(jià)格也很高。  

       北京力拓達(dá)科技公司早在兩年前就著手研制開發(fā)適合我國(guó)RFID 發(fā)展模式的導(dǎo)電漿料，綜合國(guó)內(nèi)外的實(shí)際情況，在Ω/ 口滿足產(chǎn)品指標(biāo)的情況下，把成本放在首位，他們的目標(biāo)是：RFID 天線制造商能承受的價(jià)格，否則將束之高閣，無(wú)人問津?？春么松虣C(jī)，諸多的商家開始涌入這個(gè)市場(chǎng)，接下來(lái)就是這些商家們的競(jìng)爭(zhēng)了，只有這樣產(chǎn)品質(zhì)量才能提升，成本和價(jià)格才能下降，才能更快地促進(jìn)我國(guó)RFID 生產(chǎn)的進(jìn)步和發(fā)展。