發布日期：2022-05-20 點擊率：51
20世紀40年代初期，雷達的改進和應用催生了無線射頻識別(RFID)技術。經歷了漫長的探索階段，目前，RFID已經在公共安全、生產制造、物流管理等領域起到了舉足輕重的作用。
RFID
無線射頻識別(RFID，RBdio Frequency Identification)技術是一項非接觸式自動識別技術，它通過空間耦合(交變磁場或電磁場)自動識別目標對象并獲取相關數據，以達到目標識別和數據交換的目的，識別工作無需人工干預。
RFID系統的基本工作原理可以通過圖1進行闡述：閱讀器將要發送的信號，經編碼后加載在某一頻率的載波信號上由天線向外發送，進入閱讀器工作區域的電子標簽接收此脈沖信號，標簽內芯片中的有關電路對此信號進行解調，解碼、解密，然后對命令請求，密碼，權限等進行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關信息，經加密、編碼，調制后通過電子標簽內天線再發送到閱讀器，閱讀器對接收到的信號進行解調，解碼，解密后送至中央處理系統進行有關數據處理;若為修改信息的寫命令，有關控制邏輯引起的內部電荷泵提升工作電壓，提供擦寫EEPRQM中的內容進行改寫，若經判斷其對應的密碼和權限不符，則返回出錯信息。
RFID系統的應用范圍
國際物聯網時代即將到來，據悉，RFID技術已在歐美市場廣泛應用，隨著中國市場RFID技術的日趨成熟和RFID標簽價格的降低，RFID電子標簽將替代傳統的一維條形碼和二維碼。如果說二維碼是一維碼標簽的延伸，那RFID的誕生就是標簽行業的一場革命。其應用領域主要在以下方面：
1.物流管理
物流是RFID最大的市場應用空間，可以極大地提高物流環節的效率，并為實現零庫存提供技術保障。全球零售業巨頭沃爾瑪以及德國麥德龍極力推廣RFID標簽的應用，均已實現在超市中利用RFID技術來實現產品識別、反偷竊，實時庫存和產品有效期控制。
2.食品安全
食品安全問題是一個國家的民生大事，RFID技術可以通過對食品原來的種植或養殖過程進行全程的管理記錄以及對食品流通的環節進行正向跟蹤和逆向追溯，全方位保證食品安全。
3.商品防偽
商品防偽能保障正常的市場秩序與消費信譽，具有巨大的市場空間。采用RFID防偽技術與無線通訊網絡可以在任何時間、任何地點實現商品的質量檢驗，目前已在煙、酒。醫藥等商品上進行試點。
4.其他領域的應用
RFID具有著非常廣泛的應用空間，比如在交通管理，軍品管理、安防，動物養殖與寵物管理，圖書館管理等領域，都具有巨大應用前景。
RFID標簽天線制備技術
影響RFID推廣的核心問題在于芯片技術以及成本。如圖2所示，RFID電子標簽主要由底材、天線及芯片組成，天線層是主要的功能層，其目的是傳輸最大的能量進出標簽芯片。與傳統蝕刻法，繞線法相比，標簽天線的直接印制法大大節約了成本。
1.標簽天線的傳統制造工藝
①采用蝕刻方式加工制備標簽天線
天線在蝕刻前應先印刷上抗蝕膜，首先將PET薄膜片材兩面覆上金屬(如銅、鋁等)箔;然后采用印刷法(絲網印刷，凹印等)或光刻法，在基板雙面天線圖案區域印刷抗蝕油墨，用以保護線路圖形在蝕刻中不被溶蝕掉：然后進行蝕刻，即將印刷油墨圖案已固化的片材浸入蝕刻液中，溶蝕掉未印刷抗蝕油墨層區域的金屬;然后再去除薄膜片材天線圖案金屬層上的抗蝕刻油墨，這樣就得到了標簽天線。或者采用光刻法，在覆銅基板表面預先涂布光敏抗蝕膜，并用相應的掩膜覆合曝光，經過顯影腐蝕，除去版上殘留抗蝕膜，就得到一個完整的天線圖形。
②繞線法制備標簽天線工藝
目前。銅導線繞制RFID標簽天線的制造工藝通常是使用自動繞線機進行，即直接在底基載體薄膜上繞上涂覆了絕緣漆，并使用低熔點烤漆的銅線作為RFID標簽天線的基材，最后用黏合劑對導線與基材進行機械固定。其工藝流程如圖4所示。該方法可靠性較高，但對于RF19電子標簽來說成本太高。
2.標簽天線印制工藝
基于傳統標簽天線制備方法中存在的污染環境、成本較高的弊端，且工藝復雜，成品制作時間長，必將被新的工藝所替代。采用印刷方式直接印制RFID標簽天線是一種環保節能、低成本的制造工藝。現有可行的印制RFID標簽天線的印刷方式有絲網印刷和噴墨印刷。
①絲網印刷法制備天線
絲網印刷是使用模版直接印刷的過程，即用導電油墨直接印刷在紙基或塑料薄膜卷材上，其一般工藝流程為：
標簽天線的絲網印刷就是把導電油墨由網版的另一側以刮板將油墨掃壓過網版，而油墨則穿透過網版上天線圖樣的網孔間隙，粘印在被印刷的底材上。在進行RFID的標簽天線印刷時，由于不同工作頻率的RFID標簽的天線線圈將對應不同的圈數，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為6，厚度約為20um：UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片，線圈截面厚度約為4um)，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格的允差范圍(如兩次重疊套印的誤差必須在0.1mm之內)。
網版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對于用導電油墨印刷標簽天線是十分有利的。在實際印刷電路生產中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其干燥則可以采用UV，IR及熱風等方式來完成。
②噴墨印刷法制備天線
絲網印刷在一定程度上節約了成本，但其油墨采用70%左右的高銀含量的導電銀漿，得到15～20um之間的天線，屬于厚膜印刷方式，成本高，且印刷過程中有溶劑排放，墨層柔順性較差。采用噴墨打印機制備導電線路，只需要根據計算機系統設計的圖案，由噴墨打印機的噴頭將導電墨水噴涂到基板上而形成導電線路。噴墨印刷方式作為非傳統印刷，在天線制作方面由于其制作周期短、無污染、成本低等特性被廣泛關注。國內外很多知名院校、研究所長期致力于噴墨導電墨水的研究，取得了顯著的成就。北京印刷學院以李露海教授為帶頭人的科研團隊成功研制出導電膜厚度在1um左右，電阻達到1Ω左右的噴墨導電墨水：美國Kovio公司在2008年推出了用噴墨打印納米硅墨水制備的FFD，成為噴墨打印墨水第一個商業成功的案例;韓國順天大學2009年研制出基于碳納米管墨水的全印刷1-bit射頻標簽。
采用噴墨印刷來進行RFID標簽的制作可分為3種方式：①使用噴墨印刷方式把抗蝕油墨、阻焊油墨和字符油墨等噴射到覆銅板上，經過固化后得到成品;②采用含有納米金屬顆粒的導電墨水直接將電路圖形噴在聚酯片基上，經過低溫燒焙固化，形成電路：③通過采用相應特性的墨水，采用噴墨印刷的方法制造RFID標簽中的電容器及電阻器等電子器件。與傳統的印刷方式相比。采用噴墨印刷的方式可以達到更快的生產速度，印刷成本也有所降低，更重要的是能夠增加其布線密度，從而提高成品質量。
展望
RFID標簽以其獨特的優勢，逐漸應用在各個領域。人們致力于研究解決傳統制備方式存在的弊端，噴墨印刷作為標簽天線新技術，依托成本低、導電性好，無污染以及天線圖案易控制等優點，將使RFID技術得到更廣泛的應用。
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