RFID标签天线制造技术

    目前，有三种天线制造技术：蚀刻/冲压天线（etched/punchedantenna）、印刷天线（printedantenna）和绕线式天线。其中，绕线和印刷技术在中国大陆得到了较为广泛的应用，台湾大部分的RFID标签制造商也是采用此技术；而蚀刻技术主要应用于欧洲地区，而在台湾，目前仅少数软性电路板厂有能力运用此技术制造RFID标签。绕线技术仅可用于制造125K与13.56M频宽的RFID标签，无法用于制造UHF频宽的RFID标签。印刷技术与蚀刻技术均可以运用于大量制造13.56M、UHF频宽，但是印刷的品质较蚀刻的差且耐用年限较短。一般印刷的RFID标签耐用年限为二至三年。但蚀刻的RFID标签耐用年限为十年以上。 

    按照美国护照案（e-passport）要求，其tag之耐用年限基本要求为十年以上，必须采用蚀刻技术制造。以下简单介绍绕线、印刷二种技术的特点和差异。  

    1、印刷天线结构与特征  

    RFID标签（又称非接触式IC卡）与接触式IC卡等其他卡产品的显著不同之处是包括了一个含有天线和晶片的INLAY层。不同INLAY制造方式形成各有特点的制造技术。不同的制造技术也影响RFID标签的结构设计。一张INLAY的两面都加上印刷层和保护膜即组成了一张RFID标签。  

    与绕线天线相比，印刷天线有以下优点：  

    （1）印刷式天线制造可较精确调整电性能参数，将卡片使用性能最佳化。RFID标签电性能参数的设计是十分重要的，它直接影响了RFID标签的读卡距离对读卡机的适应性和工作稳定性。RFID标签的主要技术电性能主要参数有：谐振频率、Q值和阻抗。为了达到最优性能所有的RFID标签制造技术都可以采用改变天线匝数、天线尺寸大小和线径粗细方法来获得。但印刷天线技术除此以外，还可以通过局部改变线的宽度，改变晶片层的厚度等精确调整到所需的目标值。RFID标签的谐振频率、Q值和阻抗可以采用阻抗仪或是网络分析仪测出。  

    （2）印刷式天线制造可任意改变线圈形状，以适应用户表面加工要求。由于RFID卡片的多用途使用，以及各种个性化的要求越来越多，将对RFID标签表面及卡体夹有种种限制，如打凸字，敏感图形等。印刷天线INLAY可按要求方便地改变成任何形状，甚至为非规则曲线以满足客户要求，而不降低任何使用性能。  

    （3）印刷式天线制造可使用各种不同卡基体材料，此种结构可按用户要求使用不同卡体材料，除PVC外，还可使用PET-G、PET、ABS、PC和纸基材料等。如果采用绕线技术，就很难用PC等材料生产出适应恶劣环境条件的RFID标签。  

    （4）印刷式天线制造适合于各种不同厂家提供的晶片模块。随着RFID标签的广泛使用，越来越多的IC晶片厂家都加入到生产RFID晶片模块的队伍。由于缺乏统一的标准，电性能参数也不同，而印刷天线INLAY结构的灵活性，可分别与各种不同晶片以及采用不同封装形式的模块相匹配，以达到最佳使用性能。  

    2、天线印刷技术  

    天线印刷是一道重要加工工序。 

天线印刷技术与一般网版印刷技术相同。首先按设计好的天线形状进行制版。印刷网目可按实际需要在100-257目/吋之间选用。印刷油墨的选用十分关键。由于油墨是导电体。油墨主要成分是金属如银和铝等。要选用那些低电阻率、荷值比高的油墨。印刷后线圈的电阻一般在2-25Ω之间。  
    根据实际技术需要，采用单面或双面印刷天线，可以获得所需要的感抗。要想获得高质量的天线，还需要在许多细微之外进行改进，如油墨选用、油墨调和、压力大小、网目选用等，印刷板制作和油墨干燥等方面。这些都需要长期的工作实际经验累积。与绕线和蚀刻天线相比，印刷天线的技术的最显著特点是投资少、效率高。  

    3、晶片模块与天线之间的连接技术  

    连接是指晶片模块与天线之间的连接，它是所有不同天线制造技术中的一个关键环节。印刷天线与模块之间一般采用导电胶粘合或是直接压合的方法。印刷天线的搭接面积一般都大于模块连接端的面积，保证了连接的可靠性，再加上层压时高温高压，使得模块引线端与天线塔接块熔为一体。此种连接方式的优点是技术可操作性高和性能可靠性高。  

    绕线式天线通常采用焊接的方式连接模块。此种技术在保证焊接牢靠、天线硬实和模块位置十分准确以及焊接电流控制较好的情况下，能保证较好的连接。但因受控的因素较多，容易出现虚焊、假焊和偏焊等缺陷。此种连接方法的另一个优点是可使用体积细小的模块，如Mifare1、FCP2模块等方便地进行连接，而不降低产能和增加成本。采用此类小型封装模块，可以制作厚度≦0.5mm的RFID标签，而且表面无痕迹。RFID标签制造业现在已经有将晶片（Die）与印刷天线贴合的技术，并广泛用于智能标签的生产。