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RFID制印技术及在印刷领域的主要应用
作者：RFID世界网 收编
来源：佳工机电网
日期：2009-03-25 09:12:29
摘要：在印刷领域，RFID将逐渐替代传统的条形码标签。专家预测，RFID技术能在未来几年对包装、防伪印刷和纸张产生重要影响。对于印刷领域来说，在 RFID生产中，可利用印刷技术生产RFID的天线，这给印刷业带来新的发展契机。
在包装及防伪领域，传统的条形码标签得到广泛应用，但随着人们对商品的生产、贮运、保质、防伪、管理等诸多方面更高更全的信息需求，这种条形码标签显然已力不从心了，它不但无法提供商品生产、管理等方面的信息，不能警示商品保质需要的温度等信息，在防伪效果上，也由于其印刷单一，容易仿造而逐渐失去商品的防伪效果。随着科技的进步及在标签制作领域的应用，一种全新、多功能、有良好防伪效果的智能标签已开始广泛应用，它将为标签制印带来新的生机和活力。
RFID的主要特点
RFID（Radio Frequency Identifica－tion）即无线射频识别系统，也称为无线IC标签、电子标签、感应式电子芯片、感应卡、非接触卡等，它是一种透过无线电波来达到非接触的资料存取的技术，可透过无线通讯结合资料存取技术，连结背后的资料库系统，形成一个庞大且串连在一起的系统。一个完整的RFID系统包含读取机、感应器或晶片、天线、软硬件系统等。其基本原理是，当卷标进入磁场区域后，接收读取器发出的信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，读取器读取信息并译码后，送至中央信息系统进行有关的处理。
RFID标签可分为被动式标签：本身不会自主发出资讯电波，由读取机发出电波产生讯号，RFID标签的天线接收到磁场产生的感应电流，然后送出储存在晶片中的资讯给读取机接收判读。主动式标签：标签中除了有晶片和天线外，增加了电源，可以不断主动发出资料讯号，给读取机接收判读。
归纳起来，RFID主要有如下特点：
（1）数据的读写功能：只要通过RFID即可不需接触，直接读取讯息至数据库内，且可一次处理多个标签，并可以将物流处理的状态写人标签，供下一阶段物流处理的读取判断之用。
（2）容易小型化和多样化的形状：RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID更可往小型化与多样型态发展，以应用在不同产品中。
（3）耐环境性：纸张一受到脏污就会看不到其上的信息，但 RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID在黑暗或脏污的环境之中，也可以读取数据。
（4）可重复使用：由于RFID为电子数据，可以反复被覆写，因此可以回收标签重复使用。如被动式RFID，不需要电池就可以使用，没有维护保养的需要。
（5）穿透性：RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯。不过如果是铁质金属的话，就无法进行通讯。
（6）数据的记忆容量大：数据容量会随着记忆规格的发展而扩大，未来物品所需携带的资料量愈来愈大，对卷标所能扩充容量的需求也增加，对此RFID不会受到限制。
RFID 在印刷领域的主要应用
事实上，RFID技术早在二次世界大战就已开始研究应用，当时英国曾用RFID以确认进机场的是否为己方的飞机，以免遭误击。RFID等于是一种可以不接触就可以读取上面资料的标签，因此应用的范围非常广，例如，门禁管制（人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理）；资产加收和废物管理（栈板、货柜、台车、笼车等可回收容器管理；垃圾回收处理、废弃物管控系统等等）；货物管理和仓储物资处理（航空运输的行李识别，存货、物流运输管理；仓库存物清点、物资控制系统）；医疗应用（医院的病历系统、危险或管制之生化物品管理）；交通运输（高速公路的收费系统）；防盗应用（超市的防盗、图书馆或书店的防盗管理）；动物监控（畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪）；自动化控制（汽车、家电、电子业之组装生产）；联合票证（联合多种用途的智能型储值卡、红利积点卡）等诸多方面。
在印刷领域，RFID将逐渐替代传统的条形码标签。专家预测，RFID技术能在未来几年对包装、防伪印刷和纸张产生重要影响。对于印刷领域来说，在 RFID生产中，可利用印刷技术生产RFID的天线，这给印刷业带来新的发展契机。
RFID 在物流、管理方面的应用目前已越来越多。在国外，美国最大的零售商沃尔玛已于2005年1月开始要求上游各大供应商，在供货的货栈上加入RFID，2006年底全面使用RFID。
RFID 的制印技术
RFID制作与传统标签的印刷有着很大的区别，目前，我国传统的标签印刷技术已具有很高的水平，商标印刷业中不乏有丰富经验的企业，也生产出许多设计精美和高品质的产品，但对于RFID，有人认为它并无特殊之处，只要用普通标签给它外覆一件美丽的外衣，这对于高品质标签的制印企业来说并不困难，但这样单纯地添加美丽外衣的RFID，对于它的高附加值却会造成重要的损失。那么，与传统标签印刷相比，RFID印刷有什么特点呢？首先，从RFID的定义上来看，智能是指由芯片、天线等组成的射频电路；而标签是由标签印刷工艺使射频电路具有商业化的外衣。从印刷的角度来看，RFID的出现会给传统标签印刷带来更高的含金量。RFID的芯片层可以用纸、PE、PET甚至纺织品等材料封装并进行印刷，制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或其他类型的标签，芯片是RFID的关键，由其特殊的结构决定，不能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。
（1）印刷方法。
印刷主要是以丝网印刷为首选，这主要是丝网印刷在集成电路板、薄膜开关等方面的印刷质量是其他印刷方法所无法企及的，在RFID印刷中，要使用导电油墨，而印刷导电油墨较好的丝网是镍箔穿孔网。它是一种高技术丝网，它不是由一般的金属或尼龙等丝线编织成的丝网，而是由镍箔钻孔而成箔网，网孔呈六角形，也可用电解成形法制成圆孔形。整个网面平整匀薄，能极大地提高印迹的稳定性和精密性，用于印刷导电油墨、晶片及集成电路等高技术产品效果较好，能分辨 0.1mm的电路线间隔、定位精度可达0.01mm。
（2）导电油墨的应用。导电油墨是一种特种油墨，它可在UV油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体，使油墨具有导电性。
导电油墨主要是由导电填料（包括金属粉末、金属氧化物、非金属和其他复合粉末）、连接剂（主要有合成树脂、光敏树脂、低熔点有机玻璃等）、添加剂（主要有分散剂、调节剂、增稠剂、增塑剂、润滑剂、抑制剂等）、溶剂（主要有芳烃、醇、酮、酯、醇醚等）等组成，导电油墨是一种功能性油墨，在印刷中主要有碳浆、银浆等导电油墨。碳浆油墨是一液型热固型油墨，成膜固化后具有保护铜箔和传导电流的作用，具有良好的导电性和较低的阻抗；它不易氧化，性能稳定，耐酸、碱和化学溶剂的侵蚀；具有耐磨性强，抗磨损、抗热冲击性好等特点。银浆油墨是由超细银粉和热塑性树脂为主体组成的一液型油墨，在PET、PT、PVC片材上均可使用，有极强的附着力和遮盖力，低温固化，可控导电性和很低的电阻值。另外，将具有导电性的纳米级碳墨加入油墨制成的导电油墨，也可将导电油墨中金属粉（如银粉）制成纳米级银粉来制造导电油墨，这种导电油墨不仅印刷的膜层薄且均匀光滑，性能优良，而且还可大量节省材料。
在RFID制印中，导电油墨主要用于印制RFID大线，替代传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线。它具有两个主要的优点，首先，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线，工艺复杂，成品制作时间长，而应用导电油墨印刷天线是利用高速的印刷方法，高效快速，是印刷天线和电路中首选的既快又便宜的方法。
如今，导电油墨已开始取代各频率段的蚀刻天线，如超高频段（860MHz～950MHz）和微波频段（2450MHz），用导电油墨印刷的天线可以与传统蚀刻的铜天线相比拟。此外，导电油墨还用于印制RFID中的传感器及线路印刷。其次，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线要消耗浪费金属材料，成本较高，而导电油墨的原材料成本要低于传统的金属天线，这对于降低RFID的制作成本有很大的意义。
（3）独特的工艺要求。在RFID制印中，对制作工艺有其独特的要求，主要应注意高成品率、厚纸印刷和复合加工。
在高成品率上，由于RFID本身的价值要高于普通印刷标签许多倍，所以给企业带来高利润的同时，印刷品高成品率尤为重要。尤其是许多产品都要求多色UV墨印刷、上光、上胶，印量大的标签大多数还采用卷到卷印刷或无接口印刷（通花）等方式加工，由于加工工序多，也加大了成品的筛选难度。
对于厚纸印刷，在卡纸加工中，必须注意设备对350克厚的卡纸要有良好的印刷适性，卡纸印刷中要保持纸带的张力稳定，保证印刷累计套印误差降到最小。因此，如果每个画面都套印很准，但是画面之间的间距产生误差较大，也会给RFID印刷后的复合和模切工序造成麻烦。至于复合加工，它是RFID加工中的关键工序，不仅要求每个标签之间的尺寸不会因为张力变化而改变，而且对于薄膜类材料，还要考虑拉伸变形造成标签间距增加程度，并做适当调整
RFID的主要特点
RFID（Radio Frequency Identifica－tion）即无线射频识别系统，也称为无线IC标签、电子标签、感应式电子芯片、感应卡、非接触卡等，它是一种透过无线电波来达到非接触的资料存取的技术，可透过无线通讯结合资料存取技术，连结背后的资料库系统，形成一个庞大且串连在一起的系统。一个完整的RFID系统包含读取机、感应器或晶片、天线、软硬件系统等。其基本原理是，当卷标进入磁场区域后，接收读取器发出的信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，读取器读取信息并译码后，送至中央信息系统进行有关的处理。
RFID标签可分为被动式标签：本身不会自主发出资讯电波，由读取机发出电波产生讯号，RFID标签的天线接收到磁场产生的感应电流，然后送出储存在晶片中的资讯给读取机接收判读。主动式标签：标签中除了有晶片和天线外，增加了电源，可以不断主动发出资料讯号，给读取机接收判读。
归纳起来，RFID主要有如下特点：
（1）数据的读写功能：只要通过RFID即可不需接触，直接读取讯息至数据库内，且可一次处理多个标签，并可以将物流处理的状态写人标签，供下一阶段物流处理的读取判断之用。
（2）容易小型化和多样化的形状：RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID更可往小型化与多样型态发展，以应用在不同产品中。
（3）耐环境性：纸张一受到脏污就会看不到其上的信息，但 RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID在黑暗或脏污的环境之中，也可以读取数据。
（4）可重复使用：由于RFID为电子数据，可以反复被覆写，因此可以回收标签重复使用。如被动式RFID，不需要电池就可以使用，没有维护保养的需要。
（5）穿透性：RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯。不过如果是铁质金属的话，就无法进行通讯。
（6）数据的记忆容量大：数据容量会随着记忆规格的发展而扩大，未来物品所需携带的资料量愈来愈大，对卷标所能扩充容量的需求也增加，对此RFID不会受到限制。
RFID 在印刷领域的主要应用
事实上，RFID技术早在二次世界大战就已开始研究应用，当时英国曾用RFID以确认进机场的是否为己方的飞机，以免遭误击。RFID等于是一种可以不接触就可以读取上面资料的标签，因此应用的范围非常广，例如，门禁管制（人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理）；资产加收和废物管理（栈板、货柜、台车、笼车等可回收容器管理；垃圾回收处理、废弃物管控系统等等）；货物管理和仓储物资处理（航空运输的行李识别，存货、物流运输管理；仓库存物清点、物资控制系统）；医疗应用（医院的病历系统、危险或管制之生化物品管理）；交通运输（高速公路的收费系统）；防盗应用（超市的防盗、图书馆或书店的防盗管理）；动物监控（畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪）；自动化控制（汽车、家电、电子业之组装生产）；联合票证（联合多种用途的智能型储值卡、红利积点卡）等诸多方面。
在印刷领域，RFID将逐渐替代传统的条形码标签。专家预测，RFID技术能在未来几年对包装、防伪印刷和纸张产生重要影响。对于印刷领域来说，在 RFID生产中，可利用印刷技术生产RFID的天线，这给印刷业带来新的发展契机。
RFID 在物流、管理方面的应用目前已越来越多。在国外，美国最大的零售商沃尔玛已于2005年1月开始要求上游各大供应商，在供货的货栈上加入RFID，2006年底全面使用RFID。
RFID 的制印技术
RFID制作与传统标签的印刷有着很大的区别，目前，我国传统的标签印刷技术已具有很高的水平，商标印刷业中不乏有丰富经验的企业，也生产出许多设计精美和高品质的产品，但对于RFID，有人认为它并无特殊之处，只要用普通标签给它外覆一件美丽的外衣，这对于高品质标签的制印企业来说并不困难，但这样单纯地添加美丽外衣的RFID，对于它的高附加值却会造成重要的损失。那么，与传统标签印刷相比，RFID印刷有什么特点呢？首先，从RFID的定义上来看，智能是指由芯片、天线等组成的射频电路；而标签是由标签印刷工艺使射频电路具有商业化的外衣。从印刷的角度来看，RFID的出现会给传统标签印刷带来更高的含金量。RFID的芯片层可以用纸、PE、PET甚至纺织品等材料封装并进行印刷，制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或其他类型的标签，芯片是RFID的关键，由其特殊的结构决定，不能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。
（1）印刷方法。
印刷主要是以丝网印刷为首选，这主要是丝网印刷在集成电路板、薄膜开关等方面的印刷质量是其他印刷方法所无法企及的，在RFID印刷中，要使用导电油墨，而印刷导电油墨较好的丝网是镍箔穿孔网。它是一种高技术丝网，它不是由一般的金属或尼龙等丝线编织成的丝网，而是由镍箔钻孔而成箔网，网孔呈六角形，也可用电解成形法制成圆孔形。整个网面平整匀薄，能极大地提高印迹的稳定性和精密性，用于印刷导电油墨、晶片及集成电路等高技术产品效果较好，能分辨 0.1mm的电路线间隔、定位精度可达0.01mm。
（2）导电油墨的应用。导电油墨是一种特种油墨，它可在UV油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体，使油墨具有导电性。
导电油墨主要是由导电填料（包括金属粉末、金属氧化物、非金属和其他复合粉末）、连接剂（主要有合成树脂、光敏树脂、低熔点有机玻璃等）、添加剂（主要有分散剂、调节剂、增稠剂、增塑剂、润滑剂、抑制剂等）、溶剂（主要有芳烃、醇、酮、酯、醇醚等）等组成，导电油墨是一种功能性油墨，在印刷中主要有碳浆、银浆等导电油墨。碳浆油墨是一液型热固型油墨，成膜固化后具有保护铜箔和传导电流的作用，具有良好的导电性和较低的阻抗；它不易氧化，性能稳定，耐酸、碱和化学溶剂的侵蚀；具有耐磨性强，抗磨损、抗热冲击性好等特点。银浆油墨是由超细银粉和热塑性树脂为主体组成的一液型油墨，在PET、PT、PVC片材上均可使用，有极强的附着力和遮盖力，低温固化，可控导电性和很低的电阻值。另外，将具有导电性的纳米级碳墨加入油墨制成的导电油墨，也可将导电油墨中金属粉（如银粉）制成纳米级银粉来制造导电油墨，这种导电油墨不仅印刷的膜层薄且均匀光滑，性能优良，而且还可大量节省材料。
在RFID制印中，导电油墨主要用于印制RFID大线，替代传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线。它具有两个主要的优点，首先，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线，工艺复杂，成品制作时间长，而应用导电油墨印刷天线是利用高速的印刷方法，高效快速，是印刷天线和电路中首选的既快又便宜的方法。
如今，导电油墨已开始取代各频率段的蚀刻天线，如超高频段（860MHz～950MHz）和微波频段（2450MHz），用导电油墨印刷的天线可以与传统蚀刻的铜天线相比拟。此外，导电油墨还用于印制RFID中的传感器及线路印刷。其次，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线要消耗浪费金属材料，成本较高，而导电油墨的原材料成本要低于传统的金属天线，这对于降低RFID的制作成本有很大的意义。
（3）独特的工艺要求。在RFID制印中，对制作工艺有其独特的要求，主要应注意高成品率、厚纸印刷和复合加工。
在高成品率上，由于RFID本身的价值要高于普通印刷标签许多倍，所以给企业带来高利润的同时，印刷品高成品率尤为重要。尤其是许多产品都要求多色UV墨印刷、上光、上胶，印量大的标签大多数还采用卷到卷印刷或无接口印刷（通花）等方式加工，由于加工工序多，也加大了成品的筛选难度。
对于厚纸印刷，在卡纸加工中，必须注意设备对350克厚的卡纸要有良好的印刷适性，卡纸印刷中要保持纸带的张力稳定，保证印刷累计套印误差降到最小。因此，如果每个画面都套印很准，但是画面之间的间距产生误差较大，也会给RFID印刷后的复合和模切工序造成麻烦。至于复合加工，它是RFID加工中的关键工序，不仅要求每个标签之间的尺寸不会因为张力变化而改变，而且对于薄膜类材料，还要考虑拉伸变形造成标签间距增加程度，并做适当调整
