詳解RFID電子標簽特點及制作工藝

如今，RFID技術已經進入了各行各業，在不同應用場景和環節中發揮強大的數字采集能力。不過，在實際應用中，標簽的識別往往會遭遇各種不同挑戰，既包括了環境因素，也包括產品工藝等等。對于應用RFID系統的廠商而言，好用的RFID標簽是項目成功的一大關鍵所在。那么，RFID電子標簽有什么特點，有哪些制作工藝呢？

RFID電子標簽的特點

1、使用時間長，數據保留時間長達10年。

2、識別速度快，一次性可批量讀取多個RFID標簽。

3、可重復使用，數據存儲容量大。RFID電子標簽具有重復添加、刪除、修改存儲數據的功能，方便新舊數據的替換和更新，RFID電子標簽的最大容量是幾兆字節，可以存儲更多的數據信息。

4、RFID標簽擁有全球唯一的ID碼，數據內容加密保護，安全保密性強，不易被偽造和模仿。

5、動態實時通訊，RFID電子標簽出現在RFID讀寫器的有效識別范圍內，可以對其位置進行動態跟蹤和監控。

6、RFID電子標簽數據讀取無需可見光源，可通過外包裝盒讀取內部RFID電子標簽信息。

7、滲透當紙、木、塑料等非金屬材料被包裹或分離時，RFID標簽可以通過這些非金屬材料被讀取。

8、抗污染能力和耐久性標簽采用防水、防油等材料制成外殼，對水、油、化學品等物質的抵抗力強，使用壽命長。

9、體積小型化，造型多樣化RFID電子標簽不受形狀和尺寸的限制，也朝著小型化、多樣化的方向發展，可以應用于更多不同的產品。

RFID電子標簽工作原理示意圖

RFID電子標簽常用的制作工藝

RFID電子標簽的制作工藝主要有以下三種：銅導線燒制工藝、金屬蝕刻工藝和印刷工藝。其中，印刷工藝主要采用絲網印刷工藝，因為受導電漿料導電性能和導電機理的限制，只能采用高銀含量的導電銀漿和低網線數的絲網網版。此外，受油墨黏度、延展性、流動性、刮印壓力、網版拉伸、網線干擾等多個因素的影響，印制的RFID電子標簽導線結構易出現變形、邊界粗糙、短路、斷路、實際輻射效率與理論輻射效率相差很大等問題。

導電銀漿絲網印刷制造RFID電子標簽示意圖

絲網印刷RFID電子標簽導線的局部放大圖

目前，行業普遍使用鋁箔蝕刻法制造超高頻RFID電子標簽，而普及應用超高頻RFID電子標簽的主要瓶頸是標簽的價格、尺寸和環境適應性。鋁箔蝕刻法制作天線的過程包括金屬貼合、光阻印刷、金屬蝕刻等，流程較為繁雜、成本偏高且不環保。

其中，在印刷天線油墨方面，根據成分不同，包括銀漿、鋁漿、銅漿與碳漿等，以金屬漿料印刷的天線效果最好。然而，目前鋁、銅金屬漿需高溫脫氧燒結才能展現導電性，使得天線底材受到一定限制，而傳統碳漿導電性未達天線應用的電阻要求，且銀漿天線的制程繁瑣、價格昂貴，導電性能會因彎折而降低，使得目前在市場上利用印刷方式來制作RFID天線的方式仍無法大規模生產并無法取代目前的鋁蝕刻天線。

而采用RFID電子標簽導電漿料制作天線，其制程環保、簡單且無污染，價格便宜且質量輕，適合各種無線天線的印制，在市場上無論從性能方面，還是價格方面來說，都具備十足的競爭力。

RFID電子標簽的封裝工藝

電子標簽的封裝形式較多,不受標準形狀和尺寸的限制，而且其構成也是千差萬別，甚至需要根據各種不同要求進行特殊的設計。目前已得到應用的Transponder的尺寸從￠6mm到76×45mm,小的甚至使用微米級芯片制成、包括天線在內也只有0.4×0.4mm的大??；存儲容量從64-200bit的只讀ID號的小容量型到可存儲數萬比特數據的大容量型(例如EEPROM32Kbit)；封裝材質從不干膠到開模具注塑成型的塑料。對于電子標簽的各種封裝形式，其材質、構成等各不相同。

1、卡片類(PVC、紙、其他)

層壓式

有熔壓和封壓兩種。熔壓是由中心層的INLAY片材和上下兩片PVC材加溫加壓制作而成。PVC材料與INLAY熔合后經沖切成ISO7816所規定的尺寸大小。當芯片采用Transponder時芯片凸起在天線平面之上(天線厚0.01～0.03mm)，可以采用另一種層壓方式，即封壓。此時，基材通常為PET或紙，芯片厚度通常為0.20～0.38mm，制卡封裝時僅將PVC在天線周邊封合，不是熔合，芯片部位不受擠壓，可以避免出現芯片被壓碎。

膠合式

采用紙或其他材料通過冷膠的方式使Transponder上下材料膠合成一體，再模切成各種尺寸的卡片。

2、標簽類

粘貼式

成品可制成為人工或貼標機揭取的卷標形式，是應用中最多的主流產品，即商標背面附著電子標簽，直接貼在被標識物上。如航空用行李標簽、托盤用標簽等。

吊牌式

對應于服裝、物品采用吊牌類產品，特點是尺寸緊湊，可以回收。

3、異形類

金屬表面設置型（抗金屬電子標簽）

大多數電子標簽不同程度地會受到(甚至附近的)金屬的影響而不能正常工作。這類標簽經過特殊處理，可以設置在金屬上并可以讀寫。用于壓力容器、鍋爐、消防器材等各類金屬件的表面。所謂特殊處理指的是需要增大安裝空隙、設置屏蔽金屬影響的材料等。產品封裝可以采用注塑式或滴塑式。

腕帶型

可以一次性或重復使用(如：游樂場、海灘浴場；監獄的防拆電子腕帶等等)。

動、植物使用型

封裝形式可以是注射式玻璃管、懸掛式耳標、套扣式腳環、嵌入式識別釘等。

RFID電子標簽發展趨勢

據當前行業需求情況，預計未來5年我國超高頻RFID發展有如下三個趨勢：

1、應用領域更加廣泛

隨著技術的發展與普及，超高頻RFID將不斷滲入智能制造、汽車電子標識、紡織洗滌、醫療等領域。同時，受全球能源日益短缺、居民對環境的重視等因素影響，油氣管道、電網、汽車、建筑以及其他行業也將會成為超高頻RFID應用發展的重點領域。

2、市場規模不斷增長

RFID技術是“萬物互聯”的關鍵技術。未來，全球RFID行業市場規模將持續增長，而超高頻RFID則是增長最快的領域，我國會是應用增速最快的國家。

3、產品向多功能發展

未來，全球超高頻RFID技術將與傳感器、GPS、生物識別結合，由單一識別向多功能識別發展，實現跨領域、跨行業的應用。

據VDC研究機構的《RAIN RFID市場研究報告》預計，全球RFID標簽電路的發貨量到2028年有望達到885億枚，而中國RFID市場規模2021至2025年均復合增長率仍可維持在12%左右，到2026年我國RFID的市場規模將接近2500億元。

審核編輯 黃宇