前言

　　隨著RFID市場的成長，電子標(biāo)簽的使用量也呈倍數(shù)的成長．但真正阻礙RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素卻是電子標(biāo)簽的價(jià)格成本仍高居不下，而印刷式的電子標(biāo)簽則挾先天成本優(yōu)勢深受市場所冀望。

　　印刷式電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用在軟性電子、有機(jī)顯示器、EMI防治、紙電池及RFID等領(lǐng)域，其中又以RFlD被動(dòng)式的電子標(biāo)簽印刷所面臨的技術(shù)難題最多。

　　印刷制程

　　RFlD被動(dòng)式的電子標(biāo)簽印刷主要使用之油墨俗稱為“導(dǎo)電銀膠”。由于印刷時(shí)需使用銀粉材，而近來原物料價(jià)格不斷攀升使得銀膠的成本居高不下，導(dǎo)致原本占有制造成本優(yōu)勢的印刷式電子標(biāo)簽，一時(shí)之間成本降不下來，不過長遠(yuǎn)來看印刷式的電子標(biāo)簽，仍是未來低價(jià)電子標(biāo)簽的最佳解決方案之一。

　　在印刷的制程上，光是印刷轉(zhuǎn)印油墨的方式就有網(wǎng)版、凹版、凸版及噴墨等四大類，而每種印刷制程特性、品質(zhì)及成本亦各有不同，若再加入油墨及印刷底材之特性考量，電子標(biāo)簽印刷的制程及材料特性之組配，將能決定各項(xiàng)電子標(biāo)簽印件所。適合采用的生產(chǎn)方式。

　　網(wǎng)版印刷

　　RFJD電子標(biāo)簽的印刷制程采用此種方案的案例最多，網(wǎng)版印刷就是把導(dǎo)電油墨由網(wǎng)版的另一側(cè)以刮刀將油墨掃壓過網(wǎng)版，而油墨則穿透過網(wǎng)版上圖樣的網(wǎng)孔間隙，黏印在被印刷的底材上。網(wǎng)版印刷的油墨黏度較高，且印刷膜厚最高可達(dá)100um，而RFID電子標(biāo)簽的印刷膜厚僅約為8—12um即可，其后干燥則可以UV、IR及熱風(fēng)等方式來達(dá)成。

　　凹版印刷

　　凹版印刷是將刻有圖樣的金屬薄版(凹刻)，固定于印刷機(jī)上的印刷轆上，沾上印刷油墨后轉(zhuǎn)印至被印刷的底材上。凹版印刷的油墨黏度較網(wǎng)版印刷油墨的黏度來的低，油墨膜厚控制最為精準(zhǔn)，亦可符合RFlD電子標(biāo)簽印制所需膜厚要求，而且印刷速度更快，極適合大量印刷生產(chǎn)，缺點(diǎn)是需投入之設(shè)備資金較高。

　　凸版印刷

　　凸版印刷是將有圖樣的橡膠厚版(凸刻)，固定于印刷機(jī)上的印刷轆上，在沾上印刷油墨后轉(zhuǎn)印至底材上。凸版印刷的油墨黏度比凹版印刷來的低，油墨膜厚也是遠(yuǎn)低于前二者的，且印刷導(dǎo)電銀膠時(shí)所遭遇的難題最高最難克服，但若能克服種種難題。直接將電子標(biāo)簽印刷在紙箱上的價(jià)格競爭力卻是前二者所不能媲美的。

　　噴墨印刷

　　噴墨印刷技術(shù)的發(fā)展是近十年來的新興技術(shù)，其大型噴墨印刷設(shè)備的印刷精度最高可50um左右，此技術(shù)也是最有可能成功實(shí)現(xiàn)lC電路于制程中直接以印刷方式制作，但缺點(diǎn)是印刷速度慢。設(shè)備及油墨成本也是所有印刷制程中最高的，而油墨黏度則是四者制程中最低的，膜厚控制精度卻是最高的。

　　導(dǎo)電銀膠油墨特性

　　目前導(dǎo)電銀膠的供應(yīng)商以美、歐廠商為主，亞洲則有日本及南韓廠商相爭，其油墨特性主要為銀粉成份，而銀粉成份的多寡決定其導(dǎo)電阻抗的特性。

　　底材

　　在電子標(biāo)簽印刷制程中，最易被忽略的部份就是電子標(biāo)簽的底材(substraie)一般來說被動(dòng)式電子標(biāo)簽的底材種類不外乎PVC、PET，涂布白紙、瓦愣紙等，但若要用在UHF頻段時(shí)，則底材材質(zhì)的介電系數(shù)會(huì)大幅影響電子標(biāo)簽的RF阻抗，故在設(shè)計(jì)電子標(biāo)簽天線時(shí)須考量此因素在內(nèi)。

　　使用瓦愣紙當(dāng)?shù)撞挠∷㈦娮訕?biāo)簽時(shí)，由于瓦愣紙的毛細(xì)孔相當(dāng)大，且呈不規(guī)則分布。當(dāng)導(dǎo)電油墨印刷上去時(shí)，油墨會(huì)滲入毛細(xì)孔，導(dǎo)致電子標(biāo)簽天線阻抗分布不均，此種現(xiàn)象在頻率愈高時(shí)問題愈嚴(yán)重。

　　良率

　　在此所謂的良率，除了成品之電子標(biāo)簽是否能被讀寫器所讀到外，另外使用者更加關(guān)心應(yīng)用良率，就是所謂穩(wěn)定的讀取距離，而影響此良率的關(guān)鍵原因就是成品的RF阻抗。另外印刷天線之附著力、晶片封裝及油墨特性等，則是決定此類產(chǎn)品壽命的重要因素。

　　導(dǎo)電阻抗
   
　　印刷的電子標(biāo)簽天線，其RF阻抗的特性，將會(huì)因印刷時(shí)油墨的固形份是否均勻的分布在油墨中、印刷后的膜厚及印刷底材的介電系數(shù)等因素所決定，而在印刷界的人都知道印刷出來的第一個(gè)印件到最后印出來的印件，顏色的色差或膜厚都會(huì)有一定幅度的變動(dòng)。若再加上底材的品質(zhì)因素產(chǎn)生介電系數(shù)的變動(dòng)，則二者變動(dòng)所產(chǎn)生的相加或相抵的結(jié)果，就會(huì)造成電子標(biāo)簽印刷天線阻抗超出規(guī)格而產(chǎn)生不良品。在HF印刷被動(dòng)式天線影響較為輕微，但若是在UHF印刷被動(dòng)式天線遇上此種情形，則產(chǎn)生不良品的機(jī)率將大增。即使前二者制程變數(shù)變動(dòng)程度的相加或相抵結(jié)果，未使電子標(biāo)簽天線印刷阻抗超出規(guī)格，但仍會(huì)使印刷出的UHF電子標(biāo)簽產(chǎn)生不同讀取距離的結(jié)果。

　　附著力

　　當(dāng)?shù)撞氖褂霉饣�緊致材質(zhì)時(shí)，油墨干燥后有可能產(chǎn)生容易剝離的現(xiàn)象，尤其當(dāng)在半成品或成品卷曲的時(shí)候，干燥后之膜厚因彎曲應(yīng)力而產(chǎn)生剝離或碎裂，但此種情形可借由油墨中樹脂的調(diào)整，來改善而提升油墨之附著力。

　　植晶封裝

　　植晶制程的良率主要決定于封裝導(dǎo)電膠之RF特性及印件的定位精度，一般來講凸版印刷的精度是最差的，若日后能在制程規(guī)劃，與初期設(shè)備建置調(diào)整時(shí)就考量，將有效提升植晶制程的良率。

　　生命周期

　　印刷式的電子標(biāo)簽生命周期是比蝕刻、沖壓或蒸鍍的方式所制成的電子標(biāo)簽來的短，原因是烘烤干燥后的銀膠，與空氣中的水分子或硫分子接觸后，極易產(chǎn)生氧化或硫化現(xiàn)象，而有變色或變黑現(xiàn)象。若此種印刷式的電子標(biāo)簽被使用，貼在會(huì)經(jīng)海運(yùn)運(yùn)送的貨品上時(shí)，則所面臨的被氧化或墟化現(xiàn)象將更嚴(yán)重。天線被氧化、蠕化或硫化后，電子標(biāo)簽的RF性能，將會(huì)隨其變化層的深淺而有所影響，但所幸的是變化層厚度要到一定深度時(shí)，才會(huì)使RF阻抗有明顯的變化。

　　結(jié)論

　　在前述四種印刷方式使用于被動(dòng)式之UHF電子標(biāo)簽印刷時(shí)，其成本及制程良率各有不同，雖然凹版及凸版兩項(xiàng)印刷技術(shù)之良率較低，但是這二種技術(shù)之生產(chǎn)成本及產(chǎn)能卻極具競爭力，而日后導(dǎo)電油墨材料若能有突破時(shí)，圖(1)的結(jié)果將完全會(huì)改觀。印刷成本與良率比較另外，噴墨印刷所需成本目前高仍于凹版及凸版兩項(xiàng)印刷技術(shù)，但若將設(shè)備投資成本排除時(shí)，噴墨印刷所使用之導(dǎo)電油墨價(jià)格，與凹版及凸版使用之導(dǎo)電油墨價(jià)格是相近，且低材料損耗、穩(wěn)定高良率的制程特性，反而使得總體生產(chǎn)成本最低。由于印刷天線的性能主要取決于導(dǎo)電油墨之導(dǎo)電粒子固形份含量，及印刷膜厚等二樣制程參數(shù)，且此二項(xiàng)參數(shù)可掌控影響制程良率結(jié)果的74％，這顯示印刷被動(dòng)式電子標(biāo)簽技術(shù)良率，將深受導(dǎo)電油墨材料特性所影響。

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