經(jīng)網(wǎng)印或凹印再經(jīng)蝕刻制成的回路天線，是R F I D 不可缺少的一部分，所以R F I D的發(fā)展也在帶動著RFID 回路天線的發(fā)展。筆者最近同國內(nèi)大部分RFID 回路天線制造商接觸，發(fā)現(xiàn)用φ0.013 mm 粗的銅導線制造回路天線的時代已經(jīng)過去了。而用PET 或P P 作為基材，兩面覆銅箔的時代也在去年就消失了（這是因為銅價格漲幅太大，制造商無法承受），而現(xiàn)在最流行的就是以P E T 或P P 為基材在雙面黏合0.025～0.076 mm 鋁箔的方法作為基體，然后凹印掩膜圖形（天線圖形），最后進行蝕刻。 

2006 年4 月我在海淀體育館舉辦的IC 展覽會上拿到了清華紫光帶有芯片的RFID 的天線樣品，天線是用銀漿網(wǎng)印的，這個樣品大概就標志著我們制造R F I D 天線的方向。最近有不少廠商和準備生產(chǎn)RFID 的朋友給我打電話，討論銀漿是否還漲價，銅漿可否代替銀漿用于RFID 天線的網(wǎng)印。不難看出他們是想用直接網(wǎng)印銀漿的方法來完成天線的制造，我認為這是一個很大的飛躍，首先使生產(chǎn)程序大大縮短，加快生產(chǎn)周期，杜絕了環(huán)境的污染和給操作者帶來的健康危害。  

RFID 天線制造歷程和現(xiàn)狀  

      1. 導線的捆扎時代  

       最早的R F I D 天線制造大都用0 . 0 1 3 ～0.025 mm 的銅導線扎制而成（銅導線有絕緣層），這在大件的物體或機箱中使用是可行的，在小型機箱中使用就受限制了。  
       2. 網(wǎng)印圖形蝕刻法  

       為使天線減小體積和用于平面的粘貼，采用在絕緣體（片材）表面覆銅箔。然后用網(wǎng)印抗蝕油墨制成圖形，蝕刻后去墨清洗，最后裁割成形。采用此種工藝，雖能滿足一定的批量的生產(chǎn)，但成本較高。另外此種天線均為雙面，加工起來較復雜，不多久就被下述方法代替。  

       3. 凹印圖形蝕刻法  

      雙面覆鋁箔→雙面凹印抗蝕圖形→雙面U V 固化→雙面蝕刻→雙面去膜⋯⋯以上整個流程均為軸對軸的生產(chǎn)，有的連成線，有的分段進行。目前國外和國內(nèi)大都用此種方法制造R F I D 天線，其突出的優(yōu)點是速度快、產(chǎn)量高。 

      4. 用印制導電漿料的方法制造RFID 天線  

      此方法是用導電漿料代替鋁箔或銅箔的導線，現(xiàn)有網(wǎng)印和凹印兩種方法。  

      1 ）網(wǎng)印導電漿料  

    （1）網(wǎng)版的制造：無論用何種方法制造網(wǎng)版，第一要求都是應有最佳的耐印率。第二則是根據(jù)R F I D天線導電層的厚度來決定網(wǎng)版圖形的厚度，在這里要提出的是當印出天線的圖形固化后要進行厚度的測量，既要保持厚度的均勻性，又要保持每件的一致性。最后進行方阻值的測試，待方阻值控制在允許的技術(shù)范圍之內(nèi)后，確認工藝參數(shù)實施于網(wǎng)印。除此之外，如果用間接法制網(wǎng)版，還應考慮到膜片厚度的消耗因素。  

     （2 ）網(wǎng)?。捍蠖疾捎米詣踊虬胱詣佑∷C，進料和輸出料的方式均用軸對軸的方式。在本工序中最主要的是不能停機，因此要在清潔環(huán)境中進行生產(chǎn)。為使生產(chǎn)不間斷，最好在網(wǎng)版上面安裝一套自動上墨系統(tǒng)和雙側(cè)歸墨板（作用是使油墨每刮印一次，將延出邊緣的油墨歸入圖形中部，待回墨后再次刮印），防止油墨擴延至邊緣，致使溶劑揮發(fā)改變黏度。安裝一套自動上墨系統(tǒng)的目的也是保持油墨黏度始終如一，保持刮印的均勻性和一致性。另外，膠刮的硬度、膠刮的運行速度、網(wǎng)印角度、網(wǎng)距等參數(shù)一經(jīng)確認不可隨意改變。  

       注意網(wǎng)版起落和進出料速度的匹配，一般情況下進料、網(wǎng)印、出料一個循環(huán)大約為7～10 s，只有在這個速度下才能完成一定數(shù)量。  

       用此網(wǎng)印導電漿料的方法雖可完成相當?shù)呐?，但只限于單面，一遇到雙面生產(chǎn)就較麻煩，原因有對位重合難；收卷松緊無法掌握，出現(xiàn)誤差太大。如果是全自動雙面網(wǎng)印機（專用自動線）情況就完全不同了，前面手工或半自動遇到的問題就都能迎刃而解了（有一定數(shù)量的公司已經(jīng)引進或正在引進這種自動線）。  

       2 ）凹印導電漿料  

       和上述的網(wǎng)印導電漿料的區(qū)別只是印刷方式的不同。在網(wǎng)印中，網(wǎng)版的制造對天線圖形厚度有一定的影響；而在凹印時，凹印輥圖形的深淺也是決定墨層薄厚的一個因素。但是在凹印輥圖形的制造中又有激光雕刻和傳統(tǒng)制版方法兩種，前者能把圖形的凹槽加工得較為準確（指凹槽的深淺和線的寬度），在后工序的操作中能提供較為精確的數(shù)值，且能很好地控制對油墨的厚度和掌握油墨的流涎。相對而言，凹印導電漿料制造R F I D 天線是較好的方式，其特點為：圖形準確、厚度一致均勻、印出的圖形能滿足電性能要求。  

       3 ）導電漿料方阻測算及成本  

       有不少人認為測量導體的電阻，將三用表的兩個極棒接觸兩端看表盤的讀數(shù)就可以了，這種方法雖然可行，但是我們所要求的是體積電阻，這和我們所印漿料的厚度、長度、寬度有直接關(guān)系，現(xiàn)在國際上執(zhí)行的標準是方阻值：（Ω / □）即在厚度相同的情況一個正方體任意對邊的電阻即為本導體的方阻值。  

       最近國外國內(nèi)有多家推出用于R F I D 天線的導電銀漿，在所有的報導中都說自己的漿料有最小的電阻值、細膩、穩(wěn)定，但是電阻值有多小呢？到底用于R F I D 天線的印制后成本如何呢？我們必須做一個深入的研究和測試才有答案：有一個公司舉例說他們的銀漿在0.4 mm 寬、1.4 m 長、5 μ m 厚的情況下電阻值為4 0 Ω，經(jīng)過測算方阻值只有0.011 Ω / 口，這表明銀漿中銀的含量在5 1 % 以上，而此種銀含量的銀漿在國內(nèi)價格為2 0 0 0 ～3 000 元/kg ，那么我們每支天線所用漿料是多少呢？大約為2 g 左右，每支天線的價格就得幾元（這里是指材料費），從上述計算不難看出使用此漿料的成本還是很高的。  

       我們在報導中看到的杜邦公司推出的專用漿料，國內(nèi)推出的漿料，最近韓國新發(fā)明的一種印在紙表面的導電油墨來完成天線的制造，曼羅蘭開發(fā)的直接印刷系統(tǒng)、用于RFID 以幫助消費者判斷那些易腐爛的食物和產(chǎn)品打開時間的印料⋯⋯在這些鼓舞人心的報導中，誰都沒有講他們的材料和技術(shù)用到了何種產(chǎn)品上，哪家公司已經(jīng)應用于生產(chǎn)，誰都沒有去計算成本。  

       在當今天的商品經(jīng)濟社會中，商品是由本身的質(zhì)量和成本組成的，兩者缺一不可，而且是相互影響的。比如：海爾空調(diào)進入沃爾瑪超市，所用的RFID 標簽能和一瓶洗發(fā)水的標簽價格相同嗎？同樣，一件普通的商品能同一列火車的車皮的標簽相同嗎？世界上的發(fā)達國家正在測試5 美分的低價標簽，用于單件的日用品和食品，顯然這個價格在我國是無法接受的?？傊覈膶щ娿y漿價格如果降不下來，或者沒有合適的替代品，R F I D 的標簽成本是降不下來的。對于成本，RFID 天線制造商必須先熟悉訂單的技術(shù)要求，這個要求主要來自兩個方面：一是組成圖形天線的長度、寬度和導線厚度；二是這樣長的導線所需和允許的電阻值，通過計算來選擇導電漿料的方阻值，方可計算成本。  

       現(xiàn)代RFID 天線制造的三大要素  

       制造R F I D 天線的三大要素為：網(wǎng)?。ò加。?、固化（干燥）、收卷。  

       1 ．網(wǎng)?。ò加。斑呉延兄v述。  
       2 ．固化（干燥）。  

       1 ）在凹印抗蝕油墨的工序中，有的工廠凹印后既有U V 固化又有I R 固化，由于所使用的油墨既需要U V 固化又要進行I R 固化。通過近兩年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)這樣做是錯誤的，原因有： 

（1 ）浪費了能源； 
（2 ）有溶劑揮發(fā)污染環(huán)境； 
（3 ）加工繁瑣； 
（4 ）給后工序造成麻煩（褪油墨時困難）； 
（5 ）廢品數(shù)量增加。 

后經(jīng)過我們的努力，已經(jīng)在有關(guān)廠去掉了I R 固化系統(tǒng)，使他們的生產(chǎn)面貌大大改觀，不僅節(jié)約了能源，降低了成本，還增加了成品率。  

       在網(wǎng)印或凹印導電漿料時，均為IR 固化，這時對導電漿料的選擇就非常重要，選擇合適的固化設(shè)備更為重要。在I R 固化的系統(tǒng)中應始終保持馬鞍形的加溫曲線，因此要想在短時間達到完全固化的目的，最主要的方法是增加烘道的長度，這樣才能使被烘烤的天線漿料有較長的固化時間。測試完全固化的方法非常簡單，只要把固化完全的天線放入相對濕度85%～90% 的環(huán)境中保持24 h 再測試阻值，不超過1 0 % 就可以（這里的測試是自己生產(chǎn)中的自行測試， 以便掌握固化的規(guī)律，規(guī)范的測試還應按國家標準）。  

       我認為最佳的固化方式還是應用高紅外技術(shù)，它不僅節(jié)約能源，而且設(shè)備的占地面積也只有普通I R 烘道的1 / 5，而固化時間可縮短至十幾秒。其特點是啟動時間短，接通電源1 min 后可使溫度升高至所需值。因高紅外技術(shù)是全波段，瞬時可使油墨的內(nèi)層表層同時固化，解決了表面固化而內(nèi)層和底層固化不完全的弊病。具體對比如下，以軸對軸的傳送方式普通I R 固化線和高紅外的比較（表1 是使用同一種導電漿料的情況下的比較）。  

       此項高紅外技術(shù)可很好地解決生產(chǎn)中導電漿料固化的瓶頸問題，已經(jīng)在其他電子行業(yè)推廣，近期在R F I D 行業(yè)中也有廠家準備使用。  

       3 ．關(guān)于收卷的偏差：因是軸對軸的傳送方式，收卷的精度很重要，在凹印中（無論是印抗蝕油墨還是導電漿料）收卷的精度也影響著雙面圖形的重合度，在現(xiàn)代生產(chǎn)線上所使用的凹印機的傳送精度基本上能保證。但隨著收卷直徑的增大，使用廠家都用電子校正儀控制跑偏，可控制在0.3～0.8 mm之間。但是應注意的是蝕刻線或固化線，因長度的原因跑偏可能要超過以上的范圍，有的操作者忽略了這一工序中出現(xiàn)跑偏的問題，嚴重者將影響蝕刻的質(zhì)量和去墨的效果。  

       凹印油墨的自動添加和循環(huán)系統(tǒng)  

       在一般的凹印中大都不設(shè)此系統(tǒng)，但是隨著產(chǎn)量的增加，一般的工廠大都為兩班三運轉(zhuǎn)——充分發(fā)揮設(shè)備的利用率，但是工人們每次上墨都是手提油墨桶，將稀釋好黏度的油墨倒入供墨槽，油墨的黏度終始無法控制。將不同程度地產(chǎn)生薄厚不均，對耐蝕刻性或電阻值都會產(chǎn)生不良影響。解決的辦法是在凹印機的外部增加一套油墨自動添加和循環(huán)系統(tǒng)，具體做法是：根據(jù)廠房設(shè)備的布局在凹印機的外部（距凹印機越近越好）設(shè)立一個20～40 kg 的恒溫儲墨槽，利用管道分別將油墨通向兩個供墨槽，兩個供墨槽分別設(shè)有溢出口，使多余的油墨通過溢出口再流回儲墨槽，其優(yōu)點是： 

       ● 兩供墨槽的黏度、溫度能保持一致；  
       ● 可長期循環(huán)使用，減少油墨的浪費；  
       ● 可以使凹印的厚度均勻；  
       ● 工作條件穩(wěn)定，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。  

       蝕刻設(shè)備及蝕刻方式  

       R F I D 天線制造中的蝕刻是很重要的一個工序，在這個工序中，蝕刻的方式仍然用軸對軸傳動，但我看到有的工廠在這一工序中成品率不高，這是因為在使用蝕刻機中有誤區(qū)。  

       誤區(qū)1 ：認為可以蝕刻雙面電路板的蝕刻機均可搬來使用。其實不然，在上下噴淋的力度上應做調(diào)整，當收卷時，雙面圖形同時蝕刻完畢，但有的廠做得很勉強。在軸對軸的蝕刻中，上下噴嘴相互影響，所以有功率自動線長固化時間固化方式升溫時間時會出現(xiàn)蝕刻不均勻的現(xiàn)象。  

       誤區(qū)2 ：蝕刻液大都用一定濃度的鹽酸，為了增強蝕刻能力再加入一定量的雙氧水。出現(xiàn)的問題是：開始使用新溶液，溶液和鋁反應快、溫度高，很快就完成了圖形的蝕刻，但隨著時間的推移，到后期溶液完全沒有蝕刻能力，溫度下降，于是再加入新溶液，這樣就出現(xiàn)了上述的情況，這種不穩(wěn)定因素嚴重地影響質(zhì)量，解決的辦法是安裝一套自動校驗補加系統(tǒng)。目前這套系統(tǒng)國內(nèi)已有生產(chǎn)，其性能和精度完全能滿足要求，無需花巨資買進口產(chǎn)品。  

       誤區(qū)3 ：有的工廠錯誤地將蝕刻設(shè)備和去墨設(shè)備連成一條線，認為是提高了自動化水平，但是將兩線連在一起有十幾米長，一旦蝕刻或去墨段出現(xiàn)問題需暫時停機，停機就要損失若干片產(chǎn)品。另外蝕刻段和去墨段很難做到速度上的匹配。 

       未來蝕刻的展望：在R F I D 天線制造中，蝕刻占有一定的比重，在廢液的回收和處理上仍不完善，有的由所謂的污水處理商買去（低價或免費），可能又出現(xiàn)了第二次污染。北京一家公司已經(jīng)解決了回收技術(shù)的問題，并完善了回收程序，但因費用較高暫時不能承接污水回收業(yè)務，他們正在研究更廉價的回收手段。  

       電解蝕刻的前景：電解蝕刻雖然是一種傳統(tǒng)技術(shù)，但隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，  
在有關(guān)圖形蝕刻的領(lǐng)域中越來越受到青睞。如標牌、面板、禮品、裝飾和電子行業(yè)中的柵網(wǎng)、集成線路框架等大都采用或正在準備采用電解蝕刻。因為它有下列優(yōu)勢：  

       ● 蝕刻液屬環(huán)保型，無大量的廢液廢氣排出；  
       ● 蝕刻液價格便宜，使用方便；  
       ● 設(shè)備簡單，投資較?。?nbsp; 
       ● 蝕刻速度較快，適于軸對軸的成批生產(chǎn)。  

       目前此種技術(shù)用于RFID 天線的應用設(shè)備，發(fā)達國家已經(jīng)用于生產(chǎn)，我國也已經(jīng)有用于設(shè)備生產(chǎn)，但還有待進一步完善。預計明年可投入使用的設(shè)備，將使用戶更滿意。  

       導電漿料的選擇和使用  

       前面所講使用導電漿料用網(wǎng)印或凹印制造RFID 天線的趨勢正在加速，從目前國內(nèi)的RFID 天線的生產(chǎn)廠家來看，還沒有把導電漿料用于生產(chǎn)線，有的只是小批量、小規(guī)模的試制。根據(jù)現(xiàn)在RFID 天線生產(chǎn)的種類看，整個導線（天線）的電阻大都在40～60 Ω左右，在導電漿料的選擇上必須是銀漿，才能滿足天線的電阻值要求。前段時間，國內(nèi)有些公司試用銅漿代替，試驗有新進展，但銅粉氧化得太快，吸取國外的先進經(jīng)驗采用銀包銅的方法，解決了銅氧化過快的問題，并提高了導電性能，但該成本核算價格太高。如果價格超過銀粉、銅粉，這種方法就毫無意義了。為什么國內(nèi)外沒有很好地將導電銀漿用于RFID 天線的制造呢？原因很簡單，到目前為止所用的導電銀漿價格太高，而銀粉的價格的上漲幅度雖不像銅那樣的迅猛，一旦再漲價，用戶將蒙受損失。另外在網(wǎng)印導電漿料中，厚度控制比較難，如果印的墨層厚了方阻值能保證，一旦印薄了方阻值減少產(chǎn)品不合格，只能報廢且無返修的余地。這樣對生產(chǎn)環(huán)境的要求就又提高了檔次——最低也需十萬級的凈化室，這一項又增加了成本。在導電銀漿的選擇上，廠家對進口產(chǎn)品不敢問津，而國產(chǎn)的用起來穩(wěn)定性較差，鑒于上述的種種原因，制造商的決策是以穩(wěn)妥為好，還是選擇使用老工藝。  

       關(guān)于導電銀漿（導電漿料）用于REID 天線制造的信息很多，先是于2004 年底美國杜邦公司推出專門用于RFID 的天線印刷油墨MCM5033 ，其特點是銀的含量低、遮蓋力強、有良好的印刷性、能降低高頻H F 及超高頻U H F 天線的制造成本。而今年韓國大田市的A B C 納米技術(shù)公司開發(fā)出一種納米導電墨水，可應用于快速發(fā)展的R F I D 天線制造，優(yōu)點為：有理想的電阻率、固體含量低、銀的顆粒直徑小于25 nm，可以很均勻地分布于膠體之中。  

       在國內(nèi)，先是上海寶銀公司推出Rf 2000d 導電銀漿用于R F I D 天線的制造，其優(yōu)點是能很好地與P E T或PP 結(jié)合，最后告訴我們完全能取代銅線的扎制、銅箔蝕刻等傳統(tǒng)工藝，但是現(xiàn)在R F I D 天線的制造，那還會有銅線和銅箔蝕刻工藝呢？為了研究R F I D 天線的制造水平，我收集了很多的樣品：既有銅導線扎制的天線和銅箔蝕刻的天線，也有凹印鋁箔的天線，當然我最需要的還是國內(nèi)外網(wǎng)印或凹印導電漿料圖形的天線。通過對這些樣品尺寸體積的測量和對方阻值的測試，阻值還是較低的，說明這些導電漿料均以銀粉為導電相的漿料，且含銀量較高，當然價格也很高。  

       北京力拓達科技公司早在兩年前就著手研制開發(fā)適合我國RFID 發(fā)展模式的導電漿料，綜合國內(nèi)外的實際情況，在Ω/ 口滿足產(chǎn)品指標的情況下，把成本放在首位，他們的目標是：RFID 天線制造商能承受的價格，否則將束之高閣，無人問津。看好此商機，諸多的商家開始涌入這個市場，接下來就是這些商家們的競爭了，只有這樣產(chǎn)品質(zhì)量才能提升，成本和價格才能下降，才能更快地促進我國RFID 生產(chǎn)的進步和發(fā)展。