浅析电子标签的生产工艺及故障
Analysis on RFID production technics and malfunction
（卢军、田靓  武汉大学印刷与包装系  430079）

　　一、RFID电子标签生产工艺介绍

　　RFID是英文“Radio Frequency Identification”的缩写，中文称为无线射频身份识别、感应式电子芯片或是近接卡、感应卡、非接触卡等，是非接触式自动识别技术的一种。目前我国的射频识别技术还处于一个起步阶段，从频率上看，RFID市场以低频和高频应用为主。

　　一个RFID标签通常由三部分组成：读出器、标签(感应器)以及相关的天线。读出器天线发射无线电信号给标签，RFID标签通过自己的天线接收此信号，利用它从信号得到的能量(有的RFID标签上装有电源)启动标签上的集成电路芯片工作。

　　电子标签的外观看似简单，其实设计以及调试还是比较烦琐，目前还不能形成一步到位的设计，特别是标签天线的设计以及配合芯片后的进一步性能优化，必须经过反复多次的调整；生产过程也比较繁多，各工艺环节也必须严格控制，才能使成品标签满足设计要求和客户使用需要。那么如何使用现有设备加工RFID标签呢？下面介绍几种加工方法：

　　1．湿式嵌入法

　　在这个工作流程中，先在标签面材上印刷图像，然后剥离标签底纸。通过标签面材背面的胶黏剂。湿式内嵌(由于内嵌上涂布有胶黏剂，并使用剥离底纸，所以被称为湿式内嵌)可以被固定在标签面材的背面。然后再把标签面材与底纸层合。经过模切、收卷、排废，完成RFID标签的加工(如图1所示)。

图1  湿式嵌入法

　　2．干式嵌入法

　　干式嵌入法需要很精确的嵌入系统。在此工作流程中，标签图像先印刷到标签面材上。然后将标签底纸剥离。利用一个伺服驱动的裁切辊。把干式内嵌(由于内嵌上没有涂布胶黏剂。不使用底纸，所以被称为干式内嵌)裁切为单个的嵌体。然后通过标签面材背面的胶黏剂，将其固定在标签面材的背面。最后，带有内嵌的标签面材与经过二次涂布热熔胶的标签底纸层压，经过模切、收卷、排废，完成RFID标签的加工。在标签面材与标签底纸层压时，胶黏剂就已经冷却(如图2所示)。

图2  干式嵌入法

　　3．签带粘贴法

　　制作超高频RFID标签，一般使用签带粘贴法，该方法可以直接把导电油墨印刷在标签面材的背面，但还有两种不同的形式。

　　(1) 没有涂布胶黏剂的标签面材作为主要的卷筒材料

　　在签带粘贴过程中，需要用导电油墨在标签面材的背面印刷天线。但是导电油墨很难在标签的胶黏剂层上印刷。解决方法就是标签面材与标签底纸单独放卷。此时，标签面材上还没有胶黏剂，可以顺利印刷导电油墨。然后使用喷胶头向标签面材的背面喷涂导电胶黏剂。同时，用胶带粘贴的签带被由伺服电机控制的签带裁切辊切割成单独的个体，然后借助层压辊将其粘贴到背面涂布导电胶黏剂的标签面材上。紧接着，标签面材通过一条热风干燥烘道，对之前涂布的导电胶黏剂进行干燥。此时，一个宽幅的连续热熔胶涂布喷头对单独放卷的底纸喷涂胶黏剂，然后底纸与标签面材进行层合，经过模切、收卷排废。完成RFID标签的加工(如图3示)。

图3  签带粘贴法a

　　(2) 不干胶材料作为主要卷筒材料

　　此工艺是先将标签图像印刷在不干胶标签面材上，然后底纸剥离。此时，标签面材的背面由于有胶黏剂层，不利于导电油墨的印刷。所以先在胶黏剂层上局部涂布一层底漆并进行干燥，然后再用导电油墨印刷天线并进行干燥。此时，使用喷胶头向标签面材的背面喷涂导电胶黏剂，以便黏结签带。同时，用胶带粘贴的签带被由伺服电机控制的裁切辊裁切成单独的个体，然后粘贴到背面涂布导电胶黏剂的标签面材上。紧接着，标签面材通过一条热风干燥烘道，对之前涂布的导电胶黏剂进行干燥。而被剥离的标签底纸经过热熔胶涂布，再次与标签面材层合，最后经过模切，收卷，排废后，完成RFID标签的加工 (如图4示)。

图4  签带粘贴法b

　　二、RFID电子标签的生产工艺案例

　　以中山市达华智能科技有限公司为例，典型电子标签生产工艺流程框图，它包括以下三个主要部分：(如图5所示)

　　1) 各种原材料 → 复合成天线基材 → 天线设计图＋蚀刻 → 天线制成品；
　　2) 天线制成品 → 放置IC芯片 → 焊接芯片 → 层间包装 → 测试计数 → 芯料制成品；
　　3) 芯料制成品＋图案设计＋制板＋印刷＋双面胶 → 复合模切 → 测试计数等 → 最终得到电子标签成品。

图5  生产工艺流程图

　　三、RFID电子标签静电的产生与消除

　　现在市场上的RFID电子标签的质量参差不齐，有许多买回来不能用，拆开一看原来是电路坏了。其实，这种情况在RFID电子标签的生产中经常发生，主要原因是标签的电路在印刷过程中被静电烧毁了。

　　1、静电的产生

　　在RFID标签的印刷过程中，静电是经常出现的。印刷时，一般静电最先从送纸辊产生，然后经过其他一系列棍子和设备，使得静电越积越多，最终达到击穿标签电路的电压。而一般在标签印刷中，静电的产生有两种方式：一是挤压和摩擦起电；二是接触和分离起电。

　　1) 接触和分离起电

　　两种不同材料的固体在短时间内接触、分离时，很容易发生电子的转移。这样，失去电子的带正电，得到电子的带负电。这时在两种材料之间就产生一个接触电势差。在标签印刷时，承印材料先从卷简上进入印刷机的输纸部分，在印刷机运转时，承印材料与设备在不停地接触、分离，这时就产生了静电。然后承印材料被叼牙叼住，迅速地环绕滚筒表面印刷，之后又从压印滚筒剥离。承印物与压印滚筒的接触距离骤然增大，使得原来的电势差瞬间增大几十倍，从而堆积大量的静电荷。一般，在标签印刷机中，静电的最高电势差能达到5000V～1O000V。平常的物体对500V的电压就很敏感，而RFID电子标签的电路本来就比较精密，所以在静电的作用下很容易被烧毁。

　　2) 挤压和摩擦起电

　　大家知道，在印刷机上，标签承印材料通过吸纸嘴随着滚筒旋转，印版与版台做往复运动，依靠滚筒与印版的接触压力完成图文的转移。承印物同时受到印版和滚筒的强力挤压。在高速运转的状态下，印版、纸张、滚筒、油墨等相互间剧烈摩擦，就产生了静电。

　　2、静电的消除

　　在防止RFID电子标签印刷中的静电问题上，一般可以采用以下的几种方法去除RFID标签印刷中的静电。

　　1) 安装一个主动型静电排除器，通过高压放电消除承印物表面上的静电荷。这是一种最有效的方法。但不能安装如绳子之类的被动型静电排除器，这样做一定程度上会降低静电电压，但是电压可能通过承印物流向地面，这时反而很容易将RFID电路烧毁。

　　2) 在印刷车间安装恒温、恒湿装置。这样做能保持车间的温度、湿度平衡，温度低、湿度大的环境下，静电不易产生，这只是一种辅助的方法。

　　3) 提高RFID电路的抗电击性能，这一步要在印刷线路时考虑进去。

　　结 束 语

　　在我国，在标签中应用RFID技术已经获得了很大的成功，而且现在整个世界都在关注着电子标签的发展，也许在很短时间内电子标签就能得到普及。在这种形势下，我国电子标签加工工业必须加快改进生产工艺技术，同时提高电子标签的印刷质量，印刷出高质量的电子标签已经是摆在我们面前的一个严峻的问题。

[时间：2007-05-21  来源：中国标签]