RFID無線射頻識別標貼
實際上路印刷

- 龍臣印刷科技 - 黃 秀 臣

最近在全世界的每一個角落，包括在美國、歐洲、日本和台灣的貼紙印刷界最熱門的話題莫過於無線射頻識別標貼RFID的印刷了。
甚至於偏遠在印度也已經有了開頭的應用，就在印度來說一套RFID Encoder寫入器的價格在美金200元，Reader讀取器之價格在美金250元，而一片CHIP〈空白待印貼紙〉也在美金0.5元左右。
目前的價格雖然仍較為昂貴，但是因為需求量實在太大，應用範圍實在太廣，大到貨櫃運輸都須貼用，其實成本根本不是問題，但若是將來真正能普遍應用起來的話，相信價格還可以降低到某種合理可以被接受的一般程度的。

標貼印刷業者如何熱身準備好，隨時可以加入RFID之印刷加工行列，才是最重要的課題，此篇文章將帶領您如何切入這個市場。
首先，需要知道RFID的原理，要說它是一種智慧型標籤亦不為過 ─ 因為它可以藉著無線電波來進行通訊及交換資訊，它是在標籤的黏膠層中埋入一IC晶片〈見圖1〉這是一種輾新的綜合性科技。

TRANSPONDER是一種自動應答型無線發送接收裝置亦是一種汎用型可以讀取所有有效的RFID通信系統資料，並且可以存在於各種的包裝印刷方式之中。它是由一個晶體〈IC〉和一組天線所組成的。

─ Transponder的材料 ─

在如此簡單的組成中，Transponder是由在材料上形成的天線並把IC安裝於此天線上。這種形成的方式就被稱為RFID無線射頻標籤〈見圖2〉。

最普通的製作天線方法是採用腐蝕或模切銅或鋁箔片而成，也可在材料上印以導電油墨來形成，這個材料被當做RFID標籤的載體，是一種連續捲筒狀的方式。〈通常是PET〉，標籤依附在固定的位置上，以一定之間隔距離加以印刷高濃度導電油墨之後捲成捲筒狀以方便貼用，這種方式稱為乾式RFID標籤。也可以用自粘性貼紙的方式，以離型紙為載體進行印刷和模切的作業後再捲成捲筒狀。因為是帶有粘性的表面，通常亦被稱為濕式RFID貼紙。

─ 晶片承載體 ─

這是承載RFID的晶片附帶的兩片導電天線，通常是印刷導電油墨於PET膠膜上。〈見圖3〉須以極高濃度來形成，這種方式的製作成本較高但柔軟性較佳。

要使晶片起作用，必須連接天線才行，這種天線的印刷對於印刷加工業者來說是一種加值的服務，因為只有如此可以降低RFID標籤的製作成本。藉由直接印刷天線在包裝或貼紙上，可以少用一種材料節省成本並減少處理程序，實在是一種最低成本的製作方法。經由此方式來傳輸處理敏感的晶片以適用於其設備與作業的確是印刷加工業者的最好機會

─ 傳輸的模式 ─

RFID設備可以視各種的用途以不同的頻率來操作，低頻〈LF〉和高頻〈HF〉已經是被運用於包裝盒與貼紙上的頻率。印刷加工業者可以採用低頻或高頻於標籤的製作，各種RFID零件的箝入將會繼續以簡單、可靠的方式來發展。
然而此種印製的RFID標籤也會有使積體電路受到限制與降低附加加值的可能，這是由於天線設計的複雜化，LF與HF天線需要極高的導電性，通常需要採用固態的金屬箔片而非導電油墨之印刷所可及的。
目前大多數的發展是集中於超高頻〈UHF〉標籤，這是基於成本的因素和閱讀範圍、資料傳輸、標籤大小與耐用性在物流與運輸方面的考量。
現在已經有溶劑，水性，UV等印墨可供柔印凹印與網印使用。依各種不同程度的乾燥 / 固化作業也有高固態導電材料〈通常為銀顏料〉的使用這與一般的油墨印刷有所區別，UHF天線印刷需3-5Micron的銀導電印墨的膜厚才行。

─ 貼紙之箝入 ─

最簡單與最經濟的方法使印刷業者可以製造濕式RFID貼紙的，就是採用現有的印刷機器來進行生產作業〈見圖4〉。因為濕式RFID貼紙本身就像是一捲印製完成的自粘性貼紙，也像是一般的貼紙粘貼於包裝盒上面一樣，這種工作流程就是與印製一般的普通貼紙相同，然後把離型紙加以剝離再自動黏貼在包裝盒的正確位置上，隨著貼紙，此RFID標籤就很妥當地被安置於貼紙之下──標籤的背面離開粘膠層，然後離型紙再又貼回，加工作業於是完成。

採用自粘性貼紙來製作RFID也是為了使印刷加工速度可以達到正常的最高標準。這種流程的好處是只有此種最方便的方法可以箝入RFID，而且不比乾式標籤來得昂貴，但是對於極小尺寸的作業可能有所限制。

─ 乾式箝入法 ─

此種乾式箝入法須要更精密複雜的作業系統，因它須要切割晶片於每一個標籤的極準確位置上面。〈見圖5〉

如果是要成捲筒交貨時更是須要一個局部上膠機而且其位置也必須要非常地準確。

─ 靜電的防止 ─

靜電消除〈ESD〉是RFID製程中最艱難的部分，當高伏ESD被導入時晶片的微細複雜回路可能會遭破壞。
因此必須以靜電消除的包裝來運送，直到安置在插入作業設備中，也嚴格要求須按照製迼商的指示，通常是由一位穿載錶帶式接地線的技師來處理之，並避免直接用手碰觸。
印刷加工機器是非常容易產生靜電的，當捲筒材料與空氣摩擦或行經壓輥和驅動輥筒時〈尤其是無金屬表面之輥，和無接地的輥筒〉在脫膠再複膠時也會發生。
ESD當空氣乾燥與進行薄膜的印刷時最容易發生，因此捲筒印刷加工機器必須嚴格要求裝有ESD靜電消除管理控制裝置才行。

─ 讀取與辨識 ─

RFID的辨識系統是一種能讀能寫的機器，但是必須與RFID標貼相同頻率與規格才行，在裝置過程中需使用讀取器，以測試標貼的功能。這種測試得以保証順利大量生產與早期發現受損的晶片。
有很多不同的辨識策略，從簡單讀取有缺點的標籤到寫入特殊的設計與從各種程度讀取有效範圍之資訊。
從寫入到讀取，可在數秒之間來完成辨識一個標籤以獲得所有的信息這對電腦處理作業來說的的確確也是一個莫大的新衝擊。

(節譯自 FLEXO Oct.2005 by Kevin Manes / RD Manager of Mark Andy Inc.)

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