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)簽的價格成本仍高居不下,而印刷式的電子標(biāo)簽則挾先天上成本優(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、有機顯示器、EMI防治、紙電池及RFID等領(lǐng)域,其中又以RFID被動式的電子標(biāo)簽印刷所面臨的技術(shù)難題最多。
一、導(dǎo)電銀膠油墨特性
電子標(biāo)簽用導(dǎo)電銀膠的供應(yīng)商以美、歐廠商為主,特別是UNINWELL國際,通過收購Breakover-quick后,成為全球?qū)щ娔z產(chǎn)品線最齊全的企業(yè)集團(tuán)。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。另外銀粉顆粒直徑的大小,亦是決定其印刷阻抗均一性的關(guān)鍵,目前市面上幾種導(dǎo)電銀膠油墨的干燥烘烤溫度及時間比一般印刷油墨高且長,UNINWELL國際新開發(fā)的導(dǎo)電銀膠則可以采取紫外線UV光固化的方式,可以極大提高生產(chǎn)效率。
UNINWELL國際作為世界高端光電膠粘劑的領(lǐng)導(dǎo)品牌,公司以“您身邊的高端光電粘結(jié)防護(hù)專家”為服務(wù)宗旨。公司開發(fā)的導(dǎo)電銀膠、導(dǎo)電銀漿、紅膠、底部填充膠、TUFFY膠、LCM密封膠、UV膠、太陽能電池密封膠、太陽能電池導(dǎo)電漿料等九大系列光電膠粘劑具有最高的產(chǎn)品性價比,公司在全球擁有近百家世界五百強客戶。最近,UNINWELL國際與上海常祥實業(yè)強強聯(lián)合,共同開發(fā)中國高端光電膠粘劑市場。
公司的專門開發(fā)的BQ-6887系列和BQ-6996-5,是全球首款專門針對射頻識別、電子標(biāo)簽用的導(dǎo)電膠,該產(chǎn)品具有良好的導(dǎo)電性、粘接性、柔韌性好,性能穩(wěn)定,不易氧化等優(yōu)點;電子標(biāo)簽、射頻識別專用。
二、不良率及其對策
一)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(substrate)一般來說被動式電子標(biāo)簽的底材種類不外乎PVC、PET,涂佈白紙、瓦愣紙等,但若要用在UHF頻段時,則底材材質(zhì)的介電係數(shù)會大幅影響電子標(biāo)簽的RF阻抗,故在設(shè)計電子標(biāo)簽天線時須考量此因素在內(nèi)。
又瓦愣紙當(dāng)?shù)撞挠∷㈦娮訕?biāo)簽時,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,油墨會滲入毛細(xì)孔,導(dǎo)致電子標(biāo)簽天線阻抗分佈不均,此種現(xiàn)象在頻率愈高時問題愈嚴(yán)重。
二)不良率引起的原因
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。
1.導(dǎo)電阻抗
印刷的電子標(biāo)簽天線,其RF阻抗的特性將會因印刷時油墨的固形份是否均勻的分佈在油墨中、印刷后的膜厚及印刷底材的介電係數(shù)等因素所決定[7],而在印刷界的人都知道印刷出來的第一個印件到最后印出來的印件,顏色的色差或膜厚都會有一定幅度的變動。若再加上底材的品質(zhì)因素產(chǎn)生介電係數(shù)的變動,則二者變動所產(chǎn)生的相加或相抵的結(jié)果,就會造成電子標(biāo)簽印刷天線阻抗超出規(guī)格而產(chǎn)生不良品。在HF印刷被動式天線影響較為輕微,但若是在UHF印刷被動式天線遇上此種情形,則產(chǎn)生不良品的機率將大增。即使前二者制程變數(shù)變動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,但仍會使印刷出的UHF電子標(biāo)簽產(chǎn)生不同讀取距離的結(jié)果。
2.附著力
當(dāng)?shù)撞氖褂霉饣o緻材質(zhì)時,油墨干燥后有可能產(chǎn)生容易剝離的現(xiàn)象,尤其當(dāng)在半成品或成品捲曲的時候,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。
3.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)整時就考量,將有效提升植晶制程的良率。
4.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)簽被使用貼在會經(jīng)海運運送的貨品上時,則所面臨的被氧化或塩化現(xiàn)象將更嚴(yán)重。天線被氧化、鹽化或硫化后電子標(biāo)簽的RF性能將會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,才會使RF阻抗有明顯的變化。