RFID防伪标签的印刷工艺分析及应用

S t a n d a r d椽灌R F I D防伪标签的印刷工艺分析及应用随着我国市场经济的发展，在国民经济迅速发展的同时，假冒伪劣产品的生产和流通也日益猖獗，严重损害了国家、集体、消费者和名优产品厂家的利益；有的还直接危害公民的身体健康和人身、财产安全。

因此，有效打击假冒伪劣，确保产品安全，建立产品的追踪追溯体系，受到普遍关注。

R FI D技术作为一项先进的自动识别和数据采集技术，被公认为21世纪十大重要技术之一，已经成功应用到生产制造、物流管理、公共安全、防伪等各领域。

一、R FI D智能防伪标签制作工艺R FI D标签主要是由天线及与微芯片组成，它可以连接在物品对象上对其进行识别。

标签中包含着与条码相似的数据信息，每一个标签都拥有全球唯一的标识。

标签可根据其能量来源划分为被动标签和主动标签。

被动标签自身没有电池，它们从读写器发送的信号中获得进行计算和通信的能量。

主动标签拥有自己的电池，从而可以自己产生用于计算和通信的能量。

因此主动标签具有更远的识别距离，但寿命有限且价格较高。

相对而言，被动标签具有体积小、重量轻、寿命长、价格便宜等优点，更适合于低价商品的防伪应用。

从印刷的角度来看，智能标签的出现会给传统标签印刷带来更高的含金量。

智能标签的芯片层可以用纸、PE、PE T甚至纺织品等材料封装并进行印刷，30印刷质量与标准化2014．5文／杨慧芳刘鹏制成不干胶贴纸、纸卡或其他类型的标签。

芯片是智能标签的关键，由于其特殊的结构决定，不能承受E p届,J机的压力，所以除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再和芯片层复合、模切的工艺。

喷墨打印与丝网印刷已经应用于制作R FI D标签天线，加快了RFI D的低成本化发展进程。

1．丝网E D$1J方式在进行R FI D电子标签的天线印刷时，由于不同工作频率的R F I D电子标签的天线线圈对应不同的圈数、线圈厚度和每一圈之间的距离，女H：H F波段使用13．56M H z的芯片，通常它要求线圈圈数为6圈，厚度约为20u r n。

U H F波段使用868M H z和950M H z的芯片，线圈截而厚度约为4斗1T I，故所印刷的墨层厚度、每一道线的宽度和干燥后的图形轮廓都有严格的误差范围，如两次重叠套印的误差必须在0．1m m之内。

在智能标签印刷中，导电油墨主要用于印制R FI D天线，替代传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线。

它具有两个主要的优点：首先，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线，工艺复杂，成品制作时间长，而应用导电油墨印刷天线是利用高速的印刷方法，高效快速，是印刷天线和电路中首选的既快又便宜的方法。

导电油墨已开始取代各频率段的蚀刻天线，如超高频段(860—950M H z)和微波频段f2450M H z)，用导电油墨印刷的天线可以与传统蚀刻的铜天线相比拟，导电油墨还用于印制智能标签中的传感器及线路印刷。

其次，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线要消耗浪费金属材料，成本较高，而导电油墨的原材料成本要低于传统的金属天线，这对于降低智能标签的制作成本有很大的意义。

结合网印和R FI D电子标签结构的特殊性，根据网印在印刷电路工艺上的优越性，可以采用的R F I D 丝网印制工艺流程见图1。

450目丝网曝光充分低廉底基，从而有效降低了生产成本。

采用喷墨印刷来进行R FI D标签的制作可分为三种方式：(1)使用喷墨印刷方式把抗蚀油墨、阻焊油墨和字符油墨等喷射到覆铜板上，经过固化后得到成品；(2)采用含有纳米金属颗粒的导电墨水直接将电路图形喷在聚酯片基上，经过低温烧图1R FI D电子标签丝网印刷工艺流程2．喷墨印刷方式喷墨印刷是近几年来发展最快的印刷方式，其多功能性是其他印刷方式所无法比拟的，它可将计算机中的数字信息直接喷涂到任何形状的材料上。

利用喷墨印刷技术与镀金技术相结合的方式生产R FID标签天线图案，可以避免材料被切掉，从而可以降低R FID标签天线的生产成本。

喷墨打印技术用于印刷电子领域中，由于印制电子技术的取向是多元化的，目前这种技术还主要是对喷印技术和可以喷印的纳米材料的研究。

按照产业化的发展轨迹看，喷墨打印技术将成为印刷电子的核心工艺技术，因此喷墨打印技术和喷印材料将成为印刷电子技术的基础课题。

在R FI D电子标签的生产中，喷墨印刷比传统印刷方式更具优势，相同的墨层厚度，标签表面粗糙度最低，电阻率最低，导电性最好，识别距离最大；该技术生产过程数字化，简化生产流程，节省材料及生产周期，且该技术适用于各种基质，包括纸基聚合有机材料等焙固化，形成电路；(3)通过采用相应特性的墨水，使用喷墨印刷的方法制造R FI D标签中的电容器及电阻器等电子器件。

与传统的印刷方式相比，采用喷墨印刷的方式可以达到更快的生产速度，印刷成本也有所降低，更重要的能够增加其布线密度，提高成品质量。

采用导电油墨，并结合喷墨印刷技术印刷天线，代替传统的天线印刷方式，既可以节省材料，降低成本，还可以降低污染，保护环境。

随着喷墨印刷技术和导电油墨技术的提高，R FI D标签必定会成为物美价廉的智能标签产品，并逐渐取代传统的条形码，得到普遍应用。

使用导电墨水的喷墨打印法是用喷墨的方法直接将导电油墨喷印在基材上形成天线图案，固化后便完成天线的制作。

喷墨打印的连续喷墨效果取决于油墨所受的压力与震动。

喷墨打印不仅能提高生效率还可降低制造成本，但是导电油墨中的纳米颗粒分散要均匀，否则因团聚现象引起的大粒径颗粒将会堵塞喷墨头的喷嘴，不能形成连续的导电线路。

印刷质量与标准化2014．531S t a n d a r d椽灌R FI D智能标签的应用R FID是从20世纪90年代兴起并逐渐走向成熟的一项自动识别技术。

它利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。

利用射频识别技术防伪，与激光防伪、数字防伪等防伪技术相比，其唯一性的特点十分突出，即：每个电子标签都有一个全球唯一的U I D号码，U I D是在制作芯片时放人R O M中的，因而无法修改，无法仿造，无机械磨损，还能防污损；读写器具有直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的安全性；数据安全方面除标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理；读写器与标签之间存在相互认证的过程。

同传统的识别方式相比，R F I D技术以其准确、高效、安全的方式，高防伪功能和对产品实施监控的特点，广泛应用于生产、物流、交通、医疗、身份验证等众多有需求的领域1．证件防伪在制作标准护照或证件时，在其内嵌入R Fl D标签，该芯片能同时提高安全功能并支持硬件加密，符合I S014443N,际标准，确保安全性，我国第二代居民身份证就采用了此技术。

2．票务防伪在火车票、地铁票、旅游景点门票以及文艺演出、体育比赛门票中已经开始使用R FI D电子门票代替传统门票来提高效率，采用R FI D电子门票进行防伪，不仅不需要人工识别，而且还能实现人员快速通过，非常适合人流大的场合，更重要的是电子门票可以被鉴别出使用次数，起到“次数防伪”的作用。

图2为上海世博会中采用的R F I D电子门票。

图3为条形码和R FI D智能标签的联合应用。

3．包装防伪R F I D电子标签在产品外包装上加贴防伪标志，32印刷质量与标准化2014．5图2上海世博会门票Iilll Illllllilllliilllll|llllll翻75鎏罐7526542秀豢辇73,5方便追踪物流情况，从物联网的角度保持产品的唯一性。

现在较为广泛的应用实例是在五粮液酒品上的包装。

4．药品食品防伪在药品食品的外包装上也可以采用R FI D标签方式进行追踪防伪，目前美同生产麻醉的厂家已经开始使用R FI D标签，实现全程电子监控，打击假药行为。

三、R FI D智能标签的不足和发展1．不足(1)技术不成熟目前，R FI D芯片设计与制造技术、天线设计与制造技术、j卷片封装技术、渎写设备开发与生产技术、系统集成和数据管理软件平台、应用系统开发、生产制造技术等都不太完善，有待进一步提高。

(2)成本相对较高发展R FI D产业、实现规模化应用必须解决标签成本问题。

业界普遍认为，当电子标签的成本降到5美分(约合0．4元人民币)时可满足大多数单品标识应用的需求，而目前标签成本离预期目标还有很大的差距。

电子标签的成本主要由芯片、基材、封装成本三部分构成。

新的芯片设计技术与生产工艺的引入，使得标签芯片尺寸不断缩小，成本不断降低；但同时对封装基材的性能要求不断提高，根据应用需要合理设计天线结构和尺寸，采用导电油墨印刷天线代替腐蚀铜天线，并使用成本较低的纸基，是降低R FID标签制作成本的一大创新；封装设备的技术难度不断增大，封装成本成为了标签成本的主体，需要在封装工艺、封装设备、以及封装材料等方面取得技术突破，开发出满足低成本封装的标签封装生产线，才能加快R FI D技术普及应用的速度。

另外，芯片和天线的连接方式也会影响其成本。

标签成本视不同的应用环境有很大差别，且与用量大小有关。

(3)标准不统一R FID技术标准化主要目的在于通过制定、发布和实施标准解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题，最大程度地促进R FI D技术及相关系统的应用与实施。

目前标准不一的问题直接影响到R F I D标签的广泛应用。

(4)繁琐的阅读器R FI D智能标签必须使用阅读器进行识别。

而阅读器使用的不便捷使得智能标签用于防伪的应用受到一定程度上负面影响。

2．未来发展随着物联网的建立和推进，R FI D智能标签结合条形码应用到商品包装防伪上已成为趋势。

从长远角度看，虽然R FID技术标准尚未达到一致，但多个国际标准并存是未来的趋势。

四、总结R FI D智能标签防伪回避了现代防伪技术的缺点，采用丝网印刷直接印届II R FI D标签天线的方法具有操作简单、生产效率高、绿色环保、标签承印材料广、样式丰富的特点，最重要的是符合物联网大前提的需求。

这给R FI D智能标签带来了广阔的应用前景。

疆(作者单位：武汉大学印刷与色．装系)责任编辑黄小凯E m ai l：huangk ai0618@s i na co m印刷质量与标准化2014533。