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RFID标签推广最大问题:成本障碍


RFID的成本障碍

在RFID标签的推广中,最大问题就是成本,每枚RFID标签的价格在0.3~0.6美元。对那些高档产品而言,增加0.5美元能够被厂商和消费者接受,因为对他们而言,RFID标签是一种出色的识别跟踪装置,它所带来的方便与效益更划算。然而,对于中、低档的日常消费品,RFID标签就不易接受了,毕竟谁也无法接受一支因为使用RFID标签而涨了0.5美元的普通牙膏。因此RFID标签的成本是不得不考虑的问题。要想大规模推广RFID,必须降低制作成本。

RFID标签由(硅)芯片、内置天线和底材3部分构成。目前芯片和底材的性能、价格基本上比较稳定,因而各种制作方法的优势就只能体现在优化标签内置天线的制作工序及降低天线制作成本上。目前天线制作的方法主要有3种,即蚀刻法、线圈绕制法和导电油墨印刷法。

因为RFID电子标签是一种微结构的印刷技术,而通常的胶印机并不适合这种微结构的印刷,但是为了能够让导电油墨均匀而极薄地涂布在很薄的基材上。在此必须要解决两个问题,一是导电油墨的研发:二是印刷设备提供商能够提供出印刷RFID电子标签的理想解决方案,譬如:采用混合印刷技术。

使用传统印刷方式制作导电天线

过去RFID标签中的天线通常是用铜腐蚀法来制作,由于腐蚀铜制作天线不仅不利于环境保护,同时制作成本也比较昂贵。所以,许多大公司都在积极寻找降低RFID标签成本的办法。人们设想使用印刷的方式来制作导电天线去代替腐蚀法制作天线。这一技术被认为是降低RFID标签制作成本的一大创新,同时,RFID标签给印刷业带来勃勃商机。

德国开姆尼茨工业大学印刷和媒体技术研究所目前正在进行聚合物电子印刷的项目研究,目的是研制一种适合于工业化生产的聚合物电子产品的新型印刷方法,这种研究思想就是利用现有的胶印机将导电油墨叠印在宽幅的卷筒材料上。根据研究所介绍,用一台高效率印刷机在40min内可以生产出传统电子标签厂1年的产量,并且制作价格也降到每枚1欧分以下。

导电油墨推动天线印刷的发展

直接印刷天线的技术中,导电油墨是一个重要的推动力。没有导电油墨的发展,就没有印刷技术在RFID标签制造中的应用。

导电油墨是由金属导电微粒(银、铜、碳)分散在连接料中形成的一种导电性复合材料,印刷到承印物上后,起到导线、天线和电阻的作用。该油墨印刷在柔性或硬质底材(纸、PVC、PE等)上可制成印刷电路。导电油墨干燥后,由于导电粒子间的距离变小,自由电子沿外加电场方向移动形成电流,具有良好的导电性能,可接收RFID专用的无线射频信号。对于印制智能标签内置天线而言,一个好的导电油墨配方,要求具有良好的印刷适性,印刷后具有附着力强、电阻率低、固化温度低、导电性能稳定等特性。

巴斯夫推出新型电镀金属基油墨

巴斯夫日前推出全新金属基油墨产品系列CypoPrint,用于RFID标签中柔性天线的生产。

RFID是英文RadioFrequencyIdentification的缩写,意为无线射频识别。该技术可用于商品的识别和定位,功能类似于条形码系统。相比于当前的蚀刻技术,该产品提供了一种具备成本效益且更加环保的替代技术,它也是RFID天线添加生产法的首个解决方案。
与铝蚀刻法相比,添加生产法的好处在于使原材料利用效率更高和对环境的影响更小。先前用于添加生产工艺的印花色浆不仅价格昂贵,而且不能绝缘;以全新CypoPrint油墨取代印花色浆,可大幅降低RFID天线的生产成本。

该产品通过标准印刷工艺涂于聚酯薄膜,然后在柔性电子设备的电镀系统中镀上导电金属涂层。“因为CypoPrint油墨在电镀阶段才转化为具有导电性,所以我们又叫它‘种子型’油墨。”巴斯夫金属系统业务项目经理ChristofferKieburg博士解释道:“它带给客户的另一点好处是使天线的层厚度和传导率可变,这样就能很容易地在电镀过程中满足不同记忆芯片的要求。”

新型半导体墨水使电子标签印刷成本更低质量更高

美国研究人员近日开发出一类新的半导体墨水,可以用来制造更为廉价的电子标签以帮助零售商跟踪其商品,并可促进可弯曲计算机屏幕的研发。研究成果发表在最新一期的《自然》杂志上。

该墨水由美国保尔佳(Polyera)公司和巴斯夫欧洲公司(BASFSE)研发。传统的硅半导体有两种基本类型,带正电荷的P类和带负电荷的N类。迄今为止,大多数半导体墨水,例如富士施乐公司于2004年发明的一种墨水,都是带正电荷的P类。

新墨水则是带负电荷的N类,保尔佳公司采用新药开发的思路,设计出新分子化合物,这种新分子很容易失去电子,然后与带负电荷的分子结合。新分子具有易溶解性,因此当墨水使用时不再需要像传统半导体制造业那样采用光刻工艺,可以大大节省成本。

该公司首席执行官菲利普?伊纳基说,将喷墨打印机改良,新的半导体墨水就能够在柔软的物质如塑料薄膜上印刷,像印刷报纸一样,这样打印大多数消费品上的电子标签会变得更便宜。

伊纳基指出,这样印刷出来的无线射频电子标签(RFID)效果很好,新墨水很容易生产,新墨水还会促使公司生产更复杂、更有用的可弯曲显示屏和新传感器技术,新墨水未来可能会创造出同当前硅工业一样大的新兴产业。

来源:CPP114

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