详解RFID电子标签特点及制作工艺

如今，RFID技术已经进入了各行各业，在不同应用场景和环节中发挥强大的数字采集能力。不过，在实际应用中，标签的识别往往会遭遇各种不同挑战，既包括了环境因素，也包括产品工艺等等。对于应用RFID系统的厂商而言，好用的RFID标签是项目成功的一大关键所在。那么，RFID电子标签有什么特点，有哪些制作工艺呢？

RFID电子标签的特点

1、使用时间长，数据保留时间长达10年。

2、识别速度快，一次性可批量读取多个RFID标签。

3、可重复使用，数据存储容量大。RFID电子标签具有重复添加、删除、修改存储数据的功能，方便新旧数据的替换和更新，RFID电子标签的最大容量是几兆字节，可以存储更多的数据信息。

4、RFID标签拥有全球唯一的ID码，数据内容加密保护，安全保密性强，不易被伪造和模仿。

5、动态实时通讯，RFID电子标签出现在RFID读写器的有效识别范围内，可以对其位置进行动态跟踪和监控。

6、RFID电子标签数据读取无需可见光源，可通过外包装盒读取内部RFID电子标签信息。

7、渗透当纸、木、塑料等非金属材料被包裹或分离时，RFID标签可以通过这些非金属材料被读取。

8、抗污染能力和耐久性标签采用防水、防油等材料制成外壳，对水、油、化学品等物质的抵抗力强，使用寿命长。

9、体积小型化，造型多样化RFID电子标签不受形状和尺寸的限制，也朝着小型化、多样化的方向发展，可以应用于更多不同的产品。

RFID电子标签工作原理示意图

RFID电子标签常用的制作工艺

RFID电子标签的制作工艺主要有以下三种：铜导线烧制工艺、金属蚀刻工艺和印刷工艺。其中，印刷工艺主要采用丝网印刷工艺，因为受导电浆料导电性能和导电机理的限制，只能采用高银含量的导电银浆和低网线数的丝网网版。此外，受油墨黏度、延展性、流动性、刮印压力、网版拉伸、网线干扰等多个因素的影响，印制的RFID电子标签导线结构易出现变形、边界粗糙、短路、断路、实际辐射效率与理论辐射效率相差很大等问题。

导电银浆丝网印刷制造RFID电子标签示意图

丝网印刷RFID电子标签导线的局部放大图

目前，行业普遍使用铝箔蚀刻法制造超高频RFID电子标签，而普及应用超高频RFID电子标签的主要瓶颈是标签的价格、尺寸和环境适应性。铝箔蚀刻法制作天线的过程包括金属贴合、光阻印刷、金属蚀刻等，流程较为繁杂、成本偏高且不环保。

其中，在印刷天线油墨方面，根据成分不同，包括银浆、铝浆、铜浆与碳浆等，以金属浆料印刷的天线效果最好。然而，目前铝、铜金属浆需高温脱氧烧结才能展现导电性，使得天线底材受到一定限制，而传统碳浆导电性未达天线应用的电阻要求，且银浆天线的制程繁琐、价格昂贵，导电性能会因弯折而降低，使得目前在市场上利用印刷方式来制作RFID天线的方式仍无法大规模生产并无法取代目前的铝蚀刻天线。

而采用RFID电子标签导电浆料制作天线，其制程环保、简单且无污染，价格便宜且质量轻，适合各种无线天线的印制，在市场上无论从性能方面，还是价格方面来说，都具备十足的竞争力。

RFID电子标签的封装工艺

电子标签的封装形式较多,不受标准形状和尺寸的限制，而且其构成也是千差万别，甚至需要根据各种不同要求进行特殊的设计。目前已得到应用的Transponder的尺寸从￠6mm到76×45mm,小的甚至使用微米级芯片制成、包括天线在内也只有0.4×0.4mm的大小；存储容量从64-200bit的只读ID号的小容量型到可存储数万比特数据的大容量型(例如EEPROM32Kbit)；封装材质从不干胶到开模具注塑成型的塑料。对于电子标签的各种封装形式，其材质、构成等各不相同。

1、卡片类(PVC、纸、其他)

层压式

有熔压和封压两种。熔压是由中心层的INLAY片材和上下两片PVC材加温加压制作而成。PVC材料与INLAY熔合后经冲切成ISO7816所规定的尺寸大小。当芯片采用Transponder时芯片凸起在天线平面之上(天线厚0.01～0.03mm)，可以采用另一种层压方式，即封压。此时，基材通常为PET或纸，芯片厚度通常为0.20～0.38mm，制卡封装时仅将PVC在天线周边封合，不是熔合，芯片部位不受挤压，可以避免出现芯片被压碎。

胶合式

采用纸或其他材料通过冷胶的方式使Transponder上下材料胶合成一体，再模切成各种尺寸的卡片。

2、标签类

粘贴式

成品可制成为人工或贴标机揭取的卷标形式，是应用中最多的主流产品，即商标背面附着电子标签，直接贴在被标识物上。如航空用行李标签、托盘用标签等。

吊牌式

对应于服装、物品采用吊牌类产品，特点是尺寸紧凑，可以回收。

3、异形类

金属表面设置型（抗金属电子标签）

大多数电子标签不同程度地会受到(甚至附近的)金属的影响而不能正常工作。这类标签经过特殊处理，可以设置在金属上并可以读写。用于压力容器、锅炉、消防器材等各类金属件的表面。所谓特殊处理指的是需要增大安装空隙、设置屏蔽金属影响的材料等。产品封装可以采用注塑式或滴塑式。

腕带型

可以一次性或重复使用(如：游乐场、海滩浴场；监狱的防拆电子腕带等等)。

动、植物使用型

封装形式可以是注射式玻璃管、悬挂式耳标、套扣式脚环、嵌入式识别钉等。

RFID电子标签发展趋势

据当前行业需求情况，预计未来5年我国超高频RFID发展有如下三个趋势：

1、应用领域更加广泛

随着技术的发展与普及，超高频RFID将不断渗入智能制造、汽车电子标识、纺织洗涤、医疗等领域。同时，受全球能源日益短缺、居民对环境的重视等因素影响，油气管道、电网、汽车、建筑以及其他行业也将会成为超高频RFID应用发展的重点领域。

2、市场规模不断增长

RFID技术是“万物互联”的关键技术。未来，全球RFID行业市场规模将持续增长，而超高频RFID则是增长最快的领域，我国会是应用增速最快的国家。

3、产品向多功能发展

未来，全球超高频RFID技术将与传感器、GPS、生物识别结合，由单一识别向多功能识别发展，实现跨领域、跨行业的应用。

据VDC研究机构的《RAIN RFID市场研究报告》预计，全球RFID标签电路的发货量到2028年有望达到885亿枚，而中国RFID市场规模2021至2025年均复合增长率仍可维持在12%左右，到2026年我国RFID的市场规模将接近2500亿元。

审核编辑 黄宇