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RFID印刷被动式电子标签良率的探讨

2008-03-14 10:41:32.0 来源:中华印刷包装网 责编:余建良

良率

在此所谓的良率除了成品之电子标签是否能被读写器所读到外,另外使用者更加关心应用良率,就是所谓稳定的读取距离,而影响此良率的关键原因就是成品的RF阻抗。另外印刷天线之附着力、晶片封装及油墨特性等,则是决定此类产品寿命的重要因素。

导电阻抗

印刷的电子标签天线,其RF阻抗的特性将会因印刷时油墨的固形份是否均匀的分佈在油墨中、印刷后的膜厚及印刷底材的介电係数等因素所决定[7],而在印刷界的人都知道印刷出来的第一个印件到最后印出来的印件,颜色的色差或膜厚都会有一定幅度的变动。若再加上底材的品质因素产生介电係数的变动,则二者变动所产生的相加或相抵的结果,就会造成电子标签印刷天线阻抗超出规格而产生不良品。在HF印刷被动式天线影响较为轻微,但若是在UHF印刷被动式天线遇上此种情形,则产生不良品的机率将大增。即使前二者制程变数变动程度的相加或相抵结果,未使电子标签天线印刷阻抗超出规格,但仍会使印刷出的UHF电子标签产生不同读取距离的结果。

附着力

当底材使用光滑紧緻材质时,油墨干燥后有可能产生容易剥离的现象,尤其当在半成品或成品捲曲的时候,干燥后之膜厚因弯曲应力而产生剥离或碎裂,但此种情形可借由油墨中树脂的调整来改善而提昇油墨之附着力。

植晶封装

植晶制程的良率主要决定于封装导电胶之RF特性及印件的定位精度,一般来讲凸版印刷的精度是最差的,若日后能在制程规划与初期设备建置调整时就考量,将有效提昇植晶制程的良率。

生命周期

印刷式的电子标签生命周期是比蚀刻、冲压或蒸镀的方式所制成的电子标签来的短,原因是烘烤干燥后的银胶与空气中的水分子或硫分子接触后,极易产生氧化或硫化现象,而有变色或变黑现象。若此种印刷式的电子标签被使用贴在会经海运运送的货品上时,则所面临的被氧化或塩化现象将更严重。天线被氧化、塩化或硫化后电子标签的RF性能将会随其变化层的深浅而有所影响,但所幸的是变化层厚度要到一定深度时,才会使RF阻抗有明显的变化。

结论

在前述四种印刷方式使用于被动式之UHF电子标签印刷时,其成本及制程良率各有不同,详如图〔5〕所示,虽然凹版及凸版两项印刷技术之良率较低,但是这二种技术之生产成本及产能却极具竞争力,而日后导电油墨材料若能有突破时图〔5〕的结果将完全会改观。


图5、印刷成本与良率比较

另外,喷墨印刷所需成本目前高仍于凹版及凸版两项印刷技术,但若将设备投资成本排除时,喷墨印刷所使用之导电油墨价格与凹版及凸版使用之导电油墨价格是相近,且低材料损耗、稳定高良率的制程特性,反而使得总体生产成本最低。

由于印刷天线的性能主要取决于导电油墨之导电粒子固形份含量及印刷膜厚等二样制程参数,且此二项参数可掌控影响制程良率结果的74%,详如图〔6〕所示,这显示印刷被动式电子标签技术良率将深受导电油墨材料特性所影响。

图6、印刷电子标签制程良率因子分佈

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