RFID標簽成本分析
2010-01-08 09:18 來源：CPP114 涂運 責編：涂運
- 摘要：
- 在RFID標簽的推廣中，最大問題就是成本，每枚RFID標簽的價格在0.3～0.6美元。對那些高檔產(chǎn)品而言，增加0.5美元能夠被廠商和消費者接受，因為對他們而言，RFID標簽是一種出色的識別跟蹤裝置，它所帶來的方便與效益更劃算。然而，對于中、低檔的日常消費品，RFID標簽就不易接受了，畢竟誰也無法接受一支因為使用RFID標簽而漲了0.5美元的普通牙膏。因此RFID標簽的成本是不得不考慮的問題。要想大規(guī)模推廣RFID，必須降低制作成本。
【CPP114】訊：RFID的成本障礙
在RFID標簽的推廣中，最大問題就是成本，每枚RFID標簽的價格在0.3～0.6美元。對那些高檔產(chǎn)品而言，增加0.5美元能夠被廠商和消費者接受，因為對他們而言，RFID標簽是一種出色的識別跟蹤裝置，它所帶來的方便與效益更劃算。然而，對于中、低檔的日常消費品，RFID標簽就不易接受了，畢竟誰也無法接受一支因為使用RFID標簽而漲了0.5美元的普通牙膏。因此RFID標簽的成本是不得不考慮的問題。要想大規(guī)模推廣RFID，必須降低制作成本。
RFID標簽由（硅）芯片、內(nèi)置天線和底材3部分構(gòu)成。目前芯片和底材的性能、價格基本上比較穩(wěn)定，因而各種制作方法的優(yōu)勢就只能體現(xiàn)在優(yōu)化標簽內(nèi)置天線的制作工序及降低天線制作成本上。目前天線制作的方法主要有3種，即蝕刻法、線圈繞制法和導電油墨印刷法。
因為RFID電子標簽是一種微結(jié)構(gòu)的印刷技術(shù)，而通常的膠印機并不適合這種微結(jié)構(gòu)的印刷，但是為了能夠讓導電油墨均勻而極薄地涂布在很薄的基材上。在此必須要解決兩個問題，一是導電油墨的研發(fā)：二是印刷設(shè)備提供商能夠提供出印刷RFID電子標簽的理想解決方案，譬如:采用混合印刷技術(shù)。
使用傳統(tǒng)印刷方式制作導電天線
過去RFID標簽中的天線通常是用銅腐蝕法來制作，由于腐蝕銅制作天線不僅不利于環(huán)境保護，同時制作成本也比較昂貴。所以，許多大公司都在積極尋找降低RFID標簽成本的辦法。人們設(shè)想使用印刷的方式來制作導電天線去代替腐蝕法制作天線。這一技術(shù)被認為是降低RFID標簽制作成本的一大創(chuàng)新，同時，RFID標簽給印刷業(yè)帶來勃勃商機。
德國開姆尼茨工業(yè)大學印刷和媒體技術(shù)研究所目前正在進行聚合物電子印刷的項目研究，目的是研制一種適合于工業(yè)化生產(chǎn)的聚合物電子產(chǎn)品的新型印刷方法，這種研究思想就是利用現(xiàn)有的膠印機將導電油墨疊印在寬幅的卷筒材料上。根據(jù)研究所介紹，用一臺高效率印刷機在40min內(nèi)可以生產(chǎn)出傳統(tǒng)電子標簽廠1年的產(chǎn)量，并且制作價格也降到每枚1歐分以下。
導電油墨推動天線印刷的發(fā)展
直接印刷天線的技術(shù)中，導電油墨是一個重要的推動力。沒有導電油墨的發(fā)展，就沒有印刷技術(shù)在RFID 標簽制造中的應(yīng)用。
導電油墨是由金屬導電微粒（銀、銅、碳）分散在連接料中形成的一種導電性復合材料，印刷到承印物上后，起到導線、天線和電阻的作用。該油墨印刷在柔性或硬質(zhì)底材（紙、PVC 、PE等）上可制成印刷電路。導電油墨干燥后，由于導電粒子間的距離變小，自由電子沿外加電場方向移動形成電流，具有良好的導電性能，可接收RFID 專用的無線射頻信號。對于印制智能標簽內(nèi)置天線而言，一個好的導電油墨配方，要求具有良好的印刷適性，印刷后具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩(wěn)定等特性。
巴斯夫推出新型電鍍金屬基油墨
巴斯夫日前推出全新金屬基油墨產(chǎn)品系列CypoPrint，用于RFID標簽中柔性天線的生產(chǎn)。RFID是英文Radio Frequency Identification的縮寫，意為無線射頻識別。該技術(shù)可用于商品的識別和定位，功能類似于條形碼系統(tǒng)。相比于當前的蝕刻技術(shù)，該產(chǎn)品提供了一種具備成本效益且更加環(huán)保的替代技術(shù)，它也是RFID天線添加生產(chǎn)法的首個解決方案。
與鋁蝕刻法相比，添加生產(chǎn)法的好處在于使原材料利用效率更高和對環(huán)境的影響更小。先前用于添加生產(chǎn)工藝的印花色漿不僅價格昂貴，而且不能絕緣；以全新CypoPrint油墨取代印花色漿，可大幅降低RFID天線的生產(chǎn)成本。
該產(chǎn)品通過標準印刷工藝涂于聚酯薄膜，然后在柔性電子設(shè)備的電鍍系統(tǒng)中鍍上導電金屬涂層。“因為CypoPrint油墨在電鍍階段才轉(zhuǎn)化為具有導電性，所以我們又叫它‘種子型’油墨。”巴斯夫金屬系統(tǒng)業(yè)務(wù)項目經(jīng)理Christoffer Kieburg博士解釋道：“它帶給客戶的另一點好處是使天線的層厚度和傳導率可變，這樣就能很容易地在電鍍過程中滿足不同記憶芯片的要求。”
新型半導體墨水使電子標簽印刷成本更低 質(zhì)量更高
美國研究人員近日開發(fā)出一類新的半導體墨水，可以用來制造更為廉價的電子標簽以幫助零售商跟蹤其商品，并可促進可彎曲計算機屏幕的研發(fā)。研究成果發(fā)表在最新一期的《自然》雜志上。
該墨水由美國保爾佳（Polyera）公司和巴斯夫歐洲公司（BASFSE）研發(fā)。傳統(tǒng)的硅半導體有兩種基本類型，帶正電荷的P類和帶負電荷的N類。迄今為止，大多數(shù)半導體墨水，例如富士施樂公司于2004年發(fā)明的一種墨水，都是帶正電荷的P類。
新墨水則是帶負電荷的N類，保爾佳公司采用新藥開發(fā)的思路，設(shè)計出新分子化合物，這種新分子很容易失去電子，然后與帶負電荷的分子結(jié)合。新分子具有易溶解性，因此當墨水使用時不再需要像傳統(tǒng)半導體制造業(yè)那樣采用光刻工藝，可以大大節(jié)省成本。
該公司首席執(zhí)行官菲利普•伊納基說，將噴墨打印機改良，新的半導體墨水就能夠在柔軟的物質(zhì)如塑料薄膜上印刷，像印刷報紙一樣，這樣打印大多數(shù)消費品上的電子標簽會變得更便宜。
伊納基指出，這樣印刷出來的無線射頻電子標簽（RFID）效果很好，新墨水很容易生產(chǎn)，新墨水還會促使公司生產(chǎn)更復雜、更有用的可彎曲顯示屏和新傳感器技術(shù)，新墨水未來可能會創(chuàng)造出同當前硅工業(yè)一樣大的新興產(chǎn)業(yè)。
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RFID標簽由（硅）芯片、內(nèi)置天線和底材3部分構(gòu)成。目前芯片和底材的性能、價格基本上比較穩(wěn)定，因而各種制作方法的優(yōu)勢就只能體現(xiàn)在優(yōu)化標簽內(nèi)置天線的制作工序及降低天線制作成本上。目前天線制作的方法主要有3種，即蝕刻法、線圈繞制法和導電油墨印刷法。
因為RFID電子標簽是一種微結(jié)構(gòu)的印刷技術(shù)，而通常的膠印機并不適合這種微結(jié)構(gòu)的印刷，但是為了能夠讓導電油墨均勻而極薄地涂布在很薄的基材上。在此必須要解決兩個問題，一是導電油墨的研發(fā)：二是印刷設(shè)備提供商能夠提供出印刷RFID電子標簽的理想解決方案，譬如:采用混合印刷技術(shù)。
使用傳統(tǒng)印刷方式制作導電天線
過去RFID標簽中的天線通常是用銅腐蝕法來制作，由于腐蝕銅制作天線不僅不利于環(huán)境保護，同時制作成本也比較昂貴。所以，許多大公司都在積極尋找降低RFID標簽成本的辦法。人們設(shè)想使用印刷的方式來制作導電天線去代替腐蝕法制作天線。這一技術(shù)被認為是降低RFID標簽制作成本的一大創(chuàng)新，同時，RFID標簽給印刷業(yè)帶來勃勃商機。
德國開姆尼茨工業(yè)大學印刷和媒體技術(shù)研究所目前正在進行聚合物電子印刷的項目研究，目的是研制一種適合于工業(yè)化生產(chǎn)的聚合物電子產(chǎn)品的新型印刷方法，這種研究思想就是利用現(xiàn)有的膠印機將導電油墨疊印在寬幅的卷筒材料上。根據(jù)研究所介紹，用一臺高效率印刷機在40min內(nèi)可以生產(chǎn)出傳統(tǒng)電子標簽廠1年的產(chǎn)量，并且制作價格也降到每枚1歐分以下。
導電油墨推動天線印刷的發(fā)展
直接印刷天線的技術(shù)中，導電油墨是一個重要的推動力。沒有導電油墨的發(fā)展，就沒有印刷技術(shù)在RFID 標簽制造中的應(yīng)用。
導電油墨是由金屬導電微粒（銀、銅、碳）分散在連接料中形成的一種導電性復合材料，印刷到承印物上后，起到導線、天線和電阻的作用。該油墨印刷在柔性或硬質(zhì)底材（紙、PVC 、PE等）上可制成印刷電路。導電油墨干燥后，由于導電粒子間的距離變小，自由電子沿外加電場方向移動形成電流，具有良好的導電性能，可接收RFID 專用的無線射頻信號。對于印制智能標簽內(nèi)置天線而言，一個好的導電油墨配方，要求具有良好的印刷適性，印刷后具有附著力強、電阻率低、固化溫度低、導電性能穩(wěn)定等特性。
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巴斯夫日前推出全新金屬基油墨產(chǎn)品系列CypoPrint，用于RFID標簽中柔性天線的生產(chǎn)。RFID是英文Radio Frequency Identification的縮寫，意為無線射頻識別。該技術(shù)可用于商品的識別和定位，功能類似于條形碼系統(tǒng)。相比于當前的蝕刻技術(shù)，該產(chǎn)品提供了一種具備成本效益且更加環(huán)保的替代技術(shù)，它也是RFID天線添加生產(chǎn)法的首個解決方案。
與鋁蝕刻法相比，添加生產(chǎn)法的好處在于使原材料利用效率更高和對環(huán)境的影響更小。先前用于添加生產(chǎn)工藝的印花色漿不僅價格昂貴，而且不能絕緣；以全新CypoPrint油墨取代印花色漿，可大幅降低RFID天線的生產(chǎn)成本。
該產(chǎn)品通過標準印刷工藝涂于聚酯薄膜，然后在柔性電子設(shè)備的電鍍系統(tǒng)中鍍上導電金屬涂層。“因為CypoPrint油墨在電鍍階段才轉(zhuǎn)化為具有導電性，所以我們又叫它‘種子型’油墨。”巴斯夫金屬系統(tǒng)業(yè)務(wù)項目經(jīng)理Christoffer Kieburg博士解釋道：“它帶給客戶的另一點好處是使天線的層厚度和傳導率可變，這樣就能很容易地在電鍍過程中滿足不同記憶芯片的要求。”
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該墨水由美國保爾佳（Polyera）公司和巴斯夫歐洲公司（BASFSE）研發(fā)。傳統(tǒng)的硅半導體有兩種基本類型，帶正電荷的P類和帶負電荷的N類。迄今為止，大多數(shù)半導體墨水，例如富士施樂公司于2004年發(fā)明的一種墨水，都是帶正電荷的P類。
新墨水則是帶負電荷的N類，保爾佳公司采用新藥開發(fā)的思路，設(shè)計出新分子化合物，這種新分子很容易失去電子，然后與帶負電荷的分子結(jié)合。新分子具有易溶解性，因此當墨水使用時不再需要像傳統(tǒng)半導體制造業(yè)那樣采用光刻工藝，可以大大節(jié)省成本。
該公司首席執(zhí)行官菲利普•伊納基說，將噴墨打印機改良，新的半導體墨水就能夠在柔軟的物質(zhì)如塑料薄膜上印刷，像印刷報紙一樣，這樣打印大多數(shù)消費品上的電子標簽會變得更便宜。
伊納基指出，這樣印刷出來的無線射頻電子標簽（RFID）效果很好，新墨水很容易生產(chǎn)，新墨水還會促使公司生產(chǎn)更復雜、更有用的可彎曲顯示屏和新傳感器技術(shù)，新墨水未來可能會創(chuàng)造出同當前硅工業(yè)一樣大的新興產(chǎn)業(yè)。
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