RFID又被稱為無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)可以通過(guò)無(wú)限信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)物體的自動(dòng)識(shí)別，并且通過(guò)讀取器與目標(biāo)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換。作為自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中的佼佼者，RFID在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

基本的RFID系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：問(wèn)答器和應(yīng)答器。問(wèn)答器主要用于信息的錄入和采集，而應(yīng)答器則是通常所說(shuō)的RFID標(biāo)簽，主要用來(lái)進(jìn)行信息的存儲(chǔ)于交換。

RFID標(biāo)簽主要分為兩部分：標(biāo)簽天線和芯片。RFID具有多種分類方式，如果根據(jù)工作頻率的不同可以分為：低頻RFID（LF）、高頻RFID（HF）、超高頻RFID（UHF）以及微波RFID。一般而言，RFID的讀寫距離與使用的頻率有關(guān)系，頻率越高讀寫距離越遠(yuǎn)，最高階段可以高達(dá)數(shù)米。不過(guò)，目前RFID標(biāo)簽的價(jià)格比較高，特別是在天線工藝的制備上具有過(guò)程復(fù)雜、成本較高等缺點(diǎn)，因此不適合在低端物品上廣泛使用，這就大大限制了RFID在未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的天線制備主要包括，化學(xué)蝕刻法、電鍍法、絲網(wǎng)印刷以及凹版印刷等方法。蝕刻法和電鍍法工藝復(fù)雜、成本高，且對(duì)環(huán)境污染較大。而絲印和凹印等方法制備的天線厚度15-20μm，且柔性較差，所采用的貴金屬消耗量較高，成本優(yōu)勢(shì)不明顯。

而隨著印刷電子工藝，特別是噴墨打印工藝的日漸成熟，通過(guò)噴墨打印工藝制備柔性RFID標(biāo)簽天線，具有非常巨大的潛在優(yōu)勢(shì)：

1.噴墨打印墨水多為納米級(jí)金屬墨水，打印薄膜厚度較低，具有良好的柔性;

2.噴墨打印工藝屬于一種數(shù)字化制備方式，不需要掩膜版、光刻、刻蝕等工藝，只需要在軟件層面設(shè)計(jì)好圖形，按需打印制備即可，簡(jiǎn)單快速，并且可以大幅度提高墨水實(shí)際利用率。

通過(guò)以上分析可以看出，噴墨打印制備RFID天線的最核心技術(shù)就是噴墨打印用油墨。油墨性能可以直接影響噴墨打印天線的電阻和性能。目前常用的油墨主要分為金屬基漿料、顆粒性墨水以及有機(jī)前驅(qū)體墨水。

金屬漿料

金屬漿料是應(yīng)用于印刷天線的最廣泛材料之一。通常由金屬薄片（通常是銀）、聚合物粘合劑材料和適當(dāng)?shù)娜軇┙M成。溶劑確保漿料可印刷，聚合物粘結(jié)劑用于保持漿料的穩(wěn)定性，也用于調(diào)整油墨的粘度。金屬薄片本身是油墨中主要的導(dǎo)電成分。

圖1金屬漿料的結(jié)構(gòu)示意圖納米顆粒基墨水

近年來(lái)，世界范圍內(nèi)直徑小于100nm的納米顆粒的生產(chǎn)工藝日趨成熟。這種尺寸的納米顆粒的膠體在懸浮液中非常穩(wěn)定，因而在油墨中可以實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)負(fù)載。當(dāng)金屬納米顆粒的直徑大大減小到100納米以下時(shí)，一個(gè)有趣的物理現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。由于粒子的直徑減少，粒子的比表面積大幅增加。因而納米粒子具有更強(qiáng)烈的表面屬性。通原子在表面的結(jié)合能小于體系內(nèi)部的結(jié)合能，因而當(dāng)納米顆粒尺度降低，特別是當(dāng)顆粒直徑低于10納米時(shí)，許多金屬納米顆粒的熔點(diǎn)會(huì)顯著下降。例如，直徑為2nm的金納米顆粒的熔點(diǎn)會(huì)低于100℃。不過(guò)，熔點(diǎn)的降低會(huì)對(duì)電導(dǎo)率產(chǎn)生明顯的影響。當(dāng)由納米顆粒組成的薄膜通過(guò)低溫?zé)Y(jié)，局部的納米顆粒之間會(huì)相互連接，從而形成到導(dǎo)電通路，制備得到接近塊體材料的電導(dǎo)率。

圖2打印層數(shù)與電導(dǎo)率的變化規(guī)律有機(jī)金屬前驅(qū)體墨水

有機(jī)金屬前驅(qū)體通常就是金屬元素與各種有機(jī)官能團(tuán)，通過(guò)化學(xué)過(guò)程結(jié)合而形成的化合物。有機(jī)金屬前驅(qū)體通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)處理后，有機(jī)金屬分子的有機(jī)成分與金屬化合鍵斷裂，變成有機(jī)蒸汽揮發(fā)掉，留下金屬導(dǎo)電薄膜。近年來(lái)，已有大量關(guān)于有機(jī)金屬前體報(bào)道，不過(guò)在應(yīng)用于天線打印過(guò)程中，仍會(huì)面臨一些問(wèn)題。有機(jī)金屬前驅(qū)體化合物中金屬元素的含量通常非常低，因而燒結(jié)之后的薄膜通常為多孔結(jié)構(gòu)。并且這類墨水通常不太適合制備天線所需的厚膜。不過(guò)，近期已經(jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道通過(guò)打印金屬有機(jī)前驅(qū)體墨水作為種子層，然后經(jīng)過(guò)后期化學(xué)鍍從而制備高質(zhì)量的薄膜天線。

圖3通過(guò)打印種子層制備天線用導(dǎo)電線路的過(guò)程示意圖

來(lái)源：RFID世界網(wǎng)