运用RFID标签的几种导电墨水

运用RFID标签的几种导电墨水

天线是RFID标签的一项重要基本元件。

目前，RFID标签天线的制作方法包括蚀刻法、电镀法和直接印刷法。由于蚀刻法和电镀法的工艺复杂、制作周期长，并且需要耗费大量的金属材料，成本高，同时会产生大量的金属和溶剂废液，污染环境，因此直接印刷法制作RFID标签天线的优势便凸现出来。除了传统印刷中使用的导电银浆之外，喷墨印刷中的喷墨导电墨水是另一类用于RFID标签天线印刷的导电油墨。目前，直接印刷法使用的导电油墨已实现300℃烧结，烧结后的RFID标签天线厚度薄、电阻率只是原金属天线的两倍。这一成果的取得，得益于众多研发机构和制造商的努力。下面，笔者将从导电银浆和喷墨导电墨水两方面介绍全球主要导电油墨产品的研发机构和制造商，以了解国内外最新的研发成果。

导电银浆

用于RFID标签天线印刷的导电银浆主要采用网印、凹印工艺进行印刷。银固含量、黏度、烧结温度、电阻率是选择导电银浆时首要考虑的参数。黏度决定了其印刷适性；银固含量、电阻率是考量其印刷的RFID标签天线导电性能的重要标准；烧结温度则表征其固化时所需能量的多少。

1.韩国ANP公司

ANP公司是韩国纳米材料的生产和供应厂商，其主要通过化学方法制备纳米涂布材料和纳米粉末。在导电油墨方面，已推出多款导电银浆和纳米银喷墨导电墨水产品。

ANP公司的导电银浆根据粒径的不同分为纳米型、亚微米型和混合型三大类（如表1）。这些产品除了可用于RFID标签天线的印刷，还可以用于等离子显示面板电极、柔性印刷电路板等产品的印刷，客户可以根据需求选择最合适的产品。

表1 ANP公司的导电银浆产品性能

2.韩国InkTec公司

韩国InkTec公司成立于1992年，主要致力于桌面喷墨印刷墨水的研发和生产。除了喷墨印刷墨水之外，公司也推出了导电银浆产品（如表2所示）。根据印刷方式不同，InkTec 公司的导电银浆产品分为网印、凹印和涂布三大系列，其中网印、凹印系列产品可用于RFID 标签天线、印刷电路板等产品的印刷。

表2 InkTec公司的导电银浆产品性能

喷墨导电墨水

采用喷墨方式印刷的RFID标签天线，具有印刷精度高、墨层薄、无需制版、承印材料范围广泛等特点。

在选择喷墨导电墨水时，粒径、黏度、表面张力等参数决定了其是否能用于喷墨印刷，银固含量、烧结温度、电阻率等参数决定了其印刷的RFID标签天线的导电性能。

1.韩国ANP公司

ANP公司推出的金属银系列喷墨导电墨水产品性能详见表3。表3中所示的喷墨导电墨水可以用于RFID标签天线、太阳能电池电极、印刷电路板等产品的印刷。从表3中数据可以看出，型号为DGP40LT-15C的金属银系列喷墨导电墨水的性能最为优异，其银固含量在40%～45%，且烧结温度已经达到100～150℃，在塑料膜表面具有较佳的使用性能。

表3 ANP公司的金属系列喷墨导电墨水产品性能

2.韩国ABC纳米技术公司

韩国ABC纳米技术公司成立于1999年，致力于纳米新技术的开发。2005年更名为ABC纳米技术公司，同年6月，该公司的纳米电子材料事业部被韩国科学技术部认定为韩国的商业研究机构，并于2007年因研发纳米银系列喷墨导电墨水，以及由此在数字领域取得的优异成绩而获得了韩国总统奖励。

目前，ABC纳米技术公司生产的NINK系列喷墨导电墨水是以水为介质、以纳米银粒子为导电材料的环保型喷墨导电墨水。该系列喷墨导电墨水的黏度、表面张力等物理性能都符合压电式喷墨印刷设备的使用要求（NINK-Ag喷墨导电墨水的具体性能如表4所示）。近期，该公司又研发出以纳米铜、镍粒子为导电材料的喷墨导电墨水。

3.韩国InkTec公司

韩国InkTec公司在喷墨印刷墨水的研发与生产方面有着丰富的经验，于2005年开发出银透明喷墨导电墨水（Transparent Electronic Conductive，TEC），性能如表5所示，在RFID标签天线印刷、显示器件制作等领域有着广阔的应用空间。

表5 InkTec公司的银透明喷墨导电墨水性能

4.日本ULVAC公司

日本ULVAC公司成立于1952年，是一家集真空技术设计、制造和销售于一体的跨国公司。在纳米喷墨导电墨水领域，ULVAC公司推出了纳米金、纳米银和纳米有机材料等系列的喷墨导电墨水产品，具体产品性能如表6所示。

表6 ULVAC公司的喷墨导电墨水产品性能

5.美国Cabot公司

Cabot公司始创于1882年，拥有百年历史，其产品种类非常丰富。Cabot公司已开发出了多款表面涂有银的超细颗粒，这些颗粒可制成喷墨导电墨水，可在多种承印材料表面印刷，经低温固化后，具有良好的导电特性。目前，Cabot公司在喷墨导电墨水领域也有相应的产品（如CCI-300）推出，其产品规格如表7所示。

表7 Cabot公司的CCI-300喷墨导电墨水性能

6.美国PChem Associates公司

美国PChem Associates公司是专业的印刷电子耗材供应商，长期提供RFID标签天线、印刷电路板印刷用导电油墨。其导电油墨产品包括SP-100喷墨导电墨水，PFI-200、PFI-201、FI-201柔印导电油墨等，其中SP-100喷墨导电墨水的主要性能如表8所示。

表8 PChem Associates公司的SP-100喷墨导电墨水性能

7.美国NanoMas科技公司

NanoMas科技公司是一家集研发、制造纳米材料于一体的高科技公司，其产品包括多种纳米油墨和为柔性电子设备提供的功能性导电油墨等。其推出的喷墨导电墨水产品（如表9所示）主要有纳米金、纳米银系列。

表9 NanoMas科技公司的喷墨导电墨水产品性能

8.昆山海斯电子有限公司

昆山海斯电子有限公司是中国首家开展印制电子产品技术研发和生产的企业，以制作RFID芯片和印刷RFID标签天线为核心，开发和生产纳米银喷墨导电墨水（其具体性能如表10所示）、RFID标签天线用导电银浆等多种导电油墨，还可以提供印制电子解决方案。表10 昆山海斯电子有限公司的纳米银喷墨导电墨水产品性能

除上述公司开发的导电油墨产品之外，日本的哈利玛化成株式会社、大研化学工业株式会社、藤仓化成（Fujikura Kasei）公司，美国的太阳化工（Sun Chemical）公司、NovaCentrix 公司、Creative Materials公司、Five Star Technologies公司也有相应的导电银浆或纳米银、铜喷墨导电墨水产品。从目前导电油墨的研发成果与应用水平来看，多家导电油墨产品的研发机构和制造商推出了粒径在20nm以下的纳米银喷墨导电墨水产品，但还未大规模用于RFID标签天线印刷中。相信随着技术的不断成熟和导电油墨性能的持续改善，RFID标签印刷天线的性能将更加可靠稳定。