RFID被動式電子標籤印刷之導電 油墨經濟墨量研究— 以網版印刷變 … ·...

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摘要: 印刷業是傳統的加工行業,傳統印刷技術賦予先進的 RFID 技術以新的生命力, RFID 標籤將印刷行業和電子行業更加緊密地結合起來,RFID 標籤給印刷廠、印刷 材料及設備供應商都提出了新的要求,也為其開闢了新的產品線。更為重要的是, RFID 技術與商標印刷的結合,給國內標籤印刷廠帶來了新的利潤增長點,開闢新的 市場。 由於 RFID 被動式的電子標籤印刷之「導電銀膠」印刷時需使用銀粉材料,而 近來原物料價格不斷攀升使得銀膠的成本居高不下,導致原本佔有製造成本優勢的 印刷式電子標籤,一時之間成本降不下來,本研究使用文獻分析法、實驗法假設利 用網點的調整進而改變油墨用量,進而了解除了設備的改善之外仍可利用其他方式 改變無線射頻辨識系統(RFID, Radio Frequency Identification System)導電油墨的用 量,使電子標籤的價格成本高居不下仍有調降空間,進而更加速 RFID 電子標籤的發 展。 關鍵詞:RFID、標籤印刷、經濟墨量、網版印刷、網點 RFID 被動式電子標籤印刷之導電 油墨經濟墨量研究— 以網版印刷變更網點為例 郝宗瑜、洪兆騏

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摘要: 印刷業是傳統的加工行業,傳統印刷技術賦予先進的 RFID技術以新的生命力,

RFID標籤將印刷行業和電子行業更加緊密地結合起來,RFID標籤給印刷廠、印刷

材料及設備供應商都提出了新的要求,也為其開闢了新的產品線。更為重要的是,

RFID技術與商標印刷的結合,給國內標籤印刷廠帶來了新的利潤增長點,開闢新的

市場。

由於 RFID 被動式的電子標籤印刷之「導電銀膠」印刷時需使用銀粉材料,而

近來原物料價格不斷攀升使得銀膠的成本居高不下,導致原本佔有製造成本優勢的

印刷式電子標籤,一時之間成本降不下來,本研究使用文獻分析法、實驗法假設利

用網點的調整進而改變油墨用量,進而了解除了設備的改善之外仍可利用其他方式

改變無線射頻辨識系統(RFID, Radio Frequency Identification System)導電油墨的用

量,使電子標籤的價格成本高居不下仍有調降空間,進而更加速 RFID電子標籤的發

展。

關鍵詞:RFID、標籤印刷、經濟墨量、網版印刷、網點

RFID 被動式電子標籤印刷之導電

油墨經濟墨量研究—

以網版印刷變更網點為例

郝宗瑜、洪兆騏

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壹、緒論

試想若每項產品都附有 RFID,你不必

苦等店員用閱讀機以人工方式逐項刷入產

品的條碼,只要推著購物車穿越 RFID閱讀

機組即可,總價幾乎會立刻顯示在螢幕

上。就算你選擇刷卡付費,你和店員的互

動也極其有限,充其量只是讓結帳人員善

盡職責,比對你的簽名和信用卡背面的字

跡罷了。整個過程可能不到一分鐘就搞定;

下班回家途中如果經過超級市場時,你不

知該買些什麼,你可以掏出掌上型電腦或

任一款新型智慧手機,然後「問」你家的

電冰箱,它裡面還裝了些什麼,你將一清

二楚∼因為你已經把每一件擺進冰箱的食

物都貼上 RFID標籤。類似的情形也可能發

生在食品儲藏室,甚至浴室或廚房的置物

櫃,只要在這些地方的附近擺一台 RFID閱

讀機就行了⋯⋯

RFID技術目前是在物流業、供應鏈者

常出現的一個名詞,他雖然不是最近的發

明,在近兩年來,由於以Wall Mart為代表

的大型零售商的推動,RFID技術在全球掀

起陣陣熱潮,吸引了眾多廠商參與相關技

術和晶片的研究、開發。目前 RFID技術正

處於迅速上升的時期,該技術被業界公認

為是本世紀最有前途的應用技術之一,許

多國家都將 RFID作為一項重要產業予以積

極推動,在美國—交通、車輛管理、身份

識別、生產線自動化控制、倉儲管理及物

資跟蹤等領域已經開始應用 RFID技術;在

歐洲—交通、身份識別、生產線自動化控

制、物資跟蹤等封閉系統與美國基本處在

同一階段,許多大型企業也紛紛進行 RFID

的應用實驗;在英國—零售企業已完成階

段試驗,試驗主要對物流中心和商店之間

的包裝盒及貨盤的流通路徑進行追蹤;在

日本—經濟產業省METI選擇了包括消費

電子、書籍、服裝、音樂 CD、建築機械、

制藥和物流在內的七大產業進行 RFID應用

試驗;在南韓—RFID的開發和應用領域乏

善可陳,但在南韓政府的高度重視下,南

韓關於 RFID的技術開發和應用試驗正在快

速開展;在新加坡—新加坡政府預計在

2006年完成 RFID供應鏈體系;在德國—

RFID已經使用於無人化大賣場的出入管制

結帳等自動化賣場;在中國—已將 RFID晶

片卡用於 16億人口的身分證上作辨識用;

在台灣—台北悠遊卡最近越炒越熱,配合

政府政策性推動電子小額付費機制,未來

我們將可在大台北地區隨處看到這樣印有

「悠遊卡」標誌的白色小機器,這台悠遊卡

專屬機種(內建 RFID感應模組),使用方

式就像平常一樣,只要輕輕一靠∼輕鬆搞

定小額付款,期待能運用 RFID 創新科技帶

領台灣走向安全與便利的數位生活。

由於更多雙向紀錄的需求產生,被大

量使用再過去許多仰賴人力紀錄或是無法

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使用印刷標籤的領域,也藉此開拓 RFID的

穩定需求,RFID的導入著實為許多產業注

入新的生命力。台灣 RFID辦公室預估,五

年內 RFID的主要需求,將以汽車、政府部

門以及運輸三大類為最大宗, RFID的出

現,改變以往變更商品資訊需仰賴人工的

方式,也使得物品的管理與清點更容易掌

控,而 RFID市場的成長則是隨著應用的而

增加,若能推出具吸引力的應用,RFID需

求勢必會隨之產生。

以目前 RFID 被動式印刷電子標籤在

印刷時所面臨的關鍵問題為導電油墨價格

太高以致影響成本;導電油墨又名導電膠、

導電銀漿,導電膠專門用於 RFID電子標籤

射頻識別領域,其產品具有良好的導電

性、粘接性、柔韌性好,性能穩定,不易

氧化等優點,所以印刷天線上的印刷製程

技術未來也將是各方所追尋及研究的趨勢

之一。

此次研究將利用網點的調整進而改變

油墨用量,進而了解除了設備的改善之外

仍可利用其他方式改變無線射頻辨識系統

(RFID)導電油墨的用量,使印刷電子標

籤的價格成本有調降空間,進而更加速

RFID印刷電子標籤的發展;另外,本研究

還有一個變數需要特別關心,當印刷樣品

完成之後採用手工植晶將 IC晶片封裝加

工,在進行手工植晶入 IC晶片過程中需注

意連接 RFID標籤天線與晶片的銀膠取用

量,如果黏貼的銀膠過量會產生溢膠現

象,晶片也就會產生短路現象無法使用。

貳、文獻探討

一、RFID(無線射頻辨識技術)技術發展與運用

無線射頻辨識系統(RFID, Radio

Frequency Identification System)技術係由英

國人於 1948年發展出來,利用無線射頻技

術將一晶片內儲存之辨識資料傳遞到系統

端,作為追蹤、統計、查核、存貨控制等

多種用途,最初用以在第二次世界大戰,

圖一、無線射頻辨識系統的應用

資料來源:RFID原理(基礎篇),(2009)

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機場辨別敵我戰機時使用(圖一),戰後用

於保安系統進而由世界各國引用於不同用

途。

FRID技術的發展沿革為:1977年美國

開始發展 RFID的運用→ 1987第一個商業

應用在歐洲公路收費上→ 1999年 EAN.

UCC推動 GTAG;MIT成立 Auto IDCenter

→ 2002年 ISO18000→ 2003年 EPCglobal

→最近興起之原因美國國防部要求所有供

應商在 2005.1.1以後交貨都要用 RFID→

Wall Mart要求前 100大供應商在 2005.1.1

以後在棧板與箱子(pallets and cases)上必

須導入 RFID 系統,以方便管理貨品進出→

日本三越百貨預計 2004秋天要採用

RFID⋯⋯因此陸續地開啟 FFID的不同用

途發展,發展至今,可常見於門禁管制、

防偽、偷竊、動物晶片、以及運輸、自動

控制倉儲等各種領域之中,而應用的範圍

更遍及製造、物流、醫療、運輸、零售等

行業(圖二)。

在 RFID的應用上,1999年MITAuto

ID Center成立後,流通業方面便考慮全面

導入整體供應鏈的應用。2003年,EAN與

UCC合資成立 EPC global,推動 RFID/EPC

全球共通標準,RFID的商業應用可說是正

式起飛了,然而 RFID技術是否能真正成功

的關鍵除了天線之設計、波段之標準化、

設備之認證之外,最重要的是標籤(Tag)

的價格,而以印刷的方式印製 RFID天線不

但快速更是一個降低成本的好方法,將印

刷應用於 RFID勢必將成為印刷產業未來的

趨勢。

二、RFID的市場概況

RFID深具發展潛力,根據ABI research

市場研究機構的分析,全球 RFID市場在

2002至 2008年中,RFID-Tag(電子標籤)

市場規模將從每年 200億元提高至 750億

圖二、RFID系統組成架構資料來源:RFID原理(基礎篇),(2009)

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圖三、美國零售市場 RFID的未來趨勢資料來源:RFID概論與應用,(2009)

圖四、日本內政部 RFID的市場預測資料來源:圖解RFID,(2006)

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元;解讀機市場規模則從每年 91億元提高

至 330億元,軟體應用系統市場規模從每

年 121億元提高至每年 300億元,總計

RFID的總產值從每年 410億元提高至每年

1,368億元,年複合成長率(CAAG)高達

22%,其發展潛力相當驚人(圖三),日本

內政部也發表了在 2010年的市場規模保守

來看將達到 9兆日圓,樂觀的估計可達到

31兆日圓的 RFID高度運用市場預測(圖

四)。然而,另一市場研究公司 VDC

(Venture Development Corporation)專研

RFID技術的資深分析師Michael Liard表示:

「阻礙Wal-Mart RFID進程的障礙之一是高

昂的成本。RFID技術帶來的最大效益是提

高供應鏈效率。但單個 RFID標籤的成本在

25至 30美分左右,對大多數企業來說,單

位成本需要降至 5美分或更少,RFID帶來

的物流成本節約才能和裝置費用相抵。工

研院系統中心徐明主任指出,臺灣具備成

熟的半導體生產製造封裝體系以及電子生

產組裝產業,並已具有建立自動化設備開

發能力,這樣的整體環境有利於 RFID降低

成本與提高產能,也說明臺灣是一個非常

適合 RFID開發的國家。

三、RFID印刷科技的新契機

RFID標籤的生產成本大致分為,晶片

部分佔政體成本 30%,天線部份約佔

30%,封裝與組裝測試部份約佔 40%,在

RFID製造業中標籤天線的設計及封裝技術

有三種主要生產方式,即為繞線、印刷、

蝕刻,RFID雖然可以廣泛被運用,但是價

格將影響推動速度,製程之改善與市場規

模量將是 RFID降價的兩大因素,天線、被

動元件與晶片近一步整合,有利於降低 Tag

製作成本。

隨著 RFID市場的成長,電子標籤的使

用量也呈倍數的成長,但真正阻礙 RFID產

業發展的因素卻是電子標籤的價格成本仍

高居不下,而印刷式的電子標籤則挾先天

上成本優勢深受市埸所冀望。印刷式電子

技術被廣泛應用在軟性電子、有機顯示

器、EMI防治、紙電池及 RFID等領域,其

中又以 RFID 被動式的電子標籤印刷所面臨

的技術難題最多,其中導電油墨堪稱才是

關鍵(表一)。

導電油墨又叫導電膠、導電銀漿,導

電膠專門用於 RFID電子標籤,射頻識別領

域。為加熱加壓固化型;加熱中溫固化型;

UV紫外線光固化型。專門針對射頻識別、

電子標籤用的導電油墨,該產品具有良好

的導電性、粘接性、柔韌性好,性能穩定

不易氧化等優點,在印刷 RFID天線時扮演

著非常重要的角色,在近幾年來已有多家

RFID標籤的製造廠商正在測試導電聚合物

應用在印刷上的可行性。

RFID要普及化,成本問題將是阻礙

RFID普及的主要原因之一,而印刷比起傳

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統銅皮腐蝕法的方式更快速且成本更低,

成本一直是 RFID標籤推廣中的一大阻力,

目前 RFID標籤的成本大約在每枚 3角∼ 6

角美元之間,對於貴重商品來說當然毫無

問題,可是對低價商品來說就行不通了,

利用導電油墨印 RFID標籤的天線或線路,

不僅工效高,更是降低成本的一種有效方

法,還減省大量銅質既腐蝕液的污染。所

以印刷 RFID天線將是既經濟又有效率的方

式,在印製天線的過程中,只要根據需要

將所需的天線形狀印于被印物上即可,不

必像傳統的蝕刻方式破壞被印物的本身,

不但可以省下許多成本,並且可以減少化

學的浪費與污染,更進一步的說明,印刷

可以使製造天線的本身變的更自動化,利

用結合其他印刷單位,加強標籤與

microchip的自動裝置,如此一來,就能使

RFID的製造過程更加快速,由於上述優

勢,再加上 RFID的快速發展,印製 RFID

天線將為印刷產業帶來另一波新的商機。

四、RFID被動式標籤常用印刷模式探討

在印刷的製程上,印刷轉印油墨的方

式有網版、凹版、凸版及噴墨等四大類,

但常用印刷模式為網版、凹版、凸版三

種,每種印刷製程特性、品質及成本亦各

有不同,若再加入油墨及印刷底材之特性

考量,電子標籤印刷的製程及材料特性之

表一、市售導電油墨特性比較表

資料來源:RFID印刷被動式電子標籤良率的探討,正隆股份有限公司RFID應用驗測中心,(2008)

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組配,將能決定各項電子標籤印件所適合

採用的生產方式。

(一)、網版印刷

RFID電子標籤的印刷製程採用此種方

案的案例最多,如(圖五)所示網版印刷

就是把導電油墨由網版的另一側以刮刀將

油墨掃壓過網版,而油墨則穿透過網版上

圖樣的網孔間隙,黏印在被印刷的底材上。

網版印刷的油墨黏度較高,且印刷膜厚最高

可達 100μm,而 RFID 電子標籤的印刷膜

厚僅約為 8∼ 12μm即可,其後乾燥則可

以UV、IR、熱風、自然等方式來達成。

(二)、凹版印刷

凹版印刷是將刻有圖樣的金屬薄版

(凹刻),固定於印刷機上的印刷轆上,沾

上印刷油墨後轉印至被印刷的底材上,詳

如(圖六)所示。凹版印刷的油墨黏度較

網版印刷油墨的黏度來的低,油墨膜厚控

制最為精準,亦可符合 RFID 電子標籤印製

所需膜厚要求,而且印刷速度更快,極適

合大量印刷生產,缺點是需投入之設備資

金較高。

(三)、凸版印刷

凸版印刷是將有圖樣的橡膠厚版(凸

刻),固定於印刷機上的印刷轆上,在沾上

印刷油墨後轉印至底材上,詳如(圖七)

所示。凸版印刷的油墨黏度比凹版印刷來

的低,油墨膜厚也是遠低於前二者的,且

印刷導電銀膠時所遭遇的難題最高最難克

服,但若能克服種種難題,直接將電子標

籤印刷在紙箱上的價格競爭力卻是前二者

所不能媲美的。

圖五、網版印刷架構

資料來源:RFID印刷被動式電子標籤良率的探討,正隆股份有限公司RFID應用驗測中心,(2008)

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圖六、凹版印刷架構

資料來源:RFID印刷被動式電子標籤良率的探討,正隆股份有限公司RFID應用驗測中心,(2008)

圖七、凸版印刷架構

資料來源:RFID印刷被動式電子標籤良率的探討,正隆股份有限公司RFID應用驗測中心,(2008)

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綜合以上,目前在 RFID印刷製程上,

最為看好的印刷模式即為網版印刷,已有

某些 RFID的市場供應者期望網版印刷能使

RFID 天 線 的 印 刷 速 度 每 小 時 超 過

50,000-80,000個,以符合隨之而來的龐大

需求,而網版印刷最大的優勢在於—只要

利用網目與範本的不同,即可以使用不同

的油墨材料來印製所需的產品,也就是說

使用的油墨可以是非常多樣性,而其中包

含對於 RFID最有助益的導電油墨,以被印

材料而言,利用網版印刷的方式,天線便

可以被印製到多種的標籤材料上,其中包

含聚酯(polyester)、PVC甚至是紙上。

參、實驗設計與規劃

本研究假設使用平面網版印刷製程利

用網點的%數調整進而改變油墨用量,了

解除了設備的改善之外仍可利用其他方式

改變無線射頻辨識系統(RFID, Radio

Frequency Identification System)導電油墨的

用量,使電子標籤的價格成本高居不下仍

有調降空間,進而更加速 RFID電子標籤的

發展。

一、實驗設計

實 驗 以 量 化 研 究(Quantitative

Research)中的真實驗(True Experiment

Research)研究方法來進行,採用研究進入

障礙較低的平面網版印刷製程方式為基

礎,另外請大同大學通訊所正教授黃啟芳

博士所帶領的研究團隊設計一個新的 RFID

標籤天線(SHIH HSIN UNIVERESITY之

RFID標籤),將標籤印刷面積分解為 10%

網點至 100%網點 10個階次(每 10%跳階)

進行印刷(圖八),在印刷完畢之後,量測

印刷品與通訊相關方面的數據資訊,將 10

個階次印刷天線利用手工植晶將 IC晶片一

一封裝加工,之後進行測試與量測。

(一)實驗變項設定

本次研究目的在探索印刷面積分解成

10%∼ 100%網點後,其標籤讀寫距離的效

能影響,對於自變項與依變項的設定,敘

述如下:

1.研究自變項(Independent Variable)

(1) 紙張的變項設定:選用永豐餘 80

磅、120磅、150磅三種厚度之雪

銅紙張印製

(SHIH HSIN UNIVERESITY 之

RFID標籤)。

(2) 印刷的網目變項設定:選用 250、

350高目網數進行印製

(SHIH HSIN UNIVERESITY 之

RFID標籤)。

(3) 印刷的乾燥方式變項設定:此次

印刷使用雪銅紙張,其乾燥方面

以自然乾燥方式進行即可。

2.研究依變項(Dependent Variable)

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圖八、標籤印刷面積分解為 10%網點至 100%網點 10個階次

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(1)RFID標籤讀寫距離之效能

(二)實驗設備、材料與儀器

本次實驗所使用設備、材料與儀器分

述如下:

1. 半自動斜臂式平面網版印刷機(圖

九):用於印製網版專用導電油墨於

雪銅紙張上之 RFID標籤天線。

2. 網片輸出機(CTF:Computer-to-

Film):AGFA SelectSet7000 之

CTF,用於輸出 RFID標籤天線之設

計圖案。

3. 被印材料:使用永豐餘 80磅、120

磅、150磅三種厚度之雪銅紙張印製

(SHIH HSIN UNIVERESITY 之

RFID標籤)。

4. 印刷導電油墨:Flint Ink公司之

Precisia之CSS-010A Silver Conductive

Ink, 此為網版印刷之導電油墨。

5. RFID Strap晶片。

6. 黏貼晶片之防靜電器材:靜電手環、

塑膠鑷子與 3M透明膠紙,用於將

Strap晶片黏貼於 RFID標籤上。

7. RFID讀碼器(含接收天線):AWID

PI-2000 Reader,用來測試黏貼 IC晶

片於 RFID標籤之樣本,能否正常感

應到資訊,並測試出 RFID標籤的感

應距離(圖十、圖十一)。

8.電腦設備一套(圖十二)。

圖九、半自動斜臂式平面網版印刷機

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圖十、RFID讀碼器天線

圖十一、RFID讀碼器

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二、實驗規劃

(一)、RFID標籤天線的取得

本次實驗標籤天線委由大同大學通訊

所正教授黃啟芳博士所帶領的研究團隊,

針對 UHF(915Mhz)所設計出來的天線,

並以世新大學之英文名字(SHIH HSIN

UNIVERESITY)為藍本而設計之天線(圖

十三)。

(二)、導電油墨的取得

實驗使用油墨為 Flint Ink公司之

Precisia之 CSS-010A Silver Conductive Ink,

此為網版印刷之導電油墨。

(三)、印版的版面設計

將 RFID標籤天線印刷面積分解為 10%

網點至 100%網點 10個階次(每 10%跳

階),將 10個階次一起置入 A4規格進行

排版。

(四)、底片輸出與製版

將排好版面藉由輸出機輸出製版所需

網片,使用此網片透過晒版機進行印刷所

需印版,此次實驗將曝晒 250目與 350目

兩種網目印版。

(五)、上網版印刷機印刷

使用半自動斜臂式平面網版印刷機印

刷,並採用網版導電油墨來進行印製 RFID

標籤天線的工作,此網版印刷導電油墨為

Flint Ink公司生產之 Precisia之 CSS-010A

Silver Conductive Ink。以 A3規格紙張大小

圖十二、電腦接收設備

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進行印刷在 80磅、120磅、150磅雪銅紙

張上,其為 250網目印刷三種紙張規格各

35樣張、350網目印刷三種紙張規格各 35

樣張,印刷完成後採用自然乾燥方式。

(六)、印刷樣張取樣

將二種網目各三種紙張規

格 35樣張(每樣張有 10個階次

網點),上自動設定裁切機進行

統一規格裁切,每種規格取樣

30樣張,進行量測之前選擇適

合規格紙張磅數與網目數做最後

效能測試。

(七)、RFID標籤讀寫距離之

效能量測

將 10個階次印刷天線,各

取一份量測,利用手工植晶將

IC晶片一一封裝加工,之後經

讀碼器進行量測出其讀寫效能之

距離。

肆、實驗結果與討論

此次印刷樣品於大同大學

通訊所實驗室進行,將 RFID讀

碼器天線與讀碼機連接,並使讀碼機與電

腦接收設備連接,將 RFID標籤讀寫距離標

示出來,完成整個實驗環境(圖十四)。

圖十四、實驗環境安排

圖十三、SHIN HSIN UNIVERSITY(915Mhz)之 RFID標籤天線圖案

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第二十六卷第三期

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一、選出效能最穩定的材質進行 RFID標籤讀寫距離之效能量測結果

為了使整個實驗得到最佳結果,此次

實驗先行過濾效果不彰的 RFID標籤,將

250目、350目之 80磅、120磅、150磅三

種紙張厚度以網版 100%印刷樣品各取

3PCS量測,選出效能最穩定條件的材質進

行 RFID標籤讀寫距離之效能量測(表

二)。依照實測結果,80磅紙張材質印刷

出來的 RFID標籤有效距離 480cm,讀寫效

能最佳及最穩定距離為 360cm;120磅紙張

材質印刷出來的 RFID標籤有效距離

400cm,讀寫效能最佳及最穩定距離為

150cm;150磅紙張材質印刷出來的 RFID

標籤有效距離 200cm,讀寫效能最佳及最

穩定距離為 120cm,經過初步過濾之後,

確定紙張厚薄將影響導電油墨印刷讀取效

能,並以紙張越厚,讀取距離越短、穩定

性越差趨勢發展。

此次 RFID標籤讀寫距離之效能量測以

80磅雪銅紙進行數據分析。

二、RFID標籤讀寫距離之效能量測結果

80磅雪銅紙在 350網目印刷下,100%

網點呈現 RFID標籤有效距離 480cm,讀寫

效能最佳及最穩定距離為 360cm;90%網

點呈現 RFID標籤有效距離 450cm,讀寫效

能最佳及最穩定距離為 300cm;80%網點

呈現 RFID標籤有效距離 450cm,讀寫效能

最佳及最穩定距離為 240cm;70%網點呈

現 RFID標籤有效距離 460cm,讀寫效能最

佳及最穩定距離為 230cm;60%網點呈現

RFID標籤有效距離 450cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 180cm;50%網點呈現

RFID標籤有效距離 420cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 140cm;40%網點呈現

RFID標籤有效距離 250cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 90cm;30%網點呈現

RFID標籤有效距離 220cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 90cm;20%網點呈現

RFID標籤有效距離 0cm,讀寫效能最佳及

最穩定距離為 0cm;10%網點呈現 RFID標

籤有效距離 0cm,讀寫效能最佳及最穩定

表二、選出效能最佳條件材質進行 RFID標籤讀寫距離之效能量測

取樣內容 網點數 材質 感應距離平均 穩定距離平均 單位

SHIN HSIN UNIVERSITY 100% 80 磅 480 360 cm

SHIN HSIN UNIVERSITY 100% 120 磅 400 150 cm

SHIN HSIN UNIVERSITY 100% 150 磅 200 120 cm

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印 刷 科 技

距離為 0cm(表三)。

80磅雪銅紙在 250網目印刷下,100%

網點呈現 RFID標籤有效距離 440cm,讀寫

效能最佳及最穩定距離為 290cm;90%網

點呈現 RFID標籤有效距離 440cm,讀寫效

能最佳及最穩定距離為 250cm;80%網點

呈現 RFID標籤有效距離 440cm,讀寫效能

最佳及最穩定距離為 250cm;70%網點呈

現 RFID標籤有效距離 450cm,讀寫效能最

佳及最穩定距離為 250cm;60%網點呈現

RFID標籤有效距離 430cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 220cm;50%網點呈現

RFID標籤有效距離 440cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 200cm;40%網點呈現

RFID標籤有效距離 450cm,讀寫效能最佳

及最穩定距離為 200cm;30%網點呈現

RFID標籤有效距離 0cm,讀寫效能最佳及

最穩定距離為 0cm;20%網點呈現 RFID標

籤有效距離 0cm,讀寫效能最佳及最穩定

距離為 0cm;10%網點呈現 RFID標籤有效

距離 0cm,讀寫效能最佳及最穩定距離為

0cm(表四)。

三、RFID標籤讀寫距離之效能量測結果與討論

依照實測結果得知,使用網版 350網

目印刷當網點在 60%時,感應器接收到有

效讀取距離為 450cm,頻率穩定距離在

180cm,依此,導電油墨將能節省 40%墨

量;使用網版 250網目印刷當網點在 40%

表三、350網目印刷 RFID標籤讀寫距離之效能量測印刷網目 取樣內容 網點數 材質 感應距離平均 穩定距離平均 單位

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 100% 80 磅 480 360 cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 90% 80 磅 450 300 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 80% 80 磅 450 240 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 70% 80 磅 460 230 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 60% 80 磅 450 180 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 50% 80 磅 420 140 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 40% 80 磅 250 90 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 30% 80 磅 220 90 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 20% 80 磅 0 0 Cm

350 SHIN HSIN UNIVERSITY 10% 80 磅 0 0 cm

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時,感應器接收到有效讀取距離為450cm,

頻率穩定距離在 200cm,依此,導電油墨

將能節省 60%墨量。

另外參照以上數據分析,在 350網目

印刷中 30%∼ 100%網點有效感應距離值

為 220∼ 480cm,最佳及穩定距離為 180∼

360cm;250網目印刷中 40%∼ 100%網點

有效感應距離值為 430∼ 450cm,最佳及

穩定距離為 200∼ 290cm,此次實驗證明

網點的改變很明確影響效能,但是其在短

距離接收運用上,這樣的數據是值得被運

用,對於天線部分佔總成本 30%而言,導

電油墨量經網點的%數減低而能節省到更

多印製上成本。

由數據認定,當 350網目與 250網目

網點在 60%時印刷出來的 RFID樣張效能

最為同時相近及穩定,未來,我們可以使

用 60%網點進行導電油墨印刷設定節省

40%墨量為目標,後續可再深入探索其他

包含紙材的變因、植晶入 IC晶片等影響效

能的程度;此外這次實驗結果也發現,在

網版印刷理論上,網版的網目數值越大代

表網孔越細,相對出墨量會越小,導電油

墨層印刷也越薄,邏輯上 350網目印刷出

來的 RFID標籤讀寫效能會比 250網目差,

但是實驗後發現結果卻是相反,這部份也

是值得我們一併加入後續研究的方向。

伍、結論與未來展望

根據此研究結果,藉由調整網點的方

式進而達到節墨之想法是可行,並且在

表四、250網目印刷 RFID標籤讀寫距離之效能量測

印刷網目 取樣內容 網點數 材質 感應距離平均 穩定距離平均 單位

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 100% 80 磅 440 290 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 90% 80 磅 440 250 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 80% 80 磅 440 250 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 70% 80 磅 450 250 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 60% 80 磅 430 220 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 50% 80 磅 440 200 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 40% 80 磅 450 200 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 30% 80 磅 0 0 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 20% 80 磅 0 0 公分

250 SHIN HSIN UNIVERSITY 10% 80 磅 0 0 公分

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印 刷 科 技

讀取效能上表現不俗;未來可跟隨此研究

方向擴展,針對印刷後的導電油墨厚度

進行量側尋求出油墨厚度與讀取距離間

的連動關係,並可探討植晶入 IC晶片相

關技術對後續整體效能表現上影響程

度,這是未來值得我們再去思考與研究

的議題。

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郝宗瑜/世新大學圖文傳播暨數位出版系

副教授

洪兆騏/世新大學圖文傳播暨數位出版系

研究生

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