从工艺上讲，无源RFID标签天线的制作工艺有以下3种：铜导线绕制工艺、金属箔蚀刻工艺和印刷工艺。铜导线绕制工艺制作速度慢、成本高、天线的环境协调性差，目前常用于制作频率在135kHz以下的低频RFID标签的天线。
金属箔蚀刻工艺是印制金属电路板的标准方法，但是将其制作无源RFID标签天线却存在如下缺陷：①成本高;②精度低;③标签尺寸大;④效率低;⑤污染环境;⑥标签底材单一，标签应用领域有限;⑦防金属屏蔽、防水、抗折等环境友好性差。用印刷工艺制作无源RFID标签天线是近年来被广泛关注的一种方法，其中又以网印工艺制作无源RFID标签天线最为成熟。
图1 无源RFID标签的制造
网印工艺印制无源RFID标签天线的特点具体来说，网印工艺印制无源RFID标签天线就是通过网印导电油墨，在纸张、PET、PE等承印材料上印刷天线。在这种工艺中，使用的丝网通常是PET丝网或镍箔丝网等。天线线圈的墨层厚度通过改变网版的目数来实现。对于高频RFID标签，其天线线圈由上下两层导体回路构成，网印时需要套印3次才能完成一个天线的印制。其中第2次套印时印刷的是绝缘油墨层，防止上下两层印刷导线短路。
印制完成的无源RFID标签天线与芯片的连接一般都使用Flip-Chip工艺，即将芯片的两个压焊点向下直接放置到线圈的两个连接端点上，再用导电胶固定，导电胶干燥后，芯片便与天线连接端形成持久的机械和电子连接。
网印工艺印制无源RFID标签天线具有以下优点：
①印刷速度快，自动化程度高;
②导线的均匀度好，且可印刷小间隙线圈，便于实现标签的小型化;
③所使用的导电材料少;
④产品质量稳定;
⑤印制过程无废弃物，无污染，符合国家绿色环保的要求。
网印工艺对无源RFID标签天线性能的影响
1.网印无源RFID标签天线的稳定性研究
在无源RFID标签天线的印制中，稳定性是非常重要的前提，稳定性高才能用于大规模批量生产。下面，我们通过实验来分析一下在相同的网印工艺条件下制作出来的天线的一致性。
实验条件：普通网印车间
实验设备：平面半自动丝网印刷机、普通万能表
工艺参数：网版材质为聚酯，刮板硬度为肖氏60。，刮印夹角为65°，刮板移动速度为4m/min，导电油墨黏度为90pa.s。
实验过程：印制A、B两款无源RFID标签天线(如图2～3所示)各14张，分别测定天线阻抗值，分析网印无源RFID标签天线的可靠性。结果如表1所示。通过阅读器对天线A和B进行阅读实验，我们发现实验印制出的天线阅读距离具有一致性。所以，网印工艺条件可以满足大规模批量生产无源RFID标签天线的要求。
图2 A款无源RFID标签天线
图3 B款无源RFID标签天线表1 无源RFID标签天线阻抗值(单位：Ω)
导电油墨与固体金属材料的导电机理完全不同。导电油墨是将导电金属微粒分散在有机聚合物连结料、溶剂和助剂中形成的导电浆料，导电金属微粒与聚合物基体共同构成一个复杂的迷津结构，导电金属微粒之间的绝缘介质越厚，自由电子跃迁受阻越大，其导电能力也就越弱。因此，导电油墨中导电金属微粒体积分数是衡量其电化学性能的一个重要指标。由于导电油墨中的导电金属微粒通常是银粒子，因此本实验主要采用银浆导电油墨来进行研究。
(1)银微粒填充量与导电油墨导电性之间的关系
在同样的加工条件下，使用银微粒填充量分别为40%、45%、55%、60%、70%的5种同一品牌导电银浆分别印刷天线，然后测量每种天线同一长度内的电阻值，各测量5次，再取其平均值，实验结果见表2。
由此可见，导电油墨的银微粒填充量高，导电性好;银微粒填充量低，导电性差。
表2 银微粒填充量与电阻的关系
(2)银微粒填充量与导电油墨流动性及天线印刷效果之间的关系导电油墨的流动性将直接决定印刷出来的天线表面银微粒的分布，这也是影响天线印刷效果的一个重要指标。
下面我们通过实验研究导电油墨银微粒填充量与导电油墨流动性及天线印刷效果的关系。
实验条件：普通网印车间
实验设备：平面丝网印刷机、整体式光切显微镜、光学显微镜、QJ23型直流电阻电桥等。
工艺参数：250目/英寸聚酯网版，刮板硬度为肖氏60°，刮板角度65°，刮板移动速度为3m/min。
实验材料：某品牌导电银浆，银微粒填充量分别是：20%、30%、40%、55%、60%、74%共6款。
实验过程：用上述各款导电银浆在PET片基上印刷如图4所示的天线各5份，天线设计宽度均为2mm，印刷后置于120℃烘箱内干燥20分钟。
将各印刷天线置于光学显微镜下(放大倍率为70倍)，可得到如图5所示的天线局部放大图。分析图5可知：①银微粒填充量为20%或30%的导电银浆黏度小，接近聚合物基体黏度，在印刷过程中，浆料流动性好，但回弹性低，导线边界模糊，有严重的边渗现象;②银微粒填充量为55%或60%导电银浆的黏度高，在印刷过程中，浆料滚动性好，但恢复性差，在网版上抬后，线条边缘可保持印刷初始状态，但网线处会出现拉丝及锯齿边;③银微粒填充量为74%的导电银浆黏度太大，在印刷过程中，浆体流动性和滚动性均不理想，在承印材料上的铺展效果差，银微粒浮至表层，在网版离开承印材料的瞬间，墨膜表面凹凸不平，出现严重的网痕、断线及针眼;④银微粒填充量为40%的导电银浆黏度适中，浆料的流平性等印刷适性均合适，导线边界清晰均匀，表面平整光洁，可达到较高的分辨率。
图4
图5 天线局部放大图
网印无源RFID标签天线存在的问题虽然用网印工艺生产RFID标签天线是目前国内外一致认可的最具发展前景的技术手段。但也存在如下技术瓶颈。
(1)无源RFID标签天线设计参数与丝网印刷品质不匹配。由于印刷过程中印品质量受到印刷压力、网版拉伸等数十个因素的影响，而且各因素相互干扰，呈一个复杂的非线性相关过程，因此，无源RFID标签天线经印刷后必然出现变形，导致设计尺寸与实际结构尺寸不符、导线边界粗糙、实际辐射效率与理论辐射效率有所偏差等现象。综观国内外的研究成果，几乎没有针对这些偏差的科学控制手段，只能凭经验实时监控，频繁调整参数值以达到局部最优，这限制了无源RFID标签天线印制效率、质量控制难度大。
(2)无源RFID标签天线的辐射效率受到导电油墨金属银含量的制约。根据无源RFID标签天线的辐射效率要求，导电油墨中金属银颗粒的含量必须达到50%左右，但是金属银价格昂贵。而且由于金属银的含量高，导电油墨黏度高，印刷时导电油墨从网版转移到承印材料上的难度大，印刷后导线边界扩展严重，制造精度受到制约，从而导致无源RFID标签天线辐射效率的稳定性差。
(3)印刷后，导电油墨层必须在120℃的高温烘箱内烘干，使导电油墨中的溶剂完全挥发，银微粒相互接触才能导电。烘干温度、烘干时间、烘箱内的风速影响墨层表面性状，溶剂挥发程度等都会影响导电效果，此外高温加热会使承印底材变形。因此，网印无源RFID标签天线的大规模产业化生产还存在诸多困难。
基于此，现在又提出了一种用环保真空镀铝技术制造无源RFID标签天线的思路。该制作方法能够实现高速度、高精度、无污染、低成本的技术优势和大规模产业化的可能，前景十分广阔。但是这种技术在现阶段还仅处于开发状态。
