射頻標(biāo)簽(RFID)的靜電控制解決方案

射頻標(biāo)簽（RFID）是印刷產(chǎn)業(yè)中的生力軍，也是眾多有長遠(yuǎn)眼光的企業(yè)家們最為看好的一個領(lǐng)域。為了滿足不同人士的需求，本文詳細(xì)地闡述了射頻標(biāo)簽上靜電產(chǎn)生的原因和危害以及靜電控制專家和解決方案供應(yīng)商們保護射頻芯片的方法。

　 隨著射頻識別技術(shù)的異軍突起，射頻標(biāo)簽（RFID）也已經(jīng)進(jìn)入了紙制品加工行業(yè)。設(shè)備供應(yīng)商們紛紛想要成為行業(yè)內(nèi)提供頻射標(biāo)簽解決方案的第一霸主，這樣一 來，也就帶動了這項技術(shù)在整個行業(yè)內(nèi)的迅速推廣。射頻標(biāo)簽的應(yīng)用范圍是無限的。雖然它能給人們帶來無數(shù)的機會，但隨著使用人數(shù)的增加，它也會給人們帶來一 定程度的挑戰(zhàn)。

　 大多數(shù)的標(biāo)簽和商標(biāo)加工者都在問：“到底什么是射頻標(biāo)簽？”無線射頻技術(shù)是一種能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程存儲和檢索的方法，它的使用載體為射頻標(biāo)簽。這種標(biāo)簽含 有天線，能夠接受和反射來自射頻收發(fā)器的無線電波。根據(jù)射頻標(biāo)簽供電方式的不同，可以分為兩種，一種是有源射頻標(biāo)簽，一種是無源射頻標(biāo)簽。有源射頻標(biāo)簽內(nèi) 含有內(nèi)置電池，而后者不含有內(nèi)置電池。內(nèi)置電池能夠向較遠(yuǎn)的地方發(fā)射清晰的信號，但有遠(yuǎn)射頻標(biāo)簽的體積也相對較大，價格也比無源射頻標(biāo)簽貴一些。

　 這也正是“地震”發(fā)生的地方。射頻標(biāo)簽是電子設(shè)備，人們在設(shè)計它時，沒有考慮到紙制品加工業(yè)的惡劣環(huán)境。我不能確定紙制品加工廠對電子元件有多么熟悉，但 我可以向你保證，在紙制品加工廠里，沒有一塊適合存放無保護芯片的地方。的確，正如上面所說的那樣，芯片的種類是五花八門的，其中有一些抵抗靜電干擾的能 力比較強，盡管如此，還是有許多文件記錄下了靜電釋放對射頻芯片造成損壞的案例。這種損壞通常會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量在短時間內(nèi)的下降，更嚴(yán)重的還有可能造成射頻 芯片的失效。

問題

　 在包裝和紙制品加工的過程中，靜電是一個老生常談的問題。例如：縱切，印刷和涂布等過程都與靜電有關(guān)。

　 靜電荷是由材料在經(jīng)過不同的生產(chǎn)和處理階段時互相接觸和分離所產(chǎn)生的。當(dāng)材料互相接觸和分離時，它們之間的摩擦（摩擦起電）就會產(chǎn)生表面電荷，或靜電荷。 從定義上講，靜電荷就是由電荷不平衡所引起的剩余電荷。這種電荷通常產(chǎn)生在絕緣材料上，例如：膠片或涂布紙，也有可能產(chǎn)生于與地面隔絕的導(dǎo)電性表面上。這 是很重要的一點，因為許多材料供應(yīng)商都聲稱他們的新型抗靜電材料能夠保護射頻芯片免受靜電荷的干擾。但很遺憾，他們的說法并不完全正確，因為靜電荷可以被 轉(zhuǎn)移到與地面隔絕的導(dǎo)電性物體上。一旦這種導(dǎo)電性物體（例如射頻芯片）與地面接近，電荷的轉(zhuǎn)移就能夠引起物體的損壞。

材料表面的接觸和分離

　 當(dāng)兩個表面接觸時，它們之間的電荷就會發(fā)生重新排列。而當(dāng)兩個表面分離時，就會發(fā)生電子交換。一個表面將給出自己的電子，那么它的電荷平衡狀態(tài)就會被打 破，從而處于正電狀態(tài)，而另一個表面的電子就會過?；蛱幱谪?fù)電狀態(tài)。涉及到的材料以及它們接觸和分離所產(chǎn)生的吸引力和壓力等都將對電荷的數(shù)量產(chǎn)生巨大的影 響。要想了解材料的電荷特性，你就必須要考慮材料在摩擦電序中的排位。材料在摩擦電序表中的相對位置決定了材料之間接觸和分離時產(chǎn)生的電荷的數(shù)量和極性。 在這個序列中間隔越遠(yuǎn)的材料，它們之間產(chǎn)生的電荷數(shù)量也就越多。而且，排在表中最上部的材料在與表中下部材料接觸時，更容易捕獲正電荷。

　 由于靜電是逐漸增加的，所以它會使問題變得更加復(fù)雜，每次材料與另外一個表面接觸時，它所帶的電荷就會增加一些。這在材料與多個表面接觸的過程中最為明 顯，卷筒紙加工過程中的卷筒紙緊紙輥就是如此。最重要的是要意識到應(yīng)該在生產(chǎn)過程中，把對這些電荷的控制看作是保護射頻標(biāo)簽安全性計劃中的一部分。容易產(chǎn) 生大量電荷的典型生產(chǎn)領(lǐng)域有：卷筒紙轉(zhuǎn)移系統(tǒng)——開卷裝置，夾緊輥，累加器，帶有絕緣套筒的導(dǎo)紙輥，電暈處理裝置，凹印過版輥，自動復(fù)卷裝置，獨立包裝或 上封面裝置等。

電子設(shè)備

　 人們把射頻芯片引入包裝/紙制品加工領(lǐng)域中，使一切都發(fā)生了改變。因為這些微小的電路承受不了雜散電壓的影響。它們可能會因為多種原因而損壞，其中破壞性最大的是：

　 * 靜電的直接放電所造成的損壞。當(dāng)一個帶電物體或個人接觸射頻芯片時，一些儲存下來的電荷就會轉(zhuǎn)移或釋放到射頻芯片上，或者通過射頻芯片，轉(zhuǎn)移到地上。轉(zhuǎn)移 到射頻芯片上的電荷所帶有電量足以破壞芯片上的電路。能量的轉(zhuǎn)移主要體現(xiàn)在熱量上，而這種熱量將會引起設(shè)備內(nèi)部一層或多層材料的熔化。

　 * 當(dāng)與地面隔絕的導(dǎo)電性物體暴露在靜電場內(nèi)時，也有可能產(chǎn)生靜電。在這些情況下，被隔離的導(dǎo)體（射頻芯片）就會在電場中發(fā)生極化，而且如果這個射頻芯片在這 種情況下迅速與地面接觸，它就會在尋求電荷平衡的情況下產(chǎn)生電流。這樣造成的結(jié)果就是當(dāng)電場被去掉時，射頻芯片就會產(chǎn)生相反極性的電荷，處于帶電狀態(tài)，那 么當(dāng)它第二次與地面接觸時，就會產(chǎn)生直接放電現(xiàn)象。

　 * 電磁干擾對射頻芯片所造成的影響也十分危險。所謂電磁干擾，就是我們經(jīng)常在電子工業(yè)中所提到的過電壓。如果射頻芯片遇到超出其電路絕緣能力的瞬時電量，電壓或臨時電量時，就會發(fā)生損壞。

　 電子產(chǎn)業(yè)部門做出的失敗的分析報告表明靜電對射頻芯片造成間接或毀滅性損害的幾率只有10%；在90%的情況下，它會引起潛在故障，這些潛在故障最終會導(dǎo) 致設(shè)備的失效。我認(rèn)為這種潛在故障與玻璃上的裂縫非常相像。這塊玻璃也許還能用，但它每被壓一次，裂縫就會大一些，直到這塊玻璃最終被打碎為止。問題就在 于，射頻標(biāo)簽到底何時失效？更重要的是，人們在生產(chǎn)過程中沒有辦法修復(fù)這些潛在故障；你在自己的檢測站對這個射頻芯片進(jìn)行了最后的檢測而且它工作正常，但 當(dāng)你的客戶對它進(jìn)行測試時，它就不能正常工作了。在這一點上，制造商面對的最大一個問題就是芯片的完整性。收益率并不是它們真正需要的，它們需要為客戶提 供百分之百可靠的產(chǎn)品。