射頻標簽(RFID)的靜電控制解決方案

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

　 隨著(zhù)射頻識別技術(shù)的異軍突起，射頻標簽（RFID）也已經(jīng)進(jìn)入了紙制品加工行業(yè)。設備供應商們紛紛想要成為行業(yè)內提供頻射標簽解決方案的第一霸主，這樣一 來(lái)，也就帶動(dòng)了這項技術(shù)在整個(gè)行業(yè)內的迅速推廣。射頻標簽的應用范圍是無(wú)限的。雖然它能給人們帶來(lái)無(wú)數的機會(huì )，但隨著(zhù)使用人數的增加，它也會(huì )給人們帶來(lái)一 定程度的挑戰。

　 大多數的標簽和商標加工者都在問(wèn)：“到底什么是射頻標簽？”無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)是一種能夠對數據進(jìn)行遠程存儲和檢索的方法，它的使用載體為射頻標簽。這種標簽含 有天線(xiàn)，能夠接受和反射來(lái)自射頻收發(fā)器的無(wú)線(xiàn)電波。根據射頻標簽供電方式的不同，可以分為兩種，一種是有源射頻標簽，一種是無(wú)源射頻標簽。有源射頻標簽內 含有內置電池，而后者不含有內置電池。內置電池能夠向較遠的地方發(fā)射清晰的信號，但有遠射頻標簽的體積也相對較大，價(jià)格也比無(wú)源射頻標簽貴一些。

　 這也正是“地震”發(fā)生的地方。射頻標簽是電子設備，人們在設計它時(shí)，沒(méi)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(chǎng)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(chǎng)里，沒(méi)有一塊適合存放無(wú)保護芯片的地方。的確，正如上面所說(shuō)的那樣，芯片的種類(lèi)是五花八門(mén)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(huì )導致產(chǎn)品質(zhì)量在短時(shí)間內的下降，更嚴重的還有可能造成射頻 芯片的失效。

問(wèn)題

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

　 靜電荷是由材料在經(jīng)過(guò)不同的生產(chǎn)和處理階段時(shí)互相接觸和分離所產(chǎn)生的。當材料互相接觸和分離時(shí)，它們之間的摩擦（摩擦起電）就會(huì )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電性表面上。這 是很重要的一點(diǎn)，因為許多材料供應商都聲稱(chēng)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(shuō)法并不完全正確，因為靜電荷可以被 轉移到與地面隔絕的導電性物體上。一旦這種導電性物體（例如射頻芯片）與地面接近，電荷的轉移就能夠引起物體的損壞。

材料表面的接觸和分離

　 當兩個(gè)表面接觸時(shí)，它們之間的電荷就會(huì )發(fā)生重新排列。而當兩個(gè)表面分離時(shí)，就會(huì )發(fā)生電子交換。一個(gè)表面將給出自己的電子，那么它的電荷平衡狀態(tài)就會(huì )被打 破，從而處于正電狀態(tài)，而另一個(gè)表面的電子就會(huì )過(guò)?；蛱幱谪撾姞顟B(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(shí)產(chǎn)生的電荷的數量和極性。 在這個(gè)序列中間隔越遠的材料，它們之間產(chǎn)生的電荷數量也就越多。而且，排在表中最上部的材料在與表中下部材料接觸時(shí)，更容易捕獲正電荷。

　 由于靜電是逐漸增加的，所以它會(huì )使問(wèn)題變得更加復雜，每次材料與另外一個(gè)表面接觸時(shí)，它所帶的電荷就會(huì )增加一些。這在材料與多個(gè)表面接觸的過(guò)程中最為明 顯，卷筒紙加工過(guò)程中的卷筒紙緊紙輥就是如此。最重要的是要意識到應該在生產(chǎn)過(guò)程中，把對這些電荷的控制看作是保護射頻標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：卷筒紙轉移系統——開(kāi)卷裝置，夾緊輥，累加器，帶有絕緣套筒的導紙輥，電暈處理裝置，凹印過(guò)版輥，自動(dòng)復卷裝置，獨立包裝或 上封面裝置等。

電子設備

　 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(huì )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。當一個(gè)帶電物體或個(gè)人接觸射頻芯片時(shí)，一些儲存下來(lái)的電荷就會(huì )轉移或釋放到射頻芯片上，或者通過(guò)射頻芯片，轉移到地上。轉移 到射頻芯片上的電荷所帶有電量足以破壞芯片上的電路。能量的轉移主要體現在熱量上，而這種熱量將會(huì )引起設備內部一層或多層材料的熔化。

　 * 當與地面隔絕的導電性物體暴露在靜電場(chǎng)內時(shí)，也有可能產(chǎn)生靜電。在這些情況下，被隔離的導體（射頻芯片）就會(huì )在電場(chǎng)中發(fā)生極化，而且如果這個(gè)射頻芯片在這 種情況下迅速與地面接觸，它就會(huì )在尋求電荷平衡的情況下產(chǎn)生電流。這樣造成的結果就是當電場(chǎng)被去掉時(shí)，射頻芯片就會(huì )產(chǎn)生相反極性的電荷，處于帶電狀態(tài)，那 么當它第二次與地面接觸時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生直接放電現象。

　 * 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(guò)電壓。如果射頻芯片遇到超出其電路絕緣能力的瞬時(shí)電量，電壓或臨時(shí)電量時(shí)，就會(huì )發(fā)生損壞。

　 電子產(chǎn)業(yè)部門(mén)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(huì )引起潛在故障，這些潛在故障最終會(huì )導 致設備的失效。我認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(huì )大一些，直到這塊玻璃最終被打碎為止。問(wèn)題就在 于，射頻標簽到底何時(shí)失效？更重要的是，人們在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有辦法修復這些潛在故障；你在自己的檢測站對這個(gè)射頻芯片進(jìn)行了最后的檢測而且它工作正常，但 當你的客戶(hù)對它進(jìn)行測試時(shí)，它就不能正常工作了。在這一點(diǎn)上，制造商面對的最大一個(gè)問(wèn)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(hù)提 供百分之百可靠的產(chǎn)品。