射频标签(RFID)的静电控制解决方案

射频标签（RFID）它是印刷业的新力量，也是许多有长远愿景的企业家最乐观的领域。为了满足不同人的需求，本文详细阐述了射频标签上静电的原因和危害，以及静电控制专家和解决方案供应商保护射频芯片的方法。 

随着射频识别技术的兴起，射频标签（RFID）也进入了纸制品加工行业。设备供应商希望成为该行业提供频率标签解决方案的第一个霸主，这推动了该技术在整个行业的快速推广。射频标签的应用范围是无限的。虽然它能给人们带来无数的机会，但它也会给人们带来一定程度的挑战。 

大多数标签和商标加工商都在问：什么是射频标签？无线射频技术是一种远程存储和检索数据的方法，其使用载体是射频标签。这个标签包含天线，可以接受和反射来自射频收发器的无线电波。根据射频标签的不同供电方式，可分为有源射频标签和无源射频标签两种。有源射频标签包含内置电池，而后者不包含内置电池。内置电池可以向远处发出清晰的信号，但远射频标签的体积相对较大，价格比无源射频标签贵。 

这也是地震发生的地方。射频标签是电子设备，人们在设计时不考虑纸制品加工行业的恶劣环境。我不确定纸制品加工厂对电子元件有多熟悉，但我可以向你保证，纸制品加工厂没有适合存放无保护芯片的地方。事实上，正如上面所说，芯片的种类是多种多样的，其中一些具有很强的抗静电干扰能力。然而，许多文件记录了静电释放损坏射频芯片的案例。这种损坏通常会导致产品质量在短时间内下降，更严重的是可能导致射频芯片失效。 

问题 

静电是包装和纸制品加工过程中常见的问题。例如，纵向切割、印刷和涂层都与静电有关。 

静电荷是由材料在不同的生产和处理阶段相互接触和分离而产生的。当材料相互接触和分离时，它们之间的摩擦（摩擦起电）会产生表面电荷或静电电荷。定义上，静电荷是由电荷不平衡引起的剩余电荷。这种电荷通常产生在与地面隔离的导电性表面，如胶片或涂布纸。这一点非常重要，因为许多材料供应商声称他们的新型抗静电材料可以保护射频芯片免受静电荷的干扰。不幸的是，他们的说法并不完全正确，因为静电荷可以转移到与地面隔离的导电物体上。一旦导电物体(如射频芯片)靠近地面，电荷的转移就会对物体造成损坏。 

接触和分离材料表面 

当两个表面接触时，它们之间的电荷会重新排列。电子交换发生在两个表面分离时。如果一个表面给出自己的电子，它的电荷平衡就会被打破，从而处于正电状态，而另一个表面的电子就会过剩或处于负电状态。所涉及的材料及其接触和分离的吸引力和压力将对电荷的数量产生巨大影响。要了解材料的电荷特性，必须考虑材料在摩擦电序中的排名。摩擦电序表中材料的相对位置决定了接触和分离时产生的电荷的数量和极性。材料间隔越远，它们之间产生的电荷就越多。而且，当与表中下部材料接触时，排在表中上部的材料更容易捕获正电荷。 

随着静电的逐渐增加，它会使问题变得更加复杂，每次材料与另一个表面接触时，它的电荷都会增加。这是材料与多个表面接触过程中最明显的，卷筒纸紧纸辊就是这样。最重要的是要意识到，这些电荷的控制应该被视为保护射频标签安全计划的一部分。典型的容易产生大量电荷的生产领域包括：滚筒纸转移系统-卷装置、夹辊、累加器、导纸辊、绝缘套筒、电晕处理装置、凹印辊、自动复卷装置、独立包装或上封面装置等。 

电子设备 

人们将射频芯片引入包装/纸制品加工领域，改变一切。因为这些小电路无法承受杂散电压的影响。它们可能因各种原因而损坏，其中最具破坏性的是： 

* 静电直接放电造成的损坏。当带电物体或个人接触射频芯片时，一些储存的电荷会转移或释放到射频芯片上，或通过射频芯片转移到地面。转移到射频芯片上的电荷足以破坏芯片上的电路。能量转移主要体现在热量上，会导致设备内部一层或多层材料熔化。 

* 当与地面隔离的导电物体暴露在静电场中时，也可能产生静电。在这种情况下，隔离导体（射频芯片）会在电场中极化，如果射频芯片在这种情况下迅速接触地面，它会在寻求电荷平衡时产生电流。因此，当电场被移除时，射频芯片会产生相反极性的电荷，并处于带电状态，因此当它第二次接触地面时，会产生直接放电。 

* 电磁干扰对射频芯片的影响也非常危险。所谓的电磁干扰是我们在电子工业中经常提到的过电压。如果射频芯片遇到超出其电路绝缘能力、电压或临时功率的瞬时功率，则会损坏。 

电子行业部门的失败分析报告显示，静电对射频芯片造成间接或毁灭性损坏的概率只有10%；90%时，会造成潜在故障，最终导致设备故障。我认为这种潜在的故障与玻璃上的裂缝非常相似。这种玻璃也许可以用，但每次压一次，裂缝就会变大，直到玻璃最终破碎。问题是射频标签什么时候失效？更重要的是，人们在生产过程中无法修复这些潜在故障；您在自己的检测站对射频芯片进行了最终检测，工作正常，但当您的客户测试时，它无法正常工作。制造商面临的最大问题是芯片的完整性。他们真的不需要收益率，他们需要为客户提供100%可靠的产品。 

解决方案 

压敏标签是纸加工领域最活跃的射频产品。现在，它的生产过程变得非常缓慢，当芯片从卷筒纸架转移到承印物时，运行速度只有50到150fpm(英尺/分钟)。一些制造商将射频芯片的生产过程嵌入到纸制品的加工过程中，或者一些小型标签加工厂将一些预组装的射频芯片转移到印刷标签上。在这两种情况下，无论他们使用的插入设备是非常成熟的名牌产品还是自己组装的加工机，都会对静电控制产生很大的影响。 

为了控制射频芯片上的静电，您需要使用一个能保持相对电离平衡的有源静电消除器，并中和特定（速度、材料类型等）应用过程中产生的电荷。由于胶印电压会损坏某些射频芯片，因此静电消除器的电离平衡非常重要。虽然到目前为止还没有行业标准规定射频芯片的电压值可以避免静电干扰，但许多标签制造商建议人们将电荷水平保持在500伏特左右。例如，当芯片被放入时，p-s当标签装配线上时，它们会变得更强，但许多插入设备制造商建议人们在大约1500伏的电压下控制静电荷。无论如何，设计周到的电离器带来的电离平衡会迅速将静电荷的数量降低到不危害射频芯片的水平。 

射频芯片不得使用无源静电消除器(金属箔或导电绳)进行保护。虽然无源静电消除器可以在某些工业环境中消除一些静电荷，但这种电离器对射频装置非常危险，因为它们只能将静电荷降低到电离产生的临界电压值。无源静电消除器的临界电压值通常高于大多数射频芯片所能承受的电压值。 

在有源静电离产品中， 最有效的证明是加长静电棒（static bar）。它们可以中和高速移动(2,0000 到2,500 fpm）卷筒纸上的静电，其装配距离非常合适，能使离子更好地混合，从而保持更好的离子平衡。同时，它还能使射频芯片与发射极附近的高强度电场保持相对安全的距离。当静电棒到达转移点（插入点）时，标签纸（带粘合剂和衬纸的标签印刷材料）、纸或胶片上的静电荷可成功中和。所谓点(插入点)是射频芯片暴露的地方，也是最脆弱、最容易被静电破坏的地方。因此，我们使用静电棒的概念是确保该区域的静电平衡。 

由于射频芯片很有可能因接触或分离而产生电荷，因此转移(插入)操作非常重要。在这方面，人们通常使用专门为电子应用设计的电离设备、电离鼓风机或关键区域的空气辅助电离器，因为这些设备的离子平衡特性更有利于传输芯片的敏感性，也有能力将离子传输到狭窄的机器空间。 

静电棒可用于插入射频芯片的转换点，控制卷筒纸紧纸辊或额外加工过程中产生的静电。对于标签加工厂来说，模切加工后切割材料的去除过程也是众所周知的静电生产区，通常在2万伏或3万伏的电压下产生静电。为了保护射频芯片，减少卷筒纸复卷时在纸辊上积累的电荷数量，人们必须控制这些电荷。纸辊上的大量静电荷对组装在标签纸上的射频芯片构成了巨大的威胁。前面提到了原因，这里就不多说了。 

总结 

射频技术为包装行业带来了光明的前景，将为该行业带来大量的商机。此外，随着射频标签在更宽、更高速印刷机上的大规模生产，静电控制已成为一个越来越重要的问题。只要你能很好地控制静电，未来就属于你。