利用標籤帶設計標籤與包裝　RFID封裝技術晉級

今天，全球最大的零售商和藥品製造商都在利用智慧標籤追蹤供應鏈中的物品，北美與歐洲的眾多公司包括沃爾瑪(Wal-Mart)、塔吉特(Target)與特速購(Tesco)等，甚至美國國防部都在修改配銷及供應作業程序，以便將無線射頻辨識系統(RFID)納入其中。

鑲嵌片(Inlay)出現至今還不到十年，RFID的使用方式卻已大幅改變，其產量也在這幾年從數十萬個增加到數億個。隨著產業成長與成熟，消費品製造商和標籤轉換商必須擴大他們的產品陣容，為提供創新和加值的RFID解決方案，RFID標籤設計正從傳統的鑲嵌片轉移到更低成本和更有彈性的標籤帶(Strap)。  

想了解RFID標籤帶，就必須從鑲嵌片和智慧標籤開始了解RFID的演變經過，這段歷程會讓RFID標籤帶的特性和優點不言自明。基本上，RFID標籤帶是一種更有彈性的RFID封裝解決方案，不但能增加製造商在全球供應鏈裡追蹤單項或整箱貨品的能力，還可以提高RFID標籤生產線的產能，進而降低平均單位成本和資金成本。  

RFID鑲嵌片採捲軸式生產  

RFID標籤通常包含圖1所示的導電金屬天線及低耗電微晶片，當標籤通過RFID讀取器的作用範圍時，會被讀取器無線傳送的能量啟動，並與讀取器進行通訊。

圖1　包含天線與微晶片的RFID鑲嵌片

RFID鑲嵌片目前大都採用捲軸式(Reel-to-reel)生產流程，它會把很薄的微晶片直接貼到塑膠捲帶上，這些塑膠捲帶已透過導電性油墨印刷或金屬薄膜蝕刻等方式，事先在表面做出一連串的二維天線。圖2就是典型的鑲嵌片製造法，它最後會輸出一卷通過完整測試的鑲嵌片。

圖2　採用捲軸式流程所製造的RFID鑲嵌片

智慧標籤使用受限  

許多標籤轉換作業都使用捲軸式設備，這類設備最適合把捲式鑲嵌片貼到標籤，鑲嵌片通常會貼在標籤下方、容器旁邊或夾在兩層標籤間；完成這道程序後，廠商就能把這些「智慧標籤」貼到供應鏈的各種貨盤、盒子、紙箱、木箱和其他容器上面(圖3)，鑲嵌片還能貼於各種票證、標籤和其他物品上。在現有的製造流程下，智慧標籤經常是在生產環境中，把RFID貼到容器上最簡單和低成本的方法。

圖3　智慧標籤

智慧標籤已被證明是供應鏈裡一種成功的RFID鑲嵌片技術使用方式，但它也有缺點，例如它需要一個額外步驟，以把標籤貼到容器上，而且用來貼標籤的表面必須很平坦、有一定面積和特定使用材料，因此如果目標產品的大小或形狀不規則，就會影響到這類標籤的使用。  

靈活運用天線和晶片  

標籤帶是產生RFID標籤的新方法(圖4)，它能使用更低成本的流程，同時減少智慧標籤生產所需的某些步驟以擴大產能。這種新形狀和應用技術還能讓封裝時可使用的標籤與天線之類型更為增加，並且讓這些標籤貼到更多不同的產品；另外，這種彈性也有助於追蹤單項物品。一般而言，隨著RFID標籤的使用更便利、彈性更大和成本更低，產品的總持有成本也會更低。

圖4　RFID標籤帶

廠商則推出Gen2標籤帶以改善RFID標籤的製造過程，大幅減少或完全避免許多產品在量產過程中對於鑲嵌片及智慧標籤的需求。標籤帶技術可將天線和晶片這兩種RFID標籤的主要零件分開，直到使用者把它們組合在一起，這提供消費產品製造商更好的控制能力和更多選擇。  

晶片是安裝在透過薄捲帶提供的4mm×9mm塑膠表面，這個塑膠表面上有很大的金屬接觸區和天線，其公差都在自動化容器製造流程的允許範圍內，因此元件的放置更簡單。

使用RFID標籤帶的方法之一，是用導電性金屬油墨直接將天線印在紙盒等容器裡，然後將含有晶片的標籤帶貼到印刷表面，這樣就能產生完整的標籤。

圖5 內含RFID標籤帶的智慧貨品箱

將標籤帶用於瓦愣紙箱時，廠商會把RFID模組密封於紙板內，就算紙箱裡的物品也不會接觸到模組。紙箱製造商會將天線印在紙板裡層，貼上標籤帶，然後覆上瓦愣紙，使得整個模組密封在瓦愣紙板裡面。這種智慧紙盒或包裝盒(圖5)已成為容器製造商的主要產品，其所內含的智慧功能可以在整個生產、運送和倉儲過程中，準確追蹤貨品位置。

擴大經濟規模降低成本  

對高產量的生產線而言，RFID標籤帶可為製造商省下智慧標籤及其切割步驟，這能將處理作業減到最少並降低總成本。如果把RFID標籤貼到包裝盒時不必再使用鑲嵌片或智慧標籤，廠商就能跳過數個生產步驟，舉例來說，天線製造可以與現有的容器印刷程序相融合，因此唯一須要增加的步驟就是貼上標籤帶，由於RFID標籤帶的寬度只有四毫米，所以處理過程遠快於體積大上一個數量級的鑲嵌片。  

優異彈性滿足各種需求  

RFID標籤帶具優異彈性，可用於種類更廣的標籤和包裝方式，更重要的是，標籤帶使得天線設計與標籤位置更有彈性。標籤與盒子製造商可以利用標籤帶發展各種產品所需的標籤，例如普通標籤、吊牌、隱藏式標籤和智慧包裝盒等，標籤帶黏貼設備則會支援這些雖然採用同一種標籤帶格式、形狀卻五花八門的標籤，使廠商只需較少的資金成本，就能開始執行鑲嵌片所要求的RFID標籤處理作業。  

廠商可在容器生產流程開始時，就將RFID標籤帶貼在容器表面或密封於容器內部，這種智慧包裝盒可在供應鏈的各個階段提供更強大的智慧功能。對於必須利用瓦愣紙箱包裝產品的製造商來說，內含RFID標籤帶的紙板則能徹底解決黏貼RFID標籤的困擾。製造商唯一的工作是透過RFID讀取器把他們的辨識碼寫入標籤，這項工作可在任何適當的地點進行，不一定要在生產線完成。經銷商和零售商只要讀取RFID所含的製造商資訊，並在必要時加入自己的資訊，就能繼續追蹤這些貨品的移動過程。  

廠商也能把RFID標籤帶貼到單項貨品，改善他們從出貨到零售店面商品架和結帳櫃台的所有庫存管理。店家可以利用手提式RFID讀取器計算架上的貨品數量，並且檢查單項貨品的有效期限和最新售價等資訊。這能加快補貨速度和降低成本，同時更容易控制貨品的損耗情形。客戶購買貨品時，商家也能輕易更新他們的庫存量和客戶忠誠度等資料。

RFID標籤帶提供消費產品和標籤製造商許多優勢，首先，RFID標籤帶可以提高產能與生產效率，滿足數百萬或更高的產量要求；其次，RFID標籤帶黏貼設備的體積不大，還能支援多種用途，這能降低廠商的資金成本；第三，這種新技術可以讓廠商根據貨品是乾貨或濕貨設計其天線，也因此廠商在標籤的選用上能有更多不同的選擇。  

這些優點讓標籤帶成為RFID應用的絕佳選擇，它能提供製造商一套更有彈性的RFID封裝解決方案，以便準確追蹤貼著RFID標籤的單項或整箱貨品，進而提高這些貨品在全球供應鏈的移動效率。  

(本文作者為德州儀器RFID系統UHF零售供應鏈總監)