Технология изготовления антенн RFID и анализ перспектив антенн RFID-печати

С быстрым развитием Интернета вещей все больше и больше приложений технологии RFID применяются в логистике, розничной торговле, складировании, книгах, архивах и других областях. Поэтому технология RFID также нуждается в постоянном совершенствовании, чтобы адаптироваться к требованиям приложений различных отраслей и областей. Использование проводящих чернил и передовой технологии печати антенн RFID может оптимизировать ценность применения электронных меток RFID и еще больше способствовать применению RFID.

В системе RFID антенна делится на два типа: антенна метки и антенна считывателя. Цель антенны метки - передавать максимальное количество энергии в чип метки и из него: при передаче преобразовывать ток в электромагнитные волны; при приеме преобразовывать электромагнитные волны в ток.

Технология изготовления антенн RFID

Технология изготовления антенн RFID в основном делится на три типа: метод намотки катушки, метод травления и печатная антенна. Среди них антенна печати проводящими чернилами RFID - это новая технология, разработанная в последние годы. Вышеуказанные методы изготовления антенн RFID-меток соответственно применимы к продуктам RFID-электронных меток разных частот. Низкочастотная антенна RFID-электронной метки в основном изготавливается путем намотки. Высокочастотная антенна RFID-электронной метки может быть реализована тремя вышеуказанными методами, но основным материалом является травильная антенна, и ее материалом обычно является алюминий или медь. Антенна UHF RFID-электронной метки в основном является печатными антеннами.

(1) Метод намотки катушки

Метод намотки катушки требует намотки катушки метки на намоточном инструменте и фиксации ее. В это время требуется, чтобы количество витков антенной катушки было большим (обычно 50-1500 витков). Этот метод используется для RFID-меток в диапазоне частот 125-134 кГц, и его недостатками являются высокая стоимость и низкая скорость производства.

(2) Метод травления

Метод травления начинается с ламинирования плоской медной фольги на пластиковую пленку; затем медная фольга покрывается светочувствительным клеем, высушивается и экспонируется на свету через позитивную пленку (с рисунком желаемой формы); помещается в химический проявитель. В это время освещенная часть светочувствительного клея смывается, чтобы обнажить медь; наконец, помещается в ванну для травления, вся медь, не покрытая светочувствительным клеем, вытравливается, чтобы получить медную катушку желаемой формы. Антенна, изготовленная методом травления, имеет высокую точность, и ее характеристики могут соответствовать сигналу опроса RFID-считывателя. В то же время импеданс и радиочастотные характеристики антенны очень хороши, но стоимость слишком высока.

(3) Печатная антенна

Печатные антенны представляют собой напечатанные проводящие линии непосредственно на изолирующих подложках (пленках) с проводящими чернилами для формирования антенн и схем. Основной метод печати был расширен от трафаретной печати только до офсетной печати, флексографической печати, глубокой печати и других методов производства и превратился в относительно зрелую технологию трафаретной печати и глубокой печати.

В чем преимущества печатных антенн RFID?

1. Отсутствие загрязнения

Светочувствительный клей и другие химические реагенты, которые должны использоваться в процессе травления меди, оказывают сильное эрозионное воздействие, а образующиеся отходы и выбросы вызовут еще большее загрязнение окружающей среды. Однако проводящие чернила используются для печати непосредственно на подложке без использования химических реагентов, поэтому они имеют преимущество в виде отсутствия загрязнения.

2. Хорошая электропроводность

После высыхания проводящих чернил, поскольку расстояние между проводящими частицами становится меньше, свободные электроны движутся вдоль направления приложенного электрического поля, образуя ток, поэтому напечатанная RFID-антенна имеет хорошую проводимость.

3. Простота эксплуатации

Как технология аддитивного производства, сама технология печати представляет собой простой в управлении одношаговый процесс по сравнению с технологиями субтрактивного производства (такими как травление).

4. Выбор базового материала является гибким и разнообразным

Токопроводящие чернила могут быть напечатаны практически на всех печатных материалах, включая полиэстер, полиимид, инженерные пластики ABS, ПВХ (поливинилхлорид), полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, (покрытие) картон и т. д. Технология травления меди может использовать только высококоррозионно-стойкие подложки, такие как полиэстер, которые, как правило, дороже подложек, выбранных для печати.

Печатная токопроводящая чернильная антенна также способна выдерживать более высокие внешние механические нагрузки. Кроме того, антенна для печати этикеток RFID, изготовленная из токопроводящих чернил, обладает лучшей эластичностью и более высокой надежностью.

5. Низкая стоимость

Снижение стоимости антенны для печати RFID в основном зависит отдве причины материала токопроводящей краски и процесса трафаретной печати. ​​С точки зрения стоимости самого материала, цена краски ниже, чем у штамповки или травления металлических катушек, особенно в случае роста цен на медь и серебро, использование печати токопроводящей краской для изготовления антенн RFID является идеальным альтернативным методом; с точки зрения расхода материала, травление потребляет много металла, в то время как схемы антенной печати токопроводящей краской являются быстрыми, экономящими материал, недорогими и высокоэффективными.

Одной из причин, по которой процесс трафаретной печати может снизить затраты, является то, что инвестиции во внедрение печатного оборудования намного дешевле, чем внедрение оборудования для травления меди. Кроме того, поскольку нет необходимости в дополнительных инвестициях из-за требований по защите окружающей среды в процессе печати, стоимость обслуживания производства и оборудования также ниже, чем при травлении меди, тем самым снижая себестоимость единицы этикетки.

При печати антенн RFID проводящими чернилами особое внимание следует уделять следующим аспектам для достижения наилучшего эффекта печати.

Предварительная обработка: чтобы гарантировать, что поверхность печати чистая и свободная от загрязнений, жира и окислов и т. д., чем короче время пребывания после обработки поверхности печати, тем лучше предотвратить окисление или загрязнение.

Эксплуатационная среда: выбор среды печати напрямую влияет на эффект печати. ​​Загрязнение пылью и посторонними веществами в зоне печати должно быть сведено к минимуму. Экологическое требование - как минимум чистое помещение выше 100 000.

Разбавление: после регулировки вязкости чернил добавление небольшого количества разбавителя может улучшить эффект печати автоматической печати. Тщательно перемешайте в течение 10 минут перед использованием.

Предварительная сушка: Температура и время могут быть скорректированы в соответствии с конкретным производственным процессом.

Хранение: Хранить при температуре 20-25 градусов, вдали от света и тепла.

Можно увидеть, что использование токопроводящих чернил для изготовления антенн RFID-печати предъявляет высокие требования к технологии. Что касается самих проводящих чернил, то они должны обладать характеристиками сильной адгезии, низкого удельного сопротивления, низкой температуры отверждения и стабильной проводимости, чтобы соответствовать функциональным требованиям антенны RFID.

Конечно, причина, по которой печатные антенны RFID прочнее традиционных антенн, в основном зависит от характеристик проводящих чернил и их идеального сочетания с технологией печати.

Проводящие чернила состоят из мелких проводящих частиц или других специальных материалов (таких как проводящие полимеры и т. д.), которые можно печатать на гибких или твердых подложках для создания печатных схем, которые действуют как провода, антенны и резисторы. Проводящие чернила в значительной степени определяют импеданс печатной антенны RFID, важный параметр, связанный с производительностью антенны RFID.