Краткое описание проблем с печатными антеннами RFID

С развитием технологии RFID (радиочастотной идентификации) и постепенным снижением цены на RFID-метки, RFID-метки, вероятно, заменят традиционные одномерные штрих-коды и двумерные коды. Если двумерный код является расширением одномерной кодовой этикетки, то рождение RFID можно назвать революцией в индустрии этикеток.

Требования к антеннам RFID для трафаретной печати

RFID — это бесконтактная технология автоматической идентификации, которая автоматически идентифицирует целевые объекты и получает соответствующие данные с помощью радиочастотных сигналов. Она может работать в различных жестких условиях без ручного вмешательства. Система RFID-меток в основном состоит из трех частей, а именно меток, считывателей и антенн. Среди них изготовление и печать антенн имеют все более и более «близкую» отношения - из-за высокой стоимости и медленной скорости процесса намотки медной проволоки традиционной технологии производства, а также недостатков низкой точности, загрязнения окружающей среды и плохой водонепроницаемости и устойчивости к сгибанию в процессе травления металлической фольги. Поэтому в последние годы в отрасли широко используется метод прямой печати антенн RFID-меток путем печати.

На самом деле, флексографическая печать, глубокая печать, струйная печать и трафаретная печать могут завершить печать антенн RFID-меток, но со многих сторон кажется, что трафаретная печать превосходит другие процессы печати, особенно слой краски. Фактор толщины дает трафаретной печати абсолютное преимущество. В реальном процессе печати толщина слоя краски, как правило, должна достигать 20 мкм или более, что, естественно, не слишком сложно для трафаретной печати с толщиной слоя краски 300 мкм, но для других методов печати необходимо полагаться на повторную печать. Для достижения желаемой толщины это неизбежно выдвинет более высокие требования к точности печати. ​​Поэтому автор считает, что трафаретная печать является наиболее подходящим процессом печати для печати антенн RFID-меток.

Нетрадиционные правила нетрадиционной трафаретной печати

Хотя трафаретная печать является наиболее подходящим процессом печати для печати антенн RFID-меток, поскольку в процессе печати антенн RFID-меток используются проводящие чернила, она отличается от традиционной трафаретной печати в некоторых аспектах. Особое внимание следует уделить следующим вопросам.

1. Определение структуры антенны

Антенна в основном играет роль приема и отправки сигналов во всем рабочем процессе RFID-метки, включая 4 рабочих частотных диапазона: низкую частоту, высокую частоту, сверхвысокую частоту и микроволны. В зависимости от различных диапазонов частот антенны RFID-меток можно разделить на три основных типа: катушечный тип, микрополосковый патч-тип и дипольный тип.

Антенна RFID-метки системы ближнего действия менее 1 метра обычно имеет структуру антенны катушечного типа с простым процессом и низкой стоимостью, а ее рабочая полоса частот в основном расположена на низких и высоких частотах. Катушечные антенны могут быть сконструированы по-разному — как круглые или прямоугольные кольца — и с различными материалами для подложки — как гибкими, так и жесткими.

Антенна RFID-метки системы дальнего действия более 1 метра должна иметь структуру микрополосковой патч-типа или дипольную антенну, которая в основном работает в диапазонах сверхвысоких частот и микроволновых частот, а типичное рабочее расстояние составляет от 1 до 10 метров.

2. Определение метода печати

Методы трафаретной печати обычно делятся на два типа: контактный и бесконтактный. В процессе контактной печати подложка находится в непосредственном контакте с сеткой, а ракель перемещается по сетке для печати. ​​Его преимущество в том, что сетка не будет наклоняться и деформироваться. В процессе бесконтактной печати расстояние между сеткой и подложкой фиксировано. Когда ракель проталкивает суспензию, чтобы она текла через сетку, он наклоняет сетку и контактирует с подложкой для печати графики. Поскольку сетка может отскочить сразу после печати, напечатанный рисунок не будет размытым. Когда антенна метки RFID печатается контактным способом, из-за производительности проводящих чернил ее очень легко размазать, что отрицательно скажется на точной печати. Поэтому для получения хорошего качества печати в реальных условиях эксплуатации часто используется бесконтактная печать в качестве метода печати антенн RFID-меток.

3. Выбор проводящих чернил

На проводимость проводящих чернил влияют многие факторы, такие как тип проводящего материала, размер частиц, форма, объем наполнения, состояние дисперсии, тип связующего и время отверждения. КомбинацияРазличные переменные также будут иметь разное влияние на проводимость. Ввиду чрезвычайно высоких требований к проводимости антенны RFID-метки, первым выбором являются проводящие чернила на основе серебра. Серебряный порошок для чернил в основном делится на два типа: микронный и наноразмерный, а обычно используемый микронный серебряный порошок включает два типа: чешуйчатый и сферический. Для того чтобы серебряный порошок имел лучший контакт между связующими веществами, чешуйчатый серебряный порошок обычно используется в качестве основного наполнителя, а наносеребряный порошок используется в качестве вспомогательного.

В процессе печати стойкость чернил может увеличиться из-за неполного высыхания и тонкой толщины печати. ​​Кроме того, если чернила не перемешиваются тщательно перед печатью, из-за высокой специфичности серебра они легко осаждаться на дне, что приведет к таким проблемам, как низкое содержание серебра в верхнем слое чернил, повышенное сопротивление, высокое содержание серебра в нижнем слое и снижение адгезии. На них следует обратить достаточно внимания.

Вопросы, требующие особого внимания

После определения основных факторов, таких как метод печати и структура антенны, процесс печати не был гладким. В процессе печати антенн RFID-меток методом трафаретной печати возникнут некоторые неизбежные проблемы. Вот несколько примеров, на которых читатели могут поучиться.

1. Неравномерная утечка чернил

В процессе печати антенн RFID-меток методом трафаретной печати часто встречается такая ситуация: частичная проводимость хорошая, общая проводимость плохая или явной проводимости нет, и при наблюдении с увеличительным стеклом, то есть подложкой, будут обнаружены прерывистые линии. На поверхности нет чернил, что мы часто называем неравномерной утечкой чернил. Существует много причин для этого явления. Например, если номер сетки трафарета слишком большой, это приведет к плохой проницаемости чернил, а если номер сетки слишком маленький, это приведет к снижению точности линий и повлияет на качество мелких отпечатков. Номер составляет 200~300 ячеек; Недостаточное усилие печати ракеля или неравномерное усилие также приведет к неравномерной утечке чернил, прочность ракеля шелкографии следует отрегулировать; проблема вязкости чернил также является одной из причин неравномерной утечки чернил, вязкость слишком высокая, проникновение чернил низкое и не может быть равномерно перенесено на подложку, если она слишком низкая, это приведет к образованию пасты.

2. Электростатический разряд

Электростатический разряд, называемый ESD (электростатический разряд), представляет собой огромную скрытую опасность в электронной промышленности и серьезно влияет на развитие отрасли. Трение между любыми двумя фазами в твердом, жидком и газообразном состоянии будет генерировать статическое электричество. Во время печати скорость, давление, объем чернил, расстояние между экранами и скорость отслаивания подложки ракеля будут генерировать статическое электричество, а работа самой машины также будет генерировать статическое электричество. После того, как статическое электричество генерируется, оно поглощает пыль, загрязняет поверхность материала или блокирует экран, что приводит к дефектам печати; статическое электричество также может вызывать волочение проволоки или разлетающиеся волосы, что будет иметь большее влияние на тонкие линии пленки; чрезмерное электростатическое напряжение может разрушать воздух, а затем генерировать искры, вызывая пожар.

Электростатическая опасность настолько велика. Ввиду ее невидимости, случайности, потенциальности и сложности и т. д. предотвращению явлений ESD следует уделять приоритетное внимание, и для защиты можно использовать следующие две меры.

① Метод высвобождения. Благодаря эффективному заземлению генерируемое статическое электричество будет разряжаться непосредственно на землю, тем самым устраняя статическое электричество.

② Метод нейтрализации. Нейтрализуйте статическое электричество на подложках этикеток и машинах путем разряда статического электричества разной полярности.

3. Миграция серебряного порошка

В повседневной работе часто возникает такое явление: производительность продукта хороша во время заводского осмотра, и все параметры полностью квалифицированы, но после использования в течение определенного периода времени пользователь обнаруживает, что сопротивление некоторых продуктов увеличивается, и даже происходит самозамыкание. Причина в том, что работает миграция серебра. Проблема миграции серебра также является самой большой проблемой, которая влияет на расширение диапазона применения чернил серебряной пасты. Конечно, не существует серебряной пасты без миграции серебра вообще, но мы можем в определенной степени подавить миграцию серебра, правильно обработав серебряный порошок. Поскольку порошок серебра оказывает каталитическое действие на способность суспензии удалять гели, можно использовать ультратонкий чешуйчатый порошок серебра с размером частиц 0,1-0,2 мкм и средней площадью поверхности 2 м2/г. Ag-PdПроводящая паста, приготовленная методом распыления воздуха, имеет относительно стабильную проводимость даже при температуре 200°C и во влажных условиях, а также имеет мало явлений короткого замыкания, вызванных миграцией серебра.