新聞中心

EEPW首頁 > 設(shè)計應(yīng)用 > 印制RFID天線問題總結(jié)

印制RFID天線問題總結(jié)

作者: 時間:2013-12-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

隨著RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)的日趨成熟以及RFID標簽價格的逐漸降低,RFID標簽很有可能替代傳統(tǒng)的一維條形碼和二維碼。如果說,二維碼是一維碼標簽的延伸,那么RFID的誕生或者可以稱為標簽行業(yè)的一場革命。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/259626.htm


需求
RFID是一種非接觸式的自動識別技 術(shù),通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。其可在各種惡劣的環(huán)境中工作,且無需人工干預。RFID標簽的系統(tǒng)主要由三部分組成,即標簽、閱讀器和 天線。其中天線的制造與印刷有著越發(fā)“親近”的關(guān)系——由于傳統(tǒng)制造技術(shù)銅導線繞制工藝的成本較高、速度慢,而金屬箔蝕刻工藝存在精度低、污染環(huán)境、防水 耐折性差的弊病,故采用印刷的方式直接印制RFID標簽天線是近年來行業(yè)內(nèi)普遍使用的一種方式。


實則,柔版印刷、凹版印刷、噴墨印刷以及都可以完成對RFID標簽天線的 印制工作,但從諸多方面考慮,似乎要優(yōu)于其他幾種印刷工藝,尤其墨層厚度這一因素,讓絲網(wǎng)印刷占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。在實際印制過程中,一般要求墨層 厚度要達到20μm以上,這對于墨層厚度可以達到300μm的絲網(wǎng)印刷而言自然沒有太大困難,但對于其他印刷方式,則需要依靠多次反復印刷以達到期望厚 度,這必然會對印刷精度又提出更高的要求。所以,筆者認為絲網(wǎng)印刷是最適合印制RFID標簽天線的印刷工藝。


非傳統(tǒng)絲印的非傳統(tǒng)法則
雖然絲網(wǎng)印刷是最適于印制RFID標簽天線的印刷工藝,但由于RFID標簽天線印制過程中采用的是,所以在某些方面還有別于傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷,在印刷過程中需要對以下問題特別注意。


1. 天線結(jié)構(gòu)的確定
天線在RFID標簽的整個工作過程中主要起到接收及發(fā)送信號的作用,包括低頻、高頻、超高頻和微波4個工作頻段。根據(jù)頻段的不同,RFID標簽的天線可以分為線圈型、微帶貼片型和偶極子型3種基本形式。

小于1米的近距離應(yīng)用系統(tǒng)的RFID標簽天線一般采用工藝簡單、成本較低的線圈型的天線結(jié)構(gòu),其工作頻段主要位于低頻和高頻。線圈型天線可以采用不同的構(gòu)成方式——既可以是圓形環(huán),也可以是矩形環(huán);基板可以采用不同的材料——既可以是柔性基材,也可以是硬質(zhì)基材。

1米以上的遠距離應(yīng)用系統(tǒng)的RFID標簽天線需要采用的是微帶貼片或偶極子型的天線結(jié)構(gòu),其主要工作于超高頻以及微波頻段,典型的工作距離為1~10米。


2. 印刷方式的確定
絲網(wǎng)印刷方式一般分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式印刷過程中,基板與絲網(wǎng)直接接觸,刮板在絲網(wǎng)上移動進行印刷,其優(yōu)點在于不會使絲網(wǎng)傾斜和變形。非接 觸式印刷過程中,絲網(wǎng)與基板之間有一固定的距離,刮板推動漿料流經(jīng)絲網(wǎng)時,使絲網(wǎng)傾斜,并與基板接觸印出圖形。由于印刷后絲網(wǎng)可即刻反彈,故不會將印刷圖 案蹭模糊。在采用接觸式印制RFID標簽天線時,由于的性能所致,極容易發(fā)生蹭臟現(xiàn)象,對精細印刷產(chǎn)生不良影響。所以為了得到良好的印刷質(zhì)量,在 實際操作中,多采用非接觸式印刷作為RFID標簽天線的印刷方式。


3. 的選擇
導電油墨的導電性能會被導電材料種類、粒子大小、形狀、填充量、分散狀態(tài)、黏合劑種類以及固化時間等諸多因素影響。不同變量之間的搭配亦會對導電性能產(chǎn)生 不同的影響。鑒于RFID標簽天線對導電性要求極高,故首選即為銀系導電油墨。油墨用銀粉主要分微米級和納米級2類,而常用的微米級銀粉包括片狀和球形2 種。為了使銀粉在連接料之間有較好的接觸,一般選用片狀銀粉做主要填料,納米銀粉輔助。


在印刷過程中,可能會遇到由于烘干不完全、印刷厚度薄而引起的油墨電阻增大現(xiàn)象。此外,倘若印前油墨攪拌不夠徹底,由于銀的比重大,容易沉積到底部,故而會導致油墨上層銀含量低,增大電阻,下層銀含量高,附著力降低等問題。這些都應(yīng)該引起足夠的重視。


需要特別注意的問題
在確定了印刷方式、天線結(jié)構(gòu)等基本因素后,印刷的過程也并非是一帆風順的。采用絲網(wǎng)印刷印制RFID標簽天線的過程中,會出現(xiàn)些許難以避免的問題,特舉例提示,以供讀者借鑒。

1. 漏墨不勻
在用絲網(wǎng)印刷方式印制RFID標簽天線的 過程中,經(jīng)常會遇見這種情況:局部導電性良好,整體導電性差或者無明顯導電性,用放大鏡觀察時會發(fā)現(xiàn)有斷斷續(xù)續(xù)的線路,即承印物表面局部沒有油墨,也就是 我們常說的漏墨不勻。造成這種現(xiàn)象的原因有很多,諸如絲網(wǎng)目數(shù)選擇得過高,就會導致油墨通透性差,目數(shù)過低則會導致線條精度下降,影響精細印刷品的質(zhì)量, 所以一般選擇絲網(wǎng)目數(shù)在200~300目;刮板壓印力不夠或者受力不均勻也會導致漏墨不勻,應(yīng)調(diào)整絲印刮板力度;油墨黏度問題也是導致漏墨不勻的原因之 一,黏度過高,油墨滲透力低,不能均勻地轉(zhuǎn)移到承印物上,過低則會導致糊版。


2.
簡稱ESD(Electro Static Discharge),是電子制造業(yè)的巨大隱患,嚴重影響產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。固體、液體和氣體中的任意兩種相摩擦都會產(chǎn)生靜電。在印刷時,刮墨刀的速度、壓力、 油墨量、網(wǎng)距、基材的剝離速度都會產(chǎn)生靜電,機器本身的運作也會產(chǎn)生靜電。靜電產(chǎn)生后會吸附灰塵,使材料表面蹭臟或網(wǎng)版堵網(wǎng),造成印刷缺陷;靜電也會引起 拉絲或飛毛現(xiàn)象,對精細薄膜線路產(chǎn)生較大的影響;過高的靜電電壓則有可能擊穿空氣,進而產(chǎn)生火花,引起火災(zāi)。

靜電危害如此之大,鑒于其不可見性、隨機性、潛在性和復雜性等特點,對ESD現(xiàn)象要以預防為主,可以通過以下兩種措施進行防護。

①泄放法。通過有效接地,將產(chǎn)生的靜電直接泄放到大地,從而消除靜電。
②中和法。通過釋放不同極性的靜電,中和掉標簽基材和機器上的靜電。



3. 銀粉遷移

在日常工作中,往往會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象:產(chǎn)品在出廠檢查時性能良好,各項參數(shù)指標完全合格,但用戶在使用一段時間后卻發(fā)現(xiàn)某些產(chǎn)品電阻增大,甚至出現(xiàn)短 路自通現(xiàn)象。究其原因,就是銀的遷移在作祟。銀遷移問題也是影響銀漿油墨應(yīng)用范圍擴大的最大一個癥結(jié)。當然,目前還不存在完全不發(fā)生銀遷移的銀漿,但我們 可以通過對銀粉進行適當處理在一定程度上抑制銀的遷移。由于銀粉對漿料的排膠性具有催化劑的作用,所以可以使用粒度為0.1~0.2μm、平均表面積為 2m2/g的超細片狀銀粉。采用氣流噴霧法制備的Ag-Pd導電漿料,即使在200℃和潮濕條件下,導電性能也比較穩(wěn)定,很少出現(xiàn)由于銀遷移造成的短路現(xiàn) 象。



評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉