RFID標簽天線的印刷設計方案
RFID即無線射頻識別技術,是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別對象并獲取相關數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預,可在各種惡劣的環(huán)境中工作。20世80年代隨著大規(guī)模集成電路技術的逐步成熟,RFlD系統(tǒng)的體積大大縮小,使得RFlD技術進入了實用化階段。與此同時.多種RFID標簽頻繁亮相,這也表明人們關于RFlD標簽天線的制作研究工作已進入了一個嶄新的階段。本文將對RFlD標簽天線的多種印刷解決方案加以闡述。
RFID標簽天線印刷法的優(yōu)勢
當前,RFlD標簽天線有蝕刻法、線圈繞制法和印刷法等三種制作技術。與蝕刻法、線圈繞制法相比,RFlD標簽天線印刷法具有以下獨特優(yōu)勢。
(1)傳統(tǒng)蝕刻法制作的金屬R FID天線,不僅工藝復雜 成本高 且成品制作時間長 而采用導電油墨印刷的RFID標簽天線高效.且價格低廉,這對于降低RFID標簽的制作成本有很大幫助。
(2)采用FOCal法制作RFID標簽天線可更加精確地調(diào)整標簽的主要技術參數(shù),將標簽的使用性能發(fā)揮到最佳效果。RFlD標簽的主要技術參數(shù)有:諧振頻率、Q值和阻抗。所有RFID標簽天線的制作方法都可以采用改變天線匝數(shù)、尺寸大小和線徑粗細的方法來獲得標簽的最優(yōu)使用性能。然而RFlD標簽天線印刷法還可以精確調(diào)整天線的局部寬度、墨層厚度等。
(3)由于RFID標簽的應用日益廣泛 個性化的要求也越來越多RFID標簽天線印刷法可按要求方便地改變形狀如貼在不同曲率、角度的物體表面 以滿足客戶要求,且不降低任何使用性能。
(4)RFID標簽天線印刷法可按照用戶的要求,在不同的基材表面印刷,如PVC,PET-G,PET、ABS、PC和紙基材料等。如果采用線圈繞制法.就很難用PC等材料生產(chǎn)出適應惡劣環(huán)境條件使用的RFID標簽。
(5)隨著RFID標簽的廣泛使用,越來越多的IC芯片生產(chǎn)企業(yè)都加入到生產(chǎn)RFID芯片的隊伍中。由于缺乏統(tǒng)一的標準,各種性能參數(shù)也不同。而用印刷法制作RFID標簽天線具有很強的靈活性.適合各廠家提供的芯片.可與各類芯片以及采用各種封裝形式的模塊相匹配,以達到最佳的使用性能。
RFID標簽天線印刷技術
RFID標簽天線印刷是一種直接用導電油墨在絕緣基板上印刷導電線路形成天線的方式,又叫添加法制作技術。
1.導電油墨
近年來,導電油墨的發(fā)展極大地推動了印刷技術在RFID標簽天線制作中的應用。導電油墨是一種功能性油墨, 主要有碳漿、銀漿等類型。碳漿導電油墨是一種熱固型油墨,成膜固化后有保護銅箔和傳導電流的作用.具有良好的導電性和較低的阻抗。碳漿導電油墨的墨層不易被氧化,且具有性能穩(wěn)定、耐酸堿、耐磨性強、抗熱沖擊性好等特點:而銀漿導電油墨是以超細銀粉和熱塑性樹脂為主體的一種液體油墨,在PET PT、PVC等片材上均可使用 有極強的附著力和遮蓋力 可低溫固化,具有導電可控性和超低的電阻值。
可以說,沒有導電油墨的發(fā)展 就沒有印刷技術在R FlD標簽制造中的應用。對于RFlD標簽的內(nèi)置印刷天線而言,一個好的導電油墨配方,要求具有良好的印刷適性.印刷后的墨層具有附著力強 電阻率低 固化溫度低、導電性能穩(wěn)定等特點。
2.印刷方式
目前,RFID標簽天線的印刷方式已從只能用網(wǎng)印擴展到膠印、柔印 凹印等印刷方式 當前較為成熟的制作工藝為網(wǎng)印與凹印技術。選擇印刷工藝印,SIRFlD標簽天線時,應從印量大小 承印材料的表面性能、油墨附著性能、成本、工藝過程等方面進行綜合考慮。
(1)網(wǎng)印RFID標簽天線
網(wǎng)印是RFID標簽天線的首選的印刷方式。這是因為鎳箔穿孔網(wǎng)(不是由金屬或尼龍編織成的網(wǎng))比較適合印刷導電油墨 其網(wǎng)孔呈六角形.也可用電解成形法制成圓孔形。整個網(wǎng)面平整勻薄,能極大地提高印跡的穩(wěn)定性和精密性.印刷效果較好,線路間隔可達0.1mm,定位精度可0.01mm。網(wǎng)印RFID標簽天線具有下列優(yōu)勢:
?、龠@是一種綠色環(huán)保型技術,可實現(xiàn)一步式印刷 不含侵蝕性材料
②導電油墨可以使印制的天線更具彈性;
?、塾∷⒃O備價格較低j
④可以在各種承印材料上印刷,并且可以印制交叉線路。
(2)膠刷RFID標簽天線膠印有著高效率、高精度及高分辨率的優(yōu)勢 但膠印的墨膜厚度較小,這一點并不符合天線印刷的要求。
盡管這可以通過多次印刷來完成,但其對于精細線路的套準控制又提出了新的挑戰(zhàn)。
(3)柔印RFID標簽天線
柔印可采用水性油墨和uV固化油墨。柔印的分辨率通常在601/cm左右 精細印刷可達801/cm,墨膜厚度在6~8 m. 比較適合RFID標簽天線印刷的要求。隨著薄版技術的發(fā)展,柔印的印刷精度不斷提高但是由于柔印的印刷壓力會使印版變形,因此.印跡的邊緣部分會有印紋出現(xiàn).使得天線邊緣的印跡不規(guī)則.影響天線的精度及阻抗性,容易產(chǎn)生廢品。
(4)凹印RFID標簽天線凹印的分辨率可達10001/Cm. 墨膜厚度為8~12um。但由于印刷壓力太大.印刷RFlD標簽天線時存在~定困難。
(5)噴墨印刷RFID標簽
噴墨印刷是近年來發(fā)展最快的一種印刷方式,其多功能性是其他印刷方式無法比擬的。這種無壓力的印刷方式可將計算機中的數(shù)字信息直接噴涂到任何形狀的材料上。其油墨系統(tǒng)較為復雜.可以使用水性 uV墨水。但是噴墨印刷會存在噴墨位置的偏差,小墨滴會出現(xiàn)在空白區(qū)域,影響印刷質(zhì)量,產(chǎn)生邊緣效應。
有人將RFID行業(yè)稱為朝陽產(chǎn)業(yè),RFlD標簽也將逐漸替代傳統(tǒng)的條形碼標簽,未來幾年內(nèi)將對包裝、防偽印刷產(chǎn)生重要影響。對于印刷領域來說.在RFID標簽生產(chǎn)中,可利用印刷技術生產(chǎn)RFlD標簽天線,這給印刷企業(yè)帶來新的發(fā)展契機。