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印刷技術在無線電頻率識別中嶄露頭角

2007-01-15 00:00 來源:絲網印刷 張仁英/編譯 責編:中華印刷包裝網


制作RFID天線的各種方法均可用印刷方法完成。根據天線所要求的使用時間和特性,可用柔印、凹印和網印印制。
直接印刷:直接印刷使天線一次操作即可生產,而其他方法需要多個步驟。對于直接印刷,使用溶劑基、導電、銀聚合物厚膜(PTF)油墨在塑料或紙基承印材料上印刷天線。這一應用使用的UV油墨目前正在開發之中。HF天線要求比較厚的墨層,以達到合適的導電性,因而網版印刷是制作這些天線的主要技術。網版印刷是產生厚墨層的一種理想的技術。通過轉換為不同線數的絲網,即可容易地調節墨層厚度。印刷之后,熱空氣干燥使油墨中的銀離子連接起來,以此形成電路,即最終的天線。除PTF油墨之外,還有熱銀導電油墨。這類油墨不含聚合物連接料,而含有導電的有機金屬粒子。這些粒子在高溫之下熔融在一起。用熱銀導電油墨印制的天線具有的導電性比用PTF油墨更好。

UHF天線一般比HF天線薄,因而,其他印刷方法比網版印刷更適合印制UHF天線。柔印和凹印比網印的墨層薄得多,但對于UHF天線足夠了。這兩種印刷方法一般用于印量大的活件。

柔印和輪轉凹印的印刷速度為100~500英尺/min(30~150m/min),平臺網版印刷機的速度慢得多,因而平臺網印機通常只用于印制樣品和印數很小的活件。相反,輪轉網印的印刷速度約為80~200英尺/min(25~60m/min),處于平臺網印與柔印/凹印中間的突出位置上。在表3中對平臺網印與輪轉網印的性能作了比較。

輪轉網印、柔印和凹印是大量生產卷對卷RFID天線的極好技術。UHF天線的印數決定最適合的印刷技術。一般地說,與使用輪轉網印的單通道相比,使用柔印和凹印印制HF天線需要兩個通道。由于雙通道生產可能涉及套準問題,所以輪轉網印就成為制作所有尺寸的HF天線的主要方法。它也用于印制短至中等印數的UHF天線。減法:用減法制作RFID天線(有時叫做印刷腐蝕法),承印物是一個層壓件,它有一個塑料(如聚酯)底基,上面覆蓋一層20~25mm厚的銅或鋁膜。用網印的方法將抗蝕劑印在復合的金屬表面上。此抗蝕膜呈天線的陽圖形狀,保護下面的金屬不受腐蝕劑侵蝕。在涂覆腐蝕性的腐蝕劑時,腐蝕劑會溶解抗蝕膜未覆蓋的金屬。然后涂上脫膜液去除抗蝕膜,進而制成天線。

加法:加法又稱印刷電鍍片,與減法類似。在塑料底基上涂一層薄的(幾微米)導電起催化作用的油墨,呈天線的陽圖形狀。此種特殊油墨含有金屬顆粒,在印刷之后,印過的材料再經過電鍍過程,銅被鍍在材料上,只附著在導電油墨形成的圖形上。電鍍過程持續到材料上沉積的銅的量達到一定的厚度使之具有合適的導電性。

RFID技術的未來

由于RFID標簽使用的芯片的價格仍然較高,在近期,RFID的應用將局限于多次應用的HF標簽。這些應用包括個人識別產品,以及跟蹤圖書和文件的標簽。不是用在單一產品識別,各種UHF標簽將用在物流方面,如標簽箱、托盤和多種產品的貨柜上。

隨著對RFID標簽和商標需求的增加,這些標簽和商標使用的芯片的價格將會下降。因此,我們可以預期,RFID技術的應用會擴展。RFID專家預計,在2010-2015年間RFID產品的使用會有顯著增長,到那時,網版印刷在RFID標簽天線生產中已顯示的有效性,保證本工藝在這個市場上前途光明。

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