Herstellungstechnologie von RFID-Antennen und Aussichtsanalyse von RFID-Druckantennen

Mit der rasanten Entwicklung des Internets der Dinge werden immer mehr Anwendungen der RFID-Technologie in den Bereichen Logistik, Einzelhandel, Lagerhaltung, Bücher, Archive und anderen Bereichen eingesetzt. Daher muss auch die RFID-Technologie kontinuierlich verbessert werden, um sich an die Anwendungsanforderungen verschiedener Branchen und Bereiche anzupassen. Durch den Einsatz leitfähiger Tinte und fortschrittlicher RFID-Antennendrucktechnologie kann der Anwendungswert elektronischer RFID-Tags optimiert und die Anwendung von RFID weiter gefördert werden.

Im RFID-System wird die Antenne in zwei Typen unterteilt: Tag-Antenne und Leseantenne. Das Ziel der Tag-Antenne besteht darin, die maximale Energiemenge in den Tag-Chip hinein und aus ihm heraus zu übertragen: Beim Senden Strom in elektromagnetische Wellen umwandeln; Beim Empfang wandeln sie elektromagnetische Wellen in Strom um.

Technologie zur Herstellung von RFID-Antennen

Die Technologie zur Herstellung von RFID-Antennen wird hauptsächlich in drei Typen unterteilt: Spulenwickelverfahren, Ätzverfahren und gedruckte Antenne. Unter ihnen ist die RFID-Druckantenne mit leitfähiger Tinte eine neue Technologie, die in den letzten Jahren entwickelt wurde. Die oben genannten Herstellungsverfahren für RFID-Tag-Antennen sind jeweils auf elektronische RFID-Tag-Produkte mit unterschiedlichen Frequenzen anwendbar. Die Niederfrequenz-RFID-Antenne für elektronische Tags wird grundsätzlich durch Wickeln hergestellt. Die Hochfrequenz-RFID-Antenne für elektronische Tags kann mit den oben genannten drei Methoden realisiert werden, aber die Ätzantenne ist das Hauptmaterial und ihr Material ist im Allgemeinen Aluminium oder Kupfer. Bei der elektronischen UHF-RFID-Tag-Antenne handelt es sich hauptsächlich um gedruckte Antennen.

(1) Spulenwickelverfahren

Bei der Spulenwickelmethode muss die Etikettenspule auf ein WickelWerkzeug gewickelt und fixiert werden. Zu diesem Zeitpunkt muss die Anzahl der Windungen der Antennenspule groß sein (typischerweise 50–1500 Windungen). Dieses Verfahren wird für RFID-Tags im Frequenzbereich von 125–134 kHz verwendet und hat den Nachteil hoher Kosten und langsamer Produktionsgeschwindigkeit.

(2) Ätzmethode

Bei der Ätzmethode wird zunächst eine flache Kupferfolie auf eine Kunststofffolie laminiert; Anschließend wird die Kupferfolie mit einem lichtempfindlichen Klebstoff beschichtet, getrocknet und durch einen Positivfilm (mit einem Muster der gewünschten Form) belichtet. Einlegen in einen chemischen Entwickler. Zu diesem Zeitpunkt wird der beleuchtete Teil des lichtempfindlichen Klebstoffs abgewaschen, um das Kupfer freizulegen. Schließlich wird das gesamte Kupfer, das nicht mit dem lichtempfindlichen Klebstoff bedeckt ist, in das Ätzbad gegeben und weggeätzt, um die Kupferspule mit der gewünschten Form zu erhalten. Die durch das Ätzverfahren hergestellte Antenne weist eine hohe Präzision auf und ihre Eigenschaften können dem Abfragesignal des RFID-Lesegeräts entsprechen. Gleichzeitig sind die Impedanz und die Hochfrequenzleistung der Antenne sehr gut, aber die Kosten sind zu hoch.

(3) Gedruckte Antenne

Gedruckte Antennen sind gedruckte Leiterbahnen, die mit leitfähiger Tinte direkt auf isolierende Substrate (Folien) gedruckt werden, um Antennen und Schaltkreise zu bilden. Das Hauptdruckverfahren wurde vom reinen Siebdruck auf Offsetdruck, Flexodruck, Tiefdruck und andere Produktionsmethoden ausgeweitet und zu einer relativ ausgereiften Siebdruck- und Tiefdrucktechnologie entwickelt.

Was sind die Vorteile von RFID-gedruckten Antennen?

1. Keine Umweltverschmutzung

Der lichtempfindliche Kleber und andere chemische Reagenzien, die beim Kupferätzprozess verwendet werden müssen, haben eine starke erosive Wirkung, und die entstehenden Abfälle und Abflüsse führen zu einer größeren Umweltverschmutzung. Die leitfähige Tinte wird jedoch verwendet, um direkt auf das Substrat zu drucken, ohne chemische Reagenzien zu verwenden, sodass sie den Vorteil hat, dass keine Umweltverschmutzung entsteht.

2. Gute elektrische Leitfähigkeit

Nachdem die leitfähige Tinte getrocknet ist, bewegen sich die freien Elektronen entlang der Richtung des angelegten elektrischen Felds und bilden einen Strom, da der Abstand zwischen den leitfähigen Partikeln kleiner wird, sodass die gedruckte RFID-Antenne eine gute Leitfähigkeit aufweist.

3. Einfach zu bedienen

Als additive Fertigungstechnologie ist die Drucktechnologie selbst im Vergleich zu subtraktiven Fertigungstechnologien (z. B. Ätzen) ein einfach zu steuernder, einstufiger Prozess.

4. Die Auswahl des Grundmaterials ist flexibel und vielfältig

Leitfähige Tinte kann auf fast alle Druckmaterialien gedruckt werden, einschließlich Polyester, Polyimid, technische ABS-Kunststoffe, PVC (Polyvinylchlorid), Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, (Beschichtungs-)Karton usw. Bei der Kupferätztechnologie können nur hochkorrosionsbeständige Substrate verwendet werden B. Polyester, die im Allgemeinen teurer sind als die für den Druck ausgewählten Substrate.

Die gedruckte Antenne aus leitfähiger Tinte hält auch höheren äußeren mechanischen Belastungen stand. Darüber hinaus, tDie RFID-Etikettendruckantenne aus leitfähiger Tinte weist eine bessere Elastizität und höhere Zuverlässigkeit auf.

5. Niedrige Kosten

Die Kostenreduzierung der RFID-Druckantenne hängt hauptsächlich von den beiden Gründen leitfähiges Tintenmaterial und Siebdruckverfahren ab. In Bezug auf die Materialkosten selbst ist der Preis für Tinte niedriger als der für gestanzte oder geätzte Metallspulen. Insbesondere bei steigenden Kupfer- und Silberpreisen ist der Druck mit leitfähiger Tinte zur Herstellung von RFID-Antennen eine ideale alternative Methode. In Bezug auf den Materialverbrauch verbraucht das Ätzen viel Metall, während Antennenschaltungen mit leitfähiger Tinte schnell, materialsparend, kostengünstig und hocheffizient sind.

Einer der Gründe, warum das Siebdruckverfahren die Kosten senken kann, besteht darin, dass die Investition in die Einführung von Druckgeräten viel günstiger ist als die Einführung von Kupferätzgeräten. Da außerdem keine zusätzlichen Investitionen aufgrund von Umweltschutzanforderungen im Druckprozess erforderlich sind, sind auch die Wartungskosten für Produktion und Ausrüstung niedriger als bei der Kupferätzung, wodurch die Stückkosten des Etiketts gesenkt werden.

Beim Drucken von RFID-Antennen mit leitfähiger Tinte sollte besonderes Augenmerk auf die folgenden Aspekte gelegt werden, um den besten Druckeffekt zu erzielen.

Vorbehandlung: Um sicherzustellen, dass die Druckoberfläche sauber und frei von Verschmutzungen, Fetten und Oxiden usw. ist, gilt: Je kürzer die Verweilzeit nach der Behandlung der Druckoberfläche, desto besser kann Oxidation oder Verschmutzung verhindert werden.

Betriebsumgebung: Die Wahl der Druckumgebung hat einen direkten Einfluss auf den Druckeffekt. Die Staub- und Fremdkörperbelastung im Druckbereich soll minimiert werden. Die Umweltanforderung ist mindestens ein Reinraum über 100.000.

Verdünnung: Nach dem Anpassen der Viskosität der Tinte kann die Zugabe einer kleinen Menge Verdünner den Druckeffekt des automatischen Druckens verbessern. Vor Gebrauch 10 Minuten lang gut umrühren.

Vortrocknung: Temperatur und Zeit können je nach Produktionsprozess angepasst werden.

Lagerung: Bei einer Temperatur von 20-25 Grad, vor Licht und Hitze geschützt lagern.

Es ist ersichtlich, dass die Verwendung leitfähiger Tinte zur Herstellung von RFID-Druckantennen hohe Anforderungen an die Technologie stellt. Die leitfähige Tinte selbst sollte die Eigenschaften einer starken Haftung, eines niedrigen spezifischen Widerstands, einer niedrigen Aushärtungstemperatur und einer stabilen Leitfähigkeit aufweisen, um die funktionalen Anforderungen der RFID-Antenne zu erfüllen.

Der Grund, warum gedruckte RFID-Antennen stärker sind als herkömmliche Antennen, hängt natürlich hauptsächlich von den Eigenschaften der leitfähigen Tinte und ihrer perfekten Kombination mit der Drucktechnologie ab.

Leitfähige Tinte besteht aus feinen leitfähigen Partikeln oder anderen speziellen Materialien (z. B. leitfähigen Polymeren usw.), die auf flexible oder harte Substrate gedruckt werden können, um gedruckte Schaltkreise herzustellen, die als Drähte, Antennen und Widerstände fungieren. Die leitfähige Tinte bestimmt maßgeblich die Impedanz der gedruckten RFID-Antenne, ein wichtiger Parameter im Zusammenhang mit der Leistung der RFID-Antenne.