渊天津美迪亚影像材料有限公司袁天津
300220冤
摘要院RFID技术是一项革命性的技术袁它通过射频信号自动识别对象和获取数据袁无需人工干预袁可在恶劣环
境中工作袁能同时对多个标签进行批量处理袁可大量存储数据袁应用领域广泛遥标签天线是RFID标签的重要组成部分袁本文阐述了制作标签天线的传统工艺尧印刷工艺及模切工艺的技术现状遥
关键词院标签天线曰传统工艺曰印刷工艺曰模切工艺
中图分类号院TS805
文献标识码院A
DOI:10郾3969/j.issn.1001-0270.2019.0源.01
TheTechnologyStatusQuoofRFIDAntenna
XIEXiao-ying
Abstract:RFIDisarevolutionarytechnology.Itautomaticallyidentifiesobjectsandacquiresdatathroughradiofrequencysignals.RFIDcanworkinharshenvironmentswithoutmanualinterventionandcanprocessmultipletagsinbatchesatthesametime.Itcanstorebigdataandhasawiderangeofapplications.TagantennaisanimportantpartofRFIDtag.Thestatusquooftraditionaltechnology,printingtechnologyanddie-cuttingtechnologytomaketagantennaisillustrated.
KeyWords:TagAntenna;TraditionalTechnology;PrintingTechnology;Die-cuttingTechnology
防军事尧物联网等领域应用越来越广泛咱2袁3暂遥
(TianjinMediaImagingMaterialsCo.Ltd.,Tianjin300220,China)
1引言
射频识别技术渊RadioFrequencyIdentification袁
基本的RFID系统由读写器尧天线和芯片三部
分组成袁在RFID卡和读写器进行通信的过程中袁天线起到了重要的作用袁其性能对提高系统的整体性能有着重要的意义遥标签天线的性能优劣和成本高低与其生产工艺紧密相关遥
RFID冤袁又称电子标签袁是一种非接触式的自动识别技术袁它利用射频信号通过空间耦合渊交变磁场或电磁场冤来自动识别被标识的对象袁并获取相应信息咱1暂遥
术的不断革命和创新袁其在在零售业尧制造业尧物流尧数字医疗尧身份识别尧资产跟踪管理尧防伪安全尧移动支付尧食品监测尧图书管理尧交通运输尧智慧城市尧国
收稿日期院2019-04-19
RFID于1948年首次被用在军事领域袁随着信息技
2
2.1
RFID标签天线工艺进展
传统工艺
生产电子标签天线的传统工艺主要有三种院绕
4
圆园19年第4期影像技术蚀刻法
医学影像技术开发与研究线法尧蚀刻法和电镀法袁但这些工艺均存在生产能耗高尧污染严重尧生产周期长袁成本高等问题遥2.1.1
绕线法制作的标签天线袁一般应用在低频标签绕线法
只金属线圈袁既能用作电感线圈袁又可当作平面电容遥2.1.2
蚀刻法被称为减法制作袁采用粘接剂将铝箔或
铜箔固定在柔性绝缘基底上袁把待保留的天线图形用光敏抗蚀膜或抗蚀油墨保护起来袁未被覆盖的部分被蚀刻剂如FeO3融掉袁整个工艺流程如图1所示咱5暂遥根据抗蚀介质袁蚀刻法分为光刻刻蚀法和印刷艺复杂袁且在制作过程中容易丢失未使用的铜箔或铝箔袁增加了生产成本袁并会产生对环境有害的金属废料咱7暂遥
刻蚀法咱6暂遥通过刻蚀法制备的天线性能稳定袁但该工
中遥低频标签也称为ID卡袁其芯片内容只读不写遥绕线工艺采用自动绕线机直接在薄膜基材上绕上被低熔点绝缘漆保护的铜线袁然后用使用粘结剂固定铜导线与基材遥通过绕线法制备的2000年袁李德胜等人咱4暂制作了一种多功能传感器袁其具有较好的识别能力袁既可以识别金属和半导体材料袁还能识别绝缘体材料遥该传感器的制作工艺为在柔性绝缘薄板上缠绕两
铜箔或铝箔层合绝缘基材光敏抗蚀膜或抗蚀油墨刻蚀标签天线图1蚀刻法的制备工艺和天线
2.1.3
不同于蚀刻法袁电镀法被称为加法制作袁源于电
电镀法
网印刷在印刷行业具有广泛的应用袁后被用来制作集成电路袁其关键工艺有三步院丝印尧干燥和烧成遥国内外已大量报道了使用丝网印刷工艺在不同介质上制作RFID标签天线袁S.Merilampi等咱11暂先制备聚合物银墨水袁后将其在纸质基板上印制出蝶形天线遥曹彬咱12暂制备了不同含量的金属银微粒导电油墨袁通过丝网印刷在PET薄膜上制作了天线袁并讨论了金属银含量尧刮印参数及干燥条件对标签天线的工艺性能和电学性能的影响遥
丝网印刷是一种绿色环保技术袁工艺简单袁不含侵蚀性材料遥不同于传统工艺袁丝网印刷的承印材料广泛袁能在不同的基材上印制天线袁如纸张尧PET尧聚酰亚胺等遥根据承印材料袁丝网印刷所用浆料可分为两类院金属陶瓷浆料和聚合物袁两种浆料的成膜工艺2.2.2
条件差别很大咱13暂遥
喷墨打印是一种非接触式印刷袁通过计算机在
5
喷墨印刷
镀的过程中袁标签天线的镀层在不断增厚遥电镀法是通过电化学在柔性绝缘薄膜上沉积一层金属或合金袁具体工艺为先在基底上按照线圈形状涂覆一层含金属或合金的导电油墨袁这一导电油墨层也称为种子层袁再经过电镀袁金属或合金会不断在种子层上附着加厚遥电镀法工艺相对成熟袁能控制线圈厚度袁但是生产2.2
过程繁杂袁污染环境袁且不适合制作小尺寸天线咱8袁9暂遥
印刷工艺
印刷工艺能直接印制RFID标签天线袁相比于传统工艺袁直接印刷法节能环保袁成本低廉袁常见的印制工艺有丝网印刷和喷墨打印遥2.2.1
丝网印刷发展于20世纪70年代后期袁其利用丝网印刷
感光材料以照相制版方式做印版袁通过刮板使油墨挤压通过网孔转移到承印物上袁形成目标图案咱10暂遥丝
技术开发与研究医学影像影像预先制定的轨迹上连续喷射墨水或按需喷射墨水袁并打印出目标图案遥近年来袁在RFID标签天线制作工艺中袁喷墨印刷是发展最快的一种方法袁2008年袁美国Kovio公司开发出的基于纳米硅墨水通过喷墨打印的RFID标签首次实现了商品化咱2暂有非常广泛的承印材料袁但比丝网印刷有遥喷墨更多印刷也
优点袁最突出的一点是无需制版袁大大简化了工艺流程遥另外袁喷墨印刷是依据预制图形按需喷墨袁减少了导电墨水的浪费遥
能适用喷墨印刷的导电墨水种类繁多袁理论上只要墨水的表面张力尧黏度尧颗粒尺寸等满足墨水的参数范围袁即可应用喷墨打印咱14暂分为两种袁其一是无颗粒型导电银遥喷墨导墨水袁实电质墨是一种水一般
银盐化合物溶液袁经烧结后使银盐分解出银单质袁并在烧结过程中连接成导电图形袁形成标签天线遥辛智青咱15暂等采用液相还原法制备了不同银含量的纳米银乳液袁作为喷墨打印的导电油墨袁在多种基材上打印的天线图案袁经激光烧结后可以满足RFID天线的性能要求遥其二是颗粒型喷墨墨水袁有水性和溶剂型两种遥高志强咱15暂
采用水合肼还原法制备了颗粒型纳
米银导电墨水袁并通过真空抽滤方法有效控制了纳
米银的粒径遥2.3
模切法
模切技术的本质是印刷业后期加工的一种裁切工艺遥模切法先依据目标图形制作好相应的刀模袁然后通过刀模裁切直接得到所需图形袁蒋青青等咱16暂采用两次模切法制备了图案精细的天线图形遥模切法具备生产速度快尧成本低廉等特点袁适合大规模生产袁且所得天线图案精细遥
3结论
着物RFID联网的电子到来标签的应用袁电子标签的已经需深求入还将到各继行续各增业长袁袁随
并且对超高频电子标签的性能要求越来越高袁未来的标签天线的生产工艺必须具备快速高效尧规模化成本低袁绿色环保等特点袁且生产的天线物理性能稳6
技术圆园19年第4期定袁电学性能优异遥
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