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(wǎng)印刷 張仁英/編譯 責編:中華印刷包裝網(wǎng)
制作RFID天線的各種方法均可用印刷方法完成。根據(jù)天線所要求的使用時間和特性,可用柔印、凹印和網(wǎng)印印制。
直接印刷:直接印刷使天線一次操作即可生產(chǎn),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(fā)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(wǎng)版印刷是制作這些天線的主要技術。網(wǎng)版印刷是產(chǎn)生厚墨層的一種理想的技術。通過轉(zhuǎn)換為不同線數(shù)的絲網(wǎng),即可容易地調(diào)節(jié)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(wǎng)版印刷更適合印制UHF天線。柔印和凹印比網(wǎng)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(zhuǎn)凹印的印刷速度為100~500英尺/min(30~150m/min),平臺網(wǎng)版印刷機的速度慢得多,因而平臺網(wǎng)印機通常只用于印制樣品和印數(shù)很小的活件。相反,輪轉(zhuǎn)網(wǎng)印的印刷速度約為80~200英尺/min(25~60m/min),處于平臺網(wǎng)印與柔印/凹印中間的突出位置上。在表3中對平臺網(wǎng)印與輪轉(zhuǎn)網(wǎng)印的性能作了比較。
輪轉(zhuǎn)網(wǎng)印、柔印和凹印是大量生產(chǎn)卷對卷RFID天線的極好技術。UHF天線的印數(shù)決定最適合的印刷技術。一般地說,與使用輪轉(zhuǎn)網(wǎng)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(chǎn)可能涉及套準問題,所以輪轉(zhuǎn)網(wǎng)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(shù)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(wǎng)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(jīng)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(xù)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(chǎn)品,以及跟蹤圖書和文件的標簽。不是用在單一產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的使用會有顯著增長,到那時,網(wǎng)版印刷在RFID標簽天線生產(chǎn)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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