Resumo dos problemas da antena RFID impressa

Com a maturidade da tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) e a redução gradual do preço das etiquetas RFID, as etiquetas RFID provavelmente substituirão os códigos de barras unidimensionais tradicionais e os códigos bidimensionais. Se o código bidimensional for uma extensão da etiqueta de código unidimensional, então o nascimento do RFID pode ser chamado de uma revolução na indústria de etiquetas.

Requisitos de Antena RFID para serigrafia

RFID é uma tecnologia de identificação automática sem contato que identifica automaticamente objetos-alvo e obtém dados relevantes por meio de sinais de radiofrequência. Pode funcionar em vários ambientes hostis sem intervenção manual. O sistema de etiquetas RFID é composto principalmente de três partes, a saber, etiquetas, leitores e antenas. Entre elas, a fabricação e a impressão de antenas têm uma abordagem cada vez mais "próxima" relacionamento - devido ao alto custo e à baixa velocidade do processo de enrolamento de fio de cobre da tecnologia de fabricação tradicional e às desvantagens da baixa precisão, poluição do meio ambiente e baixa resistência à água e dobramento no processo de gravação de folha de metal. Portanto, é um método comumente usado na indústria nos últimos anos para imprimir diretamente antenas de etiquetas RFID por impressão.

Na verdade, a impressão flexográfica, a impressão de rotogravura, a impressão a jato de tinta e a serigrafia podem completar a impressão de antenas de etiquetas RFID, mas de muitos aspectos, parece que a serigrafia é superior a outros processos de impressão, especialmente a camada de tinta. O fator de espessura dá à serigrafia uma vantagem absoluta. No processo de impressão real, a espessura da camada de tinta geralmente deve atingir 20 μm ou mais, o que naturalmente não é muito difícil para a serigrafia com uma espessura de camada de tinta de 300 μm, mas para outros métodos de impressão, é necessário confiar na impressão repetida. Para atingir a espessura desejada, isso inevitavelmente apresentará requisitos mais altos para precisão de impressão. Portanto, o autor acredita que a serigrafia é o processo de impressão mais adequado para imprimir antenas de etiquetas RFID.

Regras não tradicionais de serigrafia não tradicional

Embora a serigrafia seja o processo de impressão mais adequado para imprimir antenas de etiquetas RFID, uma vez que a tinta condutora é usada no processo de impressão de antenas de etiquetas RFID, ela é diferente da serigrafia tradicional em alguns aspectos. Atenção especial deve ser dada às seguintes questões.

1. Determinação da estrutura da antena

A antena desempenha principalmente o papel de receber e enviar sinais em todo o processo de trabalho da Etiqueta RFID, incluindo 4 bandas de frequência de trabalho de baixa frequência, alta frequência, ultra alta frequência e micro-ondas. De acordo com diferentes bandas de frequência, as antenas de etiquetas RFID podem ser divididas em três formas básicas: tipo bobina, tipo patch microstrip e tipo dipolo.

A antena de etiqueta RFID do sistema de aplicação de curto alcance com menos de 1 metro geralmente adota uma estrutura de antena do tipo bobina com processo simples e baixo custo, e sua banda de frequência de trabalho está localizada principalmente em baixa frequência e alta frequência. As antenas de bobina podem ser construídas de diferentes maneiras — como anéis circulares ou retangulares — e com diferentes materiais para o substrato — flexíveis e rígidos.

A antena de etiqueta RFID do sistema de aplicação de longa distância com mais de 1 metro precisa adotar uma estrutura de antena de patch microstrip ou dipolo, que funciona principalmente nas bandas de frequência ultra-alta e frequência de micro-ondas, e a distância de trabalho típica é de 1 a 10 metros.

2. Determinação do método de impressão

Os métodos de serigrafia são geralmente divididos em dois tipos: tipo de contato e tipo sem contato. No processo de impressão por contato, o substrato está em contato direto com a tela, e o rodo se move na tela para impressão. Sua vantagem é que a tela não será inclinada e deformada. No processo de impressão sem contato, há uma distância fixa entre a tela e o substrato. Quando o rodo empurra a pasta para fluir pela tela, ele inclina a tela e entra em contato com o substrato para imprimir gráficos. Como a tela pode ricochetear imediatamente após a impressão, o padrão impresso não ficará borrado. Quando a antena da etiqueta RFID é impressa por contato, devido ao desempenho da tinta condutora, é muito fácil borrar, o que terá um impacto negAtivo na impressão fina. Portanto, para obter boa qualidade de impressão, na operação real, a impressão sem contato é frequentemente usada como método de impressão para antenas de etiquetas RFID.

3. Seleção de tinta condutora

A condutividade da tinta condA tinta utiva será afetada por muitos fatores, como o tipo de material condutor, tamanho de partícula, forma, quantidade de enchimento, estado de dispersão, tipo de ligante e tempo de cura. A combinação de diferentes variáveis também terá efeitos diferentes na condutividade. Em vista dos requisitos de condutividade extremamente altos da antena de etiqueta RFID, a tinta condutora à base de prata é a primeira escolha. O pó de prata para tinta é dividido principalmente em dois tipos: microescala e nanoescala, e o pó de prata em microescala comumente usado inclui dois tipos: flocos e esférico. Para fazer com que o pó de prata tenha melhor contato entre os ligantes, o pó de prata em flocos é geralmente usado como o enchimento principal, e o pó de nanoprata é auxiliado.

Durante o processo de impressão, a resistência da tinta pode aumentar devido à secagem incompleta e à espessura fina da impressão. Além disso, se a tinta não for bem misturada antes da impressão, devido à alta especificidade da prata, é fácil depositar no fundo, o que levará a problemas como baixo teor de prata na camada superior da tinta, maior resistência, alto teor de prata na camada inferior e adesão reduzida. Deve-se prestar bastante atenção a isso.

Problemas que exigem atenção especial

Após determinar os fatores básicos, como o método de impressão e a estrutura da antena, o processo de impressão não foi tranquilo. No processo de impressão de antenas de etiquetas RFID por serigrafia, haverá alguns problemas inevitáveis. Aqui estão alguns exemplos para os leitores aprenderem.

1. Vazamento de tinta irregular

No processo de impressão de antenas de etiquetas RFID por serigrafia, esta situação é frequentemente encontrada: a condutividade parcial é boa, a condutividade geral é ruim ou não há condutividade óbvia, e linhas intermitentes serão encontradas quando observadas com uma lupa, ou seja, o substrato. Não há tinta na superfície, que é o que frequentemente chamamos de vazamento de tinta irregular. Existem muitas razões para esse fenômeno. Por exemplo, se o número da malha da tela for muito alto, isso levará à baixa permeabilidade da tinta, e se o número da malha for muito baixo, isso levará a uma diminuição na precisão da linha e afetará a qualidade das impressões finas. O número é de 200 a 300 malhas; Força de impressão insuficiente do rodo ou força irregular também levará ao vazamento de tinta irregular, a força do rodo da serigrafia deve ser ajustada; O problema da viscosidade da tinta também é uma das razões para vazamento irregular de tinta, a viscosidade é muito alta, a penetração da tinta é baixa e não pode ser transferida uniformemente para o substrato, se for muito baixa, causará pasta.

2. Descarga eletrostática

A descarga eletrostática, conhecida como ESD (descarga eletrostática), é um grande perigo oculto na indústria de fabricação de eletrônicos e afeta seriamente o desenvolvimento da indústria. O atrito entre quaisquer duas fases em sólido, líquido e gás gerará eletricidade estática. Durante a impressão, a velocidade, pressão, volume de tinta, distância da tela e velocidade de descascamento do substrato do rodo gerarão eletricidade estática, e a operação da própria máquina também gerará eletricidade estática. Depois que a eletricidade estática for gerada, ela absorverá poeira, sujará a superfície do material ou bloqueará a tela, resultando em defeitos de impressão; A eletricidade estática também pode causar trefilação ou fios de cabelo voando, o que terá um impacto maior nas linhas finas do filme; a voltagem eletrostática excessiva pode quebrar o ar e gerar faíscas, causando um incêndio.

Os riscos eletrostáticos são muito grandes. Em vista de sua invisibilidade, aleatoriedade, potencialidade e complexidade, etc., a prevenção de fenômenos de ESD deve ser priorizada, e as duas medidas a seguir podem ser usadas para proteção.

① Método de liberação. Por meio de aterramento eficaz, a eletricidade estática gerada será descarregada diretamente no solo, eliminando assim a eletricidade estática.

② Método de neutralização. Neutralize a eletricidade estática em substratos de etiquetas e máquinas descarregando eletricidade estática de diferentes polaridades.

3. Migração de pó de prata

No trabalho diário, esse fenômeno ocorre com frequência: o desempenho do produto é bom durante a inspeção de fábrica e todos os parâmetros são completamente qualificados, mas depois de usá-lo por um período de tempo, o usuário descobre que a resistência de alguns produtos aumenta e até mesmo ocorre autoconexão de curto-circuito. . O motivo é que a migração de prata está em ação. O problema da migração de prata também é o maior ponto crucial que afeta a expansão da faixa de aplicação de tintas de pasta de prata. Claro, não há pasta de pratasem migração de prata, mas podemos suprimir a migração de prata até certo ponto tratando adequadamente o pó de prata. Como o pó de prata tem um efeito catalítico na propriedade de remoção de gel da pasta, pode-se usar pó de prata em flocos ultrafinos com um tamanho de partícula de 0,1-0,2 μm e uma área de superfície média de 2 m2/g. A pasta condutora Ag-Pd preparada pelo método de pulverização de ar tem condutividade relativamente estável mesmo sob 200 °C e condições úmidas, e há pouco fenômeno de curto-circuito causado pela migração de prata.