Diskussion über den Ertrag passiver elektronischer Etiketten im RFID-Druck

Diskussion über den Ertrag passiver elektronischer Etiketten im RFID-Druck

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In diesem Artikel werden die vier Druckverfahren erläutert, die beim passiven elektronischen UHF-Etikettendruck verwendet werden, und die Kosten und die Prozessausbeute miteinander verglichen.

Vorwort

Mit dem Wachstum des RFID-Marktes hat sich auch die Verwendung elektronischer Etiketten vervielfacht, das eigentliche Hindernis für die Entwicklung der RFID-Industrie ist jedoch, dass der Preis für elektronische Etiketten immer noch hoch ist, während die gedruckten elektronischen Etiketten einen großen Kostenvorteil haben. Vom Markt erwartet.

Die gedruckte elektronische Technologie wird häufig in Soft-Elektronik, organischen Displays, EMI-Schutz, Papierbatterien und RFID eingesetzt. Unter ihnen steht der passive RFID-Etikettendruck den meisten technischen Problemen gegenüber.

Druckprozess

Die beim passiven elektronischen RFID-Etikettendruck verwendete Tinte wird allgemein als "leitfähiger Silberkleber" bezeichnet. Aufgrund der Verwendung von Silberpulvermaterialien während des Druckens hat der jüngste Anstieg der Rohstoffpreise zu hohen Kosten für Silberkleber geführt, was zu Kosten für den Druck von elektronischen Etiketten geführt hat, die ursprünglich den Vorteil der Herstellungskosten hatten. Die Kosten können nicht auf einmal gesenkt werden, aber langfristig ist die Druckart Das elektronische Etikett ist nach wie vor eine der besten Lösungen für kostengünstige elektronische Etiketten in der Zukunft.

Im Druckprozess gibt es vier Arten von Druckertinten wie Siebdruck, Tiefdruck, Buchdruck und Tintenstrahldruck. Die Druckprozessmerkmale, Qualität und Kosten sind ebenfalls unterschiedlich. Die Eigenschaften des bedruckten Substrats, der Montageprozess des elektronischen Etikettendrucks und die Kombination der Materialeigenschaften bestimmen das für jeden elektronischen Etikettendruck geeignete Produktionsverfahren.

Siebdruck

Der Druckprozess von elektronischen RFID-Tags ist das bekannteste Beispiel für diese Methode. Beim Siebdruck wird die Tinte von der anderen Seite des Bildschirms mit einer Rakel abgetastet, um die Tinte durch den Bildschirm zu drücken, und die Tinte dringt in das Muster auf dem Bildschirm ein. Die Maschenlücke haftet auf dem bedruckten Substrat. Siebdruckfarben haben eine hohe Viskosität und eine Druckfilmdicke von bis zu 100 μm, während elektronische RFID-Etiketten eine Druckfilmdicke von nur etwa 8 bis 12 μm aufweisen und dann mit UV, IR und Heißluft getrocknet werden.

Tiefdruck

Beim Tiefdruck wird eine mit einem Muster gravierte Metallplatte (Tiefdruck) auf einer Druckplatte einer Druckmaschine fixiert, und die Druckfarbe wird auf das zu bedruckende Substrat aufgebracht. Die Tintenviskosität des Tiefdrucks ist niedriger als die der Siebdruckfarbe. Die Farbfilmdickensteuerung ist am genauesten. Es kann auch die Filmdickenanforderungen des elektronischen RFID-Etikettendrucks erfüllen, und die Druckgeschwindigkeit ist höher, was sich sehr gut für die Massenproduktion eignet. Die Ausrüstung, die investiert werden muss, ist relativ teuer.

Toppan-Druck

Der Hochdruck ist eine gummidicke Platte (Prägung) mit einem Muster, das an einer Druckplatte einer Druckmaschine befestigt ist, und nach dem Auftragen von Druckfarbe auf ein Substrat übertragen wird. Die Tintenviskosität des Buchdrucks ist niedriger als die des Tiefdrucks. Die Dicke des Tintenfilms ist viel geringer als die der beiden vorherigen. Das Problem beim Drucken von leitfähigem Silberkleber ist am schwierigsten zu überwinden. Wenn Sie jedoch verschiedene Probleme überwinden können, setzen Sie das elektronische Etikett direkt ein. Die preisliche Wettbewerbsfähigkeit beim Bedrucken von Kartons ist nicht vergleichbar mit den beiden vorherigen.

Mit Tintenstrahl drucken

Die Entwicklung der Tintenstrahldrucktechnologie ist im letzten Jahrzehnt eine aufstrebende Technologie. Die Druckgenauigkeit der großen Tintenstrahldruckgeräte kann bis zu 50 μm betragen. Diese Technologie ist auch am wahrscheinlichsten die IC-Schaltung direkt im Druckprozess erfolgreich zu realisieren. Der Nachteil ist jedoch: Die Druckgeschwindigkeit ist niedrig, die Ausrüstungs- und Tintenkosten sind unter allen Druckprozessen am höchsten, und die Tintenviskosität ist bei den vier Prozessen am niedrigsten, und die Genauigkeit der Filmdickensteuerung ist am höchsten.

Leitfähige Leimfarbeneigenschaften

Gegenwärtig sind die Anbieter von leitfähigem Silberkleber hauptsächlich amerikanische und europäische Hersteller, während es in Asien japanische und südkoreanische Hersteller gibt. Die Tintenmerkmale sind hauptsächlich Silberpulverkomponenten, und die Menge an Silberpulver bestimmt die Eigenschaften der leitfähigen Impedanz. Darüber hinaus ist der Durchmesser der Silberpulverpartikel auch der Schlüssel zur Bestimmung der Gleichmäßigkeit der Druckfestigkeit. Es ist eine Vergleichstabelle der kommerziellen Eigenschaften einiger auf dem Markt erhältlicher leitfähiger Silbertinten. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die Trocknungstemperatur und -zeit höher sind als bei der allgemeinen Druckfarbe. Der neu entwickelte leitfähige Silberkleber neigt dazu, bei niedrigen Temperaturen schnelltrocknend, energiesparend und umweltfreundlich zu sein.

Substrat

Beim elektronischen Etikettendruckverfahren ist der am meisten vernachlässigte Teil das Substrat des elektronischen Etiketts. Im Allgemeinen ist der Typ des passiven elektronischen Etiketts nichts anderes als PVC, PET, beschichtetes weißes Papier, Wellpapier usw. Wenn es jedoch im UHF-Band verwendet werden soll, beeinflusst die Dielektrizitätskonstante des Substratmaterials das HF-Impedanz des elektronischen Tags [5], daher muss dieser Faktor beim Entwurf der elektronischen Tag-Antenne berücksichtigt werden.

Wellpappe Wenn das elektronische Etikett auf das Substrat gedruckt wird, sind die Kapillarporen des Wellpapiers ziemlich groß und unregelmäßig verteilt. Wenn die leitfähige Tinte gedruckt wird, dringt die Tinte in die Kapillare ein, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Impedanz der Antenne des elektronischen Etiketts führt. Dieses Phänomen wird schwerwiegender, wenn die Frequenz höher ist.

Ausbeute

In diesem Fall wird der sogenannte Ertrag nicht nur vom Leser gelesen, sondern auch der Benutzer ist mehr besorgt über den Anwendungsertrag. Dies ist der sogenannte stabile Leseabstand. Der Hauptgrund für die Ausbeute ist das fertige Produkt. HF-Impedanz. Darüber hinaus sind die Haftung von gedruckten Antennen, die Chipverpackung und die Tintenmerkmale wichtige Faktoren bei der Bestimmung der Lebensdauer solcher Produkte.

Leitende Impedanz

Die Eigenschaften der HF-Impedanz der Antenne für gedruckte elektronische Etiketten werden dadurch bestimmt, ob der Feststoffgehalt der Tinte während des Druckens in der Tinte gleichmäßig verteilt ist, die Filmdicke nach dem Drucken und der Dielektrizitätskoeffizient des bedruckten Substrats [7]. Jeder in der Druckbranche weiß, dass der Druck des ersten Drucks bis zum letzten Druck, der Farbunterschied oder die Foliendicke einen gewissen Grad an Veränderung haben wird. Wenn der Qualitätsfaktor des Substrats zur Änderung der Dielektrizitätskonstante hinzuaddiert wird, führt das Additionsergebnis oder der Versatz zwischen den beiden Änderungen dazu, dass die elektronische Antennen-Impedanz der gedruckten Antenne die Spezifikationen überschreitet und fehlerhafte Produkte verursacht. Die Wirkung der auf HF gedruckten passiven Antennen ist relativ gering, wenn dies jedoch bei UHF-gedruckten passiven Antennen der Fall ist, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass fehlerhafte Produkte hergestellt werden. Selbst wenn das Ergebnis der Änderung oder der Änderungsgrad der vorherigen zwei Prozessvariablen nicht dazu führt, dass die gedruckte Impedanz der Antenne für elektronische Etiketten die Spezifikation überschreitet, kann die gedruckte elektronische UHF-Markierung zu unterschiedlichen Leseabständen führen.

Adhäsion

Wenn das Substrat aus einem glatten und festen Material besteht, kann die Tinte nach dem Trocknen leicht abgezogen werden, insbesondere wenn das Halbzeug oder das Endprodukt gewellt ist, die Filmdicke nach dem Trocknen aufgrund von Biegebeanspruchung abgelöst oder abgebrochen wird. In diesem Fall kann jedoch die Haftung der Tinte durch die Einstellung des Harzes in der Tinte verbessert werden.

Phytokristallines Paket

Die Ausbeute des Kristallisationsprozesses wird hauptsächlich durch die HF-Eigenschaften der verpackten leitfähigen Paste und die Positioniergenauigkeit des gedruckten Teils bestimmt. Im Allgemeinen ist die Genauigkeit des Buchdrucks am schlechtesten. Wenn es in der Zukunft angepasst werden kann, kann dies bei der Prozessplanung und der anfänglichen Anpassung der Ausrüstung berücksichtigt werden. Verbessert effektiv die Ausbeute des Kristallisationsprozesses.

Der Lebenszyklus

Der Lebenszyklus des gedruckten elektronischen Etiketts ist kürzer als das durch Ätzen, Stanzen oder Verdampfen erzeugte elektronische Etikett, da der Silberkleber nach dem Backen und Trocknen leicht mit Wassermolekülen oder Schwefelmolekülen in der Luft in Kontakt kommt. Es tritt Oxidation oder Vulkanisation auf und es kommt zu Verfärbung oder Schwärzung. Wenn solche gedruckten elektronischen Etiketten für Waren verwendet werden, die auf dem Seeweg verschifft werden, ist das oxidierte oder deuterierte Phänomen schwerwiegender. Nachdem die Antenne oxidiert, deuteriert oder vulkanisiert wurde, wird die HF-Leistung des elektronischen Etiketts durch die Tiefe der Schicht beeinflusst, aber glücklicherweise wird die Dicke der Schicht bis zu einer bestimmten Tiefe geändert, so dass sich die HF-Impedanz erheblich ändert .

abschließend

Wenn die obigen vier Druckverfahren für den passiven elektronischen UHF-Etikettendruck verwendet werden, unterscheiden sich die Kosten und die Prozessausbeute. Obwohl die Ausbeute der beiden Drucktechnologien Tiefdruck und Buchdruck gering ist, unterscheiden sich die Produktionskosten und die Produktivität dieser beiden Technologien. Es ist jedoch sehr wettbewerbsfähig, und wenn das leitfähige Tintenmaterial in der Zukunft durchbrechen kann, wird sich das Ergebnis vollständig ändern.

Darüber hinaus sind die Kosten für den Tintenstrahldruck sowohl in der Tiefdruck- als auch im Hochdruckverfahren immer noch hoch. Wenn jedoch die Investitionskosten der Ausrüstung nicht berücksichtigt werden, ist der Preis der beim Tintenstrahldruck verwendeten leitfähigen Tinte ähnlich dem Preis für die im Tiefdruck und Hochdruck verwendete leitfähige Tinte . Der geringe Materialverlust und die stabilen Prozesseigenschaften mit hohen Ausbeuten führen zu den niedrigsten Gesamtproduktionskosten.

Da die Leistung der gedruckten Antenne hauptsächlich von den zwei Prozessparametern abhängt, wie dem Feststoffgehalt der leitfähigen Teilchen der leitfähigen Tinte und der Dicke des bedruckten Films, und die beiden Parameter können 74% des Ergebnisses der Prozessausbeute steuern , was zeigt, dass die gedruckte passive elektronische Tag-Technologie gut ist. Die Geschwindigkeit wird stark durch die Eigenschaften des leitfähigen Tintenmaterials beeinflusst.