Erforschung der Parameter für den Siebdruckprozess der Smart Label-Antenne
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Erstens Einführung
Derzeit wird die mit leitfähiger Tinte gedruckte RFID-Tag-Antenne hauptsächlich im Sieb- oder Tiefdruck entworfen und hergestellt. Die RFID-Tag-Antenne stellt immer höhere Anforderungen an die Leitfähigkeit und es ist häufig erforderlich, dass die leitfähige Tinte einen hohen Anteil an Metallpartikeln enthält. Im Falle eines relativ hohen Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnisses weist der Siebdruck eine qualitativ hochwertige Antennenlinie mit gleichmäßiger Dichte, glatter Oberfläche und hoher Auflösung auf. Es ist jedoch selten, die elektrischen Eigenschaften der Etikettenantenne für die Parameter des Druckprozesses zu untersuchen. Ein Problem für Unternehmen, die Markierungsantennen produzieren. Um die Schlüsselparameter für die Prozessverbesserung zu bestimmen, ist es notwendig, die Beziehung zwischen Prozess und Leistung im Prozess des Druckens mit leitfähiger Tinte sorgfältig zu analysieren. In diesem Papier wird die Etikettenantenne mit silberhaltiger, leitfähiger Tinte und Siebdruck bedruckt, und der Einfluss der Schlüsselparameter von leitfähiger Tinte und Siebdruck auf den Prozess wird analysiert.
Zweitens die Wahl des Siebdruckverfahrens mit leitfähiger Tinte
Siebdruck wird im Allgemeinen in Kontaktdruck und Kontaktdruck unterteilt. Beim Kontaktdruck steht das Substrat direkt mit dem Bildschirm in Kontakt. Wenn sich der Rakel auf dem Bildschirm bewegt, wird der Bildschirm nicht geneigt und verformt. berührungsloses Drucken, Es gibt einen festen Abstand zwischen dem Bildschirm und dem Substrat. Wenn der Schaber die Aufschlämmung durch den Bildschirm drückt, wird der Bildschirm gekippt und mit dem Substrat berührt, um das Muster zu drucken. Da der Bildschirm nach dem Drucken zurückgeworfen wird, wird der Druck nicht gedruckt. Das Muster ist unscharf. Um eine gute Druckqualität zu erhalten, um ein Verwischen zu vermeiden, wird im Allgemeinen kontaktloses Drucken als ein leitfähiges Etikettendruckverfahren verwendet. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Prozesses des kontaktlosen Druckens.
Abbildung 1 Schematische Darstellung des kontaktlosen Druckens
Drittens die Berechnung der Dicke der Siebdruckfarbenschicht
Gegenwärtig beträgt die Dicke der Farbschicht der Transponderspule mit hohem Wirkungsgrad im Allgemeinen 6 & mgr; m oder mehr, und der Spalt zwischen den Spulendrähten wird gemäß der Größe des Transponders bestimmt, und der Transponder kleiner Größe ist ein Entwicklungstrend . Die Schichtdicke der Siebdruckfarbe reicht von 4 μm bis 70 μm und ist in einem weiten Bereich einstellbar. Es ist derzeit die am besten geeignete Technologie zum Drucken von RFID-Transponderspulen. Beim Siebdruck spielt die Kontrolle der Dicke der Farbschicht eine wichtige Rolle.
Entsprechend der Konnotation der Tintenpermeationsmenge kann die Tintenpermeationsmenge in zwei Arten unterteilt werden, nämlich die theoretische Tintenpermeationsmenge und die tatsächliche Tintenpermeationsmenge.
1. Theoretische Tintenpenetration
Die theoretische Tintenpermeationsmenge bezieht sich auf die Gesamtmenge an Tinte, die durch das Siebnetz pro Flächeneinheit hindurchgeht, bestimmt durch die technischen Parameter des Bildschirms. Da die theoretische Tintenmenge durch die technischen Parameter des Bildschirms bestimmt wird, umfassen die grundlegenden technischen Parameter des Bildschirms Drahtdurchmesser, Maschennummer und Siebdicke. Andere Parameter können mit diesen Parametern berechnet werden.
Daher kann der theoretische Ausdruck der theoretischen Tintenmenge wie folgt geschrieben werden:
(1) Darunter ist der theoretische Betrag der Tintenpermeation, Einheit cm3 / m2, die Anzahl der Maschenmaschen, Einheitsmaschen / cm, der Drahtdurchmesser der Drahtmasche, die Einheit ist µm, die Dicke der Drahtmasche ist die Einheit µm. 2 ist ein schematisches Diagramm der technischen Parameter des Bildschirms.
Abbildung 2 Schematische Darstellung der Parameter der Drahtgeflechttechnologie
Aus der obigen Analyse ist ersichtlich, dass die Maschennummer des Bildschirms der Hauptfaktor ist, der die theoretische Tintenpermeabilität bestimmt. Wenn die entsprechende Beziehung zwischen der Maschennummer und der theoretischen Tintenpermeabilität gefunden werden kann, kann die theoretische Tintenpermeabilität grundsätzlich bestimmt werden. Ungefähre Reichweite.
Der Schlüsselfaktor, der die Dicke der Siebdruckfarbenschicht Thv bestimmt, ist die Tintenmenge G der Sieböffnung. Die Tintenpermeationsmenge ist proportional zu dem Volumen V des Siebgitters. Das Maschennetzvolumen V wird hauptsächlich durch die Maschennummer M bestimmt, wie in 3 gezeigt.
Abbildung 3 Technische Parameter für Drahtgeflechte
Die Maschennummer M bezieht sich auf die Anzahl der Maschen pro Längeneinheit und die Maschenseitenlänge L ist:
(2) Maschenbereich
(3) Wenn statisch, beträgt die Bildschirmdicke t ungefähr:
(4) Daher ist, wenn das Sieb statisch ist, die Tintenmenge G eines Siebnetzes auch das Volumen V des Siebnetzes, und sein Wert beträgt etwa
(5) Wenn die Tinte auf die Oberfläche des Druckmaterials übertragen wird, ist die Dicke der Tintenschicht auf dem Druckmaterial ungefähr die Tintenmenge pro Kanal:
(6) Derzeit hat das Drahtgeflecht einen minimalen Drahtdurchmesser von 30 µm. Im Allgemeinen ist der Drahtdurchmesser d des Drahtgeflechts umso größer, je kleiner die Maschengröße M ist. Aus der Formel (6) ist daher ersichtlich, dass die theoretisch berechnete Farbschichtdicke Thv mit zunehmender Maschennummer des Siebs abnehmen sollte.
2. Tatsächliche Tintenmenge
Da die Faktoren, die die Tintenpermeationsmenge beeinflussen, kompliziert sind, gibt es zusätzlich zu den technischen Parametern des Bildschirms andere Faktoren beim Drucken, die einen großen Einfluss auf die Tintenmenge haben. Daher wird der Druck normalerweise unter bestimmten Druckbedingungen erhalten. Die Tintenmenge wird als tatsächliche Tintenmenge bezeichnet. Die tatsächliche Farbschichtdicke des Siebdrucks wird durch den kombinierten Einfluss der Strukturparameter des Bildschirms und der tatsächlichen Druckbedingungen bestimmt. Daher ist die Dicke der siebbedruckten Farbschicht eine Funktion der technischen Parameter des Schirms und der Druckverarbeitungsbedingungen. welches ist:
(7) wobei: Dicke der mit Thv-screen gedruckten Farbschicht; M-Mesh-Netz; M-Screen-Material; δ-Maschenform; θ-Abstreiferwinkel; ξ-Schaberhärte; τ-Tintenviskosität; Tinte laden; ρ-Druckdruck; ν-Druckgeschwindigkeit; ε-Druckumgebung. Wie in 4 gezeigt ist, wird, wenn der Druck erhöht wird, der Bildschirm komprimiert und der kreisförmige Draht wird elliptisch.
Abbildung 4 Schematische Darstellung der Druckverformung des Bildschirms
Die Härte des Rakels beeinflusst auch die Tintenmenge auf dem Bildschirm. Im Allgemeinen sollte die Härte des Schabermaterials so gewählt werden, dass sie eine Shore-Härte von etwa 60 Grad hat. Je größer der Rakelwinkel der Rakel auf der Platte ist, desto geringer ist die durchlässige Tintenmenge, desto kleiner ist der Rakelwinkel und desto größer ist die durchlässige Tintenmenge. Der Winkel zwischen der Rakel und der Druckplatte beträgt zum Zeitpunkt des Flachdruckens im Allgemeinen etwa 70 ° und der Rakelwinkel beträgt vorzugsweise etwa 50 °, wenn die Oberfläche gedruckt wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Rakel ist auch die Siebdruckgeschwindigkeit, und die Bewegungsgeschwindigkeit der Rakel hat einen gewissen Einfluss auf die übertragene Tintenmenge und die Gleichmäßigkeit der Tintenübertragung. Je schneller sich der Rakel bewegt, desto weniger Tinte ist durchlässig. umgekehrt ist die Tinte durchlässiger. Wenn das Maschensieb festgezogen wird, verringert sich das Maschenvolumen im Allgemeinen um 15% im Vergleich zum statischen Zustand, und das Maschenvolumen nach der Verformung des Siebes ist unter normalen Druckbedingungen um etwa 15% verringert. Daher ist die tatsächliche Tintenschicht auf dem Bildschirm reduziert. Die Dicke ist gegenüber der theoretischen Farbschichtdicke um etwa 25% reduziert.
3. Zeigen Sie die Beziehung zwischen der Anzahl der Siebmaschen und der Dicke der Farbschicht
Gemäß den Schlussfolgerungen der obigen Analyse verwendet dieses Experiment eine Flachsiebdruckmaschine, ein Polyestersieb, die Härte des Schabers beträgt 60 Grad Shore, der Schaberwinkel beträgt 650, die Bewegungsgeschwindigkeit des Schabers beträgt 4 m / min. leitfähig Die Viskosität der Tinte beträgt 90 Pa.s. Ändern Sie unter den gleichen Bedingungen wie bei anderen Druck- und Verarbeitungsbedingungen nur die Maschennummer des Siebes, messen Sie die Dicke der Farbschicht, analysieren Sie die Beziehung zwischen der Dicke H der Farbschicht und der Maschennummer n, und ermitteln Sie Theoretisch Die Tintenpermeabilität, die unterschiedlichen Maschennetzzahlen entspricht (von 10T Maschenweite / Inch bis 700T Maschenweite / Inch) ist in Tabelle 1 gezeigt. Es wurde festgestellt, dass zwischen den beiden eine gute Korrelation besteht, und die Beziehungskurve ist in Abbildung gezeigt 5. Zeigen.
Tabelle 1 Druckprozessparameter der RFID-Tag-Antenne
Abbildung 5: Die relevanteste Kurve zwischen Maschennummer und theoretischer Farbpermeabilität
Die Analyse dieser Kurve zeigt die folgenden Regeln:
3.1 Mit zunehmender Anzahl der Maschen nimmt die theoretisch übertragene Tintenmenge entsprechend ab.
3.2 Wenn die Maschennummer eine niedrige Maschenweite (10-50T Maschenweite / Zoll) ist, d. H. 1 bis 2 Segmente der Kurve, nimmt die theoretische Tintenpermeabilität mit der Zunahme der Maschenanzahl stark ab und die theoretische Tintenpermeabilität beträgt 40 um auf 20 μm gesunken, was darauf hinweist, dass die Maschengröße einen großen Einfluss auf den theoretischen Tintendurchsatz hat. In diesem Fall sollten Sie bei der Auswahl der Maschengröße besonders vorsichtig sein.
3.3 Wenn die Maschenzahl mittlere bis niedrige Maschenweite (50T ~ 200T Maschenweite / Zoll) ist, das heißt 2 bis 3 Segmente der Kurve, nimmt die theoretische Tintenpermeabilität entsprechend mit der Zunahme der Maschenanzahl ab und die theoretische Tintenpermeabilität ist von 20 μm. Abfall auf 12 μm, was darauf hindeutet, dass der Einfluss der Maschengröße auf den theoretischen Tintendurchsatz verringert wurde.
3.4 Wenn das Sieb eine mittlere bis hohe Maschenweite (200T ~ 450T Maschenweite / Zoll) hat, d. H. 3 bis 4 Segmente der Kurve, nimmt die theoretische Tintenpermeabilität mit zunehmender Maschennummer etwas ab und die theoretische Tintenpermeabilität beträgt 12 um . Auf 8 μm fallen lassen.
3.5 Wenn die Maschenzahl 450 bis 700 T Maschenweite / Inch beträgt, d. H. Die Kurve 4 bis 5, ist die Änderung der Dicke der Farbschicht Thv gering und zwischen 8 & mgr; m und 7 & mgr; m nahezu unverändert. Es zeigt sich, dass der Einfluss der Maschenzahl auf die theoretische Farbpermeabilität gradueller ist. Versuchen Sie daher, bei Auswahl eines Bildschirms innerhalb dieses Bereichs einen Bildschirm mit einer niedrigeren Maschennummer auszuwählen.
Aufgrund der hohen Gleichförmigkeit der RFID-Transponderspule über den gesamten Drahtbereich verwendete der Autor ein Polyestersieb, um eine große Anzahl experimenteller Druckvorgänge auszuführen, und stellte fest, dass die durch Siebdruck unter 200 mesh / inch erhaltenen Spulen grob waren . Kann die Arbeitsanforderungen von RFID nicht erfüllen. Mit einem 250-Mesh / Zoll-Bildschirm und hochwertiger leitfähiger Tinte kann die Dicke der durch Drucken erhaltenen Spulenfarbschicht die Arbeitsanforderungen von RFID erfüllen.