RFID-gedruckte Antennentechnologie und Anwendungswert
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Die RFID-Technologie (Radio Frequency Identification) ist die Hochfrequenzidentifikationstechnologie in den Fokus aller Länder gerückt. Zu den Grundkomponenten des Systems gehören elektronische RFID-Tags, RFID-Reader und Antennen. Unter diesen ist die Antenne eine Vorrichtung, die die Hochfrequenzsignalleistung des Transceivers in Form elektromagnetischer Wellen empfängt oder ausstrahlt. In dem RFID-System ist die Antenne in eine Tag-Antenne und eine Leseantenne unterteilt. Das Ziel der Tag-Antenne besteht darin, die maximale Energie in den Tag-Chip hinein und aus ihm heraus zu übertragen: Beim Senden wird der hochfrequente Strom in elektromagnetische Wellen umgewandelt; Beim Empfang wird die elektromagnetische Welle in einen Hochfrequenzstrom umgewandelt.
RFID-Antennen haben verschiedene Fertigungsprozesse. In diesem Artikel wird die Produktionstechnologie von RFID-Antennen zusammengefasst und analysiert, wobei die neuesten Produktionsmethoden für RFID-Antennen, RFID-gedruckte Antennen und verwandte Technologien im Mittelpunkt stehen.
Drei RFID-Antennenfertigungstechnologien
Die RFID-Antennenherstellungstechnologie umfasst hauptsächlich das Ätzverfahren, das Spulenwickelverfahren und die gedruckte Antenne. Unter diesen ist die RFID-Antenne mit leitfähiger Tinte eine neue Technologie, die in den letzten Jahren entwickelt wurde.
Die obigen RFID-Tag-Antennenherstellungsverfahren sind jeweils auf elektronische RFID-Tag-Produkte unterschiedlicher Frequenzen anwendbar. Die niederfrequente elektronische RFID-Tag-Antenne wird im Wesentlichen durch Wickeln hergestellt. Die elektronische Hochfrequenz-RFID-Tag-Antenne kann durch die obigen drei Verfahren realisiert werden, jedoch wird hauptsächlich die geätzte Antenne verwendet, und das Material besteht im Allgemeinen aus Aluminium oder Kupfer, und die UHF-RFID-Electronic-Tag-Antenne besteht hauptsächlich aus gedruckten Antennen.
Das Ätzverfahren wird auch als subtraktive Fertigungstechnik bezeichnet. Der Herstellungsprozess ist wie folgt (am Beispiel einer Kupferantenne): Zuerst Laminieren einer flachen Kupferfolie auf eine Kunststofffolie; dann Beschichten der Kupferfolie mit einer lichtempfindlichen Paste, Trocknen und Passieren eines positiven Films (Muster mit einer gewünschten Form). Es wird bestrahlt; es wird in eine chemische Entwicklungslösung gegeben, zu welcher Zeit der beleuchtete Teil des Photoresists weggewaschen wird, um Kupfer freizulegen; Schließlich wird es in ein Ätzbad gegeben und alles Kupfer, das nicht mit dem Fotolack bedeckt ist, wird weggeätzt, um eine gewünschte Form zu erhalten. Kupferspule.
Aufgrund ihrer hohen Genauigkeit kann die geätzte gedruckte Antenne mit dem Abfragesignal des Lesers übereinstimmen, und die Impedanz der Antenne und die auf das Objekt aufgebrachte HF-Leistung sind gut, aber der einzige Nachteil ist, dass die Kosten zu hoch sind.
Wenn das RFID-Etikett durch das Spulenwickelverfahren hergestellt wird, wird die Etikettenspule auf einem Wickelwerkzeug aufgewickelt und fixiert, und die Anzahl der Windungen der Antennenspule ist erforderlich (typischerweise 50-1500). Diese Methode wird für RFID-Tags mit einem Frequenzbereich von 125-134 KHz verwendet, was die Nachteile hoher Kosten und geringer Produktionsgeschwindigkeit aufweist.
Die gedruckte Antenne druckt direkt Leiterbahnen auf das isolierende Substrat (Film) mit leitfähiger Tinte, um eine Antenne und eine Schaltung zu bilden, die auch als additive Fertigungstechnik bezeichnet wird. Die Hauptdruckverfahren wurden vom Siebdruck auf Offsetdruck, Flexodruck, Tiefdruck usw. erweitert. Die ausgereifteren Produktionsverfahren sind Siebdruck und Tiefdruck. Fortschritte in der Drucktechnologie und ihre weitere Anwendung bei der Herstellung von RFID-Antennen haben die Kosten für die Herstellung von RFID-Tags reduziert, wodurch die Verwendung von RFID-Tags erleichtert wird.
Die gedruckte Antenne selbst hat im Vergleich zu geätzten Antennen und gewundenen Antennen die folgenden einzigartigen Merkmale:
Erstens kann die Herstellung gedruckter Antennen die elektrischen Leistungsparameter genauer anpassen, um die Kartenleistung zu optimieren.
Die wichtigsten technischen Parameter von RFID-Tags sind: Resonanzfrequenz, Q-Wert und Impedanz. Um eine optimale Leistung zu erzielen, können alle RFID-Tag-Herstellungstechniken durch Ändern der Antennennummer, der Antennengröße und des Drahtdurchmessers erhalten werden. Die gedruckte Antennentechnologie kann auch präzise an einen gewünschten Zielwert angepasst werden, indem die Breite der Linie lokal geändert wird, die Dicke der Waferschicht geändert wird und dergleichen.
Zweitens kann die Herstellung gedruckter Antennen die Form der Spule willkürlich ändern, um die Oberflächenverarbeitungsanforderungen des Benutzers zu erfüllen.
Aufgrund des vielseitigen Einsatzes von RFID-Karten und der zunehmenden Vielfalt an Personalisierungsanforderungen können bedruckte Antennen leicht in jede Form gebracht werden, z. B. Oberflächen mit unterschiedlichen Krümmungen und Winkeln, um die Kundenanforderungen ohne Reduzierung zu erfüllen. Verwenden Sie Leistung.
Drittens kann die gedruckte Antenne eine Vielzahl unterschiedlicher Kartenbasismaterialien verwenden.
Gedruckte Antennen können je nach Benutzeranforderungen mit unterschiedlichen Kartenmaterialien verwendet werden. Neben PVC (Polyvinylchlorid), PET-G (Copolyester), PET (Polyester), ABS (Acrylnitril-Butadien-Benzol) können auch eingesetzt werden. Ethylencopolymer), PC (Polycarbonat) und Materialien auf Papierbasis. Wenn Wickeltechnologie verwendet wird, ist es schwierig, RFID-Tags herzustellen, die unter Verwendung rauer Umgebungsbedingungen unter Verwendung von Materialien wie beispielsweise PCs hergestellt werden.
Viertens ist die Herstellung gedruckter Antennen für Wafermodule verschiedener Hersteller geeignet.
Mit der weit verbreiteten Verwendung von RFID-Tags haben sich immer mehr IC-Chip-Hersteller dem Team angeschlossen, das RFID-Chip-Module herstellt. Aufgrund fehlender einheitlicher Standards sind die elektrischen Leistungsparameter unterschiedlich, und die Flexibilität der gedruckten Antennenstruktur kann mit verschiedenen Wafern und Modulen in verschiedenen Gehäuseformaten abgestimmt werden, um die beste Leistung zu erzielen. [Nächster]
RFID-Technologie für leitfähige Tinte und gedruckte Antenne
RFID-gedruckte Antennen weisen stärkere Eigenschaften als herkömmliche Antennen auf, hauptsächlich abhängig von den Eigenschaften leitfähiger Tinten und ihrer perfekten Kombination mit der Drucktechnologie.
Leitfähige Tinten bestehen aus feinen leitfähigen Partikeln oder anderen speziellen Materialien (wie leitfähigen Polymeren usw.), die auf flexible oder starre Substrate gedruckt sind, um gedruckte Schaltungen herzustellen, die als Drähte, Antennen und Widerstände dienen. Die leitfähige Tinte bestimmt weitgehend die Impedanz der RFID-gedruckten Antenne als einen wichtigen Parameter für die Leistung der RFID-Antenne.
Abhängig vom Herstellungsprozess können leitfähige Tinten in indirekt leitfähige Tinten und direkt leitfähige Tinten klassifiziert werden.
Die leitfähige Tinte umfasst eine Kohlenstoffpastentinte, eine Kupferpastentinte, eine Silberpastentinte und eine Goldpastentinte gemäß einer Zusammensetzung eines leitfähigen Faktors, der in der leitfähigen Tinte enthalten ist. Aufgrund des geringeren spezifischen Widerstands von Silberpastentinten ist es die beste Wahl für RFID-Tags. Da Kupfer sehr schnell oxidiert, eignet es sich auch nicht zum Bedrucken von RFID-Antennen.
Aus der Perspektive der zukünftigen Entwicklung wird die RFID-gedruckte Antennentechnologie zur etablierten RFID-Antennenfertigungstechnologie, die sich aus den folgenden Vorteilen der Verwendung von leitfähiger Tinte für den Antennendruck ergibt:
Kostengünstig
Die Kostenreduzierung hängt hauptsächlich von den zwei Aspekten des leitfähigen Tintenmaterials und des Siebdruckprozesses ab. In Bezug auf die Materialkosten ist die Tinte billiger als das Stanzen oder Ätzen von Metallspulen, insbesondere bei steigenden Preisen für Kupfer und Silber. Sie ist eine ideale Alternative zur Herstellung von RFID-Antennen mit dem Druck von leitfähigem Tinte. In Bezug auf den Materialverbrauch verbraucht das Ätzen eine große Menge Metall, und gedruckte Antennenkreise mit leitfähiger Tinte sind schnell, materialsparend, kostengünstig und äußerst effizient.
Ein Grund, warum der Siebdruckprozess die Kosten senken kann, ist die Tatsache, dass die Investition in die Einführung von Druckgeräten viel billiger ist als die Einführung von Kupferätzanlagen. Da es aufgrund der Umweltanforderungen während des Druckvorgangs nicht erforderlich ist, zusätzliche Investitionen hinzuzufügen, sind die Wartungskosten für Produktion und Ausrüstung niedriger als die für das Kupferätzverfahren, wodurch die Kosten pro Einheit des Etiketts reduziert werden.
Gute elektrische Leitfähigkeit
Nachdem die leitfähige Tinte getrocknet ist, bewegen sich die freien Elektronen in Richtung des angelegten elektrischen Feldes, um einen Strom zu bilden, da der Abstand zwischen den leitfähigen Partikeln klein wird, und somit weist die gedruckte RFID-Antenne eine gute elektrische Leitfähigkeit auf.
Leicht zu bedienen
Die Drucktechnologie als additive Fertigungstechnik ist ein einfach zu kontrollierender einstufiger Prozess, der inhärent eine subtraktive Fertigungstechnik (wie Ätzen) ist.
Keine Verschmutzung
Lichtempfindliche Klebstoffe und andere chemische Mittel, die beim Kupferätzprozess verwendet werden müssen, wirken stark erosiv und die erzeugten Abfälle und Abwässer verursachen eine stärkere Umweltverschmutzung. Das Drucken mit einer leitfähigen Tinte direkt auf das Substrat macht chemische Reagenzien überflüssig und hat daher den Vorteil, dass keine Kontaminationen auftreten.
Flexible Substratauswahl
Leitfähige Tinten können auf fast alle Bedruckstoffe gedruckt werden, einschließlich Polyester, Polyimid, ABS-Konstruktionskunststoffe, PVC (Polyvinylchlorid), Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat und (Beschichtungs) karton. Bei der Kupferätztechnologie können nur Substrate mit hoher Korrosionsbeständigkeit verwendet werden, beispielsweise Polyester, die im Allgemeinen teurer sind als die für den Druck ausgewählten Substrate.
Gedruckte leitfähige Tintenantennen können auch höheren mechanischen Belastungen von außen standhalten. Darüber hinaus weisen mit RFID-Tag gedruckte Antennen, die aus leitfähigen Tinten hergestellt werden, eine höhere Flexibilität und höhere Zuverlässigkeit auf.
Beim Drucken von RFID-Antennen mit leitfähigen Tinten müssen die folgenden Aspekte des Betriebs besondere Aufmerksamkeit erfordern, um die besten Druckergebnisse zu erzielen.
Betriebsumgebung: Die Wahl der Druckumgebung hat direkte Auswirkungen auf den Druckeffekt. Der Staub und Fremdkörper im Druckbereich sollten minimiert werden. Die Umweltanforderungen sind mindestens 100000 Reinräume.
Vorbehandlung: Um sicherzustellen, dass die bedruckte Oberfläche sauber und frei von Verschmutzungen, Fett und Oxid usw. ist, gilt: Je kürzer die Verweilzeit nach der Druckoberflächenbehandlung, desto besser Oxidation oder Verschmutzung.
Verdünnung: Nachdem Sie die Viskosität der Tinte angepasst haben, fügen Sie eine kleine Menge Verdünner hinzu, um den Druckeffekt des automatischen Druckens zu verbessern. Vor Gebrauch 10 Minuten gut rühren.
Vorbacken: Temperatur und Zeit können dem Produktionsprozess angepasst werden.
Lagerung: Die Temperatur wird zwischen 20 und 25 Grad gelagert, vor Licht und Hitze geschützt.
Es ist ersichtlich, dass die Verwendung von leitfähiger Tinte zur Herstellung von RFID-gedruckten Antennen hohe Anforderungen an den Prozess stellt. Die leitfähige Tinte selbst sollte die Eigenschaften einer starken Adhäsion, eines niedrigen spezifischen Widerstands, einer niedrigen Aushärtungstemperatur und einer stabilen elektrischen Leitfähigkeit aufweisen, um die funktionalen Anforderungen der RFID-Antenne zu erfüllen. [Nächster]
Anwendungswert der RFID-Druckantenne
Die RFID-Technologie wurde in den Bereichen Logistik, Einzelhandel, Militär, Stadtverwaltung, Bibliotheksverwaltung, Rückverfolgbarkeit von Lebensmittelsicherheit und anderen Bereichen eingesetzt. Insbesondere im Einzelhandel wurden RFID-Etiketten von zahlreichen Einzelhändlern aufgrund ihrer fortschrittlichen Technologie und des bequemen Managements zur Überwachung des Warenflusses in Echtzeit zu Warenverpackungen hinzugefügt. Große internationale Einzelhändler wie Wal-Mart und Metro haben ihre Lieferanten aufgefordert, RFID-Tags an den angebotenen Produkten anzubringen.
Daher müssen RFID und verwandte Technologien kontinuierlich verbessert werden, um die Anwendungsanforderungen verschiedener Branchen und Bereiche zu erfüllen. Die Verwendung leitfähiger Tinten und der fortschrittlichen RFID-Antennendrucktechnologie kann den Anwendungswert elektronischer RFID-Tags optimieren und die Anwendung von RFID weiter fördern. Daher konzentriert sich der Anwendungswert der RFID-Antennendrucktechnologie hauptsächlich auf die folgenden zwei Aspekte:
Reduzieren Sie zunächst die Etikettenkosten und bewerben Sie RFID-Anwendungen branchenübergreifend.
Die hohen Kosten für Etiketten haben die RFID-Industrie und ihre Anwender immer gequält. Die Kosten für RFID-Tags sind in allen Aspekten von RFID am größten. Bei der Förderung der Anwendung von elektronischen RFID-Tags ist es daher von höchster Priorität, die Kosten der Tags zu senken und die Leistung zu verbessern.
Bei Handelswaren kann die Verwendung von RFID-Tags zu erhöhten Produktkosten führen und die weitere Anwendung der RFID-Technologie behindern. Die Technologie der leitfähigen Tinte kann jedoch RFID-Anwendungen aus dem Kostenengpass machen. Die Verwendung leitfähiger Tinten zum Drucken von RFID-Tag-Antennen kann die Herstellungskosten von HF- und UHF-Antennen stark reduzieren, wodurch die Gesamtkosten von RFID-Tags reduziert werden.
Die RFID-gedruckte Antenne mit leitfähiger Tinte wurde in elektronischen Tickets für elektronische Tags verwendet, die in Chinas Busfahrsystem verwendet werden. Die Fälschungssicherheit von Produkten in der Medizin und in anderen Bereichen ist auch ein Bereich, in dem elektronische RFID-Tags verwendet werden können. Die Senkung des Preises des Etiketts ermöglicht die Anwendung auf das Fälschungsschutzsystem für Produkte mit hohem Mehrwert wie Arzneimittel und Alkohol.
Zweitens die Entwicklung der Druckindustrie fördern.
Für die Herstellung von RFID-Antennen sind neben leitfähigen Tinten fortschrittliche Drucktechniken erforderlich. Dies erweitert zweifellos die Richtung und den Weg der Entwicklung für die Druckindustrie, so dass sie nicht länger auf den traditionellen Papierdruck beschränkt ist, sondern einen Schnittpunkt mit der Industrie für automatische Identifikation und der Halbleiterindustrie hat, die den gemeinsamen Fortschritt verschiedener Branchen fördern kann.
Um mit der Entwicklung der elektronischen RFID-Etikettentechnologie und der gedruckten RFID-Antenne mit leitfähiger Tinte zu kooperieren, wird die Druckindustrie außerdem fortschrittlichere Drucktechnologien entwickeln und so die schnelle Entwicklung der Druckindustrie selbst fördern.
Mit der Entwicklung leitfähiger Tinten und der Drucktechnologie wird die RFID-gedruckte Antennentechnologie populär und in großem Umfang eingesetzt, und die Kosten für RFID-Tags werden weiter gesenkt, wodurch die Anwendung der RFID-Technologie in mehr Bereichen gefördert wird.