RFID-antenni tootmistehnoloogia ja RFID-printimisantenni tulevikuanalüüs

Asjade interneti kiire arenguga on RFID-tehnoloogiat üha enam kasutatud logistikas, jaemüügis, laonduses, raamatute ja arhiivide valdkonnas. Seetõttu vajab RFID-tehnoloogia pidevat täiustamist, et see vastaks erinevate tööstusharude ja valdkondade rakendusnõuetele. Juhtiva tindi ja täiustatud RFID-antenni trükkimise tehnoloogia abil saab optimeerida RFID-elektrooniliste siltide rakendusväärtust ja veelgi edendada RFID-i rakendamist.

RFID-süsteemis jaguneb antenn kahte tüüpi: sildiantenn ja lugejaantenn. Sildiantenni eesmärk on kanda sildikiibile ja kiibilt maksimaalne energiahulk: edastamisel teisendada vool elektromagnetlaineteks; vastuvõtmisel teisendada elektromagnetlained vooluks.

RFID-antenni tootmistehnoloogia

RFID-antenni tootmistehnoloogia jaguneb peamiselt kolme tüüpi: mähise meetod, söövitusmeetod ja trükitud antenn. Nende hulgas on RFID-juhtiva tindi trükkimise antenn viimastel aastatel välja töötatud uus tehnoloogia. Ülaltoodud RFID-sildi antennide tootmismeetodid on vastavalt rakendatavad erineva sagedusega RFID-elektrooniliste siltide toodetele. Madala sagedusega RFID-elektroonilise sildi antenn valmistatakse põhimõtteliselt mähise teel. Kõrgsagedusliku RFID-elektroonilise sildi antenni saab valmistada ülaltoodud kolme meetodi abil, kuid peamine materjal on söövitusantenn ja selle materjal on üldiselt alumiinium või vask. UHF-i RFID-elektroonilise sildi antenn on peamiselt trükitud antenn.

(1) Mähise mähkimise meetod

Mähise mähkimise meetodil tuleb sildimähis mähkimisvahendile kerida ja kinnitada. Sel ajal peab antennimähise keerdude arv olema suur (tavaliselt 50–1500 keerdu). Seda meetodit kasutatakse RFID-siltide puhul sagedusalas 125–134 KHz ning selle puudusteks on kõrge hind ja aeglane tootmiskiirus.

(2) Söövitusmeetod

Söövitusmeetod algab lameda vaskfooliumi lamineerimisega plastkilele; seejärel vaskfoolium kaetakse valgustundliku liimiga, kuivatatakse ja valgustatakse läbi positiivse kile (soovitud kujuga mustriga); seejärel asetatakse see keemilisse ilmutisse. Sel ajal pestakse valgustundliku liimi valgustatud osa maha, et paljastada vask; lõpuks asetatakse see söövitusbasseini, kus kogu valgustundliku liimiga katmata vask söövitatakse maha, et saada soovitud kujuga vaskmähis. Söövitusmeetodil valmistatud antenn on suure täpsusega ja selle omadused vastavad RFID-lugeri päringusignaalile. Samal ajal on antenni impedants ja raadiosageduslik jõudlus väga head, kuid hind on liiga kõrge.

(3) Trükitud antenn

Trükitud antennid on juhtivad jooned, mis trükitakse otse isoleerivatele aluspindadele (kiledele) juhtiva tindiga antennide ja vooluringide moodustamiseks. Selle peamist trükimeetodit on laiendatud ainult siiditrükist ofsettrükki, fleksotrükki, sügavtrüki ja muude tootmismeetoditeni ning arendatud suhteliselt küpseks siiditrüki ja sügavtrüki tehnoloogiaks.

Millised on RFID-trükitud antennide eelised?

1. Saaste puudub

Vase söövitusprotsessis kasutataval valgustundlikul liimil ja muudel keemilistel reagentidel on tugev erosiooniefekt ning tekkivad jäätmed ja eralduvad ained põhjustavad keskkonnale suuremat saastet. Juhtivat tinti kasutatakse aga otse aluspinnale trükkimiseks ilma keemiliste reagentideta, seega on selle eeliseks saaste puudumine.

2. Hea elektrijuhtivus

Pärast juhtiva tindi kuivamist, kuna juhtivate osakeste vaheline kaugus väheneb, liiguvad vabad elektronid rakendatava elektrivälja suunas, moodustades voolu, seega on RFID-prinditud antennil hea juhtivus.

3. Lihtne kasutada

Lisandtootmistehnoloogiana on trükitehnoloogia ise hõlpsasti juhitav üheastmeline protsess võrreldes lahutavate tootmistehnoloogiatega (näiteks söövitusega).

4. Alusmaterjali valik on paindlik ja mitmekesine

Juhtivat tinti saab trükkida peaaegu kõikidele trükimaterjalidele, sealhulgas polüester, polüimiid, ABS-insenerplastid, PVC (polüvinüülkloriid), polüetüleen, polüpropüleen, polükarbonaat, (katte)papp jne. Vase söövitustehnoloogia abil saab kasutada ainult väga korrosioonikindlaid alusmaterjale, näiteks polüestrit, mis on üldiselt kallimad kui trükkimiseks valitud alusmaterjalid.

Trükitud juhtiva tindiga antenn on võimeline vastu pidama ka suuremale välisele mehaanilisele pingele. Lisaks...Juhtivast tindist valmistatud RFID-siltide trükkimise antennil on parem elastsus ja suurem töökindlus.

5. Madal hind

RFID-trükiantenni kulude vähendamine sõltub peamiselt kahest põhjusest: juhtiva tindi materjalist ja siiditrüki protsessist. Materjali enda maksumuse osas on tindi hind madalam kui metallmähiste stantsimise või söövitamise hind, eriti vase ja hõbeda hindade tõustes on juhtiva tindi trükkimine ideaalne alternatiivmeetod RFID-antennide valmistamiseks; materjali tarbimise osas tarbib söövitamine palju metalli, samas kui juhtiva tindi trükkimise antenni ahelad on kiired, materjalisäästlikud, odavad ja suure tõhususega.

Üks põhjus, miks siiditrüki protsess võib kulusid vähendada, on see, et investeering trükiseadmete kasutuselevõttu on palju odavam kui vase söövitusseadmete kasutuselevõttu. Lisaks, kuna trükiprotsessis ei ole vaja keskkonnakaitsenõuete tõttu täiendavaid investeeringuid teha, on tootmise ja seadmete hoolduskulud samuti madalamad kui vase söövitamisel, vähendades seeläbi etiketi ühikuhinda.

Juhtiva tindiga RFID-antennide trükkimisel tuleks parima trükitulemuse saavutamiseks pöörata erilist tähelepanu järgmistele aspektidele.

Eeltöötlus: Selleks, et trükipind oleks puhas ja vaba saastumisest, rasvast ja oksiididest jne, mida lühem on trükipinna töötlemise järgne viibimisaeg, seda parem on vältida oksüdeerumist või saastumist.

Töökeskkond: Trükikeskkonna valikul on otsene mõju trükitulemusele. Tolmu ja võõrkehade saastumine trükipiirkonnas tuleks minimeerida. Keskkonnanõue on vähemalt puhas ruum üle 100 000.

Lahjendamine: Pärast tindi viskoossuse reguleerimist võib väikese koguse vedeldaja lisamine parandada automaatse printimise tulemust. Enne kasutamist segage korralikult 10 minutit.

Eelkuivatamine: Temperatuuri ja aega saab vastavalt konkreetsele tootmisprotsessile reguleerida.

Säilitamine: Hoida temperatuuril 20–25 kraadi, eemal valgusest ja kuumusest.

On näha, et juhtiva tindi kasutamisel RFID-printimisantennide valmistamiseks on kõrged tehnoloogilised nõuded. Juhtival tindil endal peaksid olema tugeva nakkuvuse, madala takistuse, madala kõvenemistemperatuuri ja stabiilse juhtivuse omadused, et see vastaks RFID-antenni funktsionaalsetele nõuetele.

Muidugi sõltub RFID-trükitud antennide tugevam olemus traditsioonilistest antennidest peamiselt juhtiva tindi omadustest ja selle ideaalsest koosmõjust trükitehnoloogiaga.

Juhtiv tint koosneb peentest juhtivatest osakestest või muudest spetsiaalsetest materjalidest (näiteks juhtivad polümeerid jne), mida saab trükkida painduvatele või kõvadele aluspindadele, et valmistada trükkplaate, mis toimivad juhtmete, antennide ja takistitena. Juhtiv tint määrab suuresti RFID-trükitud antenni impedantsi, mis on oluline parameeter, mis on seotud RFID-antenni jõudlusega.