Малко подобрение в оборудването за дълбок печат може лесно да реши проблема с контактното налягане при производството на RFID електронни етикети!!
С настъпването на ерата на мобилния интернет, доминирана от 5G технологията, Интернет на всичко и повсеместното отчитане постепенно се превръщат в реалност. Като важно средство за Интернет на нещата (IoT) за възприемане на външния свят, RFID електронните тагове, особено ултра-високочестотните RFID тагове, ще бъдат широко прилагани. В тази статия, въз основа на практически производствен опит, авторът въвежда приложението на дълбокия печат при производството на електронни етикети за RFID и предлага някои решения за подобряване на качеството на печат за справка на читателите.
Технически характеристики на RFID електронни етикети
RFID електронните тагове са тагове, които използват безконтактна технология за автоматична идентификация за идентифициране на целеви обекти и получаване на подходящи данни чрез радиочестотни сигнали, без необходимост от човешка намеса по време на процеса на разпознаване. Като безжична версия на баркодовете, RFID електронните етикети имат предимства, които нямат баркодовете, включително водоустойчивост, магнит-устойчивост, висока-температура-устойчивост, дълъг експлоатационен живот, възможност за четене на дълги-разстояния, позволяващи криптиране на данни, по-голям капацитет за съхранение на данни и гъвкаво актуализиране на информация. Методите за кодиране, съхранение и четене/запис на RFID електронни етикети се различават от традиционните етикети (като баркодове) или ръчни етикети. Кодираните данни се съхраняват на интегрални схеми или във формати само-за четене или за четене/запис. По-специално, четенето и писането се постигат чрез безжично електронно предаване, както е показано на фигура 1.
Като цяло, забележителните технически характеристики на RFID електронните етикети са: те могат да идентифицират индивидуални, силно специфични обекти, за разлика от баркодовете, които могат да идентифицират само категория артикули; те могат да четат множество обекти едновременно, докато баркодовете трябва да се четат един по един; могат да съхраняват голямо количество информация; и чрез използване на радиочестота данните могат да се четат през външни материали, докато баркодовете изискват лазери или инфрачервени лъчи, за да четат информация от повърхността на материалите.
Фигура 1 Схематична диаграма на принципа на работа на RFID електронен етикет Общи производствени процеси на RFID електронни етикети Има три основни производствени процеса за RFID електронни етикети: процес на изгаряне на медна жица, процес на ецване на метал и процес на печат. Сред тях процесът на печат използва предимно технология за ситопечат (както е показано на фигура 2). Поради ограниченията на проводимостта и проводимия механизъм на проводящата паста, могат да се използват само проводяща сребърна паста с високо-съдържание на сребро-и нисък-мрежа-брой мрежи. Освен това, повлиян от множество фактори като вискозитет на мастилото, пластичност, течливост, налягане на чистачката, напрежение на екрана и смущения в мрежата, структурата на окабеляването на печатния RFID електронен етикет е предразположена към проблеми като деформация, грапави ръбове, късо съединение, счупвания и значителна разлика между действителната радиационна ефективност и теоретичната радиационна ефективност, както е показано на Фигура 3.
Фигура 2 Схематична диаграма на производство на RFID електронни етикети чрез ситопечат на проводима сребърна паста
图3 丝网印刷RFID电子标签导线的局部放大图
目前,行业普遍使用铝箔蚀刻法制造超高频RFID电子标签,而普及应用超高频RFID电子标签的主要瓶颈是标签的价格,尺寸和环境适应性.铝箔蚀刻法制作日线的过程包括金属贴合,光阻印刷,金属蚀刻等,流程较为繁杂,成本偏高且不环保.其中,在印刷日线油墨方面,根据成分不同,包括银浆,铝浆,铜浆与碳浆等,以金属浆料印刷的日线效果最好.然而,目前铝,铜金属浆需高温脱氧烧结才能展现导电性,使得日线底材受到一定限制,而传统碳浆导电性未达日线应用的电阻要求,且银浆日线的制程繁琐,价格昂贵,导电性能会因弯折而降低,使得目前在市场上利用印刷方式来制作RFID日线的方式仍无法大规模生产并无法取代目前的铝蚀刻日线.而采用RFI D电子标签导电浆料制作日线,其制程环保,简单且无污染,价格便宜且质量轻,适合各种无线日线的印制,在市场上无论从性能方面,还是价格方面来说,都具备十足的竞争力.
凹版印刷在RFID电子标签制作中的应用
由于导电浆料具备导电性能高,兼容性强,性价比高等特点,越来越多的厂家采用石墨烯浆料印制RFID标签.由于凹版印刷精度高,速度快,生产效率高,石墨烯RFID电子标签的生产制造通常采用凹版印刷来完成.在印刷过程中,石墨烯浆料被填充到凹版滚筒的凹槽内,凹版滚筒表面多余的石墨烯浆料用刮刀刮掉,凹槽内的石墨烯浆料印刷至基材上.为适用于各种印刷场合,如不同粗糙度或不同型号的凹版滚筒,不同结构的石墨烯日线等,需要调整刮刀与凹版滚筒的接触角度,接触压力等参数,以防止所印制的石墨烯RFID电子标签日线出现结构变形,边界粗糙,短路,断路等问题. Под при нормални обстоятелства, в съществуващите устройства за дълбок печат, след регулиране на ъгъла на ракелното острие, работната позиция на ракелното острие е фиксирана по време на процеса на печат и не може да бъде променяна. Ако работната позиция на ракелното острие е регулирана, това може да доведе до прекомерно или недостатъчно контактно налягане с цилиндъра за гравиране или, поради високото прецизно прилягане между ракелното острие и цилиндъра за гравиране, може дори да има проблем, когато те изобщо не осъществяват контакт. Освен това, за гравиращи цилиндри с ниска прецизност на заоблеността, ракелното острие може да не контактува постоянно с повърхността на дълбокия цилиндър, което прави невъзможно чистото отстраняване на излишната графенова паста. Освен това, ако печатащото устройство се повреди и цилиндърът за дълбоко гравиране се разклати, това може да причини удари върху ракелното острие, подлагайки ракелното острие и свързаните с него механизми на ударно напрежение, потенциално повреждайки ракелното острие или неговия свързващ механизъм, което от своя страна влошава способността на ракелното острие за отстраняване на паста. Що се отнася до контактното налягане между ракелното острие и цилиндъра за дълбок печат, съществуващите устройства за дълбок печат не могат да го контролират. Обикновено той е предварително зададен въз основа на опит, което води до лоша точност и адаптивност към различни продукти. Това предотвратява настройването на подходящ натиск на ракелното острие според действителното състояние на продукта, като по този начин влияе върху качеството на печат на електронните етикети с графен RFID. За да реши този проблем, авторът е подобрил устройството за дълбок печат, което позволява регулиране на цилиндъра за дълбок печат, ракелното острие, компонентите за линейно регулиране, компонентите за регулиране на ъгъла, компонентите за регулиране на налягането и плаващите компоненти, както е показано на Фигура 4.
Фигура 4 Схематична диаграма на компоненти, свързани с устройството за дълбок печат
Специфичният метод е както следва: регулиращият компонент е свързан към ракелното острие и се движи линейно по радиалната посока на гравиращия цилиндър, карайки ракелното острие да се измести с движещия се компонент; компонентът за регулиране на ъгъла свързва ракелното острие и компонента за линейно регулиране, позволявайки на ракелното острие и компонента за линейно регулиране да се въртят съответно, за да регулират контактния ъгъл между ракелното острие и цилиндъра за гравиране; въртящата се част е свързана с ракелното острие и компонента за линейно регулиране чрез подвижна секция, което позволява на ракелното острие и компонента за линейно регулиране да се движат радиално спрямо цилиндъра за гравиране.
Това решение може да регулира ъгъла на контакт между ракелното острие и цилиндъра за гравиране, както и да регулира и измерва контактното налягане между тях, като гарантира, че излишната графенова паста върху повърхността на цилиндъра за гравиране е напълно изстъргана, докато пастата в жлебовете се отпечатва върху субстрата. RFID електронните етикети, отпечатани с помощта на тази технология за дълбок печат, показват гладки ръбове, без назъбвания и действителна радиационна ефективност, съответстваща на теоретичната радиационна ефективност, като ефективно се справят с предизвикателствата, срещани при производството на RFID електронни етикети чрез ситопечат, както е показано на Фигура 5.
Фигура 5 Локален уголемен изглед на проводника на дълбоко{1}}отпечатан RFID електронен етикет. Тази технология за дълбок печат може да се приложи към различни сценарии за печат. Предотвратява структурна деформация, грапави ръбове и къси съединения или счупвания в отпечатани графенови RFID етикети антени, като гарантира качеството на печат на RFID електронни етикети, произведени чрез дълбок печат. Това постига висока прецизност и ефективност, решавайки техническите предизвикателства, съществуващи при печатането на RFID тагове.