rfid電子標(biāo)簽天線制作模切技術(shù)分享
隨著RFID電子標(biāo)簽的普及與應(yīng)用,其工藝技術(shù)也逐漸完善與成熟。下文就為大家介紹RFID電子標(biāo)簽天線的制作方法和模切工藝。RFID電子標(biāo)簽天線制造一般的超高頻和高頻天線制造方法主要存在蝕刻法,電鍍法,印刷法。由于主流的蝕刻法生產(chǎn)速度慢,浪費(fèi)材料,而且污染環(huán)境;而印刷法的導(dǎo)電銀漿成本居高不下,天線可靠性也不高;這一切導(dǎo)致人們開始開發(fā)新的低成本,高性能天線制造方法。因此,我們有了采用模切技術(shù)來(lái)加工不干膠結(jié)構(gòu)材料來(lái)生產(chǎn)rfid電子標(biāo)簽天線。
1、模切技術(shù)原理:模切技術(shù)其實(shí)屬于一種裁切工藝,把不干膠材料放在模切機(jī)的模切臺(tái)上,然后按照事先設(shè)計(jì)好的圖形進(jìn)行制作成的模切刀版施加壓力,使刀鋒對(duì)應(yīng)的地方受力斷裂分離, 從而得到所需要的形狀。不干膠材料的模切一般僅僅將面材和膠粘層切穿,即半切穿,保留底紙和其表面的硅油涂層;最終使模切成型的標(biāo)簽保留在底紙上。
2、模切材料:rfid電子標(biāo)簽天線一般是由一層1 8 u m厚的鋁或銅加上1 0 0 u m厚的離型紙構(gòu)成的。鋁或銅層是作為功能層,在它上面形成RFID天線的圖案形狀;PET是作為天線圖案的承載層,主要起著機(jī)械支撐的作用,此外,P E T基材的介電常數(shù)和厚度也會(huì)影響天線的諧振頻率。這種結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的不干膠結(jié)構(gòu)很類似,只不過(guò)不干膠中間多了一層增強(qiáng)層;所以我們采用天線做成不干膠結(jié)構(gòu)形式。我們模切所用的材料有三層結(jié)構(gòu):帶硅油的離型紙或PET(大概100μm),粘膠層(大概20μm),帶增強(qiáng)層的鋁箔(大概35μm),其中硅油主要是為了便于分離廢料, 增強(qiáng)層主要是為了加強(qiáng)鋁箔, 便于排廢。
3、模切機(jī):模切機(jī)主要是通過(guò)控制壓力來(lái)完成模切。其工作原理是利用模切刀、鋼刀、五金模具、鋼線(或鋼板雕刻成的模版),通過(guò)壓印版施加一定的壓力,將材料軋切成你所需要形狀。根據(jù)模切底板和壓切機(jī)構(gòu)的不同,模切機(jī)可分為平壓平、圓壓平和圓壓圓三種類型。
雖然我們采用不干膠的結(jié)構(gòu)來(lái)制作我們的天線, 但是我們的面材是金屬鋁或銅。金屬比較容易損耗刀模,對(duì)于非金屬材料,蝕刻模一般可以模切20萬(wàn)次,對(duì)于金屬來(lái)說(shuō)大概在2萬(wàn)次左右就必須修?;驈U棄。所以我們選擇好一點(diǎn)的模具材料也可以對(duì)刀鋒處進(jìn)行熱處理來(lái)提高刀鋒的硬度。
RFID天線圖案比較精細(xì)復(fù)雜,間距也比較小,一般線寬在1mm左右。所以我們選擇精度高的蝕刻刀或者是雕刻模,而且一般選擇單峰刀模,有斜角的面朝外,沒(méi)有斜面的朝內(nèi),這樣保證切出來(lái)的線寬是1mm,而且平直。
模切材料要求:前面提到面材的強(qiáng)度對(duì)排廢具有很大的影響。我們所用的鋁箔一般在1 8μm左右, 此時(shí)它的強(qiáng)度十分弱, 基本上用手一扯就破了; 直接采用一單層鋁箔或銅箔作為面材,強(qiáng)度明顯不夠。為此,我們?cè)阡X箔的背面增加了一層增強(qiáng)層,在這里我們選擇為10μm厚的PET。為了節(jié)約成本,我們選擇離型紙作為天線基材。粘膠為了排廢和模切的方便,我們選擇水乳性的膠作為我們的膠粘層。膠層厚度在20μm左右。
排廢難點(diǎn)分析:RFID超頻天線圖案精細(xì)復(fù)雜,導(dǎo)致模切工藝的排廢異常困難。這也是模切天線的困難之所在。存在閉合環(huán), 一般偶極子天線為了把阻抗調(diào)到與芯片共軛匹配,其天線結(jié)構(gòu)中都存在T型匹配結(jié)構(gòu)或電感耦合結(jié)構(gòu); 這些阻抗匹配結(jié)構(gòu)基本上是一個(gè)閉合的圓環(huán)。直接排廢基本上不可能。天線結(jié)構(gòu)中為了調(diào)節(jié)天線的實(shí)部部分,T型匹配結(jié)構(gòu)只是與天線輻射部分在中間部分相連。T型結(jié)構(gòu)其他部分與天線輻射部分存在一個(gè)間隙。此間隙與彎折線和正常的排版方向垂直,一般不好排廢。偶極子天線為了小型化, 一般采用了彎折線技術(shù)。彎折線的間距一般在1mm-2mm左右。彎折高度大概在8mm左右。這些細(xì)長(zhǎng)的彎折線是比較難排廢。我們?cè)诩恿嗽鰪?qiáng)層以后, 發(fā)現(xiàn)一端的彎折線間隙可以直接排掉,另一端的彎折線間隙不好排掉。同樣為了小型化, 天線末端有時(shí)也會(huì)存在折合結(jié)構(gòu), 這相當(dāng)于大半個(gè)閉合環(huán),給排廢帶來(lái)了比較大的困難。
針對(duì)rfid天線精細(xì)復(fù)雜的情況,我們提出了兩次模切兩次排廢的天線制造方案。我們把天線分為內(nèi)部圖案和框架圖案兩大部分??蚣軋D案是一個(gè)很規(guī)則的圖案可以直接排廢;而內(nèi)部屬于比較難排的圖案,我們把其分為一個(gè)個(gè)分離的圖案,用粘膠把其粘掉排廢。
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