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RFID電子標籤的模切工藝

1蝕刻法

首先在覆有金屬箔的PET薄膜上印刷抗蝕油墨來保護天線線路圖形在蝕刻中不被溶蝕掉,接著烘烤,蝕刻,清洗得到我們需要的天線圖案。

這種方法的

優點

是:工藝成熟,天線生產的成品率很高,而且天線的效能一致性很好; 而缺點就是:蝕刻工序很慢,導致天線生產速度慢;由於利用了減成工藝, 很大部分的銅箔都被蝕刻掉, 所以導致其成本比較高。

02印刷法

透過導電銀漿把天線圖案印刷在PET基材上,然後烘烤固化,就得到了天線的製造過程。

這種方法的

優點

是:生產速度快,而且可以實現柔性化生產,可以適用於小批次生產;缺點是:1、導電銀漿的導電性遠遠不如銅箔( 大概為其1/20),天線的導體損耗比較大,導致天線效率不如蝕刻法天線;2、導電銀漿對PET基材附著性不好,容易脫落,導致天線的可靠性不高。3、最近銀價大漲,導致導電銀漿的成本大幅增大,削弱了其成本的優勢。

03電鍍法

首先用導電銀漿(厚度薄於印刷法)或其他電鍍種子層把天線圖案直接印刷在PE T基材上,烘烤接著電鍍加厚,從而得到天線成品。這種方法的優點是:生產速度很快,天線導體損耗少,從而天線的效能好。缺點就是:初始的裝置投資很大,而且其只適合大批次生產。

04真空鍍膜法

先以印刷方式將Masking印刷在PET基材上形成RFID天線的反圖案,再以真空鍍膜方式鍍上鋁層或銅層, 最後經由D e - m a s k i n g製程便形成了RFID天線。

這種方法的優點是:生產速度快,成本比較低;缺點就是:沉積的膜大概在2μm左右,遠遠低於蝕刻和電鍍的1 8μm。天線的效能介於蝕刻和印刷之間。真空鍍膜的裝置大概一臺1 0 0萬美元, 裝置投資很大。跟電鍍法類似適合大批次生產。

也有人嘗試先印刷含鉑油墨到P E T基材上形成天線圖案作為種子層,然後化學鍍銅。它的優點是含鉑油墨相比導電油墨便宜。但是化學鍍銅的速度更慢而且沉積厚度大概幾個微米。

此外,高頻天線也存在一個佈線法,即把漆包線(大概在0。25mm)穿過超聲頭,超聲頭按照設計的圖案走線;走線過程中,漆包線與PVC基材超聲連線起來。這種方法的天線效能很好,可靠性也高,就是成本相對蝕刻法還要貴一些。

RFID電子標籤的模切工藝

圖1 (a)佈線法超聲鍵合頭;(b)佈線法制造出來的高頻天線

模切技術介紹

由於主流的蝕刻法生產速度慢,浪費材料,而且汙染環境;而印刷法的導電銀漿成本居高不下,天線可靠性也不高;這一切導致人們開始開發新的低成本,高效能天線製造方法。因此,我們有了採用模切技術來加工不乾膠結構材料來生產RFID天線。

2。1 模切技術原理

模切技術其實屬於一種裁切工藝,把不乾膠材料放在模切機的模切臺上,然後按照事先設計好的圖形進行製作成的模切刀版施加壓力,使刀鋒對應的地方受力斷裂分離, 從而得到所需要的形狀, 如圖2。不乾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矽油塗層;最終使模切成型的標籤保留在底紙上。

RFID電子標籤的模切工藝

圖2 模切原理圖

2。2 模切材料

RFID天線一般是由一層18um厚的鋁或銅加上100um厚的離型紙構成的。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,主要起著機械支撐的作用,此外,PET基材的介電常數和厚度也會影響天線的諧振頻率。這種結構與傳統的不乾膠結構很類似,只不過不乾膠中間多了一層增強層;所以我們採用天線做成不乾膠結構形式。我們模切所用的材料有三層結構:帶矽油的離型紙或PET(大概100μm),粘膠層(大概20μm),帶增強層的鋁箔(大概35μm),如圖

RFID電子標籤的模切工藝

圖3 模切材料結構圖

其中矽油主要是為了便於分離廢料, 增強層主要是為了加強鋁箔, 便於排廢。

2。3 模切機

模切機主要是透過控制壓力來完成模切。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),透過壓印版施加一定的壓力,將材料軋切成你所需要形狀。

根據模切底板和壓切機構的不同,模切機可分為平壓平、圓壓平和圓壓圓三種類型。

RFID天線模切方案

3。1 RFID天線模切特點分析

(1)模具要求:

1、雖然我們採用不乾膠的結構來製作我們的天線, 但是我們的面材是金屬鋁或銅。金屬比較容易損耗刀模,對於非金屬材料,蝕刻模一般可以模切20萬次,對於金屬來說大概在2萬次左右就必須修模或廢棄。所以我們選擇好一點的模具材料也可以對刀鋒處進行熱處理來提高刀鋒的硬度。

2、RFID天線圖案比較精細複雜,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,沒有斜面的朝內,這樣保證切出來的線寬是1mm,而且平直。如下圖所示:

RFID電子標籤的模切工藝