RFID標(biāo)簽具有讀寫速度快、讀取距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)容量大等優(yōu)點(diǎn)，已在眾多領(lǐng)域得到了快速應(yīng)用。RFID標(biāo)簽通常由芯片和天線組成，其中天線起著非常重要的作用，它不僅要將RFID標(biāo)簽所存儲(chǔ)的信息調(diào)制反射，同時(shí)還要捕獲閱讀器發(fā)射的電磁波，為芯片提供能量。關(guān)于RFID標(biāo)簽天線的制作，目前已有多種方法，本文試探討噴墨印刷這種新興的天線印制方式。
噴墨印刷的優(yōu)勢(shì)
RFID標(biāo)簽天線常用的制作方法有：蝕刻法、電鍍法和直接印制法(導(dǎo)電油墨印刷法)，目前國(guó)內(nèi)外主要以蝕刻法和電鍍法為主。
與蝕刻法和電鍍法相比，直接印制法是最近正在興起和研究的一種天線印制技術(shù)，其制作RFID標(biāo)簽天線主要有三方面的優(yōu)點(diǎn)：
(1)傳統(tǒng)蝕刻法和電鍍法工藝復(fù)雜，制作時(shí)間長(zhǎng)；直接印制法制作RFID標(biāo)簽天線更為高效、快速。
(2)傳統(tǒng)蝕刻法和電鍍法制作的RFID標(biāo)簽天線要消耗大量的金屬材料，成本較高；直接印制法的原材料成本要低一些，這對(duì)于降低RFID標(biāo)簽的制作成本有很大的意義。
(3)傳統(tǒng)蝕刻法和
印刷報(bào)價(jià)電鍍法的制作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含金屬和化學(xué)溶劑的廢液，對(duì)環(huán)境造成較大污染；直接印制法采用導(dǎo)電油墨直接在承印材料上進(jìn)行印刷，不含侵蝕性物質(zhì)，較少或不使用有機(jī)溶劑，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
正是直接印制法具有上述蝕刻法和電鍍法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，使其成為RFID標(biāo)簽天線制作的熱點(diǎn)，并逐漸被采用。
直接印制法的方式有很多種，包括網(wǎng)印、柔印、凹印、噴墨印刷等。目前常用的是網(wǎng)印，但因其印刷速度較慢、生產(chǎn)效率較低、印刷精度不高、墨層厚、成本較高等缺點(diǎn)，已逐漸不能滿足天線精細(xì)印制的要求。作為一種新興的印刷方式，噴墨印刷技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)：無(wú)需接觸、無(wú)需壓力、無(wú)需制版，具有分辨率較高、工藝流程少等特點(diǎn)，可以印刷紙類、塑料類、金屬類等多種材料。截至目前，國(guó)內(nèi)外很多專家、學(xué)者已通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明RFID標(biāo)簽天線可以由導(dǎo)電油墨通過(guò)噴墨印刷方式印制，并具有印刷膜層薄、印刷成本低、導(dǎo)電性好、天線圖案易控制等特點(diǎn)。
影響噴墨印刷天線質(zhì)量的因素
RFID標(biāo)簽天線的電感和阻抗關(guān)系到其工作頻段、識(shí)讀距離、數(shù)據(jù)交換速度、實(shí)現(xiàn)方式等諸多非常關(guān)鍵的特性指標(biāo)。而RFID標(biāo)簽天線的電感和阻抗與其結(jié)構(gòu)尺寸有很大關(guān)系。天線印刷后的結(jié)構(gòu)尺寸誤差主要體現(xiàn)在天線的膜層寬度和厚度的制造誤差上，從印刷的角度來(lái)說(shuō)，RFID標(biāo)簽天線的電感和阻抗受印刷過(guò)程中天線膜層質(zhì)量的影響較大。
影響噴墨印刷天線膜層質(zhì)量的因素有很多，包括噴出墨滴的速度、噴出墨滴的大小、噴墨印刷油墨的性質(zhì)、噴頭控制系統(tǒng)等。下面介紹兩個(gè)主要因素：噴墨印刷油墨的性質(zhì)和噴出墨滴的速度。
1.噴墨印刷油墨的性質(zhì)
RFID標(biāo)簽天線要求具有導(dǎo)電性，所以天線印刷所用的油墨要具有導(dǎo)電顆粒，導(dǎo)電油墨就是這樣一種特殊的油墨。導(dǎo)電油墨是用于制作RFID標(biāo)簽天線不可缺少的材料，它的好壞將直接影響天線導(dǎo)電性能的優(yōu)劣。
噴墨印刷用導(dǎo)電油墨一般以水基或醇基為主，其組分是納米金屬顆粒、溶劑(水或醇類)、表面活性劑、分散穩(wěn)定劑和其他助劑。制備噴墨印刷用導(dǎo)電油墨，首先需要得到納米金屬乳液。一般是在低濃度下，通過(guò)化學(xué)還原法制備出納米金屬顆粒，如納米銀、銅等，然后干燥、重新分散，得到高濃度的金屬顆粒懸浮液，再調(diào)整相關(guān)參數(shù)制成適合噴墨印刷的導(dǎo)電油墨。
納米金屬顆粒是導(dǎo)電油墨的主要成分，其濃度的高低非常關(guān)鍵，因?yàn)樗粌H關(guān)系到天線能否表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性能，還關(guān)系到導(dǎo)電油墨能否順利印刷。如果導(dǎo)電油墨中金屬顆粒的濃度過(guò)高，納米金屬顆粒之間的距離變小，易出現(xiàn)油墨沉積結(jié)塊現(xiàn)象，在進(jìn)行噴墨印刷時(shí)，不利于導(dǎo)電油墨的順利噴出，影響印刷質(zhì)量。
另外，在印刷時(shí)導(dǎo)電油墨要保證適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性。導(dǎo)電油墨的流動(dòng)性太好，印刷過(guò)程中印跡易鋪展擴(kuò)大，線條清晰度下降，細(xì)小線條分辨率及膜層厚度均難達(dá)到要求；導(dǎo)電油墨的流動(dòng)性差，則不易轉(zhuǎn)移到承印材料上，印跡會(huì)出現(xiàn)空隙、斷線及針眼的問(wèn)題，尤其是細(xì)線條的印刷均勻度會(huì)嚴(yán)重下降。同時(shí)，導(dǎo)電油墨還必須具有良好的觸變性。觸變性表征的是導(dǎo)電油墨在外力作用下，黏度降低；外力撤除后，黏度迅速恢復(fù)的特性。導(dǎo)電油墨印刷后沉積在承印材料上，如果導(dǎo)電油墨的觸變性不好，外力撤除后其黏度不能迅速恢復(fù)到靜置時(shí)的狀態(tài)，那么導(dǎo)電油墨會(huì)向周圍流溢，印跡邊緣不清晰。
通過(guò)噴墨印刷方式將導(dǎo)電油墨印刷在絕緣柔性承印材料上，形成RFID標(biāo)簽天線的圖案，但此時(shí)納米金屬顆粒間還沒(méi)有形成連續(xù)的導(dǎo)電層，需要處理后方可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性。常用的后處理方式有烘箱加熱燒結(jié)、壓延、脈沖激光處理等。經(jīng)上述方法處理后，納米金屬顆粒之間相互搭接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，獲得導(dǎo)電性良好的RFID標(biāo)簽天線。
2.噴出墨滴的速度
噴出墨滴的速度是影響噴墨印刷天線質(zhì)量中很重要的一個(gè)因素。隨著墨滴速度的改變，墨滴到達(dá)承印物表面時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉積、飛濺、反彈等不同的現(xiàn)象。在噴墨印刷RFID標(biāo)簽天線時(shí)，我們希望墨滴沉積在承印材料表面，而不發(fā)生飛濺或者反彈現(xiàn)象，否則便會(huì)影響RFID標(biāo)簽天線的性能，不能滿足客戶的要求。
噴出墨滴的速度受很多因素的影響，如噴頭結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電壓大小、油墨與供墨系統(tǒng)的潤(rùn)濕性等。當(dāng)然，還有墨滴飛行時(shí)外部環(huán)境的影響，如環(huán)境的溫濕度等。只有控制好這些因素，才能得到適合的墨滴速度。
結(jié)語(yǔ)
隨著技術(shù)人員的不斷努力，噴墨印刷在RFID標(biāo)簽天線印制方面會(huì)大放異彩，RFID標(biāo)簽天線的性能也會(huì)更上一層樓。相信噴墨印刷將成為RFID標(biāo)簽天線印刷的未來(lái)趨勢(shì)。
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