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RFID天线制造方法简介及模切技术介绍

1. RFID天线制造方法简介

天线制造技术主要是在低频范围内线圈绕组。一般的UHF和高频天线制造方法主要包括蚀刻方法,电镀方法和印刷方法。

1.1蚀刻方法

首先,在涂有金属箔的PET膜上印刷抗蚀油墨以保护天线图案在蚀刻期间不被侵蚀,然后烘烤,蚀刻和清洁以获得我们需要的天线图案。

该方法的优点是:工艺成熟,天线产量高,天线性能非常一致;缺点是蚀刻过程缓慢,导致天线生产缓慢;由于使用还原过程,大部分铜箔被蚀刻掉,这导致相对高的成本。

1.2印刷方法

通过导电银浆将天线图案印刷在PET基板上,然后烘焙并固化以获得天线制造工艺。该方法的优点是:生产速度快,生产灵活,可应用于小批量生产。

这种方法的缺点是:1导电银浆的导电率远小于铜箔的导电率(约为其的1/20),天线的导体损耗相对较大,导致天线效率不高与蚀刻天线一样好; 2导电银浆到PET基底材料的附着力不好,很容易脱落,导致天线的可靠性低。 3最近,白银价格大幅上涨,导致导电银浆成本大幅上升,削弱了其成本优势。

1.3电镀方法

首先,通过导电银浆(比印刷方法薄的薄)或其他电镀种子层将天线图案直接印刷在PET基板上,烘烤然后电镀加厚以获得成品天线产品。该方法的优点是生产速度快,天线导体损耗小,天线性能好。缺点是初始设备投资很大,只适合大规模生产。

1.4真空镀膜法

首先,将掩模印刷在PET基板上以形成RFID天线的反向图案,然后通过真空涂覆对铝层或铜层进行电镀。最后,通过去掩蔽过程形成RFID天线。

该方法的优点是生产速度快,成本相对较低;缺点是沉积的膜约为2μm,远低于18μm的蚀刻和电镀。天线的性能在蚀刻和印刷之间。真空镀膜设备约100万美元,设备投资非常大。与电镀类似,它适合大规模生产。

还试图首先将含铂油墨印刷到PET基底上以形成作为种子层的天线图案,然后进行化学镀铜。它的优点是含铂油墨比导电油墨便宜。然而,化学镀铜较慢并且具有几微米的沉积厚度。

另外,还有一种高频天线的布线方法,即漆包线(约0.25mm)穿过超声波头,超声波头根据设计的图案布线;在布线过程中,漆包线与PVC基板超声连接。该方法的天线性能非常好,可靠性也高,即成本比蚀刻方法贵。

图1(a)布线方法超声波焊接头; (b)通过布线方法制造的高频天线

2.模切技术简介

由于主流蚀刻过程缓慢,浪费材料,污染环境;印刷银浆的成本高,天线可靠性不高;所有这些都促成了新型低成本,高性能天线的发展。方法。因此,我们使用模切技术处理自粘结构材料以生产RFID天线。

2.1模切技术原理

模切技术实际上是一种切割工艺。将自粘材料放置在模切机的模切台上,然后根据预先设计的图案生产的模切刀板施加压力,以形成刀刃的相应位置。如图2所示,将力破碎并分离以获得所需的形状。自粘材料的模切通常仅切割面材和粘合剂层,即半切穿,保留硅油在背纸及其表面上涂层;最终,模切标签仍留在背纸上。

2.2模切材料

R F I D天线通常由18μm厚的铝或铜加上10μm厚的剥离衬垫构成。铝或铜层用作形成RFID天线的图案形状的功能层; PET是作为天线图案的载体层,主要用作机械支撑,此外,PET基板的介电常数和厚度也受到影响。天线的共振频率。这种结构与传统的自粘结构非常相似,只是在粘合剂的中间有一层加固;所以我们用天线形成一个自粘结构。用于模切的材料具有三层结构:具有硅油或PET(约100μm)的剥离纸,粘合剂层(约20μm),具有增强层的铝箔(约35μm),如图所示:

其中,硅油主要用于分离废料,增强层主要用于强化铝箔,便于废物处理。

2.3模切机

模切机主要通过控制压力进行模切。工作原理是使用模切机,钢刀,金属模具,钢丝(或钢板雕刻的模板),并通过板施加一定的压力,将材料切割成您需要的形状。

根据模切板和压切机构,模切机可分为三种类型:扁平,圆形和圆形压力机。

3. RFID天线模切澳门皇冠

3.1 RFID天线模切特性分析

模具要求:

虽然我们使用自粘结构制造天线,但我们的面材是金属铝或铜。金属更容易从模具中磨损。对于非金属材料,蚀刻模具可以模切200,000次。对于金属,必须修理或丢弃约20,000次。因此,我们可以选择更好的模具材料来加热刀片,以提高刀片的硬度。

RFID天线图案相对复杂并且间距相对较小,并且一般线宽约为1mm。

因此,我们选择高精度蚀刻刀或雕刻模具,一般选择单峰模具,斜面朝外,没有倾斜面向内,从而确保切割线宽度为1mm和直线。如下图所示:

图4单刀模切效果图

模切材料要求:

上述面材的强度对排出量有很大影响。我们使用的铝箔通常约为18μm。这时,它的力量很弱,而且基本上都是手工打破。直接使用单层铝箔或铜箔作为面材,强度明显不足。为此,我们在铝箔的背面添加了一层加固。在这里,我们选择厚度为10μm的PET,如图3所示。

为了节省成本,我们选择了离型纸作为天线基板。粘合剂为了方便废料和模切,我们选择水性胶作为粘合剂层。胶层的厚度约为20μm。

故障排除的困难:

RFID超频天线图案非常复杂,以至于难以对模切过程进行放电。这也是模切天线的难点。具体而言,有以下特点:

有一个闭环。为了调整阻抗以匹配芯片,偶极天线在天线结构中具有T型匹配结构或电感耦合结构;这些阻抗匹配结构基本上是闭环。直接放电基本上不可能。

为了调整天线结构中天线的实部,T型匹配结构仅连接到中间部分的天线辐射部分。 T形结构的另一部分与天线的辐射部分具有间隙。该间隙垂直于弯曲线和正常的布局方向,并且通常不易于处理。

为了使偶极天线小型化,通常采用弯曲线技术。弯曲线的​​间距通常为约1mm至2mm。弯曲高度约为8毫米。这些细长的弯曲线更难以处理。添加增强层后,我们发现一端的弯曲线间隙可以直接排出,而另一端的弯曲线间隙不能很好地排出。

同样为了小型化,在天线的末端有时存在折叠结构,这相当于闭环的较大一半,这给废物处理带来了更大的困难。

图5 RFID UHF天线的几个排气点

3.2胶粘剂模切和处理方案

鉴于R F I D天线的微妙和复杂情况,我们提出了一种天线制造方案,其中两次使用两次模切。我们将天线分为两部分:内部图案和框架图案。框架图案是一种非常规则的图案,可以直接排出;虽然内饰是一种更加困难的图案,但我们将它分成单独的图案,这些图案被胶合以去除废物。见下图:

图6模切废料图(黑线是外框图案,绿线是内图案)

胶水排放原理:

粘胶的排出主要是根据粘合剂的相对尺寸来达到浪费的目的。如图7所示,紫色部分是要排出的部分,它们是分开的“岛”。

要保持的图案部分一体地连接在一起。胶带附着在要丢弃的图案上。当粘合剂被提升通过“岛”时,因为“岛”部分相对较小,胶带团队的“岛”部分的粘合力大于“岛”部分的粘合力和释放。纸,“岛”部分被转移到胶带上。当胶带穿过要保留的图案时,要保持的图案的面积大,并且胶带对“岛”部分的粘合力小于要保持的部分的粘合力。保留和释放纸,因此有必要保留图案继续保留在离型纸上。在这种情况下,通过胶带执行分离的“孤岛”任务,并且待保留的图案化层保留在剥离纸上,从而实现废物处理的目的。

图7粘合和排放废物的示意图

排放废物流程图和模式过程变更图,具体过程如下图所示:

以N X P提供的参考天线为例。图9是模切期间的天线图案的逐步变化图。

图9恩智浦提供的参考天线废物处理模式变化图

实施过程:

根据胶水排放方案,我们选择了两个300毫米宽的刀模切割机。两台层压机,一台层压机和一台剥皮机。

粘合负责将胶带粘贴到贴纸上的铝箔上,剥离机负责回收粘贴废料的胶带。由于剥离纸上的硅油,铝箔对离型纸的附着力很小(即使超剥离力为50g),一般胶带的附着力也可以达到100g以上,所以附着力一般没问题。胶带的宽度通常比最大废物的宽度窄。

根据上述过程,我们根据内框架和外框架打开两对模具。为了提高输出率,我们在一对模具上制作了三排图案,如下图所示:

图10(a)内部图案模切模具; (b)外框模切模具

模切过程物理图:

3.3模切天线和蚀刻天线性能的比较

(1)边缘对准:由于模切天线是机械切割的,其边缘非常平坦。在通过蚀刻方法制造的天线中,由于化学腐蚀的侧面蚀刻,边缘是不均匀的。见下图:

(2)生产速度:模切机的速度是每秒3次。假设模具有3种模式并且机器每天工作12小时,那么我们每天可以生产400,000个天线,这不仅比蚀刻高得多。法律的速度比印刷方法快。

(3)精细图案:蚀刻方法精度可达0.2mm,适合直接在天线上翻转芯片;模切方法的精度约为0.5 mm,因此必须通过模块传输来传输天线。与芯片互连。

(4)图案的确定:蚀刻天线图案牢固地粘附到P E T基板上,并且由于剥离纸上的硅油而使模切天线不固定,并且容易滑动以引起图案变形。这需要在生产过程中尽可能多的人工干预。

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