Discussão sobre o rendimento de etiquetas eletrônicas passivas em impressão RFID

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Este artigo explora os quatro métodos de impressão usados na impressão de etiquetas eletrônicas passivas UHF e compara o custo e o rendimento do processo.

Prefácio

Com o crescimento do mercado de RFID, o uso de etiquetas eletrônicas também se multiplicou, mas o verdadeiro obstáculo para o desenvolvimento da indústria de RFID é que o preço das etiquetas eletrônicas ainda é alto, enquanto as etiquetas eletrônicas impressas têm uma grande vantagem em termos de custos. Esperado pelo mercado.

A tecnologia eletrônica impressa é amplamente utilizada em eletrônicos macios, displays orgânicos, prevenção de EMI, baterias de papel e RFID. Entre eles, a impressão de etiquetas eletrônicas passivas RFID enfrenta os problemas mais técnicos.

Processo de impressão

A tinta usada na impressão de etiquetas eletrônicas passivas RFID é comumente conhecida como "cola condutora de prata". Devido ao uso de materiais em pó de prata durante a impressão, o recente aumento no preço das matérias-primas levou ao alto custo da cola de prata, resultando no custo de impressão de etiquetas eletrônicas que originalmente tinham a vantagem do custo de fabricação. O custo não pode ser reduzido de uma só vez, mas no longo prazo, o tipo de impressão A etiqueta eletrônica ainda é uma das melhores soluções para etiquetas eletrônicas de baixo custo no futuro.

No processo de impressão, existem quatro tipos de tintas de impressão, como serigrafia, gravura, impressão tipográfica e jato de tinta. As características, qualidade e custo do processo de impressão também são diferentes. As características do substrato impresso, o processo de montagem da impressão eletrônica de etiquetas e a combinação das propriedades do material determinarão o método de produção adequado para cada impressão eletrônica de etiquetas.

Impressão de tela

O processo de impressão de etiquetas eletrônicas RFID adota o exemplo mais comum desse tipo de método. A impressão de tela é para digitalizar a tinta do outro lado da tela com uma lâmina de médico para pressionar a tinta através da tela, e a tinta penetra o padrão na tela. A lacuna de malha é aderida ao substrato impresso. As tintas de serigrafia têm uma alta viscosidade e uma espessura de filme de impressão de até 100 μm, enquanto as etiquetas eletrônicas RFID têm uma espessura de filme impresso de apenas 8 a 12 μm e depois são secas por UV, IR e ar quente.

Impressão de rotogravura

Na impressão de gravuras, uma placa de metal (entalhe) gravada com um padrão é fixada em uma placa de impressão em uma máquina de impressão, e a tinta de impressão é aplicada ao substrato a ser impresso. A viscosidade da tinta da impressão de gravura é menor do que a da tinta de impressão em tela. O controle da espessura da película de tinta é o mais preciso. Ele também pode atender aos requisitos de espessura de filme da impressão de etiquetas eletrônicas RFID, e a velocidade de impressão é mais rápida, o que é muito adequado para a produção de impressão em massa. O equipamento que precisa ser investido é relativamente caro.

Impressão Toppan

A impressão tipográfica é uma placa grossa de borracha (relevo) com um padrão preso a uma placa de impressão em uma máquina de impressão e transferida para um substrato após ser aplicada com tinta de impressão. A viscosidade da tinta na impressão tipográfica é menor que a da impressão de gravuras. A espessura do filme de tinta é muito menor que a dos dois anteriores. O problema encontrado ao imprimir cola condutora de prata é o mais difícil de ser superado. No entanto, se você pode superar vários problemas, coloque diretamente o rótulo eletrônico. A competitividade de preço da impressão em caixas de papelão não é comparável às duas anteriores.

Impressão jato de tinta

O desenvolvimento da tecnologia de impressão a jato de tinta é uma tecnologia emergente na última década. A precisão de impressão de seu grande equipamento de impressão a jato de tinta pode ser de até 50μm. Esta tecnologia é também a mais provável de realizar com sucesso o circuito IC diretamente no processo de impressão. No entanto, a desvantagem é que a velocidade de impressão é baixa, o custo do equipamento e da tinta é o mais alto dentre todos os processos de impressão e a viscosidade da tinta é a mais baixa nos quatro processos.

Características de tinta condutora de cola de prata

Atualmente, os fornecedores de cola condutora de prata são principalmente fabricantes americanos e europeus, enquanto na Ásia existem fabricantes japoneses e sul-coreanos. As características da tinta são principalmente componentes de pó de prata, e a quantidade de pó de prata determina as características de sua impedância condutora. Além disso, o diâmetro das partículas de pó de prata é também a chave para determinar a uniformidade da resistência de impressão. É uma tabela de comparação das características comerciais de várias tintas de prata condutoras no mercado. Pode ser visto a partir da tabela que a temperatura e tempo de cozedura de secagem são superiores à tinta de impressão geral. Long, o adesivo de prata condutor recentemente desenvolvido tem uma tendência a ser de baixa temperatura, secagem rápida, baixa energia e ambientalmente amigável.

Substrato

No processo de impressão eletrônica de etiquetas, a parte mais negligenciada é o substrato da etiqueta eletrônica. Geralmente, o tipo de etiqueta eletrônica passiva nada mais é do que PVC, PET, papel branco revestido, papel corrugado, etc. Entretanto, se for para ser usado na faixa UHF, a constante dielétrica do material do substrato afetará Impedância de RF da etiqueta eletrônica [5], então este fator deve ser considerado ao projetar a antena de etiqueta eletrônica.

Papel corrugado Quando a etiqueta eletrônica é impressa no substrato, os poros capilares do papelão corrugado são bastante grandes e distribuídos irregularmente. Quando a tinta condutora é impressa, a tinta penetra no capilar, resultando na distribuição desigual da impedância da antena eletrônica. Esse fenômeno se torna mais sério quando a freqüência é maior.

Produção

Neste caso, o chamado rendimento não é apenas lido pelo leitor, mas também o usuário está mais preocupado com o rendimento da aplicação. Esta é a chamada distância de leitura estável. A principal razão para o rendimento é o produto acabado. Impedância de RF. Além disso, a adesão de antenas impressas, embalagens de chips e características de tinta são fatores importantes na determinação da vida útil desses produtos.

Impedância condutiva

As características da impedância de RF da antena de etiqueta eletrônica impressa serão determinadas se o conteúdo de sólidos da tinta é uniformemente distribuído na tinta durante a impressão, a espessura do filme após a impressão e o coeficiente dielétrico do substrato impresso [7]. Todos na indústria de impressão sabem que a primeira impressão impressa até a última impressão impressa, a diferença de cor ou a espessura do filme terão um certo grau de alteração. Se o fator de qualidade do substrato for adicionado à alteração na constante dielétrica, o resultado da adição ou do deslocamento entre as duas alterações fará com que a impedância da antena impressa eletrônica exceda as especificações e cause produtos defeituosos. O efeito de antenas passivas impressas em HF é relativamente pequeno, mas se isso acontecer em antenas passivas impressas em UHF, a chance de produzir produtos defeituosos aumentará. Mesmo se o resultado da alteração ou o grau de alteração das duas primeiras variáveis do processo não fizer com que a impedância impressa da antena de etiqueta eletrônica exceda a especificação, a etiqueta eletrônica UHF impressa pode resultar em diferentes distâncias de leitura.

Adesão

Quando o substrato é feito de um material liso e firme, a tinta pode ser facilmente retirada após a secagem, especialmente quando o produto semi-acabado ou o produto acabado é enrolado, a espessura do filme após a secagem é descascada ou lascada devido à tensão de flexão mas neste caso A adesão da tinta pode ser melhorada pelo ajuste da resina na tinta.

Pacote fitocristalino

O rendimento do processo de cristalização é determinado principalmente pelas características de RF da pasta condutora embalada e pela precisão de posicionamento da parte impressa. De um modo geral, a precisão da impressão tipográfica é o pior. Se puder ser ajustado no futuro, pode ser considerado no planejamento do processo e no ajuste inicial da construção do equipamento. Melhorará efetivamente o rendimento do processo de cristalização.

O ciclo de vida

O ciclo de vida da etiqueta eletrônica impressa é menor do que a etiqueta eletrônica feita com gravação, estampagem ou evaporação, porque a cola prateada após a cozedura e secagem é facilmente contatada com moléculas de água ou moléculas de enxofre no ar. Oxidação ou vulcanização ocorre, e há descoloração ou escurecimento. Se tais etiquetas eletrônicas impressas forem usadas em mercadorias enviadas por via marítima, o fenômeno oxidado ou deuterado será mais grave. Depois que a antena é oxidada, deuterada ou vulcanizada, o desempenho de RF da etiqueta eletrônica será afetado pela profundidade da camada, mas, felizmente, a espessura da camada é alterada para uma certa profundidade, de modo que a impedância de RF é alterada significativamente .

Em conclusão

Quando os quatro métodos de impressão acima são usados para impressão de etiquetas eletrônicas passivas UHF, o custo e o rendimento do processo são diferentes. Embora o rendimento das duas tecnologias de impressão de gravura e tipografia seja baixo, o custo de produção e a produtividade dessas duas tecnologias são diferentes. No entanto, é muito competitivo e, se o material de tinta condutiva puder romper no futuro, o resultado será completamente alterado.

Além disso, o custo da impressão a jato de tinta ainda é alto, mas se o custo de investimento em equipamentos for excluído, o preço da tinta condutora usada na impressão a jato de tinta é similar ao preço da tinta condutora usada em gravuras e tipografias. . A baixa perda de material e as características estáveis do processo de alto rendimento resultam no menor custo total de produção.

Desde que o desempenho da antena impressa depende principalmente dos dois parâmetros do processo, como o teor de sólidos das partículas condutoras da tinta condutora e da espessura da película impressa, e os dois parâmetros podem controlar 74% do resultado do rendimento do processo , o que mostra que a tecnologia de etiqueta eletrônica passiva impressa é boa. A taxa será grandemente afetada pelas propriedades do material de tinta condutora.