Pesquisa sobre Parâmetros do Processo de Serigrafia da Antena Smart Label
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Primeiro, Introdução
Atualmente, a antena de etiquetas RFID impressa por tinta condutiva é principalmente projetada e fabricada por impressão de tela ou rotogravura. A antena RFID possui requisitos cada vez mais altos quanto à sua condutividade, e muitas vezes é necessário que a tinta condutora contenha um alto teor de partículas metálicas. No caso da relação sólido-líquido relativamente alta, a impressão da tela possui uma linha de antena de alta qualidade com densidade uniforme, superfície lisa e alta resolução. No entanto, é raro estudar as propriedades elétricas da antena de rótulos para os parâmetros do processo de impressão. Um problema enfrentado pelas empresas que produzem antenas de tag. A fim de determinar os parâmetros-chave para a melhoria do processo, é necessário analisar cuidadosamente a relação entre processo e desempenho no processo de impressão de tinta condutiva. Neste documento, a antena de rótulo é impressa por tinta condutora contendo prata e tela de impressão, e a influência dos parâmetros-chave de tinta condutora e serigrafia no processo é analisada.
Em segundo lugar, a escolha do método de impressão de tela de tinta condutora
A impressão de tela é geralmente dividida em tipo de contato e impressão sem contato. Na impressão de contato, o substrato está diretamente em contato com a tela. Quando o rodo se move na tela, a tela não é inclinada e deformada; impressão sem contato, existe uma distância fixa entre a tela e o substrato. Quando o raspador empurra a pasta através da tela, a tela é inclinada e tocada com o substrato para imprimir o padrão. Como a tela é devolvida após a impressão, a impressão não será impressa. O padrão é desfocado. De modo a obter uma boa qualidade de impressão para evitar manchas, a impressão sem contacto é geralmente utilizada como método de impressão de etiquetas condutivas, e a FIG. 1 é um diagrama esquemático de um processo de impressão sem contato.
Figura 1 Diagrama esquemático do processo de impressão sem contato
Em terceiro lugar, o cálculo da espessura da camada de tinta de impressão de tela
Atualmente, a espessura da camada de tinta da bobina do transponder de alta eficiência é geralmente de 6 μm ou mais, e a distância entre os fios da bobina é determinada de acordo com o tamanho do transponder, e o transponder de tamanho pequeno é uma tendência de desenvolvimento . A espessura da camada de tinta para impressão em tela varia de 4μm a 70μm e possui uma ampla faixa ajustável. Atualmente, é a tecnologia mais adequada para imprimir bobinas de transponder RFID. Na impressão de tela, o controle da espessura da camada de tinta desempenha um papel importante.
De acordo com a conotação da quantidade de permeação de tinta, a quantidade de permeação de tinta pode ser dividida em dois tipos, nomeadamente, quantidade teórica de permeação de tinta e quantidade real de permeação de tinta.
1. Penetração teórica de tinta
A quantidade teórica de permeação de tinta refere-se à quantidade total de tinta que passa através da malha de tela por área de unidade determinada pelos parâmetros técnicos da tela. Como a quantidade teórica de tinta é determinada pelos parâmetros técnicos da tela, os parâmetros técnicos básicos da tela incluem o diâmetro do fio, o número da malha e a espessura da tela. Outros parâmetros podem ser calculados por esses parâmetros.
Portanto, a expressão teórica da quantidade teórica de tinta pode ser escrita da seguinte forma:
(1) Entre eles, a quantidade teórica de permeação de tinta, unidade cm3 / m2, é o número de malha de malha, unidade de malha / cm, é o diâmetro do fio da malha de arame, a unidade é μm, a espessura da malha de arame , a unidade é μm. A Figura 2 é um diagrama esquemático dos parâmetros técnicos da tela.
Figura 2 Diagrama esquemático dos parâmetros da tecnologia de malha de arame
Pode ser visto a partir da análise acima que o número de malha da tela é o principal fator que determina a permeabilidade teórica da tinta. Se a relação correspondente entre o número da malha e a permeabilidade teórica da tinta puder ser encontrada, a permeabilidade teórica da tinta pode ser basicamente determinada. Alcance aproximado.
O fator chave que determina a espessura da camada de tinta para impressão em tela Thv é a quantidade de tinta G da abertura da tela. A quantidade de permeação de tinta é proporcional ao volume V da malha da tela. O volume da malha V é determinado principalmente pelo número de malha M, como mostrado na Figura 3.
Figura 3 Parâmetros técnicos da malha de arame
O número M da malha refere-se ao número de malhas por unidade de comprimento e o comprimento L da malha é:
(2) área de malha
(3) Quando estática, a espessura da tela t é aproximadamente:
(4) Portanto, quando a tela é estática, a quantidade de tinta G de uma malha de tela é também o volume V da malha de tela, e seu valor é aproximadamente:
(5) Quando a tinta é transferida para a superfície do material de impressão, a espessura da camada de tinta no material de impressão é aproximadamente a quantidade de tinta por canal:
(6) Actualmente, a malha de arame tem um diâmetro mínimo de 30 μm. Em geral, quanto menor a malha M, maior o diâmetro do fio da malha de arame. Por conseguinte, pode ser visto a partir da fórmula (6) que a espessura da camada de tinta Thv calculada teoricamente deve diminuir à medida que o número de malha da tela é aumentado.
2. Quantidade real de tinta
Como os fatores que afetam a quantidade de permeação de tinta são complicados, além dos parâmetros técnicos da tela, há outros fatores na impressão que terão uma grande influência na quantidade de tinta. Portanto, a impressão é geralmente obtida sob certas condições de impressão. A quantidade de tinta é chamada quantidade real de tinta. A espessura real da camada de tinta da serigrafia é determinada pela influência combinada dos parâmetros estruturais da tela e das condições reais de impressão. Portanto, a espessura da camada de tinta impressa em tela é uma função dos parâmetros técnicos da tela e das condições de processamento de impressão. qual é:
(7) Onde: espessura da camada de tinta impressa por Thv-screen; Malha de malha M; material de tela m; forma de malha δ; ângulo do raspador θ; dureza do ξ-raspador; viscosidade de tinta; Carregamento de tinta; pressão de impressão ρ; velocidade de impressão; ambiente de impressão-ε. Como mostrado na Fig. 4, quando a pressão de impressão é aumentada, a tela da tela é comprimida e o fio circular torna-se elíptico.
Figura 4 Diagrama esquemático da deformação de pressão da tela
A dureza do rodo também afeta a quantidade de tinta na tela. Geralmente, a dureza do material do raspador deve ser selecionada para ter cerca de 60 graus de dureza Shore. Quanto maior o ângulo do rodo do rodo na placa, menor a quantidade de tinta permeável, menor o ângulo do rodo e maior a quantidade de tinta permeável. O ângulo entre o rodo e a placa de impressão é geralmente de cerca de 70 graus no momento da impressão plana, e o ângulo do rodo é de preferência cerca de 50 graus quando a superfície é impressa. A velocidade de movimento do rodo é também a velocidade de impressão da tela, e a velocidade de movimento do rodo tem uma certa influência na quantidade de tinta transferida e na uniformidade da transferência de tinta. Quanto mais rápido o rodo se move, menor a quantidade de tinta permeável; por outro lado, mais tinta permeável. De um modo geral, quando a tela de malha é apertada, o volume da malha é reduzido em 15% em comparação com o estado estático, e o volume da malha após a deformação da tela é reduzido em cerca de 15% sob condições normais de impressão. Portanto, a camada de tinta real na tela é reduzida. A espessura é reduzida em cerca de 25% da espessura teórica da camada de tinta.
3. Demonstrar a relação entre o número de malhas de tela e a espessura da camada de tinta
De acordo com as conclusões da análise acima, este experimento usa uma máquina de impressão de tela plana, tela de malha de poliéster, a dureza do raspador é 60 graus Shore, o ângulo do raspador é 650, a velocidade de movimento do raspador é de 4 m / min, condutora A viscosidade da tinta é 90pa.s. Nas mesmas condições de outras condições de impressão e processamento, altere apenas o número da malha da tela, meça a espessura da camada de tinta, analise a relação entre a espessura H da camada de tinta e o número da malha n e descubra a permeabilidade da tinta correspondente a diferentes números de malha (de 10T mesh / inch a 700T mesh / inch) é mostrada na Tabela 1. Verifica-se que existe uma boa correlação entre os dois, e a curva de relacionamento é desenhada, como mostrado na Figura 5. Mostrar.
Tabela 1 Parâmetros do processo de fabricação de impressão da antena tag RFID
Figura 5: A curva mais relevante entre o número da malha e a permeabilidade teórica da tinta
A análise dessa curva revela as seguintes regras:
3.1 À medida que o número de malhas aumenta, a quantidade teórica de tinta transmitida diminui proporcionalmente.
3.2 Quando o número da malha é de baixa malha (10 ~ 50T mesh / inch), isto é, 1 ~ 2 segmentos da curva, a permeabilidade teórica da tinta diminui acentuadamente com o aumento do número da malha e a permeabilidade teórica da tinta é de 40μm caiu para 20μm, indicando que o tamanho da malha tem uma grande influência no rendimento teórico da tinta. Nesse caso, você deve ter um cuidado especial ao selecionar o tamanho da malha.
3.3 Quando o número da malha é de malha média a baixa (malha 50T ~ 200T / polegada), isto é, 2 a 3 segmentos da curva, a permeabilidade teórica da tinta diminui correspondentemente com o aumento do número da malha e a permeabilidade teórica da tinta é de 20μm. Diminua para 12 μm, indicando que o efeito do tamanho da malha no rendimento teórico de tinta foi aliviado.
3.4 Quando a tela é de malha média a alta (malha 200T ~ 450T / polegada), ou seja, 3 a 4 segmentos da curva, conforme o número da malha aumenta, a permeabilidade teórica da tinta diminui levemente e a permeabilidade teórica da tinta é de 12μm . Solte para 8μm.
3.5 Quando o número da malha é de 450 a 700 T mesh / inch, isto é, a curva 4 a 5, a alteração na espessura da camada de tinta Thv é pequena, e é quase inalterada de 8 μm a 7 μm. Isso mostra que a influência do número da malha na permeabilidade teórica da tinta é mais gradual. Portanto, ao selecionar uma tela dentro desse intervalo, tente selecionar uma tela com um número de malha menor.
Devido à alta uniformidade da bobina do transponder RFID em toda a faixa de fios, o autor usou uma tela de poliéster para realizar um grande número de impressões experimentais e descobriu que as bobinas obtidas por serigrafia abaixo de 200 mesh / pol . Não é possível atender aos requisitos de trabalho do RFID. Com uma tela de tela de 250 mesh / polegada e tinta condutora de alta qualidade, a espessura da camada de tinta de bobina obtida pela impressão pode atender aos requisitos de trabalho do RFID.