RFID天線制造方法

　　天線制造技術(shù)在低頻主要是線圈卷繞制法，一般的超高頻和高頻天線制造方法主要有蝕刻法、電鍍法、印刷法。

　　1 .蝕刻法

　　首先，在間諜金屬箔的P E T薄膜上印刷抗蝕劑油墨，保護(hù)天線線路圖案不在蝕刻中溶解，然后烘烤、蝕刻、清洗，得到必要的天線圖案。

　　該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟，天線生產(chǎn)成品率高，而且天線性能一致性好。 缺點(diǎn)是蝕刻工序慢，天線生產(chǎn)速度慢。 因?yàn)槔昧藴p成工藝，所以大部分銅箔都被蝕刻了，所以成本很高。

　　2 .印刷法

　　通過(guò)導(dǎo)電性銀膏在P E T基材上印刷天線圖案，然后烘烤固化，得到了天線的制造過(guò)程。 這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，而且可以柔軟化生產(chǎn)，也適用于少量生產(chǎn)。

　　該方法的缺點(diǎn)是，1導(dǎo)電性銀膏的導(dǎo)電性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如銅箔(約1/20 )，天線的導(dǎo)體損耗比較大，天線效率比蝕刻法天線差。 2導(dǎo)電性銀膏對(duì)PET基材的密合性差，容易脫落，天線的可靠性不高。 3最近銀價(jià)格高漲，導(dǎo)電性銀膏的成本大幅增大，損害了其成本的好處。

　　3 .電鍍法

　　首先，使用導(dǎo)電性銀膏(厚度比印刷法薄)和其他電鍍種子層將天線圖案直接印刷在P E T基材上，燒成后加厚電鍍厚度，得到天線產(chǎn)品。 該方法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，天線導(dǎo)體損耗少，天線性能好。 缺點(diǎn)是初期的設(shè)備投資大，只適合大量生產(chǎn)。

　　4 .真空涂層法

　　以Masking為印刷方式，在PET基材上形成RFID天線的反圖案，以真空涂層方式電鍍鋁層或銅層，最后經(jīng)過(guò)D e - m a s k i n g工藝形成RFID天線。

　　該方法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，成本比較低。 缺點(diǎn)是堆積的膜大約為2m左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蝕刻和電鍍的1 8m。 天線的性能介于蝕刻和印刷之間。 真空鍍膜設(shè)備約1臺(tái)10萬(wàn)美元，設(shè)備投資很大。 類似于電鍍法適于大量生產(chǎn)。

　　首先，有人在P E T基材上形成天線圖案作為種子層，然后嘗試化學(xué)鍍銅。 含鉑墨水比導(dǎo)電性墨水有便宜的優(yōu)點(diǎn)。 但是，化學(xué)鍍銅的速度更慢，堆積厚度為數(shù)微米左右。

　　另外，高頻天線也有將漆包線(約0.25mm )通過(guò)超聲波頭，按照設(shè)計(jì)布置超聲波頭的配線法。 行駛中，漆包線與PVC基材的超聲波連接。 該方法天線性能好，可靠性高，與蝕刻法相比成本高。二

　　模具切割技術(shù)

　　主流的蝕刻法由于生產(chǎn)速度慢，浪費(fèi)材料，污染環(huán)境。 印刷法的導(dǎo)電性銀膏成本高，天線的可靠性也不高。 這一切都開始為人們開發(fā)新的低成本、高性能天線的制造方法。 因此，我們利用模切技術(shù)加工干膜結(jié)構(gòu)材料，制造了RFID天線。

　　1 .模具切割技術(shù)的原理

　　切割技術(shù)實(shí)際上是切割技術(shù)，在切割機(jī)的切割臺(tái)上放置無(wú)膠材料，對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案制作的切割版施加壓力，在刀尖對(duì)應(yīng)的地方受到力而斷裂分離，得到必要的形狀。 如圖2所示。 無(wú)膠材料的模具一般只切割面材和粘接層，即半切割，留下襯紙及其表面的硅油涂層。 最終把模切型的標(biāo)簽留在襯紙上。

　　2 .模具材料

　　R F I D天線一般是1層1 8 u m厚的鋁或銅加上1 8 u m厚的脫模紙。 鋁或銅層是作為功能層在其上形成RFID天線圖案形狀的層。 PET是天線圖案的載流子層，主要作為機(jī)械支撐發(fā)揮作用，另外PET基材的介電常數(shù)和厚度也影響天線的諧振頻率。 這個(gè)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的無(wú)膠結(jié)構(gòu)很相似，但在無(wú)膠中間增加了一層加強(qiáng)層。 所以我們用天線做了干膜結(jié)構(gòu)。 切割時(shí)使用的材料是帶硅油的脫模紙或PET (約100m )、粘接層(約20m )、帶加強(qiáng)層的鋁箔(約35m )的3層結(jié)構(gòu)。

　　其中硅油主要是為了容易分離廢棄物，加強(qiáng)層主要是為了加強(qiáng)鋁箔，容易廢棄。

　　3 .切割機(jī)

　　切割機(jī)主要通過(guò)控制壓力來(lái)完成壓鑄。 其工作原理是利用切割機(jī)、鋼刀、模具、鋼絲(或用鋼板雕刻的模板)，用印刷版施加一定的壓力，將材料軋制成所需的形狀。

　　根據(jù)模架和沖壓機(jī)構(gòu)，壓鑄機(jī)可以分為平壓平、圓壓平、圓壓圓三種。

　　三

　　RFID天線的模切方式

　　RFID天線的模切特性分析

　　模具要求：

　　我們用無(wú)膠的結(jié)構(gòu)制造天線，我們的面材是金屬鋁或銅。 金屬是比較容易消耗的刃型，對(duì)于非金屬材料，蝕刻型一般可以切割20萬(wàn)次，對(duì)于金屬，約2萬(wàn)次左右必須修改和廢棄模具。 因此我們即使選擇一點(diǎn)模具材料也可以對(duì)刀尖實(shí)施熱處理來(lái)提高刀尖的硬度。

　　RFID天線圖案比較細(xì)致復(fù)雜，間距也比較小，一般線寬為1mm左右。

　　因此我們選擇高精度的蝕刻刃或雕刻型。 另外，一般選擇單峰刃型。 有傾斜角的面朝向外側(cè)，沒(méi)有斜面的面朝向內(nèi)側(cè)。 這樣，切出的線寬為1mm，變平。模具材料要求：

　　前面提到的面材強(qiáng)度對(duì)報(bào)廢有很大的影響。 我們使用的鋁箔一般在1 8m左右，這時(shí)強(qiáng)度非常弱，基本上用手拉就破了。 如果直接使用單層鋁箔或銅箔作為面材，則強(qiáng)度顯著不足。 因此，在鋁箔的背面追加了加強(qiáng)層。 這里選擇厚度10m的PET。 具體參見(jiàn)圖3。

　　為了節(jié)約成本，我選擇了脫模紙作為天線基材。 粘膠為了廢棄和脫模的方便，選擇了水乳性橡膠作為粘結(jié)層。 橡膠層厚度為20m左右。

　　排廢難點(diǎn)分析：

　　RFID的超頻天線圖案微細(xì)復(fù)雜，芯片切割工藝異常困難。 這也是切割天線的難處。 具體地說(shuō)，具有以下特征(以NXP提供的參考天線為例，圖5 )。

　　存在閉環(huán)，一般的偶極天線為了使阻抗與芯片的共軛匹配，在其天線結(jié)構(gòu)中存在t型匹配結(jié)構(gòu)或電感耦合結(jié)構(gòu)。 這些阻抗匹配結(jié)構(gòu)基本上是封閉的圓環(huán)。 直接報(bào)廢基本上是不可能的。

　　在天線結(jié)構(gòu)中，為了調(diào)節(jié)天線的實(shí)部部分，t型匹配結(jié)構(gòu)只是通過(guò)天線輻射部分和中間部分連接。 t型結(jié)構(gòu)的其他部分與天線輻射部分有間隙。 該間隙與折線和通常的排版方向垂直，一般難以廢棄。

　　偶極天線為了小型化，一般使用折線技術(shù)。 折線的間距通常為1mm-2mm左右。 彎曲高度約為8mm左右。 這些細(xì)長(zhǎng)的折線比較難廢棄。 追加加強(qiáng)層后，發(fā)現(xiàn)一端的折線間隙可以直接排出，另一端的折線間隙不能排出。

　　同樣，為了小型化，有時(shí)在天線終端上存在折疊結(jié)構(gòu)，這相當(dāng)于大半的閉環(huán)，給排廢帶來(lái)了很大的困難。

　　2 .粘膠的開模廢案

　　針對(duì)R F I D天線微細(xì)復(fù)雜的情況，提出了2次分型2次廢棄天線制造方案。 我們把天線分為內(nèi)部模式和幀模式兩大部分。 框架模式是非常規(guī)則的模式，可以直接丟棄。 內(nèi)部是比較難排出的模式，我們把它分成一個(gè)分離的模式，用粘合劑粘合排出。

　　粘膠淘汰原理：

　　粘膠排污主要基于粘接力的相對(duì)大小來(lái)達(dá)到排污的目的。 如圖7所示，紫色部分是廢棄的部分，它們是分離的“孤島”。 留下的圖案部分整體上是相連的。 在要排紙的圖案上有膠帶。 膠剝離通過(guò)“孤島”后，“孤島”部分的面積相對(duì)較小，因此膠帶隊(duì)的“孤島”部分的粘接力大于“孤島”部分與脫模紙的粘接力，“孤島”部分移到膠帶上。 通過(guò)粘合帶保留的圖案時(shí)，保留的圖案面積大，帶對(duì)“孤島”部分的粘接力比保留的圖案部分與脫模紙的粘接力小，因此保留的圖案繼續(xù)留在脫模紙上。 這樣，分離的“孤島”的本分就用膠帶帶出來(lái)，留下的圖案層繼續(xù)留在脫模紙上，達(dá)到了廢棄的目的。

　　具體實(shí)施步驟：

　　根據(jù)粘膠排廢案，我選擇了兩臺(tái)3 0 0 m m寬平刃切割機(jī)。 兩臺(tái)復(fù)合機(jī)，一臺(tái)粘合機(jī)，一臺(tái)剝離機(jī)。

　　貼合有責(zé)任將膠帶貼在糨糊上的鋁箔上，剝離機(jī)有責(zé)任回收貼有廢棄物的膠帶。 在脫模紙上硅油的作用下，鋁箔對(duì)脫模紙的粘合力小(50g即使是超重剝離力)，一般的膠帶粘合力都達(dá)到100g以上，所以粘合力一般沒(méi)有問(wèn)題。 膠帶的寬度一般比最大廢料的寬度窄一些。

　　3 .模切天線與蝕刻天線的性能比較

　　邊緣對(duì)齊性：

　　因?yàn)樾酒懈钐炀€是機(jī)械切割的，所以其邊緣非常平坦。 另一方面，用蝕刻法制造的天線由于化學(xué)蝕刻的側(cè)蝕刻作用，邊緣呈凹凸?fàn)睢?/span>