Majhna izboljšava opreme za globoki tisk lahko zlahka reši problem kontaktnega pritiska pri izdelavi elektronskih oznak RFID!!
S prihodom dobe mobilnega interneta, v kateri prevladuje tehnologija 5G, internet vsega in vseprisotno zaznavanje postopoma postajata resničnost. Kot pomembno sredstvo interneta stvari (IoT) za zaznavanje zunanjega sveta se bodo elektronske oznake RFID, zlasti ultra-visokofrekvenčne oznake RFID, široko uporabljale. V tem članku avtor na podlagi praktičnih proizvodnih izkušenj predstavlja uporabo globokega tiska pri izdelavi elektronskih oznak RFID in bralcem predlaga nekaj rešitev za izboljšanje kakovosti tiska.
Tehnične lastnosti elektronskih oznak RFID
Elektronske oznake RFID so oznake, ki uporabljajo tehnologijo brezkontaktne samodejne identifikacije za prepoznavanje ciljnih predmetov in pridobivanje ustreznih podatkov prek radiofrekvenčnih signalov, brez potrebe po človeškem posredovanju med postopkom prepoznavanja. Kot brezžična različica črtnih kod imajo elektronske oznake RFID prednosti, ki jih črtne kode nimajo, vključno z vodoodpornostjo,-odpornostjo na magnete, visoko-temperaturo-odpornostjo, dolgo življenjsko dobo, zmožnostjo branja-na velike razdalje, omogočajo šifriranje podatkov, večjo zmogljivost shranjevanja podatkov in prilagodljivo posodabljanje informacij. Metode kodiranja, shranjevanja in branja/zapisovanja elektronskih oznak RFID se razlikujejo od tradicionalnih oznak (kot so črtne kode) ali ročnih oznak. Kodirani podatki so shranjeni v integriranih vezjih v oblikah samo-branje ali branje/pisanje. Zlasti se branje in pisanje doseže prek brezžičnega elektronskega prenosa, kot je prikazano na sliki 1.
Na splošno so vidne tehnične lastnosti elektronskih oznak RFID naslednje: lahko identificirajo posamezne, zelo specifične predmete, za razliko od črtnih kod, ki lahko identificirajo le kategorijo predmetov; lahko berejo več predmetov hkrati, medtem ko je treba črtne kode brati eno za drugo; lahko shranijo veliko količino informacij; in z uporabo radijske frekvence je mogoče podatke brati skozi zunanje materiale, medtem ko črtne kode potrebujejo laserje ali infrardeče za branje informacij s površine materialov.
Slika 1 Shematski diagram principa delovanja elektronske oznake RFID Običajni proizvodni procesi elektronskih nalepk RFID Obstajajo trije glavni proizvodni postopki za elektronske nalepke RFID: postopek žganja bakrene žice, postopek jedkanja kovine in postopek tiskanja. Med njimi postopek tiskanja uporablja predvsem tehnologijo sitotiska (kot je prikazano na sliki 2). Zaradi omejitev prevodnosti in prevodnega mehanizma prevodne paste je mogoče uporabiti samo prevodno srebrno pasto z visoko-vsebnostjo-srebra in malo-mrež-zaslonske mreže. Poleg tega je zaradi številnih dejavnikov, kot so viskoznost črnila, duktilnost, pretočnost, pritisk strgala, napetost zaslona in motnje mreže, natisnjena struktura ožičenja elektronske oznake RFID nagnjena k težavam, kot so deformacije, grobi robovi, kratki stiki, zlomi in znatna razlika med dejansko učinkovitostjo sevanja in teoretično učinkovitostjo sevanja, kot je prikazano na sliki 3.
Slika 2 Shematski diagram izdelave elektronskih oznak RFID s sitotiskom s prevodno srebrno pasto
图3 丝网印刷RFID电子标签导线的局部放大图
目前,行业普遍使用铝箔蚀刻法制造超高频RFID电子标签,而普及应用超高频RFID电子标签的主要瓶颈是标签的价格,尺寸和环境适应性.铝箔蚀刻法制作日线的过程包括金属贴合,光阻印刷,金属蚀刻等,流程较为繁杂,成本偏高且不环保.其中,在印刷日线油墨方面,根据成分不同,包括银浆,铝浆,铜浆与碳浆等,以金属浆料印刷的日线效果最好.然而,目前铝,铜金属浆需高温脱氧烧结才能展现导电性,使得日线底材受到一定限制,而传统碳浆导电性未达日线应用的电阻要求,且银浆日线的制程繁琐,价格昂贵,导电性能会因弯折而降低,使得目前在市场上利用印刷方式来制作RFID日线的方式仍无法大规模生产并无法取代目前的铝蚀刻日线.而采用RFI D电子标签导电浆料制作日线,其制程环保,简单且无污染,价格便宜且质量轻,适合各种无线日线的印制,在市场上无论从性能方面,还是价格方面来说,都具备十足的竞争力.
凹版印刷在RFID电子标签制作中的应用
由于导电浆料具备导电性能高,兼容性强,性价比高等特点,越来越多的厂家采用石墨烯浆料印制RFID标签.由于凹版印刷精度高,速度快,生产效率高,石墨烯RFID电子标签的生产制造通常采用凹版印刷来完成.在印刷过程中,石墨烯浆料被填充到凹版滚筒的凹槽内,凹版滚筒表面多余的石墨烯浆料用刮刀刮掉,凹槽内的石墨烯浆料印刷至基材上.为适用于各种印刷场合,如不同粗糙度或不同型号的凹版滚筒,不同结构的石墨烯日线等,需要调整刮刀与凹版滚筒的接触角度,接触压力等参数,以防止所印制的石墨烯RFID电子标签日线出现结构变形,边界粗糙,短路,断路等问题. Pod v običajnih okoliščinah je v obstoječih napravah za globoki tisk po nastavitvi kota rezila delovni položaj rezila med postopkom tiskanja fiksen in ga ni mogoče spremeniti. Če je delovni položaj strgalnega rezila nastavljen, lahko pride do previsokega ali premajhnega kontaktnega pritiska z valjem za gravuro ali pa lahko zaradi zelo natančnega prileganja med rezilom za gravuro in valjem za gravur pride celo do težave, ko se sploh ne dotikata. Poleg tega se pri valjih za globoki tisk z nizko natančnostjo okroglosti rezilo morda ne bo dosledno dotikalo površine valja za globoko tiskanje, zaradi česar ni mogoče čisto odstraniti odvečne grafenske paste. Nadalje, če se tiskalna naprava pokvari in se valj za globoko gravuro trese, lahko to povzroči udarce po rezilu, zaradi česar je rezilo in njegovi povezani mehanizmi izpostavljeni udarnim obremenitvam, kar lahko poškoduje rezilo ali njegov povezovalni mehanizem, kar posledično poslabša sposobnost odstranjevanja paste z rezilom. Kar zadeva kontaktni tlak med rezilom in valjem za globoki tisk, ga obstoječe naprave za globoki tisk ne morejo nadzorovati. Običajno je prednastavljen na podlagi izkušenj, kar ima za posledico slabo natančnost in prilagodljivost različnim izdelkom. To preprečuje nastavitev ustreznega pritiska lopatice glede na dejansko stanje izdelka, kar vpliva na kakovost tiskanja grafenskih elektronskih nalepk RFID. Da bi rešil to težavo, je avtor izboljšal napravo za globoki tisk, ki omogoča prilagoditve cilindra za globoko tiskanje, lopatice, komponent za linearno nastavitev, komponent za nastavitev kota, komponent za nastavitev tlaka in plavajočih komponent, kot je prikazano na sliki 4.
Slika 4 Shematski diagram komponent, povezanih z napravo za globoki tisk
Specifična metoda je naslednja: prilagoditvena komponenta je povezana z rezilom in se premika linearno vzdolž radialne smeri valja za globoko gravuro, kar povzroči, da se rezilo premakne z gibljivo komponento; komponenta za nastavitev kota povezuje rezilo in komponento za linearno nastavitev, kar omogoča, da se rezilo in komponenta za linearno nastavitev ustrezno vrtita, da prilagodita kontaktni kot med rezilom in valjem za globoko tiskanje; vrtljivi del je povezan z rezilom in komponento za linearno prilagajanje preko premičnega odseka, kar omogoča, da se rezilo in komponenta za linearno prilagajanje radialno premikata glede na valj za gravuro.
Ta rešitev lahko prilagodi kontaktni kot med rezilom in gravurnim valjem ter prilagodi in izmeri kontaktni tlak med njima, s čimer zagotovi, da se odvečna grafenska pasta na površini gravurnega valja v celoti postrga, medtem ko se pasta v utorih natisne na podlago. Elektronske oznake RFID, natisnjene s to tehnologijo globokega tiska, imajo gladke robove, brez zobcev in dejansko učinkovitost sevanja, ki je skladna s teoretično učinkovitostjo sevanja, kar učinkovito obravnava izzive, s katerimi se srečujejo pri izdelavi elektronskih oznak RFID s sitotiskom, kot je prikazano na sliki 5.
Slika 5 Lokalni povečan pogled na vodnik globoko{1}}natisnjene elektronske oznake RFID. To tehnologijo globokega tiskanja je mogoče uporabiti za različne scenarije tiskanja. Preprečuje strukturne deformacije, grobe robove in kratke stike ali zlome v natisnjenih antenah RFID oznak iz grafena, kar zagotavlja kakovost tiskanja elektronskih oznak RFID, izdelanih z globokim tiskom. To doseže visoko natančnost in učinkovitost ter rešuje tehnične izzive, ki obstajajo pri tiskanju oznak RFID.