Công nghệ sản xuất ăng-ten RFID và phân tích triển vọng ăng-ten in RFID

Với sự phát triển nhanh chóng của Internet of Things, ngày càng có nhiều ứng dụng của công nghệ RFID được áp dụng trong hậu cần, bán lẻ, kho bãi, sách, lưu trữ và các lĩnh vực khác. Vì vậy, công nghệ RFID cũng cần được cải tiến liên tục để thích ứng với yêu cầu ứng dụng của các ngành, lĩnh vực khác nhau. Sử dụng mực dẫn điện và công nghệ in ăng-ten RFID tiên tiến có thể tối ưu hóa giá trị ứng dụng của Thẻ điện tử RFID và thúc đẩy hơn nữa ứng dụng RFID.

Trong hệ thống RFID, ăng-ten được chia thành hai loại: ăng-ten thẻ và ăng-ten đầu đọc. Mục tiêu của ăng-ten thẻ là truyền lượng năng lượng tối đa vào và ra khỏi chip thẻ: khi truyền, chuyển đổi dòng điện thành sóng điện từ; khi nhận, chuyển đổi sóng điện từ thành dòng điện.

Công nghệ sản xuất ăng-ten RFID

Công nghệ sản xuất ăng-ten RFID chủ yếu được chia thành ba loại: phương pháp cuộn dây, phương pháp khắc và ăng-ten in. Trong số đó, ăng-ten in mực dẫn điện RFID là công nghệ mới được phát triển trong những năm gần đây. Các phương pháp sản xuất ăng-ten Thẻ RFID ở trên tương ứng có thể áp dụng cho các sản phẩm thẻ điện tử RFID có tần số khác nhau. Ăng-ten thẻ điện tử RFID tần số thấp về cơ bản được chế tạo bằng cách cuộn dây. Ăng-ten thẻ điện tử RFID tần số cao có thể được thực hiện bằng ba phương pháp trên, nhưng ăng-ten khắc là vật liệu chính và vật liệu của nó thường là nhôm hoặc đồng. Ăng-ten thẻ điện tử UHF RFID chủ yếu là ăng-ten được in.

(1) Phương pháp cuộn dây

Phương pháp cuộn dây cần cuộn cuộn nhãn trên Dụng cụ cuộn dây và cố định nó. Lúc này, số vòng dây của cuộn dây anten cần phải lớn (thường là 50-1500 vòng). Phương pháp này được sử dụng cho các thẻ RFID ở dải tần 125-134 KHz và nhược điểm của nó là chi phí cao và tốc độ sản xuất chậm.

(2) Phương pháp khắc

Phương pháp khắc bắt đầu bằng cách ép một lá đồng phẳng lên một màng nhựa; sau đó phủ lá đồng bằng chất kết dính cảm quang, sấy khô và phơi ra ánh sáng qua một màng dương (có hoa văn có hình dạng mong muốn); đặt nó trong một nhà phát triển hóa học. Lúc này, phần được chiếu sáng của chất kết dính cảm quang sẽ bị cuốn trôi để lộ ra phần đồng; cuối cùng được đưa vào bể khắc, tất cả phần đồng không được bao phủ bởi chất kết dính cảm quang sẽ bị ăn mòn đi, để thu được cuộn dây đồng có hình dạng mong muốn. Ăng-ten được chế tạo bằng phương pháp khắc có độ chính xác cao và các đặc tính của nó có thể phù hợp với tín hiệu thẩm vấn của đầu đọc RFID. Đồng thời, trở kháng và hiệu suất tần số vô tuyến của ăng-ten rất tốt nhưng giá thành quá cao.

(3) Anten in

Ăng-ten in là các đường dẫn được in trực tiếp trên đế (màng) cách điện bằng mực dẫn điện để tạo thành anten và mạch điện. Phương pháp in chính của nó đã được mở rộng từ chỉ in lụa sang in offset, in flexo, in ống đồng và các phương pháp sản xuất khác và phát triển thành công nghệ in lụa và in ống đồng tương đối trưởng thành.

Ưu điểm của ăng-ten in RFID là gì?

1. Không ô nhiễm

Keo cảm quang và các thuốc thử hóa học khác phải sử dụng trong quá trình ăn mòn đồng có tác dụng ăn mòn mạnh, chất thải và chất thải sinh ra sẽ gây ô nhiễm môi trường nhiều hơn. Tuy nhiên, mực dẫn điện được sử dụng để in trực tiếp lên bề mặt mà không sử dụng thuốc thử hóa học nên có ưu điểm là không gây ô nhiễm.

2. Độ dẫn điện tốt

Sau khi mực dẫn điện khô, do khoảng cách giữa các hạt dẫn điện trở nên nhỏ hơn, các electron tự do di chuyển theo hướng của điện trường ứng dụng để tạo thành dòng điện nên ăng-ten in RFID có độ dẫn điện tốt.

3. Dễ vận hành

Là một công nghệ sản xuất bồi đắp, bản thân công nghệ in là một quy trình một bước, dễ kiểm soát so với các công nghệ sản xuất trừ (chẳng hạn như khắc).

4. Việc lựa chọn vật liệu nền linh hoạt và đa dạng

Mực dẫn điện có thể được in trên hầu hết các vật liệu in, bao gồm polyester, polyimide, nhựa Kỹ thuật ABS, PVC (polyvinyl clorua), polyetylen, polypropylen, polycarbonate, bìa cứng (lớp phủ), v.v. Công nghệ khắc đồng chỉ có thể sử dụng chất nền có khả năng chống ăn mòn cao chẳng hạn như polyester, thường đắt hơn chất nền được chọn để in.

Ăng-ten mực in dẫn điện cũng có thể chịu được áp lực cơ học bên ngoài cao hơn. Ngoài ra, tĂng-ten in nhãn RFID làm bằng mực dẫn điện có độ đàn hồi tốt hơn và độ tin cậy cao hơn.

5. Chi phí thấp

Việc giảm chi phí của ăng-ten in RFID chủ yếu phụ thuộc vào hai lý do là vật liệu mực dẫn điện và quy trình in lụa. Xét về giá thành vật liệu, giá mực thấp hơn so với dập hoặc khắc cuộn kim loại, đặc biệt trong trường hợp giá đồng và bạc tăng cao, sử dụng mực in dẫn điện để làm ăng-ten RFID là một phương pháp thay thế lý tưởng; Về mặt tiêu hao vật liệu, quá trình khắc tiêu tốn rất nhiều kim loại, trong khi mạch ăng-ten in mực dẫn điện lại nhanh, tiết kiệm vật liệu, giá thành rẻ và hiệu quả cao.

Một trong những lý do khiến quy trình in lụa có thể giảm chi phí là do việc đầu tư vào thiết bị in rẻ hơn nhiều so với việc sử dụng thiết bị khắc đồng. Ngoài ra, do không cần đầu tư thêm do yêu cầu bảo vệ môi trường trong quá trình in nên chi phí bảo trì sản xuất, thiết bị cũng thấp hơn so với khắc đồng, từ đó giảm giá thành đơn vị của nhãn.

Khi in ăng-ten RFID bằng mực dẫn điện, cần đặc biệt chú ý đến các khía cạnh sau để đạt được hiệu quả in tốt nhất.

Xử lý trước: Để đảm bảo bề mặt in sạch và không bị ô nhiễm, dầu mỡ, oxit, v.v., thời gian lưu lại sau khi xử lý bề mặt in càng ngắn thì càng ngăn chặn quá trình oxy hóa hoặc ô nhiễm.

Môi trường hoạt động: Việc lựa chọn môi trường in có tác động trực tiếp đến hiệu quả in ấn. Cần giảm thiểu ô nhiễm bụi và chất lạ trong khu vực in. Yêu cầu về môi trường ít nhất là phòng sạch trên 100.000.

Pha loãng: Sau khi điều chỉnh độ nhớt của mực, thêm một lượng nhỏ chất pha loãng có thể cải thiện hiệu quả in của in tự động. Khuấy đều trong 10 phút trước khi sử dụng.

Sấy trước: Nhiệt độ và thời gian có thể được điều chỉnh theo quy trình sản xuất cụ thể.

Bảo quản: Bảo quản ở nhiệt độ 20-25 độ, tránh ánh sáng và nhiệt.

Có thể thấy, việc sử dụng mực dẫn điện để làm anten in RFID có yêu cầu cao về công nghệ. Đối với bản thân mực dẫn điện, nó phải có các đặc tính như độ bám dính mạnh, điện trở suất thấp, nhiệt độ lưu hóa thấp và độ dẫn điện ổn định để đáp ứng các yêu cầu chức năng của ăng-ten RFID.

Tất nhiên, lý do tại sao ăng-ten in RFID mạnh hơn ăng-ten truyền thống chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của mực dẫn điện và sự kết hợp hoàn hảo của nó với công nghệ in.

Mực dẫn điện bao gồm các hạt dẫn điện mịn hoặc các vật liệu đặc biệt khác (chẳng hạn như polyme dẫn điện, v.v.), có thể được in trên chất nền dẻo hoặc cứng để tạo ra các mạch in, hoạt động như dây dẫn, ăng-ten và điện trở. Mực dẫn điện xác định phần lớn trở kháng của ăng-ten in RFID, một thông số quan trọng liên quan đến hiệu suất của ăng-ten RFID.