目前我們了解的天線制作技術(shù)主要有三種:繞線式天線、印刷天線和蝕刻天線。此外還有真空鍍膜法生產(chǎn)RFID天線的,上述幾種生產(chǎn)方法的特點(diǎn)比較如下:
2.1 繞線式天線
繞線和印刷技術(shù)在中國大陸得到了較為廣泛的應(yīng)用,臺灣大部分的 RFID標(biāo)簽制造商也是采用此技術(shù)。
利用線圈繞制法制作RFID標(biāo)簽時,要在一個繞制工具上繞制標(biāo)簽線圈并進(jìn)行固定,此時要求天線線圈的匝數(shù)較多。這種方法用于頻率范圍在125-134KHz的RFID標(biāo)簽,其缺點(diǎn)是成本高、生產(chǎn)速度慢、生產(chǎn)效率較低。
2.2 印刷天線
印刷天線是直接用導(dǎo)電油墨(碳漿、銅漿、銀漿等)在絕緣基板(或薄膜)上印刷導(dǎo)電線路,形成天線的電路。主要的印刷方法已從只用絲網(wǎng)印刷擴(kuò)展到膠印、柔性版印刷、凹印等制作方法,較為成熟的制作工藝為網(wǎng)印與凹印技術(shù)。其特點(diǎn)是生產(chǎn)速度快,但由于導(dǎo)電油墨形成的電路的電阻較大,它的應(yīng)用范圍受到一定的局限。
2.3 蝕刻天線
印制電路的蝕刻技術(shù)主要應(yīng)用于歐洲地區(qū),而在臺灣,目前僅少數(shù)軟性電路板廠有能力運(yùn)用此技術(shù)制造RFID標(biāo)簽天線。
蝕刻技術(shù)生產(chǎn)的天線可以運(yùn)用于大量制造13.56M、UHF頻寬的電子標(biāo)簽中,它具有線路精細(xì)、電阻率低、耐候性好、信號穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
3、蝕刻天線制作方法簡介
蝕刻天線常用銅天線和鋁天線,其生產(chǎn)工藝與撓性印制電路板的蝕刻工藝接近。
3.1 蝕刻天線的制作流程
撓性聚酯覆銅(鋁)板基材――貼感光干膜/印感光油墨――連續(xù)自動曝光――顯像――蝕刻――退膜--水洗--干燥—質(zhì)檢—包裝
3.2 制作流程說明
撓性聚酯覆銅(鋁)板基材:采用軟板專用的合成樹脂膠(環(huán)氧膠、 丙烯酸膠)將銅箔(鋁箔)與聚酯膜壓合在一起,經(jīng)高溫后固化后而 成,其電性能、耐高溫性、耐腐蝕性較強(qiáng)。材料的組成截面圖如下:
貼感光感膜/印感光油墨:通過滾壓的方式將一層感光膜貼敷在基材 的金屬面;或在基材的金屬面印上一層感光濕膜,經(jīng)干燥后使用。材 料的組成截面圖如下所示:
曝光:通過自動連續(xù)曝光機(jī),自動對位曝光將菲林上的電路圖性轉(zhuǎn)移 到感光膜上。截面圖如下:
顯像:將未曝光的地方?jīng)_洗掉,顯現(xiàn)出被感光膜覆蓋的線路圖。截面圖如下:
蝕刻:將裸露的金屬用酸性藥液將其蝕刻掉。截面圖如下:
退膜:最后將保護(hù)線路的感光膜去掉,露出金屬線路。截面圖如下:
3.3 蝕刻天線的廢水處理問題
因為蝕刻天線在制作過程中使用了多種酸堿化學(xué)藥品,會產(chǎn)生一定的廢水,于是我們建立了較先進(jìn)的污水處理站,對生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水經(jīng)過嚴(yán)格處理后達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)后排放。
3.4 蝕刻天線的特點(diǎn)
(1) 蝕刻天線其線路的精度高,其線寬能控制在±0.03mm,而印刷的線寬只能控制在±0.1mm。這樣蝕刻天線因為其精度高,特性能夠與讀寫機(jī)的詢問信號更好地匹配,同時在天線的阻抗、應(yīng)用到物品上的射頻性能等都很好。
(2)蝕刻天線的線路最細(xì)能做到0.075mm,而印刷天線
只能做到0.15mm,這樣用蝕刻天線能在有限的空間里制作出更小的天線,也就是高精密天線。
(3)蝕刻天線的柔性好、能任意的彎曲(彎折可達(dá)上萬次)、耐高低溫、耐潮濕、耐腐蝕性強(qiáng)、電性能穩(wěn)定,可以滿足多種條件下的需求。
(4) 使用時間長。一般印刷的RFID標(biāo)簽?zāi)陀媚晗逓槎寥辍5g刻的RFID標(biāo)簽?zāi)陀媚晗蘅蛇_(dá)十年以上。
(5) 它惟一的缺點(diǎn)就是用傳統(tǒng)的工藝制造時成本太高,這正是我們在研制中要解決的問題。
4、蝕刻天線成本的控制方法
4.1 非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計加工
鑒于我們對FPC制作工藝的認(rèn)識和對RFID的了解,建廠初期在設(shè)備的選擇時,我們不斷和制造商共同研究論證,在傳統(tǒng)的FPC生產(chǎn)設(shè)備上不斷的改進(jìn),從天線生產(chǎn)的精密度、產(chǎn)能提高、節(jié)能降耗、設(shè)備制造成本等方面出發(fā),融入新的工藝需求和新的設(shè)計理念,制造出的設(shè)備成本較低的ROLL? TO? ROLL生產(chǎn)線,滿足了精密天線的加工要求。
4.2 撓性覆銅(鋁)板基材的研制
撓性覆銅(鋁)板基材是用高分子合成樹脂膠粘劑粘接銅(鋁)箔和聚酯(PET)薄膜而成,目前蝕刻法制作RFID天線的聚酯薄膜均采用進(jìn)口材料,因為國產(chǎn)的PET在天線制作過程中會出現(xiàn)變形現(xiàn)象,會使后續(xù)芯片無法批量封裝,使用進(jìn)口材料價格無形就高。為了解決國產(chǎn)材料變形的問題,力爭使用國產(chǎn)PET降低成本,我們得到材料供應(yīng)商華爍科技股份有限公司(原湖北省化學(xué)研究院)的大力支持,他們利用雄厚的高分子化學(xué)研究基礎(chǔ)和近二十年的撓性覆銅板研制開發(fā)經(jīng)驗,不斷地研究探索各種材料的特性,開發(fā)出專供RFID天線使用的覆銅/鋁板材料。
與此同時,我們對自身的生產(chǎn)工藝和設(shè)備也進(jìn)行調(diào)整,最終解決了材料變形的難題?,F(xiàn)在我們已經(jīng)全部采用了國內(nèi)的材料制作生產(chǎn),實踐證明我們用國產(chǎn)材料制作的天線能夠滿足各種客戶的使用要求,從而達(dá)到既保證質(zhì)量又降低成本的目的。
4.3 天線圖形制作工藝的研究
目前國內(nèi)天線(蝕刻法)的制作廠家,對高頻的天線均采用的雙面覆鋁或雙面覆銅板基材,然后雙面印刷再蝕刻制作而成。這種方法固然有其優(yōu)點(diǎn),但不利于節(jié)約環(huán)保,因為雙面中的一面僅僅只是留下一根過橋的線路,這樣不僅材料的制作成本高,而且材料制作工藝也復(fù)雜,還有導(dǎo)通鉚接時電性能不穩(wěn)定。
我們在制作天線時均采用單面覆銅/鋁基材蝕刻天線,用鉚接的方式連續(xù)復(fù)合過橋。在鉚接時我們是讓金屬面對著金屬面,這樣過橋連接導(dǎo)通會更好,電性能相對穩(wěn)定些。如下圖:
4.4天線品質(zhì)的控制
4.4.1 公司全面推行ISO9001:2000、 ISO14001:2004一體化管理體系,期以更高的品質(zhì)和服務(wù)來滿足和超越顧客需求、實現(xiàn)社會、員工、公司的雙贏。
4.4.2 在過程控制方面
(1) 自動曝光時會按頻次檢驗?zāi)0?防止異物導(dǎo)致天線開、短路功能不良。
(2) 蝕刻后我們有品質(zhì)專人對天線的線寬、線距進(jìn)行檢驗,防止線路不符而影響電子標(biāo)簽的信號傳輸。
(3) 過橋鉚接后我們分別用電測機(jī)對天線進(jìn)行全部導(dǎo)通測試 。
5、行業(yè)展望與期待
5.1市場展望
(1) 全球金融危機(jī)對中國經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響,RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會受到嚴(yán)重影響,國內(nèi)行業(yè)同仁要加強(qiáng)合作,共度難關(guān)。
(2) 國內(nèi)RFID產(chǎn)業(yè)起步較晚,規(guī)模還較小,企業(yè)抗風(fēng)險能力較弱,希望政府加大扶持力度。
(3) 天線生產(chǎn)廠家要樹立綠色環(huán)保概念
(4) 提出節(jié)能降耗的生產(chǎn)理念
5.2 RFID天線技術(shù)的發(fā)展
蝕刻法天線存在的技術(shù)難點(diǎn):
(1) 目前蝕刻鋁天線過橋的連接均采用的鉚接方式,這種方式當(dāng)天線制作后,在轉(zhuǎn)移和封裝的過程受到外力后鉚接點(diǎn)容易斷開,導(dǎo)致天線開路產(chǎn)生功能性不良。
(2) 我們正在試驗尋找一種導(dǎo)電介質(zhì),讓導(dǎo)電介質(zhì)敷著在原鉚接處,再用滾壓的方式讓其金屬部分直接接觸,這樣天線過橋連接處可以任意彎曲都不會斷開,會提高Inlay的成功率,使天線的電性能更穩(wěn)定。
作者:RFID世界網(wǎng)收錄 來源:RFID世界網(wǎng)