שיפור קטן בציוד הדפסת הדפוס יכול לפתור בקלות את בעיית לחץ המגע בייצור תגיות אלקטרוניות RFID!!

עם כניסתו של עידן האינטרנט הסלולרי הנשלט על ידי טכנולוגיית 5G, האינטרנט של הכל וחישה בכל מקום הופכים בהדרגה למציאות. כאמצעי חשוב עבור האינטרנט של הדברים (IoT) לתפוס את העולם החיצון, תגיות אלקטרוניות RFID, במיוחד תגיות RFID בתדירות גבוהה במיוחד, יושמו באופן נרחב. במאמר זה, בהתבסס על ניסיון ייצור מעשי, המחבר מציג את היישום של הדפסת גרבור בייצור תגים אלקטרוניים RFID ומציע כמה פתרונות לשיפור איכות ההדפסה לעיונם של הקוראים.

תכונות טכניות של תגים אלקטרוניים RFID

תגיות אלקטרוניות RFID הן תגיות המשתמשות בטכנולוגיית זיהוי אוטומטי ללא מגע כדי לזהות אובייקטים של מטרה ולהשיג נתונים רלוונטיים באמצעות אותות בתדר רדיו, ללא צורך בהתערבות אנושית במהלך תהליך הזיהוי. בתור הגרסה האלחוטית של ברקודים, לתגיות האלקטרוניות RFID יש יתרונות שאין לברקודים, לרבות עמידה למים,-עמידה למגנט, עמידה-לטמפרטורות-גבוהות, חיי שירות ארוכים, מסוגלות לקרוא למרחקים-ארוכים, המאפשרות הצפנת נתונים, קיבולת אחסון נתונים גדולה יותר ועדכון מידע גמיש. שיטות הקידוד, האחסון והקריאה/כתיבה של תגיות אלקטרוניות RFID שונות מתגים מסורתיים (כגון ברקודים) או תגים ידניים. הנתונים המקודדים מאוחסנים במעגלים משולבים בפורמטים של קריאה- בלבד או קריאה/כתיבה. בפרט, הקריאה והכתיבה מושגות באמצעות שידור אלקטרוני אלחוטי, כפי שמוצג באיור 1.

בסך הכל, התכונות הטכניות הבולטות של תגיות אלקטרוניות RFID הן: הן יכולות לזהות אובייקטים בודדים, מאוד ספציפיים, בניגוד לברקודים שיכולים לזהות רק קטגוריה של פריטים; הם יכולים לקרוא אובייקטים מרובים בו-זמנית, בעוד שברקודים חייבים להיקרא אחד אחד; הם יכולים לאחסן כמות גדולה של מידע; ועל ידי שימוש בתדר רדיו, ניתן לקרוא נתונים דרך חומרים חיצוניים, בעוד שברקודים דורשים לייזרים או אינפרא אדום כדי לקרוא מידע מפני השטח של החומרים.

איור 1 תרשים סכמטי של עקרון העבודה של תג אלקטרוני RFID תהליכי ייצור נפוצים של תגי RFID אלקטרוניים ישנם שלושה תהליכי ייצור עיקריים של תגים אלקטרוניים RFID: תהליך שריפת חוטי נחושת, תהליך תחריט מתכת ותהליך הדפסה. ביניהם, תהליך ההדפסה משתמש בעיקר בטכנולוגיית הדפסת מסך (כמתואר באיור 2). בשל המגבלות של המוליכות ומנגנון המוליכה של המשחה המוליכה, ניתן להשתמש רק במשחת כסף מוליכה בתוכן-כסף- ומספר -רשתות-נמוכות ברשתות מסך. יתרה מכך, מושפע מגורמים רבים כמו צמיגות דיו, משיכות, נזילות, לחץ מגב, מתח מסך והפרעות רשת, מבנה החיווט האלקטרוני של RFID מודפס נוטה לבעיות כמו דפורמציה, קצוות גסים, קצרים, הפסקות והבדל משמעותי בין יעילות הקרינה בפועל ויעילות הקרינה התיאורטית 3.

איור 2 תרשים סכמטי של ייצור תגים אלקטרוניים RFID על ידי הדפסת מסך משחת כסף מוליך

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,戹较为偏高且不环保.其中,在印刷日线油墨方面,根据成分不同,包括银浆,铝碳,铝浳,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温脱氧烧导电性,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鶔陂电日线的制程繁琐,价格昂贵,导电性能会因弯折而降低,使得目前在市场丨到来制作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,价格便宜鸔质量宜鸔质量轻种无线日线的印制,在市场上无论从性能方面,还是价格方面来说,都其瞳獺具备卺.

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.תחת בנסיבות רגילות, בהתקני הדפסת שקע קיימים, לאחר התאמת זווית להב הרופא, תנוחת העבודה של להב הרופא קבועה במהלך תהליך ההדפסה ולא ניתנת לשינוי. אם מכוונים את תנוחת העבודה של להב הרופא, הדבר עלול לגרום ללחץ מגע מופרז או לא מספיק עם גליל הדשא, או, עקב ההתאמה הדיוקת הגבוהה בין הדוקטור לגליל הגורד, ייתכן אפילו שתהיה בעיה שבה הם לא יוצרים מגע כלל. בנוסף, עבור גלילי שקע עם דיוק עגול נמוך, להב הרופא עשוי שלא ליצור קשר עקבי עם פני השטח של גליל החריפה, מה שהופך את זה לבלתי אפשרי להסיר בצורה נקייה את עודפי משחת הגרפן. יתרה מזאת, אם מכשיר ההדפסה מתקלקל וגליל החריף רועד, זה עלול לגרום לפגיעות על להב הרופא, ולהכפיף את להב הרופא והמנגנונים הקשורים אליו ללחץ פגיעה, שעלול לגרום נזק ללהב או למנגנון החיבור שלו, אשר בתורו ידרדר את יכולת הסרת הדבק של הלהב. בנוגע ללחץ המגע בין להב הדובר לבין גליל הדביקה, מכשירי הדפסת גרורה קיימים אינם מסוגלים לשלוט בו. בדרך כלל, הוא מוגדר מראש על סמך ניסיון, וכתוצאה מכך דיוק והתאמה לקויה למוצרים שונים. זה מונע הגדרה של לחץ להב רופא מתאים בהתאם למצב בפועל של המוצר, ובכך משפיע על איכות ההדפסה של תוויות אלקטרוניות גרפן RFID. כדי לפתור בעיה זו, המחבר שיפר את מכשיר הדפסת הדביקה, המאפשר כוונון של גליל החריף, להב הרופא, רכיבי התאמה ליניארית, רכיבי כוונון זווית, רכיבי כוונון לחץ ורכיבי איור צף, כפי שמוצג באיור 4.

איור 4 דיאגרמה סכמטית של רכיבים הקשורים למכשיר הדפסת הדפוס

השיטה הספציפית היא כדלקמן: רכיב הכוונון מחובר ללהב ונוסע באופן ליניארי לאורך הכיוון הרדיאלי של גליל הדשא, מה שגורם לעקירה של להב הרופא עם הרכיב הנע; רכיב התאמת הזווית מחבר את להב הרופא לרכיב הכוונון הליניארי, ומאפשר ללהב ולרכיב הכוונון הליניארי להסתובב בהתאם על מנת להתאים את זווית המגע בין להב הרופא לבין גליל הדשא; החלק המסתובב מחובר ללהב הרופא ולרכיב הכוונון הליניארי דרך חלק הניתן להזזה, מה שמאפשר ללהב הרופא ולרכיב ההתאמה הליניארי לנוע באופן רדיאלי ביחס לגליל החריפה.

פתרון זה יכול להתאים את זווית המגע בין להב הדובר לגליל החריפה, כמו גם לכוונן ולמדוד את לחץ המגע ביניהם, ולוודא שעודפי משחת גרפן על פני השטח של גליל הגלובוס נגרד לחלוטין בזמן שהמשחה בחריצים מודפסת על המצע. תגיות אלקטרוניות RFID המודפסות באמצעות טכנולוגיית הדפסה עמוקה זו מציגות קצוות חלקים, ללא שינון, ויעילות קרינה בפועל התואמת את יעילות הקרינה התיאורטית, ומתמודדות ביעילות עם האתגרים שנתקלים בהם בעת ייצור תגיות אלקטרוניות RFID על ידי הדפסת מסך, כפי שמוצג באיור 5.

איור 5 תצוגה מקומית מוגדלת של המוליך של תג אלקטרוני RFID מודפס-. ניתן ליישם את טכנולוגיית הדפסת העומק הזו על תרחישי הדפסה שונים. זה מונע עיוות מבני, קצוות מחוספסים וקצרים או הפסקות באנטנות מודפסות של תגי RFID של גרפן, מה שמבטיח את איכות ההדפסה של תגיות אלקטרוניות RFID המיוצרות על ידי הדפסת אינטגליו. זה משיג דיוק ויעילות גבוהים, פותר את האתגרים הטכניים הקיימים בהדפסת תגי RFID.