射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)是一种利用射频信号自动识别物体的非接触式技术,是智能化物联网的主要构成之一。基于RFID技术的RFID标签自世界零售业巨头沃尔玛大量商品管理后,受到广泛关注。无源RFID标签识别系统的阅读器与标签通过空间交变磁场实现电感耦合,并相互反馈信息。RFID具有读取距离远、信息存储量大、安全性能高等特点,视为条形码的最有潜力替代品。传统制造RFID天线的方法成本高,RFID普及化应用难度高,为解决这此难题出现了丝网印刷(简称丝网)导电银浆制造RFID天线的方法。由于生产设备与原材料匹配性的限制,在批量生产制造RFID天线须保证稳定可控的工艺参数。结合工艺成熟的丝印技术,利用丝印机在铜版纸基材上印刷导电银浆从而制造出RFID天线。文章深入分析了制造天线过程的技术及工艺参数,讨论了工艺参数对制作RFID性能的影响,并通过优化试验对刮板施加给网版的压力,印刷速度,导电银浆固化温度与时间等制作工艺参数进行优化,获得最佳工艺参数是:刮板施加给网版的压力0.4 MPa,印刷速度0.3 m/s,固化时间30 min与固化温度150℃;保证制造的RFID天线满足电阻特性要求。导电银浆RFID天线过桥连接线路效果的好坏直接影响到天线的闭合能。文章研究了导电银浆RFID天线过桥连接线路的可靠性,具体围绕以下部分:讨论了过桥连接导电银浆的热固化及力学影响,通过金相微切片显微镜分析了RFID天线过桥连接线路层厚的均匀性,研究了挠曲性能测试、恒温恒湿试验与高低温热冲击试验等环境因素对过桥连接线路的可靠性影响。实验结果显示RFID天线样品的过桥连接线路均匀性好,厚度约为5.93μm;过桥连接导电银浆线路在挠曲达到2×104次时电阻增大约4.23?,即在少数挠曲性的情况影响小;RFID天线样品放进温度50℃、相对湿度85%条件的恒温恒湿试验箱8h后,电阻变化最大值是0.45?,而放进循环温度为-40℃至85℃的高低温冲击试验箱3h后,电阻变化最大值是0.15?,即过桥连接线路具有较好的环境适应可靠性。热压导电银浆线路可以增加导电颗粒的接触面积,达到降低电阻,提高品质因素Q。热压机压实导电银浆线路时,选择压实温度的范围是140℃~190℃,压实时间的范围是60s~120s,压实压力的范围是7 MPa~12 MPa。文章通过均匀设计方法系统分析了温度、时间与压力等条件对导电银浆RFID天线线路压实过程的影响,利用minitab软件拟合出它们间非线性回归方程。研究了恒温恒湿试验与高低温热冲击试验等环境因素对导电银浆天线电阻的影响。结果表明,压实后电阻减小50%以上,相关系统达99.8%的回归方程可预测压实后天线的电阻变化效果,导电银浆天线具有良好的环境适应性,压实不会对天线电感产生影响。发明了一种绿色环保制作RFID铝箔天线的方法,过程是利用刀模半切铝箔的方法完成天线线路的制作,过桥连接线路则是通过铝箔、热固胶膜与导电胶纸叠层完成。这种方法制作RFID铝箔天线尚停留在实验室阶段,而要实现这种方法在自动化生产的应用,生产设备制造商须开发相关自动化设备。
