RFID标签天线印刷技术的研究--基于UHF RFID标签天线喷墨印刷技术参数的研究

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在国家产业链优化升级的推动下,物联网发展已被正式列入国家重点发展项目,而RFID电子标签是其至关重要的产业之一,其制造工艺有多种,而导电油墨印制法是目前应用最为广泛的,与传统印制工艺相比,喷墨印刷方式便于数字化管理,具有更好的材料适应性和环境友好性,所以具有极大的潜力广泛应用于超高频RFID标签天线的制造。导电油墨是喷墨印刷能应用于UHF(Ultra High Frequency)标签天线制造的关键因素,而其居高不下的价格也是制约其大规模应用的瓶颈之一,所以需在最大限度保持UHF标签天线性能的前提之下,减少油墨耗用量以降低天线制造成本。而喷墨印刷方式的选择及参数设置直接影响UHF标签天线的性能,本文将天线的辐射效率、识别距离和线条的连续光滑性作为质量评价参数,首先研究叠印率对UHF天线印制品质影响的理论模型,然后利用HFSS模拟软件得出偶极子天线的表面电流密度分布图,设定参考值,以此为基础设置不同的印刷方案,在不同的高密度区重复印刷,测定天线识别距离,进行分析各方案的性价比。通过理论分析得出天线的辐射效率、识别距离与墨层厚度成正相关,而叠印率与墨层厚度也成正相关,因此,叠印率是影响天线性能的重要参数,并实验验证了这一论断,随着叠印率的增大,墨层增厚,天线线条连续性增强,识别性能提高,同样可减少油墨的耗用量。实验过程中发现,温度的高低与天线线条连续性成正相关,温度越高,其表面更光滑,但墨层厚度与温度不成正比,当小于临界温度时,两者成正比,当大于临界温度时,两者成反比。实验结果显示选择性印刷方式可行性较高,不仅识别距离可与非选择性印刷方式相媲美,而且在油墨耗用量方面,该方式优势极为明显,可节省22%-33%的量。本文为降低RFID标签成本提供了一个可行性较高的方法,即在适当的操作温度下,以较高的叠印率进行选择性喷墨印刷,以提高墨层厚度,进而提高标签天线的识别性能,降低生产成本,提高企业获利空间,增强市场竞争力。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
第一章 绪论第8-12页
    1.1 研究背景及意义第8-9页
        1.1.1 研究背景第8-9页
        1.1.2 研究意义第9页
    1.2 超高频 RFID 标签天线印刷技术的国内外研究现状第9-10页
        1.2.1 国内研究现状第9-10页
        1.2.2 国外研究现状第10页
    1.3 本论文的主要内容及结构第10-12页
第二章 超高频 RFID 标签天线第12-24页
    2.1 RFID 电子标签的系统构成第12-13页
    2.2 RFID 电子标签的分类第13-14页
    2.3 无源超高频 RFID 电子标签的基本工作原理第14-15页
    2.4 超高频 RFID 标签天线品质的评价第15-19页
    2.5 超高频 RFID 标签天线的制造工艺第19-24页
        2.5.1 绕线法第19页
        2.5.2 蚀刻法第19页
        2.5.3 电镀法第19-20页
        2.5.4 烫印法第20-21页
        2.5.5 导电油墨印制法第21-24页
第三章 超高频 RFID 天线的喷墨印刷技术研究第24-39页
    3.1 概述第24页
    3.2 喷墨印刷技术分类第24-26页
    3.3 压电式喷墨印刷技术第26-28页
    3.4 喷墨印制的 UHF RFID 标签天线质量的影响因素第28-33页
        3.4.1 接触角第28-30页
        3.4.2 温度第30-31页
        3.4.3 底基第31页
        3.4.4 油墨第31页
        3.4.5 叠印率第31-33页
    3.5 实验论证第33-37页
        3.5.1 实验仪器第33-34页
        3.5.2 等离子表面处理第34页
        3.5.3 喷墨印刷第34-35页
        3.5.4 实验结果与分析第35-37页
    3.6 本章小结第37-39页
第四章 喷墨印制厚度对超高频天线成本优化的影响研究第39-47页
    4.1 概述第39页
    4.2 HFSS 软件建模简介第39-43页
    4.3 实验验证第43-46页
        4.3.1 实验仪器第43-44页
        4.3.2 喷墨印刷第44页
        4.3.3 实验结果与分析第44-46页
    4.4 本章小结第46-47页
第五章 论文总结与展望第47-49页
    5.1 论文总结第47页
    5.2 展望第47-49页
致谢第49-50页
参考文献第50-53页
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文第53页
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