RFID電子標(biāo)簽天線制造技術(shù)在低頻段主要采用線圈繞制法,超高頻和高頻天線制造方法主要有蝕刻法、電鍍法、印刷法;由于主流的蝕刻法生產(chǎn)速度慢,浪費(fèi)材料,而且污染環(huán)境;而印刷法的導(dǎo)電銀漿成本居高不下,天線可靠性也不高,因此有了采用模切技術(shù)來(lái)加工不干膠結(jié)構(gòu)的材料來(lái)生產(chǎn)RFID天線.
之前介紹過(guò)RFID標(biāo)簽天線制造技術(shù)在低頻段主要采用線圈繞制法，一般的超高頻和高頻天線制造方法主要有蝕刻法、電鍍法、印刷法；當(dāng)然還有其他的一些方法如：真空鍍膜法、布線法（適用高頻天線）。
由于主流的蝕刻法生產(chǎn)速度慢，浪費(fèi)材料，而且污染環(huán)境；而印刷法的導(dǎo)電銀漿成本居高不下，天線可靠性也不高；這一切導(dǎo)致人們開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的低成本、高性能天線制造方法，因此，有了采用模切技術(shù)來(lái)加工不干膠結(jié)構(gòu)的材料來(lái)生產(chǎn)RFID天線。
模切技術(shù)原理
模切技術(shù)其實(shí)屬于一種裁切工藝，把不干膠材料放在模切機(jī)的模切臺(tái)上，然后按照事先設(shè)計(jì)好的圖形進(jìn)行制作成的模切刀板施加壓力，使刀鋒對(duì)應(yīng)的地方受力斷裂分離，從而得到所需要的形狀。不干膠材料的模切一般僅僅將面材和膠粘層切穿，即半切穿，保留底紙和其表面的硅油涂層;最終使模切成型的標(biāo)簽保留在底紙上。
模切材料
RFID天線一般是由一層18um厚的鋁或銅加上100um厚的離型紙構(gòu)成的。鋁或銅層是作為功能層，在它上面形成RFID天線的圖案形狀；PET是作為天線圖案的承載層，主要起著機(jī)械支撐的作用，此外，PET基材的介電常數(shù)和厚度也會(huì)影響天線的諧振頻率。這種結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的不干膠結(jié)構(gòu)很類(lèi)似，只不過(guò)不干膠中間多了一層增強(qiáng)層；所以采用天線做成不干膠結(jié)構(gòu)形式。模切所用的材料有三層結(jié)構(gòu)：帶硅油的離型紙或PET(大概100μm)、粘膠層(大概20μm)、帶增強(qiáng)層的鋁箔(大概35μm)，其中硅油主要是為了便于分離廢料，增強(qiáng)層主要是為了加強(qiáng)鋁箔，便于排廢。
模切機(jī)
模切機(jī)主要是通過(guò)控制壓力來(lái)完成模切，其工作原理是利用模切刀、鋼刀、五金模具、鋼線(或鋼板雕刻成的模版)，通過(guò)壓印版施加一定的壓力，將材料軋切成所需要形狀。根據(jù)模切底板和壓切機(jī)構(gòu)的不同，模切機(jī)可分為平壓平、圓壓平和圓壓圓三種類(lèi)型。
RFID天線模切特點(diǎn)分析
1、模具要求
金屬比較容易損耗刀模，對(duì)于非金屬材料，蝕刻模一般可以模切20萬(wàn)次，對(duì)于金屬來(lái)說(shuō)大概在2萬(wàn)次左右就必須修?；驈U棄，所以選擇好一點(diǎn)的模具材料也可以對(duì)刀鋒處進(jìn)行熱處理來(lái)提高刀鋒的硬度。RFID天線圖案比較精細(xì)復(fù)雜，間距也比較小，一般線寬在1mm左右，所以選擇精度高的蝕刻刀或者是雕刻模，而且一般選擇單峰刀模，有斜角的面朝外，沒(méi)有斜面的朝內(nèi)，這樣保證切出來(lái)的線寬是1mm，而且平直。
2、模切材料要求
面材的強(qiáng)度對(duì)排廢具有很大的影響，鋁箔一般在18μm左右， 此時(shí)它的強(qiáng)度十分弱， 基本上用手一扯就破了，直接采用一單層鋁箔或銅箔作為面材，強(qiáng)度明顯不夠，為此在鋁箔的背面增加了一層增強(qiáng)層，選擇10μm厚的PET。為了節(jié)約成本，選擇離型紙作為天線基材，粘膠為了排廢和模切的方便，選擇水乳性的膠作為膠粘層，膠層厚度在20μm左右。
3、排廢難點(diǎn)分析
RFID超頻天線圖案精細(xì)復(fù)雜，導(dǎo)致模切工藝的排廢異常困難，這也是模切天線的困難之所在，具體說(shuō)來(lái)存在以下幾個(gè)特點(diǎn)(以NXP天線為例)。
1） 存在閉合環(huán)，一般偶極子天線為了把阻抗調(diào)到與芯片共軛匹配，其天線結(jié)構(gòu)中都存在T型匹配結(jié)構(gòu)或電感耦合結(jié)構(gòu)；這些阻抗匹配結(jié)構(gòu)基本上是一個(gè)閉合的圓環(huán)，直接排廢基本上不可能。
2） 天線結(jié)構(gòu)中為了調(diào)節(jié)天線的實(shí)部部分，T型匹配結(jié)構(gòu)只是與天線輻射部分在中間部分相連，T形結(jié)構(gòu)其他部分與天線輻射部分存在一個(gè)間隙，此間隙與彎折線和正常的排版方向垂直，一般不好排廢。
3） 偶極子天線為了小型化，一般采用彎折線技術(shù)，彎折線的間距一般在1mm-2mm左右，彎折高度大概在8mm左右，這些細(xì)長(zhǎng)的彎折線是比較難排廢，在加了增強(qiáng)層以后，一端的彎折線間隙可以直接排掉，另一端的彎折線間隙不好排掉。
4） 同樣為了小型化，天線末端有時(shí)也會(huì)存在折合結(jié)構(gòu)，這相當(dāng)于大半個(gè)閉合環(huán)，給排廢帶來(lái)了比較大的困難。
4、 模切天線與蝕刻天線性能比較
電子標(biāo)簽邊緣整齊性：由于模切天線是機(jī)械切出，它的邊緣非常平整；而蝕刻法制造的天線，由于化學(xué)腐蝕的側(cè)蝕作用，邊緣是凹凸不平的。生產(chǎn)速度：模切機(jī)的速度是3次每秒，假定刀模有3個(gè)圖案，機(jī)器一天工作1 2小時(shí)，那么每天可以生產(chǎn)天線4 0萬(wàn)張，這不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蝕刻法的速度，而且比印刷法還要快。圖案精細(xì)度：蝕刻法精度可到0.2mm，適合芯片直接倒裝在天線上；模切法的精度大概在0.5mm左右，所以必須通過(guò)模組轉(zhuǎn)移的方式來(lái)完成天線與芯片的互聯(lián)。圖案的確定性：蝕刻法天線圖案是牢牢粘在PET基底上；而模切法制出的天線由于其離型紙上的硅油，天線圖案不是固定的，容易滑動(dòng)造成圖案失真，這需要生產(chǎn)過(guò)程中盡可能的減少人工的干預(yù)。