喷墨印刷在电子产品制作中的应用--UHF天线印刷的优化分析

摘要

目前,RFID电子标签正朝超高频方向发展,超高频标签具有识别距离长、读写速度快等优点。随着UHF RFID技术的应用与发展,超高频电子标签中用到的超高频天线的印制方式却满足不了印刷制作性能的要求,所以,本文试图探讨用喷墨印刷的方式来制作超高频天线。喷墨印刷是一种精确定量沉积技术,能将各种材料沉积在承印物上成膜;也是一种薄膜印刷方式,印刷出的膜层更薄,并且成本低、导电性好、无污染、天线图案易控制等优点,在电子产品制作中得到了快速发展。
　　 论文中介绍了超高频天线的制造工艺和国内外的研究现状以及喷墨印刷技术和超高频天线的一些基本知识;重点分析了超高频天线的印刷设计要求和印刷制作性能的影响因素。
　　 论文中采用了理论分析和软件模拟共同结合的思路,在理论分析影响超高频天线印刷制作性能影响因素的基础上,又通过Fluent软件模拟了印刷参数,包括墨滴速度、大小、液体粘度、接触角、基板粗糙度对墨滴沉积形成图形的影响情况,并提出了一些优化改善的方法。通过这些分析可知,只有影响超高频天线印刷制作性能的影响因素得到合理的配置才能印刷出高性能的天线,基于此又提出了超高频天线印刷制作的优化方案,为实际生产提供了一定的理论依据。
　　 评价喷头印刷性能的标准之一为墨滴速度,文中通过分析压电喷墨印刷的驱动原理及波传导理论,并结合牛顿第二定律、压电驱动器的在驱动电压下的体积位移和窄通道下压力波的算法公式,推出了墨滴速度的算法公式。公式的推导为理论控制和分析喷头性能提供了一定的依据,并有利于喷墨印刷制作性能的分析。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 RFID(UHF)天线的制造工艺

1.2.1 RFID电子标签系统的组成和工作原理

1.2.2 RFID(UHF)天线的制造工艺

1.3 超高频(UHF)天线的国内外研究现状

1.4 本论文的主要内容

第二章 喷墨印刷技术

2.1 喷墨印刷技术的分类

2.1.1 连续喷墨印刷技术

2.1.2 按需喷墨印刷技术

2.2 压电式喷墨印刷技术

2.2.1 压电喷头的结构

2.2.2 压电材料的性质

2.2.3 压电喷墨印刷的驱动原理

2.2.4 压电喷墨印刷方式的分类

2.3 压电喷墨印刷的墨滴性质

第三章 超高频天线(UHF)的印制分析

3.1 弯折偶极子天线的类型

3.1.1 折叠式弯折线天线

3.1.2 夹层弯折线天线

3.1.3 双弯折线天线

3.2 弯折偶极子天线的性能

3.2.1 驻波比或阻抗带宽

3.2.2 天线输入阻抗

3.2.3 增益和天线效率

3.3 弯折偶极子天线与芯片的匹配理论

3.4 弯折偶极子天线的印刷设计要求

3.4.1 天线电感

3.4.2 天线电阻

3.5 导电油墨

3.5.1 导电油墨的性质

3.5.2 导电油墨的导电机理

3.6 弯折偶极子天线印刷制作性能的影响因素

3.6.1 刷墨层的质地致密性和边界轮廓保持能力

3.6.2 刷墨层的干燥条件

3.6.3 刷膜层的宽度、厚度和印刷参数

3.7 小结

第四章 超高频天线(UHF)印刷参数的数值模拟与分析

4.1 FLUENT及VOF模型简介

4.1.1 Fluent及Gambit简介

4.1.2 VOF模型

4.2 喷墨印刷制作的沉积铺展

4.3 刷参数的数值模拟与分析

4.3.1 模型建立

4.3.2 数值分析与讨论

4.4 超高频天线(UHF)制作的优化方案

第五章 工作总结和展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文