基于RFID天线无颗粒喷墨导电墨水印刷适性研究

摘要

无线射频识别技术(Radio Frequency Identification.RFID)日渐成熟，已在商品包装、运输、物流追溯等领域广泛应用。目前RFID标签的常用印制方法有蚀刻、柔版、丝网等，其中蚀刻印刷不环保、环境污染严重，柔板和丝网印刷制作周期长。而喷墨印刷是经计算机控制直接将功能性墨水转移到基材上，精度高、速度快、导电好、适用的材料广泛等优点。所以，将RFID标签天线用喷墨印刷形式，喷印在承印基材上是研究的趋势。
　　本论文将以无颗粒型导电墨水采用喷墨印刷方式印制RFID标签天线，探究喷墨印刷方式印制RFID标签天线的工艺流程。主要研究内容是对现有的已研制出的无颗粒墨水进行测量优化，选出导电性优异、稳定性高的墨水，用IJDAS300A喷墨打印机在改性的聚对苯二甲酸乙二酯基材上喷印RFID标签天线。针对影响标签质量的各因素进行系统的分析研究，通过正交实验的方法印刷标签天线，最终确定喷墨印刷RFID标签的工艺参数，并最后对喷印的标签天线进行封装，用于衣服吊牌上，实现商品在物流中追随功能。
　　课题通过实验得出以下几个方面结论:无颗粒型导电墨水加入表面活性保护剂PVP能够有效的提高墨水的稳定性。在20℃条件下，粘度为6.63cp，表面张力为28.1dyn/cm;通过控制电晕处理参数，经过电晕处理的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，提高了表面能，表面张力可增加(5-6)×10-3N/m，能够达到52×10-3N/m;通过正交试验，在IJDAS300A喷墨打印系统印刷标签天线，测量天线质量，最终确定了喷墨印刷工艺参数为:图像分辨率300DPI，烧结温度150℃，烧结时间20min。通过控制印刷工艺参数，用喷墨印刷方法能够喷印出优良的RFID标签天线，为实际生产提供参考和依据。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 印刷电子的概况

1．1．1 印刷电子研究现状

1．2 RFID的概述

1．2．1 RFID的工作原理和天线

1．2．2 RFID标签天线基础知识

1．2．3 RFID标签天线制作工艺

1．3 导电油墨

1．3．1 导电油墨的发展及概况

1．3．2 导电墨水的组成和分类

1．3．3 喷墨导电墨水

1．4 喷墨印刷技术

1．4．1 喷墨印刷技术的分类

1．4．2 影响喷墨印刷质量因素

1．4．3 喷墨印刷在印刷电子中的应用

1．5 本论文研究内容及意义

2 实验材料及方法

2．1 无颗粒型导电墨水的制备

2．1．1 实验药品与设备

2．1．2 实验方法

2．1．3 表征手段

2．2 喷墨控制参数对墨滴影响

2．2．1 实验材料与设备

2．2．2 实验方法

2．3 PET表面改性处理

2．3．1 实验材料及设备

2．3．2 实验方法

2．3．3 PET薄膜的表征

2．4 喷墨打印实验

2．4．1 实验材料及设备

2．4．2 实验方法

2．4．3 表征手段

3 结果与讨论

3．1 无颗粒型导电墨水的制备

3．1．1 柠檬酸银结构的确认

3．1．2 导电墨水性能测试

3．1．3 小结

3．2 喷墨控制参数对墨滴影响

3．2．1 工作电压对墨滴状态的影响

3．2．2 点火频率对墨滴状态的影响

3．2．3 小结

3．3 PET的改性处理

3．3．1 表面张力测试

3．3．2 PET表面接触角的测量

3．3．3 PET扫描电子显微镜(SEM)分析

3．3．4 处理PET薄膜的稳定性

3．3．5 小结

3．4 喷墨打印标签天线

3．4．1 喷墨打印实验

3．4．2 烧结时间和温度对导电薄膜导电性的影响

3．4．3 RFID标签天线的封装与应用

3．4．4 成本分析

3．4．5 小结

4 结论

5 展望

参考文献

致谢

附录