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纸基柔性RFID标签金属天线制备

2020-06-17程思元

电子科技 2020年6期

颜 川,程思元,王 康

(电子科技大学 材料与能源学院,四川 成都 6110054)

21世纪以来,物联网(Internet of Things)IoT技术的提出与发展为人类社会创造出了“万物互联”的美好愿景。射频识别技术(Radio Frequency Identification)RFID是物联网技术的重要一环,其标签的制备与应用是实现RFID技术的基础[1]。RFID标签中的金属层天线是实现电磁波辐射及信号收发的关键部分。因此,良好的金属层是RFID标签制备的关键[2]。

商用RFID标签的基板材料主要为聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等。纸张材料具备的廉价、环保、延展性强等优点使其成为一种前景巨大的电子材料基板[3-5]。在电子行业中,成熟的金属天线制备方法为蚀刻铝法。虽然蚀刻法具有精度高、电阻率低等优点,但是蚀刻溶液的高PH环境不能适用纸张基板,且存在污染、浪费资源等缺点。目前,在基板表面喷印导电型纳米金属油墨形成RFID标签金属天线已经成为一个研究热点[6-7]。金属油墨的导电性能与固化温度和固化时间正相关,且固化温度通常大于纸张材料的耐受温度[8-10],所以将这种方法应用于纸张基板时存在一定限制。此外,由于墨层与基板之间为直接接触,因此金属天线与基板之间的结合力相对较弱[11-12]。

本文提出一种针对纸张基板表面处理改性并结合喷墨印刷与化学沉积的工艺方案,将该方案用于制备RFID标签金属天线。各项测试结果表明,本文制备的RFID标签金属天线具备表面致密、结晶度高、电阻率低、附着力良好、机械性能良好等优点。此外,本文提出的工艺方案可以扩展至工业大规模生产制备。……

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