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日本開(kāi)發(fā)成功塑料板印刷制作RFID標(biāo)簽的天線

作者:日經(jīng)BP社 大久保 聰
日期:2007-03-04 11:42:24
摘要:日本開(kāi)發(fā)成功塑料板印刷制作RFID標(biāo)簽的天線
關(guān)鍵詞:電子標(biāo)簽


圖1:通過(guò)印刷形成的天線
圖2:天線的頻率特性。左側(cè)為利用真空技術(shù)形成的普通天線。右側(cè)為利用印刷技術(shù)形成的天線。通過(guò)實(shí)施壓力退火,頻率特性大幅提高
圖3:識(shí)別通過(guò)印刷形成的共振標(biāo)簽。使用市售無(wú)線標(biāo)簽讀取器

  日本的產(chǎn)綜研技術(shù)綜合研究所(以下簡(jiǎn)稱產(chǎn)綜研)日前開(kāi)發(fā)成功了以印刷方式制作無(wú)線標(biāo)簽天線的技術(shù)(日文發(fā)布資料,圖1)。將銀膏(Ag Paste)作為金屬材料,使用絲網(wǎng)印刷在塑料底板上形成天線、布線及電極后,再同時(shí)實(shí)施稱為“壓力退火”的加壓處理以及150℃的熱處理。通過(guò)這些措施,獲得了可在無(wú)線標(biāo)簽上使用的10-3~10-4Ω·cm電阻率。與只進(jìn)行150℃熱處理時(shí)相比,電阻率減小了3位數(shù)以上(圖2)。

  產(chǎn)綜研使用此次開(kāi)發(fā)的絲網(wǎng)印刷及壓力退火技術(shù),試制出了在天線及布線上配合使用電容器,具有共振標(biāo)簽構(gòu)造的無(wú)線標(biāo)簽。在使用市售無(wú)線標(biāo)簽讀取器對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行檢測(cè)時(shí),可在5MHz~40MHz頻帶下正常工作。比如,制作3種共振標(biāo)簽,并且分別分配識(shí)別編號(hào),當(dāng)把貼有這些共振標(biāo)簽的物體靠近無(wú)線標(biāo)簽讀取器時(shí),均可被被順利識(shí)別出來(lái)(圖3)。此前在使用印刷技術(shù)制作無(wú)線標(biāo)簽的天線時(shí),需要在400℃~500℃下進(jìn)行熱處理,因此,無(wú)法使用塑料底板。目前業(yè)界普遍使用的是利用真空工藝形成的鋁制天線。此次的成果計(jì)劃在2005年9月7日~11日于日本德島市召開(kāi)的“2005年(平成17年)秋季第66屆應(yīng)用物理學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)演講會(huì)”上進(jìn)行發(fā)布。

  壓力退火可在不使塑料底板及通過(guò)印刷形成的導(dǎo)體產(chǎn)生熱膨脹、熱收縮的情況下,降低導(dǎo)體部分的電阻率。此次進(jìn)行熱處理時(shí)采用了在加熱極板與塑料底板之間添加固底板的方式,并向塑料底板的表面施加了垂直方向的壓力。固定底板可以防止放置在加熱極板上的塑料底板在熱處理時(shí)向內(nèi)面膨脹或收縮。如果將塑料底板直接放在加熱極板上進(jìn)行熱處理,塑料底板就會(huì)因熱膨脹及加熱后的熱收縮生產(chǎn)不均勻性,而使用固定底板便可解決這一問(wèn)題。施加垂直壓力則可縮小由印刷形成的導(dǎo)體中的金屬微粒的間距,從而就可降低電阻率。不過(guò),對(duì)于固定底板以及垂直壓力施加方法等細(xì)節(jié),該研究所表示:“屬于關(guān)鍵技術(shù),不能透露”(產(chǎn)綜研 光技術(shù)研究部門(mén) 有機(jī)半導(dǎo)體元器件部部長(zhǎng)鐮田 俊英)。

目標(biāo)是IC標(biāo)簽全部由印刷制作

  產(chǎn)綜研認(rèn)為,此次發(fā)布的通過(guò)印刷制作天線的技術(shù)向?qū)崿F(xiàn)IC標(biāo)簽及IC卡全部由印刷制造的目標(biāo)邁進(jìn)了一大步。該研究所此前研發(fā)出了使用有機(jī)晶體管的電路,并確立了使用印刷技術(shù)將有機(jī)晶體管應(yīng)用于IC標(biāo)簽及顯示器等產(chǎn)品的目標(biāo)。其中,在考慮應(yīng)用于IC標(biāo)簽時(shí),該研究所認(rèn)為,開(kāi)發(fā)出能夠形成具有高Q值(阻抗比)的天線的方法,是與有機(jī)晶體管的電氣特性及可靠性同等重要的開(kāi)發(fā)課題。

  “在通過(guò)印刷形成布線等導(dǎo)體時(shí),如果是顯示器用途,可以獲得在充許范圍內(nèi)的電阻率”(產(chǎn)綜研的鐮田)。不過(guò),該研究所表示,如果是天線用途的話,假如不使用壓力退火,電阻率就會(huì)超出充許范圍。該研究所認(rèn)為,2010年~2015年前后,通過(guò)印刷制造的IC標(biāo)簽有望開(kāi)發(fā)成功。如果通過(guò)印刷就可形成IC及天線,那么,對(duì)于除部件成本以外還要花費(fèi)數(shù)十日元的IC芯片及天線而言,其成本便有望大大降低。

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