全印制无线射频识别标签制备技术的研究

发布时间：2017-09-12 02:03

  本文关键词：全印制无线射频识别标签制备技术的研究

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【摘要】：近年来,随着大规模集成电路的飞速发展,信息通信技术的不断提高以及制造技术水平的日趋成熟,射频识别技术以其独特的优点得到了广泛的关注。作为一种新兴的无线通信系统,射频识别技术已经被列为21世纪最重要的技术之一。RFID技术工程化应用中的关键问题是如何在保证标签天线通讯性能的基础上大幅度降低标签的成本。本文基于以“加成法”思想为基础结合喷墨打印技术而形成的全印制电子技术(All Printed Electronics,APE),研究了在聚酰亚胺(PI)基板上实现RFID标签天线的制作,有望解决成本和稳定性的难题。本论文首先介绍了简单的RFID系统的基本结构以及实现通信的方式,并对不同的标签天线进行了分类。考虑到标签天线的成本和性能,在适合后期工艺制备的基础上,结合标签天线的设计原则,设计出了标签天线的基本结构。为了使标签天线的性能进一步提高,利用HFSS软件设计标签天线,讨论了标签尺寸对标签性能的影响,优化了天线参数,设计出了符合要求的标签天线模型。接下来介绍了标签天线制备的不同工艺,提出了一种全新的全印制电子技术。首先需要选择好合适的基板材料并配制好合适的溶液型前驱油墨,从众多基材中选取聚酰亚胺为承印材料,并对聚酰亚胺薄膜做表面改性处理。在这个过程中,对比了不同的处理处理温度对结果的影响,最终得了40°C作为基板的处理温度。在这基础上再进行全印制金属化工艺。为了获得高附着性和高辐射效率的偶极子天线,本文研究了不同时间下的镀铜效果,最终确定5 min为最佳的镀铜时间。最后给出了天线制备的具体步骤,并测试了标签天线的读写性能,得到了符合要求的标签天线。
【关键词】：RFID 标签天线 喷墨打印 全印制电子
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822;TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 RFID标签天线概述及论文研究的背景9-11
• 1.1.1 RFID基本系统的组成9-10
• 1.1.2 RFID标签的分类10-11
• 1.2 RFID技术在国内外的应用状况11-12
• 1.3 国内外RFID的研究状况12
• 1.4 RFID面临的课题12-14
• 1.5 本论文研究的主要内容14
• 1.6 本论文的结构安排14-16
• 第二章 RFID工作原理及天线参数16-19
• 2.1 基本工作原理16
• 2.2 天线工作模式16-17
• 2.3 天线的参数17-19
• 第三章 RFID标签天线的理论基础19-25
• 3.1 最高传输速率的阻抗共轭匹配19-22
• 3.1.1 共轭匹配理论19-22
• 3.2 FRIIS方程及雷达距离方程与标签识别距离的关系22-24
• 3.2.1 FRIIS方程22-23
• 3.2.2 雷达距离方程23-24
• 3.3 本章小结24-25
• 第四章 UHF标签天线的设计与仿真25-41
• 4.1 RFID天线的性能要求25
• 4.2 RFID设计时需要考虑的问题25-26
• 4.3 RFID天线的设计现状26-27
• 4.4 RFID天线的设计步骤27
• 4.5 RFID标签天线设计要求：27-32
• 4.5.1 天线的小型化28-29
• 4.5.2 天线的阻抗匹配29-32
• 4.6 标签天线的仿真过程32-40
• 4.6.1 天线的初始尺寸32-33
• 4.6.2 天线的仿真设计33-40
• 4.7 本章小结40-41
• 第五章 RFID标签的制备技术41-57
• 5.1 RFID天线的制造工艺41-43
• 5.1.1 线圈绕制法41
• 5.1.2 蚀刻法41-42
• 5.1.3 印刷法42-43
• 5.2 全印制电子技术43-44
• 5.3 主要实验仪器及试剂44-45
• 5.4 基板材料的选取45-46
• 5.5 聚酰亚胺表面改性46-49
• 5.5.1 聚酰亚胺基板用碱液处理47
• 5.5.2 不同温度处理结果的对比47-49
• 5.6 化学镀铜49-56
• 5.6.1 化学镀铜的概述49-50
• 5.6.2 以甲醛为还原剂的化学镀铜原理及溶液组成50-51
• 5.6.3 基于化学沉积的全印制电子技术51-52
• 5.6.4 镀铜时间对铜层的影响52
• 5.6.5 铜层结合力测试52-53
• 5.6.6 天线的制备53-56
• 5.7 本章小结56-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 纪丽娜;唐晓峰;杨振国;;喷墨印制PCB用新型纳米银导电油墨的研发现状及趋势[J];印制电路信息;2009年06期

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本文编号：834397