蚀刻天线制作方法及制作流程简介

　　目前我们了解的天线制作技术主要有三种：绕线式天线、印刷天线和蚀刻天线。此外还有真空镀膜法生产RFID天线的，上述几种生产方法的特点比较如下：
 
　　2.1 绕线式天线 

　　绕线和印刷技术在中国大陆得到了较为广泛的应用，台湾大部分的 RFID标签制造商也是采用此技术。 

　　利用线圈绕制法制作RFID标签时，要在一个绕制工具上绕制标签线圈并进行固定，此时要求天线线圈的匝数较多。这种方法用于频率范围在125-134KHz的RFID标签，其缺点是成本高、生产速度慢、生产效率较低。 

　　2.2 印刷天线  

　　印刷天线是直接用导电油墨（碳浆、铜浆、银浆等）在绝缘基板（或薄膜）上印刷导电线路，形成天线的电路。主要的印刷方法已从只用丝网印刷扩展到胶印、柔性版印刷、凹印等制作方法，较为成熟的制作工艺为网印与凹印技术。其特点是生产速度快，但由于导电油墨形成的电路的电阻较大，它的应用范围受到一定的局限。 

　　2.3 蚀刻天线  

　　印制电路的蚀刻技术主要应用于欧洲地区，而在台湾，目前仅少数软性电路板厂有能力运用此技术制造RFID标签天线。 
　　蚀刻技术生产的天线可以运用于大量制造13.56M、UHF频宽的电子标签中，它具有线路精细、电阻率低、耐候性好、信号稳定等优点。 

　　3、蚀刻天线制作方法简介  
　　蚀刻天线常用铜天线和铝天线,其生产工艺与挠性印制电路板的蚀刻工艺接近。 

　　3.1 蚀刻天线的制作流程  

　　挠性聚酯覆铜(铝)板基材――贴感光干膜／印感光油墨――连续自动曝光――显像――蚀刻――退膜--水洗--干燥—质检—包装  
 
     3.2 制作流程说明  

　　挠性聚酯覆铜(铝)板基材：采用软板专用的合成树脂胶（环氧胶、 丙烯酸胶）将铜箔(铝箔)与聚酯膜压合在一起，经高温后固化后而 成，其电性能、耐高温性、耐腐蚀性较强。材料的组成截面图如下：   

　　贴感光感膜／印感光油墨：通过滚压的方式将一层感光膜贴敷在基材 的金属面；或在基材的金属面印上一层感光湿膜，经干燥后使用。材 料的组成截面图如下所示：   

    曝光：通过自动连续曝光机，自动对位曝光将菲林上的电路图性转移 到感光膜上。截面图如下：

    显像：将未曝光的地方冲洗掉，显现出被感光膜覆盖的线路图。截面图如下：  

    蚀刻：将裸露的金属用酸性药液将其蚀刻掉。截面图如下：　  

    退膜：最后将保护线路的感光膜去掉，露出金属线路。截面图如下: 

    3.3 蚀刻天线的废水处理问题  

    因为蚀刻天线在制作过程中使用了多种酸碱化学药品，会产生一定的废水，于是我们建立了较先进的污水处理站，对生产中产生的废水经过严格处理后达到国家标准后排放。 

    3.4 蚀刻天线的特点  

    (1) 蚀刻天线其线路的精度高，其线宽能控制在±０．０３ｍｍ，而印刷的线宽只能控制在±０．１ｍｍ。这样蚀刻天线因为其精度高，特性能够与读写机的询问信号更好地匹配，同时在天线的阻抗、应用到物品上的射频性能等都很好。 
    (2)蚀刻天线的线路最细能做到0.075ｍｍ，而印刷天线 
    只能做到0.15ｍｍ，这样用蚀刻天线能在有限的空间里制作出更小的天线，也就是高精密天线。  
    (3)蚀刻天线的柔性好、能任意的弯曲（弯折可达上万次）、耐高低温、耐潮湿、耐腐蚀性强、电性能稳定，可以满足多种条件下的需求。 
    (4) 使用时间长。一般印刷的RFID标签耐用年限为二至三年。但蚀刻的RFID标签耐用年限可达十年以上。 
    (5) 它惟一的缺点就是用传统的工艺制造时成本太高，这正是我们在研制中要解决的问题。  

    4、蚀刻天线成本的控制方法  
    4.1 非标设备的设计加工  

    鉴于我们对FPC制作工艺的认识和对RFID的了解，建厂初期在设备的选择时，我们不断和制造商共同研究论证，在传统的FPC生产设备上不断的改进，从天线生产的精密度、产能提高、节能降耗、设备制造成本等方面出发，融入新的工艺需求和新的设计理念，制造出的设备成本较低的ROLL? TO? ROLL生产线，满足了精密天线的加工要求。 

    4.2 挠性覆铜(铝)板基材的研制  

    挠性覆铜(铝)板基材是用高分子合成树脂胶粘剂粘接铜(铝)箔和聚酯(PET)薄膜而成，目前蚀刻法制作RFID天线的聚酯薄膜均采用进口材料,因为国产的PET在天线制作过程中会出现变形现象,会使后续芯片无法批量封装，使用进口材料价格无形就高。为了解决国产材料变形的问题，力争使用国产PET降低成本，我们得到材料供应商华烁科技股份有限公司(原湖北省化学研究院)的大力支持，他们利用雄厚的高分子化学研究基础和近二十年的挠性覆铜板研制开发经验，不断地研究探索各种材料的特性，开发出专供RFID天线使用的覆铜/铝板材料。 

    与此同时，我们对自身的生产工艺和设备也进行调整，最终解决了材料变形的难题。现在我们已经全部采用了国内的材料制作生产,实践证明我们用国产材料制作的天线能够满足各种客户的使用要求，从而达到既保证质量又降低成本的目的。 

    4.3 天线图形制作工艺的研究  

    目前国内天线（蚀刻法）的制作厂家，对高频的天线均采用的双面覆铝或双面覆铜板基材，然后双面印刷再蚀刻制作而成。这种方法固然有其优点，但不利于节约环保，因为双面中的一面仅仅只是留下一根过桥的线路，这样不仅材料的制作成本高，而且材料制作工艺也复杂，还有导通铆接时电性能不稳定。 

    我们在制作天线时均采用单面覆铜/铝基材蚀刻天线，用铆接的方式连续复合过桥。在铆接时我们是让金属面对着金属面，这样过桥连接导通会更好，电性能相对稳定些。如下图：  

    4.4天线品质的控制  

    4．4.1 公司全面推行ISO9001：2000、 ISO14001:2004一体化管理体系，期以更高的品質和服务來滿足和超越顧客需求、实现社会、员工、公司的双赢。 
    4.4.2 在过程控制方面  

    (1) 自动曝光时会按频次检验模板,防止异物导致天线开、短路功能不良。 
    (2) 蚀刻后我们有品质专人对天线的线宽、线距进行检验，防止线路不符而影响电子标签的信号传输。 
    (3) 过桥铆接后我们分别用电测机对天线进行全部导通测试 。 

    5、行业展望与期待 
    5.1市场展望  

    (1) 全球金融危机对中国经济的负面影响，RFID产业的发展会受到严重影响，国内行业同仁要加强合作，共度难关。  
    (2) 国内RFID产业起步较晚，规模还较小，企业抗风险能力较弱，希望政府加大扶持力度。  
    (3) 天线生产厂家要树立绿色环保概念  
    (4) 提出节能降耗的生产理念  

    5.2 RFID天线技术的发展  

    蚀刻法天线存在的技术难点：  

    (1) 目前蚀刻铝天线过桥的连接均采用的铆接方式，这种方式当天线制作后，在转移和封装的过程受到外力后铆接点容易断开，导致天线开路产生功能性不良。 
    (2) 我们正在试验寻找一种导电介质，让导电介质敷着在原铆接处，再用滚压的方式让其金属部分直接接触，这样天线过桥连接处可以任意弯曲都不会断开，会提高Inlay的成功率，使天线的电性能更稳定。