專利名稱：一種一次性電子標(biāo)簽天線及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子標(biāo)簽制造技術(shù)范疇，具體涉及一種一次性電子標(biāo)簽天線及其生產(chǎn) 方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)的天線生產(chǎn)技 術(shù)，主要有蝕刻法、繞線法、電鍍法以及印刷法。蝕刻法(也稱為減法)，其制作流程如下(以銅質(zhì)天線為例)在塑料薄膜上層壓 一銅箔片，在銅箔片上涂覆光敏膠；干燥后對具有所需形狀的圖案的正片進(jìn)行光照；再放 入化學(xué)顯影液中，光敏膠的感光部分被洗掉，露出銅；最后放入蝕刻池，所有未被光敏膠覆 蓋部分的銅被蝕刻掉，得到所需形狀的銅線圈。蝕刻法生產(chǎn)的天線精度高，能與讀寫機的詢問信號相匹配，同時在天線的阻抗、應(yīng) 用到物品上的射頻性能等都很好，但其缺點是成本太高，是一種消耗能源的生產(chǎn)方法，也容 易形成對環(huán)境的污染。繞線法，利用線圈繞制法制作RFID標(biāo)簽時，要在一個繞制工具上繞制標(biāo)簽線圈并 進(jìn)行固定，此時要求天線線圈的匝數(shù)較多(典型匝數(shù)50-1500匝)。這種方法用于頻率范圍 在125-134KHZ的RFID標(biāo)簽，其缺點是成本高，生產(chǎn)速度慢。印刷法又稱添加法，是直接用導(dǎo)電油墨在絕緣基板(薄膜)上印刷導(dǎo)電線路，形成 天線和電路，目前已從絲網(wǎng)印刷擴展到膠印、柔性版印刷和凹印等印刷方法，較為成熟的制 作工藝為網(wǎng)印與凹印技術(shù)。印刷技術(shù)的進(jìn)步及其進(jìn)一步應(yīng)用于RFID天線的制作使RFID標(biāo) 簽的生產(chǎn)成本降低，從而促進(jìn)了 RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)電子標(biāo)線簽天生產(chǎn)方法存在的缺點繞線法是沒有固定的天線附著基材，生產(chǎn)成本比較高，生產(chǎn)效率較低；蝕刻法和電 鍍法也不能在一次性材料上制作天線，另外這兩種生產(chǎn)方式成本較高，存在環(huán)境污染；印刷法主要依靠導(dǎo)電油墨，導(dǎo)電油墨印刷的天線，質(zhì)量的穩(wěn)定性不好，特別是在柔 性標(biāo)簽中，天線容易損壞，導(dǎo)致標(biāo)簽失效，成本也相對比較高。(印刷方式主要依靠導(dǎo)電油 墨，導(dǎo)電油墨印刷的天線，質(zhì)量的穩(wěn)定性不好，這是由于印刷天線原材料并非純金屬材料， 而是摻雜了很多化學(xué)物質(zhì)，從而使印刷天線的性能低于純金屬天線材料。)除印刷法可以在紙面等一次性材料上進(jìn)行天線生產(chǎn)外，其他的生產(chǎn)方式均不能實 現(xiàn)一次性天線生產(chǎn)的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的發(fā)明目的是研制一種一次性電子標(biāo)簽天線及其生產(chǎn)方法。實施上述發(fā)明目的使用的技術(shù)方案是研制一種一次性無線射頻電子標(biāo)簽天線，包括載體基材和設(shè)置在其上的RFID天 線，其特征是載體基材層的上面，依次設(shè)置為淋膜層和鍍鋁天線層的復(fù)合結(jié)構(gòu)；鍍鋁天線層的上面設(shè)置圖形。所述的載體基材層設(shè)置為銅版紙，易碎膜或易碎紙；其厚度設(shè)置為10 50 μ m ；所述的淋膜層的厚度設(shè)置為10 20 μ m ；所述的鍍鋁天線層的厚度設(shè)置為10 15μπι;所述的天線層的上面設(shè)置圖形，其特征是圖形設(shè)置為企業(yè)標(biāo)識，數(shù)字，編碼或它們的組合。上述的一次性無線射頻電子標(biāo)簽天線的生產(chǎn)方法，其特征是分為如下步驟第一 步制備載體基材層，第二步制備天線層，第三步真空鍍鋁；所述的制備基材層，包括選擇厚度為10 50 μ m的銅版紙、易碎紙或易碎膜作 為一次性載體基材；載體基材單面淋膜處理，紫外線交聯(lián)固化干燥，在載體基材表面構(gòu)成 10 20 μ m的淋膜層，形成天線加工面；所述的制備天線層，包括①天線設(shè)計，明確采用的工作頻率，基材的介電常數(shù)和要求的讀寫距離，計算天線 的電阻、電感，設(shè)計出天線的形狀和尺寸，并設(shè)計制作天線上的圖形；②根據(jù)印刷版面的幅寬，按照設(shè)計的天線形狀和尺寸，將經(jīng)淋膜處理后的載體基 材進(jìn)行分切；根據(jù)天線設(shè)計的尺寸發(fā)菲林片，制版；③需要鍍鋁的天線部分，不印刷油墨，天線加工面的其余部分，用水性油墨進(jìn)行遮 蓋性印刷；④真空鍍鋁，將上述第③步印刷好水性油墨的天線基材放入真空鍍鋁機，蒸鍍室 中的真空度5 6 X IO-3Pa,加熱蒸發(fā)舟使鋁絲在1300 1400°C熔化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁；氣態(tài) 鋁微粒在移動的一次性載體基材表面沉積、冷卻形成金屬鍍鋁層；真空鍍鋁后的載體基材在100 500Pa壓力水柱的沖刷下，把水性油墨和鍍在水
性油墨表面的鍍鋁層一并洗脫；洗滌處理后的天線卷材，用輪式烘干機進(jìn)行干燥定型處理，得到一次性電子標(biāo)簽 天線產(chǎn)品。上述的一次性電子標(biāo)簽天線的生產(chǎn)方法，其特征是收集水性油墨洗脫水，過濾，回 收其中的金屬鋁。上述的方法獲得產(chǎn)品的應(yīng)用，其特征是該電子標(biāo)簽天線產(chǎn)品在一次性超高頻類電 子標(biāo)簽中的應(yīng)用。本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果(1)確保一次性電子標(biāo)簽的不可轉(zhuǎn)移性，采用銅版紙、易碎膜或易碎紙等易碎性材 料作為天線的基材，標(biāo)簽被彎折時就會斷裂，天線就被毀壞，從而保護(hù)了芯片里的信息不被 盜取。(2)工藝合理，天線性能好基材便于印刷，實現(xiàn)可視信息與電子標(biāo)簽信息的雙重信 息安全保障；基材上采用淋膜工藝，提高了基材的平滑度，保證了本發(fā)明天線良好的介電性 能；水性油墨遮蓋性印刷便于后處理；真空鍍鋁鍍層牢固均勻，厚度可控，導(dǎo)電性好，天線 性能好，使用壽命大于10年；用于遮蓋的水性油墨(例如水性聚氨酯)便于洗脫和回收含 有金屬鋁的油墨層，是一種潔凈環(huán)保型的天線生產(chǎn)工藝。(3)成品合格率高(接近100% )；載體基材成本低廉，鍍鋁天線成本低(僅為蝕刻或印刷天線成本的20% )，是一種節(jié)約型的天線生產(chǎn)加工技術(shù)?？梢源蟠蠼档蚏FID電子 標(biāo)簽的制作成本，有利于電子標(biāo)簽規(guī)模化生產(chǎn)，提供了一種全新的植入芯片的設(shè)計方案；有 利于射頻識別技術(shù)的推廣；有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用于物流防偽行業(yè)。


圖1是本發(fā)明技術(shù)方案的工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明技術(shù)方案的天線結(jié)構(gòu)、形態(tài)的示意圖；圖3是圖2的A向結(jié)構(gòu)、形態(tài)的示意圖。
具體實施例方式圖中，1載體基材層；2淋膜層；3鍍鋁天線層；4圖形層。本發(fā)明的關(guān)鍵發(fā)明點，是采用了更合理的、改進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，所以產(chǎn)生了新的技術(shù) 效果，產(chǎn)生了生產(chǎn)成本更低、便于大規(guī)模推廣使用的新的RFID電子標(biāo)簽。實施例1銅版紙制作的應(yīng)用于RFID超高頻電子標(biāo)簽鍍鋁天線1.制備基材層，選擇厚度為30 50 μ m的銅版紙作為一次性載體基材；基材單面 淋膜處理(臺灣原裝水性淋膜液)，紫外線交聯(lián)固化干燥，在載體基材表面構(gòu)成10 20 μ m 的淋膜層，形成天線加工面；2.制備天線層，包括①天線設(shè)計，根據(jù)用戶的具體使用項目來具體設(shè)計UHF的標(biāo)簽天線，按客戶要求 采用的工作頻率433MHZ，調(diào)整基材表面光潔度使介電常數(shù)為1. 5 2，要求的讀寫距離IOm 左右，大致電感為200Nh，大致電阻為0. 25 Ω，大致電容35pf，設(shè)計出天線的形狀和尺寸； (例如，形狀如附圖3所示)②根據(jù)印刷版面的幅寬，按照設(shè)計的天線形狀和尺寸，將經(jīng)淋膜處理后的基材進(jìn) 行分切；根據(jù)天線設(shè)計的尺寸發(fā)菲林片，制版；③需要鍍鋁的天線部分，不印刷油墨，天線加工面的其余部分，用水性油墨進(jìn)行遮 蓋性印刷，采用蘭州理工大學(xué)研制的水性聚氨酯油墨絲網(wǎng)印刷天線空余部分，(用琳得科或 太陽機或其它印刷機按制版尺寸精確印刷。)；④真空鍍鋁，將上述第③步印刷好水性油墨的天線基材放入真空鍍鋁機，蒸鍍室 中的真空度5 6 X IO-3Pa,加熱蒸發(fā)舟使鋁絲在1300 1400°C熔化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁；鍍鋁 機送絲速度0. 4 0. 7m/min2mm鋁絲，抽速時間5 20分鐘，氣態(tài)鋁微粒在移動的一次性 載體基材表面沉積、冷卻形成金屬鍍鋁層，鍍鋁天線層厚度為10 15μπι;真空鍍鋁后的基材在100 500Pa壓力水柱的沖刷下，把水性油墨和鍍在水性油 墨表面的鍍鋁層一并洗脫；洗脫水加熱，水性墨遇熱揮發(fā)而回收鋁，將洗凈的鋁重新加工成 鋁絲，可繼續(xù)套用。洗滌處理后的天線卷材，用輪式烘干機進(jìn)行干燥定型處理，得到一次性電子標(biāo)簽 天線產(chǎn)品。用強力定向?qū)щ娔z，可將裸芯片上的引出電極可靠倒裝在鋁膜天線上封裝使用。天線產(chǎn)品檢驗1、被動性標(biāo)簽在超高頻范圍內(nèi)的工作距離10 15m ；。 2、在由被動型標(biāo)簽天線組成的射頻識別系統(tǒng)中，標(biāo)簽需要從讀寫器產(chǎn)生的電磁場或者電磁波中獲取能量激活標(biāo)簽芯片，所以在電子標(biāo)簽中有一部分電路專門用于檢測標(biāo)簽 M上的感生電動勢或者感應(yīng)電壓，并通過二極管電路進(jìn)行整流并經(jīng)過其他電路進(jìn)行電壓放大等等。這些電路被集成在標(biāo)簽芯片內(nèi)部。當(dāng)芯片進(jìn)行封裝時通常還會引入一部分分布式電容。但是，M設(shè)計本身并不需要知道芯片中的具體電路，而只需要掌握芯片和經(jīng)過封 裝之后的芯片阻抗，并利用最大能量傳遞的法則設(shè)計云逢的輸入阻抗。3、檢測結(jié)果，工作頻率433M HZ士5kHZ ；天線匹配阻抗為50 Ω ；電感為200Nh，電阻為0. 25 Ω，電容35pf ；達(dá)到預(yù)期效果。實施例2易碎紙制作的應(yīng)用于RFID超高頻電子標(biāo)簽鍍鋁天線本例中客戶要求采用的工作頻率915MHZ，工作距離10 15m。采用易碎紙作一次性載體基材，調(diào)整基材表面光潔度使介電常數(shù)為1.3 1.8 ；成品鍍鋁天線層厚度為10 15μπι;鍍鋁后沖洗水壓力100 300Pa;工作頻率433Μ HZ士5kHZ。成品天線檢測結(jié)果天線匹配阻抗為50Ω ；電感150Nh，電阻0.2Ω，電容30pf ；工作頻率915MHZ士5kHZ ；工作距離10 15m ；達(dá)到預(yù)期要求。其余同實施例1。實施例3易碎膜制作的應(yīng)用于RFID超高頻電子標(biāo)簽鍍鋁天線本例中客戶要求采用的工作頻率2.45GHZ，工作距離10 15m。采用易碎紙作一次性基材，調(diào)整基材表面光潔度使介電常數(shù)為1.4 1.9 ；成品鍍 鋁天線層厚度為10 15μ m ；鍍鋁后沖洗水壓力200 400Pa ；成品天線檢測結(jié)果天線匹配阻抗為50Ω ；電感180Nh，電阻0.3Ω，電容25pf ；工作頻率2.45GHZ士IOkHZ ；工作距離10 15m ；達(dá)到預(yù)期要求。其余同實施例1。
權(quán)利要求
一種一次性無線射頻電子標(biāo)簽天線，包括載體基材和設(shè)置在其上的RFID天線，其特征是載體基材層的上面，依次設(shè)置為淋膜層和鍍鋁天線層的復(fù)合結(jié)構(gòu)；鍍鋁天線層的上面設(shè)置圖形。所述的載體基材層設(shè)置為銅版紙，易碎膜或易碎紙；其厚度設(shè)置為10～50μm；所述的淋膜層的厚度設(shè)置為10～20μm；所述的鍍鋁天線層的厚度設(shè)置為10～15μm；所述的天線層的上面設(shè)置圖形，其特征是圖形設(shè)置為企業(yè)標(biāo)識，數(shù)字，編碼或它們的組合。
2.按照權(quán)利要求1所述的一次性無線射頻電子標(biāo)簽天線的生產(chǎn)方法，其特征是分為如 下步驟第一步制備載體基材層，第二步制備天線層，第三步真空鍍鋁；所述的制備基材層，包括選擇厚度為10 50 μ m的銅版紙、易碎紙或易碎膜作為一 次性載體基材；載體基材單面淋膜處理，紫外線交聯(lián)固化干燥，在載體基材表面構(gòu)成10 20 μ m的淋膜層，形成天線加工面； 所述的制備天線層，包括①天線設(shè)計，明確采用的工作頻率，基材的介電常數(shù)和要求的讀寫距離，計算天線的電 阻、電感，設(shè)計出天線的形狀和尺寸，并設(shè)計制作天線上的圖形；②根據(jù)印刷版面的幅寬，按照設(shè)計的天線形狀和尺寸，將經(jīng)淋膜處理后的載體基材進(jìn) 行分切；根據(jù)天線設(shè)計的尺寸發(fā)菲林片，制版；③需要鍍鋁的天線部分，不印刷油墨，天線加工面的其余部分，用水性油墨進(jìn)行遮蓋性 印刷；④真空鍍鋁，將上述第③步印刷好水性油墨的天線基材放入真空鍍鋁機，加熱蒸發(fā)舟 使鋁絲在1300 140０℃熔化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁；氣態(tài)鋁微粒在移動的一次性載體基材表面 沉積、冷卻形成金屬鍍鋁層；真空鍍鋁后的載體基材在100 500Pa壓力水柱的沖刷下，把水性油墨和鍍在水性油 墨表面的鍍鋁層一并洗脫；洗滌處理后的天線卷材，用輪式烘干機進(jìn)行干燥定型處理，得到一次性電子標(biāo)簽天線產(chǎn)品。
3.按照權(quán)利要求1所述的一次性電子標(biāo)簽天線的生產(chǎn)方法，其特征是收集水性油墨洗 脫水，過濾，回收其中的金屬鋁。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的方法獲得產(chǎn)品的應(yīng)用，其特征是該電子標(biāo)簽天線產(chǎn)品在 一次性超高頻類電子標(biāo)簽中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明是一種一次性電子標(biāo)簽天線及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用。包括載體基材層和設(shè)置在其上的天線層，所述的載體基材層的上面，依次設(shè)置為淋膜層和鍍鋁天線層的復(fù)合結(jié)構(gòu)；鍍鋁天線層的上面設(shè)置圖形。本發(fā)明的生產(chǎn)方法，分為如下步驟第一步制備載體基材層，第二步制備天線層，第三步真空鍍鋁；本發(fā)明獲得產(chǎn)品在一次性超高頻類電子標(biāo)簽中的應(yīng)用。優(yōu)點確保一次性電子標(biāo)簽的不可轉(zhuǎn)移性，采用易碎性材料作為天線的基材，標(biāo)簽被彎折時就會斷裂，天線就被毀壞，從而保護(hù)了芯片里的信息不被盜??；工藝合理，天線性能好基材便于印刷，實現(xiàn)可視信息與電子標(biāo)簽信息的雙重信息安全保障；成品合格率接近100％；成本低廉，成本低，是一種節(jié)約型的天線生產(chǎn)加工技術(shù)。
文檔編號C23C14/14GK101800353SQ20101013644
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者鞏坤, 田少良, 石娜, 趙俊江 申請人:淄博泰寶防偽技術(shù)產(chǎn)品有限公司