專利名稱：一種一次性電子標簽天線及其生產方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于電子標簽制造技術范疇，具體涉及一種一次性電子標簽天線及其生產 方法和應用。
背景技術：
現有射頻識別技術(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)的天線生產技 術，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行光照；再放 入化學顯影液中，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 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方法，也容 易形成對環境的污染。繞線法，利用線圈繞制法制作RFID標簽時，要在一個繞制工具上繞制標簽線圈并 進行固定，此時要求天線線圈的匝數較多(典型匝數50-1500匝)。這種方法用于頻率范圍 在125-134KHZ的RFID標簽，其缺點是成本高，生產速度慢。印刷法又稱添加法，是直接用導電油墨在絕緣基板(薄膜)上印刷導電線路，形成 天線和電路，目前已從絲網印刷擴展到膠印、柔性版印刷和凹印等印刷方法，較為成熟的制 作工藝為網印與凹印技術。印刷技術的進步及其進一步應用于RFID天線的制作使RFID標 簽的生產成本降低，從而促進了 RFID電子標簽的應用。現有技術電子標線簽天生產方法存在的缺點繞線法是沒有固定的天線附著基材，生產成本比較高，生產效率較低；蝕刻法和電 鍍法也不能在一次性材料上制作天線，另外這兩種生產方式成本較高，存在環境污染；印刷法主要依靠導電油墨，導電油墨印刷的天線，質量的穩定性不好，特別是在柔 性標簽中，天線容易損壞，導致標簽失效，成本也相對比較高。(印刷方式主要依靠導電油 墨，導電油墨印刷的天線，質量的穩定性不好，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物質，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行天線生產外，其他的生產方式均不能實 現一次性天線生產的目的。
發明內容
本申請的發明目的是研制一種一次性電子標簽天線及其生產方法。實施上述發明目的使用的技術方案是研制一種一次性無線射頻電子標簽天線，包括載體基材和設置在其上的RFID天 線，其特征是載體基材層的上面，依次設置為淋膜層和鍍鋁天線層的復合結構；鍍鋁天線層的上面設置圖形。所述的載體基材層設置為銅版紙，易碎膜或易碎紙；其厚度設置為10 50 μ m ；所述的淋膜層的厚度設置為10 20 μ m ；所述的鍍鋁天線層的厚度設置為10 15μπι;所述的天線層的上面設置圖形，其特征是圖形設置為企業標識，數字，編碼或它們的組合。上述的一次性無線射頻電子標簽天線的生產方法，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，紫外線交聯固化干燥，在載體基材表面構成 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天線設計，明確采用的工作頻率，基材的介電常數和要求的讀寫距離，計算天線 的電阻、電感，設計出天線的形狀和尺寸，并設計制作天線上的圖形；②根據印刷版面的幅寬，按照設計的天線形狀和尺寸，將經淋膜處理后的載體基 材進行分切；根據天線設計的尺寸發菲林片，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,加熱蒸發舟使鋁絲在1300 1400°C熔化并蒸發成氣態鋁；氣態 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，用輪式烘干機進行干燥定型處理，得到一次性電子標簽 天線產品。上述的一次性電子標簽天線的生產方法，其特征是收集水性油墨洗脫水，過濾，回 收其中的金屬鋁。上述的方法獲得產品的應用，其特征是該電子標簽天線產品在一次性超高頻類電 子標簽中的應用。本發明技術方案的有益效果(1)確保一次性電子標簽的不可轉移性，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，標簽被彎折時就會斷裂，天線就被毀壞，從而保護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，實現可視信息與電子標簽信息的雙重信 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，是一種潔凈環保型的天線生產工藝。(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% )，是一種節約型的天線生產加工技術。可以大大降低RFID電子 標簽的制作成本，有利于電子標簽規模化生產，提供了一種全新的植入芯片的設計方案；有 利于射頻識別技術的推廣；有利于大規模推廣應用于物流防偽行業。
圖1是本發明技術方案的工藝流程示意圖；圖2是本發明技術方案的天線結構、形態的示意圖；圖3是圖2的A向結構、形態的示意圖。
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。本發明的關鍵發明點，是采用了更合理的、改進的結構形式，所以產生了新的技術 效果，產生了生產成本更低、便于大規模推廣使用的新的RFID電子標簽。實施例1銅版紙制作的應用于RFID超高頻電子標簽鍍鋁天線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)，紫外線交聯固化干燥，在載體基材表面構成10 20 μ m 的淋膜層，形成天線加工面；2.制備天線層，包括①天線設計，根據用戶的具體使用項目來具體設計UHF的標簽天線，按客戶要求 采用的工作頻率433MHZ，調整基材表面光潔度使介電常數為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，設計出天線的形狀和尺寸； (例如，形狀如附圖3所示)②根據印刷版面的幅寬，按照設計的天線形狀和尺寸，將經淋膜處理后的基材進 行分切；根據天線設計的尺寸發菲林片，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，用水性油墨進行遮 蓋性印刷，采用蘭州理工大學研制的水性聚氨酯油墨絲網印刷天線空余部分，(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,加熱蒸發舟使鋁絲在1300 1400°C熔化并蒸發成氣態鋁；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，水性墨遇熱揮發而回收鋁，將洗凈的鋁重新加工成 鋁絲，可繼續套用。洗滌處理后的天線卷材，用輪式烘干機進行干燥定型處理，得到一次性電子標簽 天線產品。用強力定向導電膠，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。天線產品檢驗1、被動性標簽在超高頻范圍內的工作距離10 15m ；。 2、在由被動型標簽天線組成的射頻識別系統中，標簽需要從讀寫器產生的電磁場或者電磁波中獲取能量激活標簽芯片，所以在電子標簽中有一部分電路專門用于檢測標簽 M上的感生電動勢或者感應電壓，并通過二極管電路進行整流并經過其他電路進行電壓放大等等。這些電路被集成在標簽芯片內部。當芯片進行封裝時通常還會引入一部分分布式電容。但是，M設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過封 裝之后的芯片阻抗，并利用最大能量傳遞的法則設計云逢的輸入阻抗。3、檢測結果，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 ；達到預期效果。實施例2易碎紙制作的應用于RFID超高頻電子標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，調整基材表面光潔度使介電常數為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 ；達到預期要求。其余同實施例1。實施例3易碎膜制作的應用于RFID超高頻電子標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，調整基材表面光潔度使介電常數為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 ；達到預期要求。其余同實施例1。
權利要求
一種一次性無線射頻電子標簽天線，包括載體基材和設置在其上的RFID天線，其特征是載體基材層的上面，依次設置為淋膜層和鍍鋁天線層的復合結構；鍍鋁天線層的上面設置圖形。所述的載體基材層設置為銅版紙，易碎膜或易碎紙；其厚度設置為10～50μm；所述的淋膜層的厚度設置為10～20μm；所述的鍍鋁天線層的厚度設置為10～15μm；所述的天線層的上面設置圖形，其特征是圖形設置為企業標識，數字，編碼或它們的組合。
2.按照權利要求1所述的一次性無線射頻電子標簽天線的生產方法，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，紫外線交聯固化干燥，在載體基材表面構成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天線設計，明確采用的工作頻率，基材的介電常數和要求的讀寫距離，計算天線的電 阻、電感，設計出天線的形狀和尺寸，并設計制作天線上的圖形；②根據印刷版面的幅寬，按照設計的天線形狀和尺寸，將經淋膜處理后的載體基材進 行分切；根據天線設計的尺寸發菲林片，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，加熱蒸發舟 使鋁絲在1300 140０℃熔化并蒸發成氣態鋁；氣態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，用輪式烘干機進行干燥定型處理，得到一次性電子標簽天線產品。
3.按照權利要求1所述的一次性電子標簽天線的生產方法，其特征是收集水性油墨洗 脫水，過濾，回收其中的金屬鋁。
4.按照權利要求2或3所述的方法獲得產品的應用，其特征是該電子標簽天線產品在 一次性超高頻類電子標簽中的應用。
全文摘要
本發明是一種一次性電子標簽天線及其生產方法和應用。包括載體基材層和設置在其上的天線層，所述的載體基材層的上面，依次設置為淋膜層和鍍鋁天線層的復合結構；鍍鋁天線層的上面設置圖形。本發明的生產方法，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；本發明獲得產品在一次性超高頻類電子標簽中的應用。優點確保一次性電子標簽的不可轉移性，采用易碎性材料作為天線的基材，標簽被彎折時就會斷裂，天線就被毀壞，從而保護了芯片里的信息不被盜取；工藝合理，天線性能好基材便于印刷，實現可視信息與電子標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，是一種節約型的天線生產加工技術。
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 優先權日2010年3月31日
發明者鞏坤, 田少良, 石娜, 趙俊江 申請人:淄博泰寶防偽技術產品有限公司