專利名稱：制造rfid天線的方法
技術領域：
本發明涉及制造天線的方法。本發明還涉及數據載體。
背景技術：
公知的制造諸如智能卡等的非接觸數據載體的方法是通過蝕刻法，其中從一個表面上具有諸如銅或鋁等導電材料的基板刻蝕掉所有那些并不形成所要形成天線結構的導電材料的區域，而導電材料剩余的部分形成天線結構。為此，首先，要用來形成天線結構的導電材料的區域覆蓋有一層耐酸光阻(acid-resistantphotoresist)材料等，接著將該導電材料與酸進行接觸以進行蝕刻操作。由于在這種制造方法中去除了材料，因此它可以稱之為“消去”處理。消去處理的進一步涉及的實例是在文獻US-20030112202A1中所描述的天線沖壓方法，其中通過沖壓工具，天線被沖壓成扁平的導電復合箔片，切除限定了要被制造的天線輪廓的邊緣。
進一步，公知的是將天線印刷到電絕緣基板的技術，其中印刷材料為具有相對高的電阻率的銀膏；第二步，將諸如銅等高導電的材料通過電鍍提供給印刷銀膏，以獲得天線整體足夠良好的電導率。但，這里的一個問題是，在電鍍操作中，由于天線相當大的長度(達到1m)和銀膏相對高的電阻率，在天線的末端比天線的中心區域積累了多得多的材料。由于，在這種制造天線結構的處理中，材料要被添加到基底基板(base substrate)，因此可以稱之為“添加”處理。在上述“添加”制造天線的處理中，為了減少在天線中不均等電流分布的弊端，在文獻US-20030011523A1中提出了一種方案，其為了天線中更好的電流分布，在電鍍操作期間固定穿過天線結構繞組的短路夾片，并且一旦完成了電鍍則立即除去該短路夾片。無論這種措施如何，在天線結構中的電流分布依然不是最佳的，并且大基板寬度的大量生產是很困難的。這種公知的制造天線結構的方法的進一步弊端是工作必須直接在基板上進行，從而增加了失敗的風險。
發明內容
本發明的目的提供了一種在第一段落中提到的制造天線結構的方法以及在第二段落中提到的數據載體的類型，本發明的方法可以避免上述的弊端。
為了取得上述的目的，根據本發明的天線結構的制造方法包括一種制造天線結構的方法，該方法包括a)提供處理支架(process support)，b)將處理支架涂層加到處理支架的工作表面，c)沿要被產生的天線結構的輪廓去除處理支架涂層的相應區域，而在處理支架涂層中產生天線結構的副本(negative)，d)將分離劑(release agent)導入處理支架涂層的副本天線結構，e)將導電天線材料導入處理支架涂層的副本天線結構，可選地對天線材料進行處理，f)通過粘合劑將天線材料粘加到天線基板，g)將天線結構從處理支架中拖出，所述天線結構粘到天線基板并由天線材料制成。
為了取得上述目的，提供了具有根據本發明的天線結構制造方法制造的天線結構的數據載體。
依靠本發明的特征，在制造天線結構期間只有少量材料要被去除。根據本發明的天線結構制造方法為“添加”方法。但，與公知的添加方法不同，無需使用諸如短路夾等額外手段就可以在天線的整個長度上提供均一量的導電材料。根據本發明的天線結構制造方法還可以在大量工業化處理中作為連續制造方法而實現。
在文獻WO03/107266A1中公開了一種制造用于RFID(＝射頻識別器)應答器的天線的方法，其中通過干性粘合劑(dry adhesive)而將高導電薄膜提供給中間支架，接著要被制造的天線形狀被切割成薄膜厚度一半的薄膜，隨后為形成天線而保留的薄膜的那些區域用高強度的粘合劑涂蓋并壓成最終的天線支架。一旦粘合劑變硬，就能去除中間支架以便此時只有形成天線的薄膜的那些區域仍然粘到最終的支架，反之，薄膜的多余區域沿中間支架去除。由于整個的中間支架以及多數薄膜在它們被去除后都成了廢料，而且由于它的粘性這種廢料是很難從各個元件中分離出來的，因此這種天線制造方法由于材料而很昂貴。這項技術與根據本發明的天線結構制造方法明顯不同。
根據權利要求2的措施，其優點是隔離劑殘留在在天線結構表面上并用作天線結構的保護層。
根據權利要求3的措施，其優點是隔離劑可以用來制造大量天線，并且確保了非常節省資源的制造方法。
根據權利要求4的措施，其優點是導電天線材料可以通過技術上優選地電鍍處理而導入。
根據權利要求5的措施，其優點是能非常迅速地進行導電天線材料的導入，從而天線結構可以在非常短的時間內被制造。
根據權利要求6的措施，其優點是天線結構制造方法可以被構建為旋轉處理，并且在機器占用很小空間的同時該裝置具有非常高的制造速度。
根據權利要求8的措施，其優點是該方法能在非常節省材料的情況下執行，從而有效地節省了成本。
本發明的上述和其他方面可以從以下描述的實施例的實例而得以突顯，現將參考實施例的實例進行說明。
本發明將參考在附圖中所示的實施例的實例進行描述，但本發明并不受限制。
圖1顯示了根據本發明的用于制造天線結構的方法的圖。
圖2示意性顯示了通過電鍍處理導入導電天線材料的方法步驟。
圖3示意性顯示了導入導電天線材料的方法步驟的進一步實施例。
圖4顯示了包括根據本發明制造的天線結構的RFID數據載體的平面圖。
具體實施例方式
圖1顯示了根據本發明的用于制造天線結構的方法的圖，以下參考其來說明本發明。在根據本發明的天線結構制造方法的步驟a)中，提供了對機械、熱力和化學壓力具有充分抵抗力的處理支架1。用于處理支架1的合適的材料包括，例如，銅、鋼、鋁或由上述材料作為成分的合金。在步驟b)中給處理支架1的工作表面1a上提供的是處理支架涂層2，其厚度D大致相應于要被制造的天線結構的厚度并且通常在從幾μm到幾十mm的范圍內。在該方法中對機械、熱力和化學壓力足夠的抵抗力的需求還應用在處理支架涂層2中。處理支架涂層2的合適材料包括，例如，清漆、聚四氟乙烯(PTFE)層以及塑料薄膜和塑料片。在步驟c)中，要被制造的天線結構的副本3通過去除相應于天線結構的輪廓的處理支架涂層2的區域而形成在處理支架涂層2中。處理支架涂層2的相應區域可以通過化學(例如，蝕刻)或機械處理而去除，其中機械處理包括，例如切割(包括激光切割)、碾磨和沖壓。應當注意的是，根據本發明，還可以交換方法步驟b)和c)的時間順序。特別是當對由塑料薄膜或塑料片形成的處理支架涂層2中的要被制造的天線結構的副本3沖壓時，首先執行沖壓操作，然后將包含副本3的處理支架涂層2提供給處理支架1。
在步驟d)中，接著將隔離劑4導入到處理支架涂層的副本天線結構3。隔離劑4使得最終的天線結構從處理支架1以及在后續方法步驟中從處理支架涂層2分離成為可能。石墨粉被證明是用于隔離劑4的很好的材料。
在根據本發明的天線結構制造方法的步驟e)中，將導電天線材料5導入處理支架涂層2的副本天線結構3，然后處理天線材料5。
將導電天線材料5導入副本天線結構3優選地通過示意性地在圖2中所示的電鍍處理來執行。處理支架1和包含副本天線結構的處理支架涂層2的復雜組成被浸泡到包含電解液11的電解槽10中。處理支架1被設計成圓柱形。DC電壓源12通過其負極連接到處理支架1而通過其正極連接到包含天線材料5的溶解顆粒(dissolved particle)(離子)的電解液11。依靠電壓的作用，包含在電解液11中的天線材料5的離子朝向副本天線結構3移動并在此積累。天線材料5包括非常高的導電材料，優選地是諸如銅、或鋁的金屬。為了盡可能執行所描述的電鍍方法，以下的先決條件必須滿足處理支架1和隔離劑4都必須由導電材料構成，而處理支架涂層2由電絕緣材料組成。在處理支架涂層2中天線結構的副本3的產生以如下方式實現，以處理支架涂層2的整個厚度D去除限定了要被產生的天線結構的處理支架涂層2的區域，以便在這些區域中暴露處理支架1的工作表面1a，并可由導電的隔離劑4覆蓋。由于導電性接觸存在于隔離劑4和電解液11間的副本天線結構3中，因此確保了將天線材料5電鍍到副本天線結構3中。
圖3示意性地顯示了將導電天線材料5導入副本天線結構3的步驟e)的替換實施例。導電天線材料5以焊料膏甚至是焊料粉的形式被導入到處理支架涂層2的副本天線材料3，其中的導入可以通過印刷、注射等進行。與在現有技術中所使用的銀膏不同，該焊料膏具有非常好的導電率，以后不必用其他導電材料噴涂。為了使焊料膏均勻地分布在副本天線結構3中，必須將其加熱到熔點以上(通過暴露到從電加熱單元13來的熱輻射T而示意性地顯示)，然后進行冷卻處理。應當注意的是，將導電天線材料5導入到副本天線結構3的方法步驟的該變形中，由于并不需要執行電鍍，因此處理支架1和/或隔離劑4并不一定要是導電的。處理支架涂層2也不一定要是電絕緣的。
現參考圖1，根據在本發明的天線結構制造方法中的下一個步驟是，將粘合劑6提供到天線材料5(在圖中的步驟f1所示)，并且將天線基板7壓到粘合劑6所暴露出的表面上。粘合劑可以很有益地通過使用滾筒處理而提供。粘合劑的類型并不受限于任何更細的細節例如，可以使用干燥性粘合劑、壓力性干燥劑，隨溫度的增加而顯現粘合力的薄膜(熱塑薄膜)、液體粘合劑或UV照射粘合劑。應當注意的是，根據本發明，粘合劑6還可以首先提供給天線基板7，然后，天線基板7和粘合劑組成的組合件被粘貼到天線材料5。用于天線基板7的合適的材料包括，例如，紙和塑料薄膜，或由PVC、PA、PE等制成的片。織物也可用作天線基板7，因此，本發明的天線基板也可以安裝在標簽中。
本發明的天線結構制造方法通過將天線結構16拖出處理支架1的步驟g)而完成，天線結構被粘接到天線基板7并由天線材料5形成。
再一次回到根據本發明的天線結構制造方法的步驟d)，應當注意的是，一方面脫離劑4粘合到處理支架1和處理支架涂層2而另一方面脫離劑4粘合到天線材料5的粘合力可以被設定為要么當設計為天線結構的天線材料5從處理支架1拖出時將脫離劑4也拖出，要么當設計為天線結構的天線材料5從處理支架1拖出時仍然將脫離劑4保留在處理支架1上甚至是處理支架涂層2上。在后者的情況中，脫離劑4可以用于多個天線結構的連續制造。
圖4的平面圖顯示了布置在數據載體基板15上并連接到已經根據本發明的天線結構制造方法制造的天線結構16的RFID數據載體14。天線結構16可以位于連接到數據載體基板15的專用天線基板上。但，數據載體基板15也能很有益地用作天線結構16的天線結構。
權利要求
1.一種制造天線結構(16)的方法，該方法包括a)提供處理支架(1)，b)將處理支架涂層(2)加到所述處理支架(1)的工作表面(1a)，c)沿要被生產的天線結構的輪廓去除所述處理支架涂層的相應區域，在所述處理支架涂層(2)中產生所述天線結構的副本(3)，d)將分離劑(4)導入所述處理支架涂層的副本天線結構(3)，e)將導電天線材料(5)導入所述處理支架涂層的副本天線結構(3)，可選地對所述天線材料(5)進行處理，f)通過粘合劑(6)將所述天線材料(5)粘接到天線基板(7)，g)將所述天線結構(16)從所述處理支架(1)中拖出，所述天線結構加粘接到所述天線基板(7)，并由天線材料(5)制成。
2.根據權利要求1的天線結構制造方法，其中當將所述天線結構(16)拖出所述處理支架(1)時也拖出所述隔離劑(4)。
3.根據權利要求1的天線結構制造方法，其中當將所述天線結構(16)拖出所述處理支架(1)時所述隔離劑(4)仍然留在所述處理支架(1)上并有可能留在所述處理支架涂層(2)上。
4.根據權利要求1的天線結構制造方法，其中所述處理支架(1)和所述隔離劑(4)是導電的，所述處理支架涂層(2)是電絕緣的，在處理支架涂層(2)中產生所述天線結構的副本(3)包括，根據所述要被生產的天線結構，去除所述處理支架涂層的相應區域直到所述處理支架工作表面(1a)，將所述隔離劑(4)加到所述處理支架工作表面(1a)，將所述導電天線材料(5)導入所述副本天線結構(3)包括將所述天線材料(5)電鍍到所述副本天線結構中。
5.根據權利要求1的天線結構制造方法，其中將所述導電天線材料(5)導入到所述處理支架涂層(2)的副本天線結構(3)包括，導入焊料膏、為將焊料膏均勻地分布到所述副本天線結構中而熔化所述焊料膏，并處理熔化的焊料膏。
6.根據權利要求1的天線結構制造方法，其中所述處理支架(1)設計為圓柱形。
7.一種數據載體(14)，包括根據權利要求1至6中任意一個所制造的天線結構(16)。
8.根據權利要求7的數據載體，包括同時用作天線基板的數據載體基板(15)。
全文摘要
本發明涉及一種制造天線結構(16)的方法，該方法包括a)提供處理支架(1)，b)將處理支架涂層(2)加到所述處理支架(1)的工作表面(1a)，c)沿要被生產的天線結構的輪廓去除所述處理支架涂層相應區域，在所述處理支架涂層(2)中產生所述天線結構的副本(3)，d)將分離劑(4)導入所述處理支架涂層的副本天線結構(3)，e)，將導電天線材料(5)導入所述處理支架涂層的副本天線結構(3)，可選地對所述天線材料(5)進行處理，f)通過粘合劑(6)將所述天線材料(5)粘接到天線基板(7)，g)將所述天線結構(16)從所述處理支架(1)中拖出，所述天線結構被粘接到所述天線基板(7)，并有天線材料(5)制成。
文檔編號H01Q1/22GK101048787SQ200580037082
公開日2007年10月3日 申請日期2005年8月17日 優先權日2004年8月31日
發明者格拉爾德·舍夫勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司