專利名稱：利用熱、冷燙印技術制作射頻標簽的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種射頻標簽的制作方法，尤其涉及一種利用熱燙印或冷燙印技術制作射頻標簽的方法。
背景技術：
射頻識別(RFID)技術是一種無線自動識別技術，是自動識別技術的一種創(chuàng)新。射頻識別系統(tǒng)包括前端的射頻部分和后臺的計算機信息管理系統(tǒng)，射頻部分由讀寫器和應答器組成，應答器中植有IC芯片，應答器與讀寫器通過電磁波進行信息的傳輸和交換。射頻識別技術具有眾多優(yōu)點，廣泛應用于交通、物流、安全、防偽及非接觸式集成電路(IC)卡等方面。閱讀器和應答器都需要安裝天線，天線的應用目標是取得最大的能量傳輸效果。 選擇天線時，需要考慮天線類型、天線的阻抗、應答器附著物的射頻特性、閱讀器與應答器周圍的金屬物體等因素。射頻識別系統(tǒng)所用的天線類型主要有偶極子天線、微帶貼片天線、 線圈天線等。偶極子天線輻射能力強，制造工藝簡單，成本低，具有全向方向性，常用于遠距離射頻識別系統(tǒng)；微帶貼片天線的方向圖是定向的，但工藝較復雜，成本較高；線圈天線適用于近距離的射頻識別系統(tǒng)，在UHF、SHF頻段和工作距離、方向不定的場合難以得到廣泛的應用。在應答器中，天線和應答器芯片封裝在一起，由于應答器尺寸的限制，天線的小型化、微型化成為決定射頻識別系統(tǒng)性能的重要因素。射頻天線目前的制作方法主要有蝕刻法、埋線繞線法及導電油墨法。1.蝕刻法將基材雙面覆鋁箔或銅箔，采用凹印工藝在基材雙面天線圖案區(qū)域印刷抗蝕油墨，將片材雙面油墨圖案置于紫外燈下固化，然后將片材浸入蝕刻液中雙面蝕刻，溶解未印刷抗蝕油墨層區(qū)域的金屬，最后去除基材天線圖案金屬層上的油墨層，完成天線加工。蝕刻法要求基材有能耐受水和化學溶液的作用，對基材的選擇有一定的要求，并且基材雙面都覆有鋁箔或銅箔，在制造過程中，會腐蝕雙面的金屬，會帶來較大的成本浪費和一定的環(huán)境污染。2.埋線繞線法利用機械運動的方式將一定直徑的金屬線按天線線圈圖形的要求繞在一定基材上，形成基本的射頻天線線圈。這種方法所用的設備昂貴，工作效率低，并且天線的厚度不能達到一定的要求。3.導電油墨法導電油墨法制備射頻識別天線近幾年得到了廣泛的應用，原因是導電油墨法省去了覆箔、印刷抗蝕油墨、蝕刻、去除抗蝕油墨層的眾多工序，采用絲印、凹印的方式直接將導電油墨按照天線設計的圖案印制在基材里面，與傳統(tǒng)的蝕刻法相比較，大大縮短了生產流程，減少了生產過程對環(huán)境的污染，但是導電油墨的導電介質為銀粉或碳粉，生產成本很尚。上述三種工藝均涉及在材料基材如PVC、PET、紙等基材上制造射頻天線，進而封裝射頻卡及射頻電子標簽，但由于每種工藝均涉及比較昂貴的材料及復雜的制造工藝，制作成本較高，采用上述工藝有時很難滿足產品的使用要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能縮減生產工藝流程、降低生產成本的射頻識別系統(tǒng)中射頻標簽的制作方法。本發(fā)明的制作工藝如下以PVC、PP、PET、紙、塑料等為基材，利用熱燙印或冷燙印技術將電化金屬燙金箔按照天線形狀通過燙印機燙印在基材上，然后對金屬箔的其他部分排廢，得到天線圖案；如制作線圈天線，需在天線上鋪上絕緣層，將電化金屬燙金箔燙印在絕緣層上并連接天線的首尾，形成過橋，即為射頻天線；最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。標簽的成本是限制射頻識別技術商業(yè)應用能否取得成功的關鍵，雖然大量的研究工作使芯片射頻標簽的成本有所降低，但是普通的芯片射頻標簽主要有IC芯片、天線和封裝等幾部分構成，由于芯片的存在，它的成本還是較高。無芯片射頻標簽的內部沒有IC電路，每個無芯片射頻標簽都會以反向散射方式反射回帶有不同特征的反向散射信號，此特征可作為唯一的ID由閱讀器解碼識別，無芯片射頻標簽具有超薄、低成本、存儲數(shù)據(jù)量少的特點。本發(fā)明中利用燙印電化金屬燙金箔的技術制作射頻標簽的工藝同樣適用于無芯片射頻標簽的制作，通過燙印技術制作射頻天標簽可大幅度的降低無芯片射頻標簽的成本并且生產工藝簡單。所述的電化金屬燙金箔為分四層(冷燙印分為三層)基膜層可以選用雙向拉伸聚脂薄膜(BOPET)或雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)等，基膜層應具有強度大、耐拉伸、耐高溫等性能；脫離層采用有機硅樹脂、乳化蠟等涂布而成，主要是幫助物質很好的轉移，應有較好的脫離性能，否則會影響燙印產品的質量；金屬層的金屬材料可以采用經(jīng)特殊處理的鋁箔、銅箔或二者的合金，其中銅的熔點1083°C、沸點2595°C ；鋁的熔點660. 4°C、沸點M67°C ； 銅的電導率高于鋁，銅箔較鋁箔成本增加不大；膠粘層一般用易熔的熱塑性樹脂通過涂布機在金屬層上經(jīng)烘干即成膠粘層，主要作用是將燙印材料粘結在被燙物體上，冷燙印所用的電化金屬燙印材料中不含有膠粘層。所述的絕緣層為電化金屬燙金箔中的金屬層由絕緣樹脂層取代制得，如將金屬層的金屬材料換為絕緣環(huán)氧樹脂、聚酯型高介電特種樹脂、898高交聯(lián)密度乙烯基樹脂、902 芳烴樹脂、890樹脂等絕緣樹脂。所述的燙印機為圓壓圓型燙印機(德國斯拿〈steuer 、圓壓平型燙印機(海德堡 730等)或平壓平型燙印機(亞華920、吉斯870、手動)中的一種，其中以平壓平型燙印機最為普遍，而圓壓圓型燙印機實施的是線壓力，總壓力小，可以相對較小的壓力輕松完成大面積實地燙印，運行平穩(wěn)，生產效率較高，適合大批量活件燙印。所述的射頻標簽封裝形式，根據(jù)不同材質、不同構成等各不相同卡片類(PVC、 紙、其他)采用層壓式，有熔壓和封壓兩種；標簽類采用粘貼式，成品可以制成人工或貼標
4機揭取的卷標形式，直接貼在被標識物上；動、植物使用型，封裝形式可以是注射式玻璃管、 懸掛式耳標、套扣式腳環(huán)等；金屬表面設置型，大多數(shù)電子標簽不同程度的會受到金屬的影響而不能正常工作，這類標簽經(jīng)過特殊處理，可以設置在金屬上并可以讀寫。所述的熱燙印技術，其具體工藝為在燙印機上，由于機械的運動，電化金屬燙金箔與燙印基材合在一起，按照天線形狀制作的燙印模板給結合在一起的電化金屬燙金箔和燙印基材局部施加壓力并傳遞熱量， 這樣在相對應的位置上電化金屬燙金箔和燙印基材由于膠粘層的粘合作用而牢固的結合在一起，然后將未被燙印的多余的電化金屬燙金箔從燙印基材上剝離，即得射頻天線。最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。所述的冷燙印技術，其具體工藝為按照天線形狀，在需要燙金的部位印刷特種粘合劑——UV固化粘合劑，也可以采用高分子聚合物乳膠進行印刷。UV固化粘合劑通過UV干燥裝置將粘合劑中的水分去除到一定程度，并形成一層高粘度的薄壓敏膠層，然后開始冷燙印，在一對金屬滾筒的作用下， 使金屬箔同粘合劑接觸并壓合為一體。由于粘合劑同金屬箔之間粘結力很大，所以排廢時， 金屬箔與粘合劑接觸的部位留在基材表面，與基材成為一體，而金屬箔的其他部分則同傳統(tǒng)燙印一樣排廢，從而完成冷燙印過程。最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上， 再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。與傳統(tǒng)的熱燙印技術相比，冷燙印具有很多優(yōu)點冷燙印速度快，最快速度可達 180-200m/min;冷燙印的材料使用面廣，如可在熱敏類紙張和一部分薄膜材料上進行冷燙印；由于不使用加熱滾筒，節(jié)省了能源，降低了消耗。冷燙印工藝受粘合劑、金屬箔等條件限制，也存在一些缺點印刷品冷燙印后必須上光或覆膜，用以保護燙印天線的圖紋，增加了成本和工藝的復雜性；由于UV粘合劑的流平性差，所以干燥后的表面有些不是絕對的平面，導致轉移在其上面的金屬箔表面亮度差，可能會影響標簽天線的美觀。
具體實施例方式下面實施例對本發(fā)明進行詳細說明實施例1本實施例采用熱燙印技術進行射頻標簽的制作，其制作工藝如下以PET為天線基材，利用熱燙印技術將電化金屬燙金箔按照天線形狀通過燙印機燙印在基材上，然后對金屬箔的其他部分排廢，得到天線圖案；在天線上鋪上絕緣層，將電化金屬燙金箔燙印在絕緣層上并連接天線的首尾，形成過橋，即為射頻天線；最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。上述的電化金屬燙金箔采用電化鋁燙金箔，其中基膜層選用雙向拉伸聚脂薄膜 (BOPET)；脫離層采用乳化蠟涂布而成；金屬層的金屬材料采用經(jīng)特殊處理的鋁箔；膠粘層采用熱塑性丙烯酸樹脂。上述的燙印機為圓壓圓型燙印機；上述的絕緣層為電化鋁中的鋁箔層由絕緣環(huán)氧樹脂所替代。
上述采用熱燙印技術制作射頻標簽的具體步驟如下在圓壓圓燙印機上，由于機械的運動，電化鋁與PET合在一起，按照天線形狀制作的燙印模板給結合在一起的電化鋁和PET局部施加壓力并傳遞熱量，這樣在相對應的位置上電化鋁和PET由于膠粘層的粘合作用而牢固的結合在一起，然后將未被燙印的多余的電化鋁從PET上剝離，即得射頻天線。最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。實施例2本實施例采用熱燙印技術進行射頻標簽的制作，其制作工藝如下以紙為天線基材，利用冷燙印技術將電化金屬燙金箔按照天線形狀通過燙印機燙印在基材上，然后對金屬箔的其他部分排廢，得到天線圖案；在天線上鋪上絕緣層，將電化金屬燙金箔燙印在絕緣層上并連接天線的首尾，形成過橋，即為射頻天線；最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。上述的電化金屬燙金箔采用電化鋁銅合金燙金箔，其中基膜層選用雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)；脫離層采用醋酸纖維素涂布而成；金屬層的金屬材料采用經(jīng)特殊處理的鋁、銅合金；冷燙印所用的電化金屬燙印材料中不含有膠粘層。上述的燙印機為圓壓圓型燙印機；上述的絕緣層為電化鋁銅合金中的鋁銅合金層由898高交聯(lián)密度乙烯基樹脂所替代。上述采用冷燙印技術制作射頻標簽的具體步驟如下按照天線形狀，在需要燙金的部位印刷UV固化粘合劑，通過UV干燥裝置將粘合劑中的水分去除到一定程度，并形成一層高粘度的薄壓敏膠層，然后開始冷燙印，在一對金屬滾筒的作用下，使電化鋁銅合金同粘合劑接觸并壓合為一體。由于粘合劑同電化鋁銅合金之間粘結力很大，所以排廢時，電化鋁銅合金與粘合劑接觸的部位留在紙的表面，與紙成為一體，而電化鋁銅合金的其他部分則同傳統(tǒng)燙印一樣排廢，從而完成冷燙印過程，得到射頻天線。最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。
權利要求
1.一種射頻標簽的制造方法，其特征在于制作方法如下以PVC、PP、PET、紙、塑料等為基材，利用熱燙印或冷燙印技術將電化金屬燙金箔按照天線形狀通過燙印機燙印在基材上，然后對金屬箔的其他部分排廢，得到天線圖案；如制作線圈天線，需在線圈上鋪上絕緣層，將電化金屬燙金箔燙印在絕緣層上并連接天線的首尾，形成過橋，即為射頻天線；最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽，該方法同樣可以應用于無芯片射頻識別標簽。
2.根據(jù)權利要求1所述的電化金屬燙金箔為分四層(冷燙印分為三層)基膜層選用雙向拉伸聚脂薄膜(BOPET)或雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)等；脫離層采用有機硅樹脂、乳化蠟等涂布而成；金屬層的金屬材料采用經(jīng)特殊處理的鋁箔、銅箔或二者的合金；膠粘層采用易熔的熱塑性樹脂，冷燙印所用的電化金屬燙印材料中不含有膠粘層。
3.根據(jù)權利要求1所述的絕緣層為電化金屬燙金箔中的金屬層金屬材料由絕緣樹脂如絕緣環(huán)氧樹脂、聚酯型高介電特種樹脂、898高交聯(lián)密度乙烯基樹脂、902芳烴樹脂、890 樹脂等絕緣樹脂取代制得。
4.根據(jù)權利要求1所述的燙印機為圓壓圓型燙印機、圓壓平型燙印機或平壓平型燙印機中的一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的熱燙印技術，其具體工藝為在燙印機上，由于機械的運動，電化金屬燙金箔與燙印基材合在一起，按照天線形狀制作的燙印模板給結合在一起的電化金屬燙金箔和燙印基材局部施加壓力并傳遞熱量，這樣在相對應的位置上電化金屬燙金箔和燙印基材由于膠粘層的粘合作用而牢固的結合在一起，然后將未被燙印的多余的電化金屬燙金箔從燙印基材上剝離，即得射頻天線。最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。
6.根據(jù)權利要求1所述的冷燙印技術，其具體工藝為按照線圈形狀，在需要燙金的部位印刷特種粘合劑——UV固化粘合劑，也可以采用高分子聚合物乳膠進行印刷。UV固化粘合劑通過UV干燥裝置將粘合劑中的水分去除到一定程度，并形成一層高粘度的薄壓敏膠層，然后開始冷燙印，在一對金屬滾筒的作用下，使金屬箔同粘合劑接觸并壓合為一體。由于粘合劑同金屬箔之間粘結力很大，所以排廢時，金屬箔與粘合劑接觸的部位留在基材表面，與基材成為一體，而金屬箔的其他部分則同傳統(tǒng)燙印一樣排廢，從而完成冷燙印過程。最后將芯片先轉移至可等間距承載芯片的載帶上，再將載帶上的芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。
全文摘要
本發(fā)明公開一種射頻標簽的制作方法，該發(fā)明采用熱、冷燙印技術制作射頻標簽，其工藝方法如下以PVC、PP、PET、紙、塑料等為基材，利用熱燙印或冷燙印技術將電化金屬燙金箔按照天線形狀通過燙印機燙印在基材上，然后對金屬箔的其他部分排廢，得到天線圖案；如制作線圈天線，需在線圈上鋪上絕緣層，將電化金屬燙金箔燙印在絕緣層上并連接天線的首尾，形成過橋，即為射頻天線。最后將芯片倒裝貼在天線過橋，然后進行覆膜封裝，得到射頻標簽。傳統(tǒng)的射頻標簽工藝存在成本太高、工藝復雜、生產時間長、對環(huán)境造成一定污染等缺點，本發(fā)明能有效降低射頻標簽制造成本以及簡化復雜的工藝，能夠滿足市場對低成本射頻標簽的需求。
文檔編號H01Q1/22GK102339402SQ20111027365
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者張偉 申請人:哈爾濱大東方卷煙材料科技開發(fā)有限責任公司