CN102035074A

CN102035074A - 一种rfid标签天线的制作方法

Info

Publication number: CN102035074A
Application number: CN2010105113313A
Authority: CN
Inventors: 何为; 陈苑明; 周国云; 王守绪; 周华
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: CN102035074B

Abstract

一种RFID(射频识别)标签天线的制作法方法，属于射频通信技术领域。本发明采用热固胶膜作为天线图形形成过程中的支撑材料，首先在热固胶膜上开出与RFID标签天线图形端口大小和位置相对应的端口；然后将铝箔与热固胶膜热压复合，热压复合后在边缘开出定位孔；再使用刀模办切装置办切铝箔，将不需要的铝箔去掉，得到RFID标签天线图形；再将RFID标签天线图形转移至RFID标签天线基材表面；最后将背面露出的两个RFID标签天线图形端口桥接在一起，得到最终的RFID标签天线。本发明制作过程简单、迅速、无环境污染，所获得的RFID标签天线具有导电性能良好、价格便宜的特点。

Description

一种RFID标签天线的制作方法

技术领域

本发明属于射频通信技术领域，涉及射频识别(RFID)标签天线的制造技术。

背景技术

基于射频识别技术的RFID标签因具有体积小型化与形状多样化，读取方便快捷，读取距离远，识别速度快，一次阅读多目标识别与高速运动目标识别，存储信息量大，安全性能高，使用寿命长，可重复使用，穿透性和无屏障阅读，高恶劣环境忍耐性(污染、潮湿)等特点，广泛应用于社会多个领域且得到快速发展。欧洲最大的超市麦德龙(METRO)与美国最大的超市沃尔玛分别在2003年与2004年开始试用RFID技术，这项决策对RFID标签的普及化使用更起到了一个加速的作用。

制造RFID标签天线的方法以下几种：(1)绕线法，该方法是最早期的制作RFID标签天线的方法，它是用粗铜导线在绕制工具上制成天线，芯片模块焊接到天线，用烤漆将其固定，制作天的线效率低，成本高；(2)蚀刻金属箔法，此方法是蚀刻铝箔或者铜箔制作RFID标签天线，制作过程复杂，铜价格的增长限制了生产的低成本化，而且环境污染大；(3)电镀直写法，这种方法是在基材上印制催化作用的油墨，再电镀完成天线的制作，该方法存在环境污染与制作工艺复杂的问题；(4)印刷法，在承印物上直接印刷导电油墨形成天线图形，其表现出多次印刷与固化工艺难控制的问题，而且导电银浆的价格造成生产成本较高；(5)喷墨打印法，过程是使用喷墨打印机直接要基材上打印上导电油墨，形成所需的要导电图形线路，这种方法存在导电油墨的稳定性问题以及所用喷墨打印机的价格十分昂贵等问题。

降低标签成本的瓶颈主要体现在天线的制造技术。在国内外，目前主要研究的方向是使用丝网印刷法与喷墨打印法。Dong-Youn Shin等人(“Thin Solid Films”，2009(517)：611-6118)、Liu Caifeng等人(“11th IEEE International Conference on Communication Technology Proceedings.Hangzhou，China”，2008：264-267)、Stanley Y.Y等人(“IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing”，2007，vol.30，No.3：200-205)等研究丝网印刷导电银浆制造RFID天线的方法，且分析了天线的导电性能。但是，由于导电银浆天线表现出电阻值较金属箔天线高，导致Q值直接降低，使得最终电子标签的读取距离存在一定程度的降低。用丝网印刷导电银制造天线，需要经过固化过程，虽然纳米导电银浆的固化时因其纳米颗粒在在团聚时放热，其固化温度较其他颗粒状的导电银浆低，更加有利加快生产效率，同时纳米导电银浆的价格更加昂贵。喷墨打印法制造线路图形也是研究的一个热点，Li Yang等人(“IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques”，2007，vol.55，No.12：2894-2901)、M.M.Tentzeris等人(“18th Annual IEEE International Symposium on Personal，Indoor and Mobile Radio Communications.Greece，Athens”，2007：1-4)、David Redinger等人(IEEE Transactions on Electron Devices，2004，vol.51，No.12：1978-1983)、Anne Blayo等人(“Joint sOc-EUSAI conference.France，Grenoble：”，2005：p.XYZ)等报道应用喷墨打印技术制造线路的方法，但是喷墨打印方法尚在研究试用阶段，加之导电油墨的性能稳定性与喷墨打印设备的高成本等原因限制了在大规划生产中普及应用。美国Conductive Inkjet Technology公司研究了一种结合打印技术与电镀技术的形成电路图形的方法，具体是先通过喷墨打印技术在基材上打印上一层电镀催化剂物质，然后直接放入电镀液里镀上一层铜，其缺点是电镀的速度较慢，影响生产效率。

发明内容

本发明提供一种RFID标签天线的制作方法，该方法以铝箔为材料、采用刀模办切方式制作天线图形，制作过程简单、迅速、无环境污染，所获得的RFID标签天线具有导电性能良好、价格便宜的特点。

本发明技术方案是：

一种RFID标签天线的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：以热固胶膜为天线图形形成过程中的支撑基体，热固胶膜面积大小除去热固胶膜边缘用于定位的面积之外应能够布置下N个(N≥1)需要制作的RFID标签天线图形。首先在热固胶膜上的每个对应的RFID标签天线图形区域开出两个窗口，窗口的大小和位置与对应的RFID标签天线图形的两个端口的大小和位置相同；然后撕去热固胶膜表面的保护膜。

步骤2：以铝箔为制作天线图形的导体材料，铝箔面积大小应能够完全覆盖步骤1中所述热固胶膜，将铝箔热压于经步骤1处理后的热固胶膜表面，然后在热固胶膜与铝箔的热压复合体边缘开出若干定位孔。

步骤3：以步骤2中热固胶膜与铝箔的热压复合体边缘的若干定位孔为对位标准，采用刀模半切装置将步骤2热压覆合于热固胶表面的铝箔切成两部分，一部分为天线图形部分，余下的部分为需要去掉的铝箔部分；然后将需要去掉的铝箔部分去掉，在热固胶膜表面形成N个RFID标签天线图形。

步骤4：将步骤3所得N个RFID标签天线图形整体热压于RFID标签天线基材表面，然后将N个RFID标签天线图形裁开，并撕去背面热固胶膜表面的离型纸。

步骤5：将步骤4所得N个独立的RFID标签天线图形背面露出的两个端口桥接在一起，最终形成线路闭合的RFID标签天线。具体桥接时，采用一段铝箔线作为过桥连接线，所述过桥铝箔线的宽度与RFID标签天线的线宽相等，过桥铝箔线与RFID标签天线图形背面露出的两个端口之间采用导电胶粘接。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种成本低廉、方法简单、效率较高，且绿色环保的RFID标签天线制作方法，克服了现有RFID标签天线制作方法存在的成本昂贵、过程复杂、效率较低，且存在环境污染等技术问题，对RFID标签的普及化应用提供了可行性。

附图说明

图1为本发明提供的RFID天线制作方法的流程示意图。

图2为热固胶膜结构示意图。其中：1表示离型纸，2表示热固胶，3表示保护膜。

图3为热固胶膜开出天线端口并去掉保护膜后的示意图。

图4为热固胶膜和铝箔热压复合后的结构示意图。其中：1表示离型纸，2表示热固胶，4表示铝箔。

图5为热压于热固胶表面的铝箔经刀模半切之后形成的RFID天线图形示意图。

图6为热固胶膜和铝箔热压复合后以及铝箔经刀模半切之后背面结构示意图。

图7为桥接示意图。

具体实施方式

一种RFID标签天线的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：

图2为热固胶膜结构示意图。其中：1表示离型纸，2表示热固胶，3表示保护膜。图3为热固胶膜开出天线端口并去掉保护膜后的示意图。

开窗口时，可采用激光机或者刀割机把天线端子位置的热固胶膜切穿，即可得到需要的窗口。

开定位孔时，与步骤1中开窗口一样，可采用激光机或者刀割机把需要开定位孔位置的热固胶膜和铝箔切穿，即可得到需要的定位孔。定位孔直径在Φ1.5-2.5mm之间。

图5为热压于热固胶表面的铝箔经刀模半切之后形成的RFID天线图形示意图。为了是以方便，图5只给出了一个RFID天线图形的示意。具体热压过程可采用热压机进行处理。

所述刀模办切装置的刀模是通过数控(CNC)机床雕刻加工完成的，刀模上带有半切线路用的刀片。由于市售热固胶膜中离型纸较厚，通常大于50微米，热固胶层厚度通常在15至35微米之间，而市售铝箔厚度通常在10至50微米之间，所以通过刀模办切装置，可完全将热压于热固胶层表面的铝箔完全切穿但不伤及离型纸，这样可以方便地将办切后需要去掉的铝箔部分去掉；同时由于离型纸的存在，也可防止因半切厚度稍大而出现损坏刀片的情况。

将步骤3所得N个RFID标签天线图形整体热压于RFID标签天线基材表面时，若RFID标签天线基材为热固型塑料基材，则直接将RFID标签天线图形与RFID标签天线基材进行热压；若RFID标签天线基材为非热固型塑料基材，则在RFID标签天线基材表面涂覆一层热固胶后与RFID标签天线图形进行热压。同时为了增加铝箔与RFID标签天线基材之间的粘接强度，可事先对铝箔表面进行粗糙化处理。具体热压过程可采用热压机进行处理。

桥接的目的是将之前形成的RFID标签天线图形采用导体连接形成一个闭合线路的RFID标签天线，本发明采用铝箔作为桥接材料，桥接铝箔两端与RFID标签天线图形背面露出的两个端口之间采用导电胶粘接，而桥接铝箔与其跨过的RFID标签天线线路之间采用热固胶层本身作为绝缘层。

上述内容详细描述了本发明的主要原理与主要特征以及本发明的优势。本发明涉及到RFID标签制造技术中的天线制造方法，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不违背本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种的改进措施，这此改进措施均应归入要求保护的本发明范畴内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种RFID标签天线的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：以热固胶膜为天线图形形成过程中的支撑基体，热固胶膜面积大小除去热固胶膜边缘用于定位的面积之外应能够布置下N个需要制作的RFID标签天线图形，其中N≥1；首先在热固胶膜上的每个对应的RFID标签天线图形区域开出两个窗口，窗口的大小和位置与对应的RFID标签天线图形的两个端口的大小和位置相同；然后撕去热固胶膜表面的保护膜；

步骤2：以铝箔为制作天线图形的导体材料，铝箔面积大小应能够完全覆盖步骤1中所述热固胶膜，将铝箔热压于经步骤1处理后的热固胶膜表面，然后在热固胶膜与铝箔的热压复合体边缘开出若干定位孔；

步骤3：以步骤2中热固胶膜与铝箔的热压复合体边缘的若干定位孔为对位标准，采用刀模半切装置将步骤2热压覆合于热固胶表面的铝箔切成两部分，一部分为大线图形部分，余下的部分为需要去掉的铝箔部分；然后将需要去掉的铝箔部分去掉，在热固胶膜表面形成N个RFID标签天线图形；

步骤4：将步骤3所得N个RFID标签天线图形整体热压于RFID标签天线基材表面，然后将N个RFID标签天线图形裁开，并撕去背面热固胶膜表面的离型纸；

步骤5：将步骤4所得N个独立的RFID标签天线图形背面露出的两个端口桥接在一起，最终形成线路闭合的RFID标签天线；具体桥接时，采用一段铝箔线作为过桥连接线，所述过桥铝箔线的宽度与RFID标签天线的线宽相等，过桥铝箔线与RFID标签天线图形背面露出的两个端口之间采用导电胶粘接。

2.根据权利要求1所述的RFID标签天线的制作方法，其特征在于，步骤1在热固胶膜上的每个对应的RFID标签天线图形区域开出两个窗口时，采用激光机或者刀割机把天线端子位置的热固胶膜切穿，即可得到需要的窗口。

3.根据权利要求1所述的RFID标签天线的制作方法，其特征在于，步骤2在热固胶膜与铝箔的热压复合体边缘开定位孔时，采用激光机或者刀割机把需要开定位孔位置的热固胶膜和铝箔切穿，即可得到需要的定位孔；定位孔直径在Φ1.5-2.5mm之间。

4.根据权利要求1所述的RFID标签天线的制作方法，其特征在于，步骤3中使用的刀模半切装置中的刀模是通过数控机床雕刻加工完成的，刀模上带有半切线路用的刀片。

5.根据权利要求1所述的RFID标签天线的制作方法，其特征在于，步骤2和步骤4中所述热压过程采用热压机进行处理。

6.根据权利要求1所述的RFID标签天线的制作方法，其特征在于，步骤4将步骤3所得N个RFID标签天线图形整体热压于RFID标签天线基材表面时，若RFID标签天线基材为热固型塑料基材，则直接将RFID标签天线图形与RFID标签天线基材进行热压；若RFID标签天线基材为非热固型塑料基材，则在RFID标签天线基材表面涂覆一层热固胶后与RFID标签天线图形进行热压；同时为了增加铝箔与RFID标签天线基材之间的粘接强度，可事先对铝箔表面进行粗糙化处理。