CN102999777A - 无线射频识别电子标签及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线射频识别电子标签及其制备方法，所述无线射频识别电子标签，包括支撑层、功能高分子涂层、天线和芯片，芯片通过导电性热固型树脂与天线相粘结，功能高分子涂层涂覆在支撑层两侧，天线粘合在功能高分子涂层上，支撑层的材料为纸质材料。本发明采用纸质材料作为支撑层，材料无回弹效应，标签导通率高等特点，从而可显著的提高高频无线射频识别电子标签导通率，降低无线射频识别电子标签的生产成本；同时本发明所述的无线射频识别电子标签还具有易于破坏，防转移等特性，更适合应用于商品防伪追溯领域，解决了现有技术所存在的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线射频识别电子标签及其制备方法。
背景技术
无线射频识别（RFID）技术通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干扰，可工作于各种环境，同时可识别多个标签，操作快捷方便。2004年后，RFID技术得到蓬勃的发展，在仓储物流、产品防伪、产品流通及产品维护追踪等领域有着广泛的应用潜力。在产品防伪的应用上，RFID以其安全、高效、快捷、储存容量大、储存信息更改自如等特点被称为新一代的“电子守护神”。
同时，无线射频识别技术（RFID技术）由于其芯片的UID码全球唯一，信息稳定，仿制成本极高，可存储大量信息，并可简单的进行读写，可使消费者通过商家提供的专用识别装置方便的识别商品的身份，并可以用来实现商品流通中的全程跟踪。
目前，市场上的无线射频识别电子标签，尤其是高频无线射频识别电子标签多采用聚酯薄膜为基材进行生产，尤其是目前被广泛使用的铝蚀刻型无线射频识别电子标签，鉴于其铝蚀刻工艺、天线过桥导通工艺及芯片绑定工艺的限制，所制备的无线射频识别电子标签均采用聚酯材料为基材加工而成。
聚酯基材为无线射频识别电子标签提供了良好的加工性和使用的稳定性，但由于聚酯材料本身材料特性影响其具有一定的弹性，按照常规天线过桥导通工艺制备的天线随着时间的推移或受到一定的外力影响后天线导通点往往会因为聚酯材料的回弹效应而出现导通率下降的现象，这就直接影响到高频无线射频识别电子标签的成品率。这一问题一直以来都是业界一个难以解决的问题。
另外以传统聚酯材料为基材的无线射频电子标签难以被破坏，易于被转移再利用，不法分子可通过一定的物理化学手段将真品商品上的无线射频识别电子标签完整剥离而不破坏其物理结构，标签仍可被读取，将其再贴于假冒商品之上，就难以与真品进行区别，就失去了其作为防伪及物流管理的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线射频识别电子标签及其制造方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明所述的无线射频识别电子标签，其特征在于，包括支撑层、功能高分子涂层、天线和芯片；
所述芯片通过导电性热固型树脂与天线相粘结，所述功能高分子涂层涂覆在支撑层的两侧；
所述天线粘合在功能高分子涂层上；
所述天线选自高频天线、超高频天线或低频天线；
当采用高频天线时，所述支撑层两侧的功能高分子涂层上均粘结有天线，并通过天线上的桥点相互连接；
术语：
高频天线的定义，可参见《RFID射频识别技术及其频率划分》--《电信快报》2010年03期，指的是频段范围为1MHz~400MHz，常见的主要规格有13.56MHz等；
超高频天线的定义，可参见《RFID射频识别技术及其频率划分》--《电信快报》2010年03期，指的是频段范围为400MHz~1GHz，常见的主要规格有433MHz、868~950MHz等；
低频天线的定义，可参见《RFID射频识别技术及其频率划分》--《电信快报》2010年03期，指的是频段范围为10KHz~1MHz，常见的主要规格有125KHz、135KHz等；
所述支撑层为纸质材料；
所述天线为铝蚀刻天线、铜蚀刻天线、导电银浆印制天线、导电聚合物印刷天线、化学镀铜天线或真空镀铜、真空镀铝天线等，可采用《智能标签天线的丝网印刷工艺参数研究》、《电子标签RFID导电油墨与印刷天线技术》、《RFID天线的三种制作方法》、《凹印蚀刻法制造RFID天线》、《化学镀铜的原理、应用及展望》、《真空镀铝工艺简介》等文献报道的方法进行制备；
所述导电性热固型树脂，如日本NAMICS公司的XH9850、UNINWELL公司的6998或三键公司的TB3373C等，或者其他常用的导电性热固型树脂，没有特别的要求；
所述功能高分子涂层2的材料为聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂或脲醛树脂等中的一种或几种的混合，涂布厚度为2~10微米；
所述无线射频识别电子标签的制备方法，包括如下步骤：
（1）通过涂布工艺，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为2~10微米，并通过红外烘道烘干；
（2）在步骤（1）的产物的功能高分子涂层表面，直接印刷导电银浆或导电聚合物材料，形成印刷天线，可采用丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷或胶版印刷等；
所述导电聚合物如聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺、聚苯撑乙烯或聚苯撑等，丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷或胶版印刷方法，在相关的手册或者文献中，如《智能标签天线的丝网印刷工艺参数研究》、《电子标签RFID导电油墨与印刷天线技术》等文献中有详细的报道，本发明不再赘述；
或者：
将铝箔或铜箔与上述功能高分子涂层通过胶黏剂复合，再在铝箔或铜箔上印刷天线图案，经过酸液或碱液蚀刻和脱墨处理后形成蚀刻天线；可采用的印刷方式为丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷、胶版印刷等；具体的，可参阅《RFID天线的三种制作方法》、《凹印蚀刻法制造RFID天线》等文献报道的方法；
或者：
在上述功能高分子涂层上先印刷导电材料作为种子层，再通过化学沉积法在种子层上沉积铜，获得化学镀铜天线；
所述导电材料选自锐新科公司的RL1206、ACHESON公司的E-820B或EO-427SS等；
或者：
在上述功能高分子涂层上，通过模板直接真空镀铜或真空镀铝，以形成真空镀铜天线或真空镀铝天线；真空镀铜及真空镀铝的方法，可参阅《化学镀铜的原理、应用及展望》、《真空镀铝工艺简介》等文献报道的方法。
如为制备高频天线，还需在上述制备过程的同时，利用同样的方法在支撑层另外一面的功能高分子图层上同时制备部分天线。
（3）将芯片通过热固型导电胶粘结于上述已形成的天线上，并热压固化，热压温度为120~180℃，固化时间为5~10秒；用与芯片相匹配的RFID读写器，进行数据的录入，获得所述的无线射频识别电子标签。
如为高频无线射频识别电子标签，还需通过过桥工艺将位于基材两侧的天线经过过桥点导通后，过桥导通工艺可选用压力击穿铆接导通、热压击穿，铆接导通或超声波击穿铆接导通，热压击穿导通的热压温度为120~180℃；再将芯片通过热固型导电胶将芯片粘结于天线上，并热压固化，热压温度为120~180℃，固化时间为5~10秒，利用与芯片相匹配的RFID读写器，进行数据的录入，获得所述的无线射频识别电子标签。
本发明采用纸质材料作为支撑层，并结合独特的加工工艺，制造出新型的无线射频识别电子标签。其具有工艺适应性强，材料无回弹效应，标签导通率高等特点，从而可显著的提高高频无线射频识别电子标签导通率,降低无线射频识别电子标签的生产成本；同时本发明所述的无线射频识别电子标签还具有易于破坏，防转移等特性，更适合应用于商品防伪追溯领域，解决了现有技术所存在的问题。
本发明通过在纸质基材表面形成功能性的高分子涂层，使其具有耐水、耐酸碱、耐冲击等特性，以适应目前通常的天线加工工艺，尤其是铝蚀刻加工工艺及芯片绑定工艺，同时本发明形成的功能性基材还保留了纸质基材耐高温、脆性好，无回弹的材料特征，以有效的解决了高频天线制备过程中过桥导通成品率不高的问题，从而提高无线射频识别电子标签的成品率，降低产品成本。同时本发明制备的无线射频识别电子标签还充分利用纸质基材易于破坏的特性，标签通过粘结剂粘结于商品表面后，当被剥离时，纸质基材连同其上附着的天线就会被破坏，从而达到防转移的目的，更加适合于在商品防伪追溯领域的应用。
附图说明
图1为无线射频识别电子标签结构示意图。
图2为高频无线射频识别电子标签结构示意图。
图3为高频无线射频识别电子标签正反面俯视示意图。
具体实施方式
参见图1～图3，本发明所述的无线射频识别电子标签，其特征在于，包括支撑层1、功能高分子涂层2、天线3和芯片4；
所述芯片4通过导电性热固型树脂与天线3相粘结，所述功能高分子涂层2涂覆在支撑层1的两侧；
所述天线3粘合在功能高分子涂层2上；
所述天线3选自高频天线、超高频天线或低频天线；
当采用高频天线时，所述支撑层1两侧的功能高分子涂层2上均粘结有天线3，并通过天线3上的桥点5相互连接。
所述支撑层为纸质材料；
所述纸质材料为胶版印刷纸、胶版印刷涂料纸（铜版纸）、凹版印刷纸、轻涂纸、有光纸或双胶纸等；
优选克重为30~200克的纸质材料，特别优选40~100克的纸质材料。
实施例1
以80克铜版纸为支撑层材料，使用涂布机，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为6微米；功能高分子材料选用水性聚氨酯树脂材料；
通过红外烘道烘干后，在再功能高分子涂层表面上使用400目丝网印刷导电银浆，烘干后形成RFID天线，并将RFID芯片通过热固型导电胶(日本NAMICS公司的XH9850)进行粘结，并热压固化，热压温度为160℃，固化时间为8秒；利用与芯片相匹配的RFID读写器，进行数据的录入，获得产品，其结构如图1所示。
实施例2
以40克胶版印刷原纸为支撑层材料，使用涂布机，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为8微米；功能高分子材料选用聚氨酯树脂和丙烯酸树脂的混合物(2：1，重量比）；
并通过红外烘道烘干；将16微米厚铝箔与上述功能高分子涂层通过胶黏剂复合，再在铝箔上通过凹版印刷的方式印刷天线图案，经过酸液或碱液蚀刻和脱墨处理后形成蚀刻天线；然后将RFID芯片通过热固型导电胶进行粘结，并热压固化，热压温度为160℃，固化时间为10秒；利用与芯片相匹配的RFID读写器进行数据的录入，获得产品。其结构如图1所示。
实施例3
以80克双胶纸为支撑层材料，使用涂布机，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为8微米；功能高分子材料选用水性环氧树脂和丙烯酸树脂的混合物；(1：3，重量比）；
通过红外烘道烘干；在再功能高分子涂层上先使用500目丝网印刷导电银浆作为种子层，再通过化学沉积法在种子层上沉积铜，以形成化学镀铜天线；然后再将RFID芯片通过热固型导电胶(UNINWELL公司的6998)进行粘结，并热压固化，热压温度为140℃，固化时间为10秒；利用与芯片相匹配的RFID读写器进行数据的录入，获得产品。其结构如图1所示。
实施例4
以60克铜版纸为支撑层材料，使用涂布机，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为10微米；功能高分子材料选用水性聚氨酯和丙烯酸树脂的混合物；(3：1，重量比）；
并通过红外烘道烘干；在上述功能高分子涂层上通过模板直接真空镀铝，以形成真空镀铝天线；然后将RFID芯片通过热固型导电胶(三键公司的TB3373C)进行粘结，并热压固化，热压温度为180℃，固化时间为6秒。
利用与芯片相匹配的RFID读写器进行数据的录入，获得产品。其结构如图1所示。
实施例5
以80克双胶纸为支撑层材料，使用涂布机，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为5微米；功能高分子材料选用聚氨酯和脲醛树脂树脂的混合物；(4：1，重量比）；
并通过红外烘道烘干；将16微米厚铝箔与上述功能高分子涂层通过胶黏剂复合，同时在支撑层另一侧的功能高分子涂层上也复合9微米厚的铝箔，再在两面的铝箔上通过凹版印刷的方式印刷天线图案，经过酸液或碱液蚀刻和脱墨处理后形成蚀刻天线，通过压力击穿铆接导通工艺将功能高分子涂层两侧的铝箔天线导通；然后将RFID芯片通过热固型导电胶(日本NAMICS公司的XH9850)进行粘结，并热压固化，热压温度为160℃，固化时间为10秒；利用与芯片相匹配的RFID读写器进行数据的录入，获得产品。其结构如图2和图3所示。
Claims (6)
1.无线射频识别电子标签，包括支撑层（1）、功能高分子涂层（2）、天线（3）和芯片（4）；
所述芯片（4）通过导电性热固型树脂与天线（3）相粘结，所述功能高分子涂层（2）涂覆在支撑层（1）的两侧；
所述天线（3）粘合在功能高分子涂层（2）上；
其特征在于，所述支撑层（1）的材料为纸质材料。
2.根据权利要求1所述的无线射频识别电子标签，其特征在于，所述纸质材料为胶版印刷纸、胶版印刷涂料纸、凹版印刷纸、轻涂纸、有光纸或双胶纸。
3.根据权利要求2所述的无线射频识别电子标签，其特征在于，所述纸质材料的克重为30~200克。
4.根据权利要求1、2或3所述的无线射频识别电子标签，其特征在于，所述天线（3）选自高频天线、超高频天线或低频天线；
当采用高频天线时，所述支撑层（1）两侧的功能高分子涂层（2）上均粘结有天线（3），并通过天线（3）上的桥点（5）相互连接。
5.无线射频识别电子标签的制备方法，包括如下步骤：
（1）通过涂布工艺，将功能高分子材料涂布于支撑基材的两面，涂布厚度为2~10微米，并通过红外烘道烘干；
所述支撑层的材料为纸质材料；
（2）在步骤（1）的产物的功能高分子涂层表面，直接印刷导电银浆或导电聚合物材料，形成印刷天线；
或者：
将铝箔或铜箔与上述功能高分子涂层通过胶黏剂复合，再在铝箔或铜箔上印刷天线图案，经过酸液或碱液蚀刻和脱墨处理后形成蚀刻天线；
或者：
在上述功能高分子涂层上先印刷导电材料作为种子层，再通过化学沉积法在种子层上沉积铜，获得化学镀铜天线；
或者：
在上述功能高分子涂层上，通过模板直接真空镀铜或真空镀铝，以形成真空镀铜天线或真空镀铝天线；
如为制备高频天线，还需在上述制备过程的同时，利用同样的方法在支撑层另外一面的功能高分子图层上同时制备部分天线；
（3）将芯片通过热固型导电胶粘结于上述已形成的天线上，并热压固化，热压温度为120~180℃，固化时间为5~10秒；用与芯片相匹配的RFID读写器，进行数据的录入，获得所述的无线射频识别电子标签；
如为高频无线射频识别电子标签，还需通过过桥工艺将位于基材两侧的天线经过过桥点导通后，过桥导通工艺可选用压力击穿铆接导通、热压击穿，铆接导通或超声波击穿铆接导通，热压击穿导通的热压温度为120~180℃；再将芯片通过热固型导电胶将芯片粘结于天线上，并热压固化，热压温度为120~180℃，固化时间为5~10秒，利用与芯片相匹配的RFID读写器，进行数据的录入，获得所述的无线射频识别电子标签。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述纸质材料为胶版印刷纸、胶版印刷涂料纸、凹版印刷纸、轻涂纸、有光纸或双胶纸。
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