CN103367895A - 一种无线射频镀铜天线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非接触式自动识别技术领域，公开了一种无线射频镀铜天线及其制备方法，结构包括镀铜层、铝导电基层和薄膜，铝导电基层位于镀铜层与薄膜之间，制备方法包括步骤一：在薄膜上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；步骤二：在薄膜上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜；步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡0.5-2秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗1-3次，薄膜上形成镂空的天线形状铝导电基层，在室温下超纯水的电阻率为15—19MΩ*CM极限值；步骤四：将薄膜浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层，天线成型。本发明导电性能强、一致性强，并且制备方法便捷快速，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及非接触式自动识别技术领域，尤其涉及了一种无线射频镀铜天线及其制备方法。
背景技术
近年来，国内外RFID电子标签应用需求不断增加，特别是在物流、商品等领域，大规模应用不断涌现。
RFID电路的一个重要元件是无线射频天线。无线射频天线目前一般可通过利用导电油墨印刷生产，或者通过蚀刻铝箔制得，或者印刷银浆导电基电镀铜制得。但因为导电油墨通常缺少导电性与一致性，它提供不了高品质的天线，目前市场上基本很少用导电印刷天线；目前市面应用最多的是铝箔蚀刻天线，但相对铜，铝的导电性比较差，因此，铝蚀刻天线仍然不是应用需求首选；但通过印刷银浆导电基电镀铜制得铜天线，因为存在银浆油墨成本高、银浆印刷线条精度差、印刷速度慢、印刷一致性差等难以克服的因素，镀铜天线不但价格高，而且难以满足快速生产。
发明内容
本发明针对现有技术中传统无线射频天线导电性能弱、成本高和一致性差缺点，提供了一种无线射频镀铜天线及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种无线射频镀铜天线，包括镀铜层、铝导电基层和薄膜，铝导电基层位于镀铜层与薄膜之间。
作为优选，镀铜层厚度为2—38um；铝导电基层厚度为0．02—0．18nm。
作为优选，薄膜为聚酯薄膜或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：在薄膜上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡0.5-2秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗1-3次，薄膜上形成镂空的天线形状铝导电基层，在室温下超纯水的电阻率为15—19MΩ*CM极限值；
步骤四：将含有镂空的天线形状铝导电基层的薄膜浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层，天线成型。
作为优选，水洗油墨是用水能冲洗的油墨，油墨按质量百分比包括10－30％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、11—15％的钛白粉、6—7％的防沉剂、6—7％的吸湿剂、0.7－0.8％的分散剂和20－30％的醇其余组分为水的混合溶剂。
作为优选，防沉剂为有机膨润土，吸湿剂为有硅胶，分散剂为三乙基己基磷酸。
作为优选，防沉剂为气相二氧化硅，吸湿剂为氧化铝，分散剂为十二烷基硫酸钠。
作为优选，防沉剂为聚酰胺蜡，吸湿剂为分子筛，分散剂为甲基戊醇。
作为优选，在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。
作为优选，在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。开缸剂主要包含苄叉丙酮、平平加和扩散剂，苄叉丙酮作为载体，其作用是提高镀层光亮度；光亮剂中主要包含苄叉丙酮、平平加和扩散剂，苄叉丙酮作为载体，光亮剂A与光亮B的区别在于，光亮剂A中苄叉丙酮的含量大于光亮剂B的含量，其作用是可以提高镀层的光亮度和分散能力。开缸剂与光亮剂A可以互换使用。该工艺所得镀层不易产生针孔，光泽度高，内应力低，延展性好，厚度均匀；沉积速度快，镀液稳定，对杂质的容忍度高。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明克服传统易碎纸上印刷导电银浆形成的易碎天线导电性能弱、成本高、一致性差的缺陷，不但创造了一种新的高品质的无线射频天线结构，而且创造了一种新的易碎防伪无线射频天线的制备方法，这种新的制备方法生产成本低，生产速度快，天线导电性能好的特点。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的工艺流程图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—镀铜层、2—铝导电基层、3—薄膜。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为2um；铝导电基层2厚度为0.02nm。薄膜3为聚酯薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，金属层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡0.5秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗1次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为15MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括10％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、11％的钛白粉、6％的防沉剂、6％的吸湿剂、0.7％的分散剂和20％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为有机膨润土，吸湿剂为有硅胶，分散剂为三乙基己基磷酸。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
实施例2
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为38um；铝导电基层2厚度为0.18nm。薄膜3为聚酯薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡2秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗3次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为19MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨包括30％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、15％的钛白粉、7％的防沉剂、7％的吸湿剂、0.8％的分散剂和30％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为气相二氧化硅，吸湿剂为氧化铝，分散剂为十二烷基硫酸钠。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。
在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
实施例3
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为20um；铝导电基层2厚度为0.10nm。薄膜3为聚酯薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡1.5秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗2次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为17MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括20％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、13％的钛白粉、6％的防沉剂、6％的吸湿剂、0.7％的分散剂和25％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为聚酰胺蜡，吸湿剂为分子筛，分散剂为甲基戊醇。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。
实施例4
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为2um；铝导电基层2厚度为0.02nm，薄膜3为聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用真空镀铜，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡0.5秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗1次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为15MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括10％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、11％的钛白粉、6％的防沉剂、6％的吸湿剂、0.7％的分散剂和20％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为有机膨润土，吸湿剂为有硅胶，分散剂为三乙基己基磷酸。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
实施例5
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为38um；铝导电基层2厚度为0.18nm，薄膜3为聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用真空镀铜，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡2秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗3次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为19MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括30％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、15％的钛白粉、7％的防沉剂、7％的吸湿剂、0.8％的分散剂和30％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为气相二氧化硅，吸湿剂为氧化铝，分散剂为十二烷基硫酸钠。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
实施例6
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为20um；铝导电基层2厚度为0.10nm。薄膜3为聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在载体薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在载体薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡1.5秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗2次，载体薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为17MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括20％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、13％的钛白粉、6％的防沉剂、6％的吸湿剂、0.7％的分散剂和20％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为聚酰胺蜡，吸湿剂为分子筛，分散剂为甲基戊醇。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。
实施例7
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为2um；铝导电基层2厚度为0.02nm，薄膜3为聚酰亚胺薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用真空镀铜，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡0.5秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗1次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为15MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括10％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、11％的钛白粉、6％的防沉剂、6％的吸湿剂、0.7％的分散剂和20％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为有机膨润土，吸湿剂为有硅胶，分散剂为三乙基己基磷酸。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
实施例8
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为38um；铝导电基层2厚度为0.18nm，薄膜3为聚酰亚胺薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用真空镀铜，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡2秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗3次，薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为19MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括30％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、15％的钛白粉、7％的防沉剂、7％的吸湿剂、0.8％的分散剂和30％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为气相二氧化硅，吸湿剂为氧化铝，分散剂为十二烷基硫酸钠。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
实施例9
一种无线射频镀铜天线，如图1所示，包括镀铜层1、铝导电基层2和薄膜3，铝导电基层2位于镀铜层1与薄膜3之间。
镀铜层1厚度为20um；铝导电基层2厚度为0.10nm。薄膜3为聚酰亚胺薄膜。
一种无线射频镀铜天线制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤一：在载体薄膜3上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在载体薄膜3上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡1.5秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗2次，载体薄膜3上形成镂空的天线形状铝导电基层2，在室温下超纯水的电阻率为17MΩ*CM；
步骤四：将有铝导电基层2的薄膜3浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层1，天线成型。
水洗油墨是用水能冲洗油墨，油墨按质量百分比包括20％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、13％的钛白粉、6％的防沉剂、6％的吸湿剂、0.7％的分散剂和20％的醇其余组分为水的混合溶剂。其中防沉剂为聚酰胺蜡，吸湿剂为分子筛，分散剂为甲基戊醇。
在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种无线射频镀铜天线，包括镀铜层（1）、铝导电基层（2）和薄膜（3），其特征在于：铝导电基层（2）位于镀铜层（1）与薄膜（3）之间；镀铜层（1）厚度为2—38um；铝导电基层（2）厚度为0．02—0．18nm。
2.根据权利要求1所述的一种无线射频镀铜天线，其特征在于：薄膜（3）为聚酯薄膜或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。
3.制备权利要求1所述的一种无线射频镀铜天线的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：在薄膜（3）上印刷水洗油墨，印刷的水洗油墨图案与设计天线图成对应关系；
步骤二：在薄膜（3）上真空蒸镀铝层，形成真空镀铝膜，铝层选用高纯铝，铝层的电阻低于1欧姆；
步骤三：将真空镀铝膜在水中浸泡0.5-2秒，从水中取出之后用高压超纯水冲洗1-3次，薄膜（3）上形成镂空的天线形状铝导电基层（2），在室温下超纯水的电阻率为15—19MΩ*CM极限值；
步骤四：将含有镂空的天线形状铝导电基层（2）的薄膜（3）浸泡在电镀槽液通电电镀，形成镀铜层（1），天线成型。
4.根据权利要求书3所述的一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于：水洗油墨是用水能冲洗的油墨，油墨按质量百分比包括10－30％的低粘度醇或水溶性高分子树脂、11—15％的钛白粉、6—7％的防沉剂、6—7％的吸湿剂、0.7－0.8％的分散剂和20－30％的醇、其余组分为水的混合溶剂。
5.根据权利要求书4所述的一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于：防沉剂为有机膨润土，吸湿剂为有硅胶，分散剂为三乙基己基磷酸。
6.根据权利要求书4所述的一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于：防沉剂为气相二氧化硅，吸湿剂为氧化铝，分散剂为十二烷基硫酸钠。
7.根据权利要求书4所述一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于：防沉剂为聚酰胺蜡，吸湿剂为分子筛，分散剂为甲基戊醇。
8.根据权利要求书4所述一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于：在步骤一中，天线图通过应用频率或电子标签根据环境要求模拟推算而成。
9.根据权利要求书4所述一种无线射频镀铜天线制备方法，其特征在于：在步骤四中，电镀槽镀液组成及操作条件为：硫酸铜168—179g/L，浓硫酸30—80g/L，氯离子30—60mg/L，开缸剂9—10mL/L，光亮剂A0.5—0.7mL/L，光亮剂B0.3—0.4mL/L，温度40—50℃，阴极电流密度2—7A/dm2，磷铜阳极磷质量分数为0.04％—0.05％。
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Denomination of invention: A radio frequency copper plated antenna and its preparation method Effective date of registration: 20210623 Granted publication date: 20151014 Pledgee: Bank of Ningbo Limited by Share Ltd. Wenzhou branch Pledgor: GLOBALS ELECTRONICS (WENZHOU) Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000640 |
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