CN107292374A - 组合卷标及其天线的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种组合卷标及其天线的制造方法,其中公开了一种可以应用于磁性系统及无线电射频系统的组合卷标。本发明组合卷标包含射频识别卷标(RFID)的基本组成组件:芯片及天线。其中天线是使用一种由导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂组成的混合物组合物,并且利用印刷制程制造而成的天线。由于天线组合物的固有特性,本发明组合卷标可以响应于低频(LF)范围的磁波信号以及高频(HF)、超高频(UHF)和微波(microwave)范围的无线射频信号。依据其应用环境,可进一步地通过调整天线组合物和天线图样的方式改变组合卷标的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子商品防盗系统的电子卷标,特别是一种可以应用于磁性系统及无线电射频系统的组合卷标。
背景技术
目前在采用开放式货架的商场,为了监视以及防止商品被盗窃,通常都装设有电子商品防盗系统(Electronic Article Surveillance Systems,EAS Systems),EAS系统主要由检测器(Detector)、解除器(Deactivator)和电子卷标(Tag)三个部份组成;已知的电子商品防盗系统种类繁多,包括:磁式系统(MagneticSystem)、无线电射频系统(Radio Frequency System,RF System)、电磁波系统(Electromagnetic System)和微波系统(Microwave System);其中较为普遍的是无线电射频系统和磁式系统。
无线电射频系统的优点是建置成本低,其工作原理是在商品贴上附有接收天线的电子卷标,可以储存数字数据例如商品信息的射频识别卷标(RFID tags)即为其中一种常见应用于防盗和库存管理的电子卷标,利用发射和接收天线之间不断地发射和接收特定频率范围的无线电射频信号对商品进行检测,由于接收天线的几何形状及其工作频率,所以很多工作频率相似的线圈物品或电子产品都会触发无线电射频系统,引起系统的误报。无线电射频系统的抗金属屏蔽能力较差,无线电射频系统的电子卷标靠近或粘贴在金属锡箔纸上会使防盗标签失效,除此之外,无线电射频系统的电子卷标挨近水和人体也会造成电子卷标的失效,因此不能保护金属、锡箔纸包装以及液体的商品;虽然无线电射频系统的检测率一般为80%左右,较低的建置成本则是无线电射频系统的优点。
磁性系统使用一种磁性卷标贴附于商品,磁性卷标包括软卷标和硬卷标两种,在磁性卷标未经解除(deactivate)而通过设于商场出口的侦测天线,就会触发警报达到防盗目的。例如已知的声磁系统(Acousto Magnetic system,AMsystem)利用音叉共振原理,使用穿透力强的次声波信号激励通过检测区的声磁标签产生共振,并且在确认发现是未被解除的声磁标签时发出警报,磁性卷标的尺寸小容易贴附于商品,由于声磁系统的磁性卷标不受金属屏蔽的影响,采用锡箔纸包装或是含有液体的商品皆不会影响其检测,已知声磁系统的检测率可达95%,相较于无线电射频系统,磁式系统的安全性相对较高,但是磁式系统的磁性卷标的数据储存能力不及射频识别标签,换言之,磁式系统的磁性卷标无法如射频识别标签可以储存较多的商品信息。由于已知的射频识别卷标和磁性卷标各有其优点,如何将这两种系统及其卷标整合在一起,已成为业界努力的目标之一。而其中整合射频识别卷标和磁性卷标时所面对的技术问题,包括必须考虑两种系统中所有组件及其彼此之间的干扰问题。
已公开的美国专利6,154,137提出了一种强化安全的识别标签(IDENTIFICATION TAG WITH ENHANCED SECURITY),该识别标签基本上是一种包含磁响应组件和射频响应组件的组合卷标,其中磁响应组件也可作为射频响应组件的天线;为了确保这种组合卷标的性能,其中天线通常使用导电性良好的金属材料或磁性金属制造,另一方面,还需要使用集磁组件(fluxcollection elements)和电容,以及电池;因此这种包括磁响应和射频响应功能的组合卷标的构造较为复杂,而且不易缩小体积。
已公开的美国专利7,002,475B2提出了一种结合射频识别卷标和磁性卷标的装置,其中的天线是完全或部份地由磁性材料制成,其中的磁性材料是通过电镀或涂布制程形成于一电导体,并且需要利用电池维持这种结合射频识别卷标和磁性卷标的性能。
已公开的美国专利7,859,410B2提出了一种整合声磁系统和射频识别卷标功能的混合卷标(hybrid tags),用以建构一种通用的追踪系统,但是在同一时间只有声磁系统和射频识别卷标其中一种可以运作,而且这种混合标签仍然需要使用电源。
已公开的美国专利2007/0046470A1提出了一种整合声磁系统和射频识别卷标功能的混合装置,其中射频天线和声磁系统的天线为分离式设计,而且还需要另一个接收天线用以产生感应电流供应混合装置。
由前述的已知技术可以了解,直接整合现有的磁性系统和射频识别卷标具有下列的技术问题。
1.由于需要两种系统的组件,卷标的尺寸变大而且结构的配置复杂,另外磁性材料也可能会干扰射频信号。
2.虽然有些已知技术使用磁性材料制造射频天线,但是这种天线的仍然具有较高的阻抗,而需要其它的导电材料、电容或是集磁组件,用以确保卷标的性能。
3.直接整合现有的磁性系统和射频识别卷标使得结构配置变得复杂,较高的成本及尺寸,都会影响其竞争优势。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种可以应用于磁性系统及无线电射频系统的组合卷标及其天线的制造方法,本发明的组合卷标及其天线的制造方法具有构造精简、制作容易以及低成本的优点。
本发明组合卷标的一实施例包括:芯片(IC Chips)及天线(antenna),其中天线是使用一种由导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂组成的混合物组合物(mixture composition),并且利用印刷制程制造而成的天线。
在本发明组合卷标的一实施例,其中组合卷标可以响应于低频(LF)范围的磁波信号以及高频(HF)、超高频(UHF)和微波(microwave)范围的无线射频信号。
本发明的一方面提出了一种组合卷标的天线的制造方法,是将包含导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂的混合物组合物均匀地混入一载体(carrier)制成用以制作天线的墨水,然后通过印刷制程在一基材上形成天线图样,再经过一压缩制程使得混合物组合物的组成材料能互相紧密地接触。
在本发明组合卷标的天线的制造方法的一实施例,其中的印刷制程包含但不限于:喷墨印刷(inkjet printing)、网版印刷(screen printing)、凹版印刷(gravureprinting)和活版印刷(typography)其中的任一种。
在本发明组合卷标的天线的制造方法的一实施例,其中包括一熟化步骤,用以让墨水固化,导电材料与磁性材料在天线图样中均匀黏着。
依据本发明组合卷标及其天线的制造方法,其中组合卷标的组成组件只包含芯片及天线,没有复杂的组件配置,其中的天线是使用一种由导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂组成的混合物组合物,并且利用印刷制程制造而成,因此,本发明组合卷标及其天线的制造方法具有构造精简、制作容易以及低成本的优点。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容,配合图式说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为为本发明组合卷标的一实施例的结构示意图。
符号说明
10 芯片
11 储存单元
20 天线
具体实施方式
首先请参阅图1,本发明组合卷标的一实施例包括:芯片10(IC Chips)及天线20(antenna),其中天线20是与芯片10电性连接,芯片10包含一储存单元11(例如内存)可用于储存数字数据,例如商品数据。
在本发明的一实施例,其中天线20是使用一种由导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂组成的混合物组合物,并且利用印刷制程制造而成的天线20。通过混合物组合物中的导电材料和磁性材料的配比,可以决定天线20的性能,本发明组合卷标可以响应于低频(LF)范围的磁波信号以及高频(HF)、超高频(UHF)和微波(microwave)范围的无线射频信号。其中混合物组合物中各组成成分的重量百分比的一实施例包括:重量百分比20%~80%的导电材料、重量百分比10%~70%的磁性材料、重量百分比0.01%~1.5%的分散剂和重量百分比0.1%~20%的黏着剂。依据组合卷标的应用环境,可进一步地通过调整混合物组合物的组成成分和天线20的图样的方式改变组合卷标的性能。
本发明组合卷标可应用于磁性系统,其中可以通过移除天线20或是设置一磁性偏置体的方式解除或是偏移天线20的响应频率。
本发明的一方面提出了一种用以制造前述组合卷标的天线的制造方法,包括下列步骤:
制备墨水的步骤,将包含导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂的混合物组合物均匀地混入一载体(carrier),制成用于制作天线20的墨水;印刷步骤,使用前一步骤制备完成的墨水,通过一印刷制程在一基材(substrate)的表面形成天线20的图样;
熟化步骤,用以让墨水固化,导电材料与磁性材料在天线20的图样中均匀黏着;以及压缩步骤,通过机械性压缩制程使得混合物组合物的组成材料能互相紧密地接触。
在本发明的一实施例,其中熟化的步骤是通过热烘烤或是照光的方式将印刷制成的天线的图样的墨水固化。
在本发明组合卷标的天线的制造方法的一实施例,其中导电材料包含:铁、钴、镍、铝、银、铜、石墨、石墨烯、碳黑其中至少一种或以上的组合;磁性材料为非晶型合金(amorphous alloy):其中非晶型合金包含铁、镍、钴、铝、硅、钼、硼、铬其中至少两种或以上的组合;分散剂包含非离子型分散剂(non-ionicdispersant):P-123,Tween 20,Xanthan gum,Carboxymethyl Cellulose(CMC),Triton X-100,Polyvinylpyrrolidone(PVP),Brji 30其中至少一种或以上的组合;黏着剂包含:Polyvinylidene fluoride(PVDF),Polyetherimide(PEI),resin,Polyvinyl alcohol(PVA),epoxy,Carboxymethyl Cellulose(CMC),Ethyl carbamate(EC),rubber,siloxane其中至少一种或以上的组合。
在本发明组合卷标的天线的制造方法的一实施例,其中的印刷制程包含但不限于:喷墨印刷(inkjet printing)、网版印刷(screen printing)、凹版印刷(gravureprinting)和活版印刷(typography)其中的任一种。
本发明组合卷标及其天线的制造方法,其中组合卷标的组成组件只包含芯片10及天线20,没有复杂的组件配置,其中的天线20是使用一种由导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂组成的混合物组合物,并且利用印刷制程制造而成,因此,本发明组合卷标及其天线20的制造方法具有构造精简、制作容易以及低成本的优点。
以上所述的实施例及/或实施方式,仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式,并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制,任何本领域技术人员,在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围,当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例,但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。
Claims (6)
1.一种组合卷标,其特征在于,可以应用于磁性系统及无线电射频系统的组合卷标,该组合卷标包含:一芯片及一天线,该天线与该芯片电性连接,该芯片包含一储存单元可用于储存数字数据,该天线是使用一种由导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂组成的混合物组合物,并且利用印刷制程制造而成的天线,且该组合卷标可以响应于低频(LF)范围的磁波信号以及高频(HF)、超高频(UHF)和微波(microwave)范围的无线射频信号。
2.如权利要求1所述的组合卷标,其特征在于,该混合物组合物包括:重量百分比20%~80%的导电材料、重量百分比10%~70%的磁性材料、重量百分比0.01%~1.5%的分散剂和重量百分比0.1%~20%的黏着剂。
3.如权利要求1所述的组合卷标,其特征在于,该导电材料包含:铁、钴、镍、铝、银、铜、石墨、石墨烯、碳黑其中至少一种或以上的组合;该磁性材料为非晶型合金,该非晶型合金包含铁、镍、钴、铝、硅、钼、硼、铬其中至少两种或以上的组合;该分散剂包含非离子型分散剂:P-123,Tween 20,Xanthan gum,Carboxymethyl Cellulose(CMC),riton X-100,Polyvinylpyrrolidone(PVP),Brji 30其中至少一种或以上的组合;该黏着剂包含:Polyvinylidenefluoride(PVDF),Polyetherimide(PEI),resin,Polyvinyl alcohol(PVA),epoxy,Carboxymethyl Cellulose(CMC),Ethyl carbamate(EC),rubber,siloxane其中至少一种或以上的组合。
4.一种组合卷标的天线的制造方法,其特征在于,包括:
制备墨水的步骤,将包含导电材料、磁性材料、分散剂和黏着剂的混合物组合物均匀地混入一载体(carrier),制成用于制作该天线的墨水;
印刷步骤,使用前述步骤制备完成的该墨水,通过一印刷制程在一基材的表面形成该天线的图样;
熟化步骤,用以让该墨水固化,使该导电材料与该磁性材料在该天线的图样中均匀黏着;以及
压缩步骤,通过机械性压缩制程使得该混合物组合物的组成材料能互相紧密地接触。
5.如权利要求4所述的制造方法,其特征在于,该印刷制程包含但不限于:喷墨印刷、网版印刷、凹版印刷和活版印刷其中的任一种。
6.如权利要求4所述的制造方法,其特征在于,该熟化的步骤是通过热烘烤或是照光的方式将印刷制成的该天线的图样的墨水固化。
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