CN108491917A - 一种多功能柔性电子标签及制作方法 - Google Patents

一种多功能柔性电子标签及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能柔性电子标签及制作方法，其电子标签由衬底层、电子标签层及保护层构成，采用涂覆及光刻蚀技术在衬底层上制作刻蚀线路板，并在刻蚀线路板上粘贴耦合元件、芯片及温度传感器构成电子标签层；本发明采用PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成衬底层及保护层。本发明具有制作方便、成本低及使用灵活方便的优点，尤其是活体或冷链储运环节中，具有柔韧性好且满足对温度实时监测的要求。

Description

一种多功能柔性电子标签及制作方法
技术领域
本发明涉及电子标签技术领域，尤其是一种多功能柔性电子标签及制作方法。
背景技术
随着现代农业的蓬勃发展，对农产品的标识识别、物品跟踪及信息采集的要求愈发显得重要，而其中采用电子标签作为数据的载体愈发得到业界的重视。而今在国外，电子标签已经在广泛的领域内得以应用。电子标签、读写器、天线和应用软件构成的RFID系统直接与相应的管理信息系统相连，可以实现每一件物品被准确地跟踪。但也存在诸多问题，如在畜牧产品应用中，由于电子标签衬底的刚性特质限制了其应用范围，此外，由于制作工艺的制约，导致电子标签的价格成本无法降低，无法满足在柔性表面上贴附电子标签。
近年来，一些研究提出了柔性电子标签的概念，使得电子标签得到了广泛的应用。如专利号201310676763.3的柔性高频电子标签；专利号201710686391.0的一种柔性抗金属标签；它们虽然一定程度上对传统的电子标签作出了巨大的改变，但其本身对于畜牧产品的应用，如在活体或冷链运输中，仍存在无法满足电子标签对柔韧性的使用要求及对温度实时监测的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种多功能柔性电子标签及制作方法，其电子标签由衬底层、电子标签层及保护层构成，制作方法采用涂覆及光刻蚀技术在衬底层上制作刻蚀线路板，并在刻蚀线路板上粘贴耦合元件、芯片及温度传感器构成电子标签层；本发明采用PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成衬底层及保护层；本发明具有制作方便、成本低及使用灵活方便的优点，尤其是活体或冷链储运环节中，具有柔韧性好且满足对温度实时监测的要求。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种多功能柔性电子标签，其特点包括衬底层、电子标签层及保护层，所述衬底层及保护层由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成；
所述电子标签层由耦合元件、刻蚀线路板、芯片及温度传感器构成；
所述电子标签层的刻蚀线路板附着在衬底层上，耦合元件、芯片及温度传感器设于衬底层的刻蚀线路板上且电连接；
所述保护层覆盖于电子标签层上方。
一种多功能柔性电子标签的制作方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：旋涂聚酰胺酸
选取由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成的衬底层；采用甩胶机在衬底层的一面旋涂一层质量比为15wt%de 聚酰胺酸，厚度为20～30um；将旋涂后的衬底层置于加热台上加热，温度为60℃，时间为30～60min；放置室温，使旋涂的聚酰胺酸固化；
步骤2：涂镀硝酸银
将完成步骤1的衬底层浸于浓度为0.02～0.03mol/L的硝酸银溶液中，时间为15～18min；取出后用去离子水冲洗干净；放置箱中烘干，温度为60℃，时间为15～20 min；
步骤3：析出银层
将完成步骤2的衬底层浸于浓度为8～10mmol／L的硼氢化钠溶液中，直至衬底层的聚酰胺酸表面上银层析出；
步骤4：制作光刻掩模版
采用喷墨打印机在菲林片上打印天线及电路模版图，制作光刻掩模版；
步骤5：贴敷感光蓝膜
在完成步骤3衬底层析出银层的表面上贴敷一层附有保护膜的感光蓝膜，使之表面平整、无气泡、无褶皱；
步骤6：实施光刻蚀
撕掉感光蓝膜表层的保护膜，将步骤4制作的光刻掩模版放置于衬底层的感光蓝膜上，采用UV光刻机进行光刻蚀，光强度为500～800cd，时间为90 ～120s；
步骤7：对感光蓝膜显影
将完成步骤6的衬底层浸入显影剂中进行显影，显影剂为氢氧化钠溶液，pH值为12，使感光蓝膜上未被曝光的部位被脱掉；
步骤8：刻蚀线路板
将完成步骤7的衬底层浸入刻蚀剂，刻蚀剂为氯化钾溶液，浓度为0.1～0.5mol/L，直至银层线路板刻蚀完成；
步骤9：银层线路板脱膜
将完成步骤8的衬底层浸入分析纯的丙酮中脱膜，使之被曝光的感光蓝膜被除去，用去离子水冲洗干净得到附着有刻蚀线路板的衬底层；
步骤10：制作电子标签层
在完成步骤9衬底层的刻蚀线路板上粘贴耦合元件、芯片及温度传感器，且耦合元件、芯片及温度传感器与刻蚀线路板电连接，完成电子标签层；
步骤11：覆盖保护层
选取由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成的保护层，将保护层覆盖于完成步骤10的电子标签层上，柔性电子标签的制作完成。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的制作流程图。
具体实施方式
实施例1
参阅图1，本发明的结构包括衬底层1、电子标签层2及保护层3，所述衬底层1及保护层3由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材制成；
所述电子标签层2由耦合元件21、刻蚀线路板22、芯片23及温度传感器24构成；
所述电子标签层2的刻蚀线路板22附着在衬底层1上，耦合元件21、芯片23及温度传感器24设于衬底层1的刻蚀线路板22上且电连接；
所述保护层3覆盖于电子标签层2上方。
参阅图2，本发明的制作方法包括如下步骤：
步骤1：旋涂聚酰胺酸
选取PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材制成的衬底层1；采用甩胶机在衬底层1的一面旋涂一层质量比为15 %的聚酰胺酸11，厚度为20um；将旋涂后的衬底层1置于加热台上加热，温度为60℃，时间为30min；放置室温，使旋涂的聚酰胺酸固化；
步骤2：涂镀硝酸银
将完成步骤1的衬底层1浸于浓度为0.02mol/L的硝酸银溶液12中，时间为15 min；取出后用去离子水冲洗干净；放置箱中烘干，温度为60℃，时间为15 min；
步骤3：析出银层
将完成步骤2的衬底层1浸于浓度为8mmol／L的硼氢化钠溶液13中，直至衬底层1的聚酰胺酸表面上银层析出；
步骤4：制作光刻掩模版
采用喷墨打印机在菲林片上打印天线及电路模版图，制作光刻掩模版14；
步骤5：贴敷感光蓝膜
在完成步骤3衬底层1析出银层的表面上贴敷一层附有保护膜的感光蓝膜15，使之表面平整、无气泡、无褶皱；
步骤6：实施光刻蚀
撕掉感光蓝膜15表层的保护膜，将步骤4制作的光刻掩模版14放置于衬底层1的感光蓝膜15上，采用UV光刻机进行光刻蚀，光强度为500cd，时间为90 s；
步骤7：对感光蓝膜显影
将完成步骤6的衬底层1浸入显影剂中进行显影，显影剂为氢氧化钠溶液16，pH值为12，使感光蓝膜15上未被曝光的部位被脱掉；
步骤8：刻蚀线路板
将完成步骤7的衬底层1浸入刻蚀剂，刻蚀剂为氯化钾溶液17，浓度为0.1mol/L，直至银层线路板刻蚀完成；
步骤9：银层线路板脱膜
将完成步骤8的衬底层1浸入分析纯的丙酮18中脱膜，使之被曝光的感光蓝膜被除去，用去离子水冲洗干净得到附着有刻蚀线路板22的衬底层1；
步骤10：制作电子标签层
参阅图1、图2，在完成步骤9衬底层1的刻蚀线路板22上粘贴耦合元件21、芯片23及温度传感器24，且耦合元件21、芯片23及温度传感器24与刻蚀线路板22电连接，完成电子标签层2；
步骤11：覆盖保护层
参阅图1、图2，选取由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材制成的保护层3，将保护层3覆盖于完成步骤10的电子标签层2上，柔性电子标签的制作完成。
实施例2
参阅图1，本发明结构包括衬底层1、电子标签层2及保护层3，所述衬底层1及保护层3由PI聚酰亚胺片材制成；
所述电子标签层2由耦合元件21、刻蚀线路板22、芯片23及温度传感器24构成；
所述电子标签层2的刻蚀线路板22附着在衬底层1上，耦合元件21、芯片23及温度传感器24设于衬底层1的刻蚀线路板22上且电连接；
所述保护层3覆盖于电子标签层2上方。
参阅图2，本发明的制作方法包括如下步骤：
步骤1：旋涂聚酰胺酸
选取由PI聚酰亚胺片材制成的衬底层1；采用甩胶机在衬底层1的一面旋涂一层质量比为15 %的聚酰胺酸11，厚度为30um；将旋涂后的衬底层1置于加热台上加热，温度为60℃，时间为60min；放置室温，使旋涂的聚酰胺酸固化；
步骤2：涂镀硝酸银
将完成步骤1的衬底层1浸于浓度为0.03mol/L的硝酸银溶液12中，时间为18 min；取出后用去离子水冲洗干净；放置箱中烘干，温度为60℃，时间为20 min；
步骤3：析出银层
将完成步骤2的衬底层1浸于浓度为10mmol／L的硼氢化钠溶液13中，直至衬底层1的聚酰胺酸表面上银层析出；
步骤4：制作光刻掩模版
采用喷墨打印机在菲林片上打印天线及电路模版图，制作光刻掩模版14；
步骤5：贴敷感光蓝膜
在完成步骤3衬底层1析出银层的表面上贴敷一层附有保护膜的感光蓝膜15，使之表面平整、无气泡、无褶皱；
步骤6：实施光刻蚀
撕掉感光蓝膜15表层的保护膜，将步骤4制作的光刻掩模版14放置于衬底层1的感光蓝膜15上，采用UV光刻机进行光刻蚀，光强度为800cd，时间为120s；
步骤7：对感光蓝膜显影
将完成步骤6的衬底层1浸入显影剂中进行显影，显影剂为氢氧化钠溶液16，pH值为12，使感光蓝膜15上未被曝光的部位被脱掉；
步骤8：刻蚀线路板
将完成步骤7的衬底层1浸入刻蚀剂，刻蚀剂为氯化钾溶液17，浓度为0.5mol/L，直至银层线路板刻蚀完成；
步骤9：银层线路板脱膜
将完成步骤8的衬底层1浸入分析纯的丙酮18中脱膜，使之被曝光的感光蓝膜被除去，用去离子水冲洗干净得到附着有刻蚀线路板22的衬底层1；
步骤10：制作电子标签层
参阅图1、图2，在完成步骤9衬底层1的刻蚀线路板22上粘贴耦合元件21、芯片23及温度传感器24，且耦合元件21、芯片23及温度传感器24与刻蚀线路板22电连接，完成电子标签层2；
步骤11：覆盖保护层
参阅图1、图2，选取由PI聚酰亚胺片材制成的保护层3，将保护层3覆盖于完成步骤10的电子标签层2上，柔性电子标签的制作完成。

Claims (2)

1.一种多功能柔性电子标签，其特征在于它包括衬底层（1）、电子标签层（2）及保护层（3），所述衬底层（1）及保护层（3）由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成；
所述电子标签层（2）由耦合元件（21）、刻蚀线路板（22）、芯片（23）及温度传感器（24）构成，其中，刻蚀线路板（22）附着在衬底层（1）上，耦合元件（21）、芯片（23）及温度传感器（24）设于衬底层（1）的刻蚀线路板（22）上且电连接；
所述保护层（3）覆盖于电子标签层（2）上方。
2.一种权利要求1所述多功能柔性电子标签的制作方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤1：旋涂聚酰胺酸
选取由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成的衬底层（1）；采用甩胶机在衬底层（1）的一面旋涂一层质量比为15%的聚酰胺酸（11），厚度为20～30um；将旋涂后的衬底层（1）置于加热台上加热，温度为60℃，时间为30～60min；放置室温，使旋涂的聚酰胺酸固化；
步骤2：涂镀硝酸银
将完成步骤1的衬底层（1）浸于浓度为0.02～0.03mol/L的硝酸银溶液（12）中，时间为15～18 min；取出后用去离子水冲洗干净；放置箱中烘干，温度为60℃，时间为15～20 min；
步骤3：析出银层
将完成步骤2的衬底层（1）浸于浓度为8～10mmol／L的硼氢化钠溶液（13）中，直至衬底层（1）的聚酰胺酸表面上银层析出；
步骤4：制作光刻掩模版
采用喷墨打印机在菲林片上打印天线及电路模版图，制作光刻掩模版（14）；
步骤5：贴敷感光蓝膜
在完成步骤3衬底层（1）析出银层的表面贴敷一层附有保护膜的感光蓝膜（15），使之表面平整、无气泡、无褶皱；
步骤6：实施光刻蚀
撕掉感光蓝膜（15）表层的保护膜，将步骤4制作的光刻掩模版（14）放置于衬底层（1）的感光蓝膜（15）上，采用UV光刻机进行光刻蚀，光强度为500～800cd，时间为90 ～120s；
步骤7：对感光蓝膜显影
将完成步骤6的衬底层（1）浸入显影剂中进行显影，显影剂为氢氧化钠溶液（16），pH值为12，使感光蓝膜（15）上未被曝光的部位被脱掉；
步骤8：刻蚀线路板
将完成步骤7的衬底层（1）浸入刻蚀剂，刻蚀剂为氯化钾溶液（17），浓度为0.1～0.5mol/L，直至银层线路板刻蚀完成；
步骤9：银层线路板脱膜
将完成步骤8的衬底层（1）浸入分析纯的丙酮（18）中脱膜，使之被曝光的感光蓝膜被除去，用去离子水冲洗干净得到附着有刻蚀线路板（22）的衬底层（1）；
步骤10：制作电子标签层
在完成步骤9衬底层（1）的刻蚀线路板（22）上粘贴耦合元件（21）、芯片（23）及温度传感器（24），且耦合元件（21）、芯片（23）及温度传感器（24）与刻蚀线路板（22）电连接，完成电子标签层（2）；
步骤11：覆盖保护层选取由PET聚对苯二甲酸乙二醇酯片材或PI聚酰亚胺片材制成的保护层（3），将保护层（3）覆盖于完成步骤10的电子标签层（2）上，制得所述多功能柔性电子标签。
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