TWI399698B - 金屬箔無線射頻辨識標籤之製程及其成形機 - Google Patents

Description

金屬箔無線射頻辨識標籤之製程及其成形機

　　本發明係有關於一種金屬箔無線射頻辨識標籤之製程及其成形機，尤指一種利用簡便之設備設計，以降低製造成本，並於製程中達到環保等實質效益。

　　按，射頻識別〔RFID，Radio Frequency IDentification〕技術，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。
　　射頻識別標籤〔RFID Tag〕則是目前射頻識別技術的關鍵，可存儲一定容量的信息，並具一定的信息處理功能，讀寫設備可通過無線電訊號以一定的數據傳輸率與標籤交換信息，而現今射頻識別標籤〔RFID Tag〕製程可分為三大階段，係依序為天線製造、晶片〔IC〕焊接及壓合，其製造技術說明如下：
　　A、天線製造：
　　1.蝕刻法〔Etching〕：
　　　使用銅箔薄膜覆蓋於聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕當作天線底材，其中銅箔薄膜厚度約18微米〔um〕～35微米〔um〕，聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕厚度約25微米〔um〕～50微米〔um〕，然後，利用網版印刷將耐酸油墨印出天線圖樣於底材正面，再經酸洗蝕刻、耐酸油墨剝離、消泡處理、抗氧化、水洗等製程，將射頻識別〔RFID〕天線製造出來。這種方法的優點是製造良率較高、天線性能優異且穩定；而缺點是製程繁瑣、產出較差，且大部分銅箔薄膜均被蝕刻剝離而浪費掉，所以成本昂貴。一般來說，成本是網印法的2～3倍，成本結構無法符合物流供應鏈應用之要求。
　　2.網印法〔Printing〕:
　　　利用網版印刷將導電銀膠〔ConductiveSilver Ink〕直接印出天線圖樣於聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕底材上，再經烘烤，即可完成天線製造，這種方法的優點只有一個，就是產出最大，成本最低；但是缺點實在多的令人望而卻步，首先導電銀膠導電度僅為銅的1/10，甚至更小，由於導體電阻會隨著頻率增加而增加，因此導體中央的電流密度會減少，而導電邊緣的電流密度會逐步增加，此即為肌膚效應〔Skin Effect〕，它造成天線輻射效率、指向性及增益均大大受影響，第二、導電銀膠中銀的成份必須大於80％以上，才能導電，當經烘烤製程後，隨著溶劑揮發，銀的覆著度降低，天線導線若經彎曲，銀導線會很容易剝落，第三、若為了增加導電度而增加導電銀膠厚度，則烘烤時間會成指數曲線上升，而唯一方法是升高溫度，但是會破壞聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕底材。
　　3.電鍍法〔Plating〕：
　　　利用網版印刷將電鍍油墨〔Plating Ink〕直接印出天線圖樣於聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕底材上，再經電鍍水槽以氧化還原法，電鍍出銅材質的天線，這種方法的優點是產出大、可靠性高、製程技術普遍而易懂；而缺點是小量生產成本會很昂貴，必須極大量生產才會划算，天線圖樣不能小於50毫米〔mm〕，故不適合微型化天線。
　　B、晶片〔IC〕焊接：
　　　當天線製造完成之後，就必須執行天線與晶片〔IC〕的焊接工作，射頻識別積體電路〔RFID IC〕的焊接工作，基本上是延循半導體產業之焊接技術，機械移位精密度必須小於20微米〔um〕以內，才能完成焊接工作，其一般方法如下說明：
　　1.覆晶穿刺法：
　　　將晶片〔IC〕舉起，然後翻轉180°後，將晶片〔IC〕二端接腳穿刺於天線導線接點上，但在將晶片〔IC〕舉起前，天線導線接點上必須微注入非導電顆粒膜〔NCP，None Conductive Paste〕接著劑，這種方法的優點是成本低，但缺點是製造良率較差，原因是非導電顆粒膜〔NCP〕本身不俱導電性，穿刺力道參數成為最重要之關鍵因素，穿刺力道過低，接點可能無接觸而不導通，穿刺力道過高，可能直接刺穿過聚對苯二甲酸乙二酯〔PET〕底材。
　　2.覆晶黏著法：
　　　將晶片〔IC〕端接腳與天線導接點以異嚮導電膠〔ACP，Anisotropic Conductive Paste〕、異方性導電膜〔ACF，Anisotropic Conductive Film〕接著劑黏接，這種方法的優點是製造良率較高，標籤性能優異且穩定，但缺點是成本昂貴，因為異嚮導電膠〔ACP〕、異方性導電膜〔ACF〕本身是銀膠，銀是屬於貴重金屬。
　　3.超接波振動法：
　　　將晶片〔IC〕二端接腳與天線導線接點對準接觸後，以超音波振動法使接點溫度升高，來達成焊接的目的；最後再直接注入接著劑，將晶片〔IC〕與天線導線接處固定起來，此方法成本昂貴，故甚少使用於射頻識別標籤〔RFID Tag〕製造上，但在半導體產業上卻屬於常見。
　　C.壓合〔Lamination〕：
　　　當天線製造完成之後，就必須執行壓合步驟，以完成最後的射頻識別標籤〔RFID Tag〕成品，這些成品可依使用者不同需求，而有不同製造方法，所使用的製造設備也會完全不同，基本上，有自黏性射頻識別標籤〔RFID Tag〕標籤、有三層壓合〔上標+天線+下標〕軟卡式標籤及有五層壓合硬卡式標籤。
　　今，本發明人有鑑於現有射頻識別標籤〔RFID Tag〕製造上普遍使用網印法及電鍍蝕刻法等須高價設備進行製作，有成本高，以及電鍍液易造成污染環境等缺失，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，針對該射頻識別標籤〔RFID Tag〕製程做更新的研發改良，以期發揮其更高的實用效益性。

　　本發明係有關於一種金屬箔無線射頻辨識標籤之製程及其成形機，其主要實施目的係為了降低製造成本，並於製程中達到環保等實質效益。
　　於是，為了達到上述目的，本發明人乃研擬如下金屬箔無線射頻辨識標籤成形機，係包含：
　　一入料裝置，係設有入料滾筒；
　　一壓模裝置，乃接續設於入料裝置之後，係包含一昇降動力源以及一與昇降動力源相組接之模板，並於該模板底部設有無線射頻辨識標籤預成形之圖形；
　　一除料裝置，乃接續設於壓模裝置之後，係設有正料捲收組及廢料捲收組，並使該正料捲收組與廢料捲收組各設有捲收輪與工作輪，且使該正料捲收組及廢料捲收組之工作輪相接觸，再於該正料捲收組之捲收輪、工作輪上捲繞有黏著帶；
　　一點膠裝置，係接續設於除料裝置之後，乃包含有昇降動力源，並於該昇降動力源上組設有點膠單元；
　　一覆晶裝置，乃接續設於點膠裝置之後，係設有一移位動力源，以及與該移位動力源相組接之晶片取放單元。
　　據此，係將金屬箔由入料裝置捲入，並傳送至壓模裝置，而後由壓模裝置之模板向下壓出無線射頻辨識標籤圖元，續之，將壓出無線射頻辨識標籤圖元之金屬箔傳送至除料裝置進行與無線射頻辨識標籤圖元的分離，接著將分離的無線射頻辨識標籤圖元輸送至點膠裝置於預設晶片處點膠，復使已點膠之無線射頻辨識標籤圖元傳送到覆晶裝置黏上晶片，以完成無線射頻辨識標籤。

　　而為令本發明之技術手段、發明目的及達成功效能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，並請一併參閱所附之圖式及圖號。
　　首先，請參閱第一圖所示，本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤之製程及其成形機，該金屬箔無線射頻辨識標籤成形機係由入料裝置（１）、壓模裝置（２）、除料裝置（３）、點膠裝置（４）、覆晶裝置（５）及傳送裝置（６）所組成；其中：
　　該入料裝置（１），係設有入料滾筒，以供金屬箔〔為鋁箔〕捲繞其上；
　　該壓模裝置（２），係接續設於入料裝置（１）之後，乃包含一昇降動力源，以及一與昇降動力源相組接之模板（２１），並於該模板（２１）底部設有無線射頻辨識標籤〔RFID Tag〕預成形之圖形；
　　該除料裝置（３），乃接續設於壓模裝置（２）之後，係設有正料捲收組（３１）及廢料捲收組（３２），並使該正料捲收組（３１）與廢料捲收組（３２）分別設有捲收輪（３１１）、（３２１）與工作輪（３１２）、（３２２），再使該正料捲收組（３１）及廢料捲收組（３２）之工作輪（３１２）、（３２２）相接觸，且於該正料捲收組（３１）之捲收輪（３１１）、工作輪（３１２）上捲繞有黏著帶（３３）；
　　該點膠裝置（４），係接續設於除料裝置（３）之後，乃包含有昇降動力源，並於該昇降動力源上組設有點膠單元；
　　該覆晶裝置（５），乃續接於點膠裝置（４）之後，主要設有一移位動力源，以及與該移位動力源相組接之晶片取放單元；
　　該傳送裝置（６），係設於入料裝置（１）、壓模裝置（２）、除料裝置（３）、點膠裝置（４）及覆晶裝置（５）之間，乃形成導輪之型態。
　　據此，當使用實施時，其實施步驟係包含如下，請一併參閱第二圖所示：
　　A.入料：係將金屬箔（７）捲放在入料裝置（１）之入料滾筒上，並使金屬箔（７）與傳送裝置（６）相繞設；
　　B.壓模：繼之，請一併參閱第三圖所示，由傳送裝置（６）將金屬箔（７）導引進入壓模裝置（２），此時，壓模裝置（２）之昇降動力源係帶動相組接之模板（２１）往下作動，以使模板（２１）底部壓掣於金屬箔（７）上，而於金屬箔（７）上點斷形成無線射頻辨識標籤〔RFID Tag〕圖元（８）；
　　C.除料：續之，請一併參閱第四圖所示，傳送裝置（６）續將已於其上點斷壓掣出無線射頻辨識標籤圖形的金屬箔（７）傳送至除料裝置（３）處，並通過除料裝置（３）其相接觸之正料捲收組（３１）及廢料捲收組（３２）之工作輪（３１２）、（３２２）間，經二工作輪（３１２）、（３２２）相互滾壓後，金屬箔（７）上呈點斷之無線射頻辨識標籤圖元（８）即黏附於繞設於正料捲收組（３１）之工作輪（３１２）上的黏著帶（３３），再續由傳送裝置（６）將黏附於黏著帶（３３）上的無線射頻辨識標籤圖元（８）往點膠裝置（４）方向輸送，另請一併參閱第五圖所示，已移除無線射頻辨識標籤圖元（８）之金屬箔（７）則由廢料捲收組（３２）之工作輪（３２２）反向捲收至廢料捲收組（３２）之捲收輪（３２１）處作集收；
　　D.點膠：請再一併參閱第六圖所示，於無線射頻辨識標籤圖元（８）輸送至點膠裝置（４）後，點膠裝置（４）之昇降動力源即帶動組設之點膠單元往下作動，以於無線射頻辨識標籤圖元（８）之預結合晶片（１０）之位置處點上黏膠（９）；
　　E.覆晶：隨之，請一併參閱第七圖所示，點上黏膠之無線射頻辨識標籤圖元（８）係由傳送裝置（６）傳輸至覆晶裝置（５）處，此時，覆晶裝置（５）之移位動力源係作動相組接之晶片取放單元至晶片（１０）置放處，以拿取晶片（１０），再將晶片（１０）移至無線射頻辨識標籤圖元（８）已點上黏膠之位置處，而後，將晶片（１０）黏附其上，依此，即可以自動化一貫完成無線射頻辨識標籤之組裝程序。
　　經由以上的實施說明，可知本發明具有數多優點，如：
　　1.本發明於製程上無需採用網印或蝕刻等高價設備進行製作無線射頻辨識標籤，僅需運用壓模裝置、除料裝置便可製作完成無線射頻辨識標籤，故實施上可大幅降低在設備上耗費的成本。
　　2.本發明之無線射頻辨識標籤可採用各種金屬箔，以現今已量產之金屬箔加工〔例如：鋁箔紙〕，加工過程既無環保疑慮，同時可以大幅降低材料成本。
　　綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

（１）‧‧‧入料裝置
（２）‧‧‧壓模裝置
（２１）‧‧‧模板
（３）‧‧‧除料裝置
（３１）‧‧‧正料捲收組
（３１１）‧‧‧捲收輪
（３１２）‧‧‧工作輪
（３２）‧‧‧廢料捲收組
（３２１）‧‧‧捲收輪
（３２２）‧‧‧工作輪
（３３）‧‧‧黏著帶
（４）‧‧‧點膠裝置
（５）‧‧‧覆晶裝置
（６）‧‧‧傳送裝置
（７）‧‧‧金屬箔
（８）‧‧‧無線射頻辨識標籤圖元
（９）‧‧‧黏膠
（１０）‧‧‧晶片

第一圖：本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤成形機剖視圖
第二圖：本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤製程壓模狀態圖
第三圖：本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤製程除料狀態圖（一）
第四圖：本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤製程除料狀態圖（二）
第五圖：本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤製程點膠狀態圖
第六圖：本發明之金屬箔無線射頻辨識標籤製程覆晶狀態圖

(1)‧‧‧入料裝置

(2)‧‧‧壓模裝置

(21)‧‧‧模板

(3)‧‧‧除料裝置

(31)‧‧‧正料捲收組

(311)‧‧‧捲收輪

(312)‧‧‧工作輪

(32)‧‧‧廢料捲收組

(321)‧‧‧捲收輪

(322)‧‧‧工作輪

(33)‧‧‧黏著帶

(4)‧‧‧點膠裝置

(5)‧‧‧覆晶裝置

(6)‧‧‧傳送裝置

(7)‧‧‧金屬箔

(8)‧‧‧無線射頻辨識標籤圖元

Claims (4)

1. 一種金屬箔無線射頻辨識標籤成形機，係包含：
   一入料裝置，係設有入料滾筒；
   一壓模裝置，乃接續設於入料裝置之後，係包含一昇降動力源以及一與昇降動力源相組接之模板，並於該模板底部設有無線射頻辨識標籤預成形之圖形；
   一除料裝置，乃接續設於壓模裝置之後，係設有正料捲收組及廢料捲收組，並使該正料捲收組與廢料捲收組各設有捲收輪與工作輪，且使該正料捲收組及廢料捲收組之工作輪相接觸，再於該正料捲收組之捲收輪、工作輪上捲繞有黏著帶；
   一點膠裝置，係接續設於除料裝置之後，乃包含有昇降動力源，並於該昇降動力源上組設有點膠單元；
   一覆晶裝置，乃接續設於點膠裝置之後，係設有一移位動力源，以及與該移位動力源相組接之晶片取放單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述金屬箔無線射頻辨識標籤成形機，其中，該金屬箔無線射頻辨識標籤成形機係進一步設有傳送裝置，以設置於入料裝置、壓模裝置、除料裝置、點膠裝置及覆晶裝置之間。
3. 一種金屬箔無線射頻辨識標籤製程，係包含如下步驟：
   A.入料：使金屬箔由入料裝置之入料滾筒捲收入料；
   B.壓模：該金屬箔係由接續設於入料裝置之後的壓模裝置，利用其模板底部所設之無線射頻辨識標籤圖形，以於金屬箔上壓出無線射頻辨識標籤圖元；
   C.除料：又使該已壓出無線射頻辨識標籤圖元之金屬箔經由除料裝置之正料捲收組及廢料捲收組分別將無線射頻辨識標籤圖元由金屬箔分離；
   D.點膠：再使與金屬箔分離而出之無線射頻辨識標籤圖元，經由點膠裝置於預設晶片處點膠；
   E.覆晶：復由覆晶裝置於無線射頻辨識標籤圖元點膠處黏覆上晶片。
4. 如申請專利範圍第3項所述金屬箔無線射頻辨識標籤製程，其中，該金屬箔為鋁箔。