專利名稱：一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法
一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線制造技術(shù)，尤其涉及一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法。背景技術(shù)：
無(wú)線射頻身份識(shí)別(RFID =Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種通過(guò)射 頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的無(wú)線識(shí)別技術(shù)，其識(shí)別過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，具 有防水、防磁、耐高溫、無(wú)機(jī)械磨損、壽命長(zhǎng)、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容 量大以及存儲(chǔ)信息更改自如等諸多優(yōu)點(diǎn)。附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用RFID技術(shù)的信息讀寫(xiě)系統(tǒng)示意圖。RFID 技術(shù)的基本工作 原理是提供一張內(nèi)置有RFID天線的讀寫(xiě)卡，在該卡進(jìn)入讀寫(xiě)器天線的射頻場(chǎng)后，由卡內(nèi)部 的RFID天線從讀寫(xiě)器天線的射頻場(chǎng)中獲得的帶有信息的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路后進(jìn)入RFID 芯片，作為芯片的工作電源。帶信息的感應(yīng)電流通過(guò)RFID芯片的前端電路檢出數(shù)字信號(hào)， 然后將所述數(shù)字信號(hào)送入到RFID芯片的邏輯控制電路進(jìn)行信息處理。所需回復(fù)的信息則 從存儲(chǔ)器中獲取，經(jīng)由邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過(guò)天線發(fā)回給讀寫(xiě)器。從上 面的敘述可以看出，RFID卡與讀寫(xiě)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換過(guò)程中起關(guān)鍵作用的是RFID天線。為了清楚起見(jiàn)，附圖1中讀寫(xiě)器與讀寫(xiě)器天線分離，但讀寫(xiě)器天線可以包括在讀 寫(xiě)器殼體內(nèi)；附圖1中RFID卡中的RFID芯片與RFID天線分離，但在RFID卡中，兩者是封 裝在一起的。中國(guó)專利申請(qǐng)200610119267. 8提供了一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法， 通過(guò)蝕刻鋁箔的方法獲得所述天線。更具體地說(shuō)，所述制備方法包括如下步驟1、將鋁箔與聚酯PET塑料膜覆合；2、使用清洗溶液對(duì)覆合合成鋁箔進(jìn)行表面處理；3、使用油墨進(jìn)行印刷；4、對(duì)覆合合成鋁箔進(jìn)行化學(xué)蝕刻；5、去除蝕刻后鋁天線表面的油墨。 從上面的敘述可以看出，蝕刻方法制備天線的工藝路線復(fù)雜，化學(xué)蝕刻污染大，成 本高。中國(guó)專利申請(qǐng)200410102914. 5提供了無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的另一種制造方 法，其利用薄膜沉積方法在基板上形成天線圖案。更具體地說(shuō)，薄膜沉積方法為物理氣相沉 積法、熱蒸發(fā)沉積法或磁濺射沉積法。該方法包含以下步驟1、對(duì)基材表面進(jìn)行粗化處理；2、將具有天線圖案的反白窗罩片貼附于基材表面；3、再利用薄膜沉積方法在罩片與基材表面形成一種金屬鍍膜；4、移除罩片后基材表面則形成天線圖案。從上面的敘述可以看出，采用薄膜沉積方法工藝復(fù)雜，需要在高真空環(huán)境下進(jìn)行 沉積，而且移除罩片上沉積的金屬鍍膜提高了工藝成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低、電性能優(yōu)異、無(wú)污染、 基材選擇靈活多樣的無(wú)線射頻身份識(shí)別標(biāo)簽天線的制造方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，包括如下步驟提供絕緣基材；采用噴涂的方法將導(dǎo)電材料噴涂至絕緣基材表面，形成無(wú)線射 頻身份識(shí)別天線的圖案；將具有所述圖案的絕緣基材加熱退火。作為可選的技術(shù)方案，所述導(dǎo)電材料中含有金屬顆粒，所述金屬顆粒的半徑小于 100納米。作為可選的技術(shù)方案，所述金屬選自于Cu、Ag、Au、Zn、Ni、Co、Pd、Pt、Ti、V、Mn、Fe、 Cr、Zr、Nb、Mo、W、Ru、Cd、Ta、Re、Os、Ir、Al、Ga、Ge、In、Sn、Pb、Bi、Sm、Eu、Ac 禾口 Th 中的一
種或多種。作為可選的技術(shù)方案，所述導(dǎo)電材料中還含有溶劑。作為可選的技術(shù)方案，所述溶劑為非極性溶劑或弱極性溶劑。作為可選的技術(shù)方案，所述溶劑的材料選自于正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正 壬烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、乙酸 乙酯、乙二醇醚乙酸酯或者丙二醇醚乙酸酯中的一種或多種。作為可選的技術(shù)方案，所述絕緣基材的材料選自于聚酯、聚氯乙烯、聚酰亞胺、聚 酰胺、聚苯乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一種或多種。作為可選的技術(shù)方案，所述退火的溫度范圍是80°C至135°C。作為可選的技術(shù)方案，所述退火的加熱方式選自于熱風(fēng)加熱、遠(yuǎn)紅外加熱以及微 波加熱中的一種。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，工藝簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)污染；基材選擇靈活多樣；獲得的天線 電學(xué)性能優(yōu)異。

附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用RFID技術(shù)的信息讀寫(xiě)系統(tǒng)示意圖；附圖2是本發(fā)明提供的一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法的具體實(shí)施方式
的實(shí)施步驟流程圖；附圖3至附圖5是本發(fā)明提供的一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法的具體實(shí) 施方式的實(shí)施工藝示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法的具體實(shí) 施方式做詳細(xì)說(shuō)明。附圖2是本具體實(shí)施方式
的實(shí)施步驟流程圖，包括如下步驟步驟S100，提供絕緣 基材；步驟S110，采用噴涂的方法將導(dǎo)電材料噴涂至絕緣基材表面，形成無(wú)線射頻身份識(shí) 別天線的圖案；步驟S120，將具有所述圖案的絕緣基材加熱退火。下面結(jié)合附圖3至附圖5對(duì)上述步驟做詳細(xì)說(shuō)明。
附圖3至附圖5是本具體實(shí)施方式
的實(shí)施工藝示意圖。附圖3所示，參考步驟S100，提供絕緣基材10。所述絕緣基材10的材料優(yōu)選自于聚酯、聚氯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一種或多種， 優(yōu)選聚酯和聚酰亞胺。所述絕緣基材10的尺寸和厚度視RFID卡的設(shè)計(jì)厚度而定。附圖4所示，參考步驟S110，采用噴涂的方法將導(dǎo)電材料噴涂至絕緣基材10表面， 形成無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的圖案11。所述導(dǎo)電材料中含有金屬顆粒，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能。所述金屬顆粒的半徑小于100 納米，所述金屬優(yōu)選自于 Cu、Ag、Au、Zn、Ni、Co、Pd、Pt、Ti、V、Mn、Fe、Cr、Zr、Nb、Mo、W、Ru、 Cd、Ta、Re、Os、Ir、Al、Ga、Ge、In、Sn、Pb、Bi、Sm、Eu、Ac 和 Th 中的一種或多種。所述導(dǎo)電 材料中也可以含有非金屬晶體顆粒，例如摻雜的多晶硅顆粒、砷化鎵顆粒等；也可以是其他 常見(jiàn)的導(dǎo)電顆粒材料，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電功能，所述導(dǎo)電顆粒材料的半徑也小于100納米。上述具有納米量級(jí)幾何尺寸的金屬顆?？梢岳枚嘞噙€原法制備，如在中國(guó)專利 申請(qǐng)20081020054. 7中披露的，即將含有金屬或金屬化合物前驅(qū)體的溶液和含有還原劑的 溶液混合反應(yīng)，揮發(fā)溶劑后干燥得到納米顆粒。由于所述金屬顆粒的尺寸是納米量級(jí)的，因此所述導(dǎo)電材料中還含有溶劑，用于 溶解所述金屬顆粒，形成均勻的金屬顆粒分散系，有利于進(jìn)行噴涂操作。所述溶劑為非極性 溶劑或弱極性溶劑有利于增大對(duì)金屬顆粒的溶解度。所述溶劑優(yōu)選自于正戊烷、正己烷、正 庚烷、正辛烷、正壬烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、 四氯化碳、乙酸乙酯、乙二醇醚乙酸酯或者丙二醇醚乙酸酯中的一種或多種。繼續(xù)參考附圖4，所述噴涂可以采用計(jì)算機(jī)控制的噴墨打印技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)在于精度 高、工藝簡(jiǎn)單、成本低并且無(wú)污染。該技術(shù)采用一于計(jì)算機(jī)13相連接的打印設(shè)備噴頭12。 天線的設(shè)計(jì)圖案被預(yù)先存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中，所述打印噴頭12在計(jì)算機(jī)程序的控制下，將預(yù)先 設(shè)置的圖案噴涂于基材10的表面。上述噴涂過(guò)程中，打印噴頭12與基材10之間是相互不 接觸的，因此該工藝對(duì)基材的硬度、表面牢固程度、機(jī)械強(qiáng)度等參數(shù)的要求較低，可以在很 寬泛的范圍內(nèi)選擇合適的材料作為基材10。所獲得的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的圖案11的 厚度是0. 1微米至100微米。通過(guò)選用不同的噴頭和噴涂工藝可以獲得不同的厚度。上述噴墨打印技術(shù)的精度范圍精度小于士 lym，可以打印的線條寬度范圍是 10 1000 μ m，完全可以滿足無(wú)線射頻身份識(shí)別天線設(shè)計(jì)對(duì)工藝尺寸和精度的要求。附圖5所示是上述步驟SllO實(shí)施完畢后，在絕緣基材10上獲得的多個(gè)無(wú)線射頻 身份識(shí)別天線的圖案11的結(jié)構(gòu)示意圖。參考步驟S120，將具有所述圖案的絕緣基材加熱退火。所述退火的溫度范圍是80°C至135°C，優(yōu)選100°C至130°C。所述退火的加熱方式 選自于熱風(fēng)加熱、遠(yuǎn)紅外加熱以及微波加熱中的一種。由于噴涂形成的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的圖案11是由溶劑和金屬顆粒共同構(gòu)成 的，附著于基材10的表面，機(jī)械強(qiáng)度很差。退火的作用在于使溶劑揮發(fā)，而保留金屬顆粒在 絕緣基材10的表面。從而獲得具有一定機(jī)械強(qiáng)度的無(wú)線射頻識(shí)別天線。采用使用Agilent 4285A精密LCR表測(cè)量采用上述工藝制作的無(wú)線射頻身份識(shí)別 天線，其電感值為4. 7 μ H，利用南京盛普儀器科技有限公司的SP3060數(shù)字合成掃頻儀測(cè)量 包含本發(fā)明電子標(biāo)簽天線的標(biāo)簽20Hz 60MHz頻譜，反應(yīng)出了此標(biāo)簽天線的諧振頻率為14MHz，增益為-31. 79dB，完全符合高頻13. 56MHz電子標(biāo)簽實(shí)際應(yīng)用參數(shù)。采用上述工藝獲得的天線電學(xué)性能優(yōu)異，實(shí)驗(yàn)表明，采用本發(fā)明所述方法制作的 低頻到高頻RFID標(biāo)簽天線，在30kHz 30MHz之間，工作能量通過(guò)電感耦合方式從讀寫(xiě)器 耦合線圈的輻射近場(chǎng)中獲得，并 與匹配射頻芯片結(jié)合，制作的標(biāo)簽的讀取距離為1 50cm， 電感值為電感值為1 20 μ H ；采用本發(fā)明所述方法制作的超高頻RFID天線，在300MHz 6GHz之間工作時(shí)，在RFID天線位于讀寫(xiě)器天線輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，并與匹配射頻芯片結(jié)合， 制作的標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間的耦合方式為電磁耦合方式的情況下，相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀 距離大于lm，典型情況為4 6m，最大可達(dá)IOm以上。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，包括如下步驟提供絕緣基材；采用噴涂的方法將導(dǎo)電材料噴涂至絕緣基材表面，形成無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的圖案；將具有所述圖案的絕緣基材加熱退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電 材料中含有金屬顆粒，所述金屬顆粒的半徑小于100納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述金屬 選自于 Cu、Ag、Au、Zn、Ni、Co、Pd、Pt、Ti、V、Mn、Fe、Cr、Zr、Nb、Mo、W、Ru、Cd、Ta、Re、Os、Ir、 Al、Ga、Ge、In、Sn、Pb、Bi、Sm、Eu、Ac 和 Th 中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo) 電材料中還含有溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述溶劑 為非極性溶劑或弱極性溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述溶劑 的材料選自于正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、甲基 環(huán)己烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、乙酸乙酯、乙二醇醚乙酸酯或者丙二醇醚乙酸 酯中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述絕緣 基材的材料選自于聚酯、聚氯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯 中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述退火 的溫度范圍是80°C至135°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，其特征在于，所述退 火的加熱方式選自于熱風(fēng)加熱、遠(yuǎn)紅外加熱以及微波加熱中的一種。
全文摘要
一種無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的制造方法，包括如下步驟提供絕緣基材；采用噴涂的方法將導(dǎo)電材料噴涂至絕緣基材表面，形成無(wú)線射頻身份識(shí)別天線的圖案；將具有所述圖案的絕緣基材加熱退火。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，工藝簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)污染；基材選擇靈活多樣；獲得的天線電學(xué)性能優(yōu)異。
文檔編號(hào)H01B1/02GK101847781SQ200910048449
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者徐海生, 房學(xué)讓, 陳濤 申請(qǐng)人:昆山海斯電子有限公司