[發(fā)明專利]制作射頻識別標簽的天線的導電墨水組合物及制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810530841.1
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN110544818A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 賴中平
• 申請（專利權）人: 賴中平
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01B1/04;H01B13/00
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 王寶筠<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明提供一種制作射頻識別標簽的天線的導電墨水組合物及制造方法，該墨水組合物包括：含有石墨結構的片狀導電碳材、導電填充料、分散劑和溶劑，依據天線的形狀可以通過印刷或噴墨印刷的方式將該墨水組合物涂布于一纖維基材的表面形成一導電層，部份的該導電層滲入該纖維基材的纖維間的孔隙附著于該纖維基材，由該纖維基材和該導電層構成一種不含黏著劑(binder?free)的射頻識別標簽的天線結構；本發(fā)明的墨水組合物不含絕緣的黏著劑，故能提升天線結構的導電性、降低電阻和制作成本。

技術領域

本發(fā)明是有關于射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)，特別是一種用于制作射頻識別標簽的天線的導電墨水組合物及所述天線的制造方法。

背景技術

射頻識別系統(tǒng)包含讀取器(Reader)和射頻識別標簽(又稱電子標簽)兩大部份，射頻識別標簽主要是由IC芯片和天線組成。一般常見的射頻識別標簽為被動式標簽，天線感應到讀取器發(fā)出的電磁波，將電磁波轉換成電流以啟動IC芯片，繼而由IC芯片回傳事先儲存的數據至讀取器而完成識別。射頻識別系統(tǒng)依據電磁波的頻率范圍分類為低頻標簽(LH,125或134.2KHz)，高頻標簽(HF,13.56MHz)，超高頻標簽(UHF,868到956MHz)以及微波標簽(Microwave,2.45G Hz)，一般而言，頻率越高，接收的距離越長，且速度越快。

天線把電磁波轉換成電流的效率決定RFID的性能，轉換效率又取決于天線樣式設計和導電率。已知射頻識別標簽的天線制造方法包含銅箔或鋁箔蝕刻法和網版印刷法。銅(鋁)箔蝕刻法的優(yōu)點包括低電阻、高精確度、性能好，但是制程復雜、制作時間長、成本高、使用基材限制多，且須使用許多高污染的藥劑如蝕刻液和清洗液，其制程不環(huán)保。網版印刷法是一個既快速又便宜的方法，直接使用導電墨水印刷于基板上，污染少且由于不含蝕刻制程，故能選擇的基板多。其缺點在于天線的電子性能不如蝕刻法；如電阻不穩(wěn)定、電導率低、黏著性差。而性能改善取決于導電墨水的特性，故印刷法的優(yōu)點和普及化受制于導電墨水的價格和性能。目前金屬是導電墨水中的主要導電物質，常用的金屬有銅和銀，但銅容易氧化，而銀的價格高，使得導電墨水的性能受影響和價格居高不下。金屬的附著性也是一個難題，由于金屬無法自行成膜在基板上，故金屬導電墨水的附著性完全依靠導電墨水中添加的黏著劑，但黏著劑多為絕緣體，進而影響墨水的導電性，黏著劑的添加造成黏著性和電阻率兩者難以兼顧。

已知可利用印刷法制作天線的已知導電墨水，例如：在已公開的美國專利2012/027736A1，其中公開一種導電墨水的導電材料組成中至少含有一種高分子黏著劑以達到良好的附著性，且含有額外的導電物質如金屬、金屬氧化物等，其片電阻(sheet resistance)范圍在0.001～500ohm/sq之間。

另外在已公開的美國專利2004/0175515A1，其中提出以片狀材料所組成的導電墨水可通過凸版和凹版印刷，應用在射頻識別上；其中也使用高分子和樹脂作為黏著劑，其導電材料以碳黑、金屬和金屬氧化物為主，片電阻表現(xiàn)則相對較差在200ohm/sq左右。在已核準的美國專利7017822，其中提出將金屬和樹脂混合并以鑄模的方式制作導線，導線和基版的黏接仍以樹脂或是鑄模到樹脂基版上，導電材料則以不銹鋼為主，碳材為填充料，其片電阻可達5～25ohm/sq之間。在已核準的中國臺灣發(fā)明專利I434456“不織布熔巖纖維紙基材制作RFID天線的方法”，提出以含有金屬離子的墨水印制天線后，再以無電電鍍的方式將金屬還原，此方法限定基材為不織布熔巖纖維紙，其制程復雜且仍以金屬為主要導電物質。在已公告的中國專利CN101921505B，其中提出一種用于射頻識別的導電油墨，其油墨材料采用銀納米線與銀納米粒子的混合物作為導電填料，并且使用2～10％的環(huán)氧樹脂，但是銀納米線的價格昂貴會增加導電墨水的制造成本。