一種服裝電子標(biāo)簽及其制作方法與流程

本申請涉及RFID天線及電子標(biāo)簽的制造技術(shù)，尤其是涉及一種服裝電子標(biāo)簽及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，在服裝行業(yè)中，電子標(biāo)簽得到了越來越多的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電子標(biāo)簽是基于裸片、PET和鋁箔材料的天線而制造的，采用倒封裝工藝封裝而成，由于缺乏必要的保護(hù)，并且依靠導(dǎo)電膠水進(jìn)行連接，其在洗衣過程中表現(xiàn)出來的耐水洗性能差、易斷裂、易損壞的缺點，這在很大程度上限制了電子標(biāo)簽在服裝行業(yè)的應(yīng)用。

因此為了能夠擴大電子標(biāo)簽在服裝行業(yè)中的應(yīng)用，急需尋找一種在衣服上可以多次水洗，耐彎折的服裝電子標(biāo)簽。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N改進(jìn)的服裝電子標(biāo)簽及其制作方法。

根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N服裝電子標(biāo)簽的制作方法，其包括如下步驟：

將卷狀基片放置在熱壓機器的卷軸上；

將模切好的帶有膠體的耦合天線放置在基片的指定位置上；

將RFID單元放置在距離耦合天線的指定位置處；

在天線和RFID單元的上方覆蓋保護(hù)層；

將基片、耦合天線、RFID單元和膠體熱壓在一起；

將熱壓好的標(biāo)簽?zāi)Ｇ谐蓡纹碾娮訕?biāo)簽。

本發(fā)明的服裝電子標(biāo)簽的制作方法中，將卷狀基片放置在熱壓機器的卷軸上的步驟中，卷裝基片包括布質(zhì)基材，其還包括如下步驟：

在布質(zhì)基材上留下條狀、點狀，或穿孔方式的標(biāo)識；

利用吸嘴將模切好的天線吸??；

并以標(biāo)識線/點為基淮，將天線放置在標(biāo)識線處。

本發(fā)明的服裝電子標(biāo)簽的制作方法中，在天線和RFID單元的上方覆蓋保護(hù)層的步驟中，所述保護(hù)層包括膠體、帶有膠體的棉布或帶有膠體的人造纖維制成的保護(hù)層。

本發(fā)明的服裝電子標(biāo)簽的制作方法中，將熱壓好的標(biāo)簽?zāi)Ｇ谐蓡纹碾娮訕?biāo)簽的步驟中，還包括如下步驟：

將成卷的熱壓好的電子標(biāo)簽按照固定的間距進(jìn)行裁切；

裁切好的標(biāo)簽以單片的方式進(jìn)行保存。

根據(jù)本申請的第二方面，本申請?zhí)峁┮环N服裝電子標(biāo)簽，根據(jù)上述的服裝電子標(biāo)簽的制作方法制成，其包括織嘜、以及設(shè)置在該織嘜上的耦合天線和RFID單元；RFID單元包括基板、設(shè)置于該基板上的導(dǎo)電環(huán)、以及連接于該導(dǎo)電環(huán)的開口處的標(biāo)簽芯片。

本申請的有益效果是：在織嘜上采用纖維材質(zhì)等柔性耐彎折材質(zhì)作為耦合天線，可以有效避免該服裝電子標(biāo)簽在水洗的過程中出現(xiàn)天線斷裂的情況；且采用耦合方式將耦合天線和RFID單元構(gòu)成電子標(biāo)簽，可以簡化該服裝電子標(biāo)簽的生產(chǎn)工藝，易于批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本申請的一實施例中的服裝電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請的一實施例中的服裝電子標(biāo)簽的層狀示意圖；

圖3為本申請的一實施例中的RFID單元的PCB板上的單層環(huán)結(jié)構(gòu)；

圖4為本申請的一實施例中的RFID單元的雙層環(huán)結(jié)構(gòu)；

圖5為本申請的一實施例中的基片示意圖；

圖6為本申請的一實施例中的RFID單元示意圖；

圖7a-7d為本申請的一實施例中的綁定過程示意圖；

圖8為本申請的一實施例中的導(dǎo)電布及膠體示意圖；

圖9a-9d為本申請的一實施例中的耦合天線示意圖；

圖10為本申請的一實施例中的標(biāo)記線示意圖；

圖11為本申請的一實施例中的參考位置的示意圖；

圖12為本申請的一實施例中的服裝電子標(biāo)簽示意圖；

圖13為本申請的一實施例中的服裝電子標(biāo)簽的層狀示意圖；

其中，1、織嘜； 2、耦合天線；3、基板；4、導(dǎo)電環(huán)；5、標(biāo)簽芯片；6、膠體。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1-13，其中，圖1至圖2示出了本申請中的一種服裝電子標(biāo)簽，其包括織嘜1、以及設(shè)置在該織嘜1上的耦合天線2和RFID單元。RFID單元包括基板3、設(shè)置于該基板3上的導(dǎo)電環(huán)4、以及連接于該導(dǎo)電環(huán)4的開口處的標(biāo)簽芯片5。

織嘜1是車在衣服、褲子上面的，包含有文字、字母、LOGO圖案的布標(biāo)。RFID單元與該耦合天線2靠近，通過射頻耦合構(gòu)成服裝電子標(biāo)簽。RFID單元可以與耦合天線2接觸或不接觸。

該耦合天線2包括采用柔性耐彎折材質(zhì)制成的天線。其中，柔性耐彎折材質(zhì)的選擇具有多樣性。耦合天線2可以使用模切、絲網(wǎng)印刷、熱轉(zhuǎn)印等技術(shù)制作而成。本實施例中，該耦合天線2優(yōu)選采用導(dǎo)電布、導(dǎo)電銀漿或纖維材質(zhì)制成的天線。其中，導(dǎo)電銀漿的組成為銀粉、環(huán)氧樹脂、玻璃粉等材料，使用導(dǎo)電銀漿制作天線的時候步驟如下：

1、根據(jù)天線的尺寸和形狀做菲林（Film，膜）；

2、使用菲林和絲網(wǎng)做網(wǎng)板；

3、將網(wǎng)板放置在絲印機器上；

4、在網(wǎng)板上放導(dǎo)電銀漿；

5、使用刮刀將銀漿刮到紙張或者布匹上。

導(dǎo)電布是由普通的纖維布浸入導(dǎo)電油墨中形成的，制作好的導(dǎo)電布通常是卷裝的，在需要的時候使用模切工藝做成需要的尺寸和形狀。纖維材質(zhì)是炭纖維材料，其為一種可以導(dǎo)電的碳纖維構(gòu)成，碳纖維可以是以線或者布的形式存在。

在織嘜1上采用纖維材質(zhì)等柔性耐彎折材質(zhì)作為耦合天線2，可以有效避免該服裝電子標(biāo)簽在水洗的過程中出現(xiàn)天線斷裂的情況；且采用耦合方式將耦合天線2和RFID單元構(gòu)成電子標(biāo)簽，可以簡化該服裝電子標(biāo)簽的生產(chǎn)工藝，易于批量生產(chǎn)。

本申請的服裝電子標(biāo)簽中， RFID單元中的基板3可以為普通的印刷電路板，也可以為低損耗的陶瓷介質(zhì)等。其中的導(dǎo)電環(huán)4可以為單層環(huán)，也可以為在基板上的多層環(huán)。RFID單元中的芯片5可以采用環(huán)接或者綁定等工藝與導(dǎo)電環(huán)4進(jìn)行電連接。

圖3示出了本申請中的一種服裝電子標(biāo)簽，其包括織嘜1、以及設(shè)置在織嘜上的耦合天線2和RFID單元。耦合天線2采用導(dǎo)電纖維材質(zhì)構(gòu)成，其在RFID單元周邊繞成了一個交叉回路，可以起到增強RFID單元與耦合天線之間耦合效果的作用。導(dǎo)電纖維材質(zhì)在交叉位置使用絕緣材料進(jìn)行隔離，以防止在交叉位置耦合天線發(fā)生短路的情況。在圖3中，采用在PCB板上的單層導(dǎo)電環(huán)。圖4示出了本申請中的雙層導(dǎo)電環(huán)，其基于PCB板進(jìn)行設(shè)計，采用上下兩層導(dǎo)電環(huán)的方式，上下導(dǎo)電環(huán)通過在PCB板上打?qū)щ娍椎姆绞竭M(jìn)行連接。

在一些實施例中，耦合天線2可用熱熔膠黏貼在織嘜1上，從而耦合天線2與織嘜1構(gòu)成一個整體。此外，耦合天線2還可以通過縫紉線縫紉在織嘜上。耦合天線2可包括對稱振子，該對稱振子的兩開口端分別延伸出一個折線部部分。

在一些實施例中，耦合天線2和RFID單元的上方還可設(shè)置有用于保護(hù)該耦合天線2和RFID單元的由柔性耐彎折材質(zhì)制成的覆蓋層。覆蓋層與耦合天線材質(zhì)不同（覆蓋層不能導(dǎo)電），覆蓋層的厚度可以與織嘜層的厚度相同，或者在同一個數(shù)量級。覆蓋層可以為布料制成的保護(hù)層。覆蓋層也可以是熱熔膠，或者是織嘜等柔性材料，覆蓋層要求是柔性的，并且在彎折的情況下不容易斷裂。可以使用棉質(zhì)布料，采用紡織工藝制程，在覆蓋到天線上的時候，首先在布料上備熱熔膠，然后將熱熔膠的一面放置在天線上，采用熱壓工藝將棉質(zhì)布料覆蓋在天線上。

如圖5所示，基片（即基板）為布質(zhì)基材，采用編制的方法制作而成，基片在制作完成之后呈連續(xù)重復(fù)狀態(tài)，即基片是連續(xù)的卷筒狀，但是基片上有用于切割和分切的標(biāo)識線或是標(biāo)示符號，參見圖10。標(biāo)示符號可以為線條或是點狀。標(biāo)示方式可以是藉由

1.把深色紡織線編織在基片之上

2.印刷方式把上述標(biāo)示符號印在基片之上

3.以雷射方式把上述標(biāo)示符號標(biāo)示在基片之上

4.以熱壓方式改變基片顏色

5.以化學(xué)藥劑改變基片顏色

6.用刀具將基片穿孔

7.以超音波方式改變基片顏色或?qū)⒒┛住?/p>

基片材質(zhì)可以是：

1.棉質(zhì)平面底布

2.人造纖維材質(zhì)平面底布

3.繡有商標(biāo)之紡織布

4.繡有商標(biāo)之紡織布及其延伸之平面底布

5.非導(dǎo)電纖維材質(zhì)。

參見圖6，RFID單元由以下五部分組成：

1.PCB板、軟性電路板(FPCB)，或是藉由LDS(LaserDirectStructuring)制程完成之塑膠電路板

PCB制造工藝：

1）在FR4板上通過膠和熱壓工藝將銅板壓在FR4板上，形成PCB板。

2）通過蝕刻工藝，根據(jù)需要的環(huán)形天線尺寸和圖形，在PCB板上蝕刻出需要的尺寸和形狀。

3）在環(huán)形天線進(jìn)行沉金操作，形成保護(hù)層。

4）在PCB板上通過絲印工藝，絲印阻焊層。

Laser Direct Structuring制作技術(shù):

透過LPKF雷射機臺接受數(shù)位線路資料后，將PCB 表面錫抗蝕刻阻劑燒除，之后再施以電鍍金屬化，即可在塑膠表面產(chǎn)生金屬材的線路。

Laser Direct Structuring制程主要有四步驟

1）射出成型(Injection molding)。此步驟在熱塑性的塑料上射出成型。

2）雷射活化 (Laser Activation)。此步驟透過雷射光束活化，藉由添加特殊化學(xué)劑雷射活化使物體產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)行成金屬核，除了活化并形成粗糙的表面，使銅在金屬化過程中在塑料上扎根。

3）電鍍 (Metallization)。此為LDS制程中的清潔步驟，在僅用作電極的金屬化塑膠表面進(jìn)行電鍍5~8微米的電路，如銅、鎳等，使塑料成為一個具備導(dǎo)電線路的MID元件。

2.在PCB板上的環(huán)形天線(loopantenna，導(dǎo)電環(huán))。環(huán)形天線是將一根金屬導(dǎo)線繞成一定形狀，如圓形、方形、三角形等，以導(dǎo)體兩端作為輸出端的結(jié)構(gòu)。根據(jù)環(huán)形天線的周長L相對與波長λ的大小，環(huán)形天線可分為電大環(huán)（L≥λ）、中等環(huán)（λ/4≤L≤λ）和電小環(huán)（L<λ/4）三類。本申請例如可以為電小環(huán)天線，電小環(huán)上的電流近似按等幅同相分布。

3.標(biāo)簽芯片、

4.金線、

5.環(huán)氧樹脂膠。

其中環(huán)形天線通過膠和熱壓工藝依附在PCB板上，與PCB板緊緊相連，環(huán)形天線通過PCB制造工藝完成。標(biāo)簽芯片放置在環(huán)形天線開口處，標(biāo)簽芯片的引腳通過金線連接到環(huán)形天線上，通過綁定機將金線的一端焊接在標(biāo)簽芯片上，另外一端焊接在環(huán)形天線的端口上，這樣標(biāo)簽芯片和環(huán)形天線就連接好了。之后，通過滴環(huán)氧樹脂膠的方式使用滴膠機進(jìn)行滴膠將標(biāo)簽芯片和金線保護(hù)起來，滴好的環(huán)氧樹脂膠需要在烤箱中加熱烤干，烤溫度范圍為120-160攝氏度，時間范圍為30-55分鐘。其中將標(biāo)簽芯片與環(huán)形天線通過金線連接并且采用環(huán)氧樹脂膠保護(hù)的過程稱為綁定 (bonding)。參見圖7a-7d。

綁定過程具體包括：

1、準(zhǔn)備好需要的帶有環(huán)形天線的PCB板。

2、在PCB板上放芯片的位置使用滴膠機滴膠，準(zhǔn)備固定芯片。

3、使用綁定機，將芯片從wafer上取下，并通過綁定機的吸嘴將芯片放置在滴膠的位置，芯片引腳朝上。

4、將放置好芯片的PCB板放在烤箱中，烤溫度范圍為60-120攝氏度，時間范圍為10-55分鐘，使膠體固化，標(biāo)簽芯片粘結(jié)穩(wěn)定。

5、通過綁定機，將金線的一端焊接在標(biāo)簽芯片的一個引腳上，另一端焊接在環(huán)形天線端口的一側(cè)，使用另一根金線，將芯片的另一個引腳和天線端口的另外一側(cè)焊接在一起。

6、使用滴膠機在芯片和金線的位置滴環(huán)氧樹脂膠。

7、將滴好環(huán)氧樹脂膠的PCB板放在烤箱中，烤溫度范圍為120-200攝氏度，時間范圍為30-65分鐘。

8、烤完之后，取出PCB板，綁定工藝完成。

耦合天線為導(dǎo)電布材料，導(dǎo)電布為成卷的具有導(dǎo)電特性的布質(zhì)材料，其與膠體復(fù)合在一起，構(gòu)成可以制作成天線的材料，參見圖8。天線材質(zhì)可以是：

1、導(dǎo)電布，是在普通布質(zhì)材料中沁入了金屬導(dǎo)電顆粒的一種具有導(dǎo)電特性的布匹。這種布匹可以分為棉布、尼龍布等，可以根據(jù)實際的需要進(jìn)行制造和生產(chǎn)。

2、導(dǎo)線纖維，是一種具有導(dǎo)電特性的碳纖維材質(zhì)構(gòu)成的編織材料，其具有類似于金屬的導(dǎo)線特定，同時具有碳纖維的柔韌性。

3、印刷導(dǎo)電材質(zhì)，是將導(dǎo)電顆粒如銀粉、鋁粉等與玻璃粉、環(huán)氧樹脂等按比例混合而成的一種可以通過絲網(wǎng)進(jìn)行印刷的膠狀材質(zhì)。

復(fù)合好的導(dǎo)電布和膠體通過模切 (die-cut) 工藝做成需要的天線形狀。依據(jù)不同需求，天線尺寸與形狀會有所差異，圖9示出了一種形狀的耦合天線。

模切工藝包括：

1、層合好的導(dǎo)電布和膠體與普通的硅油紙進(jìn)行層合，硅油紙即為底紙。

2、根據(jù)需要，制作模切的模具，并將模具安裝在模切機器上。

3、將層合好的導(dǎo)電布安裝在模切機器上，進(jìn)行模切操作。

4、模切完成之后，底紙保留，剩余的導(dǎo)電布進(jìn)行排廢操作。

服裝電子標(biāo)簽制作步驟包括：

1、將卷狀基片放置在熱壓機器的卷軸上。熱壓機器為對物體進(jìn)行加熱加壓的設(shè)備，分為底板和壓板，底板不動，壓板可以上下活動，底板和壓板上都可以加溫。底板的尺寸不小于30cm*30cm，加熱溫度范圍為90 至180攝氏度，時間范圍為5至120秒。

2、通過機器將模切好的帶有膠體的耦合天線放置在基片的指定位置上。在布質(zhì)基材上，通過編制或者印刷工藝，可以在布質(zhì)基材上留下條狀、點狀，或是穿孔方式的標(biāo)識，利用吸嘴將模切好的天線吸住，并以標(biāo)識線/點為基淮，將天線放置在標(biāo)識線處。

3、通過機器將RFID單元放置在距離耦合天線一定的位置處，該位置為指定好的位置。RFID單元按照規(guī)定放置在距離天線指定的位置，以天線上的某一個具體位置為參考。參見圖11。

4、在天線和RFID單元的上方覆蓋保護(hù)層，防止 PCB板脫落。材料可以是：

a)膠體

b)帶有膠體的棉布

c)帶有膠體的人造纖維

d)其他的非導(dǎo)電材質(zhì)。

5、采用熱壓工藝將基片、耦合天線、RFID單元、膠體等全部熱壓在一起。將覆蓋有熱熔膠的電子標(biāo)簽放在熱壓機的底板上，將壓板壓下，壓板和底板的加熱溫度范圍為90 至180攝氏度，時間范圍為5至120秒。

6、通過模切工藝將熱壓好的標(biāo)簽?zāi)Ｇ谐蓡纹碾娮訕?biāo)簽。利用裁切機，將成卷的熱壓好的電子標(biāo)簽，按照固定的間距進(jìn)行裁切，裁切好的標(biāo)簽以單片的方式進(jìn)行保存。

制作好的電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)可以參見圖12和圖13。

本申請的有益效果是：在織嘜上采用纖維材質(zhì)等柔性耐彎折材質(zhì)作為耦合天線，可以有效避免該服裝電子標(biāo)簽在水洗的過程中出現(xiàn)天線斷裂的情況；且采用耦合方式將耦合天線和RFID單元構(gòu)成電子標(biāo)簽，可以簡化該服裝電子標(biāo)簽的生產(chǎn)工藝，易于批量生產(chǎn)。

另外，RFID單元中的標(biāo)簽芯片固定在較厚的基材上，可以避免標(biāo)簽芯片在水洗的過程中發(fā)生脫落和松動的現(xiàn)象。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本申請所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。