一种采用模切和局部烫印技术的RFID天线生产工艺的制作方法

一种采用模切和局部烫印技术的rfid天线生产工艺
技术领域
1.本发明属于电子类rfid(射频设别)标签生产技术领域，特别涉及于一种rfid天线生产工艺。


背景技术：

2.rfid标签天线是rfid电子标签的应答器天线，是一种通信感应天线。一般与芯片组成完成的rfid电子标签应答器。rfid标签天线由于材质与制造工艺不同，分为金属蚀刻天线、印刷天线、镀铜天线等几种。
3.现有rfid天线模切生产工艺主要具有以下的不足：
4.1、排废异常困难，尤其是天线中闭环部分和谐振回路中间区域排废很困难；
5.2、天线的形状、线宽和线间距受到模切排废的限制；
6.3、需要用胶带清除难排的孤岛状的废料，增加了工艺难度和生产成本；
7.4、刚刚模切后的天线图案不是固定的，容易滑动造成天线图案失真；
8.5、铝箔下面需要预先复合增强层或使用厚铝箔才能实现排废，增加了成本和天线的厚度；
9.6、使用uv固化的胶粘剂气味难闻，含自由基影响健康，不能与食品接触；
10.7、uv固化的胶粘剂通常需要使用有机溶剂调整粘度，增加voc排放；
11.8、被排废的铝箔下面有增强层和胶粘剂，无法回收再生利用。
12.本发明的目的就是提供一种能够克服上述缺陷的rfid天线生产工艺。


技术实现要素：

13.本发明主要解决的技术问题是提供一种采用模切和局部烫印技术的rfid天线生产工艺，本工艺使用模切和局部烫印技术相结合，还可以再配合激光雕刻，克服之前的rfid天线模切工艺的缺陷，使用的热熔胶中无有机溶剂，也没有uv胶难闻的气味和影响健康的自由基，可以直接用于食品和药品的包装；且本工艺生产的天线成本低，具有明显的经济和社会效益。
14.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
15.本发明提供一种采用模切和局部烫印技术的rfid天线生产工艺，包括如下步骤：
16.步骤一、涂布热熔胶膜：在基材或者金属箔上涂布热熔胶膜；
17.步骤二、基材和金属箔贴合：在热熔胶膜冷却并且没有粘性后，将金属箔和基材贴合在一起，贴合时涂布的热熔胶膜位于金属箔和基材之间；
18.步骤三、预先制作刀模：根据天线图案在同一个刀模上制作同时具有模切和烫印功能的刀模；
19.步骤四、模切和局部烫印：采用模切的方法将贴在基材上的金属箔模切出天线的图案，并按照天线的形状对需要保留的金属箔进行局部烫印；
20.步骤五、排废：清除天线图形之外的没有和基材粘连的金属箔。
21.进一步地说，所述生产工艺还包括：步骤六、热压：排除废金属箔后再对天线卷材进行热压。
22.进一步地说，步骤四具体为：刀模在模切的同时或之前被加热，按照天线的形状对需要保留的金属箔进行局部烫印，烫印的温度高于热熔胶膜的熔点使胶膜熔化，熔融的热熔胶膜将需要保留的金属箔粘贴在基材上；
23.在模切和烫印的过程中对刀模的刀刃进行降温、对要去除的那部分金属箔进行隔热或降温，让要去除的金属箔的温度低于热熔胶膜的熔点，从而使该部分的铝箔不会和基材粘连。
24.进一步地说，步骤一中的热熔胶膜的熔点120℃-180℃之间。
25.进一步地说，步骤四中，所述刀模在模切时切出天线的轮廓，定义在刀模的刀刃之间对应于天线图形的部分为模切刀模烫印部分，所述模切刀模烫印部分加工时其高度低于刀刃；
26.定义在刀模上对应天线图形之外的部分为模切刀模冷却或隔热部分，所述模切刀模冷却或隔热部分的高度低于刀刃至少2mm或以上。
27.进一步地说，步骤四中，在刀模的刀刃之间对应于天线图形的部分进行加热，使对应于天线图形部分金属箔的烫印温度高于热熔胶熔点至少20℃；
28.在刀模的刀刃靠近天线图案之外的需要去除的金属箔一侧对刀刃或整个刀刃进行降温，使刀刃处的温度低于热熔胶的熔点至少10℃。
29.进一步地说，在刀模刀刃的位置靠近需要保留的天线图形一侧开有隔热槽，隔热槽的宽度为30-100微米；
30.所述隔热槽内留空或填充隔热材料。
31.进一步地说，当使用外部电磁感应加热或者使用外部加热方式对模切烫印的刀模加热时，电磁感应加热的线圈或者外部加热器安装在刀模的外部，按照刀模的半径做成圆弧的形状，电磁感应加热的线圈或者外部加热器的半径比刀模半径大2-20mm，且和刀模表面平行安装；
32.当使用刀模内部加热时，通过向刀模内部通入被加热的导热油或内部电热器加热刀模，并在刀模被加热后、模切前通过外部冷却辊与刀刃的接触来降低刀刃的温度。
33.进一步地说，当采用风冷的方式对在刀模的刀刃靠近天线图案之外的需要去除的金属箔一侧对刀刃进行降温时，刀模的中心具有空腔，空腔的表面有隔热层；在刀模上沿着刀刃、且紧靠刀刃底部、在天线图案之外的需要去除的金属箔的一侧有多个径向的小孔或者呈虚线状的槽，所述小孔或虚线状的槽与圆形刀模中心的空腔相连通；
34.当使用外部冷却辊对刀刃降温时，冷却辊与刀模轴向平行相靠、旋转接触，且仅与刀刃接触，冷却辊通过通入冷媒降温或通过冷却辊表面的冷却液的蒸发，使与冷却辊接触后的刀刃降温。
35.进一步地说，步骤四中，在模切的同时，在天线上加工便于后续芯片贴装的定位标识；
36.或者，所述生产工艺还包括步骤七，雕刻芯片贴装时定位位置：通过激光雕刻出芯片贴装时定位标识。
37.本发明的有益效果是：
38.本发明使用模切和局部烫印技术相结合，还可以再配合激光雕刻，克服之前的rfid天线模切工艺的缺陷，使用的热熔胶中无有机溶剂，也没有uv胶难闻的气味和影响健康的自由基，可以直接用于食品和药品的包装；且本工艺生产的天线成本低，具有明显的经济和社会效益；具体具有以下优点：
39.一、需要清除的天线以外的金属箔和基材没有粘连，模切后容易排废；
40.二、不需要借助胶带清除孤岛状的废料，降低工艺难度和生产成本；
41.三、模切后的天线金属箔可以很快固定在基材上，不会造成滑动和变形失真；
42.四、当采用金属箔涂布热熔胶膜的方式时，金属箔下面不需要预先复合用于排废的增强层也不需要增加金属箔厚度来提高排废时抗拉强度，减少了成本和天线的厚度；
43.五、用无溶剂或水性热熔胶替代uv胶，气味低，无有害健康的自由基，可用于食品和药品包装；
44.六、当采用基材涂布热熔胶膜的方式时，排废的金属箔下面没有增强层和热熔胶粘剂，便于回收和再生利用；
45.七、不需要使用有机溶剂调整uv胶粘剂的粘度，减少成本和voc排放；
46.八、生产中不会产生和排放废水、废液和废气，减少环保设备的投入和运行成本；
47.九、可以适用于多种基材，拓展了产品种类；
48.十、产能比较高，厂址的选择不受环保的限制；
49.十一、避免了纸基材受环境湿度影响造成的尺寸改变带来的传统模切套准问题；
50.十二、当使用激光雕刻芯片定位标识和引脚间隙时，本工艺使用模切、局部烫印、激光雕刻三种技术相结合，克服之前的rfid天线模切工艺的缺陷，与纯激光工艺相比有更高的效率，并且比蚀刻工艺更加安全节能环保，也解决了传统模切工艺套准和排废的难题。
51.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
52.图1是本发明的基材涂布热熔胶后与金属箔贴合的结构示意图；
53.图2是本发明的金属箔涂布热熔胶后与基材贴合的结构示意图；
54.图3是本发明的刀模的局部结构示意图之一(液冷刀刃且无导热材料)；
55.图4是本发明的刀模的局部结构示意图之二(液冷刀刃且有导热材料)；
56.图5是本发明的刀模的局部结构示意图之三(模切和局部烫印时)；
57.图6是本发明的采用风冷的方式对在刀模进行降温的刀模的剖视图(图中刀模为圆形刀模)；
58.图7是本发明的采用风冷的方式对刀刃进行降温的刀模的局部的结构示意图(此时刀模为圆形刀模，且模切烫印方法为圆压圆方式，箭头表示旋转方向)；
59.图8是本发明的排废过程的结构示意图；
60.附图标记：
61.基材100、定位孔1001、热熔胶膜200、熔融的热熔胶膜2001、未熔融的热熔胶膜2002、金属箔300、被热熔胶膜粘贴的金属箔3001、未被热熔胶膜粘贴的金属箔3002、废金属箔3003、要清除的孤岛状金属箔3004、需要的天线3005；
62.刀模10、刀刃101、模切刀模烫印部分102、模切刀模冷却或隔热部分103、导液孔104、隔热槽105、空腔106、小孔或者呈虚线状的槽107、通气孔或中空的旋转轴108；
63.吸液隔热材料201、导热材料202、隔热层203；
64.压缩空气30；
65.导辊40；
66.电磁感应加热的线圈或者外部加热器50。
具体实施方式
67.以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
68.实施例：一种采用模切和局部烫印技术的rfid天线生产工艺，包括如下步骤：
69.步骤一、涂布热熔胶膜200：在基材100或者金属箔300上涂布热熔胶膜，如图1和图2所示，当采用金属箔涂布热熔胶膜的方式时，在下述的排废过程中，金属箔下涂布的热熔胶膜提高排废时抗拉强度，使要排废的金属箔不易拉断；当采用基材涂布热熔胶膜的方式时，在下述的排废过程中，排废的金属箔下面没有增强层和热熔胶粘剂，便于回收和再生利用；
70.步骤二、基材和金属箔贴合：在热熔胶膜冷却并且没有粘性后，将金属箔和基材贴合在一起，贴合时涂布的热熔胶膜位于金属箔和基材之间；(在模切和局部烫印之前，贴合后的金属箔和基材之间是完全不粘连的)
71.步骤三、预先制作刀模10：根据天线图案在同一个刀模上制作同时具有模切和烫印功能的刀模，如图3到图5所示；
72.步骤四、模切和局部烫印：采用模切的方法将贴在基材上的金属箔模切出天线的图案，并按照天线的形状对需要保留的金属箔进行局部烫印；(较佳的是，模切和局部烫印同时进行；即在模切的同时对需要保留的天线金属箔进行烫印，在天线之外不需要保留的金属箔不做烫印处理；)
73.步骤五、排废：清除天线图形之外的没有和基材粘连的金属箔。
74.如图8所示，步骤五具体是：用导辊40收卷的方式清除废金属箔3003，用压缩空气30吹除或者负压抽吸的方式吹掉要清除的孤岛状金属箔3004，之后留下的是需要的天线3005。
75.模切烫印方法为圆压圆、平压平或圆压平。
76.本实施例中，所述金属箔为铝箔、铜箔或不锈钢膜，但不限于此，也可以使用其它金属膜或箔替代。
77.所述生产工艺还可以包括：步骤六、热压：排除废金属箔后再对天线卷材进行热压，能够获得平整的效果并提高天线金属箔边缘的粘贴牢度。
78.如图3到图5所示，步骤四具体为：刀模在模切的同时或之前被加热，按照天线的形状对需要保留的金属箔进行局部烫印，烫印的温度高于热熔胶膜的熔点使胶膜熔化，熔融的热熔胶膜将需要保留的金属箔粘贴在基材上；
79.在模切和烫印的过程中对刀模的刀刃101进行降温、对要去除的那部分金属箔进
行隔热或降温，让要去除的金属箔的温度低于热熔胶膜的熔点，从而使该部分的铝箔不会和基材粘连。
80.本实施例中，较佳的是，步骤一中的热熔胶膜的熔点120℃-180℃之间，但不限于此。
81.所述热熔胶膜为pur膜、eva膜、聚氨酯膜或丙烯酸酯膜，但不限于此，也可以为其它种类的热熔胶膜。
82.较佳的是，涂布好的热熔胶干燥后的干胶膜厚为10-20微米，但不限于此。
83.热熔胶中可加入热活化的潜伏型固化剂，如封端的异氰酸酯固化剂，在热熔胶加热熔化后发生交联反应，提高热熔胶的耐温性。
84.且在没有达到热熔胶的熔点之前没有粘性，在模切烫印之前金属箔和基材贴合时没有粘连的现象，在模切烫印之后天线图形部分金属箔和基材粘连，其余需要去除的金属箔不和基材粘连。
85.如图3到图5所示，步骤四中，所述刀模在模切时切出天线的轮廓，定义在刀模的刀刃之间对应于天线图形的部分为模切刀模烫印部分102，所述模切刀模烫印部分加工时其高度低于刀刃；且该部分在刀模加工完成后填入有弹性的导热材料202用于天线烫印，填入导热材料后的高度等于或略高于刀刃；比如填入导热材料后的高度比刀刃高0-0.5mm；或者不填弹性导热材料，但烫印部分高度比刀刃高度略低大约金属箔与热熔胶膜厚度之和。
86.定义在刀模上对应天线图形之外的部分为模切刀模冷却或隔热部分103，所述模切刀模冷却或隔热部分的高度低于刀刃至少2mm或以上，用于隔离刀模向天线图形之外的金属箔传导热量，也可以在该部分填入隔热材料，采用空气及热阻材料隔离热传导，或者用可吸收液体的吸液隔热材料201中加入液体(比如通过导液孔104将液体输入至吸液隔热材料)，并通过液冷(如纯净水)及蒸发(如结冷胶150℃汽化)的方式降温，使天线图形区之外的金属箔温度低于热熔胶熔点至少10℃，确保需要去除的金属箔不会和基材粘连。)
87.如图3到图5所示，步骤四中，在刀模的刀刃101之间对应于天线图形的部分(即模切刀模烫印部分102)进行加热，使对应于天线图形部分金属箔的烫印温度高于热熔胶熔点至少20℃；(对刀模用于烫印的加热方法有刀模外部电磁感应加热，或者使用外部加热器在外部靠近刀模的位置对刀模加热，或者使用导热油在刀模内传导加热，或者电发热器在刀模内加热)；
88.在刀模的刀刃101靠近天线图案之外的需要去除的金属箔一侧对刀刃或整个刀刃(即模切刀模冷却或隔热部分103)进行降温，使刀刃处的温度低于热熔胶的熔点至少10℃。本实施例中，降温的方法为风冷、或者液冷、或者蒸发、或者升华，但不限于此。
89.比如：风冷时使用压缩空气或者经冷却的压缩空气，液冷时使用纯净水或者经冷却的纯净水或者其它沸点低于热熔胶熔点的液体；蒸发及升华时使用降温材料的沸点或者升华温度必须低于热熔胶的熔点，如结冷胶，使刀模的刀刃温度低于热熔胶熔点至少10℃。
90.如图3到图5所示，在刀模刀刃的位置靠近需要保留的天线图形一侧(即模切刀模烫印部分102)开有隔热槽105，隔热槽的宽度为30-100微米，但不限于此；
91.所述隔热槽内留空或填充隔热材料。该隔热槽用于增加刀刃和加热区域之间的热阻，降低刀刃的温升速度、也避免因刀刃冷却造成烫印部分降温过快的问题，便于控制刀刃和烫印区温度。
92.如图8所示，当使用外部电磁感应加热或者使用外部加热方式对模切烫印的刀模(此时刀模为圆形钢质刀模)加热时，电磁感应加热的线圈或者外部加热器50安装在刀模的外部，按照刀模的半径做成圆弧的形状，电磁感应加热的线圈或者外部加热器的半径比刀模半径大2-20mm，且和刀模表面平行安装。
93.(具体为：按照刀模的轴向最大长度采用单个或者多个电磁感应加热的线圈或者外部加热器按照刀模的轴向排列对刀模进行加热，刀模工作时的温度由通过感应线圈的电流或者外部加热器的功率大小控制；根据刀模周长大小和加热温度高低，电磁感应加热的线圈或者外部加热器对刀模加热区域的周向尺寸控制在刀模周长的1/5-3/5之间，具体根据加热效果确定。)
94.当使用刀模内部加热时，通过向刀模内部通入被加热的导热油或内部电热器加热刀模，并在刀模被加热后、模切前通过外部冷却辊与刀刃的接触来降低刀刃的温度。
95.如图6到图8所示，当采用风冷的方式对在刀模(此时刀模优选圆形刀模，也可采用平刀模)的刀刃靠近天线图案之外的需要去除的金属箔一侧对刀刃进行降温时，刀模的中心具有空腔106，空腔的表面有隔热层203(如隔热泡沫)；在刀模上沿着刀刃、且紧靠刀刃底部、在天线图案之外的需要去除的金属箔的一侧有多个径向的小孔或者呈虚线状的槽107，所述小孔或虚线状的槽与圆形刀模中心的空腔相连通。
96.所述小孔的直径或者虚线状槽的宽度为0.3-1mm之间，沿着小孔或虚线状的槽排列的方向，它们之间的间距为0.5-2mm。空腔通过刀模侧面的法兰盘上面的通气孔或中空的旋转轴108接入冷却的压缩空气，圆形刀模和气源之间通过旋转接头连接，冷却气流经刀刃边上的小孔或虚线状的槽往外向刀刃吹风使刀刃降温，并让刀刃保持低于热熔胶的熔点温度。
97.又如：使用圆形刀模和液冷方式时，圆形刀模的中心具有空腔，空腔的表面有隔热层，如隔热泡沫；在刀模上沿着刀刃、且紧靠刀刃底部、在天线图案之外的需要去除的金属箔一侧有多个径向的小孔或者呈虚线状的槽，刀模上对应要去除金属箔的部分填有吸液隔热材料，该吸液隔热材料紧靠刀刃侧面且高度等于或不超过刀刃，这些小孔或虚线状的槽和圆形刀模中心的空腔相连通，这些小孔的直径或者虚线状槽的宽度为0.3-1mm之间，沿着小孔或虚线状槽排列的方向，它们之间的间距为0.5-2mm，空腔通过刀模侧面的法兰盘上面的通孔或中空的旋转轴接入冷却的液体，中空的旋转轴通过旋转接头通入冷却液体，刀模内腔中的冷却液经刀刃边上的小孔或虚线状的槽导入到紧靠刀刃侧面的吸液隔热材料中使刀刃降温，并让刀刃温度低于热熔胶的熔点至少10℃。
98.当使用外部冷却辊对刀刃降温时，冷却辊与刀模轴向平行相靠、旋转接触，且仅与刀刃接触，冷却辊通过通入冷媒(如制冷剂)降温或通过冷却辊表面的冷却液(如纯净水)的蒸发，使与冷却辊接触后的刀刃降温。
99.另外，步骤四中，在模切的同时，在天线上加工便于后续芯片贴装的定位标识；
100.或者，所述生产工艺还包括步骤七，雕刻芯片贴装时定位位置：通过激光雕刻出芯片贴装时定位标识。对于芯片绑定位置无法用模切工艺加工的引脚间隙和芯片定位标识，通过机器视觉定位使用激光雕刻做后道加工。
101.如图7所示，模切时在基材卷料左右两侧的材料上，模切出用于后道激光加工时使用的机器视觉定位标识，如定位孔1001(比如圆形标识)，但不限于此；或者直接采用模切后
的天线图形作为机器视觉定位的模版进行激光定位，用激光雕刻标签芯片贴装位置的引脚间隙、芯片的定位标识点等。
102.本发明的生产工艺使用模切和局部烫印技术相结合，还可以再配合激光雕刻，克服之前的rfid天线模切工艺的缺陷，使用的热熔胶中无有机溶剂，也没有uv胶难闻的气味和影响健康的自由基，可以直接用于食品和药品的包装；且本工艺生产的天线成本低，具有明显的经济和社会效益。
103.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。