一种服装电子标签及其制作方法与流程

本申请涉及RFID天线及电子标签的制造技术，尤其是涉及一种服装电子标签及其制作方法。

背景技术：

随着RFID技术的不断发展，在服装行业中，电子标签得到了越来越多的应用。传统的电子标签是基于裸片、PET和铝箔材料的天线而制造的，采用倒封装工艺封装而成，由于缺乏必要的保护，并且依靠导电胶水进行连接，其在洗衣过程中表现出来的耐水洗性能差、易断裂、易损坏的缺点，这在很大程度上限制了电子标签在服装行业的应用。

因此为了能够扩大电子标签在服装行业中的应用，急需寻找一种在衣服上可以多次水洗，耐弯折的服装电子标签。

技术实现要素：

本申请提供一种改进的服装电子标签及其制作方法。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种服装电子标签的制作方法，其包括如下步骤：

将卷状基片放置在热压机器的卷轴上；

将模切好的带有胶体的耦合天线放置在基片的指定位置上；

将RFID单元放置在距离耦合天线的指定位置处；

在天线和RFID单元的上方覆盖保护层；

将基片、耦合天线、RFID单元和胶体热压在一起；

将热压好的标签模切成单片的电子标签。

本发明的服装电子标签的制作方法中，将卷状基片放置在热压机器的卷轴上的步骤中，卷装基片包括布质基材，其还包括如下步骤：

在布质基材上留下条状、点状，或穿孔方式的标识；

利用吸嘴将模切好的天线吸住；

并以标识线/点为基淮，将天线放置在标识线处。

本发明的服装电子标签的制作方法中，在天线和RFID单元的上方覆盖保护层的步骤中，所述保护层包括胶体、带有胶体的棉布或带有胶体的人造纤维制成的保护层。

本发明的服装电子标签的制作方法中，将热压好的标签模切成单片的电子标签的步骤中，还包括如下步骤：

将成卷的热压好的电子标签按照固定的间距进行裁切；

裁切好的标签以单片的方式进行保存。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种服装电子标签，根据上述的服装电子标签的制作方法制成，其包括织唛、以及设置在该织唛上的耦合天线和RFID单元；RFID单元包括基板、设置于该基板上的导电环、以及连接于该导电环的开口处的标签芯片。

本申请的有益效果是：在织唛上采用纤维材质等柔性耐弯折材质作为耦合天线，可以有效避免该服装电子标签在水洗的过程中出现天线断裂的情况；且采用耦合方式将耦合天线和RFID单元构成电子标签，可以简化该服装电子标签的生产工艺，易于批量生产。

附图说明

图1为本申请的一实施例中的服装电子标签的结构示意图；

图2为本申请的一实施例中的服装电子标签的层状示意图；

图3为本申请的一实施例中的RFID单元的PCB板上的单层环结构；

图4为本申请的一实施例中的RFID单元的双层环结构；

图5为本申请的一实施例中的基片示意图；

图6为本申请的一实施例中的RFID单元示意图；

图7a-7d为本申请的一实施例中的绑定过程示意图；

图8为本申请的一实施例中的导电布及胶体示意图；

图9a-9d为本申请的一实施例中的耦合天线示意图；

图10为本申请的一实施例中的标记线示意图；

图11为本申请的一实施例中的参考位置的示意图；

图12为本申请的一实施例中的服装电子标签示意图；

图13为本申请的一实施例中的服装电子标签的层状示意图；

其中，1、织唛； 2、耦合天线；3、基板；4、导电环；5、标签芯片；6、胶体。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

参见图1-13，其中，图1至图2示出了本申请中的一种服装电子标签，其包括织唛1、以及设置在该织唛1上的耦合天线2和RFID单元。RFID单元包括基板3、设置于该基板3上的导电环4、以及连接于该导电环4的开口处的标签芯片5。

织唛1是车在衣服、裤子上面的，包含有文字、字母、LOGO图案的布标。RFID单元与该耦合天线2靠近，通过射频耦合构成服装电子标签。RFID单元可以与耦合天线2接触或不接触。

该耦合天线2包括采用柔性耐弯折材质制成的天线。其中，柔性耐弯折材质的选择具有多样性。耦合天线2可以使用模切、丝网印刷、热转印等技术制作而成。本实施例中，该耦合天线2优选采用导电布、导电银浆或纤维材质制成的天线。其中，导电银浆的组成为银粉、环氧树脂、玻璃粉等材料，使用导电银浆制作天线的时候步骤如下：

1、根据天线的尺寸和形状做菲林（Film，膜）；

2、使用菲林和丝网做网板；

3、将网板放置在丝印机器上；

4、在网板上放导电银浆；

5、使用刮刀将银浆刮到纸张或者布匹上。

导电布是由普通的纤维布浸入导电油墨中形成的，制作好的导电布通常是卷装的，在需要的时候使用模切工艺做成需要的尺寸和形状。纤维材质是炭纤维材料，其为一种可以导电的碳纤维构成，碳纤维可以是以线或者布的形式存在。

在织唛1上采用纤维材质等柔性耐弯折材质作为耦合天线2，可以有效避免该服装电子标签在水洗的过程中出现天线断裂的情况；且采用耦合方式将耦合天线2和RFID单元构成电子标签，可以简化该服装电子标签的生产工艺，易于批量生产。

本申请的服装电子标签中， RFID单元中的基板3可以为普通的印刷电路板，也可以为低损耗的陶瓷介质等。其中的导电环4可以为单层环，也可以为在基板上的多层环。RFID单元中的芯片5可以采用环接或者绑定等工艺与导电环4进行电连接。

图3示出了本申请中的一种服装电子标签，其包括织唛1、以及设置在织唛上的耦合天线2和RFID单元。耦合天线2采用导电纤维材质构成，其在RFID单元周边绕成了一个交叉回路，可以起到增强RFID单元与耦合天线之间耦合效果的作用。导电纤维材质在交叉位置使用绝缘材料进行隔离，以防止在交叉位置耦合天线发生短路的情况。在图3中，采用在PCB板上的单层导电环。图4示出了本申请中的双层导电环，其基于PCB板进行设计，采用上下两层导电环的方式，上下导电环通过在PCB板上打导电孔的方式进行连接。

在一些实施例中，耦合天线2可用热熔胶黏贴在织唛1上，从而耦合天线2与织唛1构成一个整体。此外，耦合天线2还可以通过缝纫线缝纫在织唛上。耦合天线2可包括对称振子，该对称振子的两开口端分别延伸出一个折线部部分。

在一些实施例中，耦合天线2和RFID单元的上方还可设置有用于保护该耦合天线2和RFID单元的由柔性耐弯折材质制成的覆盖层。覆盖层与耦合天线材质不同（覆盖层不能导电），覆盖层的厚度可以与织唛层的厚度相同，或者在同一个数量级。覆盖层可以为布料制成的保护层。覆盖层也可以是热熔胶，或者是织唛等柔性材料，覆盖层要求是柔性的，并且在弯折的情况下不容易断裂。可以使用棉质布料，采用纺织工艺制程，在覆盖到天线上的时候，首先在布料上备热熔胶，然后将热熔胶的一面放置在天线上，采用热压工艺将棉质布料覆盖在天线上。

如图5所示，基片（即基板）为布质基材，采用编制的方法制作而成，基片在制作完成之后呈连续重复状态，即基片是连续的卷筒状，但是基片上有用于切割和分切的标识线或是标示符号，参见图10。标示符号可以为线条或是点状。标示方式可以是藉由

1.把深色纺织线编织在基片之上

2.印刷方式把上述标示符号印在基片之上

3.以雷射方式把上述标示符号标示在基片之上

4.以热压方式改变基片颜色

5.以化学药剂改变基片颜色

6.用刀具将基片穿孔

7.以超音波方式改变基片颜色或将基片穿孔。

基片材质可以是：

1.棉质平面底布

2.人造纤维材质平面底布

3.绣有商标之纺织布

4.绣有商标之纺织布及其延伸之平面底布

5.非导电纤维材质。

参见图6，RFID单元由以下五部分组成：

1.PCB板、软性电路板(FPCB)，或是藉由LDS(LaserDirectStructuring)制程完成之塑胶电路板

PCB制造工艺：

1）在FR4板上通过胶和热压工艺将铜板压在FR4板上，形成PCB板。

2）通过蚀刻工艺，根据需要的环形天线尺寸和图形，在PCB板上蚀刻出需要的尺寸和形状。

3）在环形天线进行沉金操作，形成保护层。

4）在PCB板上通过丝印工艺，丝印阻焊层。

Laser Direct Structuring制作技术:

透过LPKF雷射机台接受数位线路资料后，将PCB 表面锡抗蚀刻阻剂烧除，之后再施以电镀金属化，即可在塑胶表面产生金属材的线路。

Laser Direct Structuring制程主要有四步骤

1）射出成型(Injection molding)。此步骤在热塑性的塑料上射出成型。

2）雷射活化 (Laser Activation)。此步骤透过雷射光束活化，藉由添加特殊化学剂雷射活化使物体产生物理化学反应行成金属核，除了活化并形成粗糙的表面，使铜在金属化过程中在塑料上扎根。

3）电镀 (Metallization)。此为LDS制程中的清洁步骤，在仅用作电极的金属化塑胶表面进行电镀5~8微米的电路，如铜、镍等，使塑料成为一个具备导电线路的MID元件。

2.在PCB板上的环形天线(loopantenna，导电环)。环形天线是将一根金属导线绕成一定形状，如圆形、方形、三角形等，以导体两端作为输出端的结构。根据环形天线的周长L相对与波长λ的大小，环形天线可分为电大环（L≥λ）、中等环（λ/4≤L≤λ）和电小环（L<λ/4）三类。本申请例如可以为电小环天线，电小环上的电流近似按等幅同相分布。

3.标签芯片、

4.金线、

5.环氧树脂胶。

其中环形天线通过胶和热压工艺依附在PCB板上，与PCB板紧紧相连，环形天线通过PCB制造工艺完成。标签芯片放置在环形天线开口处，标签芯片的引脚通过金线连接到环形天线上，通过绑定机将金线的一端焊接在标签芯片上，另外一端焊接在环形天线的端口上，这样标签芯片和环形天线就连接好了。之后，通过滴环氧树脂胶的方式使用滴胶机进行滴胶将标签芯片和金线保护起来，滴好的环氧树脂胶需要在烤箱中加热烤干，烤温度范围为120-160摄氏度，时间范围为30-55分钟。其中将标签芯片与环形天线通过金线连接并且采用环氧树脂胶保护的过程称为绑定 (bonding)。参见图7a-7d。

绑定过程具体包括：

1、准备好需要的带有环形天线的PCB板。

2、在PCB板上放芯片的位置使用滴胶机滴胶，准备固定芯片。

3、使用绑定机，将芯片从wafer上取下，并通过绑定机的吸嘴将芯片放置在滴胶的位置，芯片引脚朝上。

4、将放置好芯片的PCB板放在烤箱中，烤温度范围为60-120摄氏度，时间范围为10-55分钟，使胶体固化，标签芯片粘结稳定。

5、通过绑定机，将金线的一端焊接在标签芯片的一个引脚上，另一端焊接在环形天线端口的一侧，使用另一根金线，将芯片的另一个引脚和天线端口的另外一侧焊接在一起。

6、使用滴胶机在芯片和金线的位置滴环氧树脂胶。

7、将滴好环氧树脂胶的PCB板放在烤箱中，烤温度范围为120-200摄氏度，时间范围为30-65分钟。

8、烤完之后，取出PCB板，绑定工艺完成。

耦合天线为导电布材料，导电布为成卷的具有导电特性的布质材料，其与胶体复合在一起，构成可以制作成天线的材料，参见图8。天线材质可以是：

1、导电布，是在普通布质材料中沁入了金属导电颗粒的一种具有导电特性的布匹。这种布匹可以分为棉布、尼龙布等，可以根据实际的需要进行制造和生产。

2、导线纤维，是一种具有导电特性的碳纤维材质构成的编织材料，其具有类似于金属的导线特定，同时具有碳纤维的柔韧性。

3、印刷导电材质，是将导电颗粒如银粉、铝粉等与玻璃粉、环氧树脂等按比例混合而成的一种可以通过丝网进行印刷的胶状材质。

复合好的导电布和胶体通过模切 (die-cut) 工艺做成需要的天线形状。依据不同需求，天线尺寸与形状会有所差异，图9示出了一种形状的耦合天线。

模切工艺包括：

1、层合好的导电布和胶体与普通的硅油纸进行层合，硅油纸即为底纸。

2、根据需要，制作模切的模具，并将模具安装在模切机器上。

3、将层合好的导电布安装在模切机器上，进行模切操作。

4、模切完成之后，底纸保留，剩余的导电布进行排废操作。

服装电子标签制作步骤包括：

1、将卷状基片放置在热压机器的卷轴上。热压机器为对物体进行加热加压的设备，分为底板和压板，底板不动，压板可以上下活动，底板和压板上都可以加温。底板的尺寸不小于30cm*30cm，加热温度范围为90 至180摄氏度，时间范围为5至120秒。

2、通过机器将模切好的带有胶体的耦合天线放置在基片的指定位置上。在布质基材上，通过编制或者印刷工艺，可以在布质基材上留下条状、点状，或是穿孔方式的标识，利用吸嘴将模切好的天线吸住，并以标识线/点为基淮，将天线放置在标识线处。

3、通过机器将RFID单元放置在距离耦合天线一定的位置处，该位置为指定好的位置。RFID单元按照规定放置在距离天线指定的位置，以天线上的某一个具体位置为参考。参见图11。

4、在天线和RFID单元的上方覆盖保护层，防止 PCB板脱落。材料可以是：

a)胶体

b)带有胶体的棉布

c)带有胶体的人造纤维

d)其他的非导电材质。

5、采用热压工艺将基片、耦合天线、RFID单元、胶体等全部热压在一起。将覆盖有热熔胶的电子标签放在热压机的底板上，将压板压下，压板和底板的加热温度范围为90 至180摄氏度，时间范围为5至120秒。

6、通过模切工艺将热压好的标签模切成单片的电子标签。利用裁切机，将成卷的热压好的电子标签，按照固定的间距进行裁切，裁切好的标签以单片的方式进行保存。

制作好的电子标签的结构可以参见图12和图13。

本申请的有益效果是：在织唛上采用纤维材质等柔性耐弯折材质作为耦合天线，可以有效避免该服装电子标签在水洗的过程中出现天线断裂的情况；且采用耦合方式将耦合天线和RFID单元构成电子标签，可以简化该服装电子标签的生产工艺，易于批量生产。

另外，RFID单元中的标签芯片固定在较厚的基材上，可以避免标签芯片在水洗的过程中发生脱落和松动的现象。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。