专利名称：制备用于无芯片rfid应用的印刷导电金属标记的电化方法
技术领域：
另一方面，无芯片RFID标签既没有集成电路也没有分离电 子元件，例如晶体管。这种构造(feature)允许以比传统RFID标签更低 的成本将无芯片RFID标签直接印刷在基材上。 Barnes等人的US 3,084,063描迷了一种使用电化方法在基材 上沉积铜的方法，但是Barnes的方法涉及将粉末形式的沉淀金属的流 体悬浮液注入在压力下流动的铜盐溶液的受限紊流中，然后朝要被铜 化的表面喷涂该混合物，用这样的方式使得在混合物内存在足够的相 互作用使可观量的金属铜沉淀之前，混合物液滴到达表面。如Barnes 所述，在正常情况下，在沉淀的金属与铜盐溶液混合之后大约20秒， 铜开始沉积。因此，混合物必须在经过该时段之前进行喷涂。另外， Barnes并未提及使用纳米颗粒金属。在示例性实施方案中，第二盐溶液中的金属离子可以以铁
(m)、锡(iv)、铅(iv)或铬(ni)离子的形式提供。这些离子可以例如通过
将诸如Cr(OH)3、 Fe(OH)3、 Sn(OH)3或Pb(OH)3的金属盐引入来提供。 当然，也可以使用其它金属和其它金属盐。可以任选加入到第一盐溶液、第二盐溶液或两种盐溶液中的 其它材料包括润湿剂、粘度和表面张力改性剂(例如增稠剂，如聚合物， 或表面活性剂)。喷墨印刷盐溶液的优选的粘度范围为1-100 cP,优选 1-10 cP。任何合适的基材可以用于形成印刷结构。例如，合适的基材 可以包括但不限于纸、玻璃美术纸、证券纸(bond paper)、纸板、牛皮 纸、卡纸、半合成纸或塑料片，例如聚酯或聚乙烯片等。这些不同的 基材可以以其自然状态提供，例如未涂布纸，或它们可以以改性形式 提供，例如涂布的或处理过的纸或卡纸、印刷的纸或卡纸等。任选，另外的加工步骤，例如外涂敷、干燥和漂洗可以单独 或以组合形式接着印刷步骤。2溶于去离子 水，并配制进入10mL溶液，最终的Cr"盐浓度为10 mM。类似地， 同样通过在lOmL去离子水中溶解12.3 mg的CrCl2,制备CrCh的10 mM溶液。两种溶液都是深紫色的。因此，在此公开如下实施方案。 [00531方案1.在基材上印刷金属线图案的方法，包括 印刷包括将经历还原半反应的金属离子的第 一 盐溶液； 印刷与第 一盐溶液接触的包括将经历氧化半反应的氧化剂的第 二盐溶液，使得第一盐溶液的金属离子还原；和
允许所述第一和第二盐溶液通过电化反应发生反应，引起所述第 一盐溶液的还原的金属离子在基材上沉淀为固体。
0054方案2.根据方案1的方法，其中笫一盐溶液中的金属离子选 自铜、铝、镁、锰、锌、铬、铅、镉、钴、镍、金、银、柏、锡、铁、 其它金属离子及其混合物。方案12.才艮据方案8的方法，其中两种盐溶液经由两次通过 方法印刷，由此墨喷打印机在第 一 次通过期间在基材之上印刷 一 种盐 溶液，然后在随后的第二次通过期间在基材之上印刷另一种盐溶液。方案13.根据方案8的方法，其中两种盐溶液在墨喷打印机 的单次通过期间印刷在基材之上。
[0066方案14.根据方案1的方法，其中基材选自纸、玻璃美术纸、 证券纸、纸板、牛皮纸、卡纸、半合成纸或塑料片。
[0067方案15.根据方案1的方法，进一步包括选自外涂敷步骤、 干燥步骤和漂洗步骤的一个或多个步骤。
[0068方案16.根据方案9的方法，其中
第一盐溶液含有作为金属离子的铜(II),和 第二盐溶液含有氧化剂铬(III)。
[0069方案17.根据方案1的方法，其中该方法用来印刷无芯片 RFID应用中的谐l展天线。
0070方案18.在基材上印刷金属线图案的系统，包括 用于在基材上印刷的墨喷打印机；
第 一油墨供应储罐，其含有包括将经历还原半反应的金属离子的 第一盐溶液；和第二油墨供应储罐，其含有包括将经历氧化半反应的氧化剂的第
二盐溶液；其中
第一盐溶液和第二盐溶液以彼此接触的形式印刷，并通过电化反 应发生反应；和
第一盐溶液的还原的金属离子在基材上沉淀为固体，并形成金属线。
[0071方案19.根据方案18的系统，其中第一盐溶液含有铜(II), 和第二盐溶液含有铬(III)。
权利要求
1. 在基材上印刷金属线图案的方法，包括印刷包括将经历还原半反应的金属离子的第一盐溶液；印刷与第一盐溶液接触的包括将经历氧化半反应的氧化剂的第二盐溶液，使得第一盐溶液的金属离子还原；和允许所述第一和第二盐溶液通过电化反应发生反应，引起所述第一盐溶液的还原的金属离子在基材上沉淀为固体。
2. 在基材上印刷金属线图案的系统，包括 用于在基材上印刷的墨喷打印机；第 一油墨供应储罐，其含有包括将经历还原半反应的金属离子的 第一盐溶液；和第二油墨供应储罐，其含有包括将经历氧化半反应的氧化剂的笫 二盐溶液；其中第一盐溶液和第二盐溶液以彼此接触的形式印刷，并通过电化反 应发生反应；和第一盐溶液的还原的金属离子在基材上沉淀为固体，并形成金属线。
全文摘要
本发明公开了制备用于无芯片RFID应用的印刷导电金属标记的电化方法，即在基材上印刷金属线图案的方法，包括印刷包括将经历还原半反应的金属离子的第一盐溶液；印刷与第一盐溶液接触的含有将经历氧化半反应的氧化剂的第二盐溶液，使得第一盐溶液的金属离子还原；和使第一和第二盐溶液通过电化反应发生反应，引起第一盐溶液的还原的金属离子在基材上沉淀为固体。
文档编号H05K3/12GK101442882SQ200810173379
公开日2009年5月27日 申请日期2008年11月20日 优先权日2007年11月21日
发明者D·J·拉利斯, N·乔普拉, P·F·史密斯, P·M·卡斯迈尔 申请人:施乐公司