[实用新型]低成本陶瓷基电子标签

说明书

技术领域

本发明涉及电子标签，具体来说涉及低成本陶瓷基电子标签及其制备方法，属于射频识别（RFID）技术的电子标签陶瓷基板加工技术领域。

背景技术

射频识别天线（Radio Frequency Identification：RFID），俗称电子标签，是目前物联网领域中重要的一环。它的作用是识别物体的身份，其性能好坏、成本高低，对整个物联网系统的性能起着重要的影响。

陶瓷电子标签工作频率是860~920MHZ，读取距离可达20m，与读写器有关。它是基于陶瓷材料封装的电子标签，具有很高的电气特征和耐高性能，易碎防转移。在陶瓷基板上制作的电子标签天线，其介质损耗小，高平特性好，天线性能稳定；灵敏度高，是未来微波射频识别RFID技术发展的必然趋势之一。其广泛应用于交通管理、智能收费、物流跟踪等领域。

目前制造陶瓷电子标签基板的技术主要有钼锰法、镀金法、镀铜法、镀锡法、镀镍法等多种陶瓷金属化工艺，目前常用的陶瓷基板金属化的工艺分为厚膜工艺。厚膜工艺主要采用丝网印刷技术，采用国内外经常使用的银电极浆料。整个覆银过程主要包括以下几个阶段：黏合剂挥发分解阶段，温度范围为90~325℃；碳酸银或氧化银还原阶段，温度范围为410~600℃；助溶剂转变为胶体阶段，温度范围为520~600℃；金属银与制品表面牢固结合阶段，温度范围为600℃以上。由于金属和陶瓷接合力强；金属和陶瓷接合处密实，散热性更好，但银为贵金属材料，价格成本一直居高不下，且价格随着银价格一直波动，不便于大规模的推广，因此迫切的需要一种低成本的陶瓷基电子标签及其制备方法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种结构简单、成本较低的陶瓷基电子标签及其制备方法，在满足电子标签使用性能同时，并且有效的降低电子标签的生产成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种低成本陶瓷基电子标签，其特征在于，所述电子标签包括陶瓷基板、金属天线薄膜层，保护层，其中金属天线薄膜层包括金属天线薄膜层A和金属天线薄膜层B，所述天线薄膜层A位于陶瓷基板上，天线薄膜层B在天线薄膜层A或者位于陶瓷基板上。天线薄膜层A为可控电阻层，其能有效的起到控制读写射频距离和减少偶极子天线的辐射盲区；天线薄膜层B为天线层，其能起到射频天线的作用同时且能提高绑定芯片的成功率至99.99% 。

作为本发明的一种改进，所述陶瓷基板的微波介电性能为5≤εr 相对介电常数≤200，-50ppm/℃≤τf 谐振频率温度系数≤50ppm/℃的陶瓷基板。常规选用96氧化铝陶瓷、BaTiO₃、MgTiO₃等介质陶瓷，其能对天线的射频距离和天线在不同使用环境下使用的稳定性能起一定作用。

作为本发明的一种改进，所述金属天线薄膜层A为铜天线薄膜层，其中Cu含量为40~85.5%或者铝天线薄膜层，其中Al含量为40~83%或者银丝印薄膜天线层，其中Ag含量为40~65%或者镍丝印薄膜天线层，其中Ni含量为40~75%。其中薄膜天线层材料选用贱金属材料，能极大的降低了天线金属化原料的成本。

作为本发明的一种改进，所述金属天线薄膜层B为银天线薄膜层，天线薄膜层B起焊接引线，并且具有射频天线作用的薄膜层。其中Ag含量为60~85%。此薄膜天线层能起到射频天线的作用同时且能有效的提高绑定可靠性能。

一种低成本陶瓷基电子标签的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，采用陶瓷薄膜工艺，具体生产步骤包括，1）、陶瓷基板的确定与选型；2）、基板的表面预处理，具体采用超声波表面处理，时间5~30min，或者采用粉末离子溅射预处理；3）基板天线薄膜层A的制备；4）、通过光刻工序完成基板正面金属膜图形的刻蚀；5）、用胶遮蔽不需要二次金属化的部分；6）、基板天线薄膜层B的制备；7）、电镀增厚；8）、清洗；9）、印刷保护层；10）、烘干包装。

作为本发明的一种改进，所述天线薄膜层A和B的膜层厚度均为0.1~1μm ；天线薄膜层A和B，通过烧结炉时，温度均为400~900℃，保温时间均为5~30min。