[发明专利]一种利用激光制备RFID天线的方法

说明书

本发明公开了一种利用激光制备RFID标签天线的方法，具体的是使用激光选择性烧蚀ALN陶瓷基板表面，使激光烧蚀的区域发生化学变化，使其具有导电的性能，然后通过控制激光参数来控制天线的阻抗。本发明选用的基板是ALN陶瓷材料，具有耐高温和传热性能好等优势，可以应用于耐高温电子标签领域。本发明的RFID标签天线图形制备过程只需要一步，无需特定的模板，可以制备任意图形的RFID标签天线，且制备过程无需使用有毒的化学试剂，对环境无污染。制备的天线线条宽度可以达到几十微米。

技术领域

本发明涉及RFID标签制造技术领域，具体涉及一种利用激光制备RFID标签天线的方法，是利用纳激光在ALN陶瓷材料表面选择性烧蚀出RFID标签天线的方法。

背景技术

RFID技术是一种利用无线电波进行通信的非接触自动识别技术，随着信息技术的飞速发展，RFID技术在生产管理、医疗卫生、交通管理及物流供应链等各领域得到广泛的应用。RFID标签天线是按照射频识别所要求的功能而设计的电子电路，其性能对RFID系统有重要的影响。氮化铝陶瓷基片导热性能非常好(是氧化铝陶瓷的7-10倍)，是目前导热领域导热性能最好的材料之一，具有较低的介电常数和介质损耗，可靠的绝缘性能，优良的力学性能，无毒，耐高温，耐化学腐蚀，且与硅的热膨胀系数相近。特别适合应用于混合集成电路互连基板、光电器件基板、以及微流体电路板等。氮化铝(ALN)陶瓷材料优良的性能使其具有很大的潜力应用于RFID标签的制备。

目前，我国RFID标签天线的制备方法主要有：刻蚀法、电镀法、绕线法和导电油墨印刷法。其中，刻蚀法存在成本高、生产流程复杂、生产过程慢、精度较低及污染环境等问题；电镀法的主要缺点是小批量生产成本昂贵，但大批量生产所需的设备投资又较高。导电油墨印刷法按照印制设备的原理不同可以分为丝网印制、凹版印制、柔性版印制和喷墨印制。其中丝网工艺精度可以达到10μm，具有较高的天线制备精度。但采用的油墨一般为高粘度油墨，油墨的厚度较大，不适合用于超高频、微波段的天线印制。凹版印制工艺可以获得较好的图形分辨率，印制油墨的厚度适中，但印制过程中印制压力的加大，可能使天线发生扭曲变形，影响天线的性能。柔性版印制基底材料适用广泛，但印制过程中的印制压力会使印版变形，造成制备的天线边缘均一性差，降低天线的成品率。绕线发生产生产效率低，线距较大。

激光烧蚀的方法是一种非接触式的数字化加工方式，它具有如下优势：制备过程中激光扫描头与基底不接触，避免了激光头的损坏，对基底表面不产生压力，提高了制备稳定性和精度；激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小，热变形小。由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂图形进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。公开号为106229653A的专利申请文献公开了一种RFID电子标签特种小天线的制造方法，在覆盖镀铝层的基板上印刷有模块图案的油墨层，然后采用激光和化学腐蚀的方法制备出天线，这种方式无法摆脱化学腐蚀的工艺，还是会污染环境。公开号为106425108A的专利申请文献公开了一种RFID标签天线的激光刻蚀方法及系统，该方法通过使用激光在覆有铝层的塑料板上烧蚀蒸发掉所需图形周边的铝层而制作出天线，这种方式还是不可避免的对底层塑料版有一定的烧蚀，同时所需要去除的材料较多影响加工效率。

综上所述，探索一种简单、快捷、加工效率高、对环境无污染的制备RFID天线的方法具有重要的意义。

发明内容

鉴于现有RFID标签天线制备方法具有制备过程复杂，设备要求高、成本大等缺点，本发明的目的是提供一种结构简单、成本较低、便于制备任意天线图形，并且适用于制备耐高温RFID标签天线的方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用激光制备RFID天线的方法，其特征在于：使用激光烧蚀的方法在氮化铝陶瓷基板上制备出RFID天线图形，通过激光的热效应使烧蚀的区域产生化学变化，使其具有导电性，并且通过控制激光加工参数来调节天线的电阻值使其适配到电路中。