製備用於無晶片rfid應用的印刷導電金屬標記的電化方法
2023-07-23 05:01:16 2
專利名稱：製備用於無晶片rfid應用的印刷導電金屬標記的電化方法
技術領域：
另一方面，無晶片RFID標籤既沒有集成電路也沒有分離電 子元件，例如電晶體。這種構造(feature)允許以比傳統RFID標籤更低 的成本將無晶片RFID標籤直接印刷在基材上。 Barnes等人的US 3,084,063描迷了一種使用電化方法在基材 上沉積銅的方法，但是Barnes的方法涉及將粉末形式的沉澱金屬的流 體懸浮液注入在壓力下流動的銅鹽溶液的受限紊流中，然後朝要被銅 化的表面噴塗該混合物，用這樣的方式使得在混合物內存在足夠的相 互作用使可觀量的金屬銅沉澱之前，混合物液滴到達表面。如Barnes 所述，在正常情況下，在沉澱的金屬與銅鹽溶液混合之後大約20秒， 銅開始沉積。因此，混合物必須在經過該時段之前進行噴塗。另外， Barnes並未提及使用納米顆粒金屬。在示例性實施方案中，第二鹽溶液中的金屬離子可以以鐵
(m)、錫(iv)、鉛(iv)或鉻(ni)離子的形式提供。這些離子可以例如通過
將諸如Cr(OH)3、 Fe(OH)3、 Sn(OH)3或Pb(OH)3的金屬鹽引入來提供。 當然，也可以使用其它金屬和其它金屬鹽。可以任選加入到第一鹽溶液、第二鹽溶液或兩種鹽溶液中的 其它材料包括潤溼劑、粘度和表面張力改性劑(例如增稠劑，如聚合物， 或表面活性劑)。噴墨印刷鹽溶液的優選的粘度範圍為1-100 cP,優選 1-10 cP。任何合適的基材可以用於形成印刷結構。例如，合適的基材 可以包括但不限於紙、玻璃美術紙、證券紙(bond paper)、紙板、牛皮 紙、卡紙、半合成紙或塑料片，例如聚酯或聚乙烯片等。這些不同的 基材可以以其自然狀態提供，例如未塗布紙，或它們可以以改性形式 提供，例如塗布的或處理過的紙或卡紙、印刷的紙或卡紙等。任選，另外的加工步驟，例如外塗敷、乾燥和漂洗可以單獨 或以組合形式接著印刷步驟。2溶於去離子 水，並配製進入10mL溶液，最終的Cr"鹽濃度為10 mM。類似地， 同樣通過在lOmL去離子水中溶解12.3 mg的CrCl2,製備CrCh的10 mM溶液。兩種溶液都是深紫色的。因此，在此公開如下實施方案。 [00531方案1.在基材上印刷金屬線圖案的方法，包括 印刷包括將經歷還原半反應的金屬離子的第 一 鹽溶液； 印刷與第 一鹽溶液接觸的包括將經歷氧化半反應的氧化劑的第 二鹽溶液，使得第一鹽溶液的金屬離子還原；和
允許所述第一和第二鹽溶液通過電化反應發生反應，引起所述第 一鹽溶液的還原的金屬離子在基材上沉澱為固體。
0054方案2.根據方案1的方法，其中笫一鹽溶液中的金屬離子選 自銅、鋁、鎂、錳、鋅、鉻、鉛、鎘、鈷、鎳、金、銀、柏、錫、鐵、 其它金屬離子及其混合物。方案12.才艮據方案8的方法，其中兩種鹽溶液經由兩次通過 方法印刷，由此墨噴印表機在第 一 次通過期間在基材之上印刷 一 種鹽 溶液，然後在隨後的第二次通過期間在基材之上印刷另一種鹽溶液。方案13.根據方案8的方法，其中兩種鹽溶液在墨噴印表機 的單次通過期間印刷在基材之上。
[0066方案14.根據方案1的方法，其中基材選自紙、玻璃美術紙、 證券紙、紙板、牛皮紙、卡紙、半合成紙或塑料片。
[0067方案15.根據方案1的方法，進一步包括選自外塗敷步驟、 乾燥步驟和漂洗步驟的一個或多個步驟。
[0068方案16.根據方案9的方法，其中
第一鹽溶液含有作為金屬離子的銅(II),和 第二鹽溶液含有氧化劑鉻(III)。
[0069方案17.根據方案1的方法，其中該方法用來印刷無晶片 RFID應用中的諧l展天線。
0070方案18.在基材上印刷金屬線圖案的系統，包括 用於在基材上印刷的墨噴印表機；
第 一油墨供應儲罐，其含有包括將經歷還原半反應的金屬離子的 第一鹽溶液；和第二油墨供應儲罐，其含有包括將經歷氧化半反應的氧化劑的第
二鹽溶液；其中
第一鹽溶液和第二鹽溶液以彼此接觸的形式印刷，並通過電化反 應發生反應；和
第一鹽溶液的還原的金屬離子在基材上沉澱為固體，並形成金屬線。
[0071方案19.根據方案18的系統，其中第一鹽溶液含有銅(II), 和第二鹽溶液含有鉻(III)。
權利要求
1. 在基材上印刷金屬線圖案的方法，包括印刷包括將經歷還原半反應的金屬離子的第一鹽溶液；印刷與第一鹽溶液接觸的包括將經歷氧化半反應的氧化劑的第二鹽溶液，使得第一鹽溶液的金屬離子還原；和允許所述第一和第二鹽溶液通過電化反應發生反應，引起所述第一鹽溶液的還原的金屬離子在基材上沉澱為固體。
2. 在基材上印刷金屬線圖案的系統，包括 用於在基材上印刷的墨噴印表機；第 一油墨供應儲罐，其含有包括將經歷還原半反應的金屬離子的 第一鹽溶液；和第二油墨供應儲罐，其含有包括將經歷氧化半反應的氧化劑的笫 二鹽溶液；其中第一鹽溶液和第二鹽溶液以彼此接觸的形式印刷，並通過電化反 應發生反應；和第一鹽溶液的還原的金屬離子在基材上沉澱為固體，並形成金屬線。
全文摘要
本發明公開了製備用於無晶片RFID應用的印刷導電金屬標記的電化方法，即在基材上印刷金屬線圖案的方法，包括印刷包括將經歷還原半反應的金屬離子的第一鹽溶液；印刷與第一鹽溶液接觸的含有將經歷氧化半反應的氧化劑的第二鹽溶液，使得第一鹽溶液的金屬離子還原；和使第一和第二鹽溶液通過電化反應發生反應，引起第一鹽溶液的還原的金屬離子在基材上沉澱為固體。
文檔編號H05K3/12GK101442882SQ200810173379
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月20日 優先權日2007年11月21日
發明者D·J·拉利斯, N·喬普拉, P·F·史密斯, P·M·卡斯邁爾 申請人:施樂公司