专利名称：一种一次制作成型的线圈形电子标签的设计方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，涉及一种用低成本的电子标签设计方法。
背景技术：
近年来，自动识别方法在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域得到了快速的普及和推广。
几年前，条形码——纸带在识别系统领域引起了一场革命并得到了广泛应用。今天，这种条形码——纸带在越来越多的情况下已经不能满足人们的需求了。条形码虽然很便宜，但它的不足之处是存储能力小及不能改写。
一种技术上最佳的解决方案是将数据存储在一块硅芯片里。在日常生活中，具有触点排的IC卡(电话IC卡、银行卡等)是电子数据载体的最普遍的结构。然而，对IC卡来说，在许多情况下，机械触点的接通是不可靠的。数据载体与一个所属的阅读器之间的数据进行非接触传输将灵活得多。根据使用的能量和数据传输方法，我们把非接触的识别系统称作射频识别系统(RFID-Radio Frequency Identification)。因此，RFID是一种利用无线电波对纪录媒体进行读写，将射频技术与IC卡技术相结合并可用于远距离、动目标、无线识别的技术。
RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但就其工作原理来看，系统一般都由应答器、阅读器和PC机组成。应答器应放置在要识别的物体上，可以发送和接收信息，可根据收到的操作命令作读/写等处理；阅读器是采集应答器信息并对应答器发出操作命令的装置，发出的命令包括读/写，选择，取消选择等命令。
天线作为一种接收和发射电磁波的设备，是无线通信和雷达系统中的一个关键部件，它是自由空间和传输线的接口，通常称为“电子眼”或“电子耳”。天线在各种无线电技术设备中的作用基本上是相同的。任何无线电技术设备都是通过电磁波来传送信号的，它必须有能辐射或接收电磁波的装置，天线就是这种装置，因此天线的作用首先就是辐射和接收电磁波。基于这样的前提，自从无线通讯技术的产生，天线便随之诞生了。
电子标签的天线一般分为工作在阅读器天线的近场模式和远场模型两种。近场模式是靠阅读器天线的磁场来工作的，远场模式是靠阅读器天线的电场来工作的。如今存超高频的电子标签多数是工作在天线的远场模式，使其通信距离可以很远。而高频和低频往往采用近场工作模式。近场工作模式的标签天线一般是金属线圈，其和阅读器天线之间耦合产生电压，为标签芯片提供工作的能量。磁场耦合的射频识别技术的天线是金属线圈，在相同的磁场下，圈数越多，通过天线的磁通量就越大，天线感生的电动势也就越大。为此在低频和高频的射频识别技术都往往采用多圈的天线，线圈的两端口和芯片的两端口焊接在一起，意味着线圈需要跳线(过桥)使得线圈的两个端口在同一个平面内。这样意味着增多天线制作的步骤，进而增大标签的成本。
电子标签的线圈的两个端口需要和芯片的两个端口相连，芯片的尺寸是很小的，一般小于一个毫米的半径。因此常规的线圈形电子标签的天线都需要过桥的手段，例如图示1。图1中的10是线圈的金属；线圈的两个端口和芯片的连接部分11是通过在过桥金属13和线圈金属10之间铺设绝缘介质12，两层金属之间通过过控14连接；在线圈在芯片下的缺口15处线圈金属在同一个层上；芯片16通过其上面的焊盘17和天线线圈相连这样天线就构成了一个整体。这样的结构或者类似的过桥结构，都需要额外的制作步骤和材料，因此线圈形的天线封装成本高于超高频的标签。而电子标签的推广与其成本息息相关，本发明就是降低线圈形天线封装成本的方法。
发明内容
本发明属于天线技术领域，低成本的金属在同一个平面内的天线设计方法。本发明采用单圈或者通过将芯片的焊盘设计成在芯片对角线或者是分布在芯片的长边的方法，增大焊盘的间距，在两个焊盘之间走线的方法实现同平面多圈天线的设计。在焊盘中间的线圈可以降低其宽度，以便实现多圈的同平面低成本天线。芯片的布线的时候有意设计成长方形的，使得芯片焊盘之间的距离加大。
这样做甚至不需要采用电荷泵结构来被压(这样会降低效率)还是常规的电路设计就可以实现较大的感生电压。由于天线是在同一次制作成型的，其封装成本会大大降低。
图1常规的需要过桥连接的线圈天线示意图；图2一次制作成型的线圈天线设计示意图；图中标号10是线圈的金属；11是线圈的两个端口和芯片的连接部分；12是两层金属之间的绝缘介质；13搭桥金属；14是两层金属之间的通孔；15是线圈在芯片下的缺口；16是芯片；17是芯片的焊盘；20是线圈的金属；21是线圈的两个端口和芯片的连接部分；22是标签芯片；23是芯片焊盘。
具体实施例方式
下面结合附图示例进一步具体描述本本发明的天线设计方法。
图2是一次制作成型的线圈天线设计示意图。本发明通过将芯片22的焊盘23设计成在芯片对角线或者是分布在芯片的长边的方法，增大焊盘的间距，在两个焊盘之间走线20的方法实现多圈天线一次制作成型。在焊盘中间的线圈21可以降低其宽度，以便实现多圈的同平面低成本天线。芯片22的布线的时候可以有意设计成长方形的，使得芯片焊盘之间的距离加大。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
设计低成本的磁场耦合工作方式电子标签天线设计方法，其特征表现为1)天线金属在一次制作成型的磁场耦合工作方式的电子标签天线设计；
2)权利要求1)的实现方法是通过将芯片的焊盘设计成在芯片对角线或者是分布在芯片的长边的方法，增大焊盘的间距，在两个焊盘之间走线的方法实现同平面多圈天线的设计；
3)在焊盘中间的线圈可以降低其宽度，而在其他部分正常的天线宽度；
4)也可以通过增大芯片的谐振电容，单圈天线的方法实现天线金属一次制作成型。
全文摘要
本发明属于天线技术领域，低成本的金属在同一个平面内的天线设计方法。磁场耦合的射频识别技术的天线是金属线圈，在相同的磁场下，圈数越多，通过天线的磁通量就越大，天线感生的电动势也就越大。为此在低频和高频的射频识别技术都往往采用多圈的天线，线圈的两端口和芯片的两端口焊接在一起，意味着线圈需要跳线使得线圈的两个端口在同一个平面内。这样意味着增多天线制作的步骤，进而增大标签的成本。本发明采用单圈或者通过将芯片的焊盘设计成在芯片对角线或者是分布在芯片的长边的方法，增大焊盘的间距，在两个焊盘之间走线的方法实现同平面多圈天线的设计。在焊盘中间的线圈可以降低其宽度，以便实现多圈的同平面低成本天线。芯片的布线的时候有意设计成长方形的，使得芯片焊盘之间的距离加大。这样线圈形天线的标签就可以一次制作成型，降低了标签的成本。
文档编号G06K7/10GK1959700SQ20061011890
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者菅洪彦 申请人:上海坤锐电子科技有限公司