Uhf带宽rfid洗涤专用标签的制作方法

文档序号:6446134阅读:161来源:国知局
专利名称:Uhf带宽rfid洗涤专用标签的制作方法
技术领域
本实用新型是关于在极端恶劣的使用环境下依然经久耐用的RFID[Radio Frequency Identification]洗涤标签及其设计制作方法。具体来说,就是一种附着于衣物上的,经洗涤或高速脱水、高温熨烫过程后RFID Chip及标签仍毫无损伤并保持原有性能的专用标签。
背景技术
一般来说,RFIDBadio Frequency Identification]技术是指利用电波识别远距离信息的技术。RFID标签由天线和直接电路组成,信息记录在直接电路内,通过天线将信息传输给识读器。该信息用于识别标签请求的状态。简单地说,就是有条形码[Barcode]相似的功能。RFID与条形码[Barcode]系统功能的不同点在于,后者是利用光来识别,而前者是利用电波来识别。因此不像条形码[Barcode]识读器只适用于短距离,而RFID识读器远距离也同样可以识读RFID标签,甚至可以通过间隙间的物体接收到信息。所以,RFID标签无需像条形码那样直接接触或必须在可视带宽范围内扫描 [Scanning],近来RFID被认为是替代条形码[Barcode]的一种技术,其应用范围也越来越大。既有的RFID标签由直接电路芯片(Chip)和天线组成,RFID直接电路芯片与天线连接,通过天线发射的电场所产生的能量发生作用,存储并演算特定的信息。天线以RFID 直接电路Chip为中心在左右形成电路,并与RFID直接电路芯片连接,通过与读写器的无线通信接收发送信息,将信息存储在RFID直接电路芯片上或将存储在芯片上的信息发送到读写器上。但是上述既有的RFID标签还存在如下问题即使对RFID Chip无直接损伤,但使用环境所产生的应力可能会使RFID Chip和天线的连接断开,或者发生天线电路识读识别不良的现象。此外在高温潮湿的环境下天线变形、工作频率变动,也会导致识读[Reading]距离变小的问题。而且,在水分及湿气下十分脆弱,可能出现识读[Reading]距离变小、识别不良的现象。RFID (Radio Frequency Identification)技术是一种通过在各种事物上设置标签后,无线识别事物固有ID,从而识别事物的一种技术。RFID系统按照适用领域范围,可广泛用于从125kHz的低频带宽到5. 8GHz的微波带宽的各种频率带宽。近来在流通物流领域,随着对远距离识别的需求的增加,RFID系统的工作频率已高于UHF带宽。随着频率的增加,为了使识别距离的系统性能最大化,RFID标签天线的设计就成为了一个非常重要的因素。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种UHF带宽RFID洗涤专用标签及其设计制作方法,本实用新型标签用于设置在衣物上,具有耐化学物、防水耐热的特点,在恶劣的洗涤环境中耐久性好。为实现上述目的,本实用新型提出的设计制作方法技术方案为将FRID标签的天线放射部和供电部设计为分离式,供电部采用不易变形的硬质材料从而保证在外部环境应力下RFID IC芯片及供电部免受损伤,天线放射部和供电部在包装[Packaging]过程中通过热压焊接形成密封连结。进一步说明,为了适应洗涤特殊使用环境,所述供电部与天线放射部之间可以通过导电[Conductive]贯穿孔[Through Hole]直接电路连接,或者两者之间通过电磁 [Electromagnetic]耦合[Coupling]方式进行间接连接。所述电磁耦合方式实现间接连接,在本领域内属现有技术。进一步说明,所述供电部为了加设简易的匹配电路[Matching Circuit]而以PCB 形成。为了在特殊使用环境下更好得保护RFID标签的供电部,硬质的供电部是由几层PBC 形成,且在供电部上部设置硬质的盖子结构用以保护供电部中的阻抗匹配电路。所述阻抗匹配电路[Impedance Matching Circuit]为本技术领域的公知常识,非本实用新型对现有技术的贡献,本说明书不作详细介绍。进一步限定,所述盖子结构其厚度控制在0. 3mm以内。进一步说明,为了在特殊使用环境下更好得保护RFID标签的IC芯片,在供电部的上部形成圆形下凹空间结构用于放置绑定RFID Chip,并涂装高温环氧树脂[Epoxy]用于保护外露的IC Chip。进一步说明,采用硅树脂热压焊工艺形成所述供电部与天线放射部的密封外包装层,具有耐化学物、耐热、防水的特点,适应特殊使用环境。由于采用高弹性、防水耐热特性的柔性硅树脂作为密封材料,不会出现褶皱带来的天线电路的折线。进一步优化,在硅树脂包装[Packaging]过程中,为了增加热压焊产生的上、下部分的硅树脂黏合力,在标签天线所在的嵌膜[Inlay Film]上打出一个或多个的贯通孔。所述天线放射部为具有所需共振频率[Resonant Frequency]的半波长[λ /2]长度的偶极子天线[Dipole Antenna]形态。由上述方法设计制作的UHF带宽RFID洗涤专用标签,该标签结构技术方案为包括IC芯片[Chip]、天线放射部、与所述天线放射部形成阻抗匹配[Impedance Matching] 的供电部、硅树脂包装[Packaging]部,所述IC芯片[Chip]绑定设置于供电部的上部,所述供电部是以对应力反映强烈的较硬材质制成,所述天线放射部和供电部在包装 [Packaging]过程中被热压焊接。为了供电部与天线放射部进行直接电路连接,在较硬材质的供电部上设有导 电 [Conductive]贯穿孔[Through Hole],从而实现供电部上部绑定的Chip与供电部底下的天线放射部之间的电路连接。在没有供电部上形成导电[Conductive]贯穿孔[Through Hole]情况下,以耦合 [Coupling]方式实现上部芯片与底部天线放射部之间的间接连接。天线放射部收到读写器[Reader and Writer]发出的电磁波,供电部对该接收的电磁波进行整流,获得作业电源,并将此作业电源供给天线放射部,天线放射部再发挥放射电磁波的作用。与现有普通的标签相比,本实用新型UHF带宽RFID洗涤专用标签具有如下效果[0021](I)RFID标签的天线放射部和供电部采用分离设计,供电部是以不易变形的硬质材质制成,天线放射部和供电部之间采用贯穿孔[Through Hole]直接电路连接方式或者以电磁耦合[electromagnetic coupling]方式间接连接,RFID标签的芯片设置于硬质供电部的下凹结构内。由此,在恶劣的洗涤环境下RFID Chip不会被损伤,RFID Chip与天线之间的连接也不会因使用环境存在的应力而断开,杜绝了因天线电路出现断路导致标签识别不良。(2)由于使天线放射部和供电部始终牢固相结合的RFID标签外部包装 [Packaging]是以硅树脂热压焊工艺形成,洗涤过程中不可避免会出现褶皱,硅树脂柔性材质对任意的弯曲变形均有良好的还原力[即弹性],热压焊工艺保证了防水效果,同时具有高度的耐热性,可有效保护RFID标签,不受干燥和熨烫等高温处理带来的外部温度的冲击。此外柔性材质的硅树脂包装Packaging]还可保护RFID标签不因外部物理冲击受到损伤。

图1为本实用新型实施例UHF带宽RFID标签的斜视图。图2为图1所示RFID标签在A-A处横截面示意图。图3是图2示意图中央部分的局部放大图。图4为图1中RFID标签取出的供电部放大示意图。图5为图1所示RFID标签底部的天线放射部放大的斜视示意图。实施例附图符号说明100 标签[tag],10 天线放射部,20 供电部,21 保护盖,22 环氧树脂层,23 下凹空间结构,30 导电贯穿孔[Conductive Through Hole], 40 IC 芯片[IC Chip ],50 硅树脂包装 Packaging]部,60 嵌膜 Dnlay Film], 61 嵌膜贯通孔[Through Hole]。
具体实施方式
下面将对照所附图,对本实用新型的实际使用举例详细说明。天线放射部10与供电部20鉴于使用环境极端恶劣,为了改良RFID标签的内部构造,进行了分离设计,为了实现供电部20与天线放射部10之间的电路连接,从上部的RFID Chip40接合部位到与下部的天线放射部10接合部位之间以导电贯穿30进行连接。天线放射部10和供电部20之间同时还可以通过电磁耦合[Electromagnetic Coupling]方式进行连接。所述天线放射部10和供电部20在包装packaging]过程中被热压焊接。在所述供电部20的上部绑定有RFID Chip40,所述供电部20是以不易变形的较硬材质制成的, 洗涤时,不会受到由于衣物的任意变形产生的应力影响下RFID Chip40被破损。同时,由于 RFID标签100采用具有高弹性、防水耐热的柔性材质硅树脂热压焊接进行密封,使之在极端恶劣的洗涤环境下不会出现RIFD Chip40破损或标签性能下降,UHF带宽的RFID标签天线依然可以正常使用。如图1、图2所示,本实施例UHF带宽RFID标签包括IC芯片40、天线放射部 10、与所述天线放射部形成阻抗匹配[Impedance Matching]的供电部20、硅树脂包装 [Packaging]部50,所述IC芯片[Chip] 40绑定设置于供电部的上部,所述供电部20是以对应力反映强烈的较硬材质制成,所述天线放射部和供电部在包装[Packaging]过程中被热压焊接,从而形成在天线放射部10和供电部20周边为起密封作用的硅树脂包装部[Packaging]50。在较硬材质的供电部20上设有导电[Conductive]贯穿孔[Through Hole] 30,从而实现供电部上部绑定的Chip40与供电部底下的天线放射部10之间的电路连接。如图4所示的UHF带宽RFID标 签天线的供电部示意图,供电部20是由对外部应力反映强烈的较硬材质制成的,鉴于加设简易的阻抗匹配电路[Impedance Matching Circuit]和导电[Conductive]贯穿孔[Through hole]30的可使用性,供电部20是由 PCB构成。在供电部20上设置有一个或多个导电[Conductive]贯穿孔[Through Hole]30, 用以贯通连接供电部20上部的芯片与下部的天线放射部。供电部20由多层构造的PCB构成,如图3局部放大图所示供电部20的加设保护盖21结构,从而将外露的阻抗匹配电路[Impedance Matching Circuit]埋设在保护盖21内,避免使用中受到外部恶劣因素的破坏。在供电部20上部中央处将设定为RFID IC Chip40的绑定[bonding]位置,即设计成下凹空间结构23,RFID IC Chip40被绑定 [Bonding]后再涂装上高温环氧树脂[Epoxy]层22,使IC Chip40不暴露在外部,保护IC Chip40不受外部冲击。作为最理想的实际应用实例,IC Chip40不外露,且RFID标签100的整体高度在 2. Omm以下。特别需要注意的是鉴于绑定[Bonding]工艺(该绑定工艺为本领域常规技术) 和RFID标签100的整体高度,所述保护盖[21]的厚度以不超过0.3mm为佳。如图5所示的本实用新型UHF带宽RFID标签天线的放射部示意图,天线放射部10为具有所需共振频率[Resonant Frequency]的半波长[λ/2]长度的偶极子天线 [Dipole Antenna]形态。天线放射部10是由铜[Cu]或者铝[Al]制成。天线放射部10与供电部20之间的电路连接是通过供电部20内设有一个或多个的导电[Conductive]贯穿孔[Through Hole]30实现的,同时天线放射部10与供电部20 通过热压焊工艺黏结成一体。在高温条件下,尤其在摄氏90度以上,由于各个材质热胀冷缩系数不同,嵌膜[Inlay Film]60和印刷嵌膜之上的天线电路会出现相对位移,为此,在嵌膜[Inlay Film]60上打上一个或多个的贯通孔61,在热压焊过程中硅树脂也会通过这些贯通孔61,从而增加在热压焊过程中上下部分硅树脂层之间的黏合力,类似于加设了固定钉子。在FRID标签在极端恶劣的洗涤环境下出现的各种变形,嵌膜[Inlay Film]60及其天线与硅树脂密封材料之间不会发生相互脱离。如上所述,对照举例图示对本实用新型的RFID标签天线进行了说明,因而对上述图示和实用新型的详细说明仅是一种预设性说明,本实用新型不局限于实例和图示。具备本技术领域的常识者,可以理解由此而来的各种变形和类似的其他实例的可能性。所以, 本实用新型在不超越附加的专利申请范围所提供的实用新型技术思想或领域范围内,可等同对待的构成要素的变更应属于本实用新型。
权利要求1.一种UHF带宽RFID洗涤专用标签,其特征在于,该专用标签包括IC芯片、天线放射部、与所述天线放射部形成阻抗匹配的供电部、硅树脂包装部,所述IC芯片绑定设置于供电部的上部,所述供电部是以对应力反映强烈的较硬材质制成,所述天线放射部和供电部在包装过程中被热压焊接。
2.如权利要求1所述的专用标签,其特征在于,所述供电部与天线放射部之间通过导电贯穿孔直接电路连接,或者两者之间通过电磁耦合方式进行间接连接。
3.如权利要求1所述的专用标签,其特征在于,所述硬质的供电部是由几层PBC形成, 且在供电部上部设置硬质的保护盖结构。
4.如权利要求1所述的专用标签,其特征在于,所述天线放射部为具有所需共振频率的半波长长度的偶极子天线形态。
5.如权利要求1所述的专用标签,其特征在于,在供电部的上部形成圆形下凹空间,所述RFID芯片绑定下凹空间内,RFID芯片外涂装环氧树脂层。
专利摘要本实用新型是关于在极端恶劣的使用环境下依然经久耐用的UHF带宽RFID洗涤专用标签。将FRID标签的天线放射部和供电部设计为分离式,供电部采用不易变形的硬质材料从而保证在外部环境应力下RFIDIC芯片及供电部免受损伤,天线放射部和供电部在包装过程中通过热压焊接形成密封连结。所述供电部与天线放射部之间可以通过导电贯穿孔直接电路连接,或者两者之间通过电磁耦合方式进行间接连接。本实用新型标签用于设置在衣物上,具有耐化学物、防水耐热的特点,在恶劣的洗涤环境中耐久性好。
文档编号G06K19/077GK202033784SQ20112006277
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者王强, 金南庆 申请人:江苏中科方盛信息科技有限公司
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