一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签的制作方法

本实用新型属于RFID TAG技术领域,尤其涉及一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签。

背景技术：

一般地，RFID系统是由Tag、阅读器(Reader)以及提供数据处理的电脑装置构成。阅读器(Reader)给Tag传送微波并接受来自Tag的微波，处理此信号并且储存信息，Tag拥有自己贴着的物体信息。

Tag还能用芯片类型与SAW类型来区分，并且根据自身有无电源，还区分为主动型(Active)和被动型(Passive)区分。为了实现远距离Tag识别，我们需要利用电磁波。这是应用了识别远距离的物体、动物和人，利用电磁波频谱的无线电频率范围内的电磁或静电耦合的技术。

贴着Tag的物体信息由它的芯片通过Tag的天线发出信号，在远距离的接收器(Reader)接受到信号，并且把有必要的信息传送给电脑处理。贴着Tag的所有物体，我们可以随时随地自动确认及追踪。

如上述，RFID可以代替以往的条形码体系，是实现无线通讯普遍化的核心技术，在商品的存储、传送及追踪等流通及物流领域，电子图书馆，电子支付，保安等许多产业领域广泛适用。

RFID是 Reader 标签进行传递,从微波收到的微波能量，得到的会激活 , 激活的标签是内置的读写传送信息。此时, 被动型rfid在 收到的微波中可以得到能源，主动式内置的是不同的获得能源的电池。

现在在RFID中使用的是135kHz、13.56MHz、860-960MHz及2.45GHz等频率，频率越高识别速度越快并且对环境更敏感。

这种RFID Tag，目前已经制作出很多种形态，并且贴在很多空间物体，然而这些RFID Tag有着难以缩小天线大小的缺点，如果强行缩小天线的大小会降低识别性能。并且RFID芯片靠近金属材质，受热后识别率明显降低，导致金属用Tag和非金属用Tag被分开使用的问题。一般常温中使用的产品和在高温中或液体中使用的Tag被分开使用的现象都在实际使用中带来了不少的繁琐和麻烦。

RFID系统构成中，RFID Tag由储存每个物品固有信息的微芯片（IC）和把信息传送给Reader的天线组成。特别是超高频（UHF）区域的RFID系统是利用由读写器（reader）发射电波到TAG，然后从TAG传送固有信息到读写器的反向散射方式（Backscatter）。在这样的反向散射方式中，天线的散射横截面对TAG天线的性能有重要作用。其中散射横截面具有面积单位，当读写器和TAG间的距离一样的时候，散射横截面与读写器的接受功率是成比例的。

RFID标签的要求是：

1）小的物理大小

2）相对大点RCS（Radar Cross Section）

3）全方向性散射

4）对附着的物体的电磁特性不敏感（一般指介电率、磁导率和电导率）

5）与芯片的阻抗共轭匹配容易，并且制作简单。

6）无关测试方向高效率（小损失）

7) 低成本。

普通芯片的的阻抗(impedance）电阻（resistance，R，实数部）部分和电抗（reactance，X，虚数部）部分组成。

虽然不同厂商制作出来的产品特性都有一点不同，但是报告中显示:一般芯片的电阻在900MHz区域为3~100Ï，电抗为-300~-100Ï。一般TAG芯片的RF FRONT-END是由肖特基二极管（Shottky Diode)和利用电容器的整流电路组成，因此它的阻抗具有负值（即具有容量性）。

为了与这样的芯片阻抗共轭匹配，与之绑定的天线的阻抗，也要取其共轭复数，因此天线的阻抗中的电抗要具有正值（即具有诱导性（inductivity））。

RFID TAG是由微芯片（microchip）和天线组成。从读写器发射电波到TAG时，微芯片可以改变其阻抗，从而改变发射（散射）到读写器的电能。这时读写器可以辨别收到的电能大小，从而识别芯片的固有信息。即芯片具有的固有信息是由芯片阻抗的变化驱动RCS的变化进而传送到读写器的结果。一般，芯片的阻抗要在短路和整合的状态下变化。

技术实现要素：

为解决现有技术和实际情况中存在的上述问题，本实用新型提供一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签，它可以缩小RFID Tag的大小，在缩小大小的情况下，增大其识别性能，Tag在常温和高温或在液体中都可以适用。

本实用新型是采用以下技术方案实现的，一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签，包括为了提高识别性能的地面介质层、在地面介质层的上侧叠层的陶瓷层、在陶瓷层的上侧形成的天线、置在陶瓷层的上侧并且与天线电连接的Tag芯片，所述Tag芯片和天线外面设有绝缘层。

优选地，所述天线设有沿侧面延伸的侧面延长部分。

优选地，所述陶瓷层和地面介质层邻近侧面设有贯通孔，所述天线侧面延长部分穿过所述贯通孔。

优选地，所述天线在四周侧面设有沿侧面延伸的侧面延伸部分。

优选地，所述天线为偶极子天线。

优选地，所述Tag芯片定位于临近陶瓷层的一边或一角。

优选地，所述Tag芯片位于陶瓷层的中心位置。

优选地，所述天线以Tag芯片为中心左右对称设置。

本实用新型一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签设有可提高识别性能的地面介质层；在地面介质层上侧的陶瓷层；在陶瓷层上侧形成的偶极子天线；与陶瓷层上侧的天线电连接的Tag芯片；把地面介质层和陶瓷层叠层以后烧制制作，或先把每个层都各自烧制后再利用粘贴手段粘贴在一起制作，拥有高介电常数(电容率)的陶瓷层上形成天线的形状。

本实用新型通过利用高介电常数的陶瓷层，使得可以制作极小形Tag、缩小Tag的大小。并且叠层了地面介质层，因此在金属表面也有优秀的识别性能，使得可以在医疗器材使用。因为还有耐热、防水性能，也适用于医疗用输液管理和高温液体环境。

附图说明

图1是本实用新型一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签的立体示意图。

图2是本实用新型一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签的示意图侧面图。

图3是本实用新型一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签的透视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签，包括为了提高识别性能的地面介质层1、在地面介质层1的上侧叠层的陶瓷层2、在陶瓷层2的上侧形成的天线5、置在陶瓷层2的上侧并且与天线5电连接的Tag芯片4,绑定芯片以后用环氧树脂(Epoxy)或陶瓷盖密封，形成绝缘层3。

地面介质层1可以提高Tag在金属表面的识别能力，地面介质层1可以利用Au,Al,Cu,Ag 等传导性物质制作。本实施例中利用银浆制作“层”型，也可以使用其他的封闭材料层。

陶瓷层2用高介电常数的陶瓷制作。介电常数可以根据产品的种类确定，即按需要可以在10-160范围内任意选择。

本实施例中，地面介质层1和陶瓷层2叠层塑形后由烧制黏在一起。也可以每个层各自烧制后用粘着剂等粘着手段(透明导电胶带或焊接、铜焊)黏在一起。

可以多样化制作上述层厚，因此可以整体缩小RFID Tag的大小，实现小型化。本实施方案中两个层，叠层后的多层体的厚度应在100μm-100mm范围内选择是有效的。如果选择的厚度小于100μm会降低工作效率，如果厚度大于100mm就会显得有点笨重，弱化了小型化的优势。

天线5在陶瓷层2上侧利用丝网印刷(Silk Printing)或移印(Pad Printing)制作是一个有效的方法。如图1、图2、图3所示，天线5在陶瓷层上侧左右对称，天线5在侧面延长形成天线侧面延长部分6，所述陶瓷层2和地面介质层1邻近侧面设有贯通孔7，所述天线侧面延长部分穿过所述贯通孔7。

天线5也可以与本实施例不一样，是蛇行形状摆设。

天线5在从芯片4的连接部分到延长部分取蛇行形状或左右对称形状。这样可以在一定的面积内最大化天线的长度。

Tag芯片4，如图1所示，位于陶瓷层2的中心位置，这种情况下，天线5按左右对称的形式延长到陶瓷层的两边。这种情况下，天线的长度可以调整，这样可以通过改变天线（5）的形状从而改变天线的长度，制作不同的RFID TAG，用于不同领域。

Tag芯片（4）也可以位于陶瓷层的一角。优选装在四边形的陶瓷层（2）的一边的邻接区域。那么天线（5）的芯片的接触部分也位于陶瓷层的一边的邻接区域，然后天线从这一边按锯齿形状(ZigZag)延长到另一边。

安有Tag芯片的天线层用绝缘层(印刷，或sheet形态)保护。

本实用新型一种利用陶瓷叠层制作金属、非金属和液体共用的RFID电子标签的制作方法为：

1) 先准备介电常数为10-160的四边形的陶瓷层2和地面介质层1；

2）在陶瓷层2上形成天线5；

3）形成天线的形状的陶瓷层2和地面介质层1叠层成为多层体，天线5的一侧或中心部装Tag芯片4；

4）在Tag芯片4和天线5外面形成绝缘层3；

5）对层压的产品烧结：把地面介质层和陶瓷层叠层以后烧制制作，或先把每个层都各自烧制后再利用粘贴手段粘贴在一起制作；

6）设立环氧树脂装饰线和层相互结合一起。

陶瓷层和地面介质层的制作方法为：

地面介质层的制作是利用磁性体物质制作泥浆，用刮涂法制作具有合适厚度的模板层，或在制作陶瓷模板层的过程中加入磁性体物质；地面介质层的制作是利用磁性体物质制作泥浆，然后用刮涂法制作具有合适厚度的模板层，或在制作陶瓷模板层的过程中加入磁性体物质。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。