专利名称：具有电容负载的射频识别标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种射频识别(RFID)标签，特别是涉及ー种具有电容负载的射频识别标签。
背景技术：
射频识别标签是直接贴附于商品上，所以在使用上会遭遇到诸多的问题。在公知技术中造成系统无法读取到RFID标签中的识别数据，如金属材质包装的商品、内容物为液态的商品等；特别是金属物品上的应用，由于金属可视为良好的导体，对于电磁波而言为完美的反射面，因此将RFID标签贴附于金属物时，往往造成信号的干扰，使得靠近金属物的天线无法有效接收与发射电磁波，造成系统有效读取距离由数公尺缩减至1-2公分以内，甚至完全失效。
为将RFID技术应用于金属物品上，如汽车组件、货柜、エ业设备等，公知技术中亦有开发出金属物品专用的RFID标签，但公知RFID标签的体积过大、成本高昂，因此开发小尺寸、低成本的金属专用的RFID标签，仍是公知技术无法达到的目标。另外，近来RFID技术的发展，已逐渐朝向逐一产品导向(item-level)的方向迈进，这使得RFID标签的设计走向更小型化的需求。在公知逐一产品导向的RFID标签设计中，其以提供所需的电感性阻抗(inductive reactance)为主,而此电感性的设计完全取决于电流回路路径的长短，因此受限于物理特性的限制，要设计出高电感性的标签天线，则其尺寸便相対的比较大，故不易实现再縮小化的要求。因此，有必要提供创新且进步性的具有电容负载的射频识别标签，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供ー种具有电容负载的射频识别(RFID)标签，包括天线单元、电容负载及射频识别装置。该天线単元包含ニ个金属片及导电基板，该ニ个金属片位于该导电基板的上方相对位置且电连接该导电基板。该电容负载电连接该ニ个金属片。该射频识别装置以电连接该ニ个金属片或耦合的方式对该天线单元进行馈入。本发明的具有电容负载的射频识别标签可以大幅降低操作频率，因此可在相同天线单元尺寸下，获得较高虚部阻抗，以缩小射频识别标签的尺寸，并具有重量轻、制作容易且后续结构调整弹性大的功效。
图I不出本发明的具有电容负载的射频识别(RFID)标签的第一实施例的不意图； 图2至7示出本发明第一实施例的具有电容负载的射频识别标签的五种不同样式的示
意 图8示出本发明的具有电容负载的射频识别标签的第二实施例的示意图；图9示出射频识别标签的阻抗特性及操作频率的图 '及
图10示出本发明的具有电容负载的射频识别标签与不具有电容负载的射频识别标签的阻抗特性比较图。
具体实施例方式图I (a)_l (c)及I (a’)_1 (c')分别示出本发明的具有电容负载的射频识别(RFID)标签的第一实施例的ニ种样式的示意图。其中，图I (a)及I (a’)为俯视图；图I (b)及I (b’)为前视图；图1(c)及l(c’)为右侧视图。在以下各图中，同样以(a)及(a’)标示俯视图、
(b)及(b，)标示前视图、(C)及(C，)标示右侧视图。參考图l(a)-l (C)，在本实施例中，该具有电容负载的射频识别标签I包括天线単元11、电容负载12及射频识别装置13。该天线単元11包含ニ个金属片111及导电基板 112，该ニ个金属片111位于该导电基板112的上方相对位置且电连接该导电基板112。 在本实施例中，该天线单元11另外包含ニ个导电部113，该导电部113分别电连接该金属片111及该导电基板112。该导电部113可为导电柱或导电片。每个金属片111包含相対的第一侧边114及第ニ侧边115，该金属片111的第一侧边114接近且相对，使得该金属片111间隔一定距离。在本实施例中，该导电部113为导电柱，该导电柱分别靠近该金属片111的第二侧边115且位于该金属片111与该导电基板112之间(參考图1(b)及1(c))。在其它应用中，该导电部113可为导电片，该导电片分别电连接该金属片111的第二侧边115及该导电基板112的相对ニ侧边(參考图I (b’)及I (ど))。在本实施例中，该电容负载12跨越该第一侧边114并电连接该金属片111，且该射频识别装置13跨越该第一侧边114并电连接该金属片111。要注意的是，在其它应用中，该射频识别装置13可包含射频识别芯片131及金属带132，该金属帯132的ニ端连接该射频识别芯片131的ニ端以形成循环结构，该射频识别装置13设置于该金属片111间所形成的凹ロ 110中，以耦合的方式对该天线单元11进行馈入(如图2所示)。或者，该射频识别装置13可另外包含射频识别芯片133及ニ侧翼金属片134，该ニ侧翼金属片134设置于介电垫材14的表面，该射频识别芯片133电连接该ニ侧翼金属片134，该射频识别装置13间隔该介电垫材14且位于该金属片111的上方相对位置，以耦合的方式对该天线单元11进行馈入(如图3所示)。在图I (a)-I (C)中，该电容负载12为SMD(表面安装器件,Surface Mount Device)电容器组件。要注意的是，该电容负载12可包含负载介电材质121及金属层122，该负载介电材质121设置于该金属片111与该金属层122之间(如图4所不)。或者,该电容负载12可另外包括四个第一延伸片123，每个第一延伸片123在靠近第一侧边114处连接金属片111的第三侧边116，并朝接近第二侧边115方向延伸且实质上平行第三侧边116。其中，每个金属片111的相对ニ个第三侧边116位于第一侧边114与第二侧边115之间(如图5所示)。每个第一延伸片123与位于第三侧边116的部分金属片111产生电容负载。或者，该电容负载12可另外包括ニ个第二延伸片124，该第二延伸片124位于该金属片111的相同一侧，每个第二延伸片124在靠近第一侧边114处连接金属片111的第三侧边116，且实质上平行第三侧边116地朝接近第二侧边115方向延伸再折回朝接近第一侧边114方向延伸，又延伸至接近另ー侧的第二侧边115。该第二延伸片124延伸交错形成指叉结构(如图6所示)。或者，该电容负载12可包括ニ个第二延伸片124及ニ个第三延伸片125，该第三延伸片125及该第二延伸片124设置于该金属片111的相对ニ侧，姆个第三延伸片125在靠近第一侧边114处连接金属片111的第三侧边116，且实质上平行第三侧边116地朝接近第ニ侧边115方向延伸再折回朝接近第一侧边114方向延伸，又延伸至接近另ー侧的第二侧边115。该第二延伸片124及该第三延伸片125各延伸交错形成指叉结构(如图7所示)。參考图8 (a) -8 (c)及8 (a’)_8 (c')，其分别示出本发明的具有电容负载的射频识别标签的第二实施例的ニ种样式的示意图。本实施例的具有电容负载的射频识别标签2与第一实施例的具有电容负载的射频识别标签1(图7)大致相同，其不同处在于天线单元21 的结构。在本实施例中，该天线単元21另外包含至少ー个基板金属层211及基板介电材质212，该至少ー个基板金属层211设置于该金属片111与该导电基板112之间，该基板介电材质212设置于该至少ー个基板金属层211与该金属片111之间以及该至少ー个基板金属层211与该导电基板112之间。其它与第一实施例的具有电容负载的射频识别标签I (图7)相同部分是以相同组件符号表示，且在此不再加以赘述。可理解的是，该天线单元21的导电部213可为导电柱或导电片。该天线単元21亦可另外包含如图4、5或6所示的任ー种电容负载12的结构。本发明的具有电容负载的射频识别标签I、2可设计为具有UHF、2. 45GHz或5. 8GHz的频段，在应用方面可设置于金属材质产品的表面，进行金属材质产品的管理(例如库存管理)。图9(a)示出射频识别标签的阻抗特性图；图9(b)示出射频识别标签的操作频率图。在图9(a)中，射频识别标签的操作频率落在Fcto (约1500MHz);在图9(b)中，射频识别标签的目标操作频率落在Fc^ag (约930MHz)。本发明的具有电容负载的射频识别标签具有电容负载，可将其操作频率大幅降低，使其操作频率落在目标操作频率Fc^agt5參考图10，其示出本发明的具有电容负载的射频识别标签与不具有电容负载的射频识别标签的阻抗特性比较图。其中，虚线LI为本发明的具有电容负载的射频识别标签的实部阻抗曲线，实线L2为本发明的具有电容负载的射频识别标签的实部阻抗曲线；虚线L3为不具有电容负载的射频识别标签的实部阻抗曲线，实线L4为不具有电容负载的射频识别标签的实部阻抗曲线。图10示出不具有电容负载的射频识别标签的虚部阻抗约为1000Ω，其操作频率Frfnt落在约1900MHz ;图10示出本发明的具有电容负载的射频识别标签的虚部阻抗提高至约为1200 Ω，且其操作频率Feto。大幅降低至约980MHz。另外，比较虚线LI及虚线L3可知，本发明的具有电容负载的射频识别标签的实部阻抗亦高于不具有电容负载的射频识别标签的实部阻抗。综上所述，本发明的具有电容负载的射频识别标签确实可以大幅降低操作频率，因此可在相同天线单元尺寸下，获得较高虚部阻抗，以缩小射频识别标签的尺寸，并具有重量轻、制作容易(可直接以PCB制程大量生产)且后续结构调整弹性大的功效。上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此鉴于此本技术的技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应由随附的权利要求来限定。附图标记
1本发明的第一实施例的具有电容负载的射频识别标签
2本发明的第二实施例的具有电容负载的射频识别标签
11天线单元
12电容负载
13射频识别装置
14介电垫材 21天线单元
110凹ロ
111金属片
112导电基板
113导电部
114第一侧边
115第二侧边
116第三侧边
121负载介电材质
122金属层
123第一延伸片
124第二延伸片
125第三延伸片
131射频识别芯片
132金属带
133射频识别芯片
134侧翼金属片
211基板金属层 212基板介电材质
213导电部
权利要求
1.一种具有电容负载的射频识别(RFID)标签，包括 天线单元，包含二个金属片及导电基板，该金属片位于该导电基板的上方相对位置且电连接该导电基板； 电容负载，电连接该金属片；以及 射频识别装置，以电连接该金属片或耦合的方式对该天线单元进行馈入。
2.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该天线单元另外包含二个导电部，分别电连接该金属片及该导电基板。
3.如权利要求2的射频识别标签，其中该导电部为导电柱或导电片。
4.如权利要求3所述的射频识别标签，其中每个金属片包含相对的第一侧边及第二侧边，该金属片的第一侧边接近且相对，该导电柱分别靠近该金属片的第二侧边且位于该金属片与该导电基板之间。
5.如权利要求3所述的射频识别标签，其中每个金属片包含相对的第一侧边及第二侧边，该金属片的第一侧边接近且相对，该导电片分别电连接该金属片的第二侧边及该导电基板的相对二侧边。
6.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该天线单元另外包含至少基板金属层及基板介电材质，该至少一个基板金属层设置于该金属片与该导电基板之间，该基板介电材质设置于该至少一个基板金属层与该金属片之间以及该至少一个基板金属层与该导电基板之间。
7.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该金属片之间形成凹口，该射频识别装置另外包含射频识别芯片及金属带，该金属带的二端连接该射频识别芯片的二端形成循环结构，该射频识别装置设置于该金属片间所形成的凹口中，以耦合的方式对该天线单元进行馈入。
8.如权利要求I所述的射频识别标签，另外包括介电垫材，该射频识别装置另外包含射频识别芯片及二侧翼金属片，该二侧翼金属片设置于该介电垫材的表面，该射频识别芯片电连接该二侧翼金属片，该射频识别装置间隔该介电垫材且位于该金属片的上方相对位置，以耦合的方式对该天线单元进行馈入。
9.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该电容负载系为SMD(表面安装器件)电容器组件。
10.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该电容负载包含负载介电材质及金属层，该负载介电材质设置于该金属片与该金属层之间。
11.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该电容负载另外包括四个第一延伸片，每个金属片包含相对的第一侧边及第二侧边和二个相对的第三侧边，该金属片的第一侧边接近且相对，每个金属片的二个第三侧边位于第一侧边与第二侧边之间，每个第一延伸片在靠近第一侧边处连接第三侧边，并朝接近第二侧边方向延伸且实质上平行第三侧边。
12.如权利要求I所述的射频识别标签，其中该电容负载另外包括二个第二延伸片，每个金属片包含相对的第一侧边及第二侧边和二个相对的第三侧边，该金属片的第一侧边接近且相对，每个金属片的二个第三侧边位于第一侧边与第二侧边之间，该第二延伸片位于该金属片的相同一侧，每个第二延伸片在靠近第一侧边处连接第三侧边，且实质上平行第三侧边地朝接近第二侧边方向延伸再折回朝接近第一侧边方向延伸，该第二延伸片延伸交错形成指叉结构。
13.如权利要求12所述的射频识别标签，其中该电容负载另外包括二个第三延伸片，该第三延伸片及该第二延伸片设置于该金属片的相对二侧，每个第三延伸片在靠近第一侧边处连接第三侧边，且实质上平行第三侧边地朝接近第二侧边方向延伸再折回朝接近第一侧边方向延伸，该第三延伸片延伸交错形成指叉结构。
14.如权利要求I所述的射频识别标签，其可应用于金属材质产品的库存管理。
15.如权利要求I所述的射频识别标签，其具有UHF、2.45GHz或5. 8GHz其中之一的频段。
全文摘要
本发明涉及一种具有电容负载的射频识别标签，其包括天线单元、电容负载及射频识别装置。该天线单元包含二个金属片及导电基板，该金属片位于该导电基板的上方相对位置且电连接该导电基板。该电容负载电连接该金属片。该射频识别装置以电连接该金属片或耦合的方式对该天线单元进行馈入。藉此，可以大幅降低操作频率，因此可在相同天线单元尺寸下，获得较高虚部阻抗，以缩小射频识别标签的尺寸，并具有重量轻、制作容易且后续结构调整弹性大的功效。
文档编号G06K19/077GK102682329SQ20111006165
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者吴翊安, 陈松琳 申请人:中国钢铁股份有限公司