专利名称：一种陶瓷基板和电子标签的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射频识别领域，尤其涉及一种陶瓷基板和电子标签。
背景技术：
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是物联网的一个重要分支，主要由阅读器和电子标签两部分组成。电子标签为载体，可记录人员或者物品的信息， 阅读器则可以获取甚至更改标签里面的信息，进而对人员或者物品进行跟踪或管理。射频识别技术在物流、交通、军事、农业、畜牧业以及医疗等行业应用前景广阔。由于金属对电磁波具有反射效应，使得目前常用的电子标签无法直接应用在金属表面，为了解决这一瓶颈，电子标签天线需要做一些特殊设计，如设计成微带天线，将金属表面作为接地面来使用，此类标签称之为抗金属标签或者金属标签。抗金属标签的基材多用FR4，通过FR4双面敷铜的PCB加工工艺，个别抗金属标签也有将FR4上进行金属化孔实现两个不同面的导通。但FR4基板的缺点是介电常数很低，只有4. 4，损耗又很大，约为 0.02，要使标签在金属表面被良好地识别，FR4基板必须做得较大较厚。这些材料特性限制了标签的应用范围，尤其在一些体积较小的金属环境中如昂贵的小型金属和枪支等，这些标签应用起来很困难。
实用新型内容本实用新型提供一种陶瓷基板和电子标签，要解决的技术问题是如何在体积较小的金属上采用射频识别技术的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案一种陶瓷基板，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板顶部，其中所述凹槽与所述陶瓷基板有一共有侧边沿；其中所述陶瓷基板的顶部有一第一辐射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二辐射面和第三辐射面，其中所述第二辐射面和第三辐射面不连通，所述第三辐射面与所述第一辐射面连通，所述第二辐射面和所述陶瓷基板的底部金属面连通，其中所述第二辐射面和第三辐射面均有一块金属体，用以连接外部芯片。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述共用侧边沿有一第一开口，所述第二辐射面经所述第一开口与所述陶瓷基板的底部金属面连通。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述第一辐射面为“凹”字形辐射面，且所述第一辐射面的开口方向为所述凹槽方向。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述第二辐射面和第三辐射面为“L”形， 且开口方向相对。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述陶瓷基板的凹槽里还有第四辐射面，形状为矩形；[0015]所述共有侧边沿包括一第二开口，所述第四辐射面经所述第二开口与所述陶瓷基板的底部金属面连通。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述第一开口和所述第二开口为长方体或正方体。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述凹槽刷漆后的高度等于所述陶瓷基板顶部刷漆后的高度。优选的，所述陶瓷基板还具有如下特点所述陶瓷基板为长方体。一种电子标签，包括上文所述的陶瓷基板；一芯片，包括第一连接部和第二连接部，其中所述第一连接部与所述第二辐射面上的金属体相连，所述第二连接部与所述第三辐射面上的金属体相连。优选的，所述电子标签还具有如下特点所述芯片倒封装在所述凹槽里的天线上， 其中芯片的外围进行了封胶处理。与现有技术相比，本实用新型提供的陶瓷基板，上部有至少3个辐射面，并通过顶部的凹槽安装芯片，尺寸小，安装方便。另外，与现有技术相比，本实用新型提供的电子标签，通过在凹槽上安装芯片，实现了在体积较小的金属上采用射频识别技术。除此之外，本实用新型所提供的电子标签，抗金属效果好，应用范围广，可靠性高，性能稳定，易加工。
图1为本实用新型提供的电子标签应用实例的立体图；图2为本实用新型提供的电子标签应用实例的俯视图；图3为本实用新型提供的电子标签应用实例的侧视图；图4为本实用新型所提供的电子标签的阻抗曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本实用新型提供的陶瓷基板，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板顶部，其中所述凹槽与所述陶瓷基板有一共有侧边沿；其中所述陶瓷基板的顶部有一第一辐射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二辐射面和第三辐射面，其中所述第二辐射面和第三辐射面不连通，所述第三辐射面与所述第一辐射面连通，所述第二辐射面和所述陶瓷基板的底部金属面连通，其中所述第二辐射面和第三辐射面均有一块金属体，用以连接外部芯片。通过在凹槽上两个辐射面上的金属体来安装芯片，可以充分利用了陶瓷基板的空间。
4[0036]可选的，为了避免直接经基板侧边相连会容易因磕碰造成连通失败，本实用新型提出，所述共用侧边沿有一第一开口，所述第二辐射面经所述第一开口与所述陶瓷基板的底部金属面连通。其中为了更好的接受信号，所述第一辐射面为“凹”字形辐射面，且所述第一辐射面的开口方向为所述凹槽方向。其中所述第二辐射面和第三辐射面为“L”形，且开口方向相对。可选的，所述陶瓷基板的凹槽里还有第四辐射面，形状为矩形；所述共有侧边沿包括一第二开口，所述第四辐射面经所述第二开口与所述陶瓷基板的底部金属面连通。其中所述第一开口和所述第二开口为长方体或正方体，以方便该陶瓷基板固定在其他部件上。其中所述凹槽刷漆后的高度等于所述陶瓷基板顶部刷漆后的高度，以保证陶瓷基板底部的平整。为了方便生产和使用，所述陶瓷基板为长方体。另外，本实用新型还提供一种电子标签，包括上文所述的陶瓷基板；一芯片，包括第一连接部和第二连接部，其中所述第一连接部与所述第二辐射面上的金属体相连，所述第二连接部与所述第三辐射面上的金属体相连。其中上文所述的第一连接部和第二连接部可以为PAD(焊盘)点。以下以一具体应用实例来说明RFID的应用中，标签天线的阻抗与芯片的阻抗均不再是传输线的50 Ω或75 Ω，而是复阻抗，只有当标签天线的阻抗与芯片的阻抗共轭匹配时，标签才能进行最大能量的传输。参见图1和图4，以下结合某厂家的芯片及根据芯片设计出的标签天线，对本发明进行详细说明。该厂家的芯片阻抗在840MHz 845MHz范围内的阻抗在45_j880附近，为了使得天线的设计阻抗在45+j880附近，标签天线基板①采用的相对介电常数为36，损耗角正切为0. 001，厚度为2mm。通过电磁场仿真，得到的天线阻抗如图3所示，840MHz 845MHz 的天线阻抗实部在35 80之间，虚部在600 950之间，此范围内标签天线与芯片的阻抗能够较好地匹配。如果陶瓷基板的外侧面与上下面之间若直接采用银浆天线印刷，则外侧面与上下层金属体的衔接处的银浆天线往往容易受到摩擦或碰撞而断开，而使得上下两层的金属体无法导通。为此可以将银浆印刷在基板与凹槽的共有侧边沿的开口位置上，从而实现陶瓷基板上不同层上的金属体的稳定连接。参见图1 3，标签天线基板的尺寸为25mmX15mmX2mm，基板上设有两个开口 (位置④和⑤处)和凹槽(②)，凹槽的尺寸为IOmmX 12mmX0. 5mm。标签天线采用在陶瓷基板上银浆印刷的形式实现，天线单元主要由陶瓷基板底部的金属接地面⑦、凹槽里的辐射面⑧、陶瓷基板顶部③上的辐射面⑨组成，金属接地面⑦与凹槽里的金属体通过两个开口(④和⑤)的侧面印刷的银浆相连接，凹槽的辐射面与基板顶部的辐射面⑨则通过位置 ⑥的侧面处印刷的银浆相连。为了降低芯片阻抗对电子标签性能的影响，所述芯片倒封装在所述凹槽里的天线上，其中芯片的外围进行了封胶处理。其中，所述陶瓷基板上的凹槽的尺寸为IOmmX 12mmX0. 5mm，凹槽面上不仅包含了部分金属辐射面，还连接了陶瓷基板底部的金属接地面和顶部的金属辐射面，同时射频识别的芯片也倒装在凹槽面上的两段金属体(两段金属体间隙为0. 2mmX 1.0mm)上，一段连接着金属接地面，一段连接着金属辐射面；当芯片倒装完成后，对芯片进行封胶，然后在整个陶瓷基板上刷漆，基板的底部和顶部可以用较薄的一层漆，由于芯片处在凹槽中，凹槽部分刷漆的厚度适当厚一些，最终既可以保证整个陶瓷标签外观上的平整，又提高了芯片的隐蔽性和安全型，同时又不增加整个陶瓷板的厚度。芯片与天线的连接工艺主要有两种方式倒装和绑定。绑定是用金线或铝线把芯片上的凸点与天线上的金属部分连接，绑定对天线的基材没有特殊要求；而倒装则是在一定的时间、温度、压力作用下利用导电胶将芯片的凸点与天线的金属部分直接接触，倒装多用于柔性基材，对于比较薄且热传导性好的硬性基材也可以实现。由于本发明中芯片放置在在凹槽内，芯片面与接地面厚度只有1.5mm，且选用的基材热传导性好，因此可以采用倒装的方法实现。另外绑定时从芯片上拉出的金线或者铝线实际上是增加了两个电感Ll和 L2，会影响到天线的谐振频率，由于这两条焊线在实际加工中难以保证长短以及弧度一致， 会带来标签的一致性问题，尤其是本示例中芯片阻抗的虚部非常大，绑定的差异对标签天线的虚部影响较大，进而对标签自身的性能有较大的影响；而倒装则采用了最短路径法，一致性非常好。用导电胶将芯片倒装在凹槽里面的位置⑩处，位置⑩将银浆天线隔成两部分，一部分连着接地面，一部分连着辐射面，间隙尺寸为0. 2mmX 1mm。芯片倒装完成后，为了更好地保护芯片，还需要在芯片上做封胶处理，然后在整个基板上刷漆，保持标签的表面平整。本实用新型提供的电子标签，标签尺寸小，安装方便，抗金属效果好，应用范围广， 可靠性高，性能稳定，易加工。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
权利要求1.一种陶瓷基板，其特征在于，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板顶部，其中所述凹槽与所述陶瓷基板有一共有侧边沿；其中所述陶瓷基板的顶部有一第一辐射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二辐射面和第三辐射面，其中所述第二辐射面和第三辐射面不连通，所述第三辐射面与所述第一辐射面连通，所述第二辐射面和所述陶瓷基板的底部金属面连通，其中所述第二辐射面和第三辐射面均有一块金属体，用以连接外部芯片。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述共用侧边沿有一第一开口，所述第二辐射面经所述第一开口与所述陶瓷基板的底部金属面连通。
3.根据权利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述第一辐射面为“凹”字形辐射面， 且所述第一辐射面的开口方向为所述凹槽方向。
4.根据权利要求1至3任一所述的陶瓷基板，其特征在于，所述第二辐射面和第三辐射面为“L”形，且开口方向相对。
5.根据权利要求4所述的陶瓷基板，其特征在于所述陶瓷基板的凹槽里还有第四辐射面，形状为矩形；所述共有侧边沿包括一第二开口，所述第四辐射面经所述第二开口与所述陶瓷基板的底部金属面连通。
6.根据权利要求5所述的陶瓷基板，其特征在于，所述第一开口和所述第二开口为长方体或正方体。
7.根据权利要求1所述的陶瓷标签，其特征在于，所述凹槽刷漆后的高度等于所述陶瓷基板顶部刷漆后的高度。
8.根据权利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板为长方体。
9.一种电子标签，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的陶瓷基板；一芯片，包括第一连接部和第二连接部，其中所述第一连接部与所述第二辐射面上的金属体相连，所述第二连接部与所述第三辐射面上的金属体相连。
10.根据权利要求9所述的电子标签，其特征在于，所述芯片倒封装在所述凹槽里的天线上，其中芯片的外围进行了封胶处理。
专利摘要本实用新型提供一种陶瓷基板和电子标签，其中所述陶瓷基板，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板顶部，其中所述凹槽与所述陶瓷基板有一共有侧边沿；其中所述陶瓷基板的顶部有一第一辐射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二辐射面和第三辐射面，其中所述第二辐射面和第三辐射面不连通，所述第三辐射面与所述第一辐射面连通，所述第二辐射面和所述陶瓷基板的底部金属面连通，其中所述第二辐射面和第三辐射面均有一块金属体，用以连接外部芯片。
文档编号G06K19/077GK202153366SQ201120236020
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者彭天柱 申请人:中兴通讯股份有限公司