專利名稱：應用于金屬環(huán)境的rfid電子標簽封裝方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是一種實現(xiàn)在金屬材質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境中，基于RFID電子標簽實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、原材料或成品跟蹤、記錄的標簽封裝方法及其裝置，屬于電子制造與信息應用領域。
背景技術(shù)：
隨著電子制造與信息應用技術(shù)的快速發(fā)展，將RFID電子標簽作為數(shù)據(jù)信息載體和反饋終端而植入各類產(chǎn)品、設備中，已經(jīng)成為較為成熟與可行的技術(shù)手段。如在橡膠輪胎生產(chǎn)現(xiàn)場，將RFID電子標簽安裝在纏繞各種膠片的工字輪上，通過 RFID電子標簽本身標識碼的唯一性，對各種用于組裝輪胎胎胚的原料加以標識與區(qū)分。即在膠片存放、運輸與導開輸送的過程中，通過標識碼等重要信息地準確發(fā)送/接收、讀取和識別，實現(xiàn)所有膠片存放與使用狀態(tài)的實時監(jiān)控，RFID電子標簽相當于起到“電子身份證” 的作用。由于橡膠輪胎的生產(chǎn)現(xiàn)場使用多種金屬設備、堆放有金屬部件，在這類金屬環(huán)境下使用RFID技術(shù)實現(xiàn)對原料的標識、追溯時，將會對RFID電子標簽的讀取產(chǎn)生較大的電磁干擾，即對無線電磁波的反射形成串擾，導致無法穩(wěn)定準確地采集RFID電子標簽數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失、串讀的現(xiàn)象。另外，將RFID電子標簽安裝于如工字輪等物料載體上，在使用輸送、導開等外力設備(如叉車)時，較易產(chǎn)生針對電子標簽的碰撞、刮擦而損壞。目前應用于金屬環(huán)境的條件限制與現(xiàn)狀，要求針對RFID電子標簽封裝方法及其裝置具備較高的抗電磁干擾和抗金屬特性、抗物理損壞的特點，可是當前技術(shù)能力與現(xiàn)場安裝方案難以達到上述要求，以上技術(shù)局限性仍較為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法及其裝置，在于解決上述現(xiàn)有問題而將RFID電子標簽按特定規(guī)范植入到金屬管以形成良好電磁屏蔽，并在此基礎上對于標簽采取金屬涂層等手段以形成相對于金屬設備表面的二次反射，以顯著降低金屬表面渦流對標簽天線磁場的反作用。本發(fā)明的目的在于，降低金屬環(huán)境對于RFID電子標簽產(chǎn)生的電磁干擾和反射形成的串擾，保證穩(wěn)定、準確地采集標簽數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生丟失或串讀。另一發(fā)明目的是，有效地控制并降低金屬部件表面對標簽天線產(chǎn)生的二次反射， 降低電磁渦流在天線場中起到的反作用。發(fā)明目的還在于，提高RFID電子標簽安裝的物理可靠性，防止因外力產(chǎn)生損壞， 延長其使用壽命。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法是RFID電子標簽整體地封裝于絕緣材料封裝膜中，
封裝后的RFID電子標簽植入到金屬管內(nèi)部，植入深度不超過5毫米，RFID電子標簽與金屬管內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。如上述基本方案，封裝于絕緣材料中的RFID電子標簽，在植入到金屬管內(nèi)部以后，通過金屬管形成良好電磁屏蔽，從而能夠有效地降低金屬環(huán)境對于RFID電子標簽在數(shù)據(jù)讀取和發(fā)送過程中產(chǎn)生的電磁干擾或是通過反射形成的串擾，數(shù)據(jù)丟真度較低。為進一步地提高植入金屬管以后的通信穩(wěn)定性，從解決天線增益與發(fā)射功率的角度出發(fā)，可以采取的改進措施是，植入RFID電子標簽的金屬管開口部，與植入后的RFID電子標簽表面夾角不大于30°。按上述改進方案，天線的極化方向使得RFID電子標簽獲得足夠的電容耦合能量， RFID電子標簽的激活范圍進一步地擴大、而且場強得以進一步增強。較為優(yōu)選的實施方式是，金屬管整體選用過氧鐵材料，過氧鐵材料主要是指 Fe3O4 (四氧化三鐵)，也稱為磁性氧化鐵。采用如狗304(四氧化三鐵)的過氧鐵材料，旨在不加設外電磁場的情況下就會自發(fā)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，其自發(fā)極化的方向能夠被外加電磁場反轉(zhuǎn)或重新定向，這樣過氧鐵材料的金屬殼對射頻信號的影響較其他材料的金屬介質(zhì)低很多，可以最大限度提高電子標簽激活距離。為達到有效控制并降低金屬部件表面對標簽天線產(chǎn)生的二次反射，RFID電子標簽封裝于封裝膜之前，在基板的底部、與天線和芯片相對的一側(cè)面涂覆有導電性能良好的金屬涂層。在基板底部涂覆金屬涂層，使得RFID電子標簽擁有良好的抗金屬特性，在金屬部件或設備表面時就相當于產(chǎn)生二次反射，較為顯著地降低了金屬表面渦流對天線場的反作用。較為優(yōu)選的實施方式是，所述的金屬涂層選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間?；谏鲜龌诮饘侪h(huán)境的RFID電子標簽封裝方法的改進，本發(fā)明還提供如下具體封裝裝置的結(jié)構(gòu)設計。所述的封裝裝置包括有，RFID電子標簽，其具有一基板、以及安裝于基板一側(cè)的天線和芯片；封裝膜，用于將RFID電子標簽整體地封裝于其中，封裝膜由絕緣材料構(gòu)成；金屬管，用于將封裝后的RFID電子標簽植入其中，植入深度不超過5毫米，RFID電子標簽與金屬管內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。針對RFID電子標簽植入金屬管結(jié)構(gòu)參數(shù)的改進是，植入RFID電子標簽的金屬管開口部，與植入后的RFID電子標簽表面夾角不大于30°，RFID電子標簽的天線的發(fā)射功率不低于30dBmo針對金屬管選材方案的細化是，金屬管整體選用過氧鐵材料。針對RFID電子標簽封裝的結(jié)構(gòu)改進是，在基板的底部、與天線和芯片相對的一側(cè)面涂覆有導電性能良好的金屬涂層。其中，所述的金屬涂層可以選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間。綜上內(nèi)容，本發(fā)明應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法及其裝置具有如下優(yōu)點和有益效果
1、能夠顯著地降低金屬環(huán)境對于RFID電子標簽產(chǎn)生的電磁干擾和反射形成的串擾，保證穩(wěn)定、準確地采集標簽數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生丟失或串讀。2、有效地控制并降低金屬部件表面對標簽天線產(chǎn)生的二次反射，降低電磁渦流在天線場中起到的反作用。3、能夠提高RFID電子標簽安裝的物理可靠性，防止因外力產(chǎn)生損壞，延長其使用
壽命ο


現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。圖1是所述RFID電子標簽封裝前的示意圖；圖2是RFID電子標簽封裝于封裝膜中的示意圖；圖3是RFID電子標簽植入金屬管的示意圖；圖4是RFID電子標簽封裝裝置安裝于工字輪的示意圖。 圖5是RFID數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)進行的讀取測試數(shù)據(jù)圖。如圖1至圖4所示，RFID電子標簽1，封裝膜2，金屬管3，工字輪4，封裝裝置5，基板10，天線11，芯片12，金屬涂層13。
具體實施例方式實施例1，如圖1至圖3所示，應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法，具有如下實現(xiàn)步驟在RFID電子標簽1的基板10頂部，設置并安裝天線11和芯片12，在基板10底部涂覆有導電性能良好的金屬涂層13，即涂覆2毫米厚度的銅漆；將RFID電子標簽1整體地封裝于絕緣材料的封裝膜2中，如封裝膜2采用PVC材料；封裝后的RFID電子標簽1植入到金屬管3內(nèi)部，植入深度為3毫米，RFID電子標簽1與金屬管3內(nèi)部邊緣距離為2毫米；金屬管3整體選用過氧鐵材料；金屬管3開口部與植入后的RFID電子標簽1表面夾角不大于30°，且天線11的發(fā)射功率不低于30daii?；谏鲜鰧崿F(xiàn)的封裝方法，應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝裝置主要包括有，RFID電子標簽1，其具有基板10、以及安裝于同一側(cè)的天線11和芯片12，在基板 10的另一側(cè)涂覆有厚度達2毫米的銅漆的金屬涂層13。封裝膜2，用于將RFID電子標簽1整體地封裝于其中，封裝膜2由絕緣材料PVC構(gòu)成；金屬管3，用于將封裝后的RFID電子標簽1植入其中，植入深度不超過5毫米， RFID電子標簽1與金屬管3內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米，金屬管3整體選用過氧鐵材料。金屬管3開口部與植入后的RFID電子標簽1表面夾角不大于30°，天線11的發(fā)射功率不低于30daii。
如圖4所示，將上述RFID電子標簽封裝裝置5，應用于橡膠輪胎生產(chǎn)現(xiàn)場的工字輪 4上，封裝裝置5位于工字輪4的中間位置，嵌入到工字輪4碳鋼方管內(nèi)3mm深度，開口尺寸為100*20毫米，封裝裝置5的尺寸為96*16毫米。標簽正表面垂直向外、并與RFID閱讀天線形成較好的配合。每一個工字輪4安裝有6個標識號相同的標簽，每一側(cè)3個標簽且均勻、對稱地分布于工字輪4表面。又如下表所示的使用本實施例封裝方法，基于RFID數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)進行的測試對比。該測試對比使用RFID被動超高頻電子標簽，工作頻率為915MHz。讀取器為固定式RFID超高頻讀取器、分體式獨立天線，天線增益為5. Sdbi0數(shù)據(jù)載波協(xié)議為IS0-18000-6C ；讀取器天線和標簽的距離約為1米，并且僅對標簽進行讀操作、不進行寫操作。
權(quán)利要求
1.一種應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法，其特征在于RFID電子標簽(1)整體地封裝于絕緣材料封裝膜O)中，封裝后的RFID電子標簽(1)植入到金屬管(3)內(nèi)部，植入深度不超過5毫米，RFID電子標簽(1)與金屬管(3)內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法，其特征在于植入RFID電子標簽(1)的金屬管(3)開口部，與植入后的RFID電子標簽(1)表面夾角不大于 30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法，其特征在于金屬管(3)整體選用過氧鐵材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法，其特征在于RFID電子標簽⑴封裝于封裝膜(2)之前，在基板(10)的底部、與天線(11)和芯片 (12)相對的一側(cè)面涂覆有導電性能良好的金屬涂層(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法，其特征在于所述的金屬涂層(1 選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間。
6.一種應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝裝置，其特征在于包括有，RFID電子標簽(1)，其具有一基板(10)、以及安裝于基板(10) —側(cè)的天線(11)和芯片 (12)；封裝膜O)，用于將RFID電子標簽(1)整體地封裝于其中，封裝膜O)由絕緣材料構(gòu)成；金屬管(3)，用于將封裝后的RFID電子標簽(1)植入其中，植入深度不超過5毫米， RFID電子標簽(1)與金屬管(3)內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝裝置，其特征在于植入RFID電子標簽(1)的金屬管(3)開口部，與植入后的RFID電子標簽(1)表面夾角不大于 30°。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝裝置，其特征在于金屬管(3)整體選用過氧鐵材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝裝置，其特征在于在基板(10)的底部、與天線(11)和芯片(12)相對的一側(cè)面涂覆有導電性能良好的金屬涂層(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝裝置，其特征在于 所述的金屬涂層(1 選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間。
全文摘要
本發(fā)明所述應用于金屬環(huán)境的RFID電子標簽封裝方法及其裝置，將RFID電子標簽按特定規(guī)范植入到金屬管以形成良好電磁屏蔽，并在此基礎上對于標簽采取金屬涂層等手段以形成相對于金屬設備表面的二次反射，以顯著降低金屬表面渦流對標簽天線磁場的反作用。目的在于降低金屬環(huán)境對于RFID電子標簽產(chǎn)生的電磁干擾和反射形成的串擾，保證穩(wěn)定、準確地采集標簽數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生丟失或串讀。所述封裝方法是，RFID電子標簽整體地封裝于絕緣材料封裝膜中，封裝后的RFID電子標簽植入到金屬管內(nèi)部，植入深度不超過5毫米，RFID電子標簽與金屬管內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。
文檔編號G06K19/077GK102479337SQ20101057639
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者丁俊, 嚴繼恒, 王曙光, 董蘭飛, 袁仲雪, 鄔立春, 陳海軍 申請人:軟控股份有限公司