專利名稱：具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，特別是涉及ー種具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別標(biāo)簽是直接貼附于商品上，所以在使用上會(huì)遭遇到諸多的問題。在公知技術(shù)中造成系統(tǒng)無法讀取到RFID標(biāo)簽中的識(shí)別數(shù)據(jù)，如金屬材質(zhì)包裝的商品、內(nèi)容物為液態(tài)的商品等；特別是金屬物品上的應(yīng)用，由于金屬可視為良好的導(dǎo)體，對(duì)于電磁波而言為完美的反射面，因此將RFID標(biāo)簽貼附于金屬物時(shí)，往往造成信號(hào)的干擾，使得靠近金屬物的天線無法有效接收與發(fā)射電磁波，造成系統(tǒng)有效讀取距離由數(shù)公尺縮減至1-2公分以內(nèi)，甚至完全失效。
為將RFID技術(shù)應(yīng)用于金屬物品上，如汽車組件、貨柜、エ業(yè)設(shè)備等，公知技術(shù)中亦有開發(fā)出金屬物品專用的RFID標(biāo)簽，但公知RFID標(biāo)簽的體積過大、成本高昂，因此開發(fā)小尺寸、低成本的金屬專用的RFID標(biāo)簽，仍是公知技術(shù)無法達(dá)到的目標(biāo)。另外，近來RFID技術(shù)的發(fā)展，已逐漸朝向逐一產(chǎn)品導(dǎo)向(item-level)的方向邁進(jìn)，這使得RFID標(biāo)簽的設(shè)計(jì)走向更小型化的需求。在公知逐一產(chǎn)品導(dǎo)向的RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)中，其以提供所需的電感性阻抗(inductive reactance)為主,而此電感性的設(shè)計(jì)完全取決于電流回路路徑的長(zhǎng)短，因此受限于物理特性的限制，要設(shè)計(jì)出高電感性的標(biāo)簽天線，則其尺寸便相対的比較大，故不易實(shí)現(xiàn)再縮小化的要求。因此，有必要提供創(chuàng)新且進(jìn)步性的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，包括天線單元、電容負(fù)載及射頻識(shí)別裝置。該天線単元包含ニ個(gè)金屬片及導(dǎo)電基板，該ニ個(gè)金屬片位于該導(dǎo)電基板的上方相對(duì)位置且電連接該導(dǎo)電基板。該電容負(fù)載電連接該ニ個(gè)金屬片。該射頻識(shí)別裝置以電連接該ニ個(gè)金屬片或耦合的方式對(duì)該天線單元進(jìn)行饋入。本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽可以大幅降低操作頻率，因此可在相同天線單元尺寸下，獲得較高虛部阻抗，以縮小射頻識(shí)別標(biāo)簽的尺寸，并具有重量輕、制作容易且后續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整彈性大的功效。


圖I不出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽的第一實(shí)施例的不意圖； 圖2至7示出本發(fā)明第一實(shí)施例的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的五種不同樣式的示
意 圖8示出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的第二實(shí)施例的示意圖；圖9示出射頻識(shí)別標(biāo)簽的阻抗特性及操作頻率的圖 '及
圖10示出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽與不具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的阻抗特性比較圖。
具體實(shí)施例方式圖I (a)_l (c)及I (a’)_1 (c')分別示出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽的第一實(shí)施例的ニ種樣式的示意圖。其中，圖I (a)及I (a’)為俯視圖；圖I (b)及I (b’)為前視圖；圖1(c)及l(fā)(c’)為右側(cè)視圖。在以下各圖中，同樣以(a)及(a’)標(biāo)示俯視圖、
(b)及(b，)標(biāo)示前視圖、(C)及(C，)標(biāo)示右側(cè)視圖。參考圖l(a)-l (C)，在本實(shí)施例中，該具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽I包括天線単元11、電容負(fù)載12及射頻識(shí)別裝置13。該天線単元11包含ニ個(gè)金屬片111及導(dǎo)電基板 112，該ニ個(gè)金屬片111位于該導(dǎo)電基板112的上方相對(duì)位置且電連接該導(dǎo)電基板112。 在本實(shí)施例中，該天線單元11另外包含ニ個(gè)導(dǎo)電部113，該導(dǎo)電部113分別電連接該金屬片111及該導(dǎo)電基板112。該導(dǎo)電部113可為導(dǎo)電柱或?qū)щ娖?。每個(gè)金屬片111包含相対的第一側(cè)邊114及第ニ側(cè)邊115，該金屬片111的第一側(cè)邊114接近且相對(duì)，使得該金屬片111間隔一定距離。在本實(shí)施例中，該導(dǎo)電部113為導(dǎo)電柱，該導(dǎo)電柱分別靠近該金屬片111的第二側(cè)邊115且位于該金屬片111與該導(dǎo)電基板112之間(參考圖1(b)及1(c))。在其它應(yīng)用中，該導(dǎo)電部113可為導(dǎo)電片，該導(dǎo)電片分別電連接該金屬片111的第二側(cè)邊115及該導(dǎo)電基板112的相對(duì)ニ側(cè)邊(參考圖I (b’)及I (ど))。在本實(shí)施例中，該電容負(fù)載12跨越該第一側(cè)邊114并電連接該金屬片111，且該射頻識(shí)別裝置13跨越該第一側(cè)邊114并電連接該金屬片111。要注意的是，在其它應(yīng)用中，該射頻識(shí)別裝置13可包含射頻識(shí)別芯片131及金屬帶132，該金屬帯132的ニ端連接該射頻識(shí)別芯片131的ニ端以形成循環(huán)結(jié)構(gòu)，該射頻識(shí)別裝置13設(shè)置于該金屬片111間所形成的凹ロ 110中，以耦合的方式對(duì)該天線單元11進(jìn)行饋入(如圖2所示)?；蛘?，該射頻識(shí)別裝置13可另外包含射頻識(shí)別芯片133及ニ側(cè)翼金屬片134，該ニ側(cè)翼金屬片134設(shè)置于介電墊材14的表面，該射頻識(shí)別芯片133電連接該ニ側(cè)翼金屬片134，該射頻識(shí)別裝置13間隔該介電墊材14且位于該金屬片111的上方相對(duì)位置，以耦合的方式對(duì)該天線單元11進(jìn)行饋入(如圖3所示)。在圖I (a)-I (C)中，該電容負(fù)載12為SMD(表面安裝器件,Surface Mount Device)電容器組件。要注意的是，該電容負(fù)載12可包含負(fù)載介電材質(zhì)121及金屬層122，該負(fù)載介電材質(zhì)121設(shè)置于該金屬片111與該金屬層122之間(如圖4所不)?；蛘?該電容負(fù)載12可另外包括四個(gè)第一延伸片123，每個(gè)第一延伸片123在靠近第一側(cè)邊114處連接金屬片111的第三側(cè)邊116，并朝接近第二側(cè)邊115方向延伸且實(shí)質(zhì)上平行第三側(cè)邊116。其中，每個(gè)金屬片111的相對(duì)ニ個(gè)第三側(cè)邊116位于第一側(cè)邊114與第二側(cè)邊115之間(如圖5所示)。每個(gè)第一延伸片123與位于第三側(cè)邊116的部分金屬片111產(chǎn)生電容負(fù)載。或者，該電容負(fù)載12可另外包括ニ個(gè)第二延伸片124，該第二延伸片124位于該金屬片111的相同一側(cè)，每個(gè)第二延伸片124在靠近第一側(cè)邊114處連接金屬片111的第三側(cè)邊116，且實(shí)質(zhì)上平行第三側(cè)邊116地朝接近第二側(cè)邊115方向延伸再折回朝接近第一側(cè)邊114方向延伸，又延伸至接近另ー側(cè)的第二側(cè)邊115。該第二延伸片124延伸交錯(cuò)形成指叉結(jié)構(gòu)(如圖6所示)。或者，該電容負(fù)載12可包括ニ個(gè)第二延伸片124及ニ個(gè)第三延伸片125，該第三延伸片125及該第二延伸片124設(shè)置于該金屬片111的相對(duì)ニ側(cè)，姆個(gè)第三延伸片125在靠近第一側(cè)邊114處連接金屬片111的第三側(cè)邊116，且實(shí)質(zhì)上平行第三側(cè)邊116地朝接近第ニ側(cè)邊115方向延伸再折回朝接近第一側(cè)邊114方向延伸，又延伸至接近另ー側(cè)的第二側(cè)邊115。該第二延伸片124及該第三延伸片125各延伸交錯(cuò)形成指叉結(jié)構(gòu)(如圖7所示)。參考圖8 (a) -8 (c)及8 (a’)_8 (c')，其分別示出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的第二實(shí)施例的ニ種樣式的示意圖。本實(shí)施例的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽2與第一實(shí)施例的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽1(圖7)大致相同，其不同處在于天線單元21 的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，該天線単元21另外包含至少ー個(gè)基板金屬層211及基板介電材質(zhì)212，該至少ー個(gè)基板金屬層211設(shè)置于該金屬片111與該導(dǎo)電基板112之間，該基板介電材質(zhì)212設(shè)置于該至少ー個(gè)基板金屬層211與該金屬片111之間以及該至少ー個(gè)基板金屬層211與該導(dǎo)電基板112之間。其它與第一實(shí)施例的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽I (圖7)相同部分是以相同組件符號(hào)表示，且在此不再加以贅述?？衫斫獾氖?，該天線單元21的導(dǎo)電部213可為導(dǎo)電柱或?qū)щ娖?。該天線単元21亦可另外包含如圖4、5或6所示的任ー種電容負(fù)載12的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽I、2可設(shè)計(jì)為具有UHF、2. 45GHz或5. 8GHz的頻段，在應(yīng)用方面可設(shè)置于金屬材質(zhì)產(chǎn)品的表面，進(jìn)行金屬材質(zhì)產(chǎn)品的管理(例如庫存管理)。圖9(a)示出射頻識(shí)別標(biāo)簽的阻抗特性圖；圖9(b)示出射頻識(shí)別標(biāo)簽的操作頻率圖。在圖9(a)中，射頻識(shí)別標(biāo)簽的操作頻率落在Fcto (約1500MHz);在圖9(b)中，射頻識(shí)別標(biāo)簽的目標(biāo)操作頻率落在Fc^ag (約930MHz)。本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽具有電容負(fù)載，可將其操作頻率大幅降低，使其操作頻率落在目標(biāo)操作頻率Fc^agt5參考圖10，其示出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽與不具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的阻抗特性比較圖。其中，虛線LI為本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的實(shí)部阻抗曲線，實(shí)線L2為本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的實(shí)部阻抗曲線；虛線L3為不具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的實(shí)部阻抗曲線，實(shí)線L4為不具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的實(shí)部阻抗曲線。圖10示出不具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的虛部阻抗約為1000Ω，其操作頻率Frfnt落在約1900MHz ;圖10示出本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的虛部阻抗提高至約為1200 Ω，且其操作頻率Feto。大幅降低至約980MHz。另外，比較虛線LI及虛線L3可知，本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的實(shí)部阻抗亦高于不具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽的實(shí)部阻抗。綜上所述，本發(fā)明的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽確實(shí)可以大幅降低操作頻率，因此可在相同天線單元尺寸下，獲得較高虛部阻抗，以縮小射頻識(shí)別標(biāo)簽的尺寸，并具有重量輕、制作容易(可直接以PCB制程大量生產(chǎn))且后續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整彈性大的功效。上述實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的原理及其功效，并非限制本發(fā)明，因此鑒于此本技術(shù)的技術(shù)人員對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改及變化仍不脫本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)由隨附的權(quán)利要求來限定。附圖標(biāo)記
1本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽
2本發(fā)明的第二實(shí)施例的具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽
11天線單元
12電容負(fù)載
13射頻識(shí)別裝置
14介電墊材 21天線單元
110凹ロ
111金屬片
112導(dǎo)電基板
113導(dǎo)電部
114第一側(cè)邊
115第二側(cè)邊
116第三側(cè)邊
121負(fù)載介電材質(zhì)
122金屬層
123第一延伸片
124第二延伸片
125第三延伸片
131射頻識(shí)別芯片
132金屬帶
133射頻識(shí)別芯片
134側(cè)翼金屬片
211基板金屬層 212基板介電材質(zhì)
213導(dǎo)電部
權(quán)利要求
1.一種具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，包括 天線單元，包含二個(gè)金屬片及導(dǎo)電基板，該金屬片位于該導(dǎo)電基板的上方相對(duì)位置且電連接該導(dǎo)電基板； 電容負(fù)載，電連接該金屬片；以及 射頻識(shí)別裝置，以電連接該金屬片或耦合的方式對(duì)該天線單元進(jìn)行饋入。
2.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該天線單元另外包含二個(gè)導(dǎo)電部，分別電連接該金屬片及該導(dǎo)電基板。
3.如權(quán)利要求2的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該導(dǎo)電部為導(dǎo)電柱或?qū)щ娖?br> 4.如權(quán)利要求3所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中每個(gè)金屬片包含相對(duì)的第一側(cè)邊及第二側(cè)邊，該金屬片的第一側(cè)邊接近且相對(duì)，該導(dǎo)電柱分別靠近該金屬片的第二側(cè)邊且位于該金屬片與該導(dǎo)電基板之間。
5.如權(quán)利要求3所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中每個(gè)金屬片包含相對(duì)的第一側(cè)邊及第二側(cè)邊，該金屬片的第一側(cè)邊接近且相對(duì)，該導(dǎo)電片分別電連接該金屬片的第二側(cè)邊及該導(dǎo)電基板的相對(duì)二側(cè)邊。
6.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該天線單元另外包含至少基板金屬層及基板介電材質(zhì)，該至少一個(gè)基板金屬層設(shè)置于該金屬片與該導(dǎo)電基板之間，該基板介電材質(zhì)設(shè)置于該至少一個(gè)基板金屬層與該金屬片之間以及該至少一個(gè)基板金屬層與該導(dǎo)電基板之間。
7.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該金屬片之間形成凹口，該射頻識(shí)別裝置另外包含射頻識(shí)別芯片及金屬帶，該金屬帶的二端連接該射頻識(shí)別芯片的二端形成循環(huán)結(jié)構(gòu)，該射頻識(shí)別裝置設(shè)置于該金屬片間所形成的凹口中，以耦合的方式對(duì)該天線單元進(jìn)行饋入。
8.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，另外包括介電墊材，該射頻識(shí)別裝置另外包含射頻識(shí)別芯片及二側(cè)翼金屬片，該二側(cè)翼金屬片設(shè)置于該介電墊材的表面，該射頻識(shí)別芯片電連接該二側(cè)翼金屬片，該射頻識(shí)別裝置間隔該介電墊材且位于該金屬片的上方相對(duì)位置，以耦合的方式對(duì)該天線單元進(jìn)行饋入。
9.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該電容負(fù)載系為SMD(表面安裝器件)電容器組件。
10.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該電容負(fù)載包含負(fù)載介電材質(zhì)及金屬層，該負(fù)載介電材質(zhì)設(shè)置于該金屬片與該金屬層之間。
11.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該電容負(fù)載另外包括四個(gè)第一延伸片，每個(gè)金屬片包含相對(duì)的第一側(cè)邊及第二側(cè)邊和二個(gè)相對(duì)的第三側(cè)邊，該金屬片的第一側(cè)邊接近且相對(duì)，每個(gè)金屬片的二個(gè)第三側(cè)邊位于第一側(cè)邊與第二側(cè)邊之間，每個(gè)第一延伸片在靠近第一側(cè)邊處連接第三側(cè)邊，并朝接近第二側(cè)邊方向延伸且實(shí)質(zhì)上平行第三側(cè)邊。
12.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該電容負(fù)載另外包括二個(gè)第二延伸片，每個(gè)金屬片包含相對(duì)的第一側(cè)邊及第二側(cè)邊和二個(gè)相對(duì)的第三側(cè)邊，該金屬片的第一側(cè)邊接近且相對(duì)，每個(gè)金屬片的二個(gè)第三側(cè)邊位于第一側(cè)邊與第二側(cè)邊之間，該第二延伸片位于該金屬片的相同一側(cè)，每個(gè)第二延伸片在靠近第一側(cè)邊處連接第三側(cè)邊，且實(shí)質(zhì)上平行第三側(cè)邊地朝接近第二側(cè)邊方向延伸再折回朝接近第一側(cè)邊方向延伸，該第二延伸片延伸交錯(cuò)形成指叉結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其中該電容負(fù)載另外包括二個(gè)第三延伸片，該第三延伸片及該第二延伸片設(shè)置于該金屬片的相對(duì)二側(cè)，每個(gè)第三延伸片在靠近第一側(cè)邊處連接第三側(cè)邊，且實(shí)質(zhì)上平行第三側(cè)邊地朝接近第二側(cè)邊方向延伸再折回朝接近第一側(cè)邊方向延伸，該第三延伸片延伸交錯(cuò)形成指叉結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其可應(yīng)用于金屬材質(zhì)產(chǎn)品的庫存管理。
15.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其具有UHF、2.45GHz或5. 8GHz其中之一的頻段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有電容負(fù)載的射頻識(shí)別標(biāo)簽，其包括天線單元、電容負(fù)載及射頻識(shí)別裝置。該天線單元包含二個(gè)金屬片及導(dǎo)電基板，該金屬片位于該導(dǎo)電基板的上方相對(duì)位置且電連接該導(dǎo)電基板。該電容負(fù)載電連接該金屬片。該射頻識(shí)別裝置以電連接該金屬片或耦合的方式對(duì)該天線單元進(jìn)行饋入。藉此，可以大幅降低操作頻率，因此可在相同天線單元尺寸下，獲得較高虛部阻抗，以縮小射頻識(shí)別標(biāo)簽的尺寸，并具有重量輕、制作容易且后續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整彈性大的功效。
文檔編號(hào)G06K19/077GK102682329SQ20111006165
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者吳翊安, 陳松琳 申請(qǐng)人:中國(guó)鋼鐵股份有限公司