專利名稱：Uhf帶寬rfid洗滌專用標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于在極端惡劣的使用環(huán)境下依然經(jīng)久耐用的RFID[Radio Frequency Identification]洗滌標(biāo)簽及其設(shè)計(jì)制作方法。具體來(lái)說(shuō)，就是一種附著于衣物上的，經(jīng)洗滌或高速脫水、高溫熨燙過(guò)程后RFID Chip及標(biāo)簽仍毫無(wú)損傷并保持原有性能的專用標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，RFIDBadio Frequency Identification]技術(shù)是指利用電波識(shí)別遠(yuǎn)距離信息的技術(shù)。RFID標(biāo)簽由天線和直接電路組成，信息記錄在直接電路內(nèi)，通過(guò)天線將信息傳輸給識(shí)讀器。該信息用于識(shí)別標(biāo)簽請(qǐng)求的狀態(tài)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是有條形碼[Barcode]相似的功能。RFID與條形碼[Barcode]系統(tǒng)功能的不同點(diǎn)在于，后者是利用光來(lái)識(shí)別，而前者是利用電波來(lái)識(shí)別。因此不像條形碼[Barcode]識(shí)讀器只適用于短距離，而RFID識(shí)讀器遠(yuǎn)距離也同樣可以識(shí)讀RFID標(biāo)簽，甚至可以通過(guò)間隙間的物體接收到信息。所以，RFID標(biāo)簽無(wú)需像條形碼那樣直接接觸或必須在可視帶寬范圍內(nèi)掃描 [Scanning]，近來(lái)RFID被認(rèn)為是替代條形碼[Barcode]的一種技術(shù)，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越大。既有的RFID標(biāo)簽由直接電路芯片(Chip)和天線組成，RFID直接電路芯片與天線連接，通過(guò)天線發(fā)射的電場(chǎng)所產(chǎn)生的能量發(fā)生作用，存儲(chǔ)并演算特定的信息。天線以RFID 直接電路Chip為中心在左右形成電路，并與RFID直接電路芯片連接，通過(guò)與讀寫器的無(wú)線通信接收發(fā)送信息，將信息存儲(chǔ)在RFID直接電路芯片上或?qū)⒋鎯?chǔ)在芯片上的信息發(fā)送到讀寫器上。但是上述既有的RFID標(biāo)簽還存在如下問(wèn)題即使對(duì)RFID Chip無(wú)直接損傷，但使用環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力可能會(huì)使RFID Chip和天線的連接斷開，或者發(fā)生天線電路識(shí)讀識(shí)別不良的現(xiàn)象。此外在高溫潮濕的環(huán)境下天線變形、工作頻率變動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致識(shí)讀[Reading]距離變小的問(wèn)題。而且，在水分及濕氣下十分脆弱，可能出現(xiàn)識(shí)讀[Reading]距離變小、識(shí)別不良的現(xiàn)象。RFID (Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種通過(guò)在各種事物上設(shè)置標(biāo)簽后，無(wú)線識(shí)別事物固有ID，從而識(shí)別事物的一種技術(shù)。RFID系統(tǒng)按照適用領(lǐng)域范圍，可廣泛用于從125kHz的低頻帶寬到5. 8GHz的微波帶寬的各種頻率帶寬。近來(lái)在流通物流領(lǐng)域，隨著對(duì)遠(yuǎn)距離識(shí)別的需求的增加，RFID系統(tǒng)的工作頻率已高于UHF帶寬。隨著頻率的增加，為了使識(shí)別距離的系統(tǒng)性能最大化，RFID標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)就成為了一個(gè)非常重要的因素。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種UHF帶寬RFID洗滌專用標(biāo)簽及其設(shè)計(jì)制作方法，本實(shí)用新型標(biāo)簽用于設(shè)置在衣物上，具有耐化學(xué)物、防水耐熱的特點(diǎn)，在惡劣的洗滌環(huán)境中耐久性好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的設(shè)計(jì)制作方法技術(shù)方案為將FRID標(biāo)簽的天線放射部和供電部設(shè)計(jì)為分離式，供電部采用不易變形的硬質(zhì)材料從而保證在外部環(huán)境應(yīng)力下RFID IC芯片及供電部免受損傷，天線放射部和供電部在包裝[Packaging]過(guò)程中通過(guò)熱壓焊接形成密封連結(jié)。進(jìn)一步說(shuō)明，為了適應(yīng)洗滌特殊使用環(huán)境，所述供電部與天線放射部之間可以通過(guò)導(dǎo)電[Conductive]貫穿孔[Through Hole]直接電路連接，或者兩者之間通過(guò)電磁 [Electromagnetic]耦合[Coupling]方式進(jìn)行間接連接。所述電磁耦合方式實(shí)現(xiàn)間接連接，在本領(lǐng)域內(nèi)屬現(xiàn)有技術(shù)。進(jìn)一步說(shuō)明，所述供電部為了加設(shè)簡(jiǎn)易的匹配電路[Matching Circuit]而以PCB 形成。為了在特殊使用環(huán)境下更好得保護(hù)RFID標(biāo)簽的供電部，硬質(zhì)的供電部是由幾層PBC 形成，且在供電部上部設(shè)置硬質(zhì)的蓋子結(jié)構(gòu)用以保護(hù)供電部中的阻抗匹配電路。所述阻抗匹配電路[Impedance Matching Circuit]為本技術(shù)領(lǐng)域的公知常識(shí)，非本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)，本說(shuō)明書不作詳細(xì)介紹。進(jìn)一步限定，所述蓋子結(jié)構(gòu)其厚度控制在0. 3mm以內(nèi)。進(jìn)一步說(shuō)明，為了在特殊使用環(huán)境下更好得保護(hù)RFID標(biāo)簽的IC芯片，在供電部的上部形成圓形下凹空間結(jié)構(gòu)用于放置綁定RFID Chip，并涂裝高溫環(huán)氧樹脂[Epoxy]用于保護(hù)外露的IC Chip。進(jìn)一步說(shuō)明，采用硅樹脂熱壓焊工藝形成所述供電部與天線放射部的密封外包裝層，具有耐化學(xué)物、耐熱、防水的特點(diǎn)，適應(yīng)特殊使用環(huán)境。由于采用高彈性、防水耐熱特性的柔性硅樹脂作為密封材料，不會(huì)出現(xiàn)褶皺帶來(lái)的天線電路的折線。進(jìn)一步優(yōu)化，在硅樹脂包裝[Packaging]過(guò)程中，為了增加熱壓焊產(chǎn)生的上、下部分的硅樹脂黏合力，在標(biāo)簽天線所在的嵌膜[Inlay Film]上打出一個(gè)或多個(gè)的貫通孔。所述天線放射部為具有所需共振頻率[Resonant Frequency]的半波長(zhǎng)[λ /2]長(zhǎng)度的偶極子天線[Dipole Antenna]形態(tài)。由上述方法設(shè)計(jì)制作的UHF帶寬RFID洗滌專用標(biāo)簽，該標(biāo)簽結(jié)構(gòu)技術(shù)方案為包括IC芯片[Chip]、天線放射部、與所述天線放射部形成阻抗匹配[Impedance Matching] 的供電部、硅樹脂包裝[Packaging]部，所述IC芯片[Chip]綁定設(shè)置于供電部的上部，所述供電部是以對(duì)應(yīng)力反映強(qiáng)烈的較硬材質(zhì)制成，所述天線放射部和供電部在包裝 [Packaging]過(guò)程中被熱壓焊接。為了供電部與天線放射部進(jìn)行直接電路連接，在較硬材質(zhì)的供電部上設(shè)有導(dǎo) 電 [Conductive]貫穿孔[Through Hole]，從而實(shí)現(xiàn)供電部上部綁定的Chip與供電部底下的天線放射部之間的電路連接。在沒(méi)有供電部上形成導(dǎo)電[Conductive]貫穿孔[Through Hole]情況下，以耦合 [Coupling]方式實(shí)現(xiàn)上部芯片與底部天線放射部之間的間接連接。天線放射部收到讀寫器[Reader and Writer]發(fā)出的電磁波，供電部對(duì)該接收的電磁波進(jìn)行整流，獲得作業(yè)電源，并將此作業(yè)電源供給天線放射部，天線放射部再發(fā)揮放射電磁波的作用。與現(xiàn)有普通的標(biāo)簽相比，本實(shí)用新型UHF帶寬RFID洗滌專用標(biāo)簽具有如下效果[0021](I)RFID標(biāo)簽的天線放射部和供電部采用分離設(shè)計(jì)，供電部是以不易變形的硬質(zhì)材質(zhì)制成，天線放射部和供電部之間采用貫穿孔[Through Hole]直接電路連接方式或者以電磁耦合[electromagnetic coupling]方式間接連接，RFID標(biāo)簽的芯片設(shè)置于硬質(zhì)供電部的下凹結(jié)構(gòu)內(nèi)。由此，在惡劣的洗滌環(huán)境下RFID Chip不會(huì)被損傷，RFID Chip與天線之間的連接也不會(huì)因使用環(huán)境存在的應(yīng)力而斷開，杜絕了因天線電路出現(xiàn)斷路導(dǎo)致標(biāo)簽識(shí)別不良。(2)由于使天線放射部和供電部始終牢固相結(jié)合的RFID標(biāo)簽外部包裝 [Packaging]是以硅樹脂熱壓焊工藝形成，洗滌過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)褶皺，硅樹脂柔性材質(zhì)對(duì)任意的彎曲變形均有良好的還原力[即彈性]，熱壓焊工藝保證了防水效果，同時(shí)具有高度的耐熱性，可有效保護(hù)RFID標(biāo)簽，不受干燥和熨燙等高溫處理帶來(lái)的外部溫度的沖擊。此外柔性材質(zhì)的硅樹脂包裝Packaging]還可保護(hù)RFID標(biāo)簽不因外部物理沖擊受到損傷。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例UHF帶寬RFID標(biāo)簽的斜視圖。圖2為圖1所示RFID標(biāo)簽在A-A處橫截面示意圖。圖3是圖2示意圖中央部分的局部放大圖。圖4為圖1中RFID標(biāo)簽取出的供電部放大示意圖。圖5為圖1所示RFID標(biāo)簽底部的天線放射部放大的斜視示意圖。實(shí)施例附圖符號(hào)說(shuō)明100 標(biāo)簽[tag]，10 天線放射部，20 供電部，21 保護(hù)蓋，22 環(huán)氧樹脂層，23 下凹空間結(jié)構(gòu)，30 導(dǎo)電貫穿孔[Conductive Through Hole], 40 IC 芯片[IC Chip ]，50 硅樹脂包裝 Packaging]部，60 嵌膜 Dnlay Film], 61 嵌膜貫通孔[Through Hole]。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)照所附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)際使用舉例詳細(xì)說(shuō)明。天線放射部10與供電部20鑒于使用環(huán)境極端惡劣，為了改良RFID標(biāo)簽的內(nèi)部構(gòu)造，進(jìn)行了分離設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)供電部20與天線放射部10之間的電路連接，從上部的RFID Chip40接合部位到與下部的天線放射部10接合部位之間以導(dǎo)電貫穿30進(jìn)行連接。天線放射部10和供電部20之間同時(shí)還可以通過(guò)電磁耦合[Electromagnetic Coupling]方式進(jìn)行連接。所述天線放射部10和供電部20在包裝packaging]過(guò)程中被熱壓焊接。在所述供電部20的上部綁定有RFID Chip40,所述供電部20是以不易變形的較硬材質(zhì)制成的， 洗滌時(shí)，不會(huì)受到由于衣物的任意變形產(chǎn)生的應(yīng)力影響下RFID Chip40被破損。同時(shí)，由于 RFID標(biāo)簽100采用具有高彈性、防水耐熱的柔性材質(zhì)硅樹脂熱壓焊接進(jìn)行密封，使之在極端惡劣的洗滌環(huán)境下不會(huì)出現(xiàn)RIFD Chip40破損或標(biāo)簽性能下降，UHF帶寬的RFID標(biāo)簽天線依然可以正常使用。如圖1、圖2所示，本實(shí)施例UHF帶寬RFID標(biāo)簽包括IC芯片40、天線放射部 10、與所述天線放射部形成阻抗匹配[Impedance Matching]的供電部20、硅樹脂包裝 [Packaging]部50，所述IC芯片[Chip] 40綁定設(shè)置于供電部的上部，所述供電部20是以對(duì)應(yīng)力反映強(qiáng)烈的較硬材質(zhì)制成，所述天線放射部和供電部在包裝[Packaging]過(guò)程中被熱壓焊接，從而形成在天線放射部10和供電部20周邊為起密封作用的硅樹脂包裝部[Packaging]50。在較硬材質(zhì)的供電部20上設(shè)有導(dǎo)電[Conductive]貫穿孔[Through Hole] 30，從而實(shí)現(xiàn)供電部上部綁定的Chip40與供電部底下的天線放射部10之間的電路連接。如圖4所示的UHF帶寬RFID標(biāo) 簽天線的供電部示意圖，供電部20是由對(duì)外部應(yīng)力反映強(qiáng)烈的較硬材質(zhì)制成的，鑒于加設(shè)簡(jiǎn)易的阻抗匹配電路[Impedance Matching Circuit]和導(dǎo)電[Conductive]貫穿孔[Through hole]30的可使用性，供電部20是由 PCB構(gòu)成。在供電部20上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電[Conductive]貫穿孔[Through Hole]30, 用以貫通連接供電部20上部的芯片與下部的天線放射部。供電部20由多層構(gòu)造的PCB構(gòu)成，如圖3局部放大圖所示供電部20的加設(shè)保護(hù)蓋21結(jié)構(gòu)，從而將外露的阻抗匹配電路[Impedance Matching Circuit]埋設(shè)在保護(hù)蓋21內(nèi)，避免使用中受到外部惡劣因素的破壞。在供電部20上部中央處將設(shè)定為RFID IC Chip40的綁定[bonding]位置，即設(shè)計(jì)成下凹空間結(jié)構(gòu)23，RFID IC Chip40被綁定 [Bonding]后再涂裝上高溫環(huán)氧樹脂[Epoxy]層22，使IC Chip40不暴露在外部，保護(hù)IC Chip40不受外部沖擊。作為最理想的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例，IC Chip40不外露，且RFID標(biāo)簽100的整體高度在 2. Omm以下。特別需要注意的是鑒于綁定[Bonding]工藝(該綁定工藝為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)) 和RFID標(biāo)簽100的整體高度，所述保護(hù)蓋[21]的厚度以不超過(guò)0.3mm為佳。如圖5所示的本實(shí)用新型UHF帶寬RFID標(biāo)簽天線的放射部示意圖，天線放射部10為具有所需共振頻率[Resonant Frequency]的半波長(zhǎng)[λ/2]長(zhǎng)度的偶極子天線 [Dipole Antenna]形態(tài)。天線放射部10是由銅[Cu]或者鋁[Al]制成。天線放射部10與供電部20之間的電路連接是通過(guò)供電部20內(nèi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)電[Conductive]貫穿孔[Through Hole]30實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)天線放射部10與供電部20 通過(guò)熱壓焊工藝黏結(jié)成一體。在高溫條件下，尤其在攝氏90度以上，由于各個(gè)材質(zhì)熱脹冷縮系數(shù)不同，嵌膜[Inlay Film]60和印刷嵌膜之上的天線電路會(huì)出現(xiàn)相對(duì)位移，為此，在嵌膜[Inlay Film]60上打上一個(gè)或多個(gè)的貫通孔61，在熱壓焊過(guò)程中硅樹脂也會(huì)通過(guò)這些貫通孔61，從而增加在熱壓焊過(guò)程中上下部分硅樹脂層之間的黏合力，類似于加設(shè)了固定釘子。在FRID標(biāo)簽在極端惡劣的洗滌環(huán)境下出現(xiàn)的各種變形，嵌膜[Inlay Film]60及其天線與硅樹脂密封材料之間不會(huì)發(fā)生相互脫離。如上所述，對(duì)照舉例圖示對(duì)本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽天線進(jìn)行了說(shuō)明，因而對(duì)上述圖示和實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明僅是一種預(yù)設(shè)性說(shuō)明，本實(shí)用新型不局限于實(shí)例和圖示。具備本技術(shù)領(lǐng)域的常識(shí)者，可以理解由此而來(lái)的各種變形和類似的其他實(shí)例的可能性。所以， 本實(shí)用新型在不超越附加的專利申請(qǐng)范圍所提供的實(shí)用新型技術(shù)思想或領(lǐng)域范圍內(nèi)，可等同對(duì)待的構(gòu)成要素的變更應(yīng)屬于本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種UHF帶寬RFID洗滌專用標(biāo)簽，其特征在于，該專用標(biāo)簽包括IC芯片、天線放射部、與所述天線放射部形成阻抗匹配的供電部、硅樹脂包裝部，所述IC芯片綁定設(shè)置于供電部的上部，所述供電部是以對(duì)應(yīng)力反映強(qiáng)烈的較硬材質(zhì)制成，所述天線放射部和供電部在包裝過(guò)程中被熱壓焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的專用標(biāo)簽，其特征在于，所述供電部與天線放射部之間通過(guò)導(dǎo)電貫穿孔直接電路連接，或者兩者之間通過(guò)電磁耦合方式進(jìn)行間接連接。
3.如權(quán)利要求1所述的專用標(biāo)簽，其特征在于，所述硬質(zhì)的供電部是由幾層PBC形成， 且在供電部上部設(shè)置硬質(zhì)的保護(hù)蓋結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的專用標(biāo)簽，其特征在于，所述天線放射部為具有所需共振頻率的半波長(zhǎng)長(zhǎng)度的偶極子天線形態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的專用標(biāo)簽，其特征在于，在供電部的上部形成圓形下凹空間，所述RFID芯片綁定下凹空間內(nèi)，RFID芯片外涂裝環(huán)氧樹脂層。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于在極端惡劣的使用環(huán)境下依然經(jīng)久耐用的UHF帶寬RFID洗滌專用標(biāo)簽。將FRID標(biāo)簽的天線放射部和供電部設(shè)計(jì)為分離式，供電部采用不易變形的硬質(zhì)材料從而保證在外部環(huán)境應(yīng)力下RFIDIC芯片及供電部免受損傷，天線放射部和供電部在包裝過(guò)程中通過(guò)熱壓焊接形成密封連結(jié)。所述供電部與天線放射部之間可以通過(guò)導(dǎo)電貫穿孔直接電路連接，或者兩者之間通過(guò)電磁耦合方式進(jìn)行間接連接。本實(shí)用新型標(biāo)簽用于設(shè)置在衣物上，具有耐化學(xué)物、防水耐熱的特點(diǎn)，在惡劣的洗滌環(huán)境中耐久性好。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202033784SQ20112006277
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者王強(qiáng), 金南慶 申請(qǐng)人:江蘇中科方盛信息科技有限公司