專利名稱：一種使用共面倒f天線的激光全息rfid標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于RFID標(biāo)簽領(lǐng)域，具體涉及一種使用共面倒F天線的RFID標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
近年來，RFID技術(shù)受到廣泛關(guān)注，其應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，包括智能交通、工廠 自動化、資產(chǎn)和文件管理、智能圖書館以及安全領(lǐng)域(如門禁控制)等。通常的RFID系統(tǒng) 主要由標(biāo)簽、讀寫器和服務(wù)器組成，通過標(biāo)簽和讀寫器進(jìn)行信息采集，而服務(wù)器完成數(shù)據(jù)處 理。RFID系統(tǒng)有多個(gè)通信頻段可用，分別為低頻LF(125kHz-134kHz)、高頻HF (13. 56MHz)、 超高頻UHF(860MHz-960MHz)和微波(2. 45GHz、5. 8GHz)。其中低頻和高頻通過電感耦合的 方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，讀寫距離一般不超過lm。而超高頻和微波使用電磁波反向散射的原理， 其讀寫距離可達(dá)10m，有源標(biāo)簽?zāi)軐?shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的讀寫距離。激光全息技術(shù)是一種立體照相技術(shù)，通過記錄波的振幅和相位，能夠完整的再現(xiàn) 全部信息，在商品防偽中得到越來越廣泛的應(yīng)用。與其他防偽技術(shù)相比，激光全息標(biāo)簽不僅 能夠保障消費(fèi)者的權(quán)益，更能夠保護(hù)生產(chǎn)商的產(chǎn)品不被偽造和推廣廠商品牌。傳統(tǒng)的激光 全息膜一般有3層，如附圖1所示，依次為透明塑料層101、成像層102和金屬反射層103。 在成像層上，通過激光雕刻方法，實(shí)現(xiàn)二維或三維的激光全息圖。透明塑料層起到保護(hù)全息 成像層的作用，而金屬反射層則用于反射光使得全息圖像可見。一般在應(yīng)用中還會在金屬 層之后加上不干膠層和離型紙層，以方便標(biāo)簽貼于商品表面。激光全息防偽技術(shù)具有視覺 可見、難以復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是存儲的信息有限，難以用于商品標(biāo)識。RFID技術(shù)具有較大的信息容量以及信息的遠(yuǎn)距離讀取、加密傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，不僅能 夠用于標(biāo)識單個(gè)商品，還能夠用于商品防偽，具有不可復(fù)制的優(yōu)點(diǎn)。但RFID需要專門的閱 讀器來讀取信息，這對于普通消費(fèi)者來說是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，結(jié)合激光全息技術(shù)和RFID 技術(shù)的激光全息RFID標(biāo)簽，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)商品的單品標(biāo)識，有助于物流等應(yīng)用，而且還具 有激光全息和RFID的雙重防偽功能。RFID標(biāo)簽由兩部分構(gòu)成芯片和天線，其通訊性能極易受到金屬反射環(huán)境的影 響。當(dāng)RFID標(biāo)簽與激光全息膜復(fù)合構(gòu)成激光全息RFID標(biāo)簽時(shí)，激光全息膜中的金屬反射 層會對RFID標(biāo)簽天線的射頻信號產(chǎn)生嚴(yán)重的反射影響，使得RFID標(biāo)簽的讀寫距離急劇縮 小甚至完全無法讀取。因此，解決激光全息金屬反射層對RFID天線的影響問題，是實(shí)現(xiàn)激 光全息RFID標(biāo)簽的關(guān)鍵。美國專利文獻(xiàn)1(US 2003/0179150A1)描述了一種激光全息RFID標(biāo)簽，如附圖2 所示。該激光全息RFID標(biāo)簽從上到下依次為透明材料層202(包含全息圖像層)、非金屬反 射層204、RFID天線金屬層201、天線基板層206 (PET等)、不干膠層206和離型紙層207， 其中203為RFID芯片。由于該標(biāo)簽的全息反射層采用了非金屬反射層，從而避免了金屬對 RFID標(biāo)簽天線的影響。但實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，非金屬反射層的反射效果較金屬反射層要差，從 而影響了全息膜的圖像效果。美國專利文獻(xiàn)2(US 2009/0128332A1)則描述了另一種激光全息RFID標(biāo)簽，如附圖3所示。該標(biāo)簽由全息模塊310和RFID模塊320。其中，全息模塊310由透明塑料層311 和金屬反射層312組成，RFID模塊320由基板層321、芯片322和金屬層323組成。金屬反 射層312設(shè)計(jì)成一定的形狀作為RFID標(biāo)簽的天線輻射體，并與貼有RFID芯片的RFID模塊 320耦合，構(gòu)成RFID標(biāo)簽。即全息膜的金屬反射層本身作為RFID標(biāo)簽天線的一部分。這種 標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)是可以使用金屬反射層，但需要特殊設(shè)計(jì)的金屬反射層結(jié)構(gòu)，并且普通的全息 膜金屬反射層的厚度在幾十納米的量級，遠(yuǎn)小于金屬在射頻頻段的趨膚深度，從而影響作 為RFID天線的輻射效率。中國專利文獻(xiàn)(申請?zhí)?01010210324. X)提出了在激光全息金屬反射層上開設(shè) 二分之一波長縫隙，縫隙長度方向與電子標(biāo)簽長度方向垂直，通過調(diào)整電子標(biāo)簽芯片在縫 隙長度方向的位置，實(shí)現(xiàn)縫隙輻射與RFID標(biāo)簽天線輻射相互耦合的方法，如附圖4所示。該 方法實(shí)現(xiàn)了金屬反射層的全息膜420和RFID標(biāo)簽410的復(fù)合，其中全息膜420由全息模塊 421和縫隙422組成，RFID標(biāo)簽410由天線411、基板412和芯片413組成。該方案中，二 分之一波長縫隙相對915MHz RFID來說即相當(dāng)于160mm的長度，這就要求全息膜具有一定 的尺寸，小尺寸的全息膜將很難滿足要求。同時(shí)，由于全息金屬反射層的厚度遠(yuǎn)小于趨膚深 度，其形成的縫隙輻射的效率也很低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種激光全息RFID標(biāo)簽，通過使用共面倒F天線及在該 天線上貼附激光全息膜，從而實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)和激光全息技術(shù)的結(jié)合。該激光全息RFID標(biāo) 簽?zāi)軌蜻m用于超高頻和微波頻段。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的具體技術(shù)方案如下一種激光全息RFID標(biāo)簽，包括激光全息膜以及基板、共面倒F天線和芯片。所述 激光全息膜貼附在共面倒F天線的地平面上。所述共面倒F天線制作在基板上，所述芯片 貼裝在天線的芯片饋入點(diǎn)上。所述共面倒F天線包括地平面、輻射體和短路線，輻射體一端與地平面連接，其長 度決定諧振頻率，也即決定使用頻段。短路線一端接在地平面上，另一端與輻射體連接。通 過調(diào)節(jié)短路線的位置能夠?qū)崿F(xiàn)天線阻抗的調(diào)節(jié)。短路線留有開口，作為天線的饋入點(diǎn)，即 RFID芯片饋入點(diǎn)。地平面、輻射體和短路線都在同一平面上。通過對共面倒F天線的設(shè)計(jì)， 能夠使該RFID標(biāo)簽適用于超高頻或微波頻段。所述基板可以采用如下材料聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亞胺(PI)、聚萘 二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、乙酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、紙等柔性非導(dǎo)電材 料或環(huán)氧樹脂板(FR-4)等材料。所述共面倒F天線采用鋁、銅、銀或銀漿、導(dǎo)電油墨等材料，通過蝕刻、絲網(wǎng)印刷、 電鍍或噴墨打印等方式制作在基板上。所述芯片采用倒裝鍵合或strap等方式貼裝到天線的芯片饋入點(diǎn)上，形成天線與 芯片之間的機(jī)械和電氣連接。所述激光全息膜可以采用非金屬反射層或金屬反射層，全息膜的尺寸大小不受限 制，且不需要經(jīng)過特殊的形狀設(shè)計(jì)，對全息金屬反射層的厚度也沒有限制。所述激光全息膜貼附在所述共面倒F天線或基板上。只要貼附時(shí)不完全覆蓋天線的輻射體部分，貼附位置和全息膜尺寸可任意選擇。在全息膜貼附在天線地平面位置、尺寸 小于等于地平面尺寸時(shí)，能獲得最佳效果。為了在不同尺寸的全息膜時(shí)，都能夠取得最佳效 果，天線的地平面尺寸也可根據(jù)全息膜的尺寸來設(shè)計(jì)。所述激光全息膜通過不干膠或其他膠水粘附在所述共面倒F天線或基板上。對于RFID標(biāo)簽天線來說，金屬的影響主要有兩個(gè)，一是由于金屬對信號的反射干 擾了標(biāo)簽的反向散射信號，二是由于金屬與天線之間的耦合使得天線的阻抗發(fā)生變化。一 般的抗金屬RFID標(biāo)簽都采用具有金屬地平面的天線，如平面倒F天線、微帶天線等。金屬 地平面與被標(biāo)識的金屬接觸僅相當(dāng)于擴(kuò)大了地平面，因而對天線的信號干擾較小，同時(shí)天 線阻抗變化也較小。本實(shí)用新型通過將全息膜貼在共面倒F天線的地平面上，來實(shí)現(xiàn)全息膜與RFID標(biāo) 簽的復(fù)合。由于共面倒F天線的地平面為金屬，全息膜的復(fù)合不會影響RFID標(biāo)簽的性能。 從而實(shí)現(xiàn)了靈活的復(fù)合方法和簡單的制作工藝。本實(shí)用新型提供了一種采用共面倒F天線RFID標(biāo)簽以及使用這種RFID標(biāo)簽的激 光全息RFID標(biāo)簽。該激光全息RFID標(biāo)簽?zāi)軌蜻m用于超高頻和微波頻段。激光全息膜可采 用金屬反射層或非金屬反射層，形狀和尺寸大小不受限制，與RFID標(biāo)簽的復(fù)合方法簡單方 便。

圖1是普通激光全息膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的激光全息RFID標(biāo)簽示意圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的激光全息RFID標(biāo)簽示意圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的激光全息RFID標(biāo)簽示意圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的共面倒F天線RFID標(biāo)簽平面圖。圖6是使用本實(shí)用新型實(shí)施例的共面倒F天線RFID標(biāo)簽的激光全息RFID標(biāo)簽平 面圖。圖7是圖6中激光全息RFID標(biāo)簽的截面圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明，特定的實(shí)施例僅為說明 用，并非對本實(shí)用新型的限定。附圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的RFID標(biāo)簽50包括共面倒F天線510、基板520和 RFID芯片530，其中，所述共面倒F天線510制作在基板520上，所述RFID芯片530貼裝在 天線510上。所述共面倒F天線510由地平面511、輻射體512和短路線513構(gòu)成。地平面511 為一整塊金屬平面，輻射體512為一 L形金屬線，且一端與地平面511連接，短路線513 — 端接于地平面511，另一端接于輻射體512上，其形狀根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)需要可以為直線或折線 等。短路線513中間留有開口，用作芯片饋入點(diǎn)。所述共面倒F天線510可以采用鋁、銅、銀或銀漿、導(dǎo)電油墨等材料，通過蝕刻、絲 網(wǎng)印刷或噴墨打印等方式制作在基板12上。[0033]所述基板520可以采用如下材料制作聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亞胺 (PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、乙酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、紙等柔 性非導(dǎo)電材料或環(huán)氧樹脂板(FR-4)等材料。所述芯片530采用倒裝鍵合或strap等方式貼裝到天線510的芯片饋入點(diǎn)上，使 用導(dǎo)電膠形成天線510與芯片530之間的機(jī)械和電氣連接。附圖6是使用RFID標(biāo)簽50的激光全息RFID標(biāo)簽60。該激光全息RFID標(biāo)簽包括 激光全息膜10和RFID標(biāo)簽50，其中激光全息膜10貼附在RFID標(biāo)簽50上。其中，所述激光全息膜10包括從上往下依次疊裝的透明塑料層101、全息成像層 102和金屬反射層103。所述激光全息膜10貼在RFID標(biāo)簽天線510的地平面511上，其尺寸大小在X方 向上不受限制，在Y正方向上不超過天線510的地平面511，Y負(fù)方向上不受限制。當(dāng)全息 膜10尺寸正好為貼合住RFID標(biāo)簽天線地平面511時(shí)，RFID標(biāo)簽獲得最佳性能。附圖7是該激光全息RFID標(biāo)簽60的截面圖。其中，激光全息膜10貼在RFID標(biāo)簽50的天線地平面511上。圖中從上到下依次 為透明塑料層101、全息成像層102、金屬反射層103、膠水層601、RFID標(biāo)簽天線層510、 RFID標(biāo)簽基板層520、不干膠層602和離型紙層603。對于激光全息膜尺寸小于等于RFID標(biāo)簽天線地平面的情況，激光全息反射層與 標(biāo)簽天線金屬層之間可以絕緣也可以導(dǎo)通，都不影響天線的性能。
權(quán)利要求1.一種使用共面倒F天線的激光全息RFID標(biāo)簽，其特征在于，包括RFID標(biāo)簽(50)和 貼在其上的激光全息膜(10)，其中，該RFID標(biāo)簽(50)包括共面倒F天線(510)、基板(520) 和RFID芯片(530)，所述共面倒F天線(510)制作在基板(520)上，所述RFID芯片(530)貼 裝在該共面倒F天線(510)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光全息RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述共面倒F天線(510) 由地平面(511)、輻射體(512 )和短路線(513 )構(gòu)成，所述地平面(511)為一整體金屬平面， 所述輻射體(512)為金屬線，且一端與地平面(511)連接，所述短路線(513)—端接于地平 面(511)，另一端接于輻射體(512)上，該短路線(513)中間留有開口，用作芯片饋入點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光全息RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述激光全息膜(10) 貼附在共面倒F天線(510)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光全息RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述激光全息膜(10)貼附 在地平面(511)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的激光全息RFID標(biāo)簽，其特征在于，共面倒F天線(510) 采用鋁、銅、銀或?qū)щ娪湍瞥?，并通過蝕刻、絲網(wǎng)印刷、電鍍或噴墨打印制作在所述基板 (520)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的激光全息RFID標(biāo)簽，其特征在于，該激光全息RFID標(biāo) 簽的基板(520)底部設(shè)置有帶有不干膠(602)的離型紙層(603)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種激光全息RFID標(biāo)簽，包括RFID標(biāo)簽(50)和貼在其上的激光全息膜(10)，其中，該RFID標(biāo)簽(50)包括共面倒F天線(510)、基板(520)和RFID芯片(530)，所述共面倒F天線(510)制作在基板(520)上，所述RFID芯片(530)貼裝在該共面倒F天線(510)上。本實(shí)用新型的激光全息RFID標(biāo)簽?zāi)軌蜻m用于超高頻和微波頻段，其中的激光全息膜可采用金屬反射層或非金屬反射層，形狀和尺寸大小不受限制，與RFID標(biāo)簽的復(fù)合方法簡單方便。
文檔編號H01Q1/38GK201927068SQ20102065068
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者吳光華, 孫虎, 尹周平, 張亞平, 陳顯才, 陶波 申請人:華中科技大學(xué)