CN101739595A - 射频辨识标签 - Google Patents
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Abstract
一种射频辨识标签包括:基板、标签芯片、芯片贴合部分、反折线路与辐射部分。芯片贴合部分形成于基板上且连接至标签芯片。反折线路形成于基板上且连接至芯片贴合部分。其中,反折线路具有弯折部分,形成中空状区域,其可补偿天线电性长度。辐射部分形成于基板上,并连接至反折线路。反折线路的弯折部分的一端为开路,其另一端则与辐射部分相连接。反折线路与辐射部分对称于芯片贴合部分。
Description
本案为申请号2008101763758、发明名称为“射频辨识标签”的分案申请
技术领域
本发明是有关于一种射频辨识标签,特别是有关于一种具有反折线路(folding circuit)以补偿天线电性长度的射频辨识标签。
背景技术
射频辨识(Radio Frequency Identification,RFID)***是利用无线电波来传送辨识数据,让使用者以无线方式取得所需数据。射频辨识***包含:射频辨识标签(Radio Frequency Identification tag,RFID tag)与读取器(reader)。
射频辨识标签主要由标签芯片与标签天线所组成。射频辨识标签的标签芯片储存相对应的辨识数据,例如产品名称、货源或进货日期等等数据。射频辨识标签的标签天线会与读取器进行无线传输,以取得所需数据。
射频辨识标签的成本主要来自:标签芯片、标签天线的金属材料用量与标签工艺(如封装等)。如果能降低射频辨识标签天线的金属材料用量,则可降低射频辨识标签的成本。
以目前常见的射频辨识标签来说,其大小通常为1×4英时(25mmx100mm),其长度小于UHF频段的1/2波长(900MHz:135mm),其金属覆盖率约占总面积的20%~80%,该标签天线的金属覆盖率为导致标签成本不易降低的原因之一。
另外,现有技术中,射频辨识标签天线设计普遍采用蛇形布线(meandering)来补偿天线电性长度。然而,这些标签天线皆采用覆盖率较大的平面金属,造成标签材料成本无法降低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低金属覆盖率的射频辨识标签,可维持天线增益(读取距离)且降低耦合损失,及具有全向性读取特性,以达到有效降低标签成本的目标。
本发明有关于一种射频辨识标签,具有末端开路的反折线路可补偿天线电性长度,以使得射频辨识标签具有良好的天线增益与读取距离。
本发明有关于一种射频辨识标签,其反折线路与辐射部分所构成形状可做成中空,以减少金属覆盖率,降低射频辨识标签成本。
本发明有关于一种射频辨识标签,其辐射部分的电流具有一致性,以加强辐射效果。
本发明的一例射频辨识标签,包括:基板;标签芯片;芯片贴合部分,形成于基板上,并连接至标签芯片;反折线路,形成于基板上,连接至芯片贴合部分,其中,反折线路具有一弯折部分,形成中空状区域;以及辐射部分,形成于基板上,连接至反折线路;其中,反折线路的弯折部分的一端为开路,其另一端则与辐射部分相连接。其中
本发明的射频辨识标签可应用在一种射频辨识***,包括:读取器;以及射频辨识标签,与读取器间进行信号收发。射频辨识标签包括:基板;标签芯片;芯片贴合部分,形成于基板上,并连接至标签芯片;反折线路,形成于基板上,连接至芯片贴合部分,其中,反折线路具有弯折部分,形成中空状区域;以及辐射部分,形成于基板上,连接至反折线路;其中,反折线路的弯折部分的一端为开路,其另一端则与辐射部分相连接。其中,反折线路对称于芯片贴合部分;辐射部分亦对称于芯片贴合部分。
附图说明
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图,作详细说明如下,其中:
图1显示射频辨识的应用示意图。
图2显示根据本发明第一实施例的射频辨识标签的示意图。
图3显示根据本发明第二实施例的射频辨识标签的示意图。
图4显示根据本发明第三实施例的射频辨识标签的示意图。
图5显示根据本发明第四实施例的射频辨识标签的示意图。
图6显示根据本发明第五实施例的射频辨识标签的示意图。
图7A-图7D显示多种芯片贴合部分与标签芯片间的连接例子。
附图中主要元件符号说明
110:主机;120:读取器;130:产品;140、200、300、400、500、600:射频辨识标签;210:基板;220、320、520、620:芯片贴合部分;223、623、723:芯片贴合座;225、625:阻抗匹配电路;230、430、630:反折线路;235:弯折部分;237、437:中空状区域;240:辐射部分;245:尾端;250、350、750:标签芯片;330(1):第一反折线路;330(2):第二反折线路;337(1):第一中空状区域;337(2):第二中空状区域;340(1):第一辐射部分;340(2):第二辐射部分;711、712:金属接点;713、714:导线。
具体实施方式
在本发明实施例中,利用末端为开路的反折线路来连接芯片贴合部分与辐射部分。此外,反折线路与辐射部分的构成形状可做成中空,以减少金属覆盖率,降低射频辨识标签成本。此外,辐射部分的电流具有一致性,以加强辐射效果。
图1显示射频辨识的应用示意图。如图1所示,读取器120发出无线讯号与功率至产品130上的射频辨识标签140。射频辨识标签140将产品130的相对应数据回传至读取器120。主机110接收由读取器120所传来的数据。由此,主机110可以无线方式读取产品130的相对应数据。
第一实施例
图2显示根据本发明第一实施例的射频辨识标签的示意图。如图2所示,根据本发明第一实施例的射频辨识标签200至少包括:基板210、标签芯片250、芯片贴合部分220、反折线路(folding circuit)230与辐射部分(radiation part)240。芯片贴合部分220形成于基板210上,并连接至标签芯片250。反折线路230形成于基板210上,并连接至芯片贴合部分220,其中,反折线路230具有弯折部分235,其形成中空状区域237。辐射部分240形成于基板210上,连接至反折线路230。反折线路230的弯折部分235的一端为开路,其另一端则与辐射部分240相连接。
基板210具有介电特性。例如,基板210的材质可为塑料(如PET(Polyethylene Terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯等)。芯片贴合部分220、反折线路230与辐射部分240形成于基板210上。
此外,芯片贴合部分220还包括芯片贴合座223。芯片贴合座223用以设置标签芯片250,使得标签芯片250连接至射频辨识标签200。芯片贴合座223与标签芯片250间的贴合将于下段文章中详述。芯片贴合座223使得射频辨识标签200的天线接收的能量(由读取器传来)能传输至标签芯片250。
为了使射频辨识标签200的天线与标签芯片250间的阻抗匹配能达到较佳的功率传输,芯片贴合部分220还可包含阻抗匹配电路225,其连接至芯片贴合座223。当射频辨识标签黏贴在不同材质的物品上时,将导致射频辨识标签200的天线的阻抗变动,此阻抗变动的误差在设计时可利用阻抗匹配电路225加以补偿。
虽然在图2中,阻抗匹配电路225为U形,然而,本发明并不受限于此,阻抗匹配电路225亦可具有其它形状。
反折线路230利用反折方式,来补偿辐射部分240所需的天线电性长度。反折线路230连接芯片贴合部分220与辐射部分240。更进一步说,反折线路230介于芯片贴合部分220与辐射部分240之间。
反折线路230与辐射部分240相接后弯折,以形成弯折部分(windingpart)235,其形成中空状区域237。在本实施例中,中空状区域237为三角形,然中空状区域237亦可为方形、圆形等规则多边形或不规则多边形,并不以此为限。如图2所示,弯折部分235的一端连接至辐射部分240,其另一端则为开路。此外,虽然图2中的弯折部分235为直线,然而,弯折部分235亦可为弧线、蛇形线等其它规则/不规则形状。
辐射部分240与反折电路230相连接,以形成循环。辐射部分240内部电流(如箭头所示)具有一致性,其电流方向为流向或流出反折电路230,以更进一步增强辐射部分240的辐射收发效果。此外,为更加强辐射部分240的辐射效率,辐射部分240的尾端245可加宽。
辐射部分240的形状可为矩形、圆形、梯形或三角形等规则多边形或不规则多边形。此外,为更降低金属覆盖率,辐射部分240为镂空(中空、空心)。亦即,辐射部分240仅有天线框住***,但其内部则是空心。
射频辨识标签200可利用如网印(printing)、蚀刻(etching)、电镀(plating)等厚膜或薄膜工艺,以形成于基板210上。
在本发明第一实施例中,射频辨识标签200的平均增益(Average gain)为2.16dBi,金属覆盖率为9.4%,而读取距离(Read Range)则为6.75M(米)。由此可知,在本发明第一实施例中,不但能有效降低金属覆盖率,且能维持有效读取距离。
第二实施例
图3显示根据本发明第二实施例的射频辨识标签300的示意图。为求解说方便,由图3的左方至右方,依序为第一辐射部分340(1)、第一反折线路330(1)、芯片贴合部分320、第二反折线路330(2)与第二辐射部分340(2)。详细的说,反折线路可包括第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2),分别配置于芯片贴合部分320的两侧;辐射部分包括第一辐射部分340(1)与第二辐射部分340(2),分别配置于第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2)的两侧。此外,第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2)可分别对应至图2的反折线路230;而第一辐射部分340(1)与第二辐射部分340(2)则可分别对应图2的辐射部分240。
与第一实施例相较,第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2)的第一中空状区域337(1)、第二中空状区域337(2)由第一实施例的三角形改变为矩形,而第一辐射部分340(1)与第二辐射部分340(2)由原本的镂空梯形改为镂空方形。射频辨识标签300虽然具有不同形状、大小的反折线路与辐射部分,但仍具有良好的读取效果。
在本发明第二实施例中,射频辨识标签300的平均增益为1.89dBi,金属覆盖率为11%,而读取距离则为6.55M。由此可知,在本发明第二实施例中,不但能有效降低金属覆盖率,且能维持有效读取距离。
另外,要说明的是,第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2)可为对称或不对称。也就是说,第一中空状区域337(1)、第二中空状区域337(2)的形状可以为相同或是不同;第一辐射部分340(1)与第二辐射部分340(2)的形状可为对称或不对称;第一辐射部分340(1)与第二辐射部分340(2)的尺寸也可为相同或不相同。
第三实施例
图4显示根据本发明第三实施例的射频辨识标签400的示意图。与第二实施例相较,将反折线路的尺寸缩小,使得反折线路430形成较小面积的中空状区域437。在本发明的第三实施例标签400中,具有不同大小的反折线路与辐射部分,标签天线的平均增益为1.93dBi,金属覆盖率为11%,而读取距离则为6.58M。由此可知,第三实施例中,不但能有效降低金属覆盖率,且能维持有效读取距离。
第四实施例
图5显示根据本发明第四实施例的射频辨识标签500的示意图。相较于第一实施例,根据本发明第四实施例的射频辨识标签500的芯片贴合部分520并不具有阻抗匹配电路。不过,为了达到辐射部分与标签芯片间的阻抗匹配,在设计标签芯片或芯片贴合部分时,可考虑阻抗匹配因素。
相较于射频辨识标签200,射频辨识标签500虽然具有不同形状、大小的反折线路与辐射部分,但仍具有良好的读取效果。
第五实施例
图6显示根据本发明第五实施例的射频辨识标签600的示意图。
另外,在本发明第一实施例中,芯片贴合部分220的阻抗匹配电路225连接至反折线路230。相较于本发明第一实施例,本发明第五实施例的射频辨识标签600的芯片贴合部分620的阻抗匹配电路625并不连接至反折线路630,而是芯片贴合部分620的芯片贴合座623与反折线路630相连接。也就是说,在本发明上述实施例及其它实施例中,反折线路与芯片贴合部分间的连接处可以是芯片贴合座、阻抗匹配电路或是芯片贴合部分的其它部分。
图7A-图7D显示多种芯片贴合部分与标签芯片间的连接例子。在图7A与图7B中,芯片贴合座723与标签芯片750之间通过金属接点711、712而连接。在图7C与图7D,芯片贴合座723与标签芯片750之间通过导线(bonding wire)713与714而连接。
在本发明上述或其它可能实施例中,两侧的反折线路的绕线方式为对称或不对称;两侧的辐射部分的形状为对称或不对称;两侧的辐射部分的尺寸大小为相同或不相同。
在本发明实施例中,具有末端开路的反折线路可补偿天线电性长度,以使得射频辨识标签具有良好的天线增益与读取距离长。此外,反折线路与辐射部分的形状可做成中空,以减少金属覆盖率,降低射频辨识标签成本。此外,辐射部分的内部电流具有一致性,以加强辐射效果。此外,反折线路与辐射部分为细金属线而非大平面金属。
综上所述,虽然本发明已以实施例具体描述如上,然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视申请的权利要求范围所界定的内容为准。
Claims (10)
1.一种射频辨识标签,包括:
一基板;
一标签芯片;
一芯片贴合部分,形成于该基板上,连接至该标签芯片;
一反折线路,形成于该基板上,连接至该芯片贴合部分,其中该反折线路具有一弯折部分,其形成一中空状区域,该反折线路对称于该芯片贴合部分;以及
一辐射部分,形成于该基板上,连接至该反折线路,该辐射部分对称于该芯片贴合部分;
其中,该反折线路的弯折部分一端为开路,其另一端与该辐射部分相连接。
2.如权利要求1所述的射频辨识标签,其中该芯片贴合部分包括一芯片贴合座,用以设置该标签芯片。
3.如权利要求2所述的射频辨识标签,其中该芯片贴合部分还包括一阻抗匹配电路,连接至该芯片贴合座。
4.如权利要求3所述的射频辨识标签,其中该反折线路连接至该芯片贴合部分的该阻抗匹配电路。
5.如权利要求2所述的射频辨识标签,其中该反折线路连接至该芯片贴合部分的该芯片贴合座。
6.如权利要求1所述的射频辨识标签,其中该反折线路的弯折部分为直线、弧线或蛇形线。
7.如权利要求1所述的射频辨识标签,其中该辐射部分的内部电流流入或流出该芯片贴合部分。
8.如权利要求1所述的射频辨识标签,其中:
该反折线路包括一第一反折线路与一第二反折线路,其配置于该芯片贴合部分的两侧,该第一反折线路与该第二反折线路的绕线方式、形状与尺寸彼此对称;以及
该辐射部分包括一第一辐射部分与一第二辐射部分,其分别配置于该第一反折线路与该第二反折线路的两侧,该第一辐射部分与该第二辐射部分的绕线方式、形状与尺寸彼此对称。
9.如权利要求1所述的射频辨识标签,其中中空状区域为三角形、方形、圆形规则多边形或不规则多边形。
10.如权利要求1所述的射频辨识标签,其中该辐射部分为镂空,其形状为矩形、圆形、梯形或三角形规则多边形或不规则多边形。
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