CN101739596B - 射频辨识卷标 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频辨识卷标，其包括：基板、卷标芯片、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卷标芯片。反折线路形成于基板上且连接至芯片贴合部分。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。反折线路或辐射部分不对称于芯片贴合部分。

Description

射频辨识卷标

技术领域

本发明涉及一种射频辨识卷标，特别是具有反折线路(foldingcircuit)以补偿天线电性长度的射频辨识卷标。

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：射频辨识卷标(Radio Frequency Identification tag，RFID tag)与读取器(reader)。

射频辨识卷标主要由卷标芯片与卷标天线组成。射频辨识卷标的卷标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。射频辨识卷标的卷标天线会与读取器进行无线传输，以取得所需数据。

射频辨识卷标的成本主要来自：卷标芯片、卷标天线的金属材料用量与卷标的工艺(如封装等)。如果能降低射频辨识卷标天线的金属材料用量，则可降低射频辨识卷标的成本。

以目前常见的射频辨识卷标来说，其大小通常为1×4英时(25mm×100mm)，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％，该卷标天线的金属覆盖率为导致卷标成本不易降低的原因之一。

另外，现有技术中，射频辨识卷标天线设计普遍采用蛇形布线(meandering)来补偿天线电性长度。然而，这些卷标天线皆采用覆盖率较大的平面金属，造成卷标材料成本无法降低。

发明内容

因此，本发明目的是提出一种射频辨识卷标，其是一种低金属覆盖率的射频辨识卷标，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，以达到有效降低卷标成本的目标。

本发明有关于一种射频辨识卷标，具有末端开路的反折线路可补偿天线电性长度，以使得射频辨识卷标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卷标，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，降低射频辨识卷标成本。反折线路或辐射部分不对称于射频辨识卷标的芯片贴合部分。

本发明有关于一种射频辨识卷标，其辐射部分的电流方向具有一致性，以加强辐射效果。

本发明提出一种射频辨识卷标，包括：基板；卷标芯片；芯片贴合部分，形成于基板上，并连接至卷标芯片；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。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的至少一者系不对称于芯片贴合部分。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1显示射频辨识的应用示意图；

图2～图11显示根据本发明第一实施例至第十实施例的射频辨识卷标的示意图；

图12A～图12D显示多种芯片贴合部分与卷标芯片间的连接例子。

【主要元件符号说明】

110：主机

120：读取器

130：产品

140、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100：射频辨识卷标

210：基板

220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120：芯片贴合部分

223、523、1223：芯片贴合座

225、525：阻抗匹配电路

230、530：反折线路

235：弯折部分

237：中空状区域

240：辐射部分

245：尾端

250、350、1250：卷标芯片

330(1)、630(1)、730(1)、830(1)、930(1)、1030(1)、1130(1)：第一反折线路

330(2)、630(2)、730(2)、830(2)、930(2)、1030(2)、1130(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)、640(1)、740(1)、840(1)、940(1)、1040(1)、1140(1)：第一辐射部分

340(2)、640(2)、740(2)、840(2)、940(2)、1040(2)、1140(2)：第二辐射部分

1211、1212：金属接点

1213、1214：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，降低射频辨识卷标成本。此外，辐射部分的电流具有一致性，以加强辐射效果。反折线路不对称于射频辨识卷标的芯片贴合部分；以及/或辐射部分不对称于射频辨识卷标的芯片贴合部分。

图1显示射频辨识的应用示意图。如图1所示，读取器120发出无线信号与功率至产品130上的射频辨识卷标140。射频辨识卷标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。通过此，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卷标的示意图。如图2所示，根据本发明第一实施例的射频辨识卷标200至少包括：基板210、卷标芯片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，并连接至卷标芯片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用以设置卷标芯片250，使得卷标芯片250连接至射频辨识卷标200。芯片贴合座223与卷标芯片250间的贴合将于后面段落中详述。芯片贴合座223使得射频辨识卷标200的天线接收的能量(由读取器传来)能传输至卷标芯片250。

为了使射频辨识卷标200的天线与卷标芯片250间的阻抗匹配能达到良好的功率传输，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。当射频辨识卷标粘贴在不同材质的物品上时，将导致射频辨识卷标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，阻抗匹配电路225亦可具有其它形状。本发明并不受限于阻抗匹配电路225的形状。

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，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为方形，然中空状区域237亦可为三角形、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，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。

如图2所示，以芯片贴合部分220为基准点(比如，图2中的虚线A-A’)，反折线路230对称于芯片贴合部分220；相同地，以芯片贴合部分220为基准点，辐射部分240亦对称于芯片贴合部分220。

射频辨识卷标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，射频辨识卷标200的平均增益(Average gain)为1.93dBi，金属覆盖率为11％，而读取距离(Read Range)则为6.58M(公尺)。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卷标300的示意图。为解说方便，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。

相较之下，射频辨识卷标300与射频辨识卷标200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，射频辨识卷标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。

在图3中，第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2)对称于芯片贴合部分320；但第一反折线路330(1)与第二反折线路330(2)亦可不对称于芯片贴合部分320。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。此外，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于芯片贴合部分320；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卷标400的示意图。相较于第一实施例，本发明第三实施例的射频辨识卷标400的芯片贴合部分420并不具有阻抗匹配电路。不过，为了达到辐射部分与卷标芯片间的阻抗匹配，在设计卷标芯片或芯片贴合部分时，可考虑阻抗匹配因素。

相较于射频辨识卷标200，射频辨识卷标400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。

第四实施例

图5显示根据本发明第四实施例的射频辨识卷标500的示意图。

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，本发明第四实施例的射频辨识卷标500的芯片贴合部分520的阻抗匹配电路525并不连接至反折线路530，而是芯片贴合部分520的芯片贴合座523与反折线路530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。

在本发明的上述或其它可能实施例中，两侧的反折线路的绕线方式可为对称或不对称；两侧的辐射部分的形状亦可为对称或不对称；两侧的辐射部分的尺寸大小可为相同或不相同。

在本发明的上述实施例中，两侧的反折线路乃是对称于芯片贴合部分，而且，两侧的辐射部分也对称于芯片贴合部分。然而，在本发明其它实施例中，两侧的反折线路可以不对称于芯片贴合部分而两侧的辐射部分则对称或不对称于芯片贴合部分。在本发明的其它实施例中，两侧的辐射部分乃不对称于芯片贴合部分而两侧的反折线路乃对称或不对称于芯片贴合部分。在本发明的其它实施例中，两侧的辐射部分与两侧的辐射部分乃不对称于芯片贴合部分。

第五实施例

图6显示根据本发明第五实施例的射频辨识卷标600的示意图。为求解说方便，由图6的左方至右方，依序为第一辐射部分640(1)、第一反折线路630(1)、芯片贴合部分620、第二反折线路630(2)与第二辐射部分640(2)。

详细的说，反折线路可包括第一反折线路630(1)与第二反折线路630(2)，分别配置于芯片贴合部分620的两侧。而且，以芯片贴合部分620为基准，第一反折线路630(1)与第二反折线路630(2)彼此不对称。

辐射部分包括第一辐射部分640(1)与第二辐射部分640(2)，分别配置于第一反折线路630(1)与第二反折线路630(2)的两侧。而且，以芯片贴合部分620为基准，第一辐射部分640(1)与第二辐射部分640(2)彼此不对称。

射频辨识卷标600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。

在本发明第五实施例中，射频辨识卷标600的平均增益为1.95dBi，金属覆盖率为12％，其读取距离则为6.59M。由此可知，在本发明第五实施例中，不但能有效降低金属覆盖率，且能维持有效读取距离。

第六实施例

图7显示根据本发明第六实施例的射频辨识卷标700的示意图。为求解说方便，由图7图式的左方至右方，依序为第一辐射部分740(1)、第一反折线路730(1)、芯片贴合部分720、第二反折线路730(2)与第二辐射部分740(2)。

以芯片贴合部分720为基准，第一反折线路730(1)与第二反折线路730(2)彼此不对称。而且，以芯片贴合部分720为基准，而第一辐射部分740(1)与第二辐射部分740(2)则彼此对称。

射频辨识卷标700虽然具有不同形状的反折线路，但仍具有良好的读取效果。

在本发明第六实施例中，射频辨识卷标700的平均增益为2.18dBi，金属覆盖率为11％，其读取距离则为6.76M。由此可知，在本发明第六实施例中，不但能有效降低金属覆盖率，且能维持有效读取距离。

第七实施例

图8显示根据本发明第七实施例的射频辨识卷标800的示意图。为求解说方便，由图8图式的左方至右方，依序为第一辐射部分840(1)、第一反折线路830(1)、芯片贴合部分820、第二反折线路830(2)与第二辐射部分840(2)。

以芯片贴合部分820为基准，第一反折线路830(1)与第二反折线路830(2)彼此不对称。而且，以芯片贴合部分820为基准，第一辐射部分840(1)与第二辐射部分840(2)则彼此对称。

射频辨识卷标800虽然具有不同形状的反折线路，但仍具有良好的读取效果。

在本发明第七实施例中，射频辨识卷标800的平均增益为2.1dBi，金属覆盖率为12％，其读取距离则为6.7M。由此可知，在本发明第七实施例中，不但能有效降低金属覆盖率，且能维持有效读取距离。

第八实施例

图9显示根据本发明第八实施例的射频辨识卷标900的示意图。为求解说方便，由图9图式的左方至右方，依序为第一辐射部分940(1)、第一反折线路930(1)、芯片贴合部分920、第二反折线路930(2)与第二辐射部分940(2)。

以芯片贴合部分920为基准，第一反折线路930(1)与第二反折线路930(2)彼此不对称。而且，以芯片贴合部分920为基准，第一辐射部分940(1)与第二辐射部分940(2)则彼此对称。

射频辨识卷标900虽然具有不同形状的反折线路，但仍具有良好的读取效果。

在本发明第八实施例中，射频辨识卷标900的平均增益为1.98dBi，金属覆盖率为12％，其读取距离则为6.61M。由此可知，在本发明第八实施例中，不但能有效降低金属覆盖率，且能维持有效读取距离。

第九实施例

图10显示根据本发明第九实施例的射频辨识卷标1000的示意图。为求解说方便，由图10图式的左方至右方，依序为第一辐射部分1040(1)、第一反折线路1030(1)、芯片贴合部分1020、第二反折线路1030(2)与第二辐射部分1040(2)。

以芯片贴合部分1020为基准，第一反折线路1030(1)与第二反折线路1030(2)彼此不对称。而且，以芯片贴合部分1020为基准，第一辐射部分1040(1)与第二辐射部分1040(2)则彼此对称。

射频辨识卷标1000虽然具有不同形状的反折线路，但仍具有良好的读取效果。

在本发明第九实施例中，射频辨识卷标1000的平均增益为2.14dBi，金属覆盖率为13％，其读取距离则为6.73M。由此可知，在本发明第九实施例中，不但能有效降低金属覆盖率，且能维持有效读取距离。

第十实施例

图11显示根据本发明第十实施例的射频辨识卷标1100的示意图。为解说方便，由图11图式的左方至右方，依序为第一辐射部分1140(1)、第一反折线路1130(1)、芯片贴合部分1120、第二反折线路1130(2)与第二辐射部分1140(2)。

以芯片贴合部分1120为基准，第一反折线路1130(1)与第二反折线路1130(2)对称。而且，以芯片贴合部分1120为基准，第一辐射部分1140(1)与第二辐射部分1140(2)则彼此不对称。

射频辨识卷标1100虽然具有不同形状、大小的辐射部分，但仍具有良好的读取效果。

在本发明第十实施例中，射频辨识卷标1100的平均增益为2.05dBi，金属覆盖率为14％，其读取距离则为6.66M。由此可知，在本发明第十实施例中，不但能有效降低金属覆盖率，且能维持有效读取距离。

其中，在上述的第六、七、八、九的实施例中，皆揭露了二侧反折线路不对称而辐射部分相互对称的例子，其差异在于反折线路与辐射部分可设计成各种不同的形状及大小而产生不同的效果，因而列举了矩形、三角形、圆形、椭圆、新月形等的实施态样。然，在本发明所属技术领域中具有通常知识者皆可使用其它不同形状的设计于反折线路与辐射部分，或是应用至上述列举的其它实施例中，当属不脱离本发明的精神和范围内。本发明的反折线路与辐射部分亦不受限于上述实施例所提及的形状。

芯片贴合部分与卷标芯片间的连接

图12A～图12D显示应于本发明上述与其它实施例中的多种芯片贴合部分与卷标芯片间的连接例子。在图12A与图12B中，芯片贴合座1223与卷标芯片1250之间透过金属接点1211、1212而连接。在图12C与图12D，芯片贴合座1223与卷标芯片1250之间透过导线(bonding wire)1213与1214而连接。

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，以使得射频辨识卷标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，降低射频辨识卷标成本。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揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，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后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (11)

1.一种射频辨识卷标，其特征在于包括：

一基板；

一卷标芯片；

一芯片贴合部分，形成于该基板上，连接至该卷标芯片；

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；以及

一辐射部分，形成于该基板上，连接至该反折线路；

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；

该反折线路或该辐射部分不对称于该芯片贴合部分。

2.如权利要求1所示的射频辨识卷标，其特征在于，该芯片贴合部分包括一芯片贴合座，用以设置该卷标芯片。

3.如权利要求2所示的射频辨识卷标，其特征在于，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所示的射频辨识卷标，其特征在于，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所示的射频辨识卷标，其特征在于，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所示的射频辨识卷标，其特征在于，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所示的射频辨识卷标，其特征在于，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所示的射频辨识卷标，其特征在于：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、形状或尺寸彼此不对称。

9.如权利要求1所示的射频辨识卷标，其特征在于，该辐射部分包括一第一辐射部分与一第二辐射部分，其分别配置于该芯片贴合部分的两侧，该第一辐射部分与该第二辐射部分的绕线方式、形状或尺寸彼此不对称。

10.如权利要求1所示的射频辨识卷标，其特征在于，该中空状区域为规则多边形或不规则多边形。

11.如权利要求1所示的射频辨识卷标，其特征在于，该辐射部分为镂空，其形状为规则多边形或不规则多边形。

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