CN203941538U - 电子标签及其嵌体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及射频识别技术领域，提供了一种电子标签及其嵌体。其中，电子标签嵌体包括：介质板，其上设有焊盘；芯片和天线，分别与所述介质板连接，实现芯片和天线之间的电气导通；防护材料，封装于介质板、芯片和连接于介质板上的天线的外部，用于密封芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位，以及承受外力冲击；保护套，位于防护材料的外部，将介质板、芯片、天线和防护材料包裹，用于防止外界环境对芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位的干扰，并增强所述电子标签嵌体的结构强度。本实用新型提供的电子标签嵌体结构可靠、强度高且可弯曲或拉伸。

Description

电子标签及其嵌体

【技术领域】

本实用新型涉及射频识别技术领域，特别是涉及一种电子标签及其嵌体。

【背景技术】

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术作为一种新兴的短距离无线通信技术，相比条形码和其他识别技术，射频识别技术具有扫描速度快、识别率高、抗干扰能力强等诸多优点，目前已经在不同行业得到了广泛应用。

电子标签是射频识别技术的核心，一般通过背胶粘贴或螺丝固定在被识别物体上。电子标签一般由芯片、天线、基材及封装外壳四部分组成，芯片用来存储物体的相关信息，天线用来接收和发射微波信号，而基材作为固定芯片和天线的载体，与天线规格尺寸和工作频率等参数共同决定着天线的各种功能属性，如增益、阻抗、带宽以及辐射性能等等。天线基材一般分为软基材和硬基材，对应的电子标签分别称为软标签和硬标签，软基材可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚丙烯(Polypropylene，PP)或者聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)等材料，而硬基材一般多采用FR4、陶瓷甚至玻璃等材料制成。通过蚀刻或者导电油墨印刷工艺在基材上形成天线的形状尺寸，然后用板上芯片(Chip On Board，COB)或者倒贴热压等工艺把芯片安装在指定位置，与天线引脚形成电气连接。封装外壳的作用是为了保护芯片和天线不受环境影响。软标签一般用绝缘膜覆盖在天线上对导电材料进行保护，防止与空气接触氧化而导致性能异常；而对于硬标签的保护，一般采用在天线和基材上直接喷涂三防油漆的方法，或者开模制作工程塑料外壳，然后通过超声波热熔方式把外壳密封起来，这种方式封装的标签外壳，结构相对坚固，但成本较高。

然而，在一些现场环境下，由于被标识物体本身的形状并不规则或者曲面较大(如圆形或管状物体)，没有一个相对平坦的位置用来粘贴和固定标签，此时采用硬标签就无法安装，因为硬标签无论内部基材还是外面的封装材料，都是硬性材料，无法弯曲，一旦受力弯曲，就会导致外壳破损，甚至内部天线基材断裂；而软标签虽然能够适应较大幅度的弯曲，但是芯片和天线之间采用导电胶连接，其强度不足，并且由于其封装工艺简单，无法承受外力冲击，因此也无法适用在比较恶劣的现场环境中。

目前市场上大多数的电子标签，在使用时都要求物体表面尽量平整，否则标签无法有效安装。硬标签的基材和封装外壳在制作完成后就已经无法弯曲变形，所以必须粘贴或者采用螺丝固定在平坦的物体表面；而软标签虽然具有一定的柔性，但是工艺简单，封装可靠性差，无法有效应对雨水、灰尘、酸碱腐蚀以及表面摩擦、受力冲击等各种环境变化。

也有一些电子标签，采用在不平坦物体表面挖孔，然后把标签嵌入或半嵌入到孔内。这种方式虽然一定程度上不依赖物体表面的平坦度，但是由于对物体本身的结构进行了破坏，在很多应用情况下用户无法接受，而且挖空和嵌入标签本身也会产生很多成本费用，因此这种电子标签的应用方式受到很大的限制。

在已公开的专利中，公开号CN202904630U、公开日为2013.04.24的中国专利提供了一种RFID弹性电子标签，其采用具有弹性的仿弹簧天线，在射频模块基板上把标签芯片和弹簧天线电气连接，然后用紧固封胶进行密封，虽然采用这种结构方式天线具有比较好的弹性，但是连接部位的结构强度不足。

公开号CN102054194B、公开日为2011.05.11的中国专利提供了一种RFID轮胎电子标签及其制造方法，其也是采用弹簧天线适应各种应力和曲变，电子标签结构与CN202904630U类似，但芯片和天线连接部位没有结构性保护，很容易受外力损坏，只能安装在橡胶轮胎内使用。

公开号CN1801190A、公开日为2006.07.12的中国专利提供了一种汽车发动机专用电子标签，其采用金属护套用来固定整个标签，金属护套在整个封装好的标签两侧，其上有螺丝孔，用来把标签安装在汽车发动机的机体上。

公开号CN103679253A、公开日为2014.03.26的中国专利提供了一种可多次洗涤的耐高温RFID超高频洗涤标签及生产工艺，其在PCB板、芯片、基材天线外部套有密封保护套，保护套的材质是硅胶，但该保护套并不是为了保护芯片和电路板，而是整个电子标签的一个封装套，相当于把弹簧天线、芯片和电路板全部用硅胶密封起来，然后再抽真空排出里面的空气，该保护套的实质就是电子标签的外壳。

上述专利，以及现有技术均未能提供一种能够适应不同程度的弯曲，且结构强度非常可靠的电子标签嵌体。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够适应不同程度的弯曲，且结构强度非常可靠的电子标签嵌体，以及采用该电子标签嵌体制成的电子标签。

本实用新型采用如下技术方案：

一种电子标签嵌体，所述电子标签嵌体包括：

介质板，所述介质板上设有焊盘；

芯片和天线，所述芯片和天线分别与所述介质板连接，实现芯片和天线之间的电气导通；

防护材料，所述防护材料封装于介质板、芯片和连接于介质板上的天线的外部，用于密封芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位，以及承受外力冲击；以及

保护套，所述保护套位于防护材料的外部，将介质板、芯片、天线和防护材料包裹，用于防止外界环境对芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位的干扰，并增强所述电子标签嵌体的结构强度。

进一步地，所述防护材料为具有耐高温和隔热特性的有机胶体或无机胶体。

进一步地，所述保护套为热缩管、金属套管或硬性塑胶套管；所述保护套的直径稍大于所述介质板的宽度，保护套的长度大于介质板的长度。

进一步地，所述芯片采用具有引脚的封装体通过金线或者焊锡连接在介质板的焊盘上，或者所述芯片通过裸晶采用板上芯片工艺固定在介质板上；

所述天线通过焊接方式与介质板的焊盘连接，或者在介质板两端开设有螺丝过孔，所述天线通过螺纹连接方式与介质板的焊盘连接，或者在所述焊盘的两端与天线连接的位置开设有金属过孔，所述天线上与焊盘连接一端的金属线穿于金属过孔内与焊盘焊接于一体。

进一步地，所述天线为普通金属线、弹簧结构的螺旋金属线或者铜编织线；所述天线包括长度相等的两部分，分别连接于介质板的两侧。

进一步地，所述介质板为玻璃纤维板、陶瓷板、树脂板、复合板、电木板或铁氟龙板。

本实用新型还提供了一种电子标签，所述电子标签由上述的电子标签嵌体封装制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过提供一种结构可靠、高强度、可弯曲的电子标签嵌体，嵌体本身具有非常高的强度，能够承受很大的外力冲击，使得应用了该电子标签嵌体的电子标签结构非常可靠，能够承受很大程度的压力和震动冲击，还能承受较大幅度的弯曲或拉伸，且电子标签弯曲后能恢复原有形状而不影响任何性能，从而解决了现有的电子标签无法有效应用到表面不平坦物体或者曲面较大物体上的难题。

本实用新型的电子标签嵌体制作工艺简单，因为有保护套作为载体，注胶时可以方便快捷地进行操作，适合批量生产。

本实用新型的电子标签嵌体作为其他很多标签的嵌体，具有很高的适配性，因为嵌体本身结构强度很高，无论采用注塑密封还是其他方法，都无需担心工艺本身的操作或压力对嵌体造成损伤或者影响其电气性能。

本实用新型的电子标签嵌体可以直接应用在需识别的物体上，或者采用弹性塑胶密封从而灵活安装在各种表面不规则的物体上。

【附图说明】

图1是本实用新型实施例1的电子标签嵌体分解结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的电子标签嵌体的结构示意图。

附图标记：

10-介质板，20-芯片，30-弹簧天线，40-保护套。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种电子标签嵌体，其包括：

介质板，其上设有焊盘；

芯片和天线，分别与介质板连接，实现芯片和天线之间的电气导通；

防护材料，封装于介质板、芯片和连接于介质板上的天线的外部，用于密封芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位，以及承受外力冲击；以及

保护套，位于防护材料的外部，将介质板、芯片、天线和防护材料包裹，用于防止外界环境对芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位的干扰，并增强电子标签嵌体的结构强度。

下面对各具体实施例进行详细说明：

实施例1：

图1和图2所示为本实用新型实施例1提供的一种电子标签嵌体，由介质板10、芯片20、天线、防护材料以及保护套40五部分组成，其中：

在介质板10上设有焊盘；介质板10可以采用玻璃纤维板、陶瓷板、树脂板、复合板、电木板或铁氟龙板(即PTFE板)等板材，或者其他适合高频信号传输的板材；焊盘可以采用铜蚀刻焊盘；

芯片20和天线分别与介质板连接，实现芯片20和天线之间的电气导通；本实施例中，天线为弹簧结构的螺旋金属线(以下简称为弹簧天线30)，当然也可以采用其他如普通金属线等具有一定弯曲和伸展特性的金属结构制成的天线，弹簧天线30包括长度相等的两部分，分别连接于介质板10的两侧，本实施例中每部分弹簧天线30的长度约为射频信号波长的四分之一(具体应用中，弹簧天线30的长度选择与弹簧天线30的绕圈直径、天线线径以及每一圈的间隔相关，根据弹簧天线30的绕圈直径、天线线径以及每一圈的间隔最终确定弹簧天线30每一部分的长度)；芯片20可采用具有引脚的封装体通过金线或者焊锡连接在介质板10的焊盘上，或者通过裸晶采用COB工艺固定在介质板10上；弹簧天线30可通过焊接方式与介质板10的焊盘连接，或者在介质板10两端开设螺丝过孔，弹簧天线30通过螺纹连接方式与介质板10的焊盘连接，或者在焊盘的两端与弹簧天线30连接的位置开设金属过孔，弹簧天线30上与焊盘连接一端的金属线穿于金属过孔内与焊盘焊接于一体；

防护材料封装于介质板10、芯片20和连接于介质板10上的弹簧天线30的外部，用于密封芯片20以及介质板10、芯片20和弹簧天线30的连接部位，以及承受一定的外力冲击；防护材料为具有耐高温和隔热特性的有机胶体或无机胶体，具体可根据电子标签嵌体封装工艺和使用环境的不同(包括使用温度、强度、冲击等)，采用不同的材料作为防护材料，例如采用环氧树脂胶、热熔胶(或者其他的热塑性胶)、硅橡胶、气凝胶、丙烯酸胶、单组份或多组分聚合物胶、耐高温胶以及热固性高分子胶，等等；本实施例中采用环氧树脂胶；

保护套40位于防护材料的外部，将介质板10、芯片20、弹簧天线30和防护材料包裹，用于防止外界环境对芯片20以及介质板10、芯片20和弹簧天线30的连接部位的干扰，从而保证芯片20有最小的波形系数，并作为防护材料的载体，与防护材料一起增强电子标签嵌体的结构强度，可用来保护介质板10和芯片20在受到外力冲击时避免损坏；本实施例中保护套40为金属套管(即金属材料做成的套管)，其直径稍大于介质板的宽度，长度大于介质板的长度。其中，金属套管可以采用不锈钢、铁、铝、铜以及其他金属材料制成。当然，还可以采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene Styrenecopolymers，ABS)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，PPS)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride polymer，PVC)、PTFE以及PP等材质制成的硬性塑胶套管作为保护套40。

采用本实施例的电子标签嵌体制作电子标签，不仅解决了电子标签可以弯曲或拉伸的问题，而且整个电子标签的结构将非常可靠，能够承受很大程度的压力和震动冲击。环氧树脂胶凝固后具有很大的硬度，尤其是采用金属套管保护之后，能承受很大的外力撞击，这是其他柔性电子标签或者简单采用凝固胶封装的标签结构做不到的。

此外，本实施例的电子标签嵌体作为其他很多标签的嵌体，具有很高的适配性，因为嵌体本身结构强度很高，所以无论采用注塑密封还是其他方法封装，都无需担心工艺本身的操作或压力对嵌体造成损伤或者影响其电气性能。

实施例2：

本实施例提供的电子标签嵌体同样由介质板、芯片、天线、防护材料以及保护套五部分组成，其中：

在介质板上设有焊盘；介质板可以采用玻璃纤维板、陶瓷板、树脂板、复合板、电木板或铁氟龙板等板材，或者其他适合高频信号传输的板材；焊盘可以采用铜蚀刻焊盘；

芯片和天线分别与介质板连接，实现芯片和天线之间的电气导通；本实施例中，天线为铜编织线，铜编织线包括长度相等的两部分，分别连接于介质板的两侧，本实施例中每部分铜编织线的长度约为射频信号波长的四分之一；芯片可采用具有引脚的封装体通过金线或者焊锡连接在介质板的焊盘上，或者通过裸晶采用COB工艺固定在介质板上；铜编织线可通过焊接方式与介质板的焊盘连接，或者在介质板两端开设螺丝过孔，铜编织线通过螺纹连接方式与介质板的焊盘连接，或者在焊盘的两端与铜编织线连接的位置开设金属过孔，铜编织线上与焊盘连接一端的金属线穿于金属过孔内与焊盘焊接于一体；

防护材料封装于介质板、芯片和连接于介质板上的铜编织线的外部，用于密封芯片以及介质板、芯片和铜编织线的连接部位，以及承受一定的外力冲击；防护材料为具有耐高温和隔热特性的有机胶体或无机胶体，具体可根据电子标签嵌体封装工艺和使用环境的不同(包括使用温度、强度、冲击等)，采用不同的材料作为防护材料，例如采用环氧树脂胶、热熔胶(或者其他的热塑性胶)、硅橡胶、气凝胶、丙烯酸胶、单组份或多组分聚合物胶、耐高温胶以及热固性高分子胶，等等；本实施例中采用环氧树脂胶；

保护套位于防护材料的外部，将介质板、芯片、铜编织线和防护材料包裹，用于防止外界环境对芯片以及介质板、芯片和铜编织线的连接部位的干扰，从而保证芯片有最小的波形系数，并作为防护材料的载体，与防护材料一起增强电子标签嵌体的结构强度，可用来保护介质板和芯片在受到外力冲击时避免损坏；本实施例中保护套为热缩管，其直径稍大于介质板的宽度，长度大于介质板的长度。其中，热缩管可以采用聚乙烯、聚烯氢类材料制成的热缩管。

采用本实施例的电子标签嵌体制作电子标签，不仅解决了电子标签可以弯曲或拉伸的问题，而且整个电子标签的结构将非常可靠，能够承受很大程度的压力和震动冲击。环氧树脂胶凝固后具有很大的硬度，尤其是采用热缩管保护之后，能承受较大的外力撞击，这是其他柔性电子标签或者简单采用凝固胶封装的标签结构做不到的。

此外，本实施例的电子标签嵌体作为其他很多标签的嵌体，具有很高的适配性，因为嵌体本身结构强度很高，所以无论采用注塑密封还是其他方法封装，都无需担心工艺本身的操作或压力对嵌体造成损伤或者影响其电气性能。

实施例3：

本实施例提供了一种电子标签，该电子标签由实施例1或实施例2的电子标签嵌体封装制成。该电子标签结构非常可靠，能够承受很大程度的压力和震动冲击，还能承受较大幅度的弯曲或拉伸，且电子标签弯曲后能恢复原有形状而不影响任何性能，解决了现有的电子标签无法有效应用到表面不平坦物体或者曲面较大物体上的难题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电子标签嵌体，其特征在于，所述电子标签嵌体包括：

介质板，所述介质板上设有焊盘；

芯片和天线，所述芯片和天线分别与所述介质板连接，实现芯片和天线之间的电气导通；

防护材料，所述防护材料封装于介质板、芯片和连接于介质板上的天线的外部，用于密封芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位，以及承受外力冲击；以及

保护套，所述保护套位于防护材料的外部，将介质板、芯片、天线和防护材料包裹，用于防止外界环境对芯片以及介质板、芯片和天线的连接部位的干扰，并增强所述电子标签嵌体的结构强度。

2.如权利要求1所述的电子标签嵌体，其特征在于，所述防护材料为具有耐高温和隔热特性的有机胶体或无机胶体。

3.如权利要求1所述的电子标签嵌体，其特征在于，所述保护套为热缩管、金属套管或硬性塑胶套管；所述保护套的直径稍大于所述介质板的宽度，保护套的长度大于介质板的长度。

4.如权利要求1所述的电子标签嵌体，其特征在于，所述芯片采用具有引脚的封装体通过金线或者焊锡连接在介质板的焊盘上，或者所述芯片通过裸晶采用板上芯片工艺固定在介质板上；

所述天线通过焊接方式与介质板的焊盘连接，或者在介质板两端开设有螺丝过孔，所述天线通过螺纹连接方式与介质板的焊盘连接，或者在所述焊盘的两端与天线连接的位置开设有金属过孔，所述天线上与焊盘连接一端的金属线穿于金属过孔内与焊盘焊接于一体。

5.如权利要求1或4所述的电子标签嵌体，其特征在于，所述天线为普通金属线、弹簧结构的螺旋金属线或者铜编织线；所述天线包括长度相等的两部分，分别连接于介质板的两侧。

6.如权利要求1所述的电子标签嵌体，其特征在于，所述介质板为玻璃纤维板、陶瓷板、树脂板、复合板、电木板或铁氟龙板。

7.一种电子标签，其特征在于，所述电子标签由权利要求1-6任一项所述的电子标签嵌体封装制成。