CN101739595A

CN101739595A - 射频辨识标签

Info

Publication number: CN101739595A
Application number: CN200910132084A
Authority: CN
Inventors: 余俊璋; 叶信贤; 林鸿钦; 陈炯雄
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-06-16

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

射频辨识标签

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)系统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。射频辨识系统包含：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系统，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仅有天线框住外围，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

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。