CN103754452A - 用于包装带有rfid标签产品的包装盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于包装带有RFID标签产品的包装盒，具有双层盒壁，所述双层盒壁包括由卡纸构成的内层和由金属构成的外层，所述外层和所述内层通过压合或粘合在一起形成盒壁，所述盒壁至少一面的金属被设置在其上的缝隙分为多个阵元，所述多个阵元和多个缝隙形成使特定频段电磁波能够通过的光子晶体结构。实施本发明的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，具有以下有益效果：在保持现有包装的基础上实现对该包装盒内RFID标签的可靠读写。

Description

用于包装带有RFID标签产品的包装盒

技术领域

本发明涉及包装材料，更具体地说，涉及一种用于包装带有RFID标签产品的包装盒。

背景技术

在较为贵重或需要的防伪的商品，通常需要对其每一个进行防伪处理，一般来讲，现有的防伪措施是在每个产品上附带一个RFID标签，使得使用者可以读取到该产品的信息；此外，在每一个物品上粘贴电子标签，并且保证标签能够被顺利快速读取是构建物联网的重要基础。但是，在很多商品中，为了使得商品包装更加精美，以便吸引消费者，通常会采用金卡纸、银卡纸、铝箔纸等金属箔纸材料与普通纸卡层合在一起构成金属箔纸包装盒，这种包装盒将金属箔纸放到其外层，使得包装非常精美。由于包装盒上有金属箔纸，而金属箔纸对电磁信号的屏蔽作用，使得包装盒外的电子信号基本不能达到包装盒内，同时，在包装盒内的RFID标签发送的信号也不能到达包装盒外。因此粘贴或附着在包装盒内产品上的RFID电子标签就不能被盒外的读写器激活并返回电磁信号。这就严重阻碍了带有金属箔纸包装的物品在物联网系统或防伪系统中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述金属箔包装盒内产品上的RFID电子标签不能被盒外的读写器激活并返回电磁信号的缺陷，提供一种能够在金属箔包装盒内接受外部读写器激活信号并能够返回电磁信号的用于包装带有RFID标签产品的包装盒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于包装带有RFID标签产品的包装盒，具有双层盒壁，所述双层盒壁包括由卡纸构成的内层和由金属构成的外层，所述外层和所述内层通过压合或粘合在一起形成盒壁，所述盒壁至少一面的金属被设置在其上的缝隙分为多个阵元，所述多个阵元和多个缝隙形成使特定频段电磁波能够通过的光子晶体结构。

更进一步地，所述多个缝隙相互交叉，所述多个阵元被所述多个缝隙隔离。

更进一步地，所述多个缝隙不相交，所述阵元通过所述缝隙之间的金属相互连接。

更进一步地，所述包装盒包括前面、后面、左面、右面、底面和顶面，所述前面、后面、左面和右面均设置为所述光子晶体结构。

更进一步地，所述阵元的形状为正多边形。

更进一步地，所述多个面上的光子晶体结构相互独立或相连为一个整体。

更进一步地，所述多个面上的光子晶体通过所述阵元或所述缝隙相连。

更进一步地，所述缝隙宽带相同或不相同。

更进一步地，所述缝隙宽度为0.05mm-2mm，长度为10mm-300mm。

更进一步地，通过所述光子晶体结构的电磁波频段是100K-6GHz。

实施本发明的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，具有以下有益效果：由于在包装盒的外层的金属箔纸或金属表面形成光子晶体结构，通过光子晶体的导磁面特性，保证了微波射频信号能有效进出该包装盒，从而使得该包装盒内的电子标签能够接收外部读写器发出的激活信号并能够返回信号。同时由于采用了激光雕刻工艺，可以对雕刻深度进行精确控制，可以保证包装盒内衬纸不会被破坏，保持了包装的完整性。从而使得在保持现有包装的基础上实现RFID标签的读写。此外，由于可以在包装盒的多个面构造形成光子晶体，这样就可以保证在包装盒的四周电子标签能够形成均匀辐射。

附图说明

图1是本发明用于包装带有RFID标签产品的包装盒实施例的结构示意图；

图2是所述实施例中包装盒展开后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明的用于包装带有RFID标签产品的包装盒实施例中，该包装盒与通常的包装盒一样，具有顶面、底面和四个侧面，这些面形成一个密闭的空间，带有RFID电子标签的产品，就放置在该空间中。在本实施例中，该包装盒具有双层盒壁，也就是说，构成该包装盒的包装材料是由两种不同的材料复合而成的，利用这种复合的材料，得到该包装盒。这种双层盒壁包括由卡纸构成的内层（图中未示出）和由金属构成的外层（图1中看见的部分），上述外层和内层通过压合或粘合或现有的技术手段连接在一起形成盒壁，即包装材料。在本实施例中，上述盒壁至少一面的金属（包括金属材料或金属箔或金属薄片等）被设置在其上的缝隙1分为多个阵元2，所述多个阵元2和多个缝隙1形成使特定频段电磁波能够通过的光子晶体结构。

在本实施例中，如图1所示，设置在壁盒外面的金属层上的多个缝隙1相互交叉，将上述金属层划分为多个阵元2，这些多个阵元2每个均被多个缝隙1隔离。也就是说，在图1中，每个阵元2均是孤立的，并没有通过金属与其他阵元连接。图1中，示出的缝隙1呈“井”字形，所以，其划分出来的阵元2的形状是四边形或正方形。在本实施例中的另外一些情况下，上述缝隙1交叉的形状也可以是别的形状，因此其划分出来的阵元2也可以是其他形状的正多边形。在本实施例中，上述缝隙2的宽度可以相同，也可以不相同。基本上来讲，缝隙2宽度在0.05mm-0.2mm之间，例如，0.1mm；其长度在10mm-300mm之间，例如200mm。值得一提的是，在图1中，由于包装盒的形状，其所示出的垂直方向的缝隙2的长度相同，水平方向的缝隙2的长度也基本相同。但是，水平方向和垂直方向的缝隙的长度是不同的。在本实施例中的上述设置构成的光子晶体结构，使得通过该光子晶体结构的电磁波频段是100K-6GHz。

此外，在本实施例中的另外一些情况下，上述多个缝隙1不相交，由这些缝隙1在金属层上划分而得到的阵元2通过缝隙1之间的金属相互连接。同样地，这种情况下得到的阵元2的形状也是正多边形的。

图1中示出了本实施例中的一种情况，仅仅只是在上述包装盒的一面设置有光子晶体结构。实际上，上述光子晶体结构也可以设置在上述包装盒的多个面上。例如，2个面或3个面。图2示出了一个包装盒上设置有四个面的光子晶体结构的情况。图2是一个包装盒拆开后铺平或未折为包装盒时的包装材料的结构示意图。在图2中，所述包装盒包括前面、后面、左面、右面、底面和顶面，共6个面，除了其底面和顶面外，图2中示出的包装材料的形成包装盒后的前面、后面、左面和右面均设置为所述光子晶体结构。在图2中，其缝隙1和阵元2的形状、尺寸等，均与上述图1中大致相同，不同之处在于这些光子结构联系在分布在该材料的上述几个面上。也就是说，图2中，多个面上的光子晶体结构相连为一个整体，这些多个面上的光子晶体通过阵元1相连接或延续。在本实施例中，也可以设置使得上述各个面上的光子晶体相互独立，而每个面上的光子晶体通过缝隙2相连（这种情况图2中未示出）。

总之，在本实施例中，金属或金属箔纸在包装盒外侧，金属或金属箔纸上有由缝隙分隔开的金属块阵列。

上述阵列中的阵元参数的如下：设a为光子晶体的阵元周期，w为光子晶体的阵元宽度，g=a-w为光子晶体的阵元间隙，t为光子晶体的衬底厚度；于是：

光子晶体的高阻反射面谐振频率为：

其中ω₀为光子晶体的谐振频率，C为光子晶体的电容，L为光子晶体的电感，

$C=\frac{{\mathrm{w\ϵ}}_0({\mathrm{\ϵ}}_1+{\mathrm{\ϵ}}_2)}{\mathrm{\π}}a\cosh \left(\frac{a}{g}\right),L={\mathrm{\μ}}_0{\mathrm{\μ}}_{r}t---\left(1\right)$

$\frac{c}{{\mathrm{\ω}}_0}=\sqrt{\frac{2\mathrm{wt}}{\mathrm{\π}}\frac{{\mathrm{\μ}}_r({\mathrm{\ϵ}}_1+{\mathrm{\ϵ}}_2)}{2}a\cosh \left(\frac{a}{g}\right)}---\left(2\right)$

反射面的等效阻抗为

$Z=\frac{\mathrm{j\ωL}}{1-{\mathrm{\ω}}^2\mathrm{LC}}={\mathrm{jX}}_0---\left(3\right)$

其中，ε₀和μ₀为空气的介电常数和磁导率，ε₁和ε₂分别为光子晶体衬底（即本实施例中位于包装盒内侧的卡纸层）和光子晶体外围材料的相对介电常数。

使用时，将带有电子标签的物体放在金属箔纸包装盒内，使用激光雕刻技术在金属箔纸包装盒的各个对应面上按照一定尺寸要求雕刻出缝隙，形成金属块阵元，这样就可以在金属箔纸包装盒表面构造出光子晶体结构。金属块阵元可以在包装盒的一个或多个面形成。当在金属箔纸包装盒的多个面形成光子晶体结构时，各个面需要由金属块或缝隙连接起来。

例如，在一种白酒包装盒中，该包装盒采用金卡纸包装，包装盒尺寸为130mm*130mm*300mm，标签采用UHF频段电子标签，标签粘贴在白酒瓶上。利用激光雕刻技术在金卡纸包装盒上雕刻缝隙以形成金属块阵列，缝隙宽度为0.5mm，金属块尺寸为50mm*50mm，在围绕白酒的四个面上构造光子晶体结构采用远望谷XC-RF807读写器和XC-AF11-L天线测试其电磁波的通过性能，测试结果表明，在包装盒四周均可以对标签进行顺利读写操作，且电子标签的电磁辐射均匀。

由于在构成金属箔纸包装的包装盒上通过激光雕刻工艺构造光子晶体结构，有效地保证了金属箔纸包装盒内的电子标签能在盒外被正常读写，且不会对包装盒加工工艺造成大改动，同时保证了包装盒的外观完整。

在本实施例中所涉及的光子晶体结构的金属箔纸包装盒，适用于各种拥有金属箔纸包装的物品，工艺简单，对包装外观影响小。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于包装带有RFID标签产品的包装盒，具有双层盒壁，所述双层盒壁包括由卡纸构成的内层和由金属构成的外层，所述外层和所述内层通过压合或粘合在一起形成盒壁，其特征在于，所述盒壁至少一面的金属被设置在其上的缝隙分为多个阵元，所述多个阵元和多个缝隙形成使特定频段电磁波能够通过的光子晶体结构。

2.根据权利要求1所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述多个缝隙相互交叉，所述多个阵元被所述多个缝隙隔离。

3.根据权利要求1所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述多个缝隙不相交，所述阵元通过所述缝隙之间的金属相互连接。

4.根据权利要求2或3所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述包装盒包括前面、后面、左面、右面、底面和顶面，所述前面、后面、左面和右面均设置为所述光子晶体结构。

5.根据权利要求4所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述阵元的形状为正多边形。

6.根据权利要求5所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述多个面上的光子晶体结构相互独立或相连为一个整体。

7.根据权利要求6所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于， 所述多个面上的光子晶体通过所述阵元或所述缝隙相连。

8.根据权利要求7所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述缝隙宽带相同或不相同。

9.根据权利要求8所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，所述缝隙宽度为0.05mm-2mm，长度为10mm-300mm。

10.根据权利要求8所述的用于包装带有RFID标签产品的包装盒，其特征在于，通过所述光子晶体结构的电磁波频段是100K-6GHz。