CN103886357B - Rfid电子标签及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的RFID电子标签及其加工方法，将装配于基板上的天线设计成沿2个方向延伸的2个部分，从基板侧向远端传递来的外力或其他破坏焊接结构的力在天线的焊接端得以削弱与衰减，从而提高天线焊接端与基板之间焊接结构的应力稳定与抗干扰性能，进而提高RFID电子标签在整个生命周期中的鲁棒性。RFID电子标签包括有基板，电子芯片，一组天线。天线具有沿第一方向延伸的第一部分，第一部分具有数个呈螺旋状、连续排列的弹簧圈；与第一部分连续的、沿第二方向螺旋状延伸的第二部分，通过将第二部分焊接于基板而实现天线在电子芯片侧部的装配，第一部分相对于第二部分处于多个方向上的弹性、无限定状态。

Description

RFID电子标签及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种可以植入信息载体内部或附于其表面的RFID电子标签及其加工方法，属于信息电子与橡胶机械加工领域。

背景技术

目前将RFID电子标签作为数据信息载体、反馈终端而应用于物流运输、调配或在网络环境下的产品全生命周期信息化管理，已不再仅是一种技术概念。

RFID电子标签具有唯一的标识码，将其植入信息载体（如橡胶轮胎）内部或附于其（如货物集装箱）表面之后，在不影响载体质量的基础上与其结合成一个整体。 在外界读写设备的驱动下，随时发送/读写数据，能够实时的监控载体在生产、销售、使用、理赔或信息化监控全程的管理。

RFID电子标签主要是通过天线和射频模块连接实现数据的发送/接收，由于信息载体在制造或使用过程中会形成一定程度的挠曲与形变，特别当应用于橡胶轮胎时，会直接地导致天线与电子装置因破裂、损坏或老化而分离，因此提高天线和电子标签连接的牢固程度可有效的提高电子标签的鲁棒性。

如公开以下方案的在先申请，申请号为ZL200920252556.4，名称为RFID轮胎电子标签，该申请采用了弹簧式天线结构的电子标签，将弹簧天线的焊接端压缩后再与射频模块焊接固定到一起，而弹簧天线的其他部分仍沿相同方向、螺旋状延伸至基板的侧向远端。

上述方案的天线结构，当受到外力拉伸或较高的工作环境温度等因素作用时，天线可能会挣脱焊锡的束缚而与射频模块分离。究其原因是被压缩的焊接端与延伸至侧向远端的弹簧圈之间形成直接的受力传递，未形成任何的减缓或衰减效应，难以有效地对抗外力或高温因素对于焊锡与焊接端之间连接结构的破坏。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的RFID电子标签及其加工方法，其目的在于解决上述问题而将装配于基板上的天线设计成沿2个方向延伸的2个部分，从基板侧向远端传递来的外力或其他破坏焊接结构的力在天线的焊接端得以削弱与衰减，从而提高天线焊接端与基板之间焊接结构的应力稳定与抗干扰性能，进而提高RFID电子标签在整个生命周期中的鲁棒性。

为实现上述发明目的，所述的RFID电子标签主要包括有：

基板，

设置于基板上的电子芯片，

以及，装配于电子芯片两侧的一组天线。

与现有技术的区别之处在于，所述的天线具有沿第一方向延伸的第一部分，第一部分具有数个呈螺旋状、连续排列的弹簧圈；

与第一部分连续的、沿第二方向螺旋状延伸的第二部分，第二部分具有至少一个完整的弹簧圈；

通过将第二部分焊接于基板而实现天线在电子芯片侧部的装配，第一部分相对于第二部分处于多个方向上的弹性、无限定状态。

如上述基本方案，天线所具有第一部分、第二部分分别各自地沿第一方向、第二方向延伸，即构成2个部分的弹簧圈弹性复位、以及受外力作用而拉伸或压缩的方向是不相同的。

在第二部分处通过焊接工艺而将在天线固定于基板上之后，第一部分相对于第二部分处于多个方向上的自由状态，即可弹性地弯曲、伸缩与扭转。因此，当外力通过第一部分传递至第二部分时，仅相当于从侧向作用于第二部分的弹簧圈，由于第二部分弹簧圈的中心轴线（与弹性复位方向相同）与第一部分的延展方向不相同，外力或其他破坏力在天线焊接端得以削弱和衰减，从而天线与基板的焊接可靠性得以大大加强。

为进一步地提高第二部分在焊接时所形成连接结构的稳定性，可在基板上、焊接第二部分处设置有通孔，焊接第二部分的焊膏贯穿通孔而形成第一铆钉结构。

焊接后，固化后的焊膏将第二部分充分地连接于与基板的两侧表面，从而天线与基板整体上形成稳定的连接结构。

更为优化的补充改进措施是，焊接时，焊膏灌注于第二部分的内圈而形成第二铆钉结构。即在基板一侧表面，焊膏（通常可采用焊锡工艺而形成为锡膏）灌注并充满、填塞第二部分，从而增强第二部分与基板的焊接紧密与稳固程度。

为提高灌注时焊膏与第二部分弹簧圈的连接稳定性，可采取的改进方案是，第二部分弹簧圈之间的最大螺距小于第一部分弹簧圈之间的最小螺距。

即在焊接前，第二部分的弹簧圈被压缩而减小其相互间的螺距。螺距的缩小，能够更充分地提高在焊膏与弹簧圈之间连接的紧密性。

而且因外力作用时，第一部分与第二部分之间螺距的不同，也可导致弹簧振动频率与振幅的差异，从而更为加剧外力在天线焊接端的衰减。

另外，所述第一部分弹簧圈之间的螺距相等，第二部分弹簧圈之间的螺距相等，即采取等距的弹簧圈排列结构。相等螺距的设计是为了提高天线发送与接收数据信号的清晰度、以及简化加工工艺复杂程度。

较为优选的实施方式是，所述第一部分延伸的第一方向，与第二部分延伸的第二方向相垂直。

应用上述RFID电子标签的改进方案，基于以上提及的发明目的，本发明还实现了下述RFID电子标签的加工方法。

在基板上安装电子芯片，

在电子芯片两侧装配一组天线，与现有技术的区别之处在于，

将沿第二方向螺旋状延伸的、具有至少一个完整弹簧圈的第二部分焊接于电子芯片侧部；

与第二部分连续的、沿第一方向延伸的第一部分，相对于第二部分处于多个方向上的弹性、无限定状态。

进一步的改进与细化方案是，焊接第二部分时，焊膏被向第二部分的内圈灌注而形成第二铆钉结构；

焊接后，第二铆钉结构填塞于第二部分整体，第二部分与基板一侧表面形成稳定连接。

更能提高焊接后第二部分与基板之间稳固连接的改进方法是，焊接第二部分时，焊膏贯穿设置于基板上的通孔而形成第一铆钉结构；

焊接后，第二部分与基板的两侧表面均形成稳定连接。

另外，第二部分弹簧圈之间的最大螺距小于第一部分弹簧圈之间的最小螺距。

并且，第一部分弹簧圈之间的螺距相等，第二部分弹簧圈之间的螺距相等。

所述第一部分延伸的第一方向，与第二部分延伸的第二方向相垂直。

综上所述，本发明RFID电子标签及其加工方法具有以下优点：

1、天线具有沿不同方向延伸的2个部分，因此与基板连接的天线焊接端具有较高的应力稳定与抗干扰性能，整个RFID电子标签的鲁棒性得以显著地提高。

2、应用改进后天线的RFID电子标签具较为稳定的数据通讯性能。

3、RFID电子标签能够承受较高的加工、使用过程中的应力及曲挠形变。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步的说明。

图1是RFID电子标签的主视示意图；

图2是所述天线的主视示意图；

图3是所述天线的俯视示意图；

图4是所述基板的一侧表面示意图；

图5是所述基板的另一侧表面示意图；

图6是图1的仰视示意图；

如图1至图6所示，第一部分1，第二部分2，第二铆钉结构3，基板4，通孔5，第一铆钉结构6，电子芯片7，受力方向8，天线10。

具体实施方式

实施例1，如图1至图6所示，所述的RFID电子标签主要包括有，基板4、设置于基板4上的电子芯片7、以及电子芯片7两侧的一组天线10。其中，

天线10，具有沿第一方向延伸的第一部分1，第一部分1具有数个呈螺旋状、连续排列的弹簧圈，第一部分1弹簧圈之间的螺距相等；

与第一部分1连续的、沿第二方向螺旋状延伸的第二部分2，第二部分2具有至少2个完整的弹簧圈，第二部分2弹簧圈之间的螺距相等；第二部分2弹簧圈之间的螺距小于第一部分1弹簧圈之间的螺距。

所述第一部分1延伸的第一方向，与第二部分2延伸的第二方向相垂直。

通过将第二部分2焊接于基板4而实现天线10在电子芯片7侧部的装配，第一部分1相对于第二部分2处于多个方向上的弹性、无限定状态。

焊接时，焊膏灌注于第二部分2的内圈而形成第二铆钉结构3。

在基板4上、焊接第二部分2处设置有通孔5，焊接第二部分2的焊膏贯穿通孔5而形成第一铆钉结构6。

基于上述RFID电子标签的结构改进，同时可实现下述RFID电子标签的加工方法：

在基板4上安装电子芯片7，在电子芯片7两侧装配一组天线10；

将沿第二方向螺旋状延伸的、具有至少一个完整弹簧圈的第二部分2焊接于电子芯片7侧部；

与第二部分2连续的、沿第一方向延伸的第一部分1，相对于第二部分2处于多个方向上的弹性、无限定状态；

第二部分2弹簧圈之间的最大螺距小于第一部分1弹簧圈之间的最小螺距；第一部分1弹簧圈之间的螺距相等，第二部分2弹簧圈之间的螺距相等。

所述第一部分1延伸的第一方向，与第二部分2延伸的第二方向相垂直。

焊接第二部分2时，焊膏被向第二部分2的内圈灌注而形成第二铆钉结构3；焊接后，第二铆钉结构3填塞于第二部分2整体，第二部分2与基板4一侧表面形成稳定连接。

焊接第二部分2时，焊膏贯穿设置于基板4上的通孔5而形成第一铆钉结构6；焊接后，第二部分2与基板4的两侧表面均形成稳定连接。

将上述RFID电子标签植入橡胶轮胎内部以后，在轮胎生产及使用过程中的破坏拉力主要沿图6中的受力方向8分布，即沿基板3向两侧的远端扩展。而采用上述天线改进结构、以及天线与基板3的焊接安装方法，克服了天线水平应力的直接传递，从而通过第二部分2提高了天线整体的应力水平及抗曲挠形变性能。

Claims (9)

1.一种RFID 电子标签，包括有基板（4）、设置于基板（4）上的电子芯片（7）、以及电子芯片（7）两侧的一组天线（10），其特征在于：所述的天线（10）具有，沿第一方向延伸的第一部分（1），第一部分（1）具有数个呈螺旋状、连续排列的弹簧圈；与第一部分（1）连续的、沿第二方向螺旋状延伸的第二部分（2），第二部分（2）具有至少一个完整的弹簧圈；通过将第二部分（2）焊接于基板（4）而实现天线（10）在电子芯片（7）侧部的装配，第一部分（1）相对于第二部分（2）处于多个方向上的弹性、无限定状态；在基板（4）上、焊接第二部分（2）处设置有通孔（5），焊接第二部分（2）的焊膏贯穿通孔（5）而形成第一铆钉结构（6），焊接时，焊膏灌注于第二部分（2）的内圈而形成第二铆钉结构（3）。

2.根据权利要求1所述的RFID电子标签，其特征在于：第二部分（2）弹簧圈之间的最大螺距小于第一部分（1）弹簧圈之间的最小螺距。

3.根据权利要求2所述的RFID电子标签，其特征在于：所述第一部分（1）弹簧圈之间的螺距相等，第二部分（2）弹簧圈之间的螺距相等。

4.根据权利要求3所述的RFID电子标签，其特征在于：所述第一部分（1）延伸的第一方向，与第二部分（2）延伸的第二方向相垂直。

5.如权利要求1至4任一权项所述RFID电子标签加工方法，在基板（4）上安装电子芯片（7），在电子芯片（7）两侧装配一组天线（10），其特征在于：将沿第二方向螺旋状延伸的、具有至少一个完整弹簧圈的第二部分（2）焊接于电子芯片（7）侧部；与第二部分（2）连续的、沿第一方向延伸的第一部分（1），相对于第二部分（2）处于多个方向上的弹性、无限定状态。

6.根据权利要求5所述的RFID电子标签加工方法，其特征在于：焊接第二部分（2）时，焊膏被向第二部分（2）的内圈灌注而形成第二铆钉结构（3）；焊接后，第二铆钉结构（3）填塞于第二部分（2）整体，第二部分（2）与基板（4）一侧表面形成稳定连接。

7.根据权利要求5或6所述的RFID电子标签加工方法，其特征在于：焊接第二部分（2）时，焊膏贯穿设置于基板（4）上的通孔（5）而形成第一铆钉结构（6）；焊接后，第二部分（2）与基板（4）的两侧表面均形成稳定连接。

8.根据权利要求7所述的RFID电子标签加工方法，其特征在于：第二部分（2）弹簧圈之间的最大螺距小于第一部分（1）弹簧圈之间的最小螺距；第一部分（1）弹簧圈之间的螺距相等，第二部分（2）弹簧圈之间的螺距相等。

9.根据权利要求8所述的RFID电子标签加工方法，其特征在于：所述第一部分（1）延伸的第一方向，与第二部分（2）延伸的第二方向相垂直。