CN103887594A - Rfid电子标签天线及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的RFID电子标签，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电子标签天线及其安装方法

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电子标签天线及其安装方法，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电子标签天线及其安装方法，其目的在于解决上述问题而将天线设计成沿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。 

与现有技术的区别之处在于，天线还包括有与第一部分连续的、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。 

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。 

在焊接端通过焊接工艺而固定于基板上之后，在第二部分处会形成类似铆钉结构的固定结构，焊膏（通常可采用焊锡工艺而形成为锡膏）会灌注并充满第二部分的弹簧内圈。而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。 

为进一步地提高焊接端在焊接时所形成连接结构的稳定性，可采取的改进方案是，所述第二部分具有至少两个完整的弹簧圈，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。 

为改善天线的数据通讯功能，可将第一部分弹簧圈之间的螺距设为相等，即采取等距的弹簧圈排列结构。 

同理，可将第二部分弹簧圈之间的螺距设为相等。 

较为优选的实施方式是，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电子标签天线的改进方案，基于以上提及的发明目的，本发明还实现了下述RFID电子标签天线的安装方法。 

将RFID电子标签天线的第二部分焊接固定在基板上，与第二部分连续的第一部分沿基板侧向呈螺旋状延伸； 

第二部分具有至少一个完整的弹簧圈，焊接时焊膏灌注于第二部分的内圈。

进一步地细化方式是，所述的第二部分具有至少两个完整的弹簧圈，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。 

另外，在基板表面，可将第一部分延伸的第一方向，设置成与第二部分延伸的第二方向相垂直。 

综上所述，本发明RFID电子标签天线及其安装方法具有以下优点： 

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RFID电子标签的俯视示意图；

图3是所述天线的主视示意图；

图4是所述天线的俯视示意图；

图5是所述基板的俯视示意图

图6是RFID电子标签的主视示意图

如图1至图4所示，第一部分1，第二部分2，基板3，射频模块4，铆钉结构5， 受力方向8。

具体实施方式

实施例1，如图1至图4所示，所述的RFID电子标签天线主要包括有，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。 

以及，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。 

  

应用上述RFID电子标签天线结构的天线安装方法，是将RFID电子标签天线的第二部分2焊接固定在基板3上，与第二部分2连续的第一部分1沿基板3侧向、并向远端呈螺旋状延伸。

其中，第二部分2具有至少2个完整的弹簧圈，焊接时焊膏灌注于第二部分2的内圈而形成类似垂向插入的铆钉结构5。 

在基板3表面、射频模块4的两侧对称地设置有2组天线，天线的第一部分1作为与射频模块相连接的焊接端。 

焊接之后，焊膏在第二部分2的弹簧内圈形成天线与基板3之间的铆钉连接，从而提高了天线整体与基板3之间的连接可靠性。 

例如，当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4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 (8)

1.一种RFID电子标签天线，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，其特征在于：

所述的RFID电子标签天线，还包括有与第一部分（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。

2.根据权利要求1所述的RFID电子标签天线，其特征在于：所述的第二部分（2）具有至少两个完整的弹簧圈，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电子标签天线，其特征在于：所述第一部分（1）弹簧圈之间的螺距相等。

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

5.根据权利要求1、2、3或4所述的RFID电子标签天线，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。

6.应用如权利要求1、2、3、4或5所述RFID电子标签天线的安装方法，其特征在于：将RFID电子标签天线的第二部分（2）焊接固定在基板（3）上，与第二部分（2）连续的第一部分（1）沿基板（3）侧向呈螺旋状延伸；

第二部分（2）具有至少一个完整的弹簧圈，焊接时焊膏灌注于第二部分（2）的内圈。

7.根据权利要求6所述的RFID电子标签天线安装方法，其特征在于：所述的第二部分（2）具有至少两个完整的弹簧圈，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。

8.根据权利要求6或7所述的RFID电子标签天线安装方法，其特征在于：在基板（3）表面，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。

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