CN105701533A - 一种具有温度传感功能的无源电子标签 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有温度传感功能的无源电子标签，该电子标签同时具备了一个超高频智能标签和一个温度传感器的功能，电子标签包括芯片、天线和温度传感部件组成，芯片通过胶固定在天线表面，芯片上的焊盘与天线的焊盘通过胶的固化进行电性连接。本发明提供的技术解决了温度传感器的必须依赖电源供电以及无法实现方便地无线传输等问题。

Description

一种具有温度传感功能的无源电子标签
技术领域
本发明涉及RFID技术领域的智能标签技术以及温度传感器技术，特别涉及一种具有温度传感功能的无源电子标签。
背景技术
随着物联网技术的发展，作为其基础的RFID产业也将迎来新一轮的机遇与挑战。就目前的产业形势来看，RFID的相关市场将进一步扩大，越来越多的传统行业将对RFID产品产生需求。
传感器技术作为智慧城市的神经末端，需求将进一步扩大。目前，作为温度传感器应用，几乎全部都是采用传统的有源传感器来实现，传统的有源传感器使用的寿命较短，产品的体积较大，安装和使用较为复杂，数据的采集也不够智能化，较难实现自动化的实时数据管理。
发明内容
本发明针对现有温度传感器使用寿命较短，数据无法实现实时无线传输和管理、无法实现小型化等问题，提供一种性能可靠，无需电源供电，可通过无线射频传输进行数据采集和管理的无源温度传感电子标签。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种具有温度传感功能的无源电子标签，包括芯片、天线和温度传感部件，所述芯片通过胶固定在天线表面，芯片上的焊盘与天线的焊盘通过胶的固化进行电性连接。
进一步的，所述的芯片为电子标签芯片，芯片上设置了2个天线焊盘，在焊盘上设置了凸点。
再进一步，所述的天线为极化天线，天线的极化方式为单极子或偶极子其中之一。
再进一步，所述的天线为电感型天线，天线为多圈环绕的闭合导电图形。
再进一步，所述的温度传感部件为薄膜型温度敏感型电阻器。
再进一步，所述的温度传感部件为表面印刷型温度敏感型电阻器。
再进一步，所述的温度传感部件的两个电极分别和天线上的谐振回路并联连接。
再进一步，所述的温度传感部件的两个电极分别和天线上的谐振回路串联连接。
利用本发明提供的方案所形成的一种具有温度传感功能的无源电子标签，可以实现薄型标签形式，加上背胶直接贴装在物体表面，解决了行业内温度传感器体积较大，安装和使用不方便的问题。在数据通信方面，使用数据采集设备通过无线方式进行数据通信，免去了传统的传感器有线连接的麻烦，使产品应用更灵活，更方便，易于操作。本发明提供的技术方案将兼容现有电子标签的制作工艺。
同时本发明提供的电子标签的制作工艺高效稳定，具有小型化、集成化等特点，极大地推动全球无源传感电子标签行业发展，具有较好的应用前景。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例1中采用偶极子天线的无源温度传感电子标签的结构图；
图2为本发明实例2中采用电感环绕天线的无源温度传感电子标签的结构图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本实例通过薄膜型温度敏感型电阻器与天线的一体化设计，使天线性能达到理想状态，并结合温度敏感型电阻器的阻抗变化对天线的影响实现温度的检测与判定。
实例一
参见图1，其所示为本实例中提供的采用偶极子天线的温度传感电子标签的结构图。由图可知，本实例提供的一种具有温度传感功能的无源电子标签主要包括绝缘基材100、超高频天线200、温度传感部件300以及芯片400四部分。
其中，超高频天线200设置在绝缘基材100上构成超高频电子标签天线，而芯片400则固定在天线表面上，且芯片上的焊盘与标签天线上相应的焊盘203、204进行电连接，由此构成超高频电子标签的主体结构。
电子标签中的芯片400为整个电子标签中的数据处理中心，该芯片具体采用可实现超高频电子标签功能的芯片，芯片上具备两个超高频天线输入焊盘。
同时，该芯片具有一组唯一的芯片ID编码，该芯片ID编码在芯片工作时可被读取，获得相应的芯片ID编码。
该芯片400在安装时，采用相应的胶实现与天线的可靠连接，该胶采用环氧树脂胶，通过环氧树脂胶实现芯片焊盘和天线焊盘的可靠连接并将芯片可靠地固定在天线表面。
对于该环氧树脂胶具体可采用具有单向异性导电性能的环氧树脂胶。
作为替换的，该环氧树脂胶还可采用具有导电颗粒的单向同性导电胶。
标签中的绝缘基材100用于承载超高频天线200，具体可采用易碎纸质、PET(聚对苯二甲酸类塑料)基材、PI(聚酰亚胺)基材、环氧树脂基材中的一种，既保证标签天线的性能可靠，又可以适应不同应用条件的要求。
超高频天线200相对于的设置在绝缘基材100的有导电图形的表面上，由此来构成无源温度传感电子标签的主体结构。
具体实现时，超高频天线200为两极开放型偶极子超高频天线，主要包括两个信号输入端子203和204，其中，而两个信号输入端子203和204对称设置在长边的中间位置，并位于短边的中心偏下。
在此基础上，超高频天线200中还包括两个延伸的电极201和202，电极的一端各和信号输入端子的一侧相连接，电极的另一端呈发散状设置，发射状的电极和信号输入端子的中间可设置多个折线状图形，以调整天线的频率及阻抗匹配。
该发散型的导电图形根据实际需要，可以设计成弯曲的形状或其他任何形状，一端和信号输入端子连接，另一端沿绝缘基材100的延伸方向设置并悬空。
温度传感部件300由一条平面的薄膜型温度敏感型电阻器组成。温度传感部件的两端分别和超高频天线200的两个信号输入端子203和204对应连接起来，形成谐振环的结构，使温度传感部件和天线形成并联电路。环形导电图形以绝缘基材100的横向中心线(图示方向)为对称轴线，分布在绝缘基材100表面的天线一侧。
温度传感部件300在不同温度环境中体现出不同的阻抗，使谐振回路的频率特性产生明显的变化。通过数据采集设备对电子标签的频率特性进行采样并分析，获得对应的温度测量结果。
据此方案本实例可形成具有840-960MHz超高频频段温度传感电子标签，该标签不仅尺寸小，厚度薄，能够适应多种工作环境的要求。
实例二
参见图2，其所示为本实例中提供的采用电感型多圈环绕天线的温度传感电子标签的结构图。由图可知，本实例提供的一种具有温度传感功能的无源电子标签主要包括绝缘基材100、高频天线200、温度传感部件300以及芯片400四部分。
其中，高频天线200设置在绝缘基材100上构成高频电子标签天线，而芯片400则固定在天线表面上，且芯片上的焊盘与标签天线上相应的焊盘203、204进行电连接，由此构成高频电子标签的主体结构。
电子标签中的芯片400为整个电子标签中的数据处理中心，该芯片具体采用可实现高频电子标签功能的芯片，芯片上具备两个高频天线输入焊盘。
同时，该芯片具有一组唯一的芯片ID编码，该芯片ID编码在芯片工作时可被读取，获得相应的芯片ID编码。
该芯片400在安装时，采用相应的胶实现与天线的可靠连接，该胶采用环氧树脂胶，通过环氧树脂胶实现芯片焊盘和天线焊盘的可靠连接并将芯片可靠地固定在天线表面。
对于该环氧树脂胶具体可采用具有单向异性导电性能的环氧树脂胶。
作为替换的，该环氧树脂胶还可采用具有导电颗粒的单向同性导电胶。
标签中的绝缘基材100用于承载高频天线200，具体可采用易碎纸质、PET(聚对苯二甲酸类塑料)基材、PI(聚酰亚胺)基材、环氧树脂基材中的一种，既保证标签天线的性能可靠，又可以适应不同应用条件的要求。
高频天线200相对于的设置在绝缘基材100的有导电图形的表面上，由此来构成无源温度传感电子标签的主体结构。
具体实现时，高频天线200为电感型多圈环绕型天线，主要包括多圈环形导电图形和两个信号输入端子203和204，以及两个开放型的传感器连接端子201和202；两个信号输入端子分别连接芯片的焊盘；两个开放型的传感器连接端子201和202分别连接温度传感部件300的连个电极，形成谐振回路。
温度传感部件300在不同温度环境中体现出不同的阻抗，使谐振回路的频率特性产生明显的变化。通过数据采集设备对电子标签的频率特性进行采样并分析，获得对应的温度测量结果。
由上实例可知，本方案是通过温度传感器和超高频无缘电子标签的相结合，去除了传统有源传感器的电源，使产品的使用寿命大大延长，产品也可以做得非常轻巧，安装使用方便，更可实现低成本的应用。
再者，本方案可广泛用于低成本需求的温度监测领域，如车辆的防水检测、船舶的防水仓温度检测、海鲜产品储运过程温度检测、恒温恒湿环境的温度检测等场合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述电子标签包括芯片、天线和温度传感部件，所述芯片通过胶固定在天线表面，芯片上的焊盘与天线的焊盘通过胶的固化进行电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的芯片为电子标签芯片，芯片上设置了2个天线焊盘，在焊盘上设置了凸点。
3.根据权利要求1所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的天线为极化天线，天线的极化方式为单极子或偶极子其中之一。
4.根据权利要求1所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的天线为电感型天线，天线为多圈环绕的闭合导电图形。
5.根据权利要求1所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的温度传感部件为薄膜型温度敏感型电阻器。
6.根据权利要求1所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的温度传感部件为表面印刷型温度敏感型电阻器。
7.根据权利要求5或6所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的温度传感部件的两个电极分别和天线上的谐振回路并联连接。
8.根据权利要求5或6所述的一种具有温度传感功能的无源电子标签，其特征在于，所述的温度传感部件的两个电极分别和天线上的谐振回路串联连接。
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