CN105740938B - 适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，包括基板和设置在基板上的线圈，所述线圈设置在所述基板一面；所述线圈是由所述基板上铜箔所形成的线条构成的螺旋形线圈；所述螺旋形线圈的头部设置在所述基板边沿，并沿所述基板边沿逐渐向所述基板的中间位置延伸；所述螺旋形线圈的中部和尾部分别设置有至少一个电子标签馈电桥，每个所述电子标签馈电桥通过金属化过孔穿过所述基板与设置在所述基板另一面的金属过桥连接，所述金属过桥还通过金属化过孔与所述螺旋形线圈的头部相连。本发明还涉及一种电子标签。实施本发明的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签，具有以下有益效果：其天线种类较少、管理和生产成本较低。

Description

适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签
技术领域
本发明涉及射频识别领域，更具体地说，涉及一种适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签。
背景技术
随着NFC技术的推广及普及，HF13.56MHz电子标签市场越来越大，现已广泛应用于各种不同领域。该频段标签芯片经过多年发展，在各个方面已经非常成熟。但是，该频段标签技术却存在多协议。目前主流的协议有：ISO/IEC14443-A/B和ISO/IEC 15693。通常即便是同一厂家生产的芯片，不同协议的芯片电容量也是不同的，这就需要对于不同协议的电子标签芯片，设计或选择选择不同电感量的天线与其匹配，使得该电子标签芯片能够正常地发射电磁信号或接收外界的电磁信号。例如，恩智浦的ISO/IEC 15693协议芯片电容量多为23.5pF和97pF，而同为恩智浦生产的ISO/IEC14443-A的芯片电容多为17pF和50Pf。所以，在现有技术中，同一尺寸的电子标签，如果要使用不同协议或者不同型号的芯片，就需要匹配不同的标签天线。这样一来，对于生产商而言，维护不同天线物料便会增加大量的生产运营成本，因为不同的电子标签芯片需要使用不同的天线，不仅仅是增加了物料的种类，还增加了物料的数量，从而增加了管理和生产成本。
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天线种类较多、管理和生产成本较高的缺陷，提供一种天线种类较少、管理和生产成本较低的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，包括基板和设置在所述基板上的线圈，所述线圈设置在所述基板一面；所述线圈是由所述基板上铜箔所形成的线条构成的螺旋形线圈；所述螺旋形线圈的头部设置在所述基板边沿，并沿所述基板边沿逐渐向所述基板的中间位置延伸，所述螺旋形线圈的尾部设置在所述基板的中间位置；所述螺旋形线圈的中部和尾部分别设置有至少一个电子标签馈电桥，每个所述电子标签馈电桥通过金属化过孔穿过所述基板与设置在所述基板另一面的金属过桥连接，所述金属过桥还通过金属化过孔与所述螺旋形线圈的头部相连。
更进一步地，所述电子标签馈电桥包括第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘和第二连接盘用于连接电子标签芯片不同侧的引脚；所述第一连接盘与所述螺旋形线圈的尾部或中部连接，所述第二连接盘通过金属过孔连接在所述金属过桥上。
更进一步地，所述电子标签馈电桥包括第一电子标签馈电桥和第二电子标签馈电桥；所述第一电子标签馈电桥设置在所述螺旋形线圈的尾部，所述第一电子标签馈电桥的第一连接盘与所述螺旋形线圈的尾部连接，所述第一电子标签馈电桥的第二连接盘通过与该连接盘连接的金属化过孔与所述金属过桥连接；所述第二电子标签馈电桥设置在所述螺旋形线圈中部，所述第二电子标签馈电桥的第一连接盘与所述螺旋形线圈的中部连接，所述第而电子标签馈电桥的第二连接盘通过与该连接盘连接的金属化过孔与所述金属过桥连接。
更进一步地，所述螺旋形线圈在设置所述第二电子标签馈电桥位置内的螺旋线向所述基板中心位置凹入，在相邻的两圈螺旋线之间空出用于设置所述第二电子标签馈电桥的空间。
更进一步地，还包括第三电子标签馈电桥，所述第三电子标签馈电桥设置在所述螺旋线尾部由所述基板中心向所述基板边沿旋转一周的螺旋线位置；所述第三电子标签馈电桥的第一连接盘与所述第一电子标签馈电桥的第一连接盘连接，所述第三电子标签馈电桥的第二连接盘在所述螺旋线尾部由所述基板中心向所述基板边沿旋转一周的螺旋线位置上。
更进一步地，所述基板长度79毫米，其宽度为48毫米；所述螺旋线圈的线宽为0.5-1毫米，螺旋线圈的线间距为0.2-0.5毫米；所述螺旋线在所述基板上环绕的圈数为8圈。
更进一步地，所述第二电子标签馈电桥设置在所述螺旋线圈由所述基板边沿向其中心位置方向的第五圈螺旋线和第六圈螺旋线之间，所述螺旋线圈中第六圈之后的螺旋线在设置所述第二电子标签馈电桥的位置向所述基板中心凹入5-10毫米。
更进一步地，电子标签按照其协议或信号的不同而被安装在所述第一电子标签馈电桥或所述第二电子标签馈电桥或所述第三电子标签馈电桥上。
本发明还涉及一种电子标签，包括电子标签芯片和与该电子标签芯片连接的天线，所述天线是上述任意一项所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线。
实施本发明的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签，具有以下有益效果：由于在基板上设置的螺旋线圈实际上就是电感，当电子标签芯片连接在该电感上时，如果该电感的电感量和该电子标签芯片的电容量匹配，则该电子标签芯片就能够正常工作。而使用不同协议或不同型号的电子标签芯片的电容量不同，即使用不同协议或不同型号的电子标签要求的天线的电感量是不一样的。因此，在本发明中，在上述螺旋线圈的不同位置上设置有电子标签芯片馈电桥，当电子标签芯片设置在上述不同的电子标签芯片馈电桥上时，对于电子标签芯片来讲，上述螺旋线圈的形状不同，故其电感量不同，可以和该电子标签芯片的电容匹配。所以，其一种天线可以适应于多种电子标签芯片的使用，故其天线种类较少、管理和生产成本较低。
附图说明
图1是本发明适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签实施例中基板一面的结构示意图；
图2是所述实施例中基板另一面的结构示意图；
图3是所述实施例中在一个电子标签芯片馈电点上放置电子标签芯片的位置示意图。
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和图2所示，在本发明的一种适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线及电子标签实施例中，该天线包括基板和设置在基板上的线圈，所述线圈设置在基板一面(请参见图1)；所述线圈是由在基板上铜箔所形成的线条1构成的螺旋形线圈；所述螺旋形线圈的头部11设置在基板边沿，并沿基板边沿逐渐向所述基板的中间位置延伸，所述螺旋形线圈的尾部12设置在所述基板的中间位置，相对于上述螺旋形线圈的头部11而言，螺旋形线圈的尾部12更加靠近上述基板的中心点，但并不一定在该基板的中心点上；该螺旋形线圈中，铜箔通过蚀刻或光刻等现有的技术手段形成线条1，并沿该基板一面的边沿延伸，当其延伸一周后，该线条1向基板中心凹入或避开设定距离，继续沿该已经形成的线条1延伸，如此得到在本实施例中所述的螺旋形线圈；这个凹入或避开的距离，就是线条1之间的间距。在本实施例中，上述螺旋形线圈的中部和尾部分别设置有至少一个电子标签馈电桥(即图1中标记为2、3和4的部分)，每个所述电子标签馈电桥(2、3和4)通过金属化过孔(51、52和53)穿过所述基板与设置在所述基板另一面的金属过桥6(请参见图2)连接，所述金属过桥6还通过金属化过孔(53)与所述螺旋形线圈的头部11相连。
在本实施例中，一个电子标签馈电桥包括第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘和第二连接盘用于连接电子标签芯片不同侧的引脚；所述第一连接盘与所述螺旋形线圈的尾部或中部连接，所述第二连接盘通过金属过孔连接在所述金属过桥6上。
具体来讲，在本实施例中，电子标签馈电桥至少包括第一电子标签馈电桥2和第二电子标签馈电桥3；第一电子标签馈电桥2设置在螺旋形线圈的尾部12，第一电子标签馈电桥的第一连接盘21与螺旋形线圈的尾部12连接，第一电子标签馈电桥2的第二连接盘22通过与该连接盘连接的金属化过孔51与金属过桥6连接；而第二电子标签馈电桥3设置在螺旋形线圈的中部，第二电子标签馈电桥3的第一连接盘31与所述螺旋形线圈的中部(即大致处于构成螺旋形线圈的线条1长度方向的中间位置)连接，第二电子标签馈电桥3的第二连接盘32通过与该连接盘连接的金属化过孔52与金属过桥6连接。在本实施例中，为了使得上述第二电子标签馈电桥3能够有足够的位置设置，螺旋形线圈在设置所述第二电子标签馈电桥3位置内(即较第二电子标签馈电桥3更靠近上述基板中心位置)的螺旋线向基板中心位置凹入，在相邻的两圈螺旋线之间空出用于设置所述第二电子标签馈电桥3的空间。
此外，在本实施例中，上述天线还包括第三电子标签馈电桥4，第三电子标签馈电桥4设置在螺旋线尾部12由所述基板中心向所述基板边沿旋转一周的螺旋线位置；第三电子标签馈电桥4的第一连接盘41与所述第一电子标签馈电桥2的第一连接盘21连接，第三电子标签馈电桥4的第二连接盘42在所述螺旋线尾部由所述基板中心向所述基板边沿旋转一周的螺旋线位置上(换句话说，上述第三电子标签馈电桥4的第二连接盘42连接在由上述螺旋线圈由内向外旋转的第二圈的线条上)。
在本实施例中，上述基板长度79毫米，其宽度为48毫米；所述螺旋线圈的线宽为0.5-1毫米，螺旋线圈的线间距为0.2-0.5毫米；所述螺旋线在所述基板上环绕的圈数为8圈。第二电子标签馈电桥3设置在所述螺旋线圈由所述基板边沿向其中心位置方向的第五圈螺旋线和第六圈螺旋线之间，所述螺旋线圈中第六圈(包括第六圈螺旋线)之后的螺旋线在设置所述第二电子标签馈电桥3的位置向所述基板中心凹入5-10毫米，以留出足够的空间设置上述第二电子标签馈电桥3。
在本实施例中，电子标签按照其协议或信号的不同而被安装在所述第一电子标签馈电桥2或所述第二电子标签馈电桥3或所述第三电子标签馈电桥4上。也就是说，在使用时，只能安装一个电子标签芯片，该电子标签芯片按照其使用的协议或型号被安装在上述三个位置中的一个。请参见图3，在图3中，左下方的黑色的小方块表示电子标签芯片，其示出了电子标签芯片安装在第三电子标签馈电桥上时的情况。在本实施例中，电子标签芯片安装在其他电子标签馈电桥的方式与图3中相同，只不过安装在不同的位置上而已。
总体上来讲，本实施例中，金属线圈的线条1为天线的辐射主体，呈环状(即螺旋状)盘绕在基板(通常为PET)的顶层，金属过桥6在基板的底层，金属过桥6上开有连接基板顶层到底层的金属化通孔(51、52和53)，第二电子标签馈电桥3(低电容芯片馈电桥)位于金属线圈(即螺旋形线圈)的中部位置，第一电子标签馈电桥2(高电容芯片馈电桥)位于金属线圈最内侧，第二电子标签馈电桥3、第一电子标签馈电桥2通过金属过桥6连接到金属线圈的头部11，由于二者位置不同，贴装芯片后金属线圈相对于第二电子标签馈电桥3、第一电子标签馈电桥2会呈现不同电感值。
例如，一个尺寸为79mm×48mm的RFID柔性防拆电子标签。该电子标签的基板尺寸与电子标签(成品)尺寸相等，基板的材质是30微米厚的PET。金属线圈在基板的顶层，金属线圈的最外圈尺寸为76mm×45mm，金属线圈的线宽为0.8mm，绕线间距为0.35mm，绕线圈数为8圈，金属线圈在最外圈绕线的起点位置留有三角形连接盘。金属线圈呈规则绕线绕到第六圈时向内突起7mm在第五圈和第六圈中间形成一个15mm×7mm的避让空间。以便于第二电子标签馈电桥3(高电容芯片馈电桥)位于上述避让空间内，第二电子标签馈电桥3的第一连接盘31为末端带圆形连接盘的不规则图形。第二电子标签馈电桥3的第一连接盘31的末端与金属线圈的第五圈线圈间隔1.6mm形成芯片馈电点，该位置可以贴装电容量为50pF的芯片。第一电子标签馈电桥2(低电容芯片馈电桥)位于金属线圈的最内侧，也是末端带圆形连接盘的不规则图形，在本实施例中，与第二电子标签馈电桥3不同的是，第一电子标签馈电桥2的第一连接盘21还与第三电子标签馈电桥4的第一连接盘41连接，第一电子标签馈电桥2的第一连接盘21和第三电子标签馈电桥4的第一连接盘41分别与金属线圈的第七圈线圈和第八圈线圈(线条1的尾部)间隔1.6mm形成芯片馈点。其中，第七圈位置的馈电点(第三电子标签馈电桥4)可贴装电容量为23.5pF的芯片，第八圈位置的馈电点(第一电子标签馈电桥2)可贴装电容量为17pF的芯片。金属过桥6位于基板的底层，金属过桥6分别在金属线圈的起始端、第一电子标签馈电桥2的第一连接盘21和第二电子标签馈电桥3的第一连接盘31对应位置有三个连接盘，连接盘上分别开有金属化通孔(51、52和53)。即金属线圈、第一电子标签馈电桥2的第一连接盘21、第二电子标签馈电桥3的第一连接盘31通过金属过桥6电气相连。
在实际使用时，如果在第二电子标签馈电桥3贴装恩智浦的NTAG203，其他两点不贴装芯片，该标签便可作为简易NFC标签使用；如果在第三电子标签馈电桥4贴装SLIX芯片，其它两点不贴装芯片，该标签可作为高频图书标签使用；如果在第一电子标签馈电桥2上贴装Mifare Plus芯片，其它两点不贴装芯片，该标签可作为高频地铁票使用。该天线可以与恩智浦所有常用的HF标签芯片匹配。
在本实施例中，还涉及一种电子标签，包括电子标签芯片和与该电子标签芯片连接的天线，所述天线是上述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，而上述电子标签芯片可以是上述涉及的电子标签芯片的任何一种。
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 (8)

1.一种适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，包括基板和设置在所述基板上的线圈，所述线圈设置在所述基板一面；所述线圈是由所述基板上铜箔所形成的线条构成的螺旋形线圈；所述螺旋形线圈的头部设置在所述基板边沿，并沿所述基板边沿逐渐向所述基板的中间位置延伸，所述螺旋形线圈的尾部设置在所述基板的中间位置；所述螺旋形线圈的中部和尾部分别设置有至少一个电子标签馈电桥，每个所述电子标签馈电桥通过金属化过孔穿过所述基板与设置在所述基板另一面的金属过桥连接，所述金属过桥还通过金属化过孔与所述螺旋形线圈的头部相连；所述电子标签馈电桥包括第一连接盘和第二连接盘，所述第一连接盘和第二连接盘用于连接电子标签芯片不同侧的引脚；所述第一连接盘与所述螺旋形线圈的尾部或中部连接，所述第二连接盘通过金属过孔连接在所述金属过桥上。
2.根据权利要求1所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，所述电子标签馈电桥包括第一电子标签馈电桥和第二电子标签馈电桥；所述第一电子标签馈电桥设置在所述螺旋形线圈的尾部，所述第一电子标签馈电桥的第一连接盘与所述螺旋形线圈的尾部连接，所述第一电子标签馈电桥的第二连接盘通过与该连接盘连接的金属化过孔与所述金属过桥连接；所述第二电子标签馈电桥设置在所述螺旋形线圈中部，所述第二电子标签馈电桥的第一连接盘与所述螺旋形线圈的中部连接，所述第二 电子标签馈电桥的第二连接盘通过与该连接盘连接的金属化过孔与所述金属过桥连接。
3.根据权利要求2所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，所述螺旋形线圈在设置所述第二电子标签馈电桥位置内的螺旋线向所述基板中心位置凹入，在相邻的两圈螺旋线之间空出用于设置所述第二电子标签馈电桥的空间。
4.根据权利要求3所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，还包括第三电子标签馈电桥，所述第三电子标签馈电桥设置在所述螺旋线尾部由所述基板中心向所述基板边沿旋转一周的螺旋线位置；所述第三电子标签馈电桥的第一连接盘与所述第一电子标签馈电桥的第一连接盘连接，所述第三电子标签馈电桥的第二连接盘在所述螺旋线尾部由所述基板中心向所述基板边沿旋转一周的螺旋线位置上。
5.根据权利要求4所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，所述基板长度79毫米，其宽度为48毫米；所述螺旋线圈的线宽为0.5-1毫米，螺旋线圈的线间距为0.2-0.5毫米；所述螺旋线在所述基板上环绕的圈数为8圈。
6.根据权利要求5所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，所述第二电子标签馈电桥设置在所述螺旋线圈由所述基板边沿向其中心位置方向的第五圈螺旋线和第六圈螺旋线之间，所述螺旋线圈中第六圈之后的螺旋线在设置所述第二电子标签馈电桥的位置向所述基板中心凹入5-10毫米。
7.根据权利要求6所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线，其特征在于，电子标签按照其协议或信号的不同而被安装在所述第一电子标签馈电桥或所述第二电子标签馈电桥或所述第三电子标签馈电桥上。
8.一种电子标签，包括电子标签芯片和与该电子标签芯片连接的天线，其特征在于，所述天线是如权利要求1-7中任意一项所述的适用于不同协议或型号电子标签芯片的天线。
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