CN106253874A - 一种基于声表面波谐振器的rfid芯片及其封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于声表面波谐振器的RFID芯片及其封装结构，包括两个声表面波谐振器及一块长方体的压电芯片，其中，每一个声表面波谐振器包括叉指换能器及设置于叉指换能器两侧的反射栅阵，两个声表面波谐振器并列设置于压电芯片之上，叉指换能器靠近压电芯片边缘的一端引出信号电极，叉指换能器的另一端、压电芯片的中间部位及位于叉指换能器两侧的反射栅阵一起引出一用于接地的接地电极。本发明通过将两个声表面波谐振器设置于同一块压电芯片之上，缩小了RFID芯片的体积，有利于RFID小型化的发展。
Description
技术领域
本发明涉及声表面波器件应用领域，具体涉及一种基于声表面波谐振器的RFID芯片及其封装结构。
背景技术
声表面波器件是利用声表面波对电信号进行模拟处理的器件。声表面波谐振器是在叉指换能器两边分别放置不连续结构金属条带的反射栅阵。每个栅阵由几十个或上百个宽与间隔各为λ/4的金属条带组成。这是一种分别反馈结构，声波虽然在每个金属条带上反射很小，但所有反射信号都是以同步频率和同相叠加，从而使声波接近全部反射而构成谐振器。声表面波射频标签（SAW RFID）是利用根据编码需要的一组有固定频率间隔的声表面波谐振器谐振器组来实现，与传统的RFID相比能实现无线无源，且能在恶劣的环境下工作的优点。
传统的声表面波射频标签包括有两个声表面波谐振器，且两个声表面波谐振器单独封装无法满足市场对RFID小型化的发展。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题而提出一种基于声表面波谐振器的RFID芯片，该RFID芯片通过将两个声表面波谐振器设置于同一块压电芯片之上，缩小了RFID芯片的体积，有利于RFID小型化的发展。
为此，本发明提出如下的技术方案：
本发明提出一种基于声表面波谐振器的RFID芯片，包括两个声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括叉指换能器及设置于叉指换能器两侧的反射栅阵，还包括一块长方体的压电芯片，所述两个声表面波谐振器并列设置于所述压电芯片之上，所述叉指换能器靠近所述压电芯片边缘的一端引出信号电极，所述叉指换能器的另一端、所述压电芯片的中间部位及位于叉指换能器两侧的反射栅阵一起引出一用于接地的接地电极。
进一步的，所述信号电极与接地电极表面植有金球。
进一步的，所述叉指换能器从左到右相邻两根金属指条的重叠长度按余弦函数变化。
根据本发明的另一个方面，提出一种上述基于声表面波谐振器的RFID芯片的封装结构，该封装结构将传统的声表面波射频标签单独封装变为可自动生产的统一封装，减少了生产成本的投入，有利于RFID小型化的发展。
为此，本发明还提出一种RFID芯片的封装结构，包括RFID芯片及SMD管壳，所述RFID芯片的信号电极对接于位于SMD管壳内部两端的引脚，所述RFID芯片为上述基于声表面波谐振器的RFID芯片。
优选的，所述SMD管壳为SMD2520。
本发明的有益效果：
1.本发明对声表面波谐振器芯片的结构进行了重新设计，将传统的两个谐振器设于同一压电芯片上，两谐振器的信号电极由叉指换能器一端引出并设于压电芯片的两端，叉指换能器的另一端、压电芯片的中间部位及位于叉指换能器两侧的反射栅阵一起引出一用于接地的接地电极，缩小了RFID芯片的体积，有利于RFID小型化的发展；
2.信号电极通过倒装贴片焊接连接到SMD封装的信号引脚上作为编码信号的输入，两叉指换能器的另一端在芯片中间和叉指换能器两侧的反射器一起连接到地，使得构成叉指换能器的两电学端形成电压差，完成电-声和声-电的转换。
附图说明
图1为本发明一种基于声表面波谐振器的RFID芯片的结构示意图；
图2为声表面波谐振器的结构示意图；
图3为叉指换能器的结构示意图。
其中，1-声表面波谐振器，2-压电芯片，3-信号电极，4-金球，11-叉指换能器，12-反射栅阵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，根据本发明的实施例，提出了一种基于声表面波谐振器的RFID芯片，包括两个声表面波谐振器1及一块长方体的压电芯片2，其中，每一个声表面波谐振器1包括叉指换能器11及设置于叉指换能器11两侧的反射栅阵12，两个声表面波谐振器1并列设置于压电芯片2之上，叉指换能器11靠近压电芯片2边缘的一端引出信号电极3，叉指换能器11的另一端、压电芯片2的中间部位及位于叉指换能器11两侧的反射栅阵12一起引出一用于接地的接地电极。
上述基于声表面波谐振器的RFID芯片在工作时，电信号通过信号电极3输入到叉指换能器11，叉指换能器11通过逆压电效应将电信号转换机械信号在压电芯片2表面传播形成声表面波，当声表面波的的频率等于该谐振腔的中心频率时，反射栅阵12反射的能量最大，声表面波在该谐振腔内多次反射形成驻波又传到叉指换能器11，叉指换能器11通过压电效应将声表面波信号转换成电信号，在此过程中，滤掉电信号中的杂讯，最后通过信号电极传送给天线发射到终端。
本发明对声表面波谐振器芯片的结构进行了重新设计，将传统的两个谐振器设于同一压电芯片上，两谐振器的信号电极由叉指换能器一端引出并设于压电芯片的两端，叉指换能器的另一端、压电芯片的中间部位及位于叉指换能器两侧的反射栅阵一起引出一用于接地的接地电极，缩小了RFID芯片的体积，有利于RFID小型化的发展。
在本发明的一具体实施方式中，如图3所示，为了提高声表面波谐振器1对信号的处理效率以及效果，本发明的叉指换能器11的指条从左到右采用变迹加权方式变化，即从左到右相邻指条的重叠长度按余弦函数变化，叉指换能器的指条在中间位置的重叠长度最大。设叉指换能器有2N+1根指条，采用变迹加权，也就是说相邻指条重叠的长度随指条序列按照余弦函数变化，即：
,i=(-N,...-2,-1,0,1,2...,N)
其中为第i根指条的长度，为中间最大指条的长度，叉指换能器采用这种变迹结构能够很好的一致纵向声波的干扰。
根据本发明的另一个方面，针对上述RFID芯片，本发明提出了一种RFID芯片的封装结构，包括RFID芯片及SMD管壳，RFID芯片的信号电极对接于位于SMD管壳内部两端的引脚，RFID芯片为上述基于声表面波谐振器的RFID芯片。上述SMD管壳优选为SMD2520。
在封装过程中，将上述RFID芯片置于SMD管壳之内，再将RFID芯片的信号电极与SMD管壳内部两端的引脚相接在一起即可，封装过程简单方便，与传统的单独封装方式相比，可实现自动化量产，降低了劳动成本，提高了生产效率。
作为一种优选的实施方式，本发明采用植球倒装贴片焊接的封装形式，即在上述RFID芯片的中的信号电极3以及接地电极表面植入金球4，再通过金球4将信号电极连接在SMD管壳的引脚以及将接地电极接入地面，一方面能够保证连接的可靠，信号传输的稳定，另一方面，还能起到固定整个RFID芯片的作用。
本发明将信号电极3通过倒装贴片焊接连接到SMD封装的信号引脚上作为编码信号的输入，两叉指换能器11的另一端在压电芯片2中间和叉指换能器11两侧的反射栅阵12一起连接到地，使得构成叉指换能器11的两电学端形成电压差，完成电-声和声-电的转换。具体的，每一个谐振器对应一位编码，当外部有信号输入编码为1，当外部没有信号输入时编码为0，当编码为1时谐振器的工作原理：外部激励信号加载到叉指换能器信号电极2上，叉指换能器11将电信号转换为声表面波，声表面波沿着压电晶体表面向两边传播，经两侧反射栅12反射叠加，返回到叉指换能器，叉指换能器把声表面波转换为电信号由叉指换能器信号电极3输出，本结构适用于无线无源RFID。
本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种基于声表面波谐振器的RFID芯片，包括两个声表面波谐振器（1），所述声表面波谐振器（1）包括叉指换能器（11）及设置于叉指换能器（11）两侧的反射栅阵（12），其特征在于，还包括一块长方体的压电芯片（2），所述两个声表面波谐振器（1）并列设置于所述压电芯片（2）之上，所述叉指换能器（11）靠近所述压电芯片（2）边缘的一端引出信号电极（3），所述叉指换能器（11）的另一端、所述压电芯片（2）的中间部位及位于叉指换能器（11）两侧的反射栅阵（12）一起引出一用于接地的接地电极。
2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波谐振器的RFID芯片，其特征在于，所述信号电极（3）与接地电极表面植有金球（4）。
3.根据权利要求1所述的一种基于声表面波谐振器的RFID芯片，其特征在于，所述叉指换能器（11）从左到右相邻两根金属指条的重叠长度按余弦函数变化。
4.一种RFID芯片的封装结构，其特征在于，包括RFID芯片及SMD管壳，所述RFID芯片的信号电极对接于位于SMD管壳内部两端的引脚，所述RFID芯片为权利要求1-3任一项所述的基于声表面波谐振器的RFID芯片。
5.根据权利要求4所述的一种RFID芯片的封装结构，其特征在于，所述SMD管壳为SMD2520。
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