CN106886815A - 一种微型超高频抗金属电子标签及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型超高频抗金属电子标签及其制作方法，该电子标签主要包括第一天线层、第一介质层、第二天线层、第二介质层、第三介质层、第三天线层、芯片和导通孔。产品还包括贴纸和带离型纸的双面胶，其中一面背胶贴附于第三天线层的下表面，另一面背胶附离型纸，使用时可撕下离型纸贴附于物体表面。产品在微型化设计的基础上，采用芯片内嵌倒封装工艺和印制线路板工艺相结合，使成本降低的同时，也获得了优良的射频性能和大规模产业化的机会。
Description
技术领域
本发明涉及电子标签领域，具体涉及一种微型超高频抗金属电子标签。
背景技术
21世纪电子标签发展的主题将是个性化应用，其内涵包括智能便利，绿色安全。最近10年间，电子标签的技术已经发生了巨大的进步，从芯片尺寸的减小到标签性能的大幅度提高，对电子标签技术本身就是一场革命，还将带动电子标签制造工艺与生产设备产生变革，让电子标签多一些智慧。
由此可知，随着信息化时代的发展，将电子标签技术进行个性化设计已成为当今的行业发展趋势。现有的技术已经逐渐让先行者在多种应用中设计出了各种各样的个性化电子标签。但是，在微型抗金属标签的领域，一直存在体积、性能和成本之间的巨大矛盾。行业内通常采用陶瓷类介质作为基材进行天线设计，以获得较好的射频性能，但是陶瓷材料加工困难，生产效率低下，因此产品的整体生产成本会较高。而其他工艺获得的电子标签虽然成本会有所降低，但电性能欠佳，无法满足用户需求。
针对该情况设计出了一系列改进的微型超高频抗金属电子标签。我们通过结合电子标签倒封装工艺和低成本的印制线路板工艺，既实现了低成本的材料，又可以实现大规模产业化的生产，产品的性能也达到较高的标准，完全符合应用的要求。
发明内容
针对现有微型超高频电子标签所存在的问题，本发明的目的在于提供一种低成本、高性能、高可靠性、符合大规模产业化生产的电子标签；同时在此基础上针对该电子标签提供相应的制作方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一方面，提供一种微型超高频抗金属电子标签，包括：
第一天线层，由设置在最上层的导电天线图形组成；
第一介质层，为绝缘层，设置在第一天线层的下部；
第二天线层，由设置在第一介质层下部的导电天线图形组成；
第二介质层，为绝缘避位层，设置在第二天线层的下部；
第三介质层，为绝缘介质层，设置在第二介质层的下部；
第三天线层，由设置在第二介质层下部的导电天线图形组成；
芯片，设置在第二天线层的下表面；
导通孔，纵向连接并导通各层导电体。
优选的，还包括：
贴纸，通过背胶贴附在第一天线层的上表面；
带离型纸的双面胶，其中一面背胶贴附于第三天线层的下表面，另一面背胶附离型纸，使用时可撕下离型纸贴附于物体表面。
优选的，其特征在于，所述第一天线层的导体为铜箔，紧密附着在第一介质层的上表面，导电图形为任意形状，如方形、圆形或弯曲线型等，导电体的图形和第二天线层形成投影重叠状布局。
优选的，其特征在于，所述第一介质层为高绝缘度的材料，优选环氧树脂类材料，也可以选择聚酰亚胺、聚碳酸酯或合成树脂材料，材料的厚度在0.05-0.50毫米之间，优选厚度为0.25毫米。
优选的，其特征在于，所述第二天线层的导体为铜箔，紧密附着在第一介质层的下表面，导电图形分为两部分，基本布满第一介质层的表面，以芯片安装位置为分界线，各引出一个芯片焊接引脚，适合芯片的焊接。
优选的，其特征在于，所述第二介质层为高绝缘度的材料，优选环氧树脂类材料，也可以选择聚酰亚胺、聚碳酸酯或合成树脂材料，材料的厚度在0.1-1.0毫米之间，优选厚度为0.15毫米，在第二介质层的芯片安装对应区域，设置了一个通孔，将安装的芯片突出部分放在孔内，起到避位的功能。
优选的，其特征在于，所述第三介质层高绝缘度的材料，优选环氧树脂类材料，也可以选择聚酰亚胺、聚碳酸酯或合成树脂材料，材料的厚度在1.0-4.0毫米之间，优选厚度为3.2毫米。
优选的，其特征在于，所述第三天线层的导体为铜箔，紧密附着在第三介质层的下表面，导体图形为一个基本布满第三介质层下表面的整面导电体。
优选的，其特征在于，所述的导通孔是一个纵向贯穿整个标签本体的金属化孔，通过沉铜工艺使孔壁附着一层铜层，将第一天线层、第二天线层和第三天线层相应的导电体通过导通孔进行连接。
在标签的边缘设置至少2个导通孔；
芯片优选倒封装工艺，将芯片的焊盘和第二天线层的天线焊盘通过导电胶相连接，芯片也可以通过超声波引线焊接或者锡焊进行焊接。
另一方面，提供一种微型超高频抗金属电子标签的制作方法，工艺包括：
第一天线层导电图形制作；
第二天线层导电图形制作；
芯片安装和焊接；
第二介质层的避位孔制作；
第三天线层的导电图形制作；
将制作好的三层材料按顺序重叠，通过层压设备进行热压成型；
通过打孔设备进行导通孔打孔；
通过沉铜工艺将导通孔的孔壁上附着铜层，使各天线层的导电体导通；
按尺寸进行切割；
单个标签进行测试；
贴装贴纸和双面胶。
本发明提供的微型超高频抗金属电子标签，其微型化的尺寸方便用户的安装和使用，芯片内嵌式的设计，用户不会直接接触到芯片，保证了电子标签在使用中的稳定性和可靠性。
其次，本发明提供的微型超高频抗金属电子标签，其优良的抗金属特性，使其在金属表面安装甚至嵌入金属表面都可以表现出优异的射频性能，因此特别适合用于金属器械、金属工具等嵌入式的管理。
再者，本发明提供的微型超高频抗金属电子标签，符合国际标准的ISO18000-6C的通信协议，因此标签可以方便地和行业通用的阅读设备进行通信，方便用户使用。
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为本发明实例中微型超高频抗金属电子标签本体的层结构示意图；
图2为本发明实例中微型超高频抗金属电子标签本体和贴纸及双面背胶的层结构示意图；
图3为本发明实例中第一天线层的示意图；
图4为本发明实例中第二天线层及芯片安装示意图；
图5为本发明实例中第二介质层示意图；
图6为本发明实例中第三天线层示意图。
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。
本实例提供一种超高频、可读写的微型超高频抗金属电子标签，该标签为符合ISO/IEC 18000-6C空中接口要求的无源后向散射标签，其工作频段覆盖860 MHz–928 MHz。
大批量生产时，需要将若干个标签设计在一张大的材料排版中，根据工艺要求进行矩阵式排列，等完成后再分切成独立的电子标签。
参见图1，其所示为该微型超高频抗金属电子标签的结构示意图。由图可知，该射频标签主要由：
第一天线层11，由设置在最上层的导电天线图形组成，厚度35um；
第一介质层21，为绝缘层，设置在第一天线层的下部，厚度250um；
第二天线层12，由设置在第一介质层下部的导电天线图形组成，厚度35um；
第二介质层22，为绝缘避位层，设置在第二天线层的下部，厚度150um；
第三介质层23，为绝缘介质层，设置在第二介质层的下部，厚度3.2mm；
第三天线层13，由设置在第二介质层下部的导电天线图形组成，厚度35um；
导通孔31，纵向连接并导通各层导电体，在第一天线层的导通孔边缘设置了空盘32，利于沉铜工艺的实现。
参见图4，在第二天线层12的芯片安装位置设置了芯片41，通过倒封装工艺使芯片焊盘和天线焊盘通过导电胶进行焊接。
芯片，设置在第二天线层的下表面；。
参见图5，本标签中的第二介质层22中间设置了避位孔42，使安装了芯片的第二天线层和第二介质层压合时不损坏芯片。
参见图4，本实例中电子标签芯41采用ALIEN公司的HIG-3，通过倒封装工艺安装到第二天线层下表面，该芯片的通信协议符合ISO18000-6C的标准，工作频率在860 MHz–928MHz的频段。
参见图6，第三天线层13紧密附着在第三介质层23的下表面，除边缘需留出切割安全距离外，其余部分是整片导电体。
各层经过加工后按顺序对位重叠后，通过层压设备进行高温压合，使各层材料紧密结合在一起。
结合图1-图6的各层结构，将压合好的材料进行打孔，本实施例在标签的左右两侧各设置了3个导通孔。导通孔31从第一天线层向下纵向打通孔，直至到第三天线层打穿。考虑到打孔的效率和经济性，本实施例采用1.0毫米的孔径制作通孔。
下一步是进行沉铜工艺，目的是将导通孔的内壁设置上一层铜导电层，将第一天线层、第二天线层和第三天线层的对应位置的导电体连接起来，形成电路。经过分切后形成一个个独立的电子标签模块。
本实施例的微型超高频抗金属电子标签的长、宽、厚度尺寸为15.0X5.0X3.8毫米。在不同的实施例中，最小的长宽尺寸可以做到5.0X2.0毫米，厚度最小达到1.0毫米。同时，本方案的技术也可以实现各种异型的封装体，如圆形、椭圆形、多边形等形状。
参见图1，由此构成的封装体是一个微型的长方体结构， 芯片被可靠地封装在长方体的内部，被非常好地保护起来。用户在使用标签的过程中不会直接接触到芯片，因此产品具有优良的抗冲击等机械性能，使产品获得长久的使用寿命。
参见图2，在完成的微型超高频抗金属电子标签的上表面贴装上一张贴纸51，贴纸可以预先印刷或打印好品牌、型号、批次、生产日期等信息。并在下表面贴装上一层带有离型纸62的双面胶61，当使用时撕下离型纸62，将双面胶61贴装到物品上面。
由此构成的微型超高频抗金属电子标签，其性能符合行业使用的要求。使用时，能通过电子标签读写器连续向射频标签写入或者读取数据。
通过上述工序能够快速便捷的完成微型超高频抗金属电子标签的生产，不仅效率高，而且成品率高，保证产品的大批量生产。
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 (10)
1.一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述电子标签包括：
第一天线层，由设置在最上层的导电天线图形组成；
第一介质层，为绝缘层，设置在第一天线层的下部；
第二天线层，由设置在第一介质层下部的导电天线图形组成；
第二介质层，为绝缘避位层，设置在第二天线层的下部；
第三介质层，为绝缘介质层，设置在第二介质层的下部；
第三天线层，由设置在第二介质层下部的导电天线图形组成；
芯片，设置在第二天线层的下表面；
导通孔，纵向连接并导通各层导电体。
2.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，还包括：
贴纸，通过背胶贴附在第一天线层的上表面；
带离型纸的双面胶，其中一面背胶贴附于第三天线层的下表面，另一面背胶附离型纸，使用时可撕下离型纸贴附于物体表面。
3.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述第一天线层的导体为铜箔，紧密附着在第一介质层的上表面，导电图形为任意形状，如方形、圆形或弯曲线型等，导电体的图形和第二天线层形成投影重叠状布局。
4.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述第一介质层为高绝缘度的材料，优选环氧树脂类材料，也可以选择聚酰亚胺、聚碳酸酯或合成树脂材料，材料的厚度在0.05-0.50毫米之间，优选厚度为0.25毫米。
5.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述第二天线层的导体为铜箔，紧密附着在第一介质层的下表面，导电图形分为两部分，基本布满第一介质层的表面，以芯片安装位置为分界线，各引出一个芯片焊接引脚，适合芯片的焊接。
6.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述第二介质层为高绝缘度的材料，优选环氧树脂类材料，也可以选择聚酰亚胺、聚碳酸酯或合成树脂材料，材料的厚度在0.1-1.0毫米之间，优选厚度为0.15毫米，在第二介质层的芯片安装对应区域，设置了一个通孔，将安装的芯片突出部分放在孔内，起到避位的功能。
7.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述第三介质层高绝缘度的材料，优选环氧树脂类材料，也可以选择聚酰亚胺、聚碳酸酯或合成树脂材料，材料的厚度在1.0-4.0毫米之间，优选厚度为3.2毫米。
8.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述第三天线层的导体为铜箔，紧密附着在第三介质层的下表面，导体图形为一个基本布满第三介质层下表面的整面导电体。
9.根据权利要求1所述的一种微型超高频抗金属电子标签，其特征在于，所述的导通孔是一个纵向贯穿整个标签本体的金属化孔，通过沉铜工艺使孔壁附着一层铜层，将第一天线层、第二天线层和第三天线层相应的导电体通过导通孔进行连接；
在标签的边缘设置至少2个导通孔；
芯片优选倒封装工艺，将芯片的焊盘和第二天线层的天线焊盘通过导电胶相连接，芯片也可以通过超声波引线焊接或者锡焊进行焊接。
10.一种微型超高频抗金属电子标签的制作方法，其特征在于，所述工艺包括：
(1)第一天线层导电图形制作；
(2)第二天线层导电图形制作；
(3)芯片安装和焊接；
(4)第二介质层的避位孔制作；
(5)第三天线层的导电图形制作；
(6)将制作好的三层材料按顺序重叠，通过层压设备进行热压成型；
(7)通过打孔设备进行导通孔打孔；
(8)通过沉铜工艺将导通孔的孔壁上附着铜层，使各天线层的导电体导通；
(9)按尺寸进行切割；
(10)单个标签进行测试；
(11)贴装贴纸和双面胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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