CN108133252A - 一种双头吊坠型耐高温电子标签 - Google Patents

一种双头吊坠型耐高温电子标签 Download PDF

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Abstract

本发明公开了双头吊坠型耐高温电子标签，包括：耐热型陶瓷封装体，珠链，天线以及射频模块，耐热型陶瓷封装体内部中空；珠链设置在耐热型陶瓷封装体上；天线为弹簧式天线，包含一短天线和一长天线；射频模块的两端分别连接短天线和长天线形成标签芯体，所述标签芯体通过封固胶密封固定在陶瓷封装体的中空腔体内，其中短天线被封固胶封固在陶瓷封装体内，而长天线部分伸出陶瓷封装体外，且自由端的端部绕回被封固胶封固在陶瓷封装体中空腔体内，形成伸出陶瓷封装体外的环形结构。本发明提供的双头吊坠型耐高温电子标签通过耐热型陶瓷封装体来承载封装整个电子标签的主体，对其进行封装保护，大大提高整个标签的耐高性能。

Description

一种双头吊坠型耐高温电子标签
技术领域
本发明涉及电子标签，具体涉及耐高温电子标签技术。
背景技术
传统的电子标签封装，要经过生产线包括基板进料、上胶、芯片翻转贴装(倒装)、热压固化、测试、基板收料、天线制作、模压、模型制作，标签封装，标签滴胶等多个步骤，多个阶段，不同的环节会在不同的车间实现，环节较多，生产周期长、成本高，每个环节增加都会降低良品率，性能也大大降低。此外，传统电子标签制作方法下，一些特殊形状的标签或者特殊性能的标签，无法实现。如耐高低温标签，为可以在-60度至600度的环境中可以正常工作的RFID电子标签。这种若采用传统的电子标签封装技术，将无法实现耐高低温。
而现有的耐高温标签在实际使用过程中普遍存在可靠性差，耐高温性能差，无法满足实际工况的需求。
由此可见，提供一种高可靠性且耐高温性能优越的耐高温电子标签是本领域亟需解决的问题。
发明内容
针对现有耐高温标签所存在的问题，需要一种新的耐高温标签方案。
为此，本发明所要解决的问题是提供一种双头吊坠型耐高温电子标签，以克服现有技术所存在的问题。
为了解决上述问题，本发明提供的双头吊坠型耐高温电子标签，包括：
耐热型陶瓷封装体，所述耐热型陶瓷封装体内部中空；
珠链，所述珠链设置在耐热型陶瓷封装体上；
天线，所述的天线为弹簧式天线，包含一短天线和一长天线；
射频模块，所述射频模块的两端分别连接短天线和长天线形成标签芯体，所述标签芯体通过封固胶密封固定在陶瓷封装体的中空腔体内，其中短天线被封固胶封固在陶瓷封装体内，而长天线部分伸出陶瓷封装体外，且自由端的端部绕回被封固胶封固在陶瓷封装体中空腔体内，形成伸出陶瓷封装体外的环形结构。
进一步的，所述珠链由金属珠子和金属粒子组成，在末端设置了可以首尾连接的金属扣。
进一步的，所述射频模块整体由封固胶直接封固在陶瓷封装体内。
进一步的，所述射频模块被两端封固天线的封固胶密封中置在陶瓷封装体的中空腔体内。
进一步的，所述天线由不锈钢丝构成，直径0.1-0.5mm，弹簧直径0.5-3.0mm，弹簧间距为0.2-1.5mm，电极直线部位长1-5mm。
进一步的，所述天线与射频模块之间通过冷压结构进行连接。
进一步的，所述射频模块为一长方体结构，在两边对称设置用于连接的电极。
进一步的，所述陶瓷封装体为由耐高温的陶瓷材料烧制构成的细长管状或异形装饰体状，内部中空。
进一步的，所述陶瓷封装体的表面设置了1个或多个安装固定孔。
进一步的，所述封固胶为耐高温的胶体，成型固化在天线和陶瓷封装体的中腔体内壁之间。
本发明提供的双头吊坠型耐高温电子标签通过耐热型陶瓷封装体来承载封装整个电子标签的主体(即标签芯体)，对其进行封装保护，由耐热型陶瓷封装体作为整个电子标签的受热耐热主体，大大提高整个标签的耐高性能，同时由耐热型陶瓷封装体对封装其内的电子标签的主体(即标签芯体)进行全面保护，大大提高整个标签的可靠性。
再者，本发明提供的双头吊坠型耐高温电子标签直接通过天线形成用于悬挂的环形结构，再配合耐热型陶瓷封装体上的珠链，实现在不影响标签耐热性能和可靠性的情况下，即提高耐高温电子标签使用的便捷性，又提高耐高温电子标签的射频性能。
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为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签的外观结构示意图；
图2为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中陶瓷封装体的示意图；
图3为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中标签芯体的结构示意图；
图4为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中标签芯体的组成结构示意图；
图5为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中封装模块的结构示意图；
图6为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中短弹簧天线示意图；
图7为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中长弹簧天线示意图；
图8为本发明实例中双头吊坠型耐高温电子标签中珠链的示意图。
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。
参见图1，给出了本实例中双头吊坠型耐高温电子标签的基本组成结构。
由图可知，本双头吊坠型耐高温电子标签主要由标签芯体100和陶瓷封装体200两者配合组成。
其中，标签芯体100通过相应的封固胶封固在陶瓷封装体200内，并由标签芯体100上的天线直接在陶瓷封装体200外形成用于悬挂的环形结构；而陶瓷封装体200作为整个耐高温电子标签的受热耐热主体对封装在其内的标签芯体100形成隔热的全面保护，从而保证整个标签的可靠性和耐热性。
在此基础上，由天线直接成型在陶瓷封装体200外环形悬挂结构150，并且由封固胶进行封固，能够在不影响标签耐热性能和可靠性的情况下，提高耐高温电子标签使用的便捷性，以及大大提高天线的信号耦合能力。
再进一步的，在陶瓷封装体200相对于环形悬挂结构150的一端设置相应的珠链300，作为该标签的辅助悬挂结构，配合环形悬挂结构150，能够在不影响标签耐热性能和可靠性的情况下，大大提高耐高温电子标签使用的便捷性。
参见图2，所示为本实例中陶瓷封装体200结构的示例。该陶瓷封装体200整体为由耐高温的陶瓷材料制成的内中空结构，其内部中空腔体用于安置标签芯体100。
对于该陶瓷封装体200的具体结构，可采用由耐高温的陶瓷材料烧制构成的细长管状(如图2所示)，其内部中空，用于安置标签芯体100。
作为替代方案，该陶瓷封装体200还可采用由耐高温的陶瓷材料烧制构成的内部中空的异形装饰体，内部的中空腔体用安置标签芯体100。
在基础上，本实例在陶瓷封装体的表面设置了1个或多个小孔210，用于固定弹簧天线或者安装固定件。对于该安装固定孔210的设置位置，可根据实际需求而定。
在此基础上，为了进一步提高陶瓷封装体200对安置在其内部中空腔体内的标签芯体100的保护能力，以提高整个标签的耐高温性能，本实例可在陶瓷封装体200的中空腔体内设置相应的隔热层。该隔热层优选覆盖中空腔体的内侧面，可通过相应的封固胶进行固定。
参见图3，所示为本实例中标签芯体100结构的示例。由图可知，本实例中的标签芯体100主要由射频模块110，短天线120以及长天线130配合构成,其中，由短天线120和长天线130分别与射频模块110上的电极连接构成标签芯体100。
参见图5，本实例中的射频模块110整体为封装体，具有封装本体111以及设置在封装本体上的电极112。
本射频模块110具体由相应的射频芯片模塑封装形成，本实例中优选封装形成长方体结构的封装本体111，并在其两边各设置了一个用于连接的电极112，这两个电极112对称分布，用于连接天线。
本实例中采用模塑封装的射频模块110，能够便于安装，同时可利用模塑封装对射频芯片形成第二重保护，大大提高成品标签的可靠性。
参见图6，本实例中的短天线120采用弹簧式天线，其一端设置直线型连接用的电极121。
该弹簧式短天线120优选不锈钢丝支撑，保证天线的可靠性。同时在尺寸上，本弹簧式短天线120的锈钢丝直径在0.1-1.0mm，弹簧直径在0.5-2.5mm，弹簧间距在0.3-2.0mm，弹簧部位长度在15-40mm，电极直线部位长度在1-5mm。此次基础上，本弹簧式短天线120优选尺寸在构成天线的锈钢丝直径0.3mm，弹簧直径1.3mm，弹簧间距为0.7mm，弹簧部位长度为25mm，电极直线部位长3mm；由此能够使得弹簧式短天线120的信号耦合性能达到最佳。
参见图7，本实例中的长天线130采用弹簧式天线，其一端设置直线型连接用的电极131。
该弹簧式长天线130优选不锈钢丝支撑，保证天线的可靠性。同时在尺寸上，本弹簧式长天线130的锈钢丝直径在0.1-1.0mm，弹簧直径在0.5-2.5mm，弹簧间距在0.3-2.0mm，弹簧部位长度在70-120mm，电极直线部位长度在1-5mm。此次基础上，本弹簧式长天线130优选尺寸在构成天线的锈钢丝直径0.3mm，弹簧直径1.3mm，弹簧间距为0.7mm，弹簧部位长度为95mm，电极直线部位长3mm；由此能够使得弹簧式长天线130的信号耦合性能达到最佳。
基于上述结构的弹簧式短天线120和弹簧式长天线130，本实例采用冷压连接的方式与射频模块110进行连接形成标签芯体100。
参见图4，本实例中具体采用冷压铜套管140来实现天线与射频模块之间的冷压连接。
具体的，采用两个冷压铜套管140，其中一个冷压铜套管140的两端分别套设射频模块110的一个电极112以及弹簧式短天线的直线电极121，另一个冷压铜套管140的两端分别套设射频模块110的另一个电极112以及弹簧式长天线130上的直线电极131；再通过对两个冷压铜套管140进行冷压，实现弹簧式短天线的电极121和弹簧式长天线的电极131与射频模块110上的两个电极进行固定连接，并保持电连接性能。这种通过冷压铜套管140的机械连接方式能够保证天线与射频模块之间连接的可靠性以及稳定的电连接性；同时，也避免常规焊接对射频模块造成的影响。
据此构成的标签芯体100整体呈长条状(如图3所示)，其通过相应的耐高温封固胶封固在陶瓷封装体200内来构成具有环形悬挂结构的吊坠型耐高温电子标签。该电子标签具体为超高频、可读写的射频标签。
以下说明一下本实例中双头吊坠型耐高温电子标签的组装封固过程。
首先，将射频芯片进行模塑封装，形成射频模块；
接着，将天线电极与射频模块的电极经过冷压连接形成标签芯体(方案如上)；
再接着，将标签芯体装入耐高温陶瓷封装体，再用耐高温封固胶固定天线。具体如下(参见图1)：
将标签芯体的短天线部分装入耐高温陶瓷管的中空腔体内，并使得长天线部分露出在耐高温陶瓷管外；将露出的长天线部分绕成环状150，将天线头部插入陶瓷封装体的中腔体内，再用耐高温封固胶对陶瓷封装体的中腔体内的天线和射频模块进行封固，由此形成以安置有射频模块的陶瓷封装体为吊坠，以弹簧天线构成环形悬挂结构的双头吊坠型耐高温电子标签。
本实例中使用到的封固胶具体为耐高温胶体，固化后将天线和陶瓷管内壁进行固定，若陶瓷封装体的腔体内有隔热层的话，可将天线与隔热层进行粘结固定。
该封固胶初始呈融胶状，将其注射到需要进行封固的地方进行固化封固。本实例中，在标签芯体安置在耐高温陶瓷管的中空腔体内后，在耐高温陶瓷管的中空腔体内注入融胶状的封固胶，该封固胶将填充整个中空腔体，完全包裹住中空腔体内的标签芯体，再进行固化粘结，使得标签芯体与耐高温陶瓷管的腔壁之间形成封固胶层，由此可将标签芯体稳固的固定在耐高温陶瓷管的中空腔体内，同时包裹在标签芯体上的封固胶层对其内的标签芯体(如天线和射频模块)来说除了粘结固定外，还可同时作为保护层和隔热层，进一步提高可靠性和耐热性能。
另外，对于封固胶对标签芯体的封固结构除了上述的完全包裹结构外，也可采用两端密封，中间中空的封固结构。即利用封固胶只对标签芯体中两端的天线部分进行密封封固，使得标签芯体中射频模块整体中置在耐高温陶瓷管的中空腔体中。如此封固结构中，位于耐高温陶瓷管中空腔体内标签芯体的天线部分被封固胶封固，而射频模块处于密封的中空腔体中部，射频模块与耐高温陶瓷管的腔壁之间中空，这个密封的中空腔体可作为空气隔热层对其内的射频模块进行隔热保护，大大提高整个标签的耐热可靠性。
再者，本实例中利用标签芯体中长弹簧天线在耐高温陶瓷管外直接形成环形悬挂结构，即在耐高温陶瓷管外形成环形弹簧天线，通过环状配合弹簧结构，能够大大提高天线的信号耦合能力，从而可提高整个标签的读写性能。
参见图8，其所示为本实例中珠链300的结构。本实例中的珠链300由金属珠子310和金属粒子320依次相间连接组成，在末端设置了可以首尾连接的金属扣330。
如此结构的珠链300穿设在陶瓷封装体上的固定孔210中，构成用于悬挂的环形珠链结构。该环形珠链结构可与陶瓷封装体上由长天线部分绕成环状150相配合，形成具有双环形悬挂结构的双头吊坠型耐高温电子标签，能够在不影响标签耐热性能和可靠性的情况下，大大提高耐高温电子标签使用的便捷性。
由此构成的双头吊坠型耐高温电子标签通过耐热型陶瓷封装体来承载封装整个电子标签的主体(即标签芯体)，对其进行封装保护，由耐热型陶瓷封装体作为整个电子标签的受热耐热主体，同时在耐热型陶瓷封装体与其内部的标签芯体之间形成多重的保护层和隔热层，大大提高整个标签的耐高性能和可靠性。同时直接通过天线形成用于悬挂的环形结构配合环形珠链结构，在不影响标签耐热性能和可靠性的情况下，即提高耐高温电子标签使用的便捷性，又提高耐高温电子标签的射频性能。
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.双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，包括：
耐热型陶瓷封装体，所述耐热型陶瓷封装体内部中空；
珠链，所述珠链设置在耐热型陶瓷封装体上；
天线，所述的天线为弹簧式天线，包含一短天线和一长天线；
射频模块，所述射频模块的两端分别连接短天线和长天线形成标签芯体，所述标签芯体通过封固胶密封固定在陶瓷封装体的中空腔体内，其中短天线被封固胶封固在陶瓷封装体内，而长天线部分伸出陶瓷封装体外，且自由端的端部绕回被封固胶封固在陶瓷封装体中空腔体内，形成伸出陶瓷封装体外的环形结构。
2.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述珠链由金属珠子和金属粒子组成，在末端设置了可以首尾连接的金属扣。
3.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述射频模块整体由封固胶直接封固在陶瓷封装体内。
4.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述射频模块被两端封固天线的封固胶密封中置在陶瓷封装体的中空腔体内。
5.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述天线由不锈钢丝构成，直径0.1-0.5mm，弹簧直径0.5-3.0mm，弹簧间距为0.2-1.5mm，电极直线部位长1-5mm。
6.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述天线与射频模块之间通过冷压结构进行连接。
7.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述射频模块为一长方体结构，在两边对称设置用于连接的电极。
8.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述陶瓷封装体为由耐高温的陶瓷材料烧制构成的细长管状或异形装饰体状，内部中空。
9.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述陶瓷封装体的表面设置了1个或多个安装固定孔。
10.根据权利要求1所述的双头吊坠型耐高温电子标签，其特征在于，所述封固胶为耐高温的胶体，成型固化在天线和陶瓷封装体的中腔体内壁之间。
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