CN110110833A - 一种四分之一波的弯折柔性超高频rfid电子标签 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其包括可打印面层、inlay层、绝缘介质层以及胶粘层，所述inlay层包括inlay顶面部分、inlay底面部分以及连通所述inlay顶面部分和所述inlay底面部分的inlay侧面部分，所述inlay顶面部分位于所述可打印面层与所述绝缘介质层之间，所述inlay底面部分位于所述绝缘介质层与所述胶粘层之间，在所述inlay顶面部分与所述绝缘介质层之间还设置有增加挺度的绝缘辅助层。本发明产品整体薄，柔韧性好，可粘贴到曲面物体上，可用市面上常用RFID打印机打印及编码，适用范围更广，读距长且稳定。
Description
【技术领域】
本发明属于电子标签技术领域，特别是涉及一种四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签。
【背景技术】
UHF RFID(ultra high frequency radio frequency identification)，即超高频无线射频标签，超高频RFID技术具有能一次性读取多个标签、穿透性强、可多次读写、数据存储容量大，成本低，体积小，使用方便，可靠性和寿命高等特点，超高频无线射频标签得到了各个行业的广泛应用，例如固定资产管理，仓储及物流运输中的管理，海关的物品或车辆监管管理。
超高频电子标签的应用非常广泛，并且环境多变，很多被管理物品为金属物体，如汽车、集装箱、电脑、金属货架等，然而普通的无线射频标签放置到金属表面时，无线射频标签的读取距离会大幅度下降甚至不能被读取。
抗金属无线射频标签的需求越来多，在大量需求的前提下，无线射频标签的成本就显得尤为突出。现有的柔性超高频RFID电子标签都是半波设计，RFID电子标签的inlay为平压贴合到泡棉胶、PP、PET、硅胶等基材上，即inlay与底部的导电层断开，其存在一下缺点：1)产品尺寸大；2)读取距离近；3)生产过程中容易因为材料的差异导致频率的偏移，从而导致读取距离的下降，即RFID电子标签的性能不稳定。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，读取距离长且稳定。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其包括可打印面层、inlay层、绝缘介质层以及胶粘层，所述inlay层包括inlay顶面部分、inlay底面部分以及连通所述inlay顶面部分和所述inlay底面部分的inlay侧面部分，所述inlay顶面部分位于所述可打印面层与所述绝缘介质层之间，所述inlay底面部分位于所述绝缘介质层与所述胶粘层之间，在所述inlay顶面部分与所述绝缘介质层之间还设置有增加挺度的绝缘辅助层。
进一步的，所述可打印面层包括可打印面材顶面部分、覆盖住所述inlay 侧面部分的可打印面材侧面部分、以及弯折插入到所述inlay底面部分与所述胶粘层之间的可打印面材底面部分。
进一步的，所述可打印面层可为PET保护层、PP保护层、PC保护层或铜版纸层等柔性可打印材料层。
进一步的，所述inlay顶面部分设置有天线调频结构。
进一步的，所述柔性绝缘基材层还可以是EVA泡棉、硅胶、PP、PET 柔性卷材或片材。
进一步的，所述绝缘辅助层朝所述inlay顶面部分的表面设置有胶层，从而把所述绝缘辅助层与所述inlay层粘合到一起。
进一步的，所述绝缘辅助层为采用柔性PET材质、纸、PC、ABS、或PP 材质制作而成的柔性绝缘层。
进一步的，所述胶粘层为工业双面胶、泡棉胶、有基材双面胶、或硅胶。
进一步的，所述inlay顶面部分为天线部分，所述inlay底面部分为天线的接地部分，通过调节所述天线部分的长度即所述inlay顶面部分与所述inlay 底面部分中部的折弯位置实现天线中心频率的调节。
进一步的，所述天线部分包括由L形开口槽与凹字形金属片构成的激励馈电环、采用导电胶粘贴在inlay层上且受所述激励馈电环供电的芯片；
所述接地部分设计在所述inlay底面部分，其包括由若干间隔的镂空凹槽围绕形成的矩形区域。
与现有技术相比，本发明一种四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签的有益效果在于：把Inlay的长度加长，把底部的导电层做成Inlay的一部分，使底部导电层与Inlay导通，再通过折弯的工艺，把inlay部分反折到 RFID电子标签的基材上面，即实现了柔性RFID电子标签的四分之一波的设计，从而实现了在同等尺寸的情况下，读取距离是普通半波柔性RFID电子标签的1.5-2倍；另外本方案可通过调节折弯的位置来调节RFID电子标签的频率，从而解决了因材料不稳定而导致的频率偏移、读距下降的问题；并将采用柔性可打印面层，产品表面可利用打印机打印条码、数字、文字或图像等标识，提高了标签的可辨识度以及标签信息的可获取度；本产品整体薄，柔韧性好，可粘贴到曲面物体上，适用范围更广；本产品可用市面上常用的RFID打印机打印及编码，采用改进后的复合模切设备可实现批量生产，每条复合模切设备日产能可达10万每天，大大提高了产能，降低了生产成本，通过天线的调频技术解决了因绝缘介质层每批次厚度、密度的公差造成的频率偏移的问题。
【附图说明】
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中天线芯片层的结构示意图；
图3为本发明实施例中采用的对比天线的正向读距测试曲线图；
图4为本发明实施例的正向读距测试曲线图；
图5为本发明实施例的反向读距测试曲线图；
图中数字表示：
100四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签；1可打印面层，11可打印面材顶面部分，12可打印面材侧面部分，13可打印面材底面部分；2 inlay层，21inlay顶面部分，22inlay底面部分，23inlay侧面部分，24L形开口槽，25凹字形金属片，26缝隙结构，27镂空凹槽，28芯片；3绝缘介质层；4 胶粘层；5绝缘辅助层。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1-图2，本实施例为四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签100，其包括可打印面层1、inlay层2、绝缘介质层3以及胶粘层4，inlay层2包括inlay顶面部分21、inlay底面部分22以及连通inlay顶面部分21和inlay底面部分22的inlay侧面部分23，inlay顶面部分21位于可打印面层1与绝缘介质层3之间，inlay底面部分22位于绝缘介质层3与胶粘层4之间，在inlay顶面部分21与绝缘介质层3之间还设置有增加挺度的绝缘辅助层5。
可打印面层1包括可打印面材顶面部分11、覆盖住inlay侧面部分23的可打印面材侧面部分12、以及弯折插入到inlay底面部分22与胶粘层4之间的可打印面材底面部分13。可打印面层1可为PET保护层、PP保护层、PC保护层或铜版纸层等柔性可打印材料层。通过设计可打印面材侧面部分12，有效的保护了inlay层2的侧面，对inlay层2提供了更好的防护。可打印面层1可保护inlay层2，同时可提供条码、文字、数字、图像等标识的黑白及彩色打印。
inlay顶面部分21设置有天线调频结构，inlay底面部分22为导电部分，顶面与底面通过侧面部分导通，通过自动贴合机及折弯工艺把Inlay折叠成U 形，并贴合到非导电介质层(即绝缘介质层3与绝缘辅助层5复合而成的整体层)上，从而实现了四分之一波的设计。本方案中通过调节顶面部分天线的长度可以调节RFID电子标签的频率，从而解决了因材料不稳定导致的频率偏移而影响到读取距离下降的问题。
绝缘介质层3为柔性绝缘材料，将inlay层2的顶面部分与底面部分隔离开，同时inlay层2又在绝缘介质层3的端面折弯而把inlay层2的顶面与底面导通。柔性绝缘基材层3优先的采用PE闭孔发泡泡棉层，其特点为柔韧、卷材方便批量生产，泡棉结构为闭孔结构具有良好的防水性能，从而避免了水蒸气、水分对无线射频标签的读距及频率的影响，PE闭孔发泡泡棉层材料柔软可对芯片及天线起到良好的保护。柔性绝缘基材层3还可采用EVA泡棉、硅胶、PP、PET等柔性卷材或片材制作而成。
绝缘辅助层5为柔性绝缘材料，其目的是增加绝缘介质层3柔性材料的挺度，解决了折弯过程中因为绝缘介质层3过软造成的褶皱、气泡等问题，绝缘辅助层5朝inlay顶面部分21的表面设置有胶层，从而把绝缘辅助层5与 inlay层2粘合到一起。绝缘辅助层5优先采用柔性PET材质，既满足了增加挺度的需求，又达到了柔性的要求。绝缘辅助层5还可采用纸、PC、ABS、PP 等柔性材料制作而成。
胶粘层4为工业双面胶，可将无线射频标签粘贴到被管理物品上，本实施例中采用的材料为丙烯酸无基材双面胶，具有粘性大优点，可应用于各种表面；胶粘层4还可采用泡棉胶、有基材双面胶、硅胶等具有粘性的材料。
inlay顶面部分21为天线部分，inlay底面部分22为天线的接地部分，消除大部分金属对RFID电子标签的影响，使得读距更远。
所述天线部分包括由L形开口槽24与凹字形金属片25构成的激励馈电环、采用导电胶粘贴在inlay层2上且受所述激励馈电环供电的芯片28；L形开口槽24围绕凹字形金属片25设置，芯片28粘贴位置对准凹字形金属片25的凹形口处且位于L形开口槽24的长边上。通过调节L形开口槽24和凹字形金属片25的尺寸及位置可以实现芯片28与天线部分在不同材质表面上的共轭匹配，已达到最优的读距，大大提高了天线设计读距的灵活性。本实施例还可以通过调节inlay顶面部分21长度即调节天线部分的折弯位置来适应不同批次材料因厚度、密度公差造成的影响，折弯的天线长度变长则频率下降，反之则频率上升，而现有技术中的频率调节智能通过更换材料或更换天线，因此，本实施例电子标签针对不同批次的绝缘介质层3进行天线Inlay层2的灵活调整，以保障生产出来的每一个电子标签的性能稳定可靠，且读距达到要求。
凹字形金属片25的一侧还设置有若干平行设计缝隙结构26。
所述接地部分设计在inlay底面部分22，其包括由若干间隔的镂空凹槽27 围绕形成的矩形区域，该区域用于阅读RFID打印机的编码。
请参照图3，图3为普通天线设计标签的正向读距测量结果图，其整体尺寸为长60mm、宽25mm、厚1.2mm，采用Monza MR6P，普通天线设计标签粘贴到金属表面，在US区域固定式阅读器的最高读距为3-3.5米，图3中显示了两款普通天线标签的读距测量结果。请参照图4-图5，图4为本实施例产品的正向读距测试结果图，图5为本实施例产品的反向读距测试结果图，本实施例四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签100的整体尺寸为长60mm、宽25mm、厚1.2mm，芯片28采用Monza MR6P，粘贴到金属表面，在US区域固定式阅读器的最高读距达到了6米，同等尺寸下读距是普通设计的1.7倍。
本实施例四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签100把Inlay的长度加长，把底部的导电层做成Inlay的一部分，使底部导电层与Inlay导通，再通过折弯的工艺，把inlay部分反折到RFID电子标签的基材上面，即实现了柔性RFID电子标签的四分之一波的设计，从而实现了在同等尺寸的情况下，读取距离是普通半波柔性RFID电子标签的1.5-2倍；另外本方案可通过调节折弯的位置来调节RFID电子标签的频率，从而解决了因材料不稳定而导致的频率偏移、读距下降的问题；并将采用柔性可打印面层，产品表面可利用打印机打印条码、数字、文字或图像等标识，提高了标签的可辨识度以及标签信息的可获取度；本产品整体薄，柔韧性好，可粘贴到曲面物体上，适用范围更广。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。
Claims (10)
1.一种四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：其包括可打印面层、inlay层、绝缘介质层以及胶粘层，所述inlay层包括inlay顶面部分、inlay底面部分以及连通所述inlay顶面部分和所述inlay底面部分的inlay侧面部分，所述inlay顶面部分位于所述可打印面层与所述绝缘介质层之间，所述inlay底面部分位于所述绝缘介质层与所述胶粘层之间，在所述inlay顶面部分与所述绝缘介质层之间还设置有增加挺度的绝缘辅助层。
2.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述可打印面层包括可打印面材顶面部分、覆盖住所述inlay侧面部分的可打印面材侧面部分、以及弯折插入到所述inlay底面部分与所述胶粘层之间的可打印面材底面部分。
3.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述可打印面层可为PET保护层、PP保护层、PC保护层或铜版纸层等柔性可打印材料层。
4.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述inlay顶面部分设置有天线调频结构。
5.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述柔性绝缘基材层还可以是EVA泡棉、硅胶、PP、PET柔性卷材或片材。
6.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述绝缘辅助层朝所述inlay顶面部分的表面设置有胶层，从而把所述绝缘辅助层与所述inlay层粘合到一起。
7.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述绝缘辅助层为采用柔性PET材质、纸、PC、ABS、或PP材质制作而成的柔性绝缘层。
8.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述胶粘层为工业双面胶、泡棉胶、有基材双面胶、或硅胶。
9.如权利要求1所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述inlay顶面部分为天线部分，所述inlay底面部分为天线的接地部分，通过调节所述天线部分的长度即所述inlay顶面部分与所述inlay底面部分中部的折弯位置实现天线中心频率的调节。
10.如权利要求9所述的四分之一波的弯折柔性超高频RFID电子标签，其特征在于：所述天线部分包括由L形开口槽与凹字形金属片构成的激励馈电环、采用导电胶粘贴在inlay层上且受所述激励馈电环供电的芯片；
所述接地部分设计在所述inlay底面部分，其包括由若干间隔的镂空凹槽围绕形成的矩形区域。
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