CN110309897A - 一种耐冲击电子标签及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐冲击电子标签及其制作方法，包括电子标签，电子标签由金属底壳和天线模块构成外部结构，天线模块卡放在金属底壳内。通过电气连接件和电气安装件与天线模块连接，为保证电气连接的稳定性，在电气连接件与天线模块之间添加绝缘垫片，紧固模块通过底壳和天线底部的洞口进入底壳腔体中，填满腔体，第一电气连接件，芯片，绝缘垫片与底壳之间的缝隙后高温固化，其耐压强度堪比金属组件，适用于任何复杂金属环境中，同时在金属凹槽和金属表面的性能表现都非常优秀。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子标签，具体为一种耐冲击电子标签及其制作方法，属于RFID电子标签技术领域。
背景技术
随着5G技术的日益临近，信息传输的即时性逐渐成为可能，万物互联的时代也不再遥远，越来越多的物品被标记为信息终端，使得人们能够及时的获取物品实时信息，RFID作为一种给物品标记信息的技术，发展十余年以来，已经在各个领域都获得了广泛的应用，如服装，冷链，物流，图书，档案等都已经在大规模推广，加快了各行各业的信息化进程。
随着应用领域的各式各样，标签方案的个性化定制也逐渐成为人们的共识，然而其在使用过程中仍然存在一些问题，其一、在某些特定领域，如在高温，高压，高污染的复杂金属环境领域中，RFID还是没有很好的解决方案，如嵌在金属凹槽结构应用中，现有的标签方案应用中，改良的注塑标签虽然解决了高温问题，但是在性能和耐压上始终无法突破，其二、常规的PCB标签更是无法解决高温，高湿，高污染等问题，其三、国内某些厂家提出的金属标签方案也都因为存在精度要求高，加工环节多，组装方案设计不合理，导致单品成本价格昂贵，并且不能大批量生产，另外不能重复使用也导致客户一直不愿意大规模推广使用。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种耐冲击电子标签及其制作方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种耐冲击电子标签,包括电子标签，所述电子标签由金属底壳和天线模块构成外部结构，所述天线模块卡放在金属底壳内；
所述金属底壳与天线模块之间的空隙处填充有紧固模块，所述天线模块的开口端内安插有电气安装件，所述电气安装件位于天线模块外侧的一端连接有电气连接件，且所述电气连接件与电气安装件的连接处设有绝缘垫片，两个所述电气连接件之间设有芯片模块。
作为本发明再进一步的方案：采用不锈钢或铝合金制成的所述金属底壳包括外腔、内腔环形槽、外壳安装槽和第一进料口，所述外腔与内腔环形槽构成天线模块的卡放安置槽，所述内腔环形槽加工有多圈半圆或矩形结构环形凹槽，所述外壳安装槽开设在金属底壳的顶部，所述第一进料口开设在金属底壳的底部。
作为本发明再进一步的方案：所述外腔为螺纹结构，且外腔螺纹的截面结构可根据安装孔位的结构设置为梯面，三角形，矩形结构。
作为本发明再进一步的方案：所述天线模块为不锈钢或铝合金组件制成的一体或分离结构，所述天线模块由天线底盘、天线顶部、第一支撑柱、第一安装柱、第二安装柱、第一安装孔、第二进料孔和调谐开口构成，所述天线底盘位于天线模块的底端，所述天线顶部位于天线模块的顶部，且呈平行设置的所述天线底盘与天线顶部之间通过第一支撑柱进行连接，所述第一安装柱焊接在天线顶部的下表面，所述第二安装柱焊接在天线底盘的上表面，且所述第二安装柱位于第一安装柱的正下方，所述第二安装柱和第一安装柱上均开设有用于安装电气连接件的第一安装孔，所述第二进料孔开设在天线底盘的中心处，所述调谐开口开设在天线顶部的边沿处，所述第一安装柱和第二安装柱的缝隙填充有紧固模块。
作为本发明再进一步的方案：所述金属底壳的内腔环形槽尺寸与天线模块的天线底盘尺寸一致，且在金属底壳的内腔环形槽壁上设置有至层圆环形凹槽结构。
作为本发明再进一步的方案：所述金属底壳的第一进料口尺寸大于天线模块的第二进料孔尺寸。
作为本发明再进一步的方案：所述天线顶部上开设的调谐开口为矩形槽结构。
作为本发明再进一步的方案：所述电气连接件包括第一电气连接件、第二电气连接件、第二安装孔和芯片焊接点，所述第一电气连接件与第二电气连接件呈对称设置，所述第一电气连接件和第二电气连接件的一端均开有与电气安装件连接的第二安装孔，所述第一电气连接件和第二电气连接件的另一端设有与芯片模块连接的芯片焊接点。
作为本发明再进一步的方案：所述电气连接件为Z字形结构，其Z字两端为圆盘结构，Z字形中间结构设置细长条结构。
作为本发明再进一步的方案：所述绝缘垫片分别位于第二安装柱和第一安装孔侧面，所述绝缘垫片包括绝缘垫片本体和第三安装孔，所述第三安装孔开设在绝缘垫片本体的中心处，且所述绝缘垫片本体的尺寸大于第二安装柱和第一安装孔的侧面尺寸。
作为本发明再进一步的方案：所述电气安装件为金属螺钉或金属销钉结构，所述电气安装件由安装件螺口部和安装件螺纹部构成。
作为本发明再进一步的方案：所述芯片模块为芯片经过SOT或DEN封装后形成的模块。
一种耐冲击电子标签的制作方法，其制作方法包括以下步骤：
步骤1、将电气连接件摆放在焊接模具中，两个Z型电气连接件对头放置，间隔一定的距离，芯片模块通过焊接的形式与两个电气连接件连接。
所述天线模块通过车床加工或者模具加工形式制成，尺寸精度要符合安装要求。
所述绝缘垫片材质为聚醚醚酮，聚苯硫醚，尼龙，聚四氟乙烯玻纤电路板或环氧树脂板，通过冲压，层压，模具或者切割制成；
步骤2、将绝缘垫片、天线模块和步骤1制成的模块按序摆放好，通过安装件来紧固绝缘垫片、天线模块和步骤1制成的模块，并保证步骤1制成的模块与天线模块之间的导通关系。
所述金属底壳通过车床加工或者模具加工形式制成，尺寸精度要符合安装要求；
步骤3、将步骤2制成的模块安装到金属底壳内腔中，保证金属底壳顶面与天线模块成平齐状态，也要保证天线模块的第二进料孔位置与金属底壳的第一进料口位置保持对齐，也要保证步骤2制成的模块底部与底壳内腔底部成导通关系。
所述紧固模块材质为聚醚醚酮，聚苯硫醚，尼龙，材料介电常数为3.0～305左右，介质损耗低，可有效帮助调谐标签的谐振点位置；
步骤4、在高温高压条件下，将步骤3放置预先加工的模具中，然后从金属底壳的第一进料口将原料注塑到步骤制成的腔体缝隙中，确保注塑过程中处于高温状态下，要保腔体内部缝隙被原料填满，确保步骤3制成模块的顶面的平整性。
本发明的有益效果是：该耐冲击电子标签及其制作方法设计合理，电子标签芯片通过电气连接件和电气安装件与天线模块连接；为保证电气连接的稳定性，在电气连接件与天线模块之间添加绝缘垫片；紧固模块通过底壳和天线底部的洞口进入底壳腔体中，填满腔体，第一电气连接件，芯片，绝缘垫片与底壳之间的缝隙后高温固化，其耐压强度堪比金属组件，适用于任何复杂金属环境中，同时在金属凹槽和金属表面的性能表现都非常优秀。
附图说明
图1为本发明剖面结构示意图；
图2为本发明侧视结构示意图；
图3为本发明俯视结构示意图；
图4为本发明底壳模块三维结构示意图；
图5为本发明天线模块三维结构示意图；
图6为本发明连接件模块俯视示意图；
图7为本发明绝缘垫片俯视结构示意图；
图8为本发明安装件截面结构示意图。
图中：100、金属底壳，200、天线模块，300、紧固模块，400、芯片模块，500、电气连接件，600、绝缘垫片，700、电气安装件，110、外腔，120、内腔环形槽，130、外壳安装槽，140、第一进料口，210、天线底盘，220、天线顶部，230、第一支撑柱，240、第一安装柱，250、第二安装柱，260、第一安装孔，270、第二进料孔，280、调谐开口，510、第一电气连接件，520、第二电气连接件，530、第二安装孔，540、芯片焊接点，610、绝缘垫片本体，620、第三安装孔，710、安装件螺口部和720、安装件螺纹部。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1～8，一种耐冲击电子标签，包括电子标签，所述电子标签由金属底壳100和天线模块200构成外部结构，所述天线模块200卡放在金属底壳100内；
所述金属底壳100与天线模块200之间的空隙处填充有紧固模块300，所述天线模块200的开口端内安插有电气安装件700，所述电气安装件700位于天线模块200外侧的一端连接有电气连接件500，且所述电气连接件500与电气安装件700的连接处设有绝缘垫片600，两个所述电气连接件500之间设有芯片模块400。
进一步的，在本发明实施例中，采用不锈钢或铝合金制成的所述金属底壳100包括外腔110、内腔环形槽120、外壳安装槽130和第一进料口140，所述外腔110与内腔环形槽120构成天线模块200的卡放安置槽，所述内腔环形槽120加工有多圈半圆或矩形结构环形凹槽，所述外壳安装槽130开设在金属底壳100的顶部，所述第一进料口140开设在金属底壳100的底部。
进一步的，在本发明实施例中，所述外腔110为螺纹结构，且外腔110螺纹的截面结构可根据安装孔位的结构设置为梯面，三角形，矩形结构，能够与安装孔位螺纹结构匹配，方便安装使用，安装时，将安装工具固定在外腔110的安装槽内，然后顺时针或逆时针将标签旋转到安装位置，也可通过冲击将标签直接安装到安装孔内部，此时外腔螺纹结构起到了阻隔标签因震动而缓缓移出的风险。
进一步的，在本发明实施例中，所述天线模块200为不锈钢或铝合金组件制成的一体或分离结构，所述天线模块200由天线底盘210、天线顶部220、第一支撑柱230、第一安装柱240、第二安装柱250、第一安装孔260、第二进料孔270和调谐开口280构成，所述天线底盘210位于天线模块200的底端，所述天线顶部220位于天线模块200的顶部，且呈平行设置的所述天线底盘210与天线顶部220之间通过第一支撑柱230进行连接，所述第一安装柱240焊接在天线顶部220的下表面，所述第二安装柱250焊接在天线底盘210的上表面，且所述第二安装柱250位于第一安装柱240的正下方，所述第二安装柱250和第一安装柱240上均开设有用于安装电气连接件500的第一安装孔260，所述第二进料孔270开设在天线底盘210的中心处，所述调谐开口280开设在天线顶部220的边沿处，所述第一安装柱240和第二安装柱250的缝隙填充有紧固模块300，紧固模块300的结构强度类似金属材质，使得标签在正面收到巨大冲击力或者压力时，标签本身仍能保持很好的稳定性。
进一步的，在本发明实施例中，所述金属底壳100的内腔环形槽120尺寸与天线模块200的天线底盘210尺寸一致，且在金属底壳100的内腔环形槽120壁上设置有2至6层圆环形凹槽结构，通过增加凹槽层数以及凹槽深度，保证该电子标签在外力作用下，天线模块200不会因为振动，冲击等原因而冲出金属底壳100的内腔。
进一步的，在本发明实施例中，所述金属底壳100的第一进料口140尺寸大于天线模块200的第二进料孔270尺寸。
进一步的，在本发明实施例中，所述天线顶部220上开设的调谐开口280为矩形槽结构，用于优化标签性能。常规加工中，标签会因尺寸限制导致标签谐振点位置过高，860MHz-960MHz处灵敏度不符合指标要求，读取距离不达标，常规调谐中，可能会在步骤1制成的模块上并联电容来调谐，但是并联电容后，会限制标签在高温状态下的性能发挥，电容在超过八十五摄氏度以后就会出现性能下降或损坏的风险，故而采取在正面开缝的形式来调谐谐振。
进一步的，在本发明实施例中，所述电气连接件500包括第一电气连接件510、第二电气连接件520、第二安装孔530和芯片焊接点540，所述第一电气连接件510与第二电气连接件520呈对称设置，所述第一电气连接件510和第二电气连接件520的一端均开有与电气安装件700连接的第二安装孔530，所述第一电气连接件510和第二电气连接件520的另一端设有与芯片模块400连接的芯片焊接点540。
进一步的，在本发明实施例中，所述电气连接件500为Z字形结构，其Z字两端为圆盘结构，Z字形中间结构设置细长条结构，保证电气连接件500具有一定的弹性，在安装成成品后，标签在正面收到巨大冲击力时，电气连接件500因为弹性的作用而使得该电子标签的内部结构具有一定的抗冲击能力。
进一步的，在本发明实施例中，所述绝缘垫片600分别位于第二安装柱250和第一安装孔260侧面，所述绝缘垫片600包括绝缘垫片本体610和第三安装孔620，所述第三安装孔620开设在绝缘垫片本体610的中心处，且所述绝缘垫片本体610的尺寸大于第二安装柱250和第一安装孔260的侧面尺寸，保证电气连接件500与安装柱之间没有别的电气导通可能，其他区域均处于绝缘状态。
进一步的，在本发明实施例中，所述电气安装件700为金属螺钉或金属销钉结构，所述电气安装件700由安装件螺口部710和安装件螺纹部720构成，使表面能够导电。
进一步的，在本发明实施例中，所述芯片模块400为芯片经过SOT或DEN封装后形成的模块。
一种耐冲击电子标签的制作方法，其制作方法包括以下步骤：
步骤1、将电气连接件500摆放在焊接模具中，两个Z型电气连接件500对头放置，间隔一定的距离，芯片模块400通过焊接的形式与两个电气连接件500连接。
所述天线模块200通过车床加工或者模具加工形式制成，尺寸精度要符合安装要求。
所述绝缘垫片600材质为聚醚醚酮，聚苯硫醚，尼龙，聚四氟乙烯玻纤电路板或环氧树脂板，通过冲压，层压，模具或者切割制成；
步骤2、将绝缘垫片600、天线模块200和步骤1制成的模块按序摆放好，通过安装件来紧固绝缘垫片600、天线模块200和步骤1制成的模块，并保证步骤1制成的模块与天线模块200之间的导通关系。
所述金属底壳100通过车床加工或者模具加工形式制成，尺寸精度要符合安装要求；
步骤3、将步骤2制成的模块安装到金属底壳100内腔中，保证金属底壳100顶面与天线模块200成平齐状态，也要保证天线模块200的第二进料孔270位置与金属底壳100的第一进料口140位置保持对齐，也要保证步骤2制成的模块底部与底壳内腔底部成导通关系。
所述紧固模块300材质为聚醚醚酮，聚苯硫醚，尼龙，材料介电常数为3.0～3.5左右，介质损耗低，可有效帮助调谐标签的谐振点位置；
步骤4、在高温高压条件下，将步骤3放置预先加工的模具中，然后从金属底壳100的第一进料口140将300原料注塑到步骤3制成的腔体缝隙中，确保注塑过程中处于高温状态下，要保腔体内部缝隙被300原料填满，确保步骤3制成模块的顶面的平整性。
工作原理：电子标签芯片通过电气连接件和电气安装件与天线模块连接；为保证电气连接的稳定性，在电气连接件与天线模块之间添加绝缘垫片；紧固模块通过底壳和天线底部的洞口进入底壳腔体中，填满腔体，第一电气连接件，芯片，绝缘垫片与底壳之间的缝隙后高温固化，其耐压强度堪比金属组件，适用于任何复杂金属环境中，同时在金属凹槽和金属表面的性能表现都非常优秀。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种耐冲击电子标签，包括电子标签，其特征在于：所述电子标签由金属底壳(100)和天线模块(200)构成外部结构，所述天线模块(200)卡放在金属底壳(100)内；
所述金属底壳(100)与天线模块(200)之间的空隙处填充有紧固模块(300)，所述天线模块(200)的开口端内安插有电气安装件(700)，所述电气安装件(700)位于天线模块(200)外侧的一端连接有电气连接件(500)，且所述电气连接件(500)与电气安装件(700)的连接处设有绝缘垫片(600)，两个所述电气连接件(500)之间设有芯片模块(400)。
2.根据权利要求1所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：采用不锈钢或铝合金制成的所述金属底壳(100)包括外腔(110)、内腔环形槽(120)、外壳安装槽(130)和第一进料口(140)，所述外腔(110)与内腔环形槽(120)构成天线模块(200)的卡放安置槽，所述内腔环形槽(120)加工有多圈半圆或矩形结构环形凹槽，所述外壳安装槽(130)开设在金属底壳(100)的顶部，所述第一进料口(140)开设在金属底壳(100)的底部。
3.根据权利要求1所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述外腔(110)为螺纹结构，且外腔(110)螺纹的截面结构可根据安装孔位的结构设置为梯面，三角形，矩形结构。
4.根据权利要求1所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述天线模块(200)为不锈钢或铝合金组件制成的一体或分离结构，所述天线模块(200)由天线底盘(210)、天线顶部(220)、第一支撑柱(230)、第一安装柱(240)、第二安装柱(250)、第一安装孔(260)、第二进料孔(270)和调谐开口(280)构成，所述天线底盘(210)位于天线模块(200)的底端，所述天线顶部(220)位于天线模块(200)的顶部，且呈平行设置的所述天线底盘(210)与天线顶部(220)之间通过第一支撑柱(230)进行连接，所述第一安装柱(240)焊接在天线顶部(220)的下表面，所述第二安装柱(250)焊接在天线底盘(210)的上表面，且所述第二安装柱(250)位于第一安装柱(240)的正下方，所述第二安装柱(250)和第一安装柱(240)上均开设有用于安装电气连接件(500)的第一安装孔(260)，所述第二进料孔(270)开设在天线底盘(210)的中心处，所述调谐开口(280)开设在天线顶部(220)的边沿处，所述第一安装柱(240)和第二安装柱(250)的缝隙填充有紧固模块(300)。
5.根据权利要求3所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述金属底壳(100)的内腔环形槽(120)尺寸与天线模块(200)的天线底盘(210)尺寸一致，且在金属底壳(100)的内腔环形槽(120)壁上设置有2至6层圆环形凹槽结构；所述金属底壳(100)的第一进料口(140)尺寸大于天线模块(200)的第二进料孔(270)尺寸。
6.根据权利要求4所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述天线顶部(220)上开设的调谐开口(280)为矩形槽结构。
7.根据权利要求4所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述电气连接件(500)包括第一电气连接件(510)、第二电气连接件(520)、第二安装孔(530)和芯片焊接点(540)，所述第一电气连接件(510)与第二电气连接件(520)呈对称设置，所述第一电气连接件(510)和第二电气连接件(520)的一端均开有与电气安装件(700)连接的第二安装孔(530)，所述第一电气连接件(510)和第二电气连接件(520)的另一端设有与芯片模块(400)连接的芯片焊接点(540)。
8.根据权利要求7所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述电气连接件(500)为Z字形结构，其Z字两端为圆盘结构，Z字形中间结构设置细长条结构；所述绝缘垫片(600)分别位于第二安装柱(250)和第一安装孔(260)侧面，所述绝缘垫片(600)包括绝缘垫片本体(610)和第三安装孔(620)，所述第三安装孔(620)开设在绝缘垫片本体(610)的中心处，且所述绝缘垫片本体(610)的尺寸大于第二安装柱(250)和第一安装孔(260)的侧面尺寸。
9.根据权利要求8所述的一种耐冲击电子标签，其特征在于：所述电气安装件(700)为金属螺钉或金属销钉结构，所述电气安装件(700)由安装件螺口部(710)和安装件螺纹部(720)构成；所述芯片模块(400)为芯片经过SOT或DEN封装后形成的模块。
10.一种耐冲击电子标签的制作方法，其特征在于，其制作方法包括以下步骤：
步骤1、将电气连接件(500)摆放在焊接模具中，两个Z型电气连接件(500)对头放置，间隔一定的距离，芯片模块(400)通过焊接的形式与两个电气连接件(500)连接。
所述天线模块(200)通过车床加工或者模具加工形式制成，尺寸精度要符合安装要求。
所述绝缘垫片(600)材质为聚醚醚酮，聚苯硫醚，尼龙，聚四氟乙烯玻纤电路板或环氧树脂板，通过冲压，层压，模具或者切割制成；
步骤2、将绝缘垫片(600)、天线模块(200)和步骤1制成的模块按序摆放好，通过安装件来紧固绝缘垫片(600)、天线模块(200)和步骤1制成的模块，并保证步骤1制成的模块与天线模块(200)之间的导通关系。
所述金属底壳(100)通过车床加工或者模具加工形式制成，尺寸精度要符合安装要求；
步骤3、将步骤2制成的模块安装到金属底壳(100)内腔中，保证金属底壳(100)顶面与天线模块(200)成平齐状态，也要保证天线模块(200)的第二进料孔(270)位置与金属底壳(100)的第一进料口(140)位置保持对齐，也要保证步骤2制成的模块底部与底壳内腔底部成导通关系。
所述紧固模块(300)材质为聚醚醚酮，聚苯硫醚，尼龙，材料介电常数为3.0～3.5，介质损耗低，可有效帮助调谐标签的谐振点位置；
步骤4、在高温高压条件下，将步骤3放置预先加工的模具中，然后从金属底壳(100)的第一进料口(140)将(300)原料注塑到步骤3制成的腔体缝隙中，确保注塑过程中处于高温状态下，要保腔体内部缝隙被(300)原料填满，确保步骤3制成模块的顶面的平整性。
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