CN110472721A - 一种嵌入式rfid标签 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式RFID标签，包括RFID芯片模块和天线，其特征在于，所述RFID芯片模块包括基板、第一金属层、第二金属层和RFID裸芯片，所述RFID裸芯片固设在基板的上表面，所述第一金属层固设在RFID裸芯片上表面，所述第二金属层固设在基板的上表面的两端，并与RFID裸芯片电连接，所述RFID裸芯片外部包覆有封装胶，所述天线开口处两端通过焊锡的方式电连接于金属层，所述焊锡的顶部与封装胶的顶部齐平，所述天线的下表面与基板的下表面齐平。本发明的嵌入式RFID标签的嵌入在粘结层内时，夹层玻璃的两层玻璃和粘结层之间不会有间隙，确保夹层玻璃能够正常合片。

Description

一种嵌入式RFID标签

技术领域：

本发明涉及汽车设备领域，尤其涉及一种嵌入式RFID标签。

背景技术：

无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)俗称电子标签，以下简称RFID标签，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等优势，被广泛应用于机动车辆管理领域。目前汽车身份识别需要通过在车辆的车窗玻璃上安装RFID标签，实现对汽车的管理。然而，RFID标签在车辆上的实际应用中，大部分都是直接贴在车窗玻璃的内表面上，这样RFID标签容易被撕毁或者被损坏，为了防止这种情况的发生，人们开始考虑制作将RFID标签制作到玻璃内部，即嵌入式RFID标签。

例如，中国专利CN108481843A公开了一种夹层钢化玻璃，该夹层钢化玻璃包括：第一钢化玻璃，第二钢化玻璃，配置于第一钢化玻璃和第二钢化玻璃之间的粘合层，还包括：RFID标签，位于粘合层上，RFID标签包括L形天线本体和设置在L形天线本体内部的RFID芯片，RFID芯片通过L形天线本体与外界进行信息交互。

中国专利CN103889713B公开了一种用于汽车的复合窗玻璃，具有借助薄膜相互粘结的第一片材和第二片材，在薄膜上设有带至少一个缺口的红外线反射层，在该缺口内部在两个片材之间布置有发射机应答器，所述发射机应答器是RFID发射机应答器。

上述专利虽然都公开了带有嵌入式RFID标签的玻璃产品，但是在实际生产中要制作这种带有嵌入式RFID标签的夹层玻璃还存在着技术难点。一般RFID标签包括RFID芯片模块和天线，RFID芯片模块是将RFID裸芯片通过封装工艺技术形成的封装模块，如图1所示，RFID芯片模块11包括基板111，固定在基板111上表面的RFID裸芯片113，位于基板111上、下表面的两层金属层112，基板111上表面的金属层与RFID裸芯片113形成电连接，两层金属层112之间通过在基板111上的过孔内的焊锡形成电连接，覆盖在裸芯片113上的封装胶114；RFID芯片模块11与天线12之间的通过焊接形成电连接，具体为：位于基板111下表面的金属层112通过焊锡13搭接在天线12的开口两端上；嵌入式RFID标签的总厚度约为1.4mm左右，其中天线12厚度为0.1mm左右，焊锡13厚度为0.1mm左右，RFID芯片模块11厚度为1.2mm左右，然而夹层玻璃内粘结层常规选用为0.76mm的PVB，可见嵌入式RFID标签总厚度是大于粘结层的，这样在生产过程中如图2所示，将嵌入式RFID标签1放置于粘结层4中会使第一玻璃层2和第二玻璃层3之间产生间隙L，引发两片玻璃之间不能正常合片，合片时玻璃内部结构会遭到破坏，从而导致玻璃合片时极易产生破裂，降低成品率，企业的制造成本上升。

发明内容：

本发明是针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种可以直接嵌入在夹层玻璃的粘结层内，并且能够防止合片时玻璃破裂的嵌入式RFID标签。

一种嵌入式RFID标签，包括RFID芯片模块和天线，其特征在于，所述RFID芯片模块包括基板、第一金属层、第二金属层和RFID裸芯片，所述RFID裸芯片固设在基板的上表面，所述第一金属层固设在RFID裸芯片上表面，所述第二金属层固设在基板的上表面的两端，并与RFID裸芯片电连接，所述RFID裸芯片外部包覆有封装胶，所述天线开口处两端通过焊锡的方式电连接于金属层，所述焊锡的顶部与封装胶的顶部齐平，所述天线的下表面与基板的下表面齐平。

在本发明的一实施例中，所述天线开口处与基板两侧形成拼接，所述焊锡的一端搭接在天线上，所述焊锡的另一端搭覆在第二金属层上。

在本发明的一实施例中，所述金属层选用双面镀金的铜板。

在本发明的一实施例中，所述基板的材质为陶瓷，厚度为0.3～0.4mm。

在本发明的一实施例中，所述封装胶为环氧树脂灌封胶。

在本发明的一实施例中，所述天线包括振子和匹配环，所述振子与匹配环耦合连接，所述RFID芯片模块与匹配环电连接。

在本发明的一实施例中，所述匹配环的开口处两端的间距比RFID芯片模块长度大0～0.5mm。

在本发明的一实施例中，所述天线为铜箔天线或银浆印刷天线或FPC天线。振子和匹配环优选采用铜箔制作，所述铜箔双面镀金。

本发明还提供了一种制造嵌入式RFID标签的方法，包括：

提供基板；

在基板上固设RFID裸芯片与第一金属层和第二金属层，RFID裸芯片和第一金属层和第二金属层之间形成电连接；

将环氧树脂灌封胶包覆在RFID裸芯片上形成封装胶；

配置一天线，将该天线的开口处两端与基板的两侧形成拼接，使所述天线的下表面与基板的下表面齐平；

将第二金属层作为焊盘，通过焊锡将所述天线与第二金属层电连接；

本发明还提供了一种车窗玻璃，包括所述的嵌入式RFID标签。

在本发明的一实施例中，所述车窗玻璃包括依次层叠的第一玻璃层、粘结层和第二玻璃层，所述嵌入式RFID标签固定于所述粘结层内。

在本发明的一实施例中，所述粘结层的厚度比嵌入式RFID标签的厚度大0～0.06mm。

再一方面，本发明还提供了一种车辆，包括所述的车窗玻璃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明改进现有的嵌入式RFID标签的结构，将RFID芯片模组的双面金属层改成单面金属层，将嵌入式RFID芯片和天线的连接方式由搭接改为拼接，大幅降低了嵌入式RFID标签的厚度，使得嵌入式RFID标签的厚度能够小于夹层玻璃内部的粘结层的厚度，并且焊锡的顶部与封装胶的顶部齐平，天线的下表面与基板的下表面齐平，从而保证嵌入式RFID标签嵌入在粘结层内时，夹层玻璃的两层玻璃和粘结层之间不会有间隙，确保夹层玻璃能够正常合片，提高了良品率，无需再加工过孔，简化制作工艺，降低了大规模批量生产嵌入式RFID标签的玻璃的成本。

附图说明：

图1为现有技术的嵌入式RFID标签示意图；

图2为现有技术的嵌入式RFID标签置于夹层玻璃内的结构示意图；

图3为本发明的嵌入式RFID标签的结构示意图；

图4为本发明的嵌入式RFID标签的天线的正视图；

图5为本发明的嵌入式RFID标签置于夹层玻璃内的结构示意图。

标号说明：

1、嵌入式RFID标签，2、第一玻璃层，3、第二玻璃层，4、粘结层；

11、RFID芯片模块，12、天线，13、焊锡；

111、基板，112、第一金属层，113、第二金属层，114、RFID裸芯片，115、封装胶，116、过孔；

121、匹配环，122、振子。

具体实施方式：

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“厚度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是暗示或指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参阅图3和图4，本发明提供一种车窗玻璃，车窗玻璃包括依次层叠的第一玻璃层2、粘结层4和第二玻璃层3，嵌入式RFID标签1固定于粘结层4内。具体的，粘结层4用于将第一玻璃层2和第二玻璃层3层叠粘接在一起，粘结层4常规采用0.76mm的PVB(聚乙烯醇缩丁醛)。

本实施方式中，嵌入式RFID标签1包括RFID芯片模块11和天线12，其中，RFID芯片模块11包括基板111、第一金属层112、第二金属层113和RFID裸芯片114，RFID裸芯片114固设在基板111的上表面，第一金属层113固设在RFID裸芯片114上表面，第二金属层113固设在RFID裸芯片114两侧，并与RFID裸芯片114之间通过焊接电连接，RFID裸芯片114外部包覆有封装胶115，RFID裸芯片114外部包覆有封装胶115；天线12开口处两端与基板两侧通过焊锡13拼接，焊锡13一端搭接在天线12开口处两端上，另一端搭覆在金属层112上，焊锡13的上表面和封装胶115的上表面齐平，天线12的下表面与基板111的下表面齐平。

可以理解地是，现有技术中RFID标签的基板的厚度为0.6mm，而本实施方式中为了使RFID标签能够整体减薄，在不影响RFID标签读写性能的情况下，基板的材质选用陶瓷，厚度降为0.4mm。

可以理解地是，本实施方式中为了保证封装的效果，封装胶选用黑色环氧树脂灌封胶，这种常温固化型双组份环氧树脂灌封料，固化后电气性能优越、表面光泽度高，操作简单方便，十分适用于RFID芯片模块的灌封。

可以理解地是，本实施方式中为了保证金属层具备良好的焊接和导线性能，选用双面镀金的铜板，导电性能强且耐腐蚀。

如图5所示，天线12包括匹配环121和振子122，利用匹配环121与振子122耦合连接，而RFID芯片模块11经匹配环121馈电至振子122，使得天线12的耦合能力增强，收发信号能力增强，实现增强通信距离，满足正常工作序曲。匹配环121和振子122都采用金属铜或金属银或导电银浆材质，还可以使用FPC板制作，优选采用金属铜，并且在金属铜的双面镀金，既能对信号进行有效发送，同时也能节约生产成本。RFID芯片模块11和匹配环121之间的连接方式可以是焊接，也可以是经导电银胶与匹配环121导电粘结，优选的连接方式是先保证匹配环121的开口处预留的间距略大于RFID芯片模块11的长度，具体来说是基板111的长度，基板111的长度比匹配环121的开口处预留的间距大0～0.5mm，基板111与匹配环121开口处两端以拼接的方式放置，然后匹配环121开口处两端通过焊锡的方式电连接于基板111上表面的金属层112，即焊锡13一端搭接在匹配环121的开口处两端上，另一端搭覆在金属层112上，RFID裸芯片114、第一金属层112和第二金属层113与匹配环121形成馈电电路，利用馈电电路经匹配环121和振子122实现收发天线信息。

可以理解的是，无线射频识别基站可以通过读写器经天线发出一定频率的射频信号，当天线12进入无线射频识别基站所发出的射频信号区域内，RFID芯片模块11可以经匹配环121和振子122接收射频信号，并对射频信号进行处理后，再经匹配环121和振子122发送出自身编码应答射频信号，编码应答射频信号被无线射频识别基站的读写器获取，并进行解码后发送至数据交换和管理系统进行处理，以实现自动身份识别，本实施方式中，天线12的射频频率在900mHz～950mHz，作为一种较优的方式，以保证天线12的通讯距离足够远，使RFID芯片模块11经匹配环121和振子122形成的谐振信号通信距离大于20米，从而满足正常通信要求。所述天线12的除了可满足识别车辆身边功能，还可满足车辆ETC功能，实现多功能化要求。

本发明还提供了一种制造嵌入式RFID标签的方法，包括：

1001：提供基板111。

本实施方式中，基板111可以采用陶瓷基板，陶瓷基板的厚度为0.4mm。

1002：在基板111上固设RFID裸芯片114、第一金属层112和第二金属层113，RFID裸芯片114和第一金属层112和第二金属层113之间形成电连接；

本实施方式中，第一金属层112通过焊接固定在RFID裸芯片114上表面，第二金属层113可以通过焊接固定在基板111上，也可以通过导电胶粘结在基板111上，RFID裸芯片114和第二金属层113之间通过焊锡电连接。

1003：将环氧树脂灌封胶包覆在RFID裸芯片114上形成封装胶115；

1004：配置一天线12，将该天线12的开口处两端与基板111的两侧形成拼接，使天线12的下表面与基板111的下表面齐平；

本实施方式中，保证天线12的下表面和基板111的下表面齐平，使RFID芯片模块11与天线12之间没有高度差，两者的下表面同时与玻璃接触，从而保证与玻璃的接触面不会因高度差而产生间隙。

1005：将第二金属层113作为焊盘，通过焊锡13将天线12与第二金属层113电连接；

本实施方式中，焊锡13将基板的边缘包覆，其一端搭接在匹配环121的开口处两端上，另一端搭覆在金属层112上，保证基板111上的金属层112和天线12的匹配环121之间电连接。

1006：打磨焊锡13的顶部与封装胶115的顶部，使两者的顶部齐平。

本实施方式中，固化后的焊锡13和封装胶115顶部都是凸起的，通过打磨将两者的凸起顶部打磨成处于同一水平线的平顶。

可以理解地是，本实施方式中，将现有技术中的双面金属层改成单面金属层，基板111的选择从常规0.6mm厚度降低到0.4mm，然后将匹配环121两端的开口距离加工至略大于RFID芯片模块11的基板111的长度，使基板111和匹配环121之间装配方式由原来有高度差的搭接改为底部齐平的拼接，从而省去了天线12的厚度，打磨包覆在RFID裸芯片114上的封装胶115和第二金属层113上的焊锡13，使焊锡13搭覆在第二金属层113上的厚度仅剩0.1mm，并且使封装胶115的顶部和焊锡13的顶部齐平，最后嵌入式RFID标签1的总厚度为0.7mm，小于夹层玻璃内部的0.76mmPVB的粘结层4，从而使嵌入式RFID标签嵌1入在粘结层4内时，夹层玻璃的第一玻璃层2、粘结层4和第二玻璃层3之间不会有间隙，确保夹层玻璃能够正常合片。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种嵌入式RFID标签，包括RFID芯片模块和天线，其特征在于，所述RFID芯片模块包括基板、第一金属层、第二金属层和RFID裸芯片，所述RFID裸芯片固设在基板的上表面，所述第一金属层固设在RFID裸芯片上表面，所述第二金属层固设在基板的上表面的两端，并与RFID裸芯片电连接，所述RFID裸芯片外部包覆有封装胶，所述天线开口处两端通过焊锡的方式电连接于第二金属层，所述焊锡的顶部与封装胶的顶部齐平，所述天线的下表面与基板的下表面齐平。

2.根据权利要求1所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述天线开口处与基板两侧形成拼接，所述焊锡的一端搭接在天线上，所述焊锡的另一端搭覆在第二金属层上。

3.根据权利要求1所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述第一金属层和第二金属层选用双面镀金的铜板。

4.根据权利要求1所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述基板的材质为陶瓷，厚度为0.3～0.4mm。

5.根据权利要求1所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述封装胶为环氧树脂灌封胶。

6.根据权利要求1所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述天线包括振子和匹配环，所述振子与匹配环耦合连接，所述RFID芯片模块与匹配环电连接。

7.根据权利要求6所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述匹配环的开口处两端的间距比RFID芯片模块长度大0～0.5mm。

8.根据权利要求6所述的嵌入式RFID标签，其特征在于，所述天线为铜箔天线或银浆印刷天线或FPC天线。

9.一种制造嵌入式RFID标签的方法，包括：

提供基板；

在基板上固设RFID裸芯片、第一金属层和第二金属层，RFID裸芯片和第一金属层和第二金属层之间形成电连接；

将环氧树脂灌封胶包覆在RFID裸芯片上形成封装胶；

配置一天线，将该天线的开口处两端与基板的两侧形成拼接，使所述天线的下表面与基板的下表面齐平；

将第二金属层作为焊盘，通过焊锡将所述天线与第二金属层电连接；

打磨所述焊锡的顶部与所述封装胶的顶部，使两者的顶部齐平。

10.一种车窗玻璃，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的嵌入式RFID标签。

11.根据权利要求10所述的车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃包括依次层叠的第一玻璃层、粘结层和第二玻璃层，所述嵌入式RFID标签固定于所述粘结层内。

12.根据权利要求10所述的车窗玻璃，其特征在于，所述粘结层的厚度比嵌入式RFID标签的厚度大0～0.06mm。

13.根据权利要求10所述的车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃为前挡风玻璃或后挡风玻璃或侧窗玻璃。