CN113298216A - 具有随机电容的rfid芯片、标签 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有随机电容的RFID芯片、标签，该具有随机电容的RFID芯片包括RFID芯片本体，所述RFID芯片本体的顶层金属上设置有至少一个电容极板，所述RFID芯片本体的封装凸点上平面设置有与顶层金属对应平行的金属膜，所述金属膜与所述电容极板形成电容是芯片制造过程中晶圆表面的一层保护层；所述金属膜与所述电容极板间电容随所述金属膜与所述电容极板间距离和/或所述金属膜表面形状和/或钝化层厚度的变化发生变化。该芯片用于标签在重复使用时，电容状态发生改变，实现标签防伪。
Description
技术领域
本发明涉及电子标签防伪技术领域，特别涉及一种具有随机电容 的RFID芯片、标签。
背景技术
RFID(射频识别技术)因其独一无二性常用在防伪领域中，在RFID 防伪中，芯片或标签能通过一定的技术手段，无损从封装天线上取下； 然后被造假者进行二次封装后使用，这样的行为使得芯片内置的加密， 鉴真等手段失效，如果实现标签的防伪，提高产品的安全性是如今RFID 标签领域中的研究方向之一。
近年来对防伪的研究日趋成熟，如CN201710633487.0中提出一种 多重防伪标签，通过设置离型层和标签层，在标签层中印刷防伪码、 二维码、防伪花纹等，当便签被转移后，柔性印刷层被撕开防伪码无 法复原，起到防止标签被再次使用的可能性实现标签防伪，但这种标 签制作过程繁琐，成本较大；还有一些方法中通过采用易碎纸、陶瓷 片等易碎材质作为基材或基天线，但该方法只损坏天线，芯片仍然有 效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有随机电容的 RFID芯片，该芯片可用于便签防伪。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种具有随机电容的RFID芯片，包括RFID芯片本体，所述RFID 芯片本体的顶层金属上设置有至少一个电容极板，所述RFID芯片本 体的封装凸点上平面设置有与顶层金属对应平行的金属膜，所述金属 膜与所述电容极板形成电容；其中，所述金属膜与所述电容极板间电 容随所述金属膜与所述电容极板间距离和/或所述金属膜表面形状和/ 或所述RFID芯片本体的钝化层厚度的变化发生变化。
进一步地，所述金属膜具有褶皱和/或所述金属膜制有随机切口。
进一步地，所述封装凸点的材料为金或铜。
进一步地，所述金属膜与所述电容极板间电容值为：
其中，ε0为真空中介电常数，ε为质介电系数，S为所述金属膜 与所述电容极板正对，d为所述金属膜与所述电容极板间距离。
进一步地，所述RFID芯片本体的顶层金属上设置有三个电容极 板。
进一步地，所述封装凸点的数量为4个。
有鉴于此，本发明的目的之二在于提供涉一种具有随机电容的 RFID标签，该标签可以保证不能被重复使用实现防伪。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种具有随机电容的RFID标签，包括：
如目的之一所述的具有随机电容的RFID芯片；
与所述具有随机电容的RFID芯片封装凸点一面通过各向异性导 电胶封装在一起的天线。
进一步地，当转移所述具有随机电容的RFID标签时，所述各向 异性导电胶被导电胶专用清洗液清洗或腐蚀，将所述具有随机电容的 RFID芯片重新封装时，由于金属膜与电容极板间距离和/或所述金属 膜表面形状和/或金属膜与电容极板正对面积改变电容发生改变检测 出转移。
本发明的有益效果在于：提供一种具有随机电容的RFID芯片、 标签，通过在芯片内设置随机电容，将天线封装后产生的初始随机电 容记录到芯片内部，在标签合法发行时将随机电容状态记录并锁定； 当芯片被二次封装时，随机电容状态发生改变，以此保护RFID的芯 片不能被重复使用，实现防伪。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。显 而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种具有随机电容的RFID标签的剖面 图；
图2是本发明实施例提供的一种具有随机电容的RFID标签的俯视 图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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 作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。
所举实施例是为了更好地对本发明进行说明，但并不是本发明的 内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明 内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范 围。
实施例1
参考图1与图2，本实施例中提供一种具有随机电容的RFID芯 片，包括RFID芯片本体8，RFID芯片本体8的顶层金属5上设置有 至少一个电容极板，图1与图2中设置有三个，当然也可以是其他任 意数量，RFID芯片本体8的封装凸点4上平面设置有与顶层金属5 对应平行的金属膜7；
本实施例中，金属膜7与电容极板之间形成随机电容6，RFID 芯片本体8的钝化层3则为电容6之间的介质，如图1与图2中所示 的C1、C2、C3；其中，金属膜7与电容极板间电容值为：
其中，ε0为真空中介电常数，ε为质介电系数，S为所述金属膜 与电容极板正对面积，d为金属膜7与电容极板间距离；
优选地，金属膜7具有褶皱或随机切口使得该电容值具有随机性， 金属膜7上的多条曲线为随机切花刀，还可通过以下一种或多种方式 改变电容值：改变金属膜7与电容极板间距离、改变金属膜7表面形 状(如金属膜7切花刀，金属膜7随机模切，金属膜7褶皱不同等)、 改变金属膜与电容极板正对、钝化层3的形状结构改变等。
进一步地，本实施例中的封装凸点4的材料为金或铜，可以设置 4个封装凸点4，当然也可以为其他数量。
实施例2
基于实施例1中的芯片，本实施例中提供一种具有随机电容的 RFID标签，同样参考图1与图2，该标签包括实施例1中的具有随 机电容的RFID芯片、天线1，天线1与具有随机电容的RFID芯片 具有封装凸点4通过各向异性导电胶2封装在一起，封装凸点4中的 电连接凸点通过各向异性导电胶2与天线1形成导通。
本实施例中，金属膜7设置在钝化层3加各向异性导电胶2的上 方且与顶层金属5平行，标签中电容值会随钝化层3加各向异性导电 胶2固化后的厚度d(即金属膜7与电容极板间距离d)、各向异性 导电胶2固化后的介质介电系数为ε，以及正对的金属极板面积S(即金属膜与电容极板正对面积)的变化而变化；当转移具有随机电容的 RFID标签时，各向异性导电胶2被导电胶专用清洗液清洗或腐蚀， 然后将具有随机电容的RFID芯片重新封装时，由于金属膜7与电容 极板间距离、金属膜7表面形状、金属膜与电容极板正对面积发生改 变，导致电容发生改变，对比检测标签已转移过。
实施例3
基于实施例1中的芯片与实施例2中标签，本实施例中提供一种 实施例2中标签防转移方法，其步骤包括：
S1：将具有随机电容的RFID标签黏贴到需要保护的物品后，向 具有随机电容的RFID标签中的芯片发送指令对电容值进行测量并存 储；
本实施例中，将封装好的具有随机电容的RFID标签黏贴到需要 保护的物品上，此时金属膜7中形成随机的褶皱，且RFID芯片的随 机电容6值已确定，使用芯片指令对该电容值进行测量并记录，随 机产生的电容值可以记录在芯片内置存储中，随机产生的电容值也可 以记录在防伪系统的服务器端。
S2：具有随机电容的RFID标签中的芯片进行转移后，对芯片进 行重新封装导致金属膜的表面形状改变，重新封装使用的导电胶使金 属膜与电容极板间距离改变；
具有随机电容的RFID标签在转移或重新封装过程后，一个电容 极板的对应的金属膜7的形状和表面状态会影响中的ε、S和d，标 签在转移或重新封装过程后，重新涂布的各向异性导电胶2会影响ε 和d；由此随机电容值在二次封装时很难完全同第一次封装时的电容 值一致，针对这一点可以判断标签是否被转移过；
S3：再次向芯片发送指令对电容值进行测量，将得到的电容值与 存储的电容值比较，不同则证明具有随机电容的RFID标签已被转移。
本实施例中，芯片检测电容时使用的充电电压Vcmod划分为多 档，对应预制的电压序列，如由2bit数代表(00，01，10，11分别 代表不同的Vcmod电压值)；
比较电压Vref划分为多档，对应预制的电压序列，如由2bit数代 表(00，01，10，11分别代表不同的Vref电压值)；
在RFID芯片对随机电容进行测量时，可人为或随机选定不同的 Vcmod和Vref序列，不同充电电压和比较电压的选择会使得相同的随机 电容6值产生不同的数字化的放电时间，这样进一步提高了整体系统 的安全性和不可复制性。
在一具体实施例中，实施例2中的标签在防伪时的使用可以分为 标签初始化流程和标签验证流程；具体为：
初始化时：将具有随机电容的RFID标签稳定附着在物体上后， 由读卡器随机选定充电电压Vc1和比较电压Vr1，向RFID标签发 送检测电容值指令，RFID芯片根据指令完成随机电容6(C1，C2， C3)的数字化标定，该标定值与Vc1，Vr1记录在芯片专有存储区中， 电容标定值与Vc1，Vr1也可以保存在读卡器中。
验证时：读卡器读取芯片中记录的Vc1，Vr1，发送对应的验证 指令，芯片根据指令完成随机电容的测量，同芯片专有存储区中的电 容标定值进行比较，在验证时，可以为存储的电容预设一个容差值， 如果电容值改变在容差范围内，则认为该标签芯片没有被转移或重新 封装；如果电容值发生了改变，则认为该标签芯片已经被重新使用； 电容值的比较可以在芯片内部自动完成，返回读卡器一个信号。或者 将电容值回传读卡器，由读卡器端完成电容值的标签。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局 限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而 不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离 本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这 些均属于本发明的保护之内。
Claims (8)
1.一种具有随机电容的RFID芯片，其特征在于，包括RFID芯片本体，所述RFID芯片本体的顶层金属上设置有至少一个电容极板，所述RFID芯片本体的封装凸点上平面设置有与顶层金属对应平行的金属膜，所述金属膜与所述电容极板形成电容；其中，所述金属膜与所述电容极板间电容随所述金属膜与所述电容极板间距离和/或所述金属膜表面形状和/或所述RFID芯片本体的钝化层厚度的变化发生变化。
2.根据权利要求1所述的具有随机电容的RFID芯片，其特征在于，所述金属膜具有褶皱和/或所述金属膜制有随机切口。
3.根据权利要求1所述的具有随机电容的RFID芯片，其特征在于，所述封装凸点的材料为金或铜。
4.根据权利要求1所述的具有随机电容的RFID芯片，其特征在于，所述金属膜与所述电容极板间电容值为：
其中，ε0为真空中介电常数，ε为质介电系数，S为所述金属膜与所述电容极板正对面积，d为所述金属膜与所述电容极板间距离。
5.根据权利要求1所述的具有随机电容的RFID芯片，其特征在于，所述RFID芯片本体的顶层金属上设置有三个电容极板。
6.根据权利要求1所述的具有随机电容的RFID芯片，其特征在于，所述封装凸点的数量为4个。
7.一种具有随机电容的RFID标签，其特征在于，包括：
如权利要求1-6任一项所述的具有随机电容的RFID芯片；
与所述具有随机电容的RFID芯片封装凸点一面通过各向异性导电胶封装在一起的天线。
8.根据权利要求7所述的具有随机电容的RFID标签，其特征在于，当转移所述具有随机电容的RFID标签时，所述各向异性导电胶被导电胶专用清洗液清洗或腐蚀，将所述具有随机电容的RFID芯片重新封装时，由于金属膜与电容极板间距离和/或所述金属膜表面形状和/或金属膜与电容极板正对面积改变电容发生改变检测出转移。
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