CN113392946A - 一种无源无线射频识别标签及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无源无线射频识别标签及制造方法，包括柔软的底膜和芯片、顶部面料，所述标签的天线包括主天线和内部天线，所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成小嵌体，所述内部天线被配置为与主天线电磁耦合并具有与芯片连接的端部；制造时，底膜的底部与支撑片材相连，支撑片材可去除。本发明中，小嵌体与主天线通过耦合方式(而不直接导通)进行工作，由此，对于要缝合连接的无源无线射频识别标签，在安装芯片时，无需与主天线进行精确的绑定，其位置精度仅满足毫米级即可，从而能够用普通的设备进行芯片与主天线之间的安装，有助于降低对设备的要求和提高良率。

Description

一种无源无线射频识别标签及其制造方法
技术领域
本发明属于用于零售服装及其它消费品的库存管理、自助收银、防伪防盗等应用的无源(passive)无线射频识别标签(RFID)。具体而言，涉及大都采用缝合方式与消费品连接的无源无线射频识别标签。
背景技术
无线射频识别(RFID)标签广泛于零售消费品行业，典型的无源(passive)RFID标签包括嵌体(inlay)和基材，嵌体(inlay)由天线环(loop)与微处理器芯片(IC)组成，天线环(loop)用于和外部设备通信，比如与读写器通信。常见基材为PET，基材上天线环(loop)至少有一个开头，开头处与和芯片连接的触角(bump)需要有相当的绑定(bonding)精度，形成回路以进行工作。
RFID可缝制标签或者服装护理标签(care label)被广为所知缝合入消费品，通过天线环(loop)，外部设备可以读取芯片上存储的消费品数据或写入数据。可以被阅读器远距离群读，进行快速的库存盘点，或者可以与RFID自主收银设备工作，用于收银跟结账。标签表面上可以印刷表明款号、商品条码等消费品信息。
如上所述标签，RFID嵌体(inlay)需要依附于具有上述在高温环境不收缩的基材，典型的基材具有一定硬度。典型的RFID可缝制标签通常使用两层织物包裹RFID嵌体，在两层织物上形成印刷信息。导致典型的RFID可缝制标签通常为含有RFID嵌体，两层织物的3层结构，整体标签硬度较大。由于RFID可缝制标签常被缝合入服装使用，较为坚硬的标签将带来不够舒适的穿戴体验。
一种改进的方法是，其中的一层采用薄膜。
但是，无论哪种方案，都存在着芯片触角和天线环开头的绑定这一环节，需要有专门的制造设备，不仅增加了制造设备的成本，并且，对产品的良率有影响。
发明内容
本发明的目的是对于上述的无源无线射频识别标签，提供一种改进的技术方案，以降低其制造难度。
根据本发明的第一个方面，本发明提供以下技术方案：
一种无源无线射频识别标签，包括柔软的底膜和芯片、顶部面料，其特征在于所述标签的天线包括主天线和内部天线，所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成小嵌体，所述内部天线被配置为与主天线电磁耦合并具有与芯片连接的端部；
所述主天线被布置在底膜上，所述小嵌体也被固定在所述底膜上，所述顶部面料覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并连接在一起；
所述主天线和内部天线均为电导体材料层构成。
进一步地，所述小嵌体被设置在顶部面料的内侧，所述顶部面料与小嵌体的组合单元和复合主天线与底膜的单元面对面贴合，所述小嵌体处在内部天线和主天线电磁耦合的位置。或者，所述小嵌体被先单独地固定在所述底膜上与主天线电磁耦合的位置，所述顶部面料覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并连接在一起。
对于一种实施方式，所述主天线形成耦合区，所述小嵌体被布置在耦合区，使内部天线与主天线形成电磁耦合。主天线和内部天线的一种优选的布置方式是，所述主天线形成有一个半环形图案作为耦合区，所述小嵌体被布置在该半环形中。对此的一个优选的方案是，所述主天线被设计成有一定间隔的左右两部分天线臂，两部分天线臂之间有导电连接结构，所述半环形形成在所述左右两部分天线臂和导电连接结构之间。由此，都可以节约空间和便于主天线和内部天线之间的对位。所述小嵌体一般被布置为环形，其包括接近环形的内部天线，所述芯片与内部天线的两端连接而形成闭环小嵌体。
所述主天线的耦合区也可设置为闭环形；当为所述闭环形耦合区时，导电体在闭合口交叠，采用过桥连接方式连接主天线的天线臂。
所述顶部面料为能够缝制的面料，可以是织物或非织物。
本发明的无源无线射频识别标签是可缝制标签或者服装护理标签(care label)，可缝合入服装或其他消费品，典型用途包括消费品的库存管理、商品追踪、自主收银、防伪防损等。在服装被购买或者不再需要RFID功能后，该标签可被去除。
为实现本发明的目的，本发明也可采用以下技术方案：
一种无源无线射频识别标签，包括柔软的底膜和芯片，其特征在于所述标签的天线包括主天线和内部天线，所述主天线被配置为能和内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成小嵌体，所述内部天线被配置为能与主天线耦合并具有与芯片连接的端部；
所述主天线被布置在底膜上，所述小嵌体也被固定在所述底膜上；
所述主天线和内部天线均为电导体材料层构成。
所述小嵌体可以采用粘结或封装的方式设置在底膜上。
对于本发明的顶部面料可以印刷信息，底膜也可以印刷信息。印刷方式包括但不限于柔板印刷、碳带打印、喷墨印刷等方式。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种无源无线射频识别标签的制造方法。它采用以下技术方案：
一种无源无线射频识别标签的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供复合主天线和底膜的单元以及小嵌体，并且，所述复合主天线和底膜的单元的底部与支撑片材相连，支撑片材可去除；将小嵌体粘在底膜上处于内部天线和主天线能电磁耦合的位置；所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成所述小嵌体；
(2)提供顶部面料，并将覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并通过粘结而连接在一起；
(3)撕除支撑片材。
为实现上述目的，本发明还可采用以下技术方案：
一种无源无线射频识别标签的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供复合主天线和底膜的单元以及所述顶部面料和小嵌体的组合单元，并且，所述复合主天线和底膜的单元的底部与支撑片材相连，支撑片材可去除，所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成所述小嵌体；
(2)所述顶部面料和小嵌体的组合单元与复合主天线和底膜的单元面对面贴合，所述小嵌体处在内部天线和主天线电磁耦合的位置。
(3)撕除支撑片材。
所述主天线可以通过对金属箔的蚀刻、切割形成，也可通过按天线的图案进行印刷形成。所述金属箔的蚀刻、切割可以是在底膜上复合导电材料，常见为铝箔，铝箔蚀刻、切割后形成主天线。
所述内部天线可以通过对金属箔的蚀刻、切割形成，也可通过按天线的图案进行印刷形成。对于蚀刻、切割，金属箔常见为铝箔，被复合在支撑膜上，被蚀刻或切割后形成内部天线。
所述顶部面料为能够缝制的面料，可以是织物或非织物。
顶部面料和与底膜之间可通过热熔胶、转移胶带等胶黏剂粘合在一起，或者，直接利用底膜的热熔性，而底膜被加热后于底部面料热粘在一起，同时也固定了小嵌体。
对于复合底膜和主天线的单元，在从开始制备主天线至标签成品前，底膜是粘接在支撑片材上的，使得在贴环形小嵌体或者贴所述顶部面料和小嵌体的组合单元时更加容易操作，确保贴环形小嵌体能够方便、准确、平整地放入耦合区。底膜与支撑片材相连，支撑片材可去除，在底膜与支撑面材间形成可离型层，在标签成品后，能够将支撑片材顺利撕去。
本发明中，小嵌体与主天线通过耦合方式(而不直接导通)进行工作，由此，对于要缝合连接的无源无线射频识别标签，在安装芯片时，无需与主天线进行精确的绑定，其位置精度仅满足毫米级即可，从而能够用普通的设备进行芯片与主天线之间的安装，有助于降低对设备的要求和提高良率。
附图说明
图1为本发明实施例1的主天线和底膜单元的俯视图。
图2为本发明实施例1的小嵌体和顶部面料单元的仰视图。
图3为本发明实施例1的主天线和小嵌体之间的电磁耦合示意图。
图4为本发明实施例1的在撕去支撑片材之前的标签截面示意图。
图5为本发明实施例1的在撕去支撑片材之后的标签截面示意图。
图6为本发明实施例2的在撕去支撑片材之后的标签截面示意图。
图7为本发明实施例3的主天线示意图。
图8为本发明实施例3的主天线和内部天线的布置图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底”、“左”、“右”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发明和简化描述，而不是指示或暗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发明的限制。
参照图1-5，实施例1。
一种无源无线射频识别标签，包括柔软的底膜1和芯片2、顶部面料3，所述标签的天线包括主天线4和内部天线5，所述主天线4被配置为与内部天线5电磁耦合以及与外部设备通信，该外部设备可以RFID标签的读写器。
所述芯片2与内部天线5在组装设备上预先连接形成小嵌体，所述内部天线5被配置为与主天线4电磁耦合并具有与芯片连接的端部51、52。
所述主天线和内部天线均为金属材料层构成。
所述主天线4被布置在底膜1上，主天线4和底膜的复合单元被单独预先制备(见图1)，所述主天线可以通过对金属箔的蚀刻、切割形成，也可通过按天线的图案进行印刷形成。所述金属箔的蚀刻、切割或者可以是在底膜上复合铝箔，对铝箔按照主天线的图案进行蚀刻或激光切割后形成主天线。
对于复合底膜1和主天线4的单元，可以在从开始制备主天线至标签成品前是粘接在支撑片材6上的，底膜1和支撑片材6之间用离型剂层7粘连，在标签成品后，能够将支撑片材顺利撕去。
所述内部天线可以通过对金属箔的蚀刻、切割形成，也可通过按天线的图案进行印刷形成。对于蚀刻、切割，可以为对表层为铝箔的复合膜按内部天线的团进行蚀刻或切割而形成内部天线。
所述小嵌体也被固定在所述底膜上，所述顶部面料覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并连接在一起；
在制造标签时，可以将所述小嵌体先设置在顶部面料3的内侧(见图2)，所述顶部面料3与小嵌体的组合单元和复合主天线4与底膜1的单元面对面贴合，所述小嵌体处在内部天线5和主天线4电磁耦合的位置。或者，所述小嵌体被采用粘结的方式先单独地固定在所述底膜1上与主天线4电磁耦合的位置，然后，所述顶部面料3覆盖在主天线4、所述小嵌体及底膜1之上并连接在一起。
在上述制备过程完成后，可以撕去所述支撑片材6。
所述主天线4形成有一个半环形图案作为耦合区，所述小嵌体被布置在该半环形40中，内部天线和主天线电磁耦合。所述主天线被设计成有一定间隔的左右两部分天线臂41、42，两部分天线臂41、42之间有导电连接结构43，所述半环形40形成在所述左右两部分天线臂41、42和导电连接结构43之间。所述小嵌体被布置为环形，其包括接近环形的内部天线5，所述芯片与内部天线的两端51、52连接而形成闭环小嵌体。
所述顶部面料3为能够缝制的面料，可以是织物或非织物。
参照图6，实施例2。同时，也参见图1、3。
在本实施例中不设置顶部面料3。本实施例的复合底膜1和主天线4的单元与实施例1相同。主天线的图形以及内部天线的图形和实施例1相同。下嵌体的结构也和实施例1相同。所述主天线4被配置为能和内部天线5电磁耦合以及与外部设备通信，所述内部天线5也被配置为能与主天线耦合并具有与芯片4连接的端部；所述主天线和内部天线的制备方法也与实施例1相同。
所述小嵌体可以采用粘结或封装的方式被设置在底膜1上的内部天线与主天线能够电磁耦合的位置。
参照图7、8。同时也参照图1-5。
本实施例中，主天线的耦合区与实施例1相比，有所变化，其它和实施例1相同。
其中，所述主天线的耦合区设置为闭环形40b，导电体44在闭合口交叠，采用过桥连接方式连接主天线的左右两部分天线臂41、42。所述小嵌体被布置在该半环形40中，内部天线5和主天线4电磁耦合。
本实施例的其它部分和实施例1相同。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无源无线射频识别标签，包括柔软的底膜和芯片、顶部面料，其特征在于所述标签的天线包括主天线和内部天线，所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成小嵌体，所述内部天线被配置为与主天线电磁耦合并具有与芯片连接的端部；
所述主天线被布置在底膜上，所述小嵌体也被固定在所述底膜上，所述顶部面料覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并连接在一起；
所述主天线和内部天线均为电导体材料层构成。
2.如权利要求1所述的一种无源无线射频识别标签，其特征在于所述小嵌体被设置在顶部面料的内侧，所述顶部面料与小嵌体的组合单元和复合主天线与底膜的单元面对面贴合，所述小嵌体处在内部天线和主天线电磁耦合的位置；或者，所述小嵌体被先单独地固定在所述底膜上与主天线电磁耦合的位置，所述顶部面料覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并连接在一起。
3.如权利要求1所述的一种无源无线射频识别标签，其特征在于，所述主天线形成耦合区，所述小嵌体被布置在耦合区，使内部天线与主天线形成电磁耦合。
4.如权利要求3所述的一种无源无线射频识别标签，其特征在于，所述主天线的耦合区设计成半环形的或闭环形的耦合区；当为所述闭环形耦合区时，导电体在闭合口交叠，采用过桥连接方式连接主天线的天线臂。
5.一种无源无线射频识别标签，包括柔软的底膜和芯片，其特征在于所述标签的天线包括主天线和内部天线，所述主天线被配置为能和内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成小嵌体，所述内部天线被配置为能与主天线耦合并具有与芯片连接的端部；
所述主天线被布置在底膜上，所述小嵌体也被固定在所述底膜上；
所述主天线和内部天线均为电导体材料层构成。
6.如权利要求5所述的一种无源无线射频识别标签，其特征在于，所述主天线形成开环或闭环形耦合区，所述小嵌体被布置在该开环或闭环形耦合区中。
7.如权利要求6所述的一种无源无线射频识别标签，其特征在于，所述主天线的耦合区设计成半环形的或闭环形的耦合区；当为所述闭环形耦合区时，导电体在闭合口交叠，采用过桥连接方式连接主天线的天线臂。
8.一种无源无线射频识别标签的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供复合主天线和底膜的单元以及小嵌体，并且，所述复合主天线和底膜的单元的底部与支撑片材相连，支撑片材可去除；将小嵌体粘在底膜上处于内部天线和主天线能电磁耦合的位置；所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成所述小嵌体；
(2)提供顶部面料，并将覆盖在主天线、所述小嵌体及底膜之上并通过粘结而连接在一起；
(3)撕除支撑片材。
9.一种无源无线射频识别标签的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供复合主天线和底膜的单元以及所述顶部面料和小嵌体的组合单元，并且，所述复合主天线和底膜的单元与支撑片材相连，支撑片材可去除，所述主天线被配置为与内部天线电磁耦合以及与外部设备通信，所述芯片与内部天线连接形成所述小嵌体；
(2)所述顶部面料和小嵌体的组合单元与复合主天线和底膜的单元面对面贴合，所述小嵌体处在内部天线和主天线电磁耦合的位置；
(3)撕除支撑片材。
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