CN201927069U

CN201927069U - 一种激光全息rfid标签

Info

Publication number: CN201927069U
Application number: CN2010206642254U
Authority: CN
Inventors: 陶波; 尹周平; 张亚平; 陈显才; 吴光华; 孙虎; 林佳圆
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Dongguan Sygole Digital Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-12-17

Abstract

本实用新型公开了一种激光全息RFID标签，包括RFID标签（500）和贴装在该RFID标签（500）上的激光全息膜（10），其特征在于，所述激光全息膜（10）的金属反射层（103）为对称的两部分，该两部分之间留有隙缝或通过非磁性绝缘材料条相互隔开，使得两部分相互绝缘，其中，该隙缝或非磁性绝缘材料条位于所述RFID标签（500）的中心轴线上。本实用新型通过将全息膜金属层分成对称的两部分来消除全息膜金属层对电磁波的屏蔽，通过改进天线设计来消除全息膜对天线阻抗的影响，对全息膜的尺寸没有限制，并能够增强天线的辐射，提高RFID标签的读取距离。

Description

一种激光全息RFID标签

技术领域

本实用新型涉及RFID标签，特别涉及一种激光全息RFID标签。

背景技术

激光全息技术是一种立体照相技术，通过记录波的振幅和相位，能够完整的再现全部信息，被广泛应用于防伪等领域。激光全息防伪技术具有视觉可见、难以复制等优点，缺点是存储的信息有限，难以用于商品标识。

RFID技术具有较大的信息容量以及信息的远距离读取、加密传输等优点，不仅能够用于标识单个商品，还能够用于商品防伪，具有不可复制的优点。但RFID需要专门的阅读器来读取信息，这对于普通消费者来说是难以实现的。因此结合激光全息技术和RFID技术的激光全息RFID标签，不仅能够实现商品的单品标识，有助于物流等应用，而且还具有激光全息和RFID的双重防伪功能。

传统的激光全息膜一般有3层，如附图1所示，依次为：透明塑料层101、成像层102和金属反射层103。在成像层上，通过激光雕刻方法，实现二维或三维的激光全息图。透明塑料层起到保护全息成像层的作用，而金属反射层则用于反射光使得全息图像可见。

RFID标签由两部分构成：芯片和天线，天线性能易受金属环境影响。当RFID标签与激光全息膜复合构成激光全息RFID标签时，由于激光全息膜金属反射层会对RFID标签天线的射频信号产生反射，使得RFID标签的读写距离急剧缩小甚至完全无法读取。因此，解决激光全息膜金属反射层对RFID天线的影响问题，是实现激光全息RFID标签的关键。

美国专利文献US 2003/0179150A1描述了一种激光全息RFID标签，如附图2所示。该激光全息RFID标签从上到下依次为透明材料层202(包含全息图像层)、非金属反射层204、RFID天线金属层201、天线基板层206(PET等)、不干胶层206和离型纸层207，其中203为RFID芯片。由于该标签的全息反射层采用了非金属反射层，从而避免了金属对RFID标签天线的影响。但实际应用中发现，非金属反射层的反射效果较金属反射层要差，从而影响了全息膜的图像效果。

美国专利文献US 2009/0128332A1则描述了另一种激光全息RFID标签，如附图3所示。该标签由全息模块310和RFID模块320。其中，全息模块310由透明塑料层311和金属反射层312组成，RFID模块320由基板层321、芯片322和金属层323组成。金属反射层312设计成一定的形状作为RFID标签的天线辐射体，并与贴有RFID芯片的RFID模块320耦合，构成RFID标签。即全息膜的金属反射层本身作为RFID标签天线的一部分。这种标签的优点是可以使用金属反射层作为RFID标签的天线，但需要对全息膜的金属反射层的结构进行特殊设计。另外，全息膜金属反射层通常只有几十纳米厚度，远小于金属在射频频段的趋肤深度，从而影响其作为RFID标签天线的辐射效率。

中国专利文献201010210324.X提出了在激光全息金属反射层上开设二分之一波长缝隙的方法，缝隙长度方向与RFID标签长度方向垂直，通过调整RIFD标签芯片在缝隙长度方向的位置，实现缝隙辐射与RFID标签天线辐射相互耦合，如附图4所示。该方法实现了具有金属反射层的全息膜420和RFID标签410的复合，其中全息膜420由全息模块421和缝隙422组成，RFID标签410由天线411、基板412和芯片413组成。然而，该方法中，对于915MHz的超高频RFID标签，二分之一波长缝隙相当于160mm长度，这就要求全息膜具有一定的尺寸，小尺寸的全息膜将很难满足要求。同时，由于金属反射层隙缝的深度远小于金属在射频频段的趋肤深度，其形成的缝隙辐射的效率也很低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种激光全息RFID标签，通过使用偶极子天线以及在该天线上贴附由相互绝缘的两部分组成的激光全息膜，从而实现RFID技术和激光全息技术的结合，该激光全息RFID标签可以用于超高频或微波频段。

为实现本实用新型的目的所采用的具体技术方案如下：

一种激光全息RFID标签，包括激光全息膜和RFID标签，所述激光全息膜贴附在RFID标签上。

所述激光全息膜具有金属反射层，金属反射层分成对称的两部分，两部分之间留有一个缝隙或通过非磁性绝缘条隔开，使得该两部分相互绝缘。其中，该隙缝或非磁性绝缘材料条位于RFID标签的中轴线上。所述激光全息膜的大小、厚度以及金属反射层隙缝的大小不受RFID标签射频频段限制。

所述激光全息膜通过不干胶或其他胶水贴附在RFID标签上。

所述激光全息膜贴装在所述天线上，该天线关于所述金属反射层的间隙或非磁性绝缘材料条对称。

所述激光全息膜贴装在所述基板上。

所述激光全息膜还包括全息图像层和透明塑料层，所述全息图像层上相对于所述金属反射层的隙缝或非磁性绝缘材料条位置处，也对应留有隙缝或设置有非磁性绝缘材料条，使得所述全息图像层也分为相互绝缘的两部分。

所述RFID标签包括：基板、天线和芯片。所述天线制作在所述基板上，所述芯片贴装在所述天线上。

所述天线为偶极子天线，其包括对称的两部分，每部分均具有弯折部分、直线部分以及T形阻抗匹配部分，所述弯折部分为“n”形导体，位于天线的端部；所述直线部分连接该弯折部分，所述T形阻抗匹配部分为“Γ”形导体，位于天线中间位置，并与所述直线部分连通，两T形阻抗匹配部分的水平部分之间留有开口，所述芯片贴装在该开口处。

所述间隙或非磁性绝缘材料条位于所述两T形阻抗匹配部分之间，该两T形阻抗匹配部分关于该间隙或非磁性绝缘材料条对称。

所述开口位于所述隙缝或非磁性绝缘材料条上。

所述基板可以采用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、乙酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、纸等柔性非导电材料或FR-4等材料。

所述天线采用偶极子天线，并采用铝、铜、银或银浆、导电油墨等材料，通过蚀刻、丝网印刷、电镀或喷墨打印等方式制作在基板上。

所述RFID标签芯片采用倒装键合或strap等方式贴装到天线的芯片馈入点上，形成天线与芯片之间的机械和电气连接。

通常，激光全息膜金属反射层的厚度小于50nm，远小于金属在射频频段的趋肤深度，因而可将激光全息膜看作一层电磁波屏蔽材料。当全息膜完全覆盖RFID标签天线时，其对电磁波的衰减使得RFID标签芯片无法接收到足够的能量以激活。通过将全息膜金属层分成对称的两部分，电磁波能够通过两部分之间的间隙传播。本发明采的偶极子天线，消除了对全息膜金属层两部分之间的隙缝长度和宽度的限制，因而即使是较小的全息膜也可采用这种方法来制作超高频或微波频段的激光全息RFID标签。

另外，全息膜的金属反射层也会对RFID天线的阻抗产生影响，而且全息膜越大，影响越大；当全息膜尺寸大到一定值的时候，其对RFID天线的影响趋于定值。因此RFID标签的偶极子天线在设计时需要考虑全息膜的影响。全息膜增大了天线的电容，使天线谐振频率减小。减小偶极子天线的长度能够增大天线的谐振频率。所以本实用新型的设计中，RFID标签采用的偶极子天线相对普通偶极子天线长度更短，有利于天线的小型化，并能够节约天线的制造成本。

本实用新型的激光全息RFID标签，适用于超高频或微波频段。该激光全息RFID标签通过将全息膜金属层分成对称的两部分来消除全息膜金属层对电磁波的屏蔽，通过改进天线设计来消除全息膜对天线阻抗的影响。该激光全息RFID标签对全息膜的尺寸没有限制，并且由于隙缝两边金属反射层内的电流方向与RFID标签天线内的电流方向一致，从而增强了天线的辐射，有助于提高RFID标签的读取距离。

附图说明

图1是普通激光全息膜的结构示意图。

图2是现有技术中的激光全息RFID标签示意图。

图3是现有技术中的激光全息RFID标签示意图。

图4是现有技术中的激光全息RFID标签示意图。

图5是本实用新型实施例激光全息RFID标签的平面图。

图6是图5中激光全息RFID标签的截面图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施例对本实用新型进行说明，特定的实施例仅为说明用，并非对本实用新型的限定。

附图5是本实用新型实施例的激光全息RFID标签50。该标签50包括激光全息膜10和RFID标签500，激光全息膜10贴附在该RFID标签500上。

所述激光全息膜10的金属层103分成对称的两部分，两部分之间留有一间隙或通过非磁性的绝缘条相互隔开，从而使所述两部分互相绝缘。

所述RFID标签500位于激光全息膜10的中心位置，RFID标签相对全息膜金属层103的间隙或绝缘条对称。

所述RFID标签500包括芯片510、偶极子天线520和基板530，所述芯片510贴装在天线520馈电点处，天线520制作在基板530上。

所述基板530可以采用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、乙酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、纸等柔性非导电材料或环氧树脂板(FR-4)等材料。

所述偶极子天线520包括弯折部分521a、521b，直线部分522a、522b以及T形阻抗匹配部分523a、523b。弯折部分521a、521b为“n”形导体，位于偶极子天线500的两端；直线部分522a、522b分别连接弯折部分521a、521b，形成偶极子天线。T形阻抗匹配部分523a、523b为“Γ”形导体，位于天线中间位置，并与直线部分522a、522b连通。在T形阻抗匹配部分523a、523b的水平部分之间留有开口，芯片510贴装在开口处。

所述偶极子天线520设计时考虑了激光全息膜10的影响，对于不同尺寸、厚度的激光全息膜，需要调整天线的设计。偶极子天线520采用铝、铜、银或银浆、导电油墨等材料，通过蚀刻、丝网印刷、电镀或喷墨打印等方式制作在基板530上。

所述芯片510采用倒装键合或strap等方式贴装到天线520的芯片馈入点上，形成天线与芯片之间的机械和电气连接。

激光全息膜10通过胶水层601贴附在RFID标签500上，其帖附位置可以根据需要选择，只需确保激光全息膜的金属反射层103的间隙或绝缘条位于偶极子天线520中轴线上，使偶极子天线520关于该间隙对称即可。如图6所示为一种激光全息RFID标签的截面图，从上到下依次为：RFID芯片510、RFID偶极子天线层520、基板层530，胶水层601，激光全息膜金属反射层103、全息图像层102和透明塑料层101。其中，金属反射层103为对称的两部分，全息图像层102为对称的两部分。

Claims

1.一种激光全息RFID标签，包括RFID标签(500)和贴装在该RFID标签(500)上的激光全息膜(10)，其特征在于，所述激光全息膜(10)的金属反射层(103)为对称的两部分，该两部分之间留有隙缝或通过非磁性绝缘材料条相互隔开，使得两部分相互绝缘，其中，该隙缝或非磁性绝缘材料条位于所述RFID标签(500)的中轴线上。

2.根据权利要求1所述的RFID标签，其特征在于，所述RFID标签(500)包括芯片(510)、天线(520)和基板(530)，所述芯片(510)贴装在天线(520)馈电点处，所述天线(520)制作在基板(530)上。

3.根据权利要求2所述的RFID标签，其特征在于，所述天线(520)为偶极子天线，其包括对称的两部分，每部分均具有弯折部分(521a，521b)、直线部分(522a，522b)以及T形阻抗匹配部分(523a，523b)，所述弯折部分(521a，521b)为“n”形导体，位于天线(520)的端部；所述直线部分(522a，522b)连接该弯折部分(521a，521b)，所述T形阻抗匹配部分(523a，523b)为“Γ”形导体，位于天线中间位置，并与所述直线部分(522a，522b)连通，两T形阻抗匹配部分(523a，523b)的水平部分之间留有开口，所述芯片(510)贴装在该开口处。

4.根据权利要求3所述的RFID标签，其特征在于，所述激光全息膜(10)贴装在所述天线(520)上，该天线(520)关于所述金属反射层(103)的间隙或非磁性绝缘材料条对称。

5.根据权利要求4所述的RFID标签，其特征在于，所述间隙或非磁性绝缘材料条位于所述两T形阻抗匹配部分(523a，523b)之间，该两T 形阻抗匹配部分(523a，523b)关于该间隙或非磁性绝缘材料条对称。

6.根据权利要求5所述的RFID标签，其特征在于，所述开口位于所述隙缝或非磁性绝缘材料条上。

7.根据权利要求1-3之一所述的RFID标签，其特征在于，所述激光全息膜(10)贴装在所述基板(530)上。

8.根据权利要求1-3之一所述的RFID标签，其特征在于，所述激光全息膜(10)还包括全息图像层(102)和透明塑料层(101)，所述全息图像层(102)上相对于所述金属反射层(103)的隙缝或非磁性绝缘材料条位置处，也对应留有隙缝或设置有非磁性绝缘材料条，使得所述全息图像层(102)也分为相互绝缘的两部分。

9.根据权利要求2或3所述的RFID标签，其特征在于，所述天线(520)采用铝、铜、银或导电油墨，通过蚀刻、丝网印刷、电镀或喷墨打印制作在基板(530)上。