CN204650570U - 柔性电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种柔性电子标签，包括：上层标签、铝箔天线、标签芯片、EVA基材、铝箔底面和下层标签；标签芯片的射频管脚封装在铝箔天线的一个天线阵子上，接地管脚封装在铝箔天线的另一个天线阵子上；标签芯片用于处理铝箔天线接收到的信号；铝箔天线和铝箔底面分别固定在EVA基材的上下表面，形成天线主体；上层标签贴附在天线主体中的铝箔天线的外侧，下层标签贴附在天线主体中的铝箔底面的外侧，该柔性电子标签的上层标签和下层标签不相连，且选用材质比较柔软性较好的EVA基材，在贴附于弯曲表面时边沿不会翘起，适用于金属曲面。

Description

柔性电子标签

技术领域

本实用新型涉及智能卡领域，尤其涉及一种柔性电子标签。

背景技术

超高频无源射频识别电子标签常被用于作为无线电信号的目标，并通过电子标签读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。该技术从普通的单层Inlay标签到多层的印制电路板(英文：Printed CircuitBoard，英文：PCB)标签，再到陶瓷介质标签。其广泛的应用于普通的非金属表面识别、抗金属识别、抗金属并且耐高温的工业级产品等。特别是在天线设计领域有非常重要的应用。

特高频(英文：Ultra High Frequency，简称：UHF)塑料薄膜电子标签作为物联网的信息载体被广泛应用。UHF塑料薄膜电子标签在非金属表面具有良好的特性，但在金属表面，UHF塑料薄膜电子标签受金属材料的影响不能把信息回传给读写器，从而导致电子标签失效。而陶瓷金属标签和PCB标签可以应用在金属材质表面，其基材主要是特种陶瓷基材，在天线涉及时将上下层的标签连接在一起，包覆在陶瓷基材外部。

然而，上述可以用在金属材质表面的标签，在贴附于弯曲表面时，标签的边沿会翘起，不能很好的贴服附于曲面金属表面。

实用新型内容

本实用新型提供一种柔性电子标签，用以解决现有的标签在贴附于弯曲表面时，标签的边沿会翘起，不能很好的贴服附于曲面金属表面的问题。

本实用新型第一方面提供一种柔性电子标签，包括：上层标签、铝箔天线、标签芯片、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA基材、铝箔底面和下层标签；

所述标签芯片的射频管脚封装在所述铝箔天线的一个天线阵子上，所述标签芯片的接地管脚封装在所述铝箔天线的另一个天线阵子上；所述标签芯片用于处理所述铝箔天线接收到的信号；铝箔天线和所述铝箔底面分别固定在所述EVA基材的上下表面，形成天线主体；

所述上层标签贴附在所述天线主体中的铝箔天线的外侧，所述下层标签贴附在所述天线主体中的铝箔底面的外侧。

在本实用新型的一实施例中，所述EVA基材的相对介电常数范围为0至3之间。

在本实用新型的一实施例中，所述铝箔天线设置有矩形开槽区域；所述标签芯片设置在所述矩形开槽区域的一侧。

在本实用新型的一实施例中，所述标签芯片设置在所述EVA基材和所述铝箔天线之间。

在本实用新型的一实施例中，所述上层标签通过背胶固定贴附在所述天线主体中的铝箔天线的外侧，所述下层标签通过背胶固定贴附在所述天线主体中的铝箔底面的外侧。

在本实用新型的一实施例中，所述铝箔底面包括铝箔层和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET层。

在本实用新型的一实施例中，所述铝箔底面的横向尺寸大于所述铝箔天线的横向尺寸，所述铝箔底面的纵向尺寸大于所述铝箔天线的纵向尺寸。

在本实用新型的一实施例中，所述上层标签和所述下层标签的横向尺寸大于所述EVA基材的横向尺寸，所述上层标签和所述下层标签的纵向尺寸大于所述EVA基材的纵向尺寸。

本实用新型实施例提供了一种柔性电子标签，通过将该柔性电子标签的上层标签贴附在天线主体的铝箔天线外侧，将下层标签贴附在天线主体的铝箔底面外侧，即上层标签和下层标签不相连，且选用材质比较柔软性较好的EVA基材，在贴附于弯曲表面时边沿不会翘起，适用于金属曲面。

附图说明

图1a为本实用新型提供的柔性电子标签的侧视图；

图1b为本实用新型提供的柔性电子标签的俯视图；

图1c为本实用新型提供的柔性电子标签的拆分示意图；

图2为本实用新型提供的柔性电子标签应用于非金属物体的表面的天线方向图；

图3为本实用新型提供的柔性电子标签应用于金属物体的表面的天线方向图；

图4为本实用新型提供的柔性电子标签在金属与非金属表面的方向图增益对比；

图5为本实用新型提供的柔性电子标签放在金属表面的性能示意图；

图6为本实用新型提供的柔性电子标签放在非金属表面的性能示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1a为本实用新型提供的柔性电子标签的侧视图；图1b为本实用新型提供的柔性电子标签的俯视图；图1c为本实用新型提供的柔性电子标签的拆分示意图；如图1a、图1b和图1c所示，该柔性电子标签包括：

上层标签11、铝箔天线12、标签芯片13、乙烯-醋酸乙烯共聚物(英文：ethylene-vinyl acetate copolymer，简称：EVA)基材14、铝箔底面15和下层标签16。

所述标签芯片13的射频管脚封装在所述铝箔天线12的一个天线阵子上，所述标签芯片13的接地管脚封装在所述铝箔天线12的另一个天线阵子上；所述标签芯片13用于处理所述铝箔天线12接收到的信号；铝箔天线12和所述铝箔底面15分别固定在所述EVA基材14的上下表面，形成天线主体；

所述上层标签11贴附在所述天线主体中的铝箔天线12的外侧，所述下层标签16贴附在所述天线主体中的铝箔底面15的外侧。

在本实施例中，该铝箔天线12包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文：polyethylene terephthalate，简称：PET)材料和附着在PET材料上的铝膜天线，共同组成上述的铝箔天线12。一般来说，该柔性电子标签选用的EVA基材的相对介电常数范围为0至3之间；标签芯片13通过导电胶将射频管脚倒封装在铝箔天线12一个天线阵子上，标签芯片13通过导电胶将接地管脚倒封装在铝箔天线12另一个天线阵子上，标签芯片13用于处理铝箔天线12接收到的信号。具体的，标签芯片13的两个引脚通过倒封装技术，电连接到铝箔天线12的两个阵子上。其中，电连接是通过异向导电胶连接芯片引脚和铝箔金属实现的。用于对天线接收到的信号进行处理，并将自身内部信息转换成高低电平信号传给天线发送出去。

背面涂有强力背胶的铝箔天线12和铝箔底面15将EVA基材夹在中间，构成完整的天线主体。所述标签芯片13的位置是设置在所述EVA基材和所述铝箔天线之间。所述上层标签11通过背胶固定贴附在所述天线主体中的铝箔天线12的外侧，所述下层标签16通过背胶固定贴附在所述天线主体中的铝箔底面15的外侧。

所述上层标签11和下层标签16背面带有强力背胶，将天线紧紧复合包裹，上下两层标签用于打印产品信息和保护天线；

在本实施例中，所述柔性电子标签采用EVA基材14，类似于海绵的泡棉材料，其弯曲强度普遍小于50MPa，相比于别的标签常用的PET材料(弯曲强度为170～200MPa)以及高聚物聚丙烯(英文：Polypropylene，简称：PP)材料(弯曲强度为1500MPa)，EVA基材14柔软性极好，弯曲时两边产生翘起的弹性也极小。本实用新型的柔性电子标签的天线采用铝箔天线和铝箔底面的双层结构，两层之间没有任何物理连接，这就不存在弯曲时两层之间的相互牵引力。相较于现有的电子标签上下两层铝箔尺寸一致，并且两边相连接，由于有一层约1mm的基材厚度，所以在贴复在弯曲表面的时候，内层的长度会小于外层的长度。内层的铝箔底面会发生褶皱导致长度微微缩短，外层的铝箔天线会发生拉伸导致长度微微拉长。所以在弯曲时，标签会一直存在恢复弯曲前形态的拉力。

本实施例提供的柔性电子标签，利用EVA基材的特性和天线的特别设计将柔性标签的弯曲特性发挥最好，解决市面上很多柔性标签弯曲性能差，并且实际应用时由于出现边沿翘起的情况，在贴附于弯曲表面时边沿不会翘起，适用于金属曲面。

在本实用新型的实施例二中，在上述实施例的基础上，如图1a、图1b和图1c所示，所述铝箔天线12设置有矩形开槽区域121；所述标签芯片13设置在所述矩形开槽区域121的一侧。

在本实施例中，从图中可以看到铝箔天线中间有一块矩形开槽区域(也称：矩形镂空区域)，此区域起到调节天线阻抗与标签芯片13阻抗匹配的作用，两者只有达到匹配才能使天线接收信号的效率最优。同时，可以根据应用环境的不同来调节所述该柔性电子标签的频率，从而与读写器的频率保持一致，达到最优的读写效果。

可选的，所述铝箔底面15包括铝箔层和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET层。在该铝箔底面15的铝箔层上没有镂空部分。

可选的，所述铝箔底面15的横向尺寸大于所述铝箔天线12的横向尺寸，所述铝箔底面15的纵向尺寸大于所述铝箔天线12的纵向尺寸。

所述上层标签11和所述下层标签16的横向尺寸大于所述EVA基材14的横向尺寸，所述上层标签11和所述下层标签16的纵向尺寸大于所述EVA基材的纵向尺寸。

本实施例提供的柔性电子标签，上层标签和下层标签的尺寸大于EVA基材的尺寸，不仅利用EVA基材的特性和天线的特别设计将柔性标签的弯曲特性发挥最好，解决市面上很多柔性标签弯曲性能差，并且实际应用时由于出现边沿翘起的情况，而且上层标签和下层标签的尺寸大于EVA基材的尺寸时，边沿受力不容易撕开，在贴附于弯曲表面时边沿不会翘起，适用于金属曲面。并且该柔性电子标签采用双层不连接式的结构，很大程度上提高了标签整体的可弯曲性能和弯曲稳定性。

具体的，除了上述的涉及，该柔性电子标签的设计还包括天线设计；所述天线设计包括天线阻抗匹配和非金属表面使用性能。用于提高天线性能和适用于更广泛的领域。所述柔性电子标签的铝箔底面在非金属表面使用时用在频率调节和引向天线。通过改变金属的形状来增强标签反方向的辐射强度。在非金属表面使用时建议将标签反向放置。

在本实用新型上述的两个实施例的基础上，采用介电常数为2.9的EVA基材，按照上述结构设计出柔性电子标签，该柔性电子标签的名称为：Paper Tag，并进行高频结构仿真(英文：High Frequency Structure Simulator，简称：HFSS)建模仿真，得到本技术方案的详细参数。

图2为本实用新型提供的柔性电子标签应用于非金属物体的表面的天线方向图，图3为本实用新型提供的柔性电子标签应用于金属物体的表面的天线方向图；图4为本实用新型提供的柔性电子标签在金属与非金属表面的方向图增益对比，如图2、图3和图4所示，可以发现将该柔性电子标签放在金属表面的标签增益为-8.9dB，且辐射方向朝上；放在非金属表面的标签类似于全向天线，辐射方向朝上的增益为-5.4dB，辐射方向朝下的增益为-3.6dB，增益越高辐射性能越好；通过改变铝箔底面的大小来达到应用在金属表面和非金属表面谐振频率一致的效果。且在非金属表面应用时，标签反方向的辐射强度大于正向辐射强度，起到引向天线的作用。

另外，通过Voyantic公司Tagformance仪器对该柔性电子标签的性能的检测，图5为本实用新型提供的柔性电子标签放在金属表面的性能示意图，其测试结果显示的读距(也称为理论读取范围)为4.3m；图6为本实用新型提供的柔性电子标签放在非金属表面的性能示意图，其测试结果显示的读距(也称为理论读取范围)接近9m。这也验证了前面描述的设计思想和仿真结果。

本实用新型提供的柔性电子标签使用柔软的、弯曲强度很小的EVA泡棉材料充当天线基材，并且天线采用双层不连接式的结构，很大程度上提高了标签整体的可弯曲性能和弯曲稳定性，不会出现贴附在弯曲表面时两侧翘起的情况。本申请巧妙地利用了铝箔底面来调节应用在金属和非金属表面的谐振频率，同时将铝箔底面作为引向天线增强标签的整体辐射性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种柔性电子标签，其特征在于，包括：上层标签、铝箔天线、标签芯片、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA基材、铝箔底面和下层标签；

所述标签芯片的射频管脚封装在所述铝箔天线的一个天线阵子上，所述标签芯片的接地管脚封装在所述铝箔天线的另一个天线阵子上；所述标签芯片用于处理所述铝箔天线接收到的信号；铝箔天线和所述铝箔底面分别固定在所述EVA基材的上下表面，形成天线主体；

所述上层标签贴附在所述天线主体中的铝箔天线的外侧，所述下层标签贴附在所述天线主体中的铝箔底面的外侧。

2.根据权利要求1所述的柔性电子标签，其特征在于，所述EVA基材的相对介电常数范围为0至3之间。

3.根据权利要求1所述的柔性电子标签，其特征在于，所述铝箔天线设置有矩形开槽区域；所述标签芯片设置在所述矩形开槽区域的一侧。

4.根据权利要求3所述的柔性电子标签，其特征在于，所述标签芯片设置在所述EVA基材和所述铝箔天线之间。

5.根据权利要求1所述的柔性电子标签，其特征在于，所述上层标签通过背胶固定贴附在所述天线主体中的铝箔天线的外侧，所述下层标签通过背胶固定贴附在所述天线主体中的铝箔底面的外侧。

6.根据权利要求1至5任一项所述的柔性电子标签，其特征在于，所述铝箔底面包括铝箔层和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET层。

7.根据权利要求1至5任一项所述的柔性电子标签，其特征在于，所述铝箔底面的横向尺寸大于所述铝箔天线的横向尺寸，所述铝箔底面的纵向尺寸大于所述铝箔天线的纵向尺寸。

8.根据权利要求1至5任一项所述的柔性电子标签，其特征在于，所述上层标签和所述下层标签的横向尺寸大于所述EVA基材的横向尺寸，所述上层标签和所述下层标签的纵向尺寸大于所述EVA基材的纵向尺寸。