CN207249709U - 一种用于洗衣管理的uhf rfid标签 - Google Patents

Abstract

一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，包括标签芯片、标签天线、支撑及封装标签芯片和标签天线的基底和覆盖层，所述标签天线是一多股导电纤维绞股线结构，所述标签芯片放置在标签天线的电感环路内与标签天线互耦连接。本实用新型具有安全可靠、成本低、环境适应性好、抗揉折、抗挤压和抗高速冲击能力强的特点。

Description

一种用于洗衣管理的UHF RFID标签

技术领域

本实用新型涉及一种UHF RFID标签，尤其是一种用于洗衣管理的UHF RFID标签。

背景技术

RFID技术发展迅速，应用领域越来越广，产品的结构也多种多样。通常的UHF电子标签，它采用了非接触的自动识别技术，其基本原理是，利用电子标签上的天线来接收来自读写器和发送标签本身的电磁波信号，当读写器扫描UHF电子标签时，实现对标签被标识物体的自动识别。UHF电子标签一般是由标签天线和标签专用芯片组成，标签天线的作用就是收发电磁波信号，它的性能直接关系到收发信号的稳定性和灵敏度(有效的操作距离)；标签芯片相当于一个具有无线调制收发功能的数据存储器，它的性能决定着电子标签的运行速度和数据存储能力。但在洗衣管理应用领域一直没有较适合标签。传统的标签无论是标签天线还是标签芯片的工艺均无法满足衣服在水洗时的反复揉折，大多数是芯片与天线连接失效或标签天线损坏失效这两种情况成为影响标签应用的重要因素。尤其是对标签天线特性和损坏机理的研究极少，也因为从机理方面的研究少的原因，目前这类水洗标签的方案均不理想。首先不能在应用时保障标签不损坏或性能不发生变化；其次也不能保障标签初始状态性能参数一致性，较难实现洗衣管理的密集标签群读取需求；另外目前已知方案产品的工艺和制作成本较高，限制了应用的普及。水洗标签的应用需求，不仅需要具备标签的机械强度，具备极强的抗揉折、抗挤压和抗高速冲击能力，而且还需要确定标签灵敏度的环境适用性和标签制作工艺成本。此外传统的RFID标签在用于医院服装管理时，需要符合MRI(核磁共振成像)安全要求，不能产生伪影。因此水洗标签不仅要能满足多个洗涤周期的安全可靠，又要满足MRI安全要求。

发明内容

本实用新型提出了一种安全可靠、成本低、环境适应性好、抗揉折、抗挤压和抗高速冲击能力强的用于洗衣管理的UHF RFID标签。

本实用新型采用的技术方案是：

一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，包括标签芯片、标签天线、支撑及封装标签芯片和标签天线的基底和覆盖层，其特征在于：所述标签天线是一多股导电纤维绞股线结构，所述标签芯片放置在标签天线的电感环路内与标签天线互耦连接。

进一步，所述标签芯片是一集成封装芯片，由RFID晶源芯片和电感电路集成进行封装形成。

进一步，所述标签天线是由多股超细导电金属纤维绞股而成，使其具有较强的柔韧性。

进一步，所述导电金属纤维是由10股以上的细纤维组成，其电阻率低于100欧姆/米，其抗拉强度大于10牛顿。

进一步，所述导电纤维材料电导率不低于10000000西门子/米，其相对磁导率不高于10。

进一步，所述电感环路设置在标签天线的中间部位，是一完整环形结构，即其中电流为一完整闭合环流。

进一步，所述基底是化纤织物或橡胶基底，所述标签天线及标签芯片附着于化纤织物或橡胶基底上。

进一步，所述覆盖层是化纤织物或橡胶柔韧性材料或薄膜柔韧性材料，所述标签天线和标签芯片包裹在覆盖层与基底之间。

进一步，所述标签天线采用超声波植线设备使其附着于化纤织物或橡胶基底上，以超声波焊接把多股导电纤维绞股线按设定形状嵌入到柔性基底上，使其保持一定几何形状。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用标签天线和标签芯片非接触连接方案，即标签天线与标签芯采用互耦方式连接，标签芯片采用集成封装形式，内集成了一个小型环形天线，标签天线与标签芯片通过互耦方式进行能量和信息传输。这种连接方式解决了传统的RFID标签天线与芯片直接连接方式存在的多个洗涤周后时标签天线与标签芯片因连接断开而失效问题。同时为解决标签天线易损，提升抗揉折特性。

2、本实用新型采用多股导电纤维绞股线制作标签天线，织物作为基底，具有极高的柔韧性，从根本上解决了其它状态的导体材料因揉折断裂而发生大的标签天线特性改变。在多股导电纤维材料研究中，还明确了标签天线所用材料的股数限制特性、电导和磁导特性。导体股数和抗拉强度值是通过实验和理论分析而得出的，只有满足了这个条件才能满足标签在多个洗涤周期不致损伤失效，还能确保标签MRI安全性，使其可以用于医院服装管理的标签。

3、本实用新型采用了完整环磁耦合设计，解决了标签天线与标签芯片的耦合系数小的问题，也因为采用了完整环磁耦合，标签的工作频带增宽，实现在在840至960MHz频带内，标签性能参数变化小于3dB，保障了标签在各种环境中和各种服装中读写安全性。

4、本实用新型在化纤织物的基底上进行超声波植线的标签天线制作工艺，解决了标签天线的几何图形制作精准度和制作效率，实现标签批量制作，并满足RFID标签低成本的实用性。

附图说明

图1为本实用新型标签结构示意图。

图2为本实用新型标签层结构剖面图。

图3为本实用新型多股导电纤维结构图，其中图3a是侧截面示意图，图3b是横截面示意图。

图4为本实用新型集成封装芯片结构示意图。

图5为无绝缘层导电线制作标签天线的初始示意图。

图6为无绝缘层导电线制作标签天线的对折后示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

参见图1、图2，一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，包括标签芯片1、标签天线3、支撑及封装标签芯片1和标签天线2的基底2和覆盖层3，所述标签芯片1放置在标签天线3的电感环路内与标签天线3互耦连接，所述电感环路设置在标签天线3的中间部位，是一完整环形结构，即其中电流为一完整闭合环流。

本实施例所述标签天线2是一多股导电纤维绞股线结构。所述标签天线2是由多股超细导电金属纤维绞股而成，使其具有较强的柔韧性。所述导电金属纤维是由10股以上的细纤维组成，其电阻率低于100欧姆/米，其抗拉强度大于10牛顿。所述导电纤维材料电导率不低于10000000西门子/米，其相对磁导率不高于10。

具体的，采用相对磁导率小于10，电导率大于10000000西门子/米的，直径小于50微米数十股涂塑导电纤维绞股线，设计成中间呈完整环路偶极子标签天线2，在偶子天线中间的环中放入集成封装的标签芯片1。导电纤维绞股线如图3中a和b所示结构示意图，导电纤维绞股线由31不锈钢金属线和32涂塑组成。

参见图4，所述标签芯片1是一集成封装芯片，由RFID晶源芯片11和电感电路12集成进行封装形成。

本实施例所述基底2是化纤织物或橡胶基底，所述标签天线3及标签芯片1附着于化纤织物或橡胶基底上。

本实施例所述覆盖层4是化纤织物或橡胶柔韧性材料或薄膜柔韧性材料，所述标签天线3和标签芯片1包裹在覆盖层4与基底2之间。

本实施例所述标签天线3采用超声波植线设备使其附着于化纤织物或橡胶基底上，以超声波焊接把多股导电纤维绞股线按设定形状嵌入到柔性基底上，使其保持一定几何形状。

本实施例了采用标签天线3和标签芯片1非接触连接方案，即标签天线3与标签芯片1采用互耦方式连接，标签芯片1采用集成封装形式，内集成了一个小型环形天线，标签天线3与标签芯片1通过互耦方式进行能量和信息传输。这种连接方式解决了传统的RFID标签天线与芯片直接连接方式存在的多个洗涤周后时标签天线与标签芯片因连接断开而失效问题。同时为解决标签天线易损，提升抗揉折特性。同时采用了完整环磁耦合设计，解决了标签天线3与标签芯片1的耦合系数小的问题，也因为采用了完整环磁耦合，标签的工作频带增宽，实现在在840至960MHz频带内，标签性能参数变化小于3dB，保障了标签在各种环境中和各种服装中读写安全性。

本实施例了采用多股导电纤维绞股线制作标签天线3，织物作为基底1，具有极高的柔韧性，从根本上解决了其它状态的导体材料因揉折断裂而发生大的标签天线特性改变。在多股导电纤维材料研究中，还明确了标签天线所用材料的股数限制特性、电导和磁导特性。导体股数和抗拉强度值是通过实验和理论分析而得出的，只有满足了这个条件才能满足标签大多个洗涤周期不致损伤失效，还能确保标签MRI安全性，使其可以用于医院服装管理的标签。

本实施例所述用于洗衣管理的UHF RFID标签的制作方法，其具体步骤：

(1)准备好基底2；

(2)采用超声波植线设备把标签天线3埋植于基底2上，标签天线3的中间是一完整环形结构的电感环路；

(3)采用自动吸片机把标签芯片1放置于电感环路中间；

(4)将覆盖层4覆盖于基底上将标签天线和标签芯片包裹在其中。

本实施例标签制作工艺上采用超声波自动植线设备把导电纤维按设计图形焊接于化纤织物的基底上，使用自动吸片机把集成封装标签芯片放置于标签天线环中间，再覆盖上橡胶或织物及其他柔性材料，粘合方式为橡胶注塑或焯接及粘合方式。标签的层状结构如图2所示。如采用非绝缘涂层的导电线制作标签天线3，先设计成如图5所示的图形，使导电线与基底2固定后，再进行对折，使基底2充当绝缘层，使偶极子天线中间的环开路，得到标签天线3完整环形结构，见图6。

本实施例了在化纤织物的基底上进行超声波植线的标签天线制作工艺，解决了标签天线的几何图形制作精准度和制作效率，实现标签批量制作，并满足RFID标签低成本的实用性。

Claims (9)

1.一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，包括标签芯片、标签天线、支撑及封装标签芯片和标签天线的基底和覆盖层，其特征在于：所述标签天线是一多股导电纤维绞股线结构，所述标签芯片放置在标签天线的电感环路内与标签天线互耦连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述标签芯片是一集成封装芯片，由RFID晶源芯片和电感电路集成进行封装形成。

3.根据权利要求1所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述标签天线是由多股超细导电金属纤维绞股而成，使其具有较强的柔韧性。

4.根据权利要求3所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述导电金属纤维是由10股以上的细纤维组成，其电阻率低于100欧姆/米，其抗拉强度大于10牛顿。

5.根据权利要求3所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述导电纤维材料电导率不低于10000000西门子/米，其相对磁导率不高于10。

6.根据权利要求1所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述电感环路设置在标签天线的中间部位，是一完整环形结构。

7.根据权利要求1～6之一所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述基底是化纤织物或橡胶基底，所述标签天线及标签芯片附着于化纤织物或橡胶基底上。

8.根据权利要求7所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述覆盖层是化纤织物或橡胶柔韧性材料或薄膜柔韧性材料，所述标签天线和标签芯片包裹在覆盖层与基底之间。

9.根据权利要求7所述的一种用于洗衣管理的UHF RFID标签，其特征在于：所述标签天线采用超声波植线设备使其附着于化纤织物或橡胶基底上。