CN208271225U - 低压互感器及其射频电子标签 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种低压互感器及其射频电子标签，所述射频电子标签，包括依次层叠设置的第一涂料层、天线、基材和芯片，以及第二涂料层。其中，天线包括位于基材相对两个表面上的正面天线和背面天线，正面天线和背面天线通过电气连接孔电气连接，背面天线为微带二单元天线阵列，芯片为封装结构的芯片。由于背面天线为微带二单元天线阵列，其具有良好辐射增益的同时拥有很宽的带宽，同时对环境的灵敏程度降低，从而能够满足不同材料和规格的低压互感器的使用。另外，芯片采用为封装结构，相对于现有技术中的裸芯片，可靠性更高，从而使得射频电子标签的使用寿命更长，且能够适用于高低温变化的环境中。

Description

低压互感器及其射频电子标签

技术领域

本实用新型属于电子标签领域，具体涉及一种低压互感器及其射频电子标签。

背景技术

随着市场上电力用户越来越多元化，部分用户为了追求高额利润，利用各种手段破坏或干扰电力计量设备正常工作而进行窃电。其中，更换低压互感器，改变互感器铭牌等方法是较常用的窃电方法。为了防止窃电事件的频繁发生，低压互感器防伪技术的研究至关重要。

电子标签是给予物品一种类似人类身份证的作用，对物品进行身份确认，并以此区别于其它同类物品。电子标签在低压互感器上的应用能够及时发现非授权者对低压互感器的伪造和非法破坏，是低压互感器的重要防伪技术之一。

现阶段，基于电子标签的低压互感器防伪技术工作原理为在低压互感器中植入射频电子标签，对低压互感器赋以唯一的身份标识，定期通过标签读写设备对互感器进行巡检或信息查询，从而实现低压互感器的防伪。射频电子标签即RFID(无线射频辨识：RadioFrequency Identification)智能电子标签，以储存识别数据与通过无线电波来传递资料，其在物联网甚至生活中起到了越来越重要的作用。

但低压互感器上的射频电子标签还存在如天线设计不能兼顾增益和带宽，且使用寿命较短等缺陷，导致低压互感器的射频电子标签应用受限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种低压互感器及其射频电子标签，以解决现有技术中低压互感器射频电子标签存在的天线设计不能兼顾增益和带宽，以及使用寿命较短的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种射频电子标签，应用在低压互感器上，所述射频电子标签包括：

基材、天线、第一涂料层、第二涂料层和芯片；

所述基材包括相对设置的正面和背面；

所述天线包括位于所述基材正面的正面天线和位于所述基材背面的背面天线，其中，所述正面天线和所述背面天线通过电气连接孔电气连接；

所述第一涂料层位于所述正面天线背离所述基材的表面；

所述第二涂料层位于所述背面天线背离所述基材的表面；

所述芯片固定在所述背面天线上；

其中，所述第一涂料层、所述正面天线、所述基材、所述背面天线和所述芯片以及所述第二涂料层依次层叠为层叠结构；

所述背面天线为微带二单元天线阵列；

所述芯片为封装结构的芯片。

优选地，所述芯片为SOT23-3封装结构、方形扁平无引脚封装结构、芯片级封装结构或双边扁平无引脚封装结构。

优选地，所述芯片通过SMT表面组装技术贴片焊接在所述背面天线上。

优选地，所述第一涂料层的涂料为反射率低于60％，且对1064nm激光的吸收率大于80％的涂料。

优选地，所述第一涂料层包括层叠设置的第一子涂料层和第二子涂料层，所述第一子涂料层对1064nm激光的吸收率高于所述第二子涂料层对1064nm激光的吸收率；

所述第二子涂料层位于所述第一子涂料层和所述正面天线之间。

优选地，所述第一涂料层和所述第二涂料层采用静电吸附镀膜工艺形成。

优选地，所述正面天线和所述背面天线均为铜天线。

优选地，所述基材为射频板。

优选地，所述射频电子标签为方形或圆形。

本实用新型还提供一种低压互感器，包括低压互感器本体和射频电子标签；

其中，所述射频电子标签为上面任意一项所述的射频电子标签；

所述射频电子标签通过注塑工艺与所述低压互感器本体结合；

且所述射频电子标签的背面天线和芯片注塑在所述低压互感器本体内部，所述正面天线位于所述低压互感器本体外侧。

经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的射频电子标签，包括依次层叠设置的第一涂料层、天线、基材、芯片和第二涂料层。其中，天线包括正面天线和背面天线，正面天线和背面天线通过电气连接孔电气连接，背面天线为微带二单元天线阵列，芯片为封装结构的芯片。由于所述背面天线为微带二单元天线阵列，其具有良好辐射增益的同时拥有很宽的带宽，同时对环境的灵敏程度降低，从而能够满足不同材料和规格的低压互感器的使用。另外，芯片采用为封装结构，相对于现有技术中的裸芯片，可靠性更高，从而使得射频电子标签的使用寿命更长，且能够适用于高低温变化的环境中。

本实用新型还提供一种低压互感器，包括上面所述的射频电子标签和低压互感器本体，所述射频电子标签的背面天线和芯片注塑在所述低压互感器本体内部，所述正面天线位于所述低压互感器本体外侧。由于所述射频电子标签具有较长的使用寿命，使得低压互感器的使用寿命增长。且采用注塑工艺形成在所述低压互感器本体上，使得射频电子标签不容易被拆下，从而保证了射频电子标签的使用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种低压互感器的射频电子标签的层次结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种天线的仰视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种正面天线的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种射频电子标签正面实例图；

图5为本实用新型实施例提供的一种射频电子标签背面实例图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的低压互感器上的射频电子标签虽然能够起到唯一身份标识的作用，但还存在如天线设计不能兼顾增益和带宽、寿命较短等缺陷，导致低压互感器的射频电子标签应用受限。

发明人发现，由于不同厂家设计的低压互感器具有不同的规格，尺寸和贴心实用的材料有所不同，使得现有的低压互感器射频电子标签在不同变比上的读取距离不同，从而需要天线有较高的带宽，但是带宽和增益是天线的两个不同的参数，通常，带宽越宽，增益越小，增益增大，则需要牺牲一定的带宽。而另一方面，现有技术中的低压互感器射频电子标签中的芯片采用裸芯片，芯片与天线通过COB(chip On board，板上芯片)工艺点胶绑定在一起，不适合高低温环境，使得使用寿命较短。

基于此，本申请提供一种低压互感器射频电子标签，包括：

基材、天线、第一涂料层、第二涂料层和芯片；

所述基材包括相对设置的正面和背面；

所述天线包括位于所述基材正面的正面天线和位于所述基材背面的背面天线，其中，所述正面天线和所述背面天线通过电气连接孔电气连接；

所述第一涂料层位于所述正面天线背离所述基材的表面；

所述第二涂料层位于所述背面天线背离所述基材的表面；

所述芯片固定在所述背面天线上；

其中，所述第一涂料层、所述正面天线、所述基材、所述背面天线和所述芯片以及所述第二涂料层依次层叠为层叠结构；

所述背面天线为微带二单元天线阵列；

所述芯片为封装结构的芯片。

本实用新型提供的射频电子标签，包括依次层叠设置的第一涂料层、天线、基材、芯片和第二涂料层。其中，天线包括正面天线和背面天线，正面天线和背面天线通过电气连接孔电气连接，背面天线为微带二单元天线阵列，芯片为封装结构的芯片。由于所述背面天线为微带二单元天线阵列，其具有良好辐射增益的同时拥有很宽的带宽，同时对环境的灵敏程度降低，从而能够满足不同材料和规格的低压互感器的使用。另外，芯片采用为封装结构，相对于现有技术中的裸芯片，可靠性更高，从而使得射频电子标签的使用寿命更长，且能够适用于高低温变化的环境中。

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，所描述的实施例仅仅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。

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种射频电子标签的结构示意图，所述射频电子标签应用在低压互感器上，所述射频电子标签包括：基材11、天线、第一涂料层13、第二涂料层15和芯片16；基材11包括相对设置的正面和背面；天线包括位于基材11正面的正面天线12和位于基材11背面的背面天线14，其中，正面天线12和背面天线14通过电气连接孔17电气连接；第一涂料层13位于正面天线12背离基材11的表面；第二涂料层15位于背面天线14背离基材11的表面；芯片16固定在背面天线14上；其中，第一涂料层13、正面天线12、基材11、背面天线14和芯片16以及第二涂料层15依次层叠为层叠结构，且背面天线14为微带二单元天线阵列；芯片16为封装结构的芯片。

需要说明的是，本实用新型中将射频电子标签安装在低压互感器上时，不限定所述射频电子标签的安装方法，可选的，采用注塑工艺将所述射频电子标签注塑在低压互感器的表面，其中背面天线和芯片注塑在低压互感器本体的内部，正面天线12位于低压互感器本体外侧，背面天线14为底部天线。

第一涂料层13为正面涂料层，面向低压互感器的使用者，因此，第一涂料层采用低反射率、低光泽的涂料形成，同时，能够适合激光打码形成打码信息。本实用新型中不限定第一涂料层13的具体结构，可选的，通常情况下，采用固体激光器对射频标签进行激光打码，由于所述固体激光器的激光波长通常为1604nm，因此，本实用新型实施例中的第一涂料层为对该频段激光呈现吸收率较好的低反射材质，本实施例中所述第一涂料层的涂料为反射率低于60％，且对1064nm激光的吸收率大于80％的涂料。本实施例中第一涂料层13为双层涂料层层叠得到的双层结构。也即，第一涂料层包括层叠设置的第一子涂料层和第二子涂料层，所述第一子涂料层对1064nm激光的吸收率高于所述第二子涂料层对1064nm激光的吸收率；所述第二子涂料层位于所述第一子涂料层和所述正面天线之间。也即第一子涂料层位于射频电子标签的最外层，本实施例中第一子涂料层为白色涂料，第二子涂料层为黑色涂料，第一子涂料层的表面整齐，可用于激光打码。

本实施例中第二涂料层15的作用为保护背面天线14和芯片，因此，本实施例中对第二涂料层15的反射率和光吸收率不做限定，且为简化其制作工艺，本实施例中可选的第二涂料层15为单层涂料层，且所述第二涂料层15采用耐高温涂料，以便满足将射频电子标签注塑至低压互感器上时的注塑工艺温度要求。

需要说明的是，为了控制第一涂料层和第二涂料层的制作厚度，本实施例中可选的，采用静电吸附镀膜工艺形成所述第一涂料层和所述第二涂料层。从而能够有效控制涂料的厚度且保证公差在极小的误差范围内，进而为量产提供了有效的保障。

需要说明的是，本实施例中不限定基材11的具体材质，基材11为形成在正面天线12和背面天线14中间的介质层，为实现高性能射频功能，本实施例中基材采用高性能射频板作为天线的基材。

本实施例中不限定正面天线12和背面天线14的材料，可选的，正面天线12和背面天线14均为铜天线，且正面天线12采用铜蚀刻工艺附在高性能射频板11表面上。正面天线12和背面天线14之间通过低压互感电气连接孔17进行电气连接。本实施例中正面天线12的形状为包括长方形和等腰梯形的结构，如图2中所示，背面天线14为整面矩形结构。本实施例中正面天线12和背面天线14均采用铜皮形成整面结构。

如图2所示，整个天线为微带天线，包括正面天线12和背面天线14，其中，如图3所示，正面天线12为接地面，所述背面天线14采用特殊的天线阵列形成，背面天线14关于芯片左右对称，是二单位阵列。

本实施例中芯片16制作形成在背面天线14上，需要说明的是，本实施例中芯片16为经过封装的封装芯片，本实施例中不限定所述芯片的封装结构，可选的，芯片16可以封装成SOT23-3、QFN(Quad Flat No-lead Package，方形扁平无引脚封装)、DFN(Dual Flat No-lead Package，双边扁平无引脚封装)、CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)等适合焊接的封装，这里不作具体限制，其中，SOT(小外形塑封晶体管)是一种表面贴装的封装形式，一般引脚小于等于5个的小外形晶体管。

本实施例中不限定芯片安装的方式，可选的，芯片16通过SMT(Surface MountTechnology，表面贴装技术)焊接在背面天线14上，可选的，如图1所示，芯片16焊接在背面天线14的中心位置。SMT是表面组装技术，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

本实施例中芯片为封装结构的芯片，可靠性更高，从而使得射频电子标签的使用寿命更长，且采用SMT焊接在第二天线上，能够实现芯片和天线的防拆，也能够提高射频电子标签的使用寿命。

本实施例中不限定射频电子标签的具体形状，可以设计为方形、圆形或者根据不同的作用或美观的需要设计成其他形状，这里不作具体的限制。可选的，本实施例中射频电子标签的形状为方形，如图4和图5所示，图4为射频电子标签的正面示意图，也即第一涂料层侧看的俯视结构示意图，图5为射频电子标签的反面示意图，也即从第二涂料层侧看的俯视结构示意图。

本实施例中所述正面天线、电气连接孔和背面天线构成天线，本实施例中天线的设计采用一种特殊的阵列天线设计，也即背面天线为阵列天线，从而能够具有较大的带宽，而微带二单元阵列天线增加了天线的增益，从而使本实用新型实施例中的天线兼具高增益和宽带宽，降低对使用环境的敏感性，满足不同材料和规格的互感器使用。

另外，芯片采用为封装结构，相对于现有技术中的裸芯片，可靠性更高，从而使得射频电子标签的使用寿命更长，且能够适用于高低温变化的环境中。SMT工艺的可靠性更高，且能实现电子标签防拆。本实用新型的射频电子标签采用一款低反射率，低光泽的涂料，且对1064nm的激光吸收率较高的材料，从而在采用激光器进行激光打码形成打码信息时，能够具有较好的效果。与此同时在控制油墨厚度方面采用了静电吸附镀膜工艺，能有效的控制油墨的厚度且保证公差在极小的误差范围内，为量产提供了有效的保障。

本实用新型还提供一种低压互感器，包括低压互感器本体和上面实施例中所述的射频电子标签；其中，所述射频电子标签通过注塑工艺与所述低压互感器本体结合；且所述射频电子标签的背面天线和芯片注塑在所述低压互感器本体内部，所述正面天线位于所述低压互感器本体外侧。

由于所述射频电子标签具有较长的使用寿命，使得低压互感器的使用寿命增长。且采用注塑工艺形成在所述低压互感器本体上，使得射频电子标签不容易被拆下，从而保证了射频电子标签的使用率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种射频电子标签，其特征在于，应用在低压互感器上，所述射频电子标签包括：

基材(11)、天线、第一涂料层(13)、第二涂料层(15)和芯片(16)；

所述基材(11)包括相对设置的正面和背面；

所述天线包括位于所述基材(11)正面的正面天线(12)和位于所述基材(11)背面的背面天线(14)，其中，所述正面天线(12)和所述背面天线(14)通过电气连接孔(17)电气连接；

所述第一涂料层(13)位于所述正面天线(12)背离所述基材(11)的表面；

所述第二涂料层(15)位于所述背面天线(14)背离所述基材(11)的表面；

所述芯片(16)固定在所述背面天线(14)上；

其中，所述第一涂料层(13)、所述正面天线(12)、所述基材(11)、所述背面天线(14)和所述芯片(16)以及所述第二涂料层(15)依次层叠为层叠结构；

所述背面天线(14)为微带二单元天线阵列；

所述芯片(16)为封装结构的芯片。

2.根据权利要求1所述的射频电子标签，其特征在于，所述芯片(16)为SOT23-3封装结构、方形扁平无引脚封装结构、芯片级封装结构或双边扁平无引脚封装结构。

3.根据权利要求2所述的射频电子标签，其特征在于，所述芯片(16)通过SMT表面组装技术贴片焊接在所述背面天线(14)上。

4.根据权利要求1所述的射频电子标签，其特征在于，所述第一涂料层(13)的涂料为反射率低于60％，且对1064nm激光的吸收率大于80％的涂料。

5.根据权利要求4所述的射频电子标签，其特征在于，所述第一涂料层(13)包括层叠设置的第一子涂料层和第二子涂料层，所述第一子涂料层对1064nm激光的吸收率高于所述第二子涂料层对1064nm激光的吸收率；

所述第二子涂料层位于所述第一子涂料层和所述正面天线(12)之间。

6.根据权利要求1所述的射频电子标签，其特征在于，所述第一涂料层(13)和所述第二涂料层(15)采用静电吸附镀膜工艺形成。

7.根据权利要求1所述的射频电子标签，其特征在于，所述正面天线(12)和所述背面天线(14)均为铜天线。

8.根据权利要求1所述的射频电子标签，其特征在于，所述基材(11)为射频板。

9.根据权利要求1所述的射频电子标签，其特征在于，所述射频电子标签为方形或圆形。

10.一种低压互感器，其特征在于，包括低压互感器本体和射频电子标签；

其中，所述射频电子标签为权利要求1-9任意一项所述的射频电子标签；

所述射频电子标签通过注塑工艺与所述低压互感器本体结合；

且所述射频电子标签的背面天线和芯片注塑在所述低压互感器本体内部，所述正面天线位于所述低压互感器本体外侧。