CN209766617U - 一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了射频标签技术领域中的一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，该射频谐振腔总成包括底板、芯片以及设于底板上的内环天线和外环天线，外环天线起始端与内环天线终端之间通过内外环连接线连接，内环天线起始端、外环天线终端分别位于内外环连接线的两侧，芯片的两个芯片脚分别与内环天线起始端、外环天线终端电气连接。本实用新型整体尺寸小，应用范围广，能够用在小面积标签、隐形标签等场合，且机械强度高、读写灵敏度高、制作成本低，充分减少了加工过程的时间及成本。

Description

一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成

技术领域

本实用新型涉及射频标签技术领域，具体的说，是涉及一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成。

背景技术

随着科技的发展，射频标签的应用越来越广，现有的射频标签均是由射频谐振腔总成与天线翅组成，不同尺寸、不同结构的谐振腔总成影响射频标签的应用环境。现有的谐振腔总成分为平面跨接型射频谐振腔总成和天线与芯片立体交叉的射频谐振腔总成两类。

1、平面跨接型射频谐振腔总成

其是由射频芯片与谐振腔铝箔电气连接成一个环状，具有了射频读写的功能。通常芯片跨接在射频谐振腔铝箔的开口端。

单环跨接型射频谐振腔的读写灵敏度高，但是其面积大于15x15mm²，与天线翅配合在一起，在一些小面积标签中无法应用，如洗衣标签、化妆品标签、珠宝标签。

2、天线与芯片立体交叉的射频谐振腔总成

其采用采用两个环状铝箔组成谐振腔，且两个环状铝箔与芯片会有交叉位。现有的立体交叉射频谐振腔总成具体结构为：采用双面覆铜的FCB线路板化学刻蚀出具有开口的内环与外环，其中定义内环的开口端为A、B，定义外环的开口端为C、D；在FCB线路板背面刻蚀出跨接线段，其两端定义为E、F，跨接线段的两端通过线路板镀孔工艺分别与内环、外环连接（既A与E相连、D与F相连）。在具体的天线信号连接中，传输方向为C-D-F-E-A-B，由于跨接线EF与AB、CD天线不在一个平面上，因此形成立体交叉射频谐振腔总成。

然而这一类的谐振腔总成厚度大于250毫米，加上芯片厚度100微米，总厚度达到350微米以上，其应用环境受限，不能用在需要打印的标签、吊牌中；另外，这类的谐振腔总成的制作工艺复杂，需要经过“FCB双面板-两面化学刻蚀-镀孔-天线成型”等复杂的加工步骤，在芯片安装过程中需要将芯片的桩脚向上，分别焊接在焊接在FCB板C、B端，该过程工艺复杂度高；另外，此类的谐振腔总成制作成本超过传统PET铝箔谐振腔总成的4倍以上，不利于成本的控制。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成。

本实用新型技术方案如下所述：

一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，包括：

底板；

设有开口的内环天线，所述内环天线设于所述底板上；

设有开口的外环天线，所述外环天线设于所述底板上，且所述外环天线套在所述内环天线的外围，所述外环天线的外环天线起始端与所述内环天线的内环天线终端之间通过内外环连接线连接，所述内环天线的内环天线起始端、所述外环天线的外环天线终端分别位于所述内外环连接线的两侧；

以及芯片，所述芯片的两个芯片脚分别与所述内环天线起始端、所述外环天线终端电气连接，使得所述内外环连接线位于所述芯片的下侧。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述内环天线起始端、所述外环天线终端的连线与所述内外环连接线垂直。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述底板为PET底膜，所述内环天线、所述外环天线以及所述内外环连接线为设于所述PET底膜上的铝箔层。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述底板为单层FCB线路板的基板，所述内环天线、所述外环天线以及所述内外环连接线为设于所述基板上的铜箔层。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，两个所述芯片脚分别通过导电树脂与所述内环天线起始端、所述外环天线终端电气连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述内外环连接线的宽度为100微米。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述内环天线起始端与所述外环天线终端之间的距离为300微米。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述内环天线起始端与所述外环天线终端之间的距离小于所述内环天线终端和所述外环天线起始端的宽度。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述内环天线和/或所述外环天线呈圆环形。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述内环天线和/或所述外环天线呈方框形。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述底板、所述内环天线、所述外环天线以及所述芯片的表面涂布有EVA保护层。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成的外径尺寸小于6毫米。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型在底板的同一侧采用化学刻蚀形成两个圆环，并且采用激光雕刻形成内外环连接线，芯片通过导电树脂进行固定，整个加工过程简单，充分减少了加工过程的时间及成本；本实用新型的谐振腔总成整体尺寸小，应用范围广，能够用在小面积标签、隐形标签等场合；本实用新型机械强度高、稳定性好，具有射频读写功能，大大提升了读写灵敏度，且无需额外的电器进行连接，整体制作成本低，利于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A-A向的剖视图。

图3为本实用新型中天线与芯片平面交叉位置的示意图。

图4为本实用新型另一实施例的结构示意图。

图5为本实用新型的制备流程图。

图6为本实用新型中初始天线的示意图。

图7为本实用新型中雕刻内外环连接线的示意图。

图8为图7中B部分的放大图。

在图中，10、底板；20、内环天线；21、内环天线起始端；22、内环天线终端；30、外环天线；31、外环天线起始端；32、外环天线终端；40、内外环连接线；41、激光刻蚀区；50、芯片；51、芯片脚。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1至图3所示，一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，包括底板10、内环天线20、外环天线30以及芯片50，其中内环天线20和外环天线30均设于底板10的同一侧，且内环天线20和外环天线30位于同一平面。内环天线20和外环天线30均设置有开口，通过开口处实现交叉连接。

外环天线30的外环天线起始端31与内环天线20的内环天线终端22之间通过内外环连接线40连接，内环天线20的内环天线起始端21、外环天线30的外环天线终端32分别位于内外环连接线40的两侧。优选的，内环天线起始端21、外环天线终端32的连线与内外环连接线40垂直，避免连接处交叉信号的相互干扰。

内环天线起始端21与外环天线终端32之间的距离小于内环天线终端22和外环天线起始端31的宽度。具体的，内外环连接线40的宽度为100微米，内环天线起始端21与外环天线终端32之间的距离为300微米。

芯片50的两个芯片脚51分别与内环天线起始端21、外环天线终端32电气连接，使得内外环连接线40位于芯片50的下侧充分减少了天线层占用的空间，减少产品的厚度及面积尺寸。优选的，两个芯片脚51分别通过（异向）导电树脂与内环天线起始端21、外环天线终端32电气连接，在连接芯片50时，通过熔化并固化导电树脂，实现芯片50的电气固定，简化了加工的工艺，同时保证芯片50连接的稳定性。

优选的，底板10、内环天线20、外环天线30以及芯片50的表面涂布有EVA保护层，增加了成品的机械强度，避免产品损坏。

在本实施例中，天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成的外径尺寸小于6毫米，充分减小产品尺寸，使其能够应用在牙膏瓶盖等小面积标签中。

优选的，底板10为PET底膜，内环天线20、外环天线30以及内外环连接线40为设于PET底膜上的铝箔层。底板10还可以为单层FCB线路板的基板，内环天线20、外环天线30以及内外环连接线40为设于基板上的铜箔层。

如图1、图4所示，根据应用场合的不同，该天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成可以为圆环形天线或方框形天线，或其他形状的天线，具体体现在：内环天线20和/或外环天线30呈圆环形、内环天线20和/或外环天线30呈方框形或其他形状。

如图5所示，本实用新型的制备过程具体包括以下步骤：

1、确定内环天线和外环天线的尺寸。

不同的射频芯片要求不同的谐振腔尺寸，在本实施例中，外环天线30的外径尺寸小于6毫米，既充分减少了射频谐振腔的尺寸，同时又不会影响芯片的连接及信号的传输。

2、通过化学刻蚀工序，在底板10上刻蚀出无交叉位的原始天线的形状，即刻蚀出首尾相连的内环天线20和外环天线30。

如图5、图6所示，内环天线20的内环天线起始端21与外环天线30的外环天线终端32连接，内环天线20的内环天线终端22与外环天线30的外环天线起始端31连接，且两条连接线相互交叉。

优选的，两条连接线呈十字形交叉，使得后续加工后的两个芯片脚的方向与内外环连接线的方向垂直，避免内环天线与外环天线的信号产生干扰，保证信号的传输稳定性和精确度。

3、如图5、图7、图8所示，通过对内环天线20和外环天线30的连接处进行激光雕刻，激光雕刻出100微米宽的内外环天线连接线40，使得内环天线起始端21与外环天线终端32分离，内环天线终端22与外环天线起始端31之间通过内外环连接线40连接。

在内环天线20和外环天线30的连接处刻蚀两个激光刻蚀区41，其中一个激光刻蚀区41分离内环天线起始端21与内外环连接线40，另一个激光刻蚀区41分离外环天线终端32与内外环连接线40，进而形成内环天线20与外环天线30的循环连接结构。其中，芯片安装位内环天线起始端与外环天线终端相距300微米，激光雕刻后剩余的缝隙宽度为100微米。

优选的，激光刻蚀区41呈C字形，保证。分离内环天线起始端21、外环天线终端32及内外环连接线40连接位置的信号传输稳定性。

4、在内环天线起始端21与外环天线终端32之间安装芯片50。

具体的，首先清除激光雕刻中产生的废渣，其次分别在内环天线起始端21和外环天线终端32的芯片安装位置点异向导电树脂；最后将芯片50的芯片脚51分别对准内环天线起始端21和外环天线终端32的芯片安装位置，并进行加压加温使得异向导电树脂固化，使得芯片50的两个芯片脚51分别与内环天线20、外环天线30连接。

5、对连接芯片50后的整体进行射频性能检测，对不达标的产品进行喷墨打点，供品质检验人员识别，剔除不良品。

6、在检测达标的产品表面涂布EVA保护层，提高机械强度，形成天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成成品。

本实用新型具有射频读写功能，采用倒封装绑定芯片后的总厚度小于150微米，与天线翅靠在一体，相互距离小于0.5mm（不需要电器连接），大大提升读写灵敏度；整体制作成本低、应用范围广泛，不仅可做洗衣标签，而且可以封装在纸、布之间。具体的：

（1）用作小面积的防伪标签

例如粘贴在直径小于6mm的牙膏瓶盖、日化用品、塑料筒、口红盖或粘贴在小尺寸的文具用品、电子产品上，形成小面积的防伪标签。

（2）制作洗衣标签

用碳素纤维或漆包线缝制在布料上成为波浪式射频天线，将本实用新型缝制固定在波浪式射频天线的中部成为洗衣标签。

（3）制作隐形射频标签

将发明粘结固定在包装盒内层相对的位置，并在表面烫金图案，二者之间距离小于0.5mm。其中烫金图案成为射频天线，大大提升了谐振腔总成的射频读写灵敏度，使得包装盒升级为RFID射频包装，并且射频芯片隐藏在包装盒内，具有良好的防伪性能。

（4）制作可回收的物流射频标签

本实用新型直径尺寸小于6毫米，方便与天线翅组合，也方便从天线翅上取下来回收，实现多次使用，从而大大降低了射频标签的制作成本。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，包括：

底板；

设有开口的内环天线，所述内环天线设于所述底板上；

设有开口的外环天线，所述外环天线设于所述底板上，且所述外环天线套在所述内环天线的外围，所述外环天线的外环天线起始端与所述内环天线的内环天线终端之间通过内外环连接线连接，所述内环天线的内环天线起始端、所述外环天线的外环天线终端分别位于所述内外环连接线的两侧；

以及芯片，所述芯片的两个芯片脚分别与所述内环天线起始端、所述外环天线终端电气连接，使得所述内外环连接线位于所述芯片的下侧。

2.根据权利要求1所述的天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，所述内环天线起始端、所述外环天线终端的连线与所述内外环连接线垂直。

3.根据权利要求1所述的天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，所述底板为PET底膜，所述内环天线、所述外环天线以及所述内外环连接线为设于所述PET底膜上的铝箔层。

4.根据权利要求1所述的天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，所述底板为单层FCB线路板的基板，所述内环天线、所述外环天线以及所述内外环连接线为设于所述基板上的铜箔层。

5.根据权利要求1所述的天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，所述内环天线起始端与所述外环天线终端之间的距离小于所述内环天线终端和所述外环天线起始端的宽度。

6.根据权利要求1所述的天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，所述内环天线和/或所述外环天线呈圆环形。

7.根据权利要求1所述的天线与芯片平面交叉的射频谐振腔总成，其特征在于，所述内环天线和/或所述外环天线呈方框形。