TW201322541A - 長距離射頻無線識別金屬製品製造方法及結構 - Google Patents

Abstract

一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法及結構，係可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的應用在各種金屬製品上，透過金屬製品上金屬一次天線接收到發射器發出之電磁波，利用金屬一次天線內共振腔與電子標籤模組貼片的二次天線產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別(RFID)晶片，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線位置上破片切線拆下破損失效及電子標籤模組貼片膠裝密封在金屬一次天線內，被拆解亦會導致二次天線毀損失效的作用，則使金屬製品的無線識別，還兼具有防複製、防拷貝的效能。

Description

長距離射頻無線識別金屬製品製造方法及結構

本發明係有關一種不受金屬干擾，具有長距離讀取及發送效果，且兼具防複製、防拷貝效益的長距離射頻無線識別金屬製品製造方法及結構。

射頻無線識別(Radio Frequency Identification,RFID)之技術已廣泛應用於工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等許多領域。越來越多的研究開始對超高頻(UHF) RFID系統進行研究，以實現系統的遠距離、高效率、低成本等特性。因RFID擁有非接觸式、低成本、高防偽且大量生產時，具成本低廉之優點，已經有逐漸取代傳統二維條碼的趨勢。目前市場上，射頻無線識別(RFID)還普遍應用於身份辨識、門禁、車(流)輛管理、倉儲物流、零售、工安管理及林務管理等眾多領域。

一般微帶天線本身具備窄頻的缺點，導致天線設計上受到許多的限制，大部份設計出單頻且為窄頻的響應。其中，超高頻電子標籤常採用的是印製天線，並以微帶(microstrip)天線，印刷偶極居多，且這種結構主要應用於一般貨物、商品、書本等採用非金屬介質的表面，但如果使用在金屬環境如金屬標籤、汽(機)車、車牌、電力設施等領域，由於採用了金屬表面的結構，信號易被反射而導致收訊異常，甚至發生不能作動及讀取的問題。目前有些先進國家，金屬表面電子標籤技術已經發展的較為成熟，廣泛應用到了物流中的各個領域，而其他大部份的國家，超高頻電子標籤雖也已經十分普及，但可以真正用於金屬表面的電子標籤卻很少，而能將收發距離超過10米以上幾乎不存在。由於許多金屬表面的電子標籤天線都是在傳統的電子標籤天線上改進的，要不就增加電子標籤天線大小或增加金屬表面距離來減少金屬反射面對電子標籤的影響，或是採用標準的開槽方式與電子標籤進行結合。前者電子標籤與金屬表面的距離H應保持超過2.5mm以上的高度，這樣雖然提高了電子標籤的讀取距離，但會使整個標籤的體積成本增加，且天線的帶寬會降低，並沒有真正解決表面金屬對電子標籤天線的影響，所以目前傳統電子標籤天線幾乎是用在非金屬表面，如台灣的ETC、一般識別標籤TAG的設計。後者，開槽方式與電子標籤進行結合的技術，其可靠度及平整度上會有極大的問題，尤其晶片與金屬點的接合點，因金屬熱脹冷縮的特性，長時間會產生接合點脫落，且此種設計，由於每片金屬天線均必須與晶片相互進行阻抗匹配(若無進行匹配，易造成頻偏或場形改變)，包括接點不易處理(一般採用方式為導電膠、鋪銅、電鍍銅、真空濺鍍銅等)，採用導電膠方式，因容易有壽命及溫度上的信賴度問題，導電膠在常溫下壽命大約在2～5年間，且膠中導電物質氧化造成固化後與導電物質與物質間的結合層有一定阻值，眾多的導電物質累積阻值會造成VF值上升而導致頻偏與場形變異性過大，造成掌握度不易控制；鋪銅方式所造成的問題略與採導電膠方式相同；電鍍銅方式由於鋁材與銅材膨脹係數不一，因此也有剝落上的風險；真空濺鍍在結合上即使比電鍍銅來的穩定許多，但卻在產品體積大，而濺度範圍小時有實行成本過高的問題，另外，習用開槽方式結合電子標籤後，通常並不具備耐高溫、耐撞(刮)、耐水、防盜及耐酸鹼的保護。

至於陶瓷界值微帶天線雖也可以用於金屬表面，它利用陶瓷介質的高介電常數，使天線的體積能夠做到極小化，利用金屬表面作為更大的反射面，使天線的性能穩定並增加指向性，但由於陶瓷天線的造價高，因此並不適合電子標籤的低成本批量生產；另一種應用於金屬表面的電子標籤天線方案，是在天線輻射面與金屬面之間增加一層AMC磁導體結構，透過AMC磁導體的高阻抗特性使電子標籤與AMC磁導體之間產生的磁流方向和金屬面與AMC磁導體之間的磁流方向相同，從而提高電子標籤的增益與讀取距離，但由於這項技術目前研究的難度和成本皆高，因此仍處理實驗階段。

本發明是將超高頻無線識別(UHF RFID)容易被金屬干擾的問題，透過金屬製品本身的金屬板材作為金屬一次天線本體，並由金屬一次天線本體上設共振腔構成一次天線，再由具破片切線的小尺寸微帶環形迴路金屬二次天線，在電子標籤模組上製備後，貼合密封在金屬一次天線內與共振腔匹配共振，最後通過金屬一次天線表面防干擾處理結果，使製作成的金屬射頻無線識別製品，其內部的電子標籤(UHF RFID TAG)，不但不受金屬干擾的能作動，還能轉化出更好的場形，有效達到10米的遠距讀取及發送，而二次天線具有的破片切線拆下破損設計及電子標籤點膠密封在金屬一次天線內的不易拆解作用，並兼具達成防拆防拷的效果。

亦即，本發明的主要目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，至少包含金屬一次天線製備、一電子標籤模組貼片製備、一電子標籤貼裝程序、一電子標籤密封程序及一識別體表面處理程序；該一金屬一次天線製備，係由一金屬一次天線本體加工程序、一共振腔成型加工程序及一共振腔表面處理程序來完成金屬一次天線的製作，該一金屬一次天線本體加工程序，是在金屬製品擇取的金屬板材上，以沖壓方式沖壓出既定造形的金屬一次天線本體，該共振腔成型加工程序，是以沖壓方式在金屬一次天線本體的一側邊沖壓出長槽形狀的二個內槽孔及一外槽孔，再利用沖壓或鍛造或CNC洗床切削方式，在內槽孔與外槽孔交接位置上形成一與孔外表面具高度段差的幾何形狀凹槽，及在凹槽內的內、外槽孔交接處形成矩形凹陷部來成型共振腔，且共振腔是以矩形凹陷部外邊的凹槽內面作為金屬接地面，該一共振腔表面處理程序，是在共振腔表面進行陶瓷化加工，使共振腔表面上形成有抗干擾的陶瓷薄膜；該一電子標籤模組貼片製備，係由一基板合成程序、一天線配置晶片貼合程序及一模組封裝程序來完成電子標籤模組貼片，該一基板合成程序，是在一低介電係數材料的硬質薄板基片上貼合一絕緣低介電係數材料，具有破片切線的第一硬質膠片(Clip)，該一天線配置晶片貼合程序，是將蝕刻方式製作的環形(Loop)銅箔二次天線(電感)及射頻無線識別RFID晶片貼接合在第一硬質膠片上，並由金、鋁、銅等導電金屬線，利用打線方式，在第一硬質膠片上完成銅箔二次天線和晶片間的電性連接，該一模組封裝程序，是一相對第一硬質膠片上的破片切線，相同具有複數破片切線及是絕緣低介電係數材料的第二硬質膠片，以覆合的方式，在第一硬質膠片底面貼合的將銅箔二次天線及射頻無線識別RFID晶片封裝在第一、二硬質膠片內，並由第二硬質膠片的底面作為電子標籤模組貼片和金屬一次天線接合時的裝貼面；該一電子標籤貼裝程序，是將電子標籤模組貼片的裝貼面貼合在金屬一次天線的共振腔上，且與凹槽內金屬接地面接合的使環形迴路的二次天線(電感)在矩形凹陷部處與金屬一次天線匹配，並可產生共振與感應；該一電子標籤密封程序，是以模具點膠(灌膠)方式，在金屬一次天線的共振腔內、外槽孔及貼合有電子標籤模組貼片的凹槽內注入黏膠狀態的填充膠，並在進爐烘烤與冷卻後，由固化的填充膠，將電子標籤模組貼片密封膠裝在金屬一次天線內部，並作膠裝表面的研磨修飾；該一識別體表面處理程序，係在完成電子標籤密封程序的金屬一次天線表面上進行抗干擾陶瓷漆料的塗覆(噴塗)，並進爐烘烤與冷卻，使金屬一次天線表面形成抗干擾表層；藉由上述各製作程序的完成，可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的應用在各種金屬製品上，透過金屬製品上金屬一次天線接收到發射器發出之電磁波，利用金屬一次天線內共振腔與電子標籤模組貼片的二次天線產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別(RFID)晶片，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線位置上破片切線拆下破損失效及電子標籤模組貼片膠裝密封在金屬一次天線內，被拆解亦會導致二次天線毀損失效的作用，則使金屬製品的無線識別，還兼具有防複製、防拷貝的效能。

本發明的次一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，其中，該金屬一次天線製備，係由一共振腔成型加工程序，在金屬一次天線本體上成型共振腔來構成金屬一次天線，這個共振腔的矩形凹陷部的寬度略寬於內槽孔的寬度，且是由凹槽內金屬接地面的平面下凹來形成；而電子標籤模組貼片製備的天線配置晶片貼合程序，是以蝕刻方式製作寬度對應共振腔內槽孔寬度，而長度是可以越過共振腔矩形凹陷部的矩形環(Loop)迴路銅箔二次天線，其接合在第一硬質膠片上與射頻無線識別RFID晶片電性連接後，是在模組封裝程序，由第二硬質膠片與第一硬質膠片的貼合來封裝二次天線與射頻無線識別RFID晶片，並完成電子標籤模組貼片；而電子標籤貼裝程序，將電子標籤模組貼片貼合在金屬一次天線共振腔凹槽的金屬接地面上，是以二次天線位在矩形凹陷部處二端平均延伸在內槽孔內，使環形折線迴路的二次天線在共振腔上與金屬一次天線得到良好場形匹配，進而產生優異的共振與感應效果。

本發明的再一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，其中，該識別體表面處理程序，是在金屬一次天線表面形成抗干擾表層，該抗干擾表層上還能以印刷方式，印製文字、數字或圖形，俾能作為非無線識別時的辨識利用。

本發明的另一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，其中，該一識別體表面處理程序，係在完成電子標籤密封程序的金屬一次天線表面上，還是以沖壓方式沖壓製作出凹或凸的文字、數字或圖樣後，再進行抗干擾陶瓷漆料的塗覆或塗料上色，俾經烘烤與冷卻後，完成具有電子標籤的文字、號碼、圖樣牌或車牌的金屬製品製作。

本發明的又一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品結構，包含一金屬一次天線及一電子標籤模組貼片；該金屬一次天線，係由金屬製品的一部份或全部金屬板材形體作為金屬一次天線本體，該金屬一次天線本體一側邊具有一共振腔，該共振腔，是長槽形狀的二個與側邊平行內槽孔與一垂直側邊外槽孔交接位置形成一與孔外表面具高度段差的幾何形狀凹槽，及在凹槽內的內、外槽孔交接處形成一矩形凹陷部所構成，且該共振腔表面還具有抗干擾陶瓷薄膜，並以矩形凹陷部外邊的凹槽內面作為金屬接地面；該電子標籤模組貼片，係貼合在金屬一次天線共振腔的金屬接地面上，並被點膠填充或灌注在共振腔內烘烤固化的填充膠密封膠裝固定在金屬一次天線內部，且該電子標籤模組貼片是由一薄板基片，一第一硬質膠片，一二次天線，一射頻無線識別RFID晶片及一第二硬質膠片所封裝構成，該薄板基片，為一低介電係數材料製作的薄片，該第一硬質膠片係貼合在薄板基片上，為絕緣低介電係數材料製作，且是具有破片切線的破片(Clip)，該二次天線，係貼接在第一硬質膠片上，為矩形環(Loop)迴路的銅箔天線(電感)，該射頻無線識別晶片，係貼接在第一硬質膠片上與二次天線電性連接，該第二硬質膠片，為絕緣低介電係數材料製作，相對第一硬質膠片具有破片切線，且是與第一硬質膠片的貼合，共同將二次天線與射頻無線識別晶片封裝在第一、二硬質膠片內，並由第二硬質膠片的底面作為裝貼面來和金屬一次天線共振腔的金屬接地面接合；藉由上述結構製成的金屬製品，可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的在金屬製品上，透過金屬一次天線接收到發射器發出的電磁波，利用金屬一次天線內共振腔與電子標籤模組貼片的二次天線產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別晶片，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線上破片切線拆下破損失效及電子標籤模組貼片膠裝密封在金屬一次天線內，被拆解亦會導致二次天線毀損失效的作用，則使金屬製品的無線識別，還兼具防複製、防拷貝的效能。

本發明的次再一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該金屬一次天線的共振腔，其矩形凹陷部的寬度略寬於內槽孔的寬度，且是由凹槽內金屬接地面的平面下凹來形成；該電子標籤模組貼片的矩形環(Loop)迴路銅箔二次天線，是位在共振腔矩形凹陷部上，寬度對應共振腔內槽孔寬度，而長度則越過矩形凹陷部，平均延伸在內槽孔內；藉環形折線迴路二次天線在共振腔與金屬一次天線得到良好場形的匹配，進而產生優異的共振與感應效果。

本發明的次另一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該電子標籤模組貼片由固化的填充膠密封膠裝固定在金屬一次天線內部，其膠裝處表面是經平整研磨修飾後，在該金屬一次天線表面上塗裝有一抗干擾陶瓷漆料的抗干擾表層來得到抗干擾的效果；且上述抗干擾表層上還印製有文字、數字或圖形，作為非無線識別時的辨識利用。

本發明的次又一目的係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該電子標籤模組貼片膠裝固定在金屬一次天線內部，其膠裝表面經平整研磨修飾後，該金屬一次天線的表面上還沖製有凹或凸的文字、數字或圖樣，並經抗干擾陶瓷漆料的塗覆或塗料上色的烘烤塗裝完成，俾可構成具有電子標籤的文字、號碼、圖樣牌或車牌金屬製品。

一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，如圖1，至少包含金屬一次天線製備A、一電子標籤模組貼片製備B、一電子標籤貼裝程序C、一電子標籤密封程序D及一識別體表面處理程序E；該一金屬一次天線製備A，如圖2，係由一金屬一次天線本體加工程序A1、一共振腔成型加工程序A2及一共振腔表面處理程序A3來完成金屬一次天線10的製作，該一金屬一次天線本體加工程序A1，是在金屬製品擇取的金屬板材上，如圖3，以沖壓方式沖壓出車牌既定造形的金屬一次天線本體11，如圖2、3、4，該共振腔成型加工程序A2，是以沖壓方式在金屬一次天線本體11的一側邊沖壓出長槽形狀的二個內槽孔120及一外槽孔121，再利用沖壓或鍛造或CNC洗床切削方式，在內槽孔120與外槽孔121交接位置上形成一與孔外表面具高度段差的幾何形狀(矩形)凹槽22，及在凹槽22內的內、外槽孔120、121交接處形成矩形凹陷部123來成型共振腔12，且共振腔12是以矩形凹陷部123外邊的凹槽122內面作為金屬接地面124，該一共振腔表面處理程序A3，是在共振腔12表面進行陶瓷化加工，使共振腔12表面上形成有抗干擾的陶瓷薄膜；如圖1、5，該一電子標籤模組貼片製備B，係由一基板合成程序B1、一天線配置晶片貼合程序B2及一模組封裝程序B3來完成電子標籤模組貼片20，如圖5、6、7，該一基板合成程序B1，是在一低介電係數材料的硬質薄板基片21上貼合一絕緣低介電係數材料，具有破片切線220的第一硬質膠片(Clip)22，如圖5、6、8，該一天線配置晶片貼合程序B2，是將蝕刻方式製作的環形(Loop)銅箔二次天線23(電感)及射頻無線識別RFID晶片24貼接合在第一硬質膠片22上，並由金、鋁、銅等導電金屬線，利用打線方式，在第一硬質膠片22上完成銅箔二次天線23和晶片24間的電性連接，如圖5、6、7，該一模組封裝程序B3，是一相對第一硬質膠片22上的破片切線220，相同具有複數破片切線及是絕緣低介電係數材料的第二硬質膠片25，以覆合的方式，在第一硬質膠片22底面貼合的將銅箔二次天線23及射頻無線識別RFID晶片24封裝在第一、二硬質膠片22、25內，如圖6、9，並由第二硬質膠片25的底面作為電子標籤模組貼片20和金屬一次天線10接合時的裝貼面250(上述薄板基片，第一、二硬質膠片22、25採低介電係數板材，目的是避免干擾二次天線23頻偏過多及感質偏移)；如圖1、9，該一電子標籤貼裝程序C，是將電子標籤模組貼片20的裝貼面250貼合在金屬一次天線10的共振腔12上，且與凹槽122內金屬接地面124接合的使環形迴路的二次天線23(電感)在矩形凹陷部123處與金屬一次天線10匹配，並可產生共振與感應；如圖1、10、11，該一電子標籤密封程序D，是以模具點膠(灌膠)方式，在金屬一次天線10的共振腔12內、外槽孔120、121及貼合有電子標籤模組貼片20的凹槽122內注入黏膠狀態的填充膠30，並在進爐烘烤與冷卻後，由固化的填充膠30，將電子標籤模組貼片20密封膠裝在金屬一次天線10內部，並作膠裝表面的研磨修飾；如圖1、11、12，該一識別體表面處理程序E，係在完成電子標籤密封程序D的金屬一次天線10表面上進行抗干擾陶瓷漆料的塗覆(噴塗)，並進爐烘烤與冷卻，使金屬一次天線10表面形成抗干擾表層40；藉由上述各製作程序的完成，可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的應用在如車牌等各種金屬製品上，透過金屬製品如車牌上金屬一次天線10接收到發射器發出之電磁波，如圖13，利用金屬一次天線10內共振腔12與電子標籤模組貼片20的二次天線23產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別(RFID)晶片24，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線23位置上破片切線220拆下破損失效及電子標籤模組貼片20膠裝密封在金屬一次天線10內，被拆解亦會導致二次天線23毀損失效的作用，則使金屬製品的無線識別，還兼具有防複製、防拷貝的效能。

根據上述實施例方法，其中，如圖1、2、3、4，該金屬一次天線製備A，係由一共振腔成型加工程序A2，在金屬一次天線本體11上成型共振腔12來構成金屬一次天線10，這個共振腔12的矩形凹陷部123的寬度略寬於內槽孔120的寬度，且是由凹槽122內金屬接地面124的平面下凹來形成；如圖1、5、6、13，而電子標籤模組貼片製備B的天線配置晶片貼合程序132，是以蝕刻方式製作寬度對應共振腔12內槽孔120寬度，而長度是可以越過共振腔12矩形凹陷部123的矩形環(Loop)迴路銅箔二次天線23，如圖8，其接合在第一硬質膠片22上與射頻無線識別RFID晶片24電性連接後，如圖5、6，是在模組封裝程序B2，由第二硬質膠片25與第一硬質膠片22的貼合來封裝二次天線23與射頻無線識別RFID晶片24，並完成電子標籤模組貼片20；如圖1、9、10、13，而電子標籤貼裝程序C，將電子標籤模組貼片20貼合在金屬一次天線10共振腔12凹槽122的金屬接地面124上，是以二次天線23位在矩形凹陷部123處二端平均延伸在內槽孔120內，使環形折線迴路的二次天線23在共振腔12上與金屬一次天線10得到良好場形匹配，進而產生優異的共振與感應效果。經上述實施例方法，二次天線23在共振腔12上，環形折線激發共振頻帶，圖14、15，二次天線23是長度為一個波長的矩形迴路天線，當訊號源為偶模態(Even Mode)或奇模態(Odd Mode)時，如圖16、17，整體天線所輻射的場型皆為線性極化，兩者差異在於輻射方向，圓極化形成的主要條件為兩個相位差九十度的正交場型，且電場振幅大小相同，並因迴路天線結構對稱，導致輻射場為線性極化；若通過HFSS模擬軟體的模擬，結果如圖18的返回損失頻率響應圖，頻寬落在820~960MH₂，返回損失(Return Loss)由-4dB~-9.58dB~-41.48dB~-9.81dB~-4dB；而模擬出的場形圖，如圖19、20、21。因此，根據上述方法實施，茲製作電子標籤(車牌)實際樣品四個送交正隆RFID應用檢測中心進行性能測試，如附件一，測試報告的結論是：標準讀取距離為8.85公尺，水份遮蔽時之讀取距離為7.03公尺，而一般空間背景環境下，讀取的距離應約為10.5~18.5公尺；證明本發明方法所製作的射頻無線識別(RFID)金屬製品，確具有長距離讀取的效能。

亦即，根據上述實施例方法，為求所實施的金屬製品樣觀或用途上的需要，還可作以下的實施；其中，如圖1、12，該識別體表面處理程序E，是在金屬一次天線10表面形成抗干擾表層40，該抗干擾表層40上還能以印刷方式，印製文字、數字或圖形(圖未示)，俾能作為非無線識別時的辨識利用；包括，完成電子標籤密封程序D的金屬一次天線10表面上，還可先以沖壓方式沖壓製作出凹或凸的文字、數字或圖樣(圖未示)後，再進行抗干擾陶瓷漆料的塗覆或塗料上色，俾經烘烤與冷卻後，完成具有電子標籤的文字、號碼、圖樣牌或車牌的金屬製品製作。

又，根據上述實施方法，本發明係在提供一種長距離射頻無線識別金屬製品結構，如圖3、4、9，包含一金屬一次天線10及一電子標籤模組貼片20；該金屬一次天線10，係由金屬製品的一部份或全部金屬板材形體作為(或構成為)金屬一次天線本體11(例如是一個車牌的本體)，該金屬一次天線本體11一側邊具有一共振腔12，該共振腔12，是長槽形狀的二個與側邊平行內槽孔120與一垂直側邊外槽孔121交接位置形成一與孔外表面具高度段差的幾何形狀(矩形)凹槽122，及在凹槽122內的內、外槽孔120、121交接處形成一矩形凹陷部123所構成，且該共振腔12表面還具有抗干擾陶瓷薄膜，並以矩形凹陷部123外邊的凹槽122內面作為金屬接地面124；該電子標籤模組貼片20，如圖9、10、11，係貼合在金屬一次天線10共振腔12的金屬接地面124上，並被點膠填充或灌注在共振腔12內烘烤固化的填充膠30密封膠裝固定在金屬一次天線10內部，且該電子標籤模組貼片20，如圖6，是由一薄板基片21，一第一硬質膠片22，一二次天線23，一射頻無線識別RFID晶片24及一第二硬質膠片25所封裝構成，該薄板基片21，為一低介電係數材料製作的薄片，如圖6、7，該第一硬質膠片22係貼合在薄板基片21上，為絕緣低介電係數材料製作，且是具有破片切線220的破片(Clip)，如圖6、8，該二次天線，係貼接在第一硬質膠片22上，為矩形環(Loop)迴路的銅箔天線(電感)，該射頻無線識別晶片24，係貼接在第一硬質膠片22上與二次天線23電性連接，該第二硬質膠片25，為絕緣低介電係數材料製作，相對第一硬質膠片22具有破片切線(圖未示)，且是與第一硬質膠片的貼合，共同將二次天線23與射頻無線識別晶片24封裝在第一、二硬質膠片22、25內，並由第二硬質膠片25的底面作為裝貼面250，配合圖9，來和金屬一次天線10共振腔12的金屬接地面124接合；如圖12，藉由上述結構製成的金屬製品(如車牌)，可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的在金屬製品(如車牌)上，如圖11、13，透過金屬一次天線10接收到發射器發出的電磁波，利用金屬一次天線10內共振腔12與電子標籤模組貼片20的二次天線23產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別晶片24，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線23上破片切線250拆下破損失效及電子標籤模組貼片20膠裝密封在金屬一次天線10內，被拆解亦會導致二次天線23毀損失效的作用，則使金屬製品(如車牌)的無線識別，還兼具防複製、防拷貝的效能。

根據上述實施例，其中，如圖3、4，該金屬一次天線10的共振腔12，其矩形凹陷部123的寬度略寬於內槽孔120的寬度，且是由凹槽122內金屬接地面124的平面下凹來形成；如圖13，該電子標籤模組貼片20的矩形環(Loop)迴路銅箔二次天線23，是位在共振腔12矩形凹陷部123上，寬度對應共振腔12內槽孔120寬度，而長度則越過矩形凹陷部123，平均延伸在內槽孔120內；藉環形折線迴路二次天線23在共振腔12與金屬一次天線10得到良好場形的匹配，進而產生優異的共振與感應效果。

根據上述實施例，其中，如圖11、12，該電子標籤模組貼片20由固化的填充膠30密封膠裝固定在金屬一次天線10內部，其膠裝處表面是經平整研磨修飾後，在該金屬一次天線表面上塗裝有一抗干擾陶瓷漆料的抗干擾表層40來得到抗干擾的效果；且上述抗干擾表層40上還印製有文字、數字或圖形(圖未示)，作為非無線識別時的辨識利用。

根據上述實施例，其中，如圖11、12，該電子標籤模組貼片20膠裝固定在金屬一次天線10內部，其膠裝表面經平整研磨修飾後，該金屬一次天線10的表面上還沖製有凹或凸的文字、數字或圖樣(圖未示)，並經抗干擾陶瓷漆料的塗覆(形成抗干擾表層40)或塗料上色的烘烤塗裝完成，俾可構成具有電子標籤的文字、號碼、圖樣牌或車牌金屬製品。

以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脱離所附說明書所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本發明的保護範圍內。

A．．．金屬一次天線製備

A2．．．金屬一次天線本體加工程序

A2．．．共振腔成型加工程序

A3．．．共振腔表面處理程序

B．．．電子標籤模組貼片製備

B1．．．基板合成程序

B2．．．天線配置晶片貼合程序

B3．．．模組封裝程序

C．．．電子標籤貼裝程序

D．．．電子標籤密封程序

E．．．識別體表面處理程序

10．．．金屬一次天線

11．．．金屬一次天線本體

12．．．共振腔

120．．．內槽孔

121．．．外槽孔

122．．．凹槽

123．．．矩形凹陷部

124．．．金屬接地面

20．．．電子標籤模組貼片

21．．．薄板基片

22．．．第一硬質膠片

220．．．破片切線

23．．．二次天線

24．．．晶片

25．．．第二硬質膠片

250．．．裝貼面

30．．．填充膠

40．．．抗干擾表層

【附件一】

本發明實施例製品，正隆RFID應用驗測中心的性能測試報告書

圖1係本發明製程示意圖

圖2係本發明金屬一次天線製備流程示意圖

圖3係本發明金屬一次天線構造立體示意圖

圖4係本發明金屬一次天線共振腔構造立體示意圖

圖5係本發明電子標籤模組貼片製備流程示意圖

圖6係本發明電子標籤模組貼片封裝構造分解示意圖

圖7係本發明電于標籤模組貼片第一硬質膠片構造示意圖

圖8係本發明電子標籤模組貼片天線與晶片貼接在第一硬質膠片上的狀態示意圖

圖9係本發明電子標籤模組貼片與共振腔的接合關係立體示意圖

圖10係本發明電子標籤模組貼片貼合在共振腔的狀態示意圖

圖11係本發明電子標籤模組貼片貼合後膠裝的剖面構造示意圖

圖12係本發明完成金屬製品的樣態實施例圖

圖13係本發明電子標籤模組貼片密封在金屬一次天線內部的剖面構造暨作動關係示意圖

圖14係本發明二次天線當訊號源為奇模態時的矩形迴路示意圖

圖15係本發明二次天線當訊號源為偶模態時的矩形迴路示意圖

圖16係本發明二次天線當訊號為奇模態時整體天線所輻射場型示意圖

圖17係本發明二次天線當訊號為偶模態時整體天線所輻射場型示意圖

圖18係本發明金屬一次天線和二次天線的構成，透過HFSS模擬軟體所模擬的返回損失頻率響應圖

圖19係圖18模擬軟體模擬的YZ3D場形圖

圖20係圖18模擬軟體模擬的XY3D場形圖

圖21係圖18模擬軟體模擬的XZ3D場形圖

10．．．金屬一次天線

12．．．共振腔

20．．．電子標籤模組貼片

220．．．破片切線

23．．．二次天線

24．．．晶片

Claims (9)

1. 一種長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，至少包含金屬一次天線製備、一電子標籤模組貼片製備、一電子標籤貼裝程序、一電子標籤密封程序及一識別體表面處理程序；該一金屬一次天線製備，係由一金屬一次天線本體加工程序、一共振腔成型加工程序及一共振腔表面處理程序來完成金屬一次天線的製作，該一金屬一次天線本體加工程序，是在金屬製品擇取的金屬板材上，以沖壓方式沖壓出既定造形的金屬一次天線本體，該共振腔成型加工程序，是以沖壓方式在金屬一次天線本體的一側邊沖壓出長槽形狀的二個內槽孔及一外槽孔，再利用沖壓或鍛造或CNC洗床切削方式，在內槽孔與外槽孔交接位置上形成一與孔外表面具高度段差的幾何形狀凹槽，及在凹槽內的內、外槽孔交接處形成矩形凹陷部來成型共振腔，且共振腔是以矩形凹陷部外邊的凹槽內面作為金屬接地面，該一共振腔表面處理程序，是在共振腔表面進行陶瓷化加工，使共振腔表面上形成有抗干擾的陶瓷薄膜；該一電子標籤模組貼片製備，係由一基板合成程序、一天線配置晶片貼合程序及一模組封裝程序來完成電子標籤模組貼片，該一基板合成程序，是在一低介電係數材料的硬質薄板基片上貼合一絕緣低介電係數材料，具有破片切線的第一硬質膠片(Clip)，該一天線配置晶片貼合程序，是將蝕刻方式製作的環形(Loop)銅箔二次天線(電感)及射頻無線識別RFID晶片貼接合在第一硬質膠片上，並由金、鋁、銅等導電金屬線，利用打線方式，在第一硬質膠片上完成銅箔二次天線和晶片間的電性連接，該一模組封裝程序，是一相對第一硬質膠片上的破片切線，相同具有複數破片切線及是絕緣低介電係數材料的第二硬質膠片，以覆合的方式，在第一硬質膠片底面貼合的將銅箔二次天線及射頻無線識別RFID晶片封裝在第一、二硬質膠片內，並由第二硬質膠片的底面作為電子標籤模組貼片和金屬一次天線接合時的裝貼面；該一電子標籤貼裝程序，是將電子標籤模組貼片的裝貼面貼合在金屬一次天線的共振腔上，且與凹槽內金屬接地面接合的使環形迴路的二次天線(電感)在矩形凹陷部處與金屬一次天線匹配，並可產生共振與感應；該一電子標籤密封程序，是以模具點膠(灌膠)方式，在金屬一次天線的共振腔內、外槽孔及貼合有電子標籤模組貼片的凹槽內注入黏膠狀態的填充膠，並在進爐烘烤與冷卻後，由固化的填充膠，將電子標籤模組貼片密封膠裝在金屬一次天線內部，並作膠裝表面的研磨修飾；該一識別體表面處理程序，係在完成電子標籤密封程序的金屬一次天線表面上進行抗干擾陶瓷漆料的塗覆(噴塗)，並進爐烘烤與冷卻，使金屬一次天線表面形成抗干擾表層；藉由上述各製作程序的完成，可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的應用在各種金屬製品上，透過金屬製品上金屬一次天線接收到發射器發出之電磁波，利用金屬一次天線內共振腔與電子標籤模組貼片的二次天線產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別(RFID)晶片，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線位置上破片切線拆下破損失效及電子標籤模組貼片膠裝密封在金屬一次天線內，被拆解亦會導致二次天線毀損失效的作用，則使金屬製品的無線識別，還兼具有防複製、防拷貝的效能。
2. 依申請專利範圍第1項所述之長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，其中，該金屬一次天線製備，係由一共振腔成型加工程序，在金屬一次天線本體上成型共振腔來構成金屬一次天線，這個共振腔的矩形凹陷部的寬度略寬於內槽孔的寬度，且是由凹槽內金屬接地面的平面下凹來形成；而電子標籤模組貼片製備的天線配置晶片貼合程序，是以蝕刻方式製作寬度對應共振腔內槽孔寬度，而長度是可以越過共振腔矩形凹陷部的矩形環(Loop)迴路銅箔二次天線，其接合在第一硬質膠片上與射頻無線識別RFID晶片電性連接後，是在模組封裝程序，由第二硬質膠片與第一硬質膠片的貼合來封裝二次天線與射頻無線識別RFID晶片，並完成電子標籤模組貼片；而電子標籤貼裝程序，將電子標籤模組貼片貼合在金屬一次天線共振腔凹槽的金屬接地面上，是以二次天線位在矩形凹陷部處二端平均延伸在內槽孔內，使環形折線迴路的二次天線在共振腔上與金屬一次天線得到良好場形匹配，進而產生優異的共振與感應效果。
3. 依申請專利範圍第1項所述之長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，其中，該識別體表面處理程序，是在金屬一次天線表面形成抗干擾表層，該抗干擾表層上還能以印刷方式，印製文字、數字或圖形，俾能作為非無線識別時的辨識利用。
4. 依申請專利範圍第1項所述之長距離射頻無線識別金屬製品製造方法，其中，該一識別體表面處理程序，係在完成電子標籤密封程序的金屬一次天線表面上，還是以沖壓方式沖壓製作出凹或凸的文字、數字或圖樣後，再進行抗干擾陶瓷漆料的塗覆或塗料上色，俾經烘烤與冷卻後，完成具有電子標籤的文字、號碼、圖樣牌或車牌的金屬製品製作。
5. 一種長距離射頻無線識別金屬製品結構，包含一金屬一次天線及一電子標籤模組貼片；該金屬一次天線，係由金屬製品的一部份或全部金屬板材形體作為金屬一次天線本體，該金屬一次天線本體一側邊具有一共振腔，該共振腔，是長槽形狀的二個與側邊平行內槽孔與一垂直側邊外槽孔交接位置形成一與孔外表面具高度段差的幾何形狀凹槽，及在凹槽內的內、外槽孔交接處形成一矩形凹陷部所構成，且該共振腔表面還具有抗干擾陶瓷薄膜，並以矩形凹陷部外邊的凹槽內面作為金屬接地面；該電子標籤模組貼片，係貼合在金屬一次天線共振腔的金屬接地面上，並被點膠填充或灌注在共振腔內烘烤固化的填充膠密封膠裝固定在金屬一次天線內部，且該電子標籤模組貼片是由一薄板基片，一第一硬質膠片，一二次天線，一射頻無線識別RFID晶片及一第二硬質膠片所封裝構成，該薄板基片，為一低介電係數材料製作的薄片，該第一硬質膠片係貼合在薄板基片上，為絕緣低介電係數材料製作，且是具有破片切線的破片(Clip)，該二次天線，係貼接在第一硬質膠片上，為矩形環(Loop)迴路的銅箔天線(電感)，該射頻無線識別晶片，係貼接在第一硬質膠片上與二次天線電性連接，該第二硬質膠片，為絕緣低介電係數材料製作，相對第一硬質膠片具有破片切線，且是與第一硬質膠片的貼合，共同將二次天線與射頻無線識別晶片封裝在第一、二硬質膠片內，並由第二硬質膠片的底面作為裝貼面來和金屬一次天線共振腔的金屬接地面接合；藉由上述結構製成的金屬製品，可讓超高頻無線識別(UHF RFID)不受干擾的在金屬製品上，透過金屬一次天線接收到發射器發出的電磁波，利用金屬一次天線內共振腔與電子標籤模組貼片的二次天線產生共振及感應，將訊號傳遞至射頻無線識別晶片，達到長距離讀取及發送效果；且二次天線上破片切線拆下破損失效及電子標籤模組貼片膠裝密封在金屬一次天線內，被拆解亦會導致二次天線毀損失效的作用，則使金屬製品的無線識別，還兼具防複製、防拷貝的效能。
6. 依申請專利範圍第5項所述之長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該金屬一次天線的共振腔，其矩形凹陷部的寬度略寬於內槽孔的寬度，且是由凹槽內金屬接地面的平面下凹來形成；該電子標籤模組貼片的矩形環(Loop)迴路銅箔二次天線，是位在共振腔矩形凹陷部上，寬度對應共振腔內槽孔寬度，而長度則越過矩形凹陷部，平均延伸在內槽孔內；藉環形折線迴路二次天線在共振腔與金屬一次天線得到良好場形的匹配，進而產生優異的共振與感應效果。
7. 依申請專利範圍第6項所述之長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該電子標籤模組貼片由固化的填充膠密封膠裝固定在金屬一次天線內部，其膠裝處表面是經平整研磨修飾後，在該金屬一次天線表面上塗裝有一抗干擾陶瓷漆料的抗干擾表層來得到抗干擾的效果。
8. 依申請專利範圍第5項所述之長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該干擾表層上還印製有文字、數字或圖形，作為非無線識別時的辨識利用。
9. 依申請專利範圍第5項所述之長距離射頻無線識別金屬製品結構，其中，該電子標籤模組貼片膠裝固定在金屬一次天線內部，其膠裝表面經平整研磨修飾後，該金屬一次天線的表面上還沖製有凹或凸的文字、數字或圖樣，並經抗干擾陶瓷漆料的塗覆或塗料上色的烘烤塗裝完成，俾可構成具有電子標籤的文字、號碼、圖樣牌或車牌金屬製品。