TWI480805B - Multi - layer structure of the radio frequency identification label - Google Patents

Description

多層結構之無線射頻辨識標籤

本發明係關於一種無線射頻辨識標籤，詳言之，係關於一種多層結構之無線射頻辨識標籤。

無線射頻辨識(Radio Frequency Identification，RFID)標籤的應用已日益普及，一個完整之RFID系統主要具有以下三個部分：(1)識別標籤(Tags或Transponders)，其係為一可儲存資訊之積體電路晶片(IC Chip)及天線(Antenna)經特殊封裝技術所製成；(2)掃讀器(Readers或Interrogators)，由天線、無線電收發模組(RF Transceiver Module)及資料處理模組(Data Processing Module)所構成，用以與識別標籤進行資訊溝通；及(3)系統主機(Host Computer)，用以處理來自掃讀器之資訊。

一般習知RFID標籤皆為平面式，實施時係直接貼附於於物品上，其使用上會遭遇許多問題而造成無法讀取RFID標籤中識別資料，例如：商品重疊、金屬材質包裝之商品、內容物為液態之商品等。其中，RFID標籤最易受到該物品材質的影響，特別是該物品之材質為導電材質時，會因導電材質所造成之入射波全反射且相位差為180度的影響，使得習知RFID標籤之有效可讀取距離由數公尺縮減為1-2cm以內，甚至完全失效無法作動，故無法應用於金屬物品上。

為將RFID標籤應用於金屬物品上，在習知技術中亦有發展出金屬物品專用之RFID標籤，然而習知金屬物品專用之RFID標籤具有體積過大、製作不易、成本高昂等缺點。

因此，有必要提供一創新且富有進步性之多層結構之無線射頻辨識標籤，以解決上述問題。

本發明提供一種多層結構之無線射頻辨識(Radio Frequency Identification，RFID)標籤，包括：一中介層、一天線單元及一無線射頻辨識裝置。該中介層具有至少一第一導電層以及相對之一第一側面及一第二側面。該天線單元包括：一第二導電層及一第三導電層。該第二導電層設置於該第一側面，其與該第一導電層電性絕緣。該第三導電層設置於該第二側面，其具有二導電部，該等導電部與該第一導電層電性絕緣，且實質上平行該第一導電層並電性連接該第二導電層。該無線射頻辨識裝置電性連接該等導電部。

本發明另提供一種多層結構之無線射頻辨識標籤，包括：一中介層、一天線單元及一無線射頻辨識裝置。該中介層具有至少一第一導電層以及相對之一第一側面及一第二側面。該天線單元包括：一第二導電層、一第三導電層及一導電片。該第二導電層設置於該第一側面，其與該第一導電層電性絕緣。該第三導電層設置於該第二側面，其具有二導電部，該等導電部與該第一導電層電性絕緣，且實質上平行該第一導電層並電性連接該第二導電層。該導電片設置於該第二側面且不接觸該等導電部。該無線射頻辨識裝置之二端電性連接該導電片以形成一迴路。

本發明多層結構之無線射頻辨識標籤利用中介層降低金屬效應之影響程度，以及利用第一導電層增加天線單元之整體電感性，以達到降低無線射頻辨識標籤尺寸及重量之功效。再者，本發明多層結構之無線射頻辨識標籤之設計彈性大、構造簡單、製作容易，且可以自動化之PCB製程完成一體設計及生產製作，故可大量生產。

圖1顯示本發明第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之俯視圖；圖2顯示本發明第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之剖面圖。配合參考圖1及圖2，該第一實施例多層結構之無線射頻辨識(Radio Frequency Identification，RFID)標籤1包括：一中介層11、一天線單元12及一無線射頻辨識裝置13。

該中介層11具有至少一第一導電層111以及相對之一第一側面112及一第二側面113，其中，該中介層11另包括一介電層114，該第一導電層111設置於該介電層114中。該介電層114可為介電基板，該介電基板之材質可為可撓性介電材質(例如：PET或PI材質)。在本實施例中，該介電層114係為介電基板，例如：PCB基板或陶瓷基板。

在本實施例中，該中介層11具有二導電通道115，該等導電通道115通過該中介層11相對之該第一側面112及該第二側面113。在本實施例中，該導電通道115具有一貫孔116及一導電材117，該導電材117滿設於該貫孔116中。在其他應用中，該導電材117係可覆蓋該貫孔116中之表面及其周緣之部分表面(例如：利用一般PCB基板製程所製造之PCB基板)，如圖3所示。

要注意的是，依據不同之應用，該中介層11可包括複數個第一導電層111，該等第一導電層111分隔地設置於該介電層11中且與該導電通道115電性絕緣(如圖4所示)。

再配合參考圖1及圖2，該天線單元12包括一第二導電層121及一第三導電層122。該第二導電層121設置於該第一側面112，其與該第一導電層111電性絕緣。該第三導電層122設置於該第二側面113，其具有二導電部123、124，該等導電部123、124與該第一導電層111電性絕緣，且實質上平行該第一導電層111並透過該等導電通道115電性連接該第二導電層121。

該無線射頻辨識裝置13係電性連接該等導電部123、124。在本實施例中，該無線射頻辨識裝置13係電性連接該等導電部123、124相對之側邊。

圖5顯示本發明第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之俯視圖；圖6顯示本發明第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之剖面圖。配合參考圖5及圖6，該第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤2包括：一中介層21、一天線單元22及一無線射頻辨識裝置23。

與上述圖1及圖2之第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤1不同之處在於，該第二實施例之該天線單元22另包括一導電片221，其設置於該中介層21之一第二側面211且不接觸該天線單元22之二導電部222、223，其中該等導電部222、223各具有一缺部，該等缺部相對設置且於該第二側面211界定一設置區域，該導電片221及該無線射頻辨識裝置23設置於該設置區域，且該無線射頻辨識裝置23之二端電性連接該導電片221以形成一迴路，其餘結構與第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤1相同，在此不再加以贅述。

其中，藉由該無線射頻辨識裝置23及該導電片221所形成之迴路，與該天線單元22之二導電部222、223進行耦合，第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤2即可進行電磁波的輻射，且其具有極佳之輻射效率及可讀取範圍。

本發明多層結構之無線射頻辨識標籤中，利用中介層(墊高無線射頻辨識裝置與金屬物表面之距離及加入高阻抗表面結構特性之介質)降低金屬效應之影響程度。並且，中介層之第一導電層可用以增加天線單元之整體電感性，以達到降低無線射頻辨識標籤尺寸及重量之功效，其面積比習知無線射頻辨識標籤尺大幅縮小5倍以上。

於實際應用上，本發明之多層結構之無線射頻辨識標籤可設計用於UHF、2.45GHz或5.8GHz之頻段，且可直接設置於金屬物之表面使用，其讀取距離可達1.2公尺以上，可應用於貨車、板臺、設備、軋輥之應用需求。

再者，本發明多層結構之無線射頻辨識標籤可針對不同限制條件(各元件及使用條件之限制)所需而製作，故設計彈性大，且其構造簡單、製作容易，可以自動化之PCB製程完成一體設計及生產製作，故可大量生產。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明。因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1．．．本發明第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤

2．．．本發明第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤

11．．．中介層

12．．．天線單元

13．．．無線射頻辨識裝置

21．．．中介層

22．．．天線單元

23．．．無線射頻辨識裝置

111．．．第一導電層

112．．．第一側面

113．．．第二側面

114．．．介電層

115．．．導電通道

116．．．貫孔

117．．．導電材

121．．．第二導電層

122．．．第三導電層

123、124．．．導電部

211．．．第二側面

221．．．導電片

222、223．．．導電部

圖1顯示本發明第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之俯視圖；

圖2顯示本發明第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之剖面圖；

圖3顯示本發明第一實施例之中介層示意圖；

圖4顯示本發明具有複數個第一導電層之中介層示意圖；

圖5顯示本發明第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之俯視圖；及

圖6顯示本發明第二實施例多層結構之無線射頻辨識標籤之剖面圖。

1．．．本發明第一實施例多層結構之無線射頻辨識標籤

11．．．中介層

12．．．天線單元

13．．．無線射頻辨識裝置

111．．．第一導電層

112．．．第一側面

113．．．第二側面

114．．．介電層

115．．．導電通道

116．．．貫孔

117．．．導電材

121．．．第二導電層

122．．．第三導電層

123、124．．．導電部

Claims (12)

1. 一種多層結構之無線射頻辨識標籤，包括：一中介層，具有至少一第一導電層以及相對之一第一側面及一第二側面；一天線單元，包括：一第二導電層，設置於該第一側面，其與該第一導電層電性絕緣；一第三導電層，設置於該第二側面，其具有二導電部，該等導電部與該第一導電層電性絕緣，且實質上平行該第一導電層並電性連接該第二導電層；及一導電片，設置於該第二側面且不接觸該等導電部；及一無線射頻辨識裝置，其二端電性連接該導電片以形成一迴路。
2. 如請求項1之無線射頻辨識標籤，其中該中介層另包括一介電層，該第一導電層設置於該介電層中。
3. 如請求項2之無線射頻辨識標籤，其中該介電層係為介電基板。
4. 如請求項2之無線射頻辨識標籤，其中該介電層係為PCB基板。
5. 如請求項2之無線射頻辨識標籤，其中該介電層係為陶瓷基板。
6. 如請求項2之無線射頻辨識標籤，其中該介電層係為可撓性介電材質。
7. 如請求項6之無線射頻辨識標籤，其中該可撓性介電材質係為PET或PI材質。
8. 如請求項2之無線射頻辨識標籤，其中該中介層具有二導電通道，通過該中介層之相對二側面，且電性連接該第二導電層及該等導電部。
9. 如請求項8之無線射頻辨識標籤，其中該導電通道具有一貫孔及一導電材，該導電材滿設於該貫孔中。
10. 如請求項8之無線射頻辨識標籤，其中該導電通道具有一貫孔及一導電材，該導電材覆蓋該貫孔中之表面及其周緣之部分表面。
11. 如請求項8之無線射頻辨識標籤，其中該中介層包括複數個第一導電層，該等第一導電層分隔地設置於該介電層中且與該導電通道電性絕緣。
12. 如請求項1之無線射頻辨識標籤，其中每一導電部具有一缺部，該等缺部係相對設置且於該第二側面界定一設置區域，該導電片及該無線射頻辨識裝置設置於該設置區域。