專利名稱：應(yīng)用于金屬環(huán)境的rfid電子標(biāo)簽封裝方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種實(shí)現(xiàn)在金屬材質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境中，基于RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、原材料或成品跟蹤、記錄的標(biāo)簽封裝方法及其裝置，屬于電子制造與信息應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子制造與信息應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，將RFID電子標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)信息載體和反饋終端而植入各類產(chǎn)品、設(shè)備中，已經(jīng)成為較為成熟與可行的技術(shù)手段。如在橡膠輪胎生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，將RFID電子標(biāo)簽安裝在纏繞各種膠片的工字輪上，通過 RFID電子標(biāo)簽本身標(biāo)識(shí)碼的唯一性，對(duì)各種用于組裝輪胎胎胚的原料加以標(biāo)識(shí)與區(qū)分。即在膠片存放、運(yùn)輸與導(dǎo)開輸送的過程中，通過標(biāo)識(shí)碼等重要信息地準(zhǔn)確發(fā)送/接收、讀取和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)所有膠片存放與使用狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，RFID電子標(biāo)簽相當(dāng)于起到“電子身份證” 的作用。由于橡膠輪胎的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用多種金屬設(shè)備、堆放有金屬部件，在這類金屬環(huán)境下使用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)原料的標(biāo)識(shí)、追溯時(shí)，將會(huì)對(duì)RFID電子標(biāo)簽的讀取產(chǎn)生較大的電磁干擾，即對(duì)無線電磁波的反射形成串?dāng)_，導(dǎo)致無法穩(wěn)定準(zhǔn)確地采集RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失、串讀的現(xiàn)象。另外，將RFID電子標(biāo)簽安裝于如工字輪等物料載體上，在使用輸送、導(dǎo)開等外力設(shè)備(如叉車)時(shí)，較易產(chǎn)生針對(duì)電子標(biāo)簽的碰撞、刮擦而損壞。目前應(yīng)用于金屬環(huán)境的條件限制與現(xiàn)狀，要求針對(duì)RFID電子標(biāo)簽封裝方法及其裝置具備較高的抗電磁干擾和抗金屬特性、抗物理損壞的特點(diǎn)，可是當(dāng)前技術(shù)能力與現(xiàn)場(chǎng)安裝方案難以達(dá)到上述要求，以上技術(shù)局限性仍較為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法及其裝置，在于解決上述現(xiàn)有問題而將RFID電子標(biāo)簽按特定規(guī)范植入到金屬管以形成良好電磁屏蔽，并在此基礎(chǔ)上對(duì)于標(biāo)簽采取金屬涂層等手段以形成相對(duì)于金屬設(shè)備表面的二次反射，以顯著降低金屬表面渦流對(duì)標(biāo)簽天線磁場(chǎng)的反作用。本發(fā)明的目的在于，降低金屬環(huán)境對(duì)于RFID電子標(biāo)簽產(chǎn)生的電磁干擾和反射形成的串?dāng)_，保證穩(wěn)定、準(zhǔn)確地采集標(biāo)簽數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生丟失或串讀。另一發(fā)明目的是，有效地控制并降低金屬部件表面對(duì)標(biāo)簽天線產(chǎn)生的二次反射， 降低電磁渦流在天線場(chǎng)中起到的反作用。發(fā)明目的還在于，提高RFID電子標(biāo)簽安裝的物理可靠性，防止因外力產(chǎn)生損壞， 延長(zhǎng)其使用壽命。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法是RFID電子標(biāo)簽整體地封裝于絕緣材料封裝膜中，
封裝后的RFID電子標(biāo)簽植入到金屬管內(nèi)部，植入深度不超過5毫米，RFID電子標(biāo)簽與金屬管內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。如上述基本方案，封裝于絕緣材料中的RFID電子標(biāo)簽，在植入到金屬管內(nèi)部以后，通過金屬管形成良好電磁屏蔽，從而能夠有效地降低金屬環(huán)境對(duì)于RFID電子標(biāo)簽在數(shù)據(jù)讀取和發(fā)送過程中產(chǎn)生的電磁干擾或是通過反射形成的串?dāng)_，數(shù)據(jù)丟真度較低。為進(jìn)一步地提高植入金屬管以后的通信穩(wěn)定性，從解決天線增益與發(fā)射功率的角度出發(fā)，可以采取的改進(jìn)措施是，植入RFID電子標(biāo)簽的金屬管開口部，與植入后的RFID電子標(biāo)簽表面夾角不大于30°。按上述改進(jìn)方案，天線的極化方向使得RFID電子標(biāo)簽獲得足夠的電容耦合能量， RFID電子標(biāo)簽的激活范圍進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大、而且場(chǎng)強(qiáng)得以進(jìn)一步增強(qiáng)。較為優(yōu)選的實(shí)施方式是，金屬管整體選用過氧鐵材料，過氧鐵材料主要是指 Fe3O4 (四氧化三鐵)，也稱為磁性氧化鐵。采用如狗304(四氧化三鐵)的過氧鐵材料，旨在不加設(shè)外電磁場(chǎng)的情況下就會(huì)自發(fā)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，其自發(fā)極化的方向能夠被外加電磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)或重新定向，這樣過氧鐵材料的金屬殼對(duì)射頻信號(hào)的影響較其他材料的金屬介質(zhì)低很多，可以最大限度提高電子標(biāo)簽激活距離。為達(dá)到有效控制并降低金屬部件表面對(duì)標(biāo)簽天線產(chǎn)生的二次反射，RFID電子標(biāo)簽封裝于封裝膜之前，在基板的底部、與天線和芯片相對(duì)的一側(cè)面涂覆有導(dǎo)電性能良好的金屬涂層。在基板底部涂覆金屬涂層，使得RFID電子標(biāo)簽擁有良好的抗金屬特性，在金屬部件或設(shè)備表面時(shí)就相當(dāng)于產(chǎn)生二次反射，較為顯著地降低了金屬表面渦流對(duì)天線場(chǎng)的反作用。較為優(yōu)選的實(shí)施方式是，所述的金屬涂層選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間?；谏鲜龌诮饘侪h(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法的改進(jìn)，本發(fā)明還提供如下具體封裝裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所述的封裝裝置包括有，RFID電子標(biāo)簽，其具有一基板、以及安裝于基板一側(cè)的天線和芯片；封裝膜，用于將RFID電子標(biāo)簽整體地封裝于其中，封裝膜由絕緣材料構(gòu)成；金屬管，用于將封裝后的RFID電子標(biāo)簽植入其中，植入深度不超過5毫米，RFID電子標(biāo)簽與金屬管內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。針對(duì)RFID電子標(biāo)簽植入金屬管結(jié)構(gòu)參數(shù)的改進(jìn)是，植入RFID電子標(biāo)簽的金屬管開口部，與植入后的RFID電子標(biāo)簽表面夾角不大于30°，RFID電子標(biāo)簽的天線的發(fā)射功率不低于30dBmo針對(duì)金屬管選材方案的細(xì)化是，金屬管整體選用過氧鐵材料。針對(duì)RFID電子標(biāo)簽封裝的結(jié)構(gòu)改進(jìn)是，在基板的底部、與天線和芯片相對(duì)的一側(cè)面涂覆有導(dǎo)電性能良好的金屬涂層。其中，所述的金屬涂層可以選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間。綜上內(nèi)容，本發(fā)明應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法及其裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、能夠顯著地降低金屬環(huán)境對(duì)于RFID電子標(biāo)簽產(chǎn)生的電磁干擾和反射形成的串?dāng)_，保證穩(wěn)定、準(zhǔn)確地采集標(biāo)簽數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生丟失或串讀。2、有效地控制并降低金屬部件表面對(duì)標(biāo)簽天線產(chǎn)生的二次反射，降低電磁渦流在天線場(chǎng)中起到的反作用。3、能夠提高RFID電子標(biāo)簽安裝的物理可靠性，防止因外力產(chǎn)生損壞，延長(zhǎng)其使用
壽命ο


現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。圖1是所述RFID電子標(biāo)簽封裝前的示意圖；圖2是RFID電子標(biāo)簽封裝于封裝膜中的示意圖；圖3是RFID電子標(biāo)簽植入金屬管的示意圖；圖4是RFID電子標(biāo)簽封裝裝置安裝于工字輪的示意圖。 圖5是RFID數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)進(jìn)行的讀取測(cè)試數(shù)據(jù)圖。如圖1至圖4所示，RFID電子標(biāo)簽1，封裝膜2，金屬管3，工字輪4，封裝裝置5，基板10，天線11，芯片12，金屬涂層13。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，如圖1至圖3所示，應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法，具有如下實(shí)現(xiàn)步驟在RFID電子標(biāo)簽1的基板10頂部，設(shè)置并安裝天線11和芯片12，在基板10底部涂覆有導(dǎo)電性能良好的金屬涂層13，即涂覆2毫米厚度的銅漆；將RFID電子標(biāo)簽1整體地封裝于絕緣材料的封裝膜2中，如封裝膜2采用PVC材料；封裝后的RFID電子標(biāo)簽1植入到金屬管3內(nèi)部，植入深度為3毫米，RFID電子標(biāo)簽1與金屬管3內(nèi)部邊緣距離為2毫米；金屬管3整體選用過氧鐵材料；金屬管3開口部與植入后的RFID電子標(biāo)簽1表面夾角不大于30°，且天線11的發(fā)射功率不低于30daii?；谏鲜鰧?shí)現(xiàn)的封裝方法，應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝裝置主要包括有，RFID電子標(biāo)簽1，其具有基板10、以及安裝于同一側(cè)的天線11和芯片12，在基板 10的另一側(cè)涂覆有厚度達(dá)2毫米的銅漆的金屬涂層13。封裝膜2，用于將RFID電子標(biāo)簽1整體地封裝于其中，封裝膜2由絕緣材料PVC構(gòu)成；金屬管3，用于將封裝后的RFID電子標(biāo)簽1植入其中，植入深度不超過5毫米， RFID電子標(biāo)簽1與金屬管3內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米，金屬管3整體選用過氧鐵材料。金屬管3開口部與植入后的RFID電子標(biāo)簽1表面夾角不大于30°，天線11的發(fā)射功率不低于30daii。
如圖4所示，將上述RFID電子標(biāo)簽封裝裝置5，應(yīng)用于橡膠輪胎生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工字輪 4上，封裝裝置5位于工字輪4的中間位置，嵌入到工字輪4碳鋼方管內(nèi)3mm深度，開口尺寸為100*20毫米，封裝裝置5的尺寸為96*16毫米。標(biāo)簽正表面垂直向外、并與RFID閱讀天線形成較好的配合。每一個(gè)工字輪4安裝有6個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)相同的標(biāo)簽，每一側(cè)3個(gè)標(biāo)簽且均勻、對(duì)稱地分布于工字輪4表面。又如下表所示的使用本實(shí)施例封裝方法，基于RFID數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)試對(duì)比。該測(cè)試對(duì)比使用RFID被動(dòng)超高頻電子標(biāo)簽，工作頻率為915MHz。讀取器為固定式RFID超高頻讀取器、分體式獨(dú)立天線，天線增益為5. Sdbi0數(shù)據(jù)載波協(xié)議為IS0-18000-6C ；讀取器天線和標(biāo)簽的距離約為1米，并且僅對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀操作、不進(jìn)行寫操作。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法，其特征在于RFID電子標(biāo)簽(1)整體地封裝于絕緣材料封裝膜O)中，封裝后的RFID電子標(biāo)簽(1)植入到金屬管(3)內(nèi)部，植入深度不超過5毫米，RFID電子標(biāo)簽(1)與金屬管(3)內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法，其特征在于植入RFID電子標(biāo)簽(1)的金屬管(3)開口部，與植入后的RFID電子標(biāo)簽(1)表面夾角不大于 30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法，其特征在于金屬管(3)整體選用過氧鐵材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法，其特征在于RFID電子標(biāo)簽⑴封裝于封裝膜(2)之前，在基板(10)的底部、與天線(11)和芯片 (12)相對(duì)的一側(cè)面涂覆有導(dǎo)電性能良好的金屬涂層(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法，其特征在于所述的金屬涂層(1 選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間。
6.一種應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝裝置，其特征在于包括有，RFID電子標(biāo)簽(1)，其具有一基板(10)、以及安裝于基板(10) —側(cè)的天線(11)和芯片 (12)；封裝膜O)，用于將RFID電子標(biāo)簽(1)整體地封裝于其中，封裝膜O)由絕緣材料構(gòu)成；金屬管(3)，用于將封裝后的RFID電子標(biāo)簽(1)植入其中，植入深度不超過5毫米， RFID電子標(biāo)簽(1)與金屬管(3)內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝裝置，其特征在于植入RFID電子標(biāo)簽(1)的金屬管(3)開口部，與植入后的RFID電子標(biāo)簽(1)表面夾角不大于 30°。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝裝置，其特征在于金屬管(3)整體選用過氧鐵材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝裝置，其特征在于在基板(10)的底部、與天線(11)和芯片(12)相對(duì)的一側(cè)面涂覆有導(dǎo)電性能良好的金屬涂層(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝裝置，其特征在于 所述的金屬涂層(1 選用銅漆，銅漆的厚度在2至3毫米之間。
全文摘要
本發(fā)明所述應(yīng)用于金屬環(huán)境的RFID電子標(biāo)簽封裝方法及其裝置，將RFID電子標(biāo)簽按特定規(guī)范植入到金屬管以形成良好電磁屏蔽，并在此基礎(chǔ)上對(duì)于標(biāo)簽采取金屬涂層等手段以形成相對(duì)于金屬設(shè)備表面的二次反射，以顯著降低金屬表面渦流對(duì)標(biāo)簽天線磁場(chǎng)的反作用。目的在于降低金屬環(huán)境對(duì)于RFID電子標(biāo)簽產(chǎn)生的電磁干擾和反射形成的串?dāng)_，保證穩(wěn)定、準(zhǔn)確地采集標(biāo)簽數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生丟失或串讀。所述封裝方法是，RFID電子標(biāo)簽整體地封裝于絕緣材料封裝膜中，封裝后的RFID電子標(biāo)簽植入到金屬管內(nèi)部，植入深度不超過5毫米，RFID電子標(biāo)簽與金屬管內(nèi)部邊緣距離不小于2毫米。
文檔編號(hào)G06K19/077GK102479337SQ20101057639
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者丁俊, 嚴(yán)繼恒, 王曙光, 董蘭飛, 袁仲雪, 鄔立春, 陳海軍 申請(qǐng)人:軟控股份有限公司