專利名稱：一種陶瓷基板和電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種陶瓷基板和電子標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要分支，主要由閱讀器和電子標(biāo)簽兩部分組成。電子標(biāo)簽為載體，可記錄人員或者物品的信息， 閱讀器則可以獲取甚至更改標(biāo)簽里面的信息，進(jìn)而對(duì)人員或者物品進(jìn)行跟蹤或管理。射頻識(shí)別技術(shù)在物流、交通、軍事、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)以及醫(yī)療等行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。由于金屬對(duì)電磁波具有反射效應(yīng)，使得目前常用的電子標(biāo)簽無(wú)法直接應(yīng)用在金屬表面，為了解決這一瓶頸，電子標(biāo)簽天線需要做一些特殊設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)成微帶天線，將金屬表面作為接地面來(lái)使用，此類標(biāo)簽稱之為抗金屬標(biāo)簽或者金屬標(biāo)簽?？菇饘贅?biāo)簽的基材多用FR4，通過(guò)FR4雙面敷銅的PCB加工工藝，個(gè)別抗金屬標(biāo)簽也有將FR4上進(jìn)行金屬化孔實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同面的導(dǎo)通。但FR4基板的缺點(diǎn)是介電常數(shù)很低，只有4. 4，損耗又很大，約為 0.02，要使標(biāo)簽在金屬表面被良好地識(shí)別，F(xiàn)R4基板必須做得較大較厚。這些材料特性限制了標(biāo)簽的應(yīng)用范圍，尤其在一些體積較小的金屬環(huán)境中如昂貴的小型金屬和槍支等，這些標(biāo)簽應(yīng)用起來(lái)很困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種陶瓷基板和電子標(biāo)簽，要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何在體積較小的金屬上采用射頻識(shí)別技術(shù)的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案一種陶瓷基板，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板頂部，其中所述凹槽與所述陶瓷基板有一共有側(cè)邊沿；其中所述陶瓷基板的頂部有一第一輻射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二輻射面和第三輻射面，其中所述第二輻射面和第三輻射面不連通，所述第三輻射面與所述第一輻射面連通，所述第二輻射面和所述陶瓷基板的底部金屬面連通，其中所述第二輻射面和第三輻射面均有一塊金屬體，用以連接外部芯片。優(yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述共用側(cè)邊沿有一第一開(kāi)口，所述第二輻射面經(jīng)所述第一開(kāi)口與所述陶瓷基板的底部金屬面連通。優(yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述第一輻射面為“凹”字形輻射面，且所述第一輻射面的開(kāi)口方向?yàn)樗霭疾鄯较颉?yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述第二輻射面和第三輻射面為“L”形， 且開(kāi)口方向相對(duì)。優(yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述陶瓷基板的凹槽里還有第四輻射面，形狀為矩形；[0015]所述共有側(cè)邊沿包括一第二開(kāi)口，所述第四輻射面經(jīng)所述第二開(kāi)口與所述陶瓷基板的底部金屬面連通。優(yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口為長(zhǎng)方體或正方體。優(yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述凹槽刷漆后的高度等于所述陶瓷基板頂部刷漆后的高度。優(yōu)選的，所述陶瓷基板還具有如下特點(diǎn)所述陶瓷基板為長(zhǎng)方體。一種電子標(biāo)簽，包括上文所述的陶瓷基板；一芯片，包括第一連接部和第二連接部，其中所述第一連接部與所述第二輻射面上的金屬體相連，所述第二連接部與所述第三輻射面上的金屬體相連。優(yōu)選的，所述電子標(biāo)簽還具有如下特點(diǎn)所述芯片倒封裝在所述凹槽里的天線上， 其中芯片的外圍進(jìn)行了封膠處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的陶瓷基板，上部有至少3個(gè)輻射面，并通過(guò)頂部的凹槽安裝芯片，尺寸小，安裝方便。另外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的電子標(biāo)簽，通過(guò)在凹槽上安裝芯片，實(shí)現(xiàn)了在體積較小的金屬上采用射頻識(shí)別技術(shù)。除此之外，本實(shí)用新型所提供的電子標(biāo)簽，抗金屬效果好，應(yīng)用范圍廣，可靠性高，性能穩(wěn)定，易加工。

圖1為本實(shí)用新型提供的電子標(biāo)簽應(yīng)用實(shí)例的立體圖；圖2為本實(shí)用新型提供的電子標(biāo)簽應(yīng)用實(shí)例的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型提供的電子標(biāo)簽應(yīng)用實(shí)例的側(cè)視圖；圖4為本實(shí)用新型所提供的電子標(biāo)簽的阻抗曲線圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。本實(shí)用新型提供的陶瓷基板，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板頂部，其中所述凹槽與所述陶瓷基板有一共有側(cè)邊沿；其中所述陶瓷基板的頂部有一第一輻射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二輻射面和第三輻射面，其中所述第二輻射面和第三輻射面不連通，所述第三輻射面與所述第一輻射面連通，所述第二輻射面和所述陶瓷基板的底部金屬面連通，其中所述第二輻射面和第三輻射面均有一塊金屬體，用以連接外部芯片。通過(guò)在凹槽上兩個(gè)輻射面上的金屬體來(lái)安裝芯片，可以充分利用了陶瓷基板的空間。
4[0036]可選的，為了避免直接經(jīng)基板側(cè)邊相連會(huì)容易因磕碰造成連通失敗，本實(shí)用新型提出，所述共用側(cè)邊沿有一第一開(kāi)口，所述第二輻射面經(jīng)所述第一開(kāi)口與所述陶瓷基板的底部金屬面連通。其中為了更好的接受信號(hào)，所述第一輻射面為“凹”字形輻射面，且所述第一輻射面的開(kāi)口方向?yàn)樗霭疾鄯较?。其中所述第二輻射面和第三輻射面為“L”形，且開(kāi)口方向相對(duì)?？蛇x的，所述陶瓷基板的凹槽里還有第四輻射面，形狀為矩形；所述共有側(cè)邊沿包括一第二開(kāi)口，所述第四輻射面經(jīng)所述第二開(kāi)口與所述陶瓷基板的底部金屬面連通。其中所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口為長(zhǎng)方體或正方體，以方便該陶瓷基板固定在其他部件上。其中所述凹槽刷漆后的高度等于所述陶瓷基板頂部刷漆后的高度，以保證陶瓷基板底部的平整。為了方便生產(chǎn)和使用，所述陶瓷基板為長(zhǎng)方體。另外，本實(shí)用新型還提供一種電子標(biāo)簽，包括上文所述的陶瓷基板；一芯片，包括第一連接部和第二連接部，其中所述第一連接部與所述第二輻射面上的金屬體相連，所述第二連接部與所述第三輻射面上的金屬體相連。其中上文所述的第一連接部和第二連接部可以為PAD(焊盤)點(diǎn)。以下以一具體應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明RFID的應(yīng)用中，標(biāo)簽天線的阻抗與芯片的阻抗均不再是傳輸線的50 Ω或75 Ω，而是復(fù)阻抗，只有當(dāng)標(biāo)簽天線的阻抗與芯片的阻抗共軛匹配時(shí)，標(biāo)簽才能進(jìn)行最大能量的傳輸。參見(jiàn)圖1和圖4，以下結(jié)合某廠家的芯片及根據(jù)芯片設(shè)計(jì)出的標(biāo)簽天線，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。該廠家的芯片阻抗在840MHz 845MHz范圍內(nèi)的阻抗在45_j880附近，為了使得天線的設(shè)計(jì)阻抗在45+j880附近，標(biāo)簽天線基板①采用的相對(duì)介電常數(shù)為36，損耗角正切為0. 001，厚度為2mm。通過(guò)電磁場(chǎng)仿真，得到的天線阻抗如圖3所示，840MHz 845MHz 的天線阻抗實(shí)部在35 80之間，虛部在600 950之間，此范圍內(nèi)標(biāo)簽天線與芯片的阻抗能夠較好地匹配。如果陶瓷基板的外側(cè)面與上下面之間若直接采用銀漿天線印刷，則外側(cè)面與上下層金屬體的銜接處的銀漿天線往往容易受到摩擦或碰撞而斷開(kāi)，而使得上下兩層的金屬體無(wú)法導(dǎo)通。為此可以將銀漿印刷在基板與凹槽的共有側(cè)邊沿的開(kāi)口位置上，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷基板上不同層上的金屬體的穩(wěn)定連接。參見(jiàn)圖1 3，標(biāo)簽天線基板的尺寸為25mmX15mmX2mm，基板上設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口 (位置④和⑤處)和凹槽(②)，凹槽的尺寸為IOmmX 12mmX0. 5mm。標(biāo)簽天線采用在陶瓷基板上銀漿印刷的形式實(shí)現(xiàn)，天線單元主要由陶瓷基板底部的金屬接地面⑦、凹槽里的輻射面⑧、陶瓷基板頂部③上的輻射面⑨組成，金屬接地面⑦與凹槽里的金屬體通過(guò)兩個(gè)開(kāi)口(④和⑤)的側(cè)面印刷的銀漿相連接，凹槽的輻射面與基板頂部的輻射面⑨則通過(guò)位置 ⑥的側(cè)面處印刷的銀漿相連。為了降低芯片阻抗對(duì)電子標(biāo)簽性能的影響，所述芯片倒封裝在所述凹槽里的天線上，其中芯片的外圍進(jìn)行了封膠處理。其中，所述陶瓷基板上的凹槽的尺寸為IOmmX 12mmX0. 5mm，凹槽面上不僅包含了部分金屬輻射面，還連接了陶瓷基板底部的金屬接地面和頂部的金屬輻射面，同時(shí)射頻識(shí)別的芯片也倒裝在凹槽面上的兩段金屬體(兩段金屬體間隙為0. 2mmX 1.0mm)上，一段連接著金屬接地面，一段連接著金屬輻射面；當(dāng)芯片倒裝完成后，對(duì)芯片進(jìn)行封膠，然后在整個(gè)陶瓷基板上刷漆，基板的底部和頂部可以用較薄的一層漆，由于芯片處在凹槽中，凹槽部分刷漆的厚度適當(dāng)厚一些，最終既可以保證整個(gè)陶瓷標(biāo)簽外觀上的平整，又提高了芯片的隱蔽性和安全型，同時(shí)又不增加整個(gè)陶瓷板的厚度。芯片與天線的連接工藝主要有兩種方式倒裝和綁定。綁定是用金線或鋁線把芯片上的凸點(diǎn)與天線上的金屬部分連接，綁定對(duì)天線的基材沒(méi)有特殊要求；而倒裝則是在一定的時(shí)間、溫度、壓力作用下利用導(dǎo)電膠將芯片的凸點(diǎn)與天線的金屬部分直接接觸，倒裝多用于柔性基材，對(duì)于比較薄且熱傳導(dǎo)性好的硬性基材也可以實(shí)現(xiàn)。由于本發(fā)明中芯片放置在在凹槽內(nèi)，芯片面與接地面厚度只有1.5mm，且選用的基材熱傳導(dǎo)性好，因此可以采用倒裝的方法實(shí)現(xiàn)。另外綁定時(shí)從芯片上拉出的金線或者鋁線實(shí)際上是增加了兩個(gè)電感Ll和 L2，會(huì)影響到天線的諧振頻率，由于這兩條焊線在實(shí)際加工中難以保證長(zhǎng)短以及弧度一致， 會(huì)帶來(lái)標(biāo)簽的一致性問(wèn)題，尤其是本示例中芯片阻抗的虛部非常大，綁定的差異對(duì)標(biāo)簽天線的虛部影響較大，進(jìn)而對(duì)標(biāo)簽自身的性能有較大的影響；而倒裝則采用了最短路徑法，一致性非常好。用導(dǎo)電膠將芯片倒裝在凹槽里面的位置⑩處，位置⑩將銀漿天線隔成兩部分，一部分連著接地面，一部分連著輻射面，間隙尺寸為0. 2mmX 1mm。芯片倒裝完成后，為了更好地保護(hù)芯片，還需要在芯片上做封膠處理，然后在整個(gè)基板上刷漆，保持標(biāo)簽的表面平整。本實(shí)用新型提供的電子標(biāo)簽，標(biāo)簽尺寸小，安裝方便，抗金屬效果好，應(yīng)用范圍廣， 可靠性高，性能穩(wěn)定，易加工。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種陶瓷基板，其特征在于，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板頂部，其中所述凹槽與所述陶瓷基板有一共有側(cè)邊沿；其中所述陶瓷基板的頂部有一第一輻射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二輻射面和第三輻射面，其中所述第二輻射面和第三輻射面不連通，所述第三輻射面與所述第一輻射面連通，所述第二輻射面和所述陶瓷基板的底部金屬面連通，其中所述第二輻射面和第三輻射面均有一塊金屬體，用以連接外部芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述共用側(cè)邊沿有一第一開(kāi)口，所述第二輻射面經(jīng)所述第一開(kāi)口與所述陶瓷基板的底部金屬面連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述第一輻射面為“凹”字形輻射面， 且所述第一輻射面的開(kāi)口方向?yàn)樗霭疾鄯较颉?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的陶瓷基板，其特征在于，所述第二輻射面和第三輻射面為“L”形，且開(kāi)口方向相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陶瓷基板，其特征在于所述陶瓷基板的凹槽里還有第四輻射面，形狀為矩形；所述共有側(cè)邊沿包括一第二開(kāi)口，所述第四輻射面經(jīng)所述第二開(kāi)口與所述陶瓷基板的底部金屬面連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷基板，其特征在于，所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口為長(zhǎng)方體或正方體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷標(biāo)簽，其特征在于，所述凹槽刷漆后的高度等于所述陶瓷基板頂部刷漆后的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板為長(zhǎng)方體。
9.一種電子標(biāo)簽，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至8任一所述的陶瓷基板；一芯片，包括第一連接部和第二連接部，其中所述第一連接部與所述第二輻射面上的金屬體相連，所述第二連接部與所述第三輻射面上的金屬體相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述芯片倒封裝在所述凹槽里的天線上，其中芯片的外圍進(jìn)行了封膠處理。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種陶瓷基板和電子標(biāo)簽，其中所述陶瓷基板，包括一凹槽，位于所述陶瓷基板頂部，其中所述凹槽與所述陶瓷基板有一共有側(cè)邊沿；其中所述陶瓷基板的頂部有一第一輻射面；所述陶瓷基板的凹槽里有第二輻射面和第三輻射面，其中所述第二輻射面和第三輻射面不連通，所述第三輻射面與所述第一輻射面連通，所述第二輻射面和所述陶瓷基板的底部金屬面連通，其中所述第二輻射面和第三輻射面均有一塊金屬體，用以連接外部芯片。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202153366SQ201120236020
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者彭天柱 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司