一种信鸽脚环用电子标签及其制作方法与流程

    专利2022-07-08  96


    本发明涉及射频识别技术,尤其是涉及一种信鸽身份识别与感应时间戳的高频射频识别(rfid)标签脚环。



    背景技术:

    常规的信鸽的脚环的高频rfid电子标签采用平面pet材料表面金属铝或铜蚀刻天线制作,采用倒封装工艺焊接芯片,从而制作出平面rfid电子标签。

    上述的电子标签中,常规的rfid高频标签采用的平面环状绕制天线虽然成本很低,自动化加工能力强,但是由于读写器天线方向与信鸽电子标签方向不同,双方磁场方向垂直相差90度,因此信鸽电子标签天线几乎很难吸收读写器磁场能量,不能实现远距离识别与感应时间戳的目的。并且常规的rfid高频标签采用pet薄膜制作,根据电子足环结构形式需要弯曲围绕在足环内芯上,足环结构为圆柱空心桶形结构,标签经过弯曲后改变了电感量及磁场感应方向,频率参数发生改变,很难谐振吸收磁场能量,识别与感应距离大大降低。

    常规技术中也有通过铜线卷绕的方式,采用自动绕线机绕制成环形天线,通过焊接的方法连接到cob封装的rfid芯片或塑封等结构的焊盘上。而铜线绕制方法制作的标签,在结构形式上可以满足使用,但是由于绕线制作难度大,不利于脚环外壳后期二次注塑封装。另外由于焊接铜线到芯片上需要点焊,焊接焊盘较大,芯片必须使用封装好的cob结构或者塑封结构芯片,体积与厚度大大增大,不利于整体标签小型化。绕线方式的自动化加工设备生产效率低,产能小,不利于大批量生产。结构稳定性差,运输过程中容易因为铜线松散造成参数变化,二次注塑时也容易造成受压力和高温影响改变参数,造成整体产品品质下降,生产一致性差。

    基于以上情况,一种加工工艺简单、读取稳定性好的高频rfid电子标签,成为本行业亟待解决的问题。



    技术实现要素:

    本发明提供一种信鸽脚环用电子标签,包括:柔性电路板、高导磁率铁氧体磁片和高频rfid芯片,所述柔性电路板由pet基材形成,所述基材两端具有焊盘,所述pet基材上不同蚀刻线层间形成错一位排列的铜线类圈结构,所述芯片焊接在所述pet基材背面的金属焊盘上,所述柔性电路板弯曲形成圆环,绕制在塑料足环芯外侧。

    作为本发明的一实施方式,将所述pet基材两端的焊盘焊接在一起,形成一组多圈螺旋天线结构。

    作为本发明的一实施方式,所述高频rfid芯片为13.56mhz高频rfid芯片,在所述pet基材背面金属焊盘部位通过倒封装焊接工艺焊接。

    作为本发明的一实施方式,还具有高导磁率铁氧体磁片,所述的高导磁率铁氧体磁片设置在柔性电路板弯曲成的圆环内侧与塑料足环芯之间。

    作为本发明的一实施方式,所述的高频rfid芯片为以柔性塑料为基材,通过表面印刷或蚀刻铝或铜箔材料制作电路。

    作为本发明的一实施方式,所述的高频rfid芯片位于所述柔性电路板弯曲成的圆环的内侧。

    本发明还提供一种信鸽脚环用电子标签的制作方法,具体包括在pet基材上形成多层铜线结构,所述铜线结构在不同层间交错排列形成柔性线路板、将高频rfid芯片焊接在pet基材背面的金属焊盘上、将柔性电路板两端弯曲搭接,通过将pet基材两端的焊盘焊接或者粘接形成多圈螺旋天线结构、在柔性电路板的背面与圆柱型塑料基材中间设置高导磁率铁氧体磁片的步骤。

    本发明提供一种新型的信鸽脚环用电子标签,采用柔性电路板制作技术,以圆环对接方式焊接,采取柔性标签天线的易加工制作、稳定性好的特点,模拟铜线绕制的方法,改变磁场方向,能够完全解决现有技术中信鸽比赛中信鸽身份识别与时间戳感应和传统信鸽脚环性能不稳定及大批量高速生产的问题。

    附图说明

    图1为本发明的电子标签结构示意图;

    图2为本发明的电子标签展开结构示意图;

    图3为本发明的电子标签的单面电路意图;

    图4为本发明的电子标签的另一面的电路示意图;

    图5为本发明的电子标签的重叠全图。

    具体实施方式

    本发明提供一种信鸽脚环用电子标签,电子标签采用柔性电路板制作技术,具体的,柔性电路板有pet基材1形成,在pet基材1两端具有焊盘2,pet材料上形成横向排列的铜线结构3,不同层间的铜线结构交错排列,从而模拟绕线方式的铜线类圈层叠结构。高频射频识别(rfid)芯片4可以通过在pet基材1背面的金属焊盘部位通过倒封装焊接工艺焊接。电子标签通过将柔性电路板弯曲形成圆环绕制到塑料足环外侧,通过将pet基材两端的焊盘2焊接或者导电胶粘接等方式良好固定,形成一组多圈螺旋天线结构,从而解决了普通pet标签磁场方向不是圆环垂直方向问题,符合实际应用场景。

    本发明的电子标签中的高频rfid芯片4可采用13.56mhz高频rfid标签,可以在线圈背面金属焊盘部位通过倒封装焊接工艺焊接,具有加工速度快,芯片厚度小,标签体积小等特点,在足环生产时方便进行二次注塑,稳定性好,频率特征等技术参数不会被改变。高频rfid芯片4采用倒封装焊接手段,全自动化运行,产品质量稳定可靠,产能充足,有利于降低成本。

    作为本发明的一更优选方式,为了提高磁场吸收效果,提高导磁率,减少天线形成的线圈圈数,这里采用了在柔性电路板背面与圆柱形的塑料足环芯中间设置一圈高导磁率铁氧体磁片,厚度不超过0.15mm,可以大大提高标签整体的吸收磁场能量的性能,并大量减少绕制圈数,减小整体体积。

    作为本发明的一实施方式,电子标签的高频rfid芯片可以采用铝或铜材料印刷或蚀刻制作,制作成本低,厚度小,有大量加工厂家和设备生产,产能充裕。

    作为本发明的一实施方式,柔性电路板弯曲成圆环后,将柔性电路板用不干胶粘贴,可使用全自动化设备自动粘贴,焊盘对准可由视觉识别确定,脉冲焊接,焊接精度高,可靠性好,适合高精度大批量全自动化生产。

    作为本发明的另一实施方式,在粘贴柔性电路板时可以将高频rfid芯片向内粘贴,有利于保护芯片,在二次注塑和粘贴可视编码时稳定可靠,不容易受高温和高压环境影响,适合于无人工厂模式的全部流程自动化生产,产品品质获得提升。

    本发明的电子标签能够解决基于当前高频rfid芯片的在信鸽比赛电子足环上的应用,经过实际测试,普通的pet电子标签和电子环结构尺寸相当的标签,在普通小功率读卡器上仅可以识别10厘米以内,经过卷曲后,平面最佳扫描方向仅达到4厘米左右,垂直方向无法识别。而本发明的电子标签电子环扫描距离达到了15厘米左右,使用效果非常理想,超过了其他同类厂家产品水平。

    本发明的高频rfid电子标签采用柔性电路板技术,这种方法制作的标签厚度仅增加0.15mm,相比于传统铜线绕线方式的0.5mm厚度,大大降低了电子标签的体积,且能保持相同的应用性能,同时能够防止传统铜线绕线的线圈容易松散、生产一致性差、不能高速大批量生产的缺陷。

    本发明的信鸽脚环用电子标签具体加工方法为:a、在pet基材上形成多层铜线结构,不同层间的铜线结构交错排列,模拟绕线方式的铜线类圈层叠结构,形成柔性电路板;b、将高频rfid芯片通过倒封装焊接工艺焊接在pet基材背面的金属焊盘上;c、将柔性电路板的两端弯曲,通过pet基材两端的焊盘2焊接或导电胶粘接形成一组多圈螺旋天线结构;d、在柔性电路板背面与圆柱形塑料基材中间设置一圈高导磁率铁氧体磁片。

    需要强调的是,以上实施方式及方法中所列结构及步骤仅是为了说明本发明的相关技术,对于电子标签及制作方法并未做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质进行的简单修改,等同变化和修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。


    技术特征:

    1.一种信鸽脚环用电子标签,包括:柔性电路板和高频rfid芯片,所述柔性电路板由pet基材形成,所述pet基材两端具有焊盘,所述pet基材上不同层间形成平行交错排列的铜线结构,所述高频rfid芯片焊接在所述pet基材背面的金属焊盘上,所述柔性电路板弯曲形成圆环,绕制在塑料足环芯外侧。

    2.如权利要求1所述的电子标签,其特征在于,所述pet基材两端的焊盘焊接在一起,形成一组多圈螺旋天线结构。

    3.如权利要求1所述的电子标签,其特征在于,所述高频rfid芯片为13.56mhz高频rfid芯片,在所述pet基材背面金属焊盘部位通过倒封装焊接工艺焊接。

    4.如权利要求1所述的电子标签,其特征在于,还具有高导磁率铁氧体磁片,所述的高导磁率铁氧体磁片设置在柔性电路板弯曲成的圆环内侧与塑料足环芯之间。

    5.如权利要求1所述的电子标签,其特征在于,所述的高频rfid芯片为铝或铜材料通过印刷或蚀刻制作。

    6.如权利要求1所述的电子标签,其特征在于,所述的高频rfid芯片位于所述柔性电路板弯曲成的圆环的内侧。

    7.一种如前述任一权利要求的信鸽脚环用电子标签的制作方法,具有如下步骤:

    a、在pet基材上形成多层铜线结构,所述铜线结构在不同层间交错排列形成柔性线路板;

    b、将高频rfid芯片焊接在pet基材背面的金属焊盘上;

    c、将柔性电路板两端弯曲搭接,通过将pet基材两端的焊盘焊接或者粘接形成多圈螺旋天线结构;

    d、在柔性电路板的背面与圆柱型塑料基材中间设置高导磁率铁氧体磁片。

    技术总结
    本发明提供一种信鸽脚环用电子标签及其制作方法,包括:柔性电路板、高频RFID芯片,所述柔性电路板由PET基材形成,所述基材两端具有焊盘,所述PET基材上蚀刻表面导电金属镀层成互相平行的线,不同线间形成交错排列的导电金属(通常为铝或铜)线结构,高频RFID芯片焊接在所述PET基材背面的金属焊盘上,所述柔性电路板弯曲形成圆环,绕制在塑料足环内芯外侧。解决了现有技术中信鸽比赛中信鸽身份远距离识别、天线感应时间戳和传统信鸽高频脚环绕线圈型天线性能不稳定、无法大批量自动生产的问题。

    技术研发人员:赵振河;刘世杰
    受保护的技术使用者:天津市腾飞信鸽足环厂
    技术研发日:2020.12.23
    技术公布日:2021.03.12

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