一种液态RFID天线及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种液态RFID天线，该RFID天线至少包括有环形天线部分以及液态金属天线部分；环形天线部分设置在第一介质基板上，该环形天线部分包括有内环天线部分以及外环天线部分；液态金属天线部分设置在第二介质基板内，第一介质基板上的内环天线部分与外环天线部分的接口处电性连接电子芯片。本申请提出一种环状结构走线结合液态金属天线的新模式，拓展了RFID的多场合使用契合度，满足柔软特性的同时能够保证天线的电性能，并提出了巧妙的备用改善方案，极大的提升了RFID在不同场景使用的满意度。

Liquid RFID antenna and its making method

The invention provides a liquid RFID antenna, which comprises at least a ring antenna part and a liquid metal antenna part; a ring antenna part is arranged on a first dielectric substrate, and the ring antenna part includes an inner ring antenna part and an outer ring antenna part; and a liquid metal antenna part is arranged in a second dielectric substrate. The inner ring antenna portion on the first dielectric substrate is electrically connected with the electronic chip at the interface of the outer ring antenna portion. This application proposes a new mode of circular structure wiring combined with liquid metal antenna, which extends the fitness of RFID in many occasions, satisfies the flexibility and ensures the electrical performance of the antenna. A clever backup improvement scheme is proposed, which greatly improves the satisfaction of RFID in different scenarios.

【技术实现步骤摘要】
一种液态RFID天线及其制作方法
本专利技术属于无线通信天线领域，更具体的说，涉及一种使用液态金属制作的RFID天线。
技术介绍
射频识别即RFID（RadioFrequencyIdentification）技术是一种可通过无线通信识别特定目标并读写数据的非接触式通信技术。全球范围内采用广泛的的超高频RFID频段标准包括中国标准（840-844.5MHz和920.5-924.5MHz）、美国标准（902-928MHz）及欧洲标准（866-869MHz）。通信过程中必须使用的RFID标签天线是RFID系统的重要组成部分，它的性能会直接影响整个RFID系统的效率与质量。然而由于RFID天线的与生俱来的特性：体型多薄、内部结构复杂、使用场合多样、阻抗匹配难、增益不够用等诸多特性都容易使得RFID难以满足日益多变的使用需求。尤其当前的智能家居，甚至智能日用品等都对RFID的使用特性提出了新的要求，耐水性、耐折性、耐热性、可多次重复利用、性能可靠性等迫切需求变得越来越明显，而传统的RFID卡片或者结构已经不能满足需求。实际中，我们也注意到越来越多的领域对RFID电子标签具有大变形能力提出了需求，例如电子产品的个性化和多样化程度的提高，RFID电子标签应用在一些复杂工况和复杂曲面上对RFID电子标签的变形能力都提出了要求和挑战。这时候液态天线的运用给了技术人员很多想象空间，液态金属天线具有很好的拉伸性能，在研究以及实际应用中得到了广泛的关注，但是存在的最大问题是液态金属射频天线在拉伸过程中其工作频率不稳定，可控性很差，设计可拉伸并且共振频率可调控的液态天线目前还仍然很难克服。所以虽然液态天线具有传统天线不具有的可修复性、复杂通信应用，但仍然还停留在实验室的居多，应用极少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特定结构液态RFID天线，用于解决上述技术问题，具有较薄平柔软的天线外形质地结构，通过合理灵活的将液态金属天线设置在不同层的介质基板上，与传统环形天线灵活配合，使得RFID不仅能够较强的适应不同环境，并维持良好的天线工作性能，提升使用满意度。基于此，本专利技术提出一种液态RFID天线，其特征在于所述RFID天线至少包括有环形天线部分以及液态金属天线部分。所述环形天线部分设置在第一介质基板上，该环形天线部分包括有内环天线部分以及外环天线部分。所述液态金属天线部分设置在第二介质基板内，所述液态金属天线部分由两U型结构相对设置构成，所述U型结构底部伸出梳齿，构成梳状耦合器。所述第一介质基板上的内环天线部分与外环天线部分的接口处电性连接电子芯片，所述第二介质基板内的液态金属天线部分的两U型结构的一侧端部也电性连接电子芯片；所述第一介质基板位于第二介质基板上，两基板层叠。优选的，所述液态金属天线部分透视至第一介质基板上时，位于第一介质基板的非金属线圈部分，与内环天线部分相对设置在外环天线部分内侧范围内。优选的，所述液态金属天线部分通过两锥型连接装置连接至电子芯片，该锥型连接装置埋入所述第一介质基板斜切接入所述液态金属天线，该锥型连接装置的内侧设有锥型空心槽，通过该锥型空心槽可从第一基板表面向所述第二基板内充填液态金属。优选的，第一介质基板上还设置一柔性防水层。一种如权利要求1所述的液态RFID天线制作方法，其特征在于，制作步骤如下：首先根据实际天线工作的场合需要计算并模拟出对应环境中天线的尺寸大小，后面步骤中的各部操作都依据上述计算并模拟的结果进行。在所述第二介质基板的对应位置上预制液态金属天线的走线孔或走线槽，槽或孔的内壁涂覆防腐蚀抗高温薄膜。在所述第一介质基板内对应位置设置锥形孔，该对应位置垂直方向上偏离第二介质基板上U型槽接口的垂直位置，在锥型孔内埋入对应大小的锥型连接装置，所述锥型连接装置内预先留好锥型空心槽。层叠第一第二介质基板，使得锥型连接装置一端电性连接电子芯片，另一端可以斜切接入所述第二介质基板内的液态金属天线，实现电性连接。通过锥型空心槽向所述第二介质基板内的预留槽或孔进行液态金属充填，充填液态金属至指定未满填的高度时即可，继续向锥型空心槽中注满封闭导电油墨，对导电油墨进行烘烤凝固以封闭充填口。在第一介质基板的表面上印制环状金属走线的导电油墨，根据实际天线的工作频段设置外环以及内环走线部分的具体圈数，完成印制后进烤箱进行烘烤。放置电子芯片，芯片触脚分别与环形天线接口以及锥型连接装置电性焊接；最后在所述第一介质基板上覆盖设置一柔性防水层。优选的，所述环形天线部分的连接电子芯片的接口处设置成锥型过度结构。优选的，所述柔性防水层与第一介质基板以及第一第二介质基板之间，通过粘性胶水进行粘接，粘接后进行适度烘干。优选的，所述内环天线部分与外环天线部分的末端连接可以通过基板内部嵌入走线。本专利技术的有益效果为：解决了传统RFID天线耐受性差，在面临不同的使用环境时性能不稳定，容易内部折损，可调节度不足等技术缺陷，本申请提出一种环状结构走线结合液态金属天线的新模式，拓展了RFID的多场合使用契合度，满足柔软特性的同时能够保证天线的电性能，也避免了传统液态金属天线由于尺寸变化造成的性能变化，更提出了巧妙的备用方案解决系统本身的可能造成的缺陷，极大的提升了RFID使用场景的满意度。附图说明图1是本专利技术液态RFID天线结构的侧视图。图2是本专利技术液态RFID天线的正向透视图。图3是本专利技术液态RFID天线介质基板中充填液态金属的微流通道。图4是本专利技术液态RFID天线锥型连接装置处的斜切剖面图。图5是本专利技术液态RFID天线频率响应测试图谱。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，所以图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1-2所示，本专利技术中RFID天线至少包括有环形天线部分10以及液态金属天线部分20，所述环形天线部分10设置在第一介质基板32上，该环形天线部分包括有内环天线部分12以及外环天线部分11；在具体制作时，天线的环状圈数不做特别限定，在本领域人员可以遇见的范围内，根据不同的RFID系统应用场景，可以设置不同的环绕圈数；这当中外环部分的操作余地可能会比内环的操作余地要少，原因在于液态金属天线20的设置，本专利技术中灵活的将液态金属天线设置在外环天线走线范围内，这样设置的好处是，由于天线工作性能的要求，使得外环天线部分与液态金属天线部分尽量不能重叠，否则对天线整体工作的性能影响将会较大，典型的影响或干扰是两天线的工作频段重叠的区域，会出现严重的扰动，波束旁瓣之间牵扰会损耗较多的天线增益；另外更好的设置是尽量大的使得外环与液态金属天线的U型底部距离拉远，让互相独立度显著的提升，这也是为何本申请中使用锥型连接装置23斜切接入液态金属天线20以及电子芯片30的原因，参见图4中设置锥型斜切角度结构，可以较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态RFID天线，其特征在于所述RFID天线至少包括有环形天线部分以及液态金属天线部分；所述环形天线部分设置在第一介质基板上，该环形天线部分包括有内环天线部分以及外环天线部分；所述液态金属天线部分设置在第二介质基板内，所述液态金属天线部分由两U型结构相对设置构成，所述U型结构底部伸出梳齿，构成梳状耦合器；所述第一介质基板上的内环天线部分与外环天线部分的接口处电性连接电子芯片，所述第二介质基板内的液态金属天线部分的两U型结构的一侧端部也电性连接电子芯片；所述第一介质基板位于第二介质基板上，两基板层叠。

【技术特征摘要】
1.一种液态RFID天线，其特征在于所述RFID天线至少包括有环形天线部分以及液态金属天线部分；所述环形天线部分设置在第一介质基板上，该环形天线部分包括有内环天线部分以及外环天线部分；所述液态金属天线部分设置在第二介质基板内，所述液态金属天线部分由两U型结构相对设置构成，所述U型结构底部伸出梳齿，构成梳状耦合器；所述第一介质基板上的内环天线部分与外环天线部分的接口处电性连接电子芯片，所述第二介质基板内的液态金属天线部分的两U型结构的一侧端部也电性连接电子芯片；所述第一介质基板位于第二介质基板上，两基板层叠。2.如权利要求1所述的液态RFID天线，其特征在于，所述液态金属天线部分透视至第一介质基板上时，位于第一介质基板的非金属线圈部分，与内环天线部分相对设置在外环天线部分内侧范围内。3.如权利要求1所述的液态RFID天线，其特征在于，所述液态金属天线部分通过两锥型连接装置连接至电子芯片，该锥型连接装置埋入所述第一介质基板斜切接入所述液态金属天线，该锥型连接装置的内侧设有锥型空心槽，通过该锥型空心槽可从第一基板表面向所述第二基板内充填液态金属。4.如权利要求3所述的液态RFID天线，其特征在于，第一介质基板上还设置一柔性防水层。5.一种如权利要求1所述的液态RFID天线制作方法，其特征在于，制作步骤如下：首先根据实际天线工作的场合需要计算并模拟出对应环境中天线的尺寸大小，后面步骤中的各部操作都依据上述计算并模拟的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志翔，
申请(专利权)人：苏州德索文信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32