本发明专利技术公开了一种内置天线的高频智能标签芯片，由高频天线、输入电容器、整流电路和信号处理电路构成。高频天线为通过光刻工艺设置在半导体基材上的多圈环绕的方形空心导电电感线圈，所述的线圈沿芯片的边缘向中心环绕设置；输入电容器为设置在半导体基材上和所述高频天线并联的等效电容器；整流电路为4端口输入输出电路，其中2个输入端口连接所述的高频天线端口，另2个输出端口为芯片内部电源供应端口，其中一个是VDD，另一个是GND；信号处理电路包含了中央控制电路、数据存储电路、时钟电路、调制解调电路、分频电路、电源管理电路和复位电路，使智能标签芯片具有独立的高频无线射频通信功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高频射频通信领域和高频智能标签芯片领域，尤其涉及ー种内置天线的闻频智能标签芯片。
技术介绍
近年来，由于射频电子技术的不断发展，特别是射频智能标签的广泛应用，正逐渐改变着人们的生活方式。常见的射频电子 标签分为从电源供应方面区分有源和无源两大类；从载波频率方面区分有125KHz (130KHz)的低频频段、13. 56MHz的高频频段、433MHz，915MHz的超高频频段、2. 4GHz, 5. 8GHz的微波频段；电子标签的应用无处不在，因此产生了各种形状，适合不同应用要求的产品，使人们的生活更便利更高效。常规的智能生产エ艺是将智能标签芯片上的天线焊盘和外部天线的输入端连接起来，形成完整的射频谐振电路，实现无线射频通信的功能。但是，由于需要实现较远的通信距离，高频智能标签在小功率通信应用中一般是在5-lOcm的读写距离，因此外部天线的尺寸要求比较大，通常是做成卡片形式，如公共交通卡、中国的ニ代身份证等形式。在某些特殊的场合，虽然降低了ー些通信距离的要求，如小区公共防盗门的电子锁钥匙，可以做成异形的智能标签，挂在钥匙扣上，方便使用。但即使是异形标签，天线也是必须的部件，其尺寸也还是比较大的，无法避开芯片和天线的物理连接。为了让射频电子标签能够更广泛地应用到日常生活中，一方面从成本上要降低到符合实际应用的需求，在某些场合，使体积缩小到某些特殊应用的场合，便于安装和使用，这就要求产品越做越小，越做越薄。高频频段，特别是大量应用的13. 56MHz频段的智能标签，电路的天线末端谐振电路大都为LC谐振双エ收发天线，如果要减小产品尺寸，势必要从缩小射频天线(L)的尺寸或取消外部匹配电容器(C)两方面想办法。从缩小射频天线角度考虑，减小射频天线的尺寸后，天线的电感量将减小，在相同芯片输入电容匹配的情况下，需要加入外部匹配电容器，才能达到13. 56MHz的谐振频率。如ZL201020588840. I公开的ー种天线内置式微型射频电子标签模块，就是采用上述方案实现的小型化智能标签。但是采用这种方案实现的智能标签，存在エ艺复杂，产品生产成本高，产品一致性差等缺点。因为外加匹配电容器一方面占用基板空间，另一方面需要采用表面贴装エ艺先将微型电容器焊接到基板上。进行表面贴装エ艺时，容易将焊接剂污染到芯片焊盘，而且回流焊的高温烘烤エ艺，会引起基板表面镀层的氧化变性及基板的物理尺寸变化，特别是基板变形，容易影响后续生产エ艺，造成产品品质下降。増加的电容器和表面贴装エ艺，都会造成成本的上升，使产品的性价比下降，影响产品综合竞争力。最主要的是，天线和芯片存在着物理连接，因此整体的尺寸商不能实现真正的微型化。
技术实现思路
本专利技术的目的是完善智能标签芯片的功能，降低智能标签产品的总体成本，实现具有市场竞争力和优势性价 比的具有完整的高频智能标签功能的芯片。本专利技术的技术适合在7. 78 MHz、13. 56MHz和27. 12MHz的射频智能标签芯片产品中。内置天线的高频智能标签芯片由高频天线、输入电容器、整流电路和信号处理电路构成 所述的高频天线为通过光刻エ艺设置在半导体基材上的多圈环绕的方形空心导电电感线圈，所述的线圈沿芯片的边缘向中心环绕设置； 所述的输入电容器为设置在半导体基材上和所述高频天线并联的等效电容器； 所述的整流电路为4端ロ输入输出电路，其中2个输入端ロ连接所述的高频天线端ロ，另2个输出端ロ为芯片内部电源供应端ロ，其中ー个是VDD，另ー个是GND ； 所述的信号处理电路包含了中央控制电路、数据存储电路、时钟电路、调制解调电路、分频电路、时序电路、电源管理电路和复位电路。进ー步的，所述高频天线，设置在单层线路层的外延。再进ー步，所述高频天线设置在多层线路层的外延，天线层的数量不超过芯片电路层的总和，所有层间的天线均同相连接。再进ー步，所述高频天线和芯片等效输入电容器并联连接。再进ー步，所述高频天线和芯片等效输入电容器组成的射频电路，其谐振频率为13.56MHz ο再进ー步，所述高频天线和芯片等效输入电容器组成的射频电路，其谐振频率为6. 78MHz 或 27. 12MHz。本专利技术的内置天线的高频智能标签芯片，经过测试、减薄、切割、包装后就可以应用到实际项目中。根据上述方案形成的本专利技术具有以下优点通过该技术实现的芯片具有独立的非接触式功能，同时该芯片具有极微小的体积，适合在小型物体和狭窄空间内使用。通过该技术实现的芯片，由于没有外部连接，产品的环境适应能力完全取决于芯片本身，适合在温度变化大、高湿度环境以及具有化学品腐蚀的环境中使用。通过该技术实现的芯片取消了外接天线，也取消了天线的焊接过程，避免了芯片因受热引起的品质下降，有效地节约生产材料和降低生产成本，同时提高了产品的品质。通过该技术实现的芯片，有效满足本领域的需求，具有极好的实用性、创造性和新颖性。附图说明图I为本专利技术的内置天线的高频智能标签芯片的内部结构及工作原理框图。图2为传统的高频智能标签芯片的内部结构及工作原理框图和应用示意图。图3为本专利技术的内置天线的高频智能标签芯片的内部天线连接示意图。图4为传统的高频智能标签芯片的天线焊盘和内部电路的连接示意图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进ー步阐述本专利技术。本专利技术针对现有微型智能标签常用的生产エ艺，所存在的不仅生产成本高，而且制造エ艺繁琐，使用中可靠性相对较差，产品体积偏大等问题，而提供的技术解决方案，实施具体如下 參见图2传统的高频智能标签芯片的内部结构及工作原理框图和应用示意图，虚线框I以内的部分为芯片本体，由输入电容器Cl、整流电路Rectifier和信号处理电路构成。输入电容器Cl为设置在半导体基材上的等效电容器，容量在l(T30pF之间，偶尔也有达到IOOpF左右的，目的是为了和外接射频天线获得良好的匹配。整流电路Rectifier为4端ロ输入输出电路，其中2个输入端ロ Inl和In2分别连接芯片外部的高频天线LI的2个端ロ Antl和Ant2，和输入电容器Cl并联连接。整流电路的另2个输出端ロ Outl和0ut2为直流电源输出端，其中0ut2定义为系统的电源接地(GND)，Outl定义为系统的电源VDD。在Outl和0ut2之间连接ー个电容器C2进行滤波，以获得性能良好的直流电源供芯片内部的其他电路工作。信号处理电路包含了中央控制电路ControlIer、数据存储电路DataMemory、时钟电路Clock Extractor、调制解调电路Modulator、分频电路Divider、时序电路Sequencer、电源管理电路Power Management和复位电路Reset。电源管理电路PowerManagement将整流滤波出的支流电源进行稳压并进行负载分配，供应给其他电路，每一路的电源供给采用电子开关侍服供应，以最省电的方式进行管理，以降低电路的功耗，使芯片获得最佳的通信灵敏度。中央控制电路Controller管理着每一部分电路的工作状态和エ作程序，使电路按要求的指令执行。上述方案是目前大量应用的智能标签方案，但是射频天线和芯片的天线焊盘之间必须有物理的电性连接，才能正常工作。大尺寸的射频天线可以获得本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.内置天线的高频智能标签芯片，其特征在于，所述的芯片由高频天线、输入电容器、整流电路和彳目号处通电路构成 所述的高频天线为通过光刻エ艺设置在半导体基材上的多圈环绕的方形空心导电电感线圈，所述的线圈沿芯片的边缘向中心环绕设置； 所述的输入电容器为设置在半导体基材上和所述高频天线并联的等效电容器； 所述的整流电路为4端ロ输入输出电路，其中2个输入端ロ连接所述的高频天线端ロ，另2个输出端ロ为芯片内部电源供应端ロ，其中ー个是VDD，另ー个是GND ； 所述的信号处理电路包含了中央控制电路、数据存储电路、时钟电路、调制解调电路、分频电路、时序电路、电源管理电路和复位电路。2.根据权利要求I所述的内置天线的高频智能标签芯片...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆红梅，
申请(专利权)人：上海祯显电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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