專利名稱：抗金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽及其防偽包裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線射頻識別領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
無線射頻識別(Radio Frequency Identification ；簡稱RFID)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于物流業(yè)及零售業(yè)等諸多領(lǐng)域，其有效提高了管理效率，并大大節(jié)約了人力成本。射頻識別系統(tǒng)由RFID電子標簽與RFID讀寫器組成，其工作過程是，RFID讀寫器產(chǎn)生特定頻率的電磁波并通過空間耦合的方式發(fā)送出去(也稱作發(fā)送提問信號)，當(dāng)RFID電子標簽進入RFID 讀寫器的讀取距離時，RFID電子標簽即會接收到該提問信號并將RFID讀寫器發(fā)送的電磁波進行反向散射偶合后返回給RFID讀寫器(即回復(fù)應(yīng)答信號)。射頻識別技術(shù)在防偽領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。在酒類、煙草和藥品等行業(yè)中，一旦出現(xiàn)仿冒產(chǎn)品，將會給社會和個人帶來不可估量的損失。這些產(chǎn)品的生產(chǎn)流通使用，需要有安全有效的防偽措施。紙基印刷防偽技術(shù)(例如激光防偽、數(shù)字防偽等)不具備唯一性和獨占性，易復(fù)制，難以起到真正的防偽作用。射頻識別防偽技術(shù)以其優(yōu)異的防偽能力而成為上述行業(yè)中的新寵。在射頻識別防偽技術(shù)中，需要在每個被保護物品上設(shè)置一個被動式的RFID電子標簽，每個RFID電子標簽都有一個全球唯一的ID號碼，該ID號碼存儲在芯片的只讀存儲器中，如此可確保無法修改和無法仿造，大大提高了防偽性能。但在上述酒類、煙草或藥品行業(yè)中被保護物品體積不大，而且大多采用鍍鋁紙印刷包裝盒的包裝方式，普通電子標簽如果貼在包裝表面，根本無法有效讀取。現(xiàn)有技術(shù)中的 RFID天線通常采用對稱振子，相應(yīng)的RFID標簽基本都采用天線與芯片分離的分體式結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)防偽目的。2007年6月20日公開的專利申請?zhí)枮?00510126482. 6的“基于射頻識別技術(shù)的酒類防偽系統(tǒng)及方法”的中國專利就揭示了一種分體式RFID防偽標簽，其天線本體位于酒瓶本體的外側(cè)，芯片設(shè)置在瓶蓋內(nèi)側(cè)，天線本體與芯片之間的連接通路是由兩者對應(yīng)的引線及焊點(或者附加金屬帶)對應(yīng)連接實現(xiàn)。由此導(dǎo)致了 RFID防偽標簽占用空間大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本較高和易在包裝運輸過程中損壞等諸多問題。也有專利揭示把電子標簽設(shè)計到瓶蓋內(nèi)部或貼在瓶蓋表面的方法。但是由于產(chǎn)品外包裝由鋁箔覆蓋，該標簽在包裝不打開的情況下無法有效讀取，而打開外包裝又破壞了產(chǎn)品的完整性，降低了 RFID 電子標簽防偽的作用。超高頻電子標簽由于使用900MHz范圍的無線電波與讀寫器進行通訊，能夠?qū)崿F(xiàn)較遠的讀取距離，但受金屬和液體環(huán)境的影響很大，貼附在金屬材料表面甚至?xí)?dǎo)致無法通訊。而當(dāng)前在食品、飲料、藥品、香煙、電器行業(yè)中普遍使用鋁箔或真空鍍鋁材料進行包裝和印刷，因此無法應(yīng)用電子標簽實現(xiàn)對單品有關(guān)防偽、防竄貨的有效管理。另外，目前外貼的防偽標識大多數(shù)采用易碎材料制作，具有一撕即毀的效果，但是將之直接應(yīng)用于防偽電子標簽，在貼附和運輸過程中極易導(dǎo)致電子標簽損毀
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型目的是公開一種貼附在含有金屬成分的包裝表面的防揭貼的超高頻電子標簽，該標簽?zāi)軐崿F(xiàn)在金屬表面可靠讀取，能避免或減少標簽在貼附及運輸過程中意外損毀的概率，有效提高防偽性能。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、簡單可行、成本低廉、產(chǎn)能大。本實用新型另一目的是公開了防揭貼防偽電子標簽與金屬表面標識物構(gòu)成的電子防偽包裝，電子防偽包裝事先內(nèi)置了天線與芯片一體式的RFID標簽，將RFID標簽密封在包裝本體上，降低了整體成本，減少生產(chǎn)廠家的實施難度，有助于減小生產(chǎn)工廠貼附防偽電子標簽時意外損壞的概率，并可有效提高防偽性能。一種抗金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，為復(fù)合結(jié)構(gòu)的RFID電子標簽，技術(shù)方案為所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的RFID電子標簽由底至面依次包括不干膠底層、“島”型復(fù)合墊片、易碎紙基板、折合對稱振子天線及芯片、不干膠面層和表層面材，天線與易碎紙基板牢固結(jié)合成一體，芯片與天線電性連接，“島”型復(fù)合墊片正對芯片所在位置，該復(fù)合墊片的尺寸小于易碎紙基板的尺寸；所述標識物本體表面由鍍鋁紙覆蓋，且本體表面具有一個縫隙空間，將整個電子標簽貼附在標識物本體表面，標簽對稱的天線結(jié)構(gòu)以縫隙為對稱線，標簽的芯片部位對準縫隙位置處。一種電子防偽包裝技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)包括具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的RFID電子標簽和標識物本體，所述標識物本體表面由鍍鋁紙覆蓋，且本體表面具有一個縫隙空間，將整個電子標簽貼附在標識物本體表面，標簽對稱的天線結(jié)構(gòu)以縫隙為對稱線，標簽的芯片部位對準縫隙位置處。所述天線結(jié)構(gòu)設(shè)計采用片狀折合對稱振子，它包括處于中心位置的片狀折合對稱振子導(dǎo)體和處于邊側(cè)位置的加載極導(dǎo)體，所述片狀折合對稱振子導(dǎo)體折合并與IC芯片連接呈閉合回路，所述加載極導(dǎo)體與片狀折合對稱振子導(dǎo)體電性連接，加載極導(dǎo)體為呈彎曲狀的加載極。所述片狀折合對稱振子導(dǎo)體為矩形或環(huán)形。所述加載極設(shè)計成多對，每對加載極對稱設(shè)置于片狀折合對稱振子導(dǎo)體上。在所述表層面材的上表面在芯片位置處印制一條直線作為標識，便于對齊貼附在包裝表面縫隙的合適位置。進一步加強防偽措施，在所述天線上設(shè)有模切刀口線，揭起時將必然破壞芯片和天線之間的電性連接，導(dǎo)致電子標簽失效，防止回收造假。本實用新型抗金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽設(shè)計制作方法將標簽天線設(shè)計采用折合對稱振子天線形式，并以易碎紙作為天線的基板，將天線與易碎紙基板牢固結(jié)合成一體，保證天線與易碎材料從附著物上被剝離的時兩者一起被破碎撕毀。將芯片放置于折合對稱振子天線中間的供電部分，實現(xiàn)天線和芯片之間的電性連接。在易碎紙基板底面且對準芯片的中央位置處疊加一個“島”型復(fù)合墊片，該復(fù)合墊片的尺寸應(yīng)小于易碎紙基板的尺寸，從而使電子標簽黏貼于標識物表面后天線在芯片所在的中央處形成拱形的空間結(jié)構(gòu)。在上述易碎紙基板面層涂敷不干膠，該不干膠上面再復(fù)合上涂布有成膜劑的表層面材，表層面材和不干膠尺寸大于易碎紙基板面積，即表層面材完全覆蓋RFID天線和芯片，并在四周留出空白。本實用新型RFID標簽天線采用折合對稱振子天線，使天線結(jié)構(gòu)小型化，更好得適應(yīng)標簽應(yīng)用于小體積標識物表面上。天線可以選擇金屬絲、金屬箔或者印刷導(dǎo)線等常規(guī)的形式，材質(zhì)可以選擇銀、鋁、銅等常規(guī)的導(dǎo)電體。采用現(xiàn)有技術(shù)中印刷、真空鍍、復(fù)合等常規(guī)方式將天線與易碎紙結(jié)合，只要保證天線與易碎紙從附著標識物上被剝離的時一起破碎撕毀。易碎紙材料為市售，原料來源屬現(xiàn)有技術(shù)，選用易碎材料制作標簽基板，具有一撕即毀的效果。采用現(xiàn)有技術(shù)已有的ACP導(dǎo)電膠倒扣封裝、strap條帶貼合或引線鍵合等方式實現(xiàn)芯片與RFID天線之間直接電性連接。進一步強化，芯片與所述RFID天線電性連接部位以 UV膠等材料加以固化保護。隔著基板在芯片下放置墊片形成局部凸出的“島”型結(jié)構(gòu)，使金屬天線在芯片所在的中央處形成立體的拱形空間結(jié)構(gòu)，是解決UHF頻段RFID標簽?zāi)苓m應(yīng)金屬環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)措施。起保護作用的表層面材的材料可以是各種薄膜如PE膜或紙張，標簽貼附到產(chǎn)品包裝上面時該表層面材起到的關(guān)鍵的保護作用，由于使表層面材尺寸大于易碎紙基板上的天線面積，即表層面材完全覆蓋RFID天線和芯片，即可使RFID天線和芯片得到完全保護，有效保護RFID天線和芯片正常情況下不易損壞，避免由于外力拉伸導(dǎo)致天線斷裂，該設(shè)計簡單而巧妙，而達到的效果極其顯著。為了進一步強化防偽效果，在表層面材內(nèi)側(cè)面上可印刷有防偽圖案，由此在試圖剝離標識物表面的防偽電子標簽時，表層面材會從電子標簽表面脫落并留下防偽圖案損壞印記，表明該標簽已經(jīng)使用過。為便于儲藏和運輸，易碎紙基板底面涂敷不干膠并黏附有底紙，不干膠對“島”型復(fù)合墊片限位在標簽基板規(guī)定的位置，且底紙對易碎紙基板起到保護作用。電子標簽被黏貼于標識物體時，只要揭到最底層的底紙，直接將電子標簽黏貼于對象物表面即可。包裝本體表面由鍍鋁紙覆蓋，具有一個縫隙空間，本實用新型防偽電子標簽以芯片部位對齊縫隙位置貼附在包裝本體表面，形成本防偽包裝。該防偽包裝提供給生產(chǎn)廠家，在裝入產(chǎn)品以后只需要通過加封固定，啟動防偽電子標簽。消費者打開包裝的時候需要從縫隙處撕裂，如此，同時破壞防偽電子標簽。本實用新型超高頻UHF無源FRID標簽，特應(yīng)用于食品、酒類、 飲料、藥品、香煙、電器等普遍使用鋁箔或真空鍍鋁材料進行包裝和印刷的這類標識物體， 本實用新型能實現(xiàn)對這些標識物體單品的有效管理，防止出現(xiàn)偽造和竄貨。與現(xiàn)有技術(shù)中采用特殊設(shè)計硬質(zhì)天線的抗金屬RFID標簽相比，本實用新型方的防偽電子標簽采用了恰當(dāng)厚度的單層或多層易碎材料為天線電介質(zhì)，由外表層面材、電介質(zhì)層(附設(shè)有芯片及天線)、島型復(fù)合墊、不干膠形成復(fù)合型標簽結(jié)構(gòu)，簡化結(jié)構(gòu)，本實用新型為柔性抗金屬電子標簽，并具有防揭貼功能，集成多種防偽技術(shù)，具有極佳的防偽效果， 表層面材的使用有效保護了易碎紙防偽電子標簽，并可以采用機械化設(shè)備大批量生產(chǎn)，降低了成本。

圖1為本實施例1中RFID標簽主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實用新型RFID復(fù)合型標簽結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖。僅用以方便描述標簽內(nèi)各層之間的構(gòu)造和位置關(guān)系，大小、厚度和形狀不具有表征意義。圖3實用新型RFID標簽黏貼于標示物表面的位置示意圖。標記說明100-標簽厚度層，1-片狀折合對稱振子導(dǎo)體，2-加載極導(dǎo)體，3-芯片， 4- “島型”墊片，5-表層面材，6-底紙，7-縫隙，8-標識物金屬表面。9-面層，10-底層。
具體實施方式
[0021]以下為本實用新型的一個具體應(yīng)用例，為一款關(guān)于采用易碎紙制作抗金屬的超高頻UHF無源RFID標簽1.所標識物體的形狀及物理特性該超高頻UHF無源FRID標簽，貼附到鋁箔或鍍鋁紙印刷的包裝盒上。盒子中間會有一道縫隙7，標簽覆蓋在縫隙兩側(cè)，如圖3所示。2.應(yīng)用需達到的使用效果盒子打開時該易碎紙標簽的天線要完全毀壞。3.天線材質(zhì)低溫固化印刷銀漿(厚度3-20um) (90攝氏度半小時)印刷網(wǎng) 280Mesho4.天線基材易碎紙IOOum 200um (介電常數(shù)Er < 3)，保存溫度5 40攝氏度，濕度大于40%。5.尺寸長方形，20_*40_，“島”型復(fù)合墊4尺寸正方形18*18_6.倒扣封裝，采用S0NYACP-BP304E導(dǎo)電膠。7.芯片NXP G2il8.標簽表面會復(fù)合一層超薄的防偽印刷面紙6，面紙與標簽之間有一層離型膠膜。9.讀取距離大于5 10cm。如圖1所示的本實施例天線，天線結(jié)構(gòu)設(shè)計采用片狀折合對稱振子，它包括處于中心位置的片狀折合對稱振子導(dǎo)體1和處于邊側(cè)位置的加載極導(dǎo)體2，所述片狀折合對稱振子導(dǎo)體1折合并與IC芯片3連接呈閉合回路。共有兩對加載極導(dǎo)體，它們分別與片狀折合對稱振子導(dǎo)體1電性連接，加載極導(dǎo)體2為呈彎曲狀的加載極。為了減小其物理尺寸，本實施例在對稱折合陣子的外面再加兩對加載極2，并對其中一對加載極進行彎曲設(shè)計，目的是減小整體天線面積，實際工作頻率決定了振子大小，這樣不僅可以降低天線的特性阻抗，使其阻抗曲線變化平緩，還可以展寬工作頻帶，同時它的一個重要作用是大大增加了標簽的雷達散射截面，這在微波RFID系統(tǒng)中是極為關(guān)鍵的。通過調(diào)節(jié)片狀折合對稱振子導(dǎo)體回路內(nèi)間距可以改變天線的輸入阻抗，用于實現(xiàn)天線與標簽芯片之間的阻抗匹配，實現(xiàn)傳輸最大的能量進出標簽芯片。在RFID應(yīng)用中，芯片IC的輸入阻抗可能是任意值，天線的設(shè)計難以達到最佳，片狀折合對稱振子導(dǎo)體回路內(nèi)間距的具體參數(shù)由實際需要來確定，如此可以提高標簽的感應(yīng)能力，提高標簽的靈敏度。本實施例中，加載極2的彎曲設(shè)計可以為矩形直角彎曲、三角形彎曲、弧形彎曲或梯形彎曲等，實施例中不必要作具體限定。優(yōu)選，所述片狀折合對稱振子導(dǎo)體為矩形或環(huán)形，其水平寬度范圍為2 50. 8mm, 其垂直長度范圍為2 80mm，以適應(yīng)實際應(yīng)用需要為準。如圖2所示，在易碎紙基板下面且對準芯片3的中央位置處疊加一個“島”型復(fù)合墊片4，天線在芯片所在的中央處形成拱形的空間結(jié)構(gòu)。所述“島”型復(fù)合墊的厚度為 0. 05mm至0. 3mm之間。電子標簽啟用時，揭去底紙6，將標簽如圖3所示黏貼于標識物表面， 天線在芯片所在的中央處形成拱形的空間結(jié)構(gòu)同時感應(yīng)標識物金屬表面，標識物金屬表面接入天線的組成部分。本實用新型RFID電子標簽為復(fù)合結(jié)構(gòu)的RFID電子標簽，如圖2所示，由底至面依次包括不干膠底層、“島”型復(fù)合墊片4、易碎紙基板、折合對稱振子天線及芯片、不干膠面層和表層面材5。天線與易碎紙基板牢固結(jié)合成一體，芯片與天線電性連接，(圖2中將天線及芯片層、基板層、兩層不干膠層合為標簽厚度層100)，“島”型復(fù)合墊片4正對芯片3所在位置，該復(fù)合墊片的尺寸小于易碎紙基板的尺寸。所述標識物本體表面由鍍鋁紙覆蓋，且本體表面8具有一個縫隙7空間，將整個電子標簽貼附在標識物本體表面，標簽對稱的天線結(jié)構(gòu)以縫隙為對稱線，標簽的芯片3部位對準縫隙7位置處。防偽電子標簽以芯片3部位對齊縫隙7位置貼附在包裝本體表面8，得到的防偽包裝提供給生產(chǎn)廠家，在裝入產(chǎn)品以后只需要通過加封固定，啟動防偽電子標簽，消費者打開包裝的時候需要從縫隙7處撕裂，如此，同時破壞防偽電子標簽。 為更好的適應(yīng)實際應(yīng)用效果，對技術(shù)方案作進一步限定，如圖2所示的側(cè)視示意圖，標簽中基板、天線和不干膠構(gòu)成了標簽的厚度層100，該厚度設(shè)定為0. 05mm至Imm之間較為適宜，所述電介質(zhì)基板由一層或多層易碎材料構(gòu)成，介電常數(shù)為1到100之間。通過實施例知，標簽厚度層100的厚度大于Imm時，由于標簽過厚易于從附著物上被剝離重用，沒有防偽意義。由于易碎紙的極易粉碎的性質(zhì)，厚度層100的厚度小于0. 05mm時很難構(gòu)建正常的電子標簽。優(yōu)選，RFID天線與不干膠層的厚度為0. 2mm，識別兼防偽效果最佳。
權(quán)利要求1.一種金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，為復(fù)合結(jié)構(gòu)的RFID電子標簽，由底至面依次包括不干膠底層、“島”型復(fù)合墊片、易碎紙基板、折合對稱振子天線及芯片、不干膠面層和表層面材，天線與易碎紙基板牢固結(jié)合成一體，芯片與天線電性連接， “島”型復(fù)合墊片正對芯片所在位置，該復(fù)合墊片的尺寸小于易碎紙基板的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，所述天線結(jié)構(gòu)設(shè)計采用片狀折合對稱振子，它包括處于中心位置的片狀折合對稱振子導(dǎo)體和處于邊側(cè)位置的加載極導(dǎo)體，所述片狀折合對稱振子導(dǎo)體折合并與IC芯片連接呈閉合回路，所述加載極導(dǎo)體與片狀折合對稱振子導(dǎo)體電性連接，加載極導(dǎo)體為呈彎曲狀的加載極。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，所述片狀折合對稱振子導(dǎo)體為矩形或環(huán)形。
4.如權(quán)利要求2所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽裝，其特征在于，所述加載極設(shè)計成多對，每對加載極對稱設(shè)置于片狀折合對稱振子導(dǎo)體上。
5.如權(quán)利要求2所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，在所述天線上設(shè)有模切刀口線。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，在所述表層面材的上表面在芯片位置處印制一條直線作為標識。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，在表層面材內(nèi)側(cè)面上可印刷有防偽圖案。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，所述 “島”型復(fù)合墊的厚度為0. 05mm至0. 3mm之間。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，標簽中基板、天線和不干膠構(gòu)成了標簽的厚度層，該厚度層設(shè)定為0. 05mm至Imm之間。
10.如權(quán)利要求9所述的金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽，其特征在于，所述厚度層為0. 2mmο
11.一種由權(quán)利要求1至10任一金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽和標識物本體組成的防偽包裝，其特征在于，所述標識物本體表面由鍍鋁紙覆蓋，且本體表面具有一個縫隙空間，將整個電子標簽貼附在標識物本體表面，標簽對稱的天線結(jié)構(gòu)以縫隙為對稱線，標簽的芯片部位對準縫隙位置處。
專利摘要本實用新型涉及抗金屬表面干擾的防揭貼超高頻電子標簽及其防偽包裝，屬于無線射頻識別領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。復(fù)合結(jié)構(gòu)的RFID電子標簽由底至面依次包括不干膠底層、“島”型復(fù)合墊片、易碎紙基板、折合對稱振子天線及芯片、不干膠面層和表層面材，天線與易碎紙基板牢固結(jié)合成一體，“島”型復(fù)合墊片正對芯片所在位置，該復(fù)合墊片的尺寸小于易碎紙基板的尺寸。標識物本體表面由鍍鋁紙覆蓋，本體表面具有一個縫隙空間，標簽對稱的天線結(jié)構(gòu)以縫隙為對稱線，標簽的芯片部位對準縫隙位置處。防揭貼防偽電子標簽?zāi)軐崿F(xiàn)在金屬表面可靠讀取，能避免或減少標簽在貼附及運輸過程中意外損毀的概率，有效提高防偽性能。本實用新型設(shè)計巧妙、簡單可行、成本低廉、產(chǎn)能大。
文檔編號G06K19/077GK202205228SQ201120184989
公開日2012年4月25日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者王剛 申請人:上海商格信息科技有限公司