一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的UHF陶瓷电子标签的制作方法

一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的uhf陶瓷电子标签
技术领域
1.本实用新型涉及一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的uhf陶瓷电子标签，具体为能在超高压强、高温、振动环境中使用的超级耐磨小体积抗金属uhf陶瓷电子标签，属于rfid电子标签设计技术领域。


背景技术：

2.常用的uhf电子标签，形状以圆形、长方形、及其近似形状为主，一般不会采用环形结构，原因是：环形结构的中间有个孔，它对信号接收影响太大，使得电子标签读取距离大缩短。不过一些特殊环境下，要求电子标签是环形结构，如钥匙挂件标签。采用环形结构的电子标签读距相对来说都短很多。
3.目前的电子标签最怕接近金属使用，原因是：金属会与标签“争夺”有限的电磁波信号，而且金属中感生电流产生的电磁场又会干扰电子标签的信号，使得电子标签发生频偏、出现信号衰减等情况。表现为，标签的读距短，甚至读不到。而在一些特殊情况下，又不得不在金属环境中使用电子标签，所谓“抗金属”电子标签，就是指能够在金属环境中正常使用的电子标签。这就需要对电子标签采取一些技术手段，做一些特殊的设计。但不管如何设计，相对非金属环境，读距还是会短许多。
4.用陶瓷材质做电子标签的缺点是：笨重、易碎、标签的生产工艺复杂、成本高，所以非特殊情况，电子标签是不会采用陶瓷的。陶瓷标签的优点是：信号利用率高，相同的接收面积下，陶瓷标签读距优于普通标签。适合对体积要求小情形。另外陶瓷有耐高温的特点。
5.目前，市场上的电子标签有单独耐高温的，甚至有抗金属且耐高温的，但集上述恶劣条件于一身，即在超高压强、高温、振动、超级耐磨、小体积、抗金属的环境下使用的还没有，尤其是要求耐磨、超高压强的环境。
6.本实用新型反其道而行之，在本实用新型的配合下，能产生一种“耐高温、超高压强、抗金属、小体积”的特殊电子标签。


技术实现要素：

7.本实用新型目的在于针对上述不足，提供一种能够耐高温、超高压强、抗金属、小体积的耐温耐压抗金属的rfid电子标签，通过本实用新型，体积小、满足嵌入金属表体表面承受超高压强需求，且在高温、摩擦严重环境下，标签连续使用而不坏。（注：这里的“不坏”是指：返回常温环境之后，标签信息乃可读）。
8.本实用新型的目的是这样实现的：一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的uhf陶瓷电子标签，其特征是：包括陶瓷标签、软垫、防护罩，防护罩的一端开口，陶瓷标签上设有天线、芯片，芯片与天线连接，置于陶瓷标签、软垫依次从防护罩的开口置于防护罩内，且通过灌封胶将陶瓷标签、软垫密封于防护罩内；所述防护罩的材质为氧化锆陶瓷。
9.所述陶瓷标签为环状陶瓷标签，防护罩为环状防护罩；
10.所述环状防护罩顶面为承压面，承压面上设有无线信号极化方向标记，环状防护
罩上设有一端开口的环状陶瓷标签安装槽，环状陶瓷标签安装槽内的底壁上设有与环状陶瓷标签安装槽底壁垂直的支撑柱，环状陶瓷标签安装槽内的侧壁上设有对称的芯片安装槽、下侧壁平面；
11.所述环状陶瓷标签的圆形外周设有对称的上环状陶瓷标签平面、下环状陶瓷标签平面，环状陶瓷标签上设有芯片、天线，芯片与天线连接，且芯片设置于圆形外周的上环状陶瓷标签平面上；所述环状陶瓷标签上还设有环状陶瓷标签穿孔；
12.所述软垫上设有软垫穿孔；
13.所述环状陶瓷标签、软垫依次置于环状陶瓷标签安装槽内，且环状陶瓷标签上的环状陶瓷标签穿孔、软垫上的软垫穿孔依次套于支撑柱上；环状陶瓷标签上的芯片置于芯片安装槽内，下环状陶瓷标签平面对应下侧壁平面；
14.所述软垫一面与环状陶瓷标签接触，另一面设有灌封胶，灌封胶将环状陶瓷标签安装槽的开口密封，且灌封胶置于环状陶瓷标签安装槽内，且密封套于支撑柱上。
15.所述灌封胶由胶水灌注于环状陶瓷标签安装槽内冷却形成。
16.所述支撑柱与环状防护罩为一体。
17.所述软垫圆周的一侧设有与芯片安装槽相匹配的凸起，另一侧设有与下软垫平面，且凸起与下软垫平面对称，软垫置于环状陶瓷标签安装槽内时，凸起置于芯片安装槽，对芯片进行防护。
18.所述环状陶瓷标签上的天线包括正面天线、背面天线；
19.其中，正面天线、背面天线上均涂有一层镀银金属；芯片的一个引脚与正面天线连接，另一个引脚与背面天线连接。
20.所述软垫的材质为硅橡胶；灌封胶的材质包括环氧材料。
21.还设有粘接层，部分粘接层位于环状陶瓷标签安装槽的内壁与环状陶瓷标签之间，部分粘接层位于支撑柱外周与环状陶瓷标签上环状陶瓷标签穿孔之间，环状陶瓷标签通过粘接层与环状陶瓷标签安装槽、支撑柱连接。
22.所述陶瓷标签的形状为圆环或切一角圆环或多边形，芯片设置于陶瓷标签的任意位置。
23.本实用新型结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本实用新型，耐温耐压抗金属的rfid电子标签包括芯片、天线、结构载体，芯片是电子标签的核心器件，它有两个引脚，与天线连接，接收电磁波信号及能量，结构载体是电子标签的支撑，即环状防护罩。
24.陶瓷标签本身并不抗压，在环境压强达到1000个大气压以上的环境下使用的陶瓷标签，就必须有个额外的外部抗压“支撑结构”来保护陶瓷标签，将陶瓷标签特意设计成“环形结构”是为了最有效的配合这种“支撑结构”的装配。环状陶瓷标签结构中间有孔，是给“支撑结构”预留的支撑柱体位置，而环形的边界是圆形，在物理结构上，很符合“支撑结构”的抗压设计要求。
25.同时，陶瓷，具耐高温特性，可以胜任200℃以上的环境，有信号利用率高的特点，很适合这种要求体积小的场合，外边界为圆形的结构，也是符合体积小、安装方便的需求。
26.本实用新型中，环状陶瓷标签上天线包括正面天线、反面天线，芯片的一个引脚与正面天线连接，另一个引脚与背面天线连接。正面天线、反面天线均涂有一层镀银金属层，是应“抗金属”要求而设计的。标签的“抗金属”性能，需要配合外部（非本体）合适的金属外
壳，以保证天线的性能。
27.芯片是放在环状陶瓷标签侧面的，需要一个焊接平面，所以将环状陶瓷标签的圆环切去了一块，形成平面，即上环状陶瓷标签平面。并用银浆印上芯片的引脚的形状，其中天线的两个引脚分别与正面天线和背面天线相连。
28.上环状陶瓷标签平面的对面，也切去的一块，形成下环状陶瓷标签平面，是为了方便这个图形印刷工艺的实现，这个图形，根据采用芯片的引脚形态而定，不仅限于图示形状。
29.通过本实用新型，防护罩的材质为氧化锆陶瓷，设计成环形、带中心支撑柱、为一端开口的封闭结构。通过氧化锆陶瓷，正面承受压强超过200mpa，从而保护陶瓷标签，在超高压强环境下，不受挤压而损坏。
30.陶瓷标签以陶瓷为主体基材。结构上，与防护罩配合，呈环形状结构，体积小巧。
31.软垫由硅橡胶制成，有弹性。给陶瓷标签提供弹性缓冲空间，使之具抗振能力，且当局部体积发生微形变化时、产生的应变压力被软垫吸收，大大削弱对陶瓷标签的挤压力。
32.灌封胶主体是环氧材料，绝缘、有粘性、密封性佳、固化后变硬。将陶瓷标签密封起来，提升抗振性能。标签形成圆柱形一体结构，方便嵌入外部金属部件。
33.陶瓷标签、软垫、防护罩、灌封胶要求的耐温均在200℃以上。
34.本实用新型中，粘接层的材质是可选用目前常见的耐高温的液态胶，经工艺固化后形成粘接层。同时起缓冲作用。
35.承压结构体的一端是封闭承压面，另一端是开口的，并可依次纳入粘接层的胶体、标签层陶瓷标签、缓冲层的软垫、灌封层环氧密封胶。
36.环状防护罩为环形单开口支撑结构，顶面为承压面，承压面上有陶瓷标签的无线信号极化方向标记；承压面中心位置，沿开口方向设有垂直于承压面的支撑柱，承压面四周是环形支撑结构设计。
37.承压结构体除去支撑柱、环形支撑面和承压面以外，内部自然形成环状储物腔。储物腔用于放置目标保护对象环形陶瓷标签，及其辅助缓冲、抗振、密封保护材料。
38.通过本实用新型，提供的一种耐温、耐压、耐磨、抗金属、体积小的uhf陶瓷电子标签，具有耐高温、超高压强、抗金属、耐磨的作用，具有很大的市场应用与推广价值。
附图说明
39.图1为本实用新型的结构示意图。
40.图2为图1的另一角度结构示意图。
41.图3为本实用新型增加有粘接层的结构示意图。
42.其中：1环状防护罩、2环状陶瓷标签、3软垫、4环状陶瓷标签安装槽、5支撑柱、6芯片安装槽、7芯片、8环状陶瓷标签穿孔、9软垫穿孔、10灌封胶、11凸起、12粘接层、13承压面、14无线信号极化方向标记。
具体实施方式
43.以下结合附图以及附图说明书对本实用新型做进一步说明。
44.实施例1
45.一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的uhf陶瓷电子标签，包括环状防护罩1、环状陶瓷标签2、软垫3；在环状防护罩1上设置一端开口的环状陶瓷标签安装槽4，环状陶瓷标签安装槽4内的底壁上设置与环状陶瓷标签安装槽4底壁垂直的支撑柱5，环状陶瓷标签安装槽4内的侧壁上设置对称的芯片安装槽6、下侧壁平面。
46.在环状陶瓷标签2的圆形外周设置对称的上环状陶瓷标签平面、下环状陶瓷标签平面，环状陶瓷标签2上设置芯片7、天线，芯片7与天线连接，且芯片7设置于圆形外周的上环状陶瓷标签平面上；在环状陶瓷标签2上还设置环状陶瓷标签穿孔8；在软垫2上设置软垫穿孔9。
47.将环状陶瓷标签2、软垫3依次置于环状陶瓷标签安装槽4内，且环状陶瓷标签2上的环状陶瓷标签穿孔8、软垫3上的软垫穿孔9依次套于支撑柱5上；环状陶瓷标签2上的芯片置于芯片安装槽6内，下环状陶瓷标签平面对应下侧壁平面。
48.软垫3一面与环状陶瓷标签2接触，另一面设有灌封胶10，灌封胶10将环状陶瓷标签安装槽4的开口密封，且灌封胶10置于环状陶瓷标签安装槽4内，且密封套于支撑柱5上。
49.进一步的，所述灌封胶10由胶水灌注于环状陶瓷标签安装槽4内冷却形成。支撑柱5与环状防护罩1为一体。在软垫3圆周的一侧设置与芯片安装槽6相匹配的凸起11，另一侧设有与下软垫平面，且凸起11与下软垫平面对称，软垫3置于环状陶瓷标签安装槽4内时，凸起11置于芯片安装槽6，对芯片7进行防护。环状防护罩1的材质为氧化锆陶瓷，软垫3的材质为硅橡胶；灌封胶10的材质包括环氧材料。此外，从图2可以看到所述环状防护罩1顶面为承压面13，承压面13上设有无线信号极化方向标记14。
50.实施例2
51.一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的uhf陶瓷电子标签，包括环状防护罩1、环状陶瓷标签2、软垫3；在环状防护罩1上设置一端开口的环状陶瓷标签安装槽4，环状陶瓷标签安装槽4内的底壁上设置与环状陶瓷标签安装槽4底壁垂直的支撑柱5，环状陶瓷标签安装槽4内的侧壁上设置对称的芯片安装槽6、下侧壁平面。
52.在环状陶瓷标签2的圆形外周设置对称的上环状陶瓷标签平面、下环状陶瓷标签平面，环状陶瓷标签2上设置芯片7、天线，芯片7与天线连接，且芯片7设置于圆形外周的上环状陶瓷标签平面上；在环状陶瓷标签2上还设置环状陶瓷标签穿孔8；在软垫2上设置软垫穿孔9。
53.将环状陶瓷标签2、软垫3依次置于环状陶瓷标签安装槽4内，且环状陶瓷标签2上的环状陶瓷标签穿孔8、软垫3上的软垫穿孔9依次套于支撑柱5上；环状陶瓷标签2上的芯片置于芯片安装槽6内，下环状陶瓷标签平面对应下侧壁平面。
54.软垫3一面与环状陶瓷标签2接触，另一面设有灌封胶10，灌封胶10将环状陶瓷标签安装槽4的开口密封，且灌封胶10置于环状陶瓷标签安装槽4内，且密封套于支撑柱5上。
55.进一步的，所述灌封胶10由胶水灌注于环状陶瓷标签安装槽4内冷却形成。支撑柱5与环状防护罩1为一体。在软垫3圆周的一侧设置与芯片安装槽6相匹配的凸起11，另一侧设有与下软垫平面，且凸起11与下软垫平面对称，软垫3置于环状陶瓷标签安装槽4内时，凸起11置于芯片安装槽6，对芯片7进行防护。环状防护罩1的材质为氧化锆陶瓷，软垫3的材质为硅橡胶；灌封胶10的材质包括环氧材料。
56.还设有粘接层12，部分粘接层12位于环状陶瓷标签安装槽4的内壁与环状陶瓷标
签2之间，部分粘接层12位于支撑柱5外周与环状陶瓷标签2上环状陶瓷标签穿孔之间，环状陶瓷标签2通过粘接层12与环状陶瓷标签安装槽4、支撑柱5连接。状防护罩1的背面为承压面13，承压面13上设有无线信号极化方向标记14。
57.实施例3
58.一种耐温、耐压、耐磨、抗金属的uhf陶瓷电子标签，包括陶瓷标签、软垫3、防护罩，防护罩的一端开口，陶瓷标签上设有天线、芯片7，芯片7与天线连接，置于陶瓷标签、软垫3依次从防护罩的开口置于防护罩内，且通过灌封胶将陶瓷标签、软垫3密封于防护罩内。进一步的，陶瓷标签的形状为圆环或切一角圆环或多边形，芯片7可以设置于陶瓷标签的任意位置。防护罩的材质为氧化锆陶瓷，软垫的材质为硅橡胶；灌封胶的材质包括环氧材料。状防护罩1的背面为承压面13，承压面13上设有无线信号极化方向标记14。