微型电子标签以及微型电子标签的制备方法

摘要

本发明公开了一种微型电子标签以及微型电子标签的制备方法，包括多层印制电路板，所述多层印制电路板采用叠层设计以使布置在每层印制电路上的印刷天线堆叠，且所述多层印制电路板中相邻印制电路板之间采用焊球连接以使所述相邻印制电路板上的印刷天线通过所述焊球串联。由此，通过将多层印制电路板叠层设置，与现有技术相比，能够在有限空间内实现印刷天线的高密度堆叠，可以大幅度提高天线的布线长度，也可以提高微型电子标签的性能和质量，从而可以提高天线的调节空间，进而可以保证微型电子标签和阅读器间的读写距离。

说明书

技术领域

本发明涉及电子标签领域，尤其是涉及一种微型电子标签以及一种微型电子标签的制备方法。

背景技术

射频识别技术，又称电子标签无线射频识别，是一种可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。电子标签由耦合元件及芯片组成，每个电子标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象。阅读器用于读取电子标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。天线用于在电子标签和阅读器间传递射频信号。

电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。天线作为射频识别系统的重要组成部分，它的性能将极大的影响整个射频识别系统的效率与质量。影响天线性能的主要因素包括天线的尺寸、工作频段、阻抗及增益等。在某些工业领域，需要较小的电子标签尺寸，给电子标签设计开发提出了新的要求，天线和标签尺寸的大小对于产品应用空间带来了极大影响。例如电子计量封印产品采用射频识别技术，主要安装在智能电能表、计量箱(柜)、采集终端、互感器二次端子盒等设备上，用于计量设备在出厂、检定、现场安装维护等环节，防止未授权人员非法开启电能计量装置及相关设备，是具有法定效力的专用标识物体，该产品可以用于布线的空间呈圆环形，内径8mm，外径10mm，可以布线空间极其有限，导致在天线布线时缺乏有效的布线空间。

相关技术中，现有电子标签的天线布置方案采用柔性板或者印制线路板上通过印刷天线实现天线功能。受微型电子标签在平面方面直径尺寸限制，例如：针对环形空间布线空间内径为4mm，外径为6mm。考虑布线间距后在平面方向布线的总体长度有限，导致天线性能调节空间有限，电子标签和阅读器间的读写距离无法达到理想要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了一种微型电子标签，该微型电子标签能够在有限空间内实现印刷天线的高密度堆叠，可以大幅度提高天线的布线长度，也可以提高微型电子标签的性能和质量，从而可以提高天线的调节空间，进而可以保证微型电子标签和阅读器间的读写距离。

本发明进一步地提出了一种微型电子标签的制备方法。

根据本发明的微型电子标签包括多层印制电路板，所述多层印制电路板采用叠层设计以使布置在每层印制电路上的印刷天线堆叠，且所述多层印制电路板中相邻印制电路板之间采用焊球连接以使所述相邻印制电路板上的印刷天线通过所述焊球串联。

根据本发明的微型电子标签，通过将多层印制电路板叠层设置，与现有技术相比，能够在有限空间内实现印刷天线的高密度堆叠，可以大幅度提高天线的布线长度，也可以提高微型电子标签的性能和质量，从而可以提高天线的调节空间，进而可以保证微型电子标签和阅读器间的读写距离。

在本发明的一些示例中，所述多层印制电路板包括两层，与第二层印制电路板相邻的第一层印制电路板上设置焊盘触点和第一连接焊盘，所述焊盘触点适于芯片倒装，且与设置在所述第一层印制电路板上的印刷天线相连，所述第一连接焊盘适于放置所述焊球，且与设置在所述第一层印制电路板上的印刷天线相连，与所述第一层印制电路板相邻的第二层印制电路板上设置第二连接焊盘，所述第二连接焊盘与设置在所述第二层印制电路板上的印刷天线相连，且用于连接所述焊球。

在本发明的一些示例中，所述芯片设有凸点，且采用导电胶将所述芯片和所述第一层印制电路板连接。

在本发明的一些示例中，所述芯片的厚度为120μm-150μm，凸点高度为15μm-22μm。

在本发明的一些示例中，所述第一层印制电路板和所述第二层印制电路板均为FR4覆铜板。

在本发明的一些示例中，所述第一层印制电路板的厚度为0.13mm-0.15mm，所述第二层印制电路板的厚度为0.20mm。

在本发明的一些示例中，所述第一层印制电路板采用单面板，所述第二层印制电路板采用双面板，所述第二层印制电路板的上表面刻蚀印刷天线，且覆盖绝缘层，所述第二层印制电路板的下表面通过电镀预留有所述第二连接焊盘。

在本发明的一些示例中，所述相邻印制电路板之间填充下填充料进行加固。

根据本发明的微型电子标签的制备方法，包括以下步骤：S1，在相邻印制电路板之间植入焊球；S2，将芯片倒装在所述相邻印制电路板之间的预设位置，并进行覆胶加固；S3，在所述相邻印制电路板之间的焊接位置印刷焊料，以形成连接焊盘；S4，将每层印制电路板上的印刷天线进行对位，并在对位后进行回流焊接；S5，在所述相邻印制电路板之间填充下填充料进行加固。

根据本发明的微型电子标签的制备方法，能够将多层印制电路板叠层在一起，能够在有限空间内实现印刷天线的高密度堆叠，可以大幅度提高天线的布线长度，也可以提高微型电子标签的性能和质量，从而可以提高天线的调节空间，进而可以保证微型电子标签和阅读器间的读写距离。

在本发明的一些示例中，在步骤S5之后，还进行注塑成型。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的微型电子标签的截面图；

图2是根据本发明实施例的微型电子标签的制备方法的流程图。

附图标记：

微型电子标签10；

印制电路板1；第一层印制电路板11；第二层印制电路板12；

印刷天线2；焊球3；焊盘触点4；第一连接焊盘5；芯片6；第二连接焊盘7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的微型电子标签10。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的微型电子标签10，微型电子标签10包括多层印制电路板1，多层印制电路板1上均设置有印刷天线2，多层印制电路板1采用叠层设计，这样可以使布置在每层印制电路上的印刷天线2堆叠在一起，而且多层印制电路板1中相邻的两个印制电路板1之间采用焊球3连接，可以使相邻印制电路板1上的印刷天线2通过焊球3串联，也可以理解为，可以实现相邻的两个印制电路板1上的印刷天线2串联。

其中，微型电子标签10的印刷天线2的布线长度对于频率、电感都有显著影响。通过将多层印制电路板1层叠在一起，当布线的平面空间一定时，能够在有限空间内实现印刷天线2的高密度堆叠，可以大幅度提高印刷天线2的布线长度，使微型电子标签10的频率、电感都得到提升，从而可以提高微型电子标签10的性能和质量，进而可以提高印刷天线2的调节空间，也可以保证微型电子标签10和阅读器间的读写距离。

由此，通过将多层印制电路板1叠层设置，与现有技术相比，能够在有限空间内实现印刷天线2的高密度堆叠，可以大幅度提高天线的布线长度，也可以提高微型电子标签10的性能和质量，从而可以提高天线的调节空间，进而可以保证微型电子标签10和阅读器间的读写距离。

在本发明的一些示例中，如图1所示，多层印制电路板1可以包括两层，两层印制电路板1分别为第一层印制电路板11和第二层印制电路板12，与第二层印制电路板12相邻的第一层印制电路板11上可以设置焊盘触点4和第一连接焊盘5，微型电子标签10可以包括芯片6，焊盘触点4适于芯片6倒装，也可以理解为，芯片6倒装在焊盘触点4处，而且焊盘触点4与设置在第一层印制电路板11上的印刷天线2相连，焊盘触点4和第一连接焊盘5相连，从而实现芯片6和第一层印制电路板11上的印刷天线2的导通，并且，通过芯片6倒装在焊盘触点4处，能够将芯片6设置在第一层印制电路板11和第二层印制电路板12之间，可以降低微型电子标签10体积，在平面空间一定时，可以降低微型电子标签10的高度。

同时，第一连接焊盘5适于放置焊球3，即第一连接焊盘5与焊球3连接，而且第一连接焊盘5与设置在第一层印制电路板11上的印刷天线2相连，与第一层印制电路板11相邻的第二层印制电路板12上可以设置第二连接焊盘7，第二连接焊盘7可以与设置在第二层印制电路板12上的印刷天线2相连，并且第二连接焊盘7用于连接焊球3，即第二连接焊盘7与焊球3连接，这样设置能够使第一层印制电路板11上的印刷天线2和第二层印制电路板12上的印刷天线2串联在一起，可以实现第一层印制电路板11和第二层印制电路板12的导通。

在本发明的一些示例中，如图1所示，芯片6可以设置有凸点，而且采用导电胶将芯片6和第一层印制电路板11连接在一起，可选地，可以通过各向异性的导电胶将芯片6和第一层印制电路板11上的焊盘触点4进行连接，这样设置能够将芯片6稳固地安装在第一层印制电路板11上，可以避免芯片6与第一层印制电路板11分离，从而可以保证微型电子标签10的工作可靠性。

在本发明的一些示例中，芯片6进行凸点加工后，芯片6的厚度可以设置为120μm-150μm，凸点高度可以设置为15μm-22μm，从而可以使芯片6的总体高度为130μm-170μm。

在本发明的一些示例中，第一层印制电路板11和第二层印制电路板12均可以为FR4覆铜板(即玻璃纤维环氧树脂覆铜板)，FR4覆铜板的价格便宜，如此设置能够降低第一层印制电路板11和第二层印制电路板12的制造成本，可以降低微型电子标签10的生产成本，从而可以提升微型电子标签10的市场竞争力。

在本发明的一些示例中，第一层印制电路板11的厚度可以设置为0.13mm-0.15mm，第二层印制电路板12的厚度可以设置为0.20mm，这样设置能够使第一层印制电路板11和第二层印制电路板12的厚度适宜，可以将微型电子标签10的高度控制在0.45mm-0.50mm之间，从而可以缩小微型电子标签10的尺寸。

在本发明的一些示例中，第一层印制电路板11可以采用单面板，即零部件布置在第一层印制电路板11的一个表面上，第一层印制电路板11通过刻蚀工艺进行印刷天线2的布线，第一层印制电路板11的设置零部件的表面进行电镀处理。第二层印制电路板12可以采用双面板，即零部件布置在第一层印制电路板11的两个表面上，第二层印制电路板12的上表面刻蚀印刷天线2，并且第二层印制电路板12的上表面覆盖绝缘层，第二层印制电路板12的下表面设置印刷天线2并通过电镀预留有第二连接焊盘7，第二层印制电路板12的上表面和下表面通过过孔导通，可以采用印刷焊料通过回流焊工艺将第二层印制电路板12的上表面的印刷天线2和第二层印制电路板12的下表面的印刷天线2连接在一起，回流后焊点高度约为180um，也可以通过手工焊接实现第二层印制电路板12的上表面的印刷天线2和第二层印制电路板12的下表面的印刷天线2连接。

在本发明的一些示例中，相邻的印制电路板1之间填充下填充料进行加固，这样设置能够提升相邻的印制电路板1之间的连接强度，可以对芯片6起到保护作用，从而使微型电子标签10满足注塑工艺加工要求。

需要说明的是，上述的微型电子标签10安装完成后，通过机械分离形成独立的电子标签模块，并且，通过注塑工艺形成高强度的微型电子标签10，注塑材料可以选择ABS塑料(Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)、PVC(Polyvinyl chloride-聚氯乙烯材料)等。与现有技术相比，本申请的微型电子标签10尺寸大幅度缩小，并且通过注塑工艺加工微型电子标签10，能够使微型电子标签10具备防水、耐高温等特性，可以对印制电路板1和芯片6起到保护作用，也可以将微型电子标签10粘贴到不同终端产品上，从而实现微型电子标签10的广泛应用。

如图2所示，根据本发明实施例的微型电子标签10的制备方法，微型电子标签10为上述实施例的微型电子标签10，制备方法包括以下步骤：

S1，在相邻印制电路板1之间植入焊球3，使相邻印制电路板1上的印刷天线2通过焊球3串联，可以实现相邻印制电路板1之间的导通。

S2，将芯片6倒装在相邻印制电路板1之间的预设位置，并进行覆胶加固，需要说明的是，相邻的两个印制电路板1中的一个上设置焊盘触点4，芯片6倒装在焊盘触点4处，并采用导电胶将芯片6和第一层印制电路板11连接。这样设置能够将芯片6稳固地安装在第一层印制电路板11上，可以避免芯片6与第一层印制电路板11分离，从而可以保证微型电子标签10的工作可靠性

S3，在相邻印制电路板1之间的焊接位置印刷焊料，可以形成连接焊盘，焊球3与相邻的两个印制电路板1上的连接焊盘均连接。

S4，将每层印制电路板1上的印刷天线2进行对位，并在对位后进行回流焊接。

S5，在相邻印制电路板1之间填充下填充料进行加固，这样设置能够提升相邻的印制电路板1之间的连接强度，可以对芯片6起到保护作用。

其中，采用上述的制备方法生产微型电子标签10时，能够将多层印制电路板1叠层设置，与现有技术相比，能够在有限空间内实现印刷天线2的高密度堆叠，可以大幅度提高天线的布线长度，也可以提高微型电子标签10的性能和质量，从而可以提高天线的调节空间，进而可以保证微型电子标签10和阅读器间的读写距离。

进一步地，在步骤S5之后，还进行注塑成型，注塑材料可以选择ABS塑料、PVC等。通过注塑工艺加工微型电子标签10，能够使微型电子标签10具备防水、耐高温等特性，可以对印制电路板1和芯片6起到保护作用，也可以将微型电子标签10粘贴到不同终端产品上，从而实现微型电子标签10的广泛应用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。