[发明专利]射频识别集成电路和匹配网络/天线

说明书

背景技术

射频识别RFID标签和读取器系统可以工作在宽频带范围，包括低频应用(LF)、高频应用(HF)和超高频应用(UHF)。LF应用典型地工作在大约125-148.5kHz的范围内。HF应用典型地工作在13.56MHz处。UHF应用典型地工作在从300MHz到3GHz。RFID标签和读取器系统的读取范围典型地定义为读取器可以与RFID标签通信的距离。无源LF和HF应用提供相对短的读取范围，因而经常需要RFID标签处在读取器的大约2.5cm到30cm范围内，以便于成功进行通信。无源UHF应用典型地提供较长的读取范围，因而允许RFID标签在读取器的2到12米或者更大的范围内都能成功的进行通信。但是，多种环境因素可能使得RFID标签失调，从而改变其工作频率，并且可能影响接收的功率和RFID标签的读取范围。以金属和液体形式存在的RFID标签可能由于这些材料提供的吸附(absorption)作用或寄生电容而发生失调。由工艺和/或封装导致的电容和分散电感也可以引起失调。

电子设备工业需要高精度的跟踪生产过程中的产品。此外，还需要精确、有效地管理产品生命周期。因此，电子设备工业需要处理从生产、销售、消费以及产品配置的所有事情。为了实现能够在产品的生命周期全过程中跟踪产品的系统，需要一种能容易地记录和读取信息的方法，例如生产过程历史。

尽管条形码是当前用于识别各个产品的标准，但是他们不能记录附加信息。目前，RFID是唯一允许将有关产品生命周期的信息直接存储在产品上的解决方案。

由于在印刷电路板(PCB)制造过程中使用的工艺(即，回流工艺、热加工和化学处理)，基于RFID标签的常规RFID方案不能直接应用于电子工业产品(即，印刷电路板)。这些问题可以通过使用能够良好的集成到PCB制造设计中的专用的方案以及使用专用的集成电路IC封装来解决。

发明内容

本发明提供了一种表面安装器件SMD组件，包括：RFID集成电路，集成并电耦合到具有多个迹线的多层表面安装结构，这些迹线分布在所述多层表面安装器件上以形成所述RFID集成电路的多层电感线圈。

附图说明

图1示出了根据本发明的要安装的表面安装器件在印刷电路板上的可能位置。

图2示出了根据本发明的RFID系统的示意图。

图3示出了根据本发明的表面安装器件的引脚。

图4a-4h示出了根据本发明的将UHF-RFID IC嵌入到表面安装器件的步骤。

图5a-5g示出了根据本发明实施例的电介质层和迹线(trace)布局。

图6示出了根据本发明实施例的通孔、微孔、专用焊盘和迹线的三维视图。

具体实施方式

根据本发明，随着电子装备的跟踪和识别实现了印刷电路板的跟踪和识别。可以利用已嵌入了UHF-RFID IC 120和多层电感线圈225的基于表面安装器件(SMD)的组件115来跟踪销售历史、电子设备生命周期和生产历史。(参见图1和图2)

可以根据用于SMD的PCB制造中典型使用的标准工业生产工艺将基于的SMD组件115布置在PCB 110上，并且这些组件典型地占用PCB 110的小引脚。图1示出了PCB 110上根据本发明实施例可以设置SMD组件115的示例性区域，同时不需要离地间隔(ground clearance)区域，该示例性区域典型地占用PCB 110上大约10mm²到大约16mm²范围内的区域。不需要离地间隔是因为在基于SMD的组件115内的多层电感线圈225用作匹配网络，因而不需要在PCB 110上设置SMD115的位置附近从PCB 110中去除接地层。UHF-RFID IC 120的射频端口典型地不需要任何到PCB参考接地面的电连接或任何起作用的外部天线，这是因为在SMD 115中的多层电感线圈225对于大约0.5cm量级的短距离可以同时用作天线和匹配网络。在不要求UHF-RFID IC 120具有特别的功能(例如电池辅助模式操作、I2C总线或数据总线功能、通过设置在PCB 110或其他位置处的其他设备直接访问UHF-RFID IC 120)，以及不需要将SMD组件115与PCB 110上的任何元件连接的根据本发明的实施例中，SMD组件115典型地沿着PCB 110的外周线(perimeter)布置。