[发明专利]一种用于PCB生产过程跟踪与控制的无源RFID标签

说明书

本发明是一种用于PCB生产过程跟踪与控制的无源RFID标签，包括RFID芯片及标签天线，所述的RFID芯片焊接在PCB板上，RFID芯片一侧与接地结构连接，另一侧与标签天线连接，所述的标签天线印刷在PCB板上，所述的标签天线采用离散化设计；所述的PCB板包括电路印刷区和废料区，所述的电路印刷区内印刷有电路结构，电路印刷区设置在的PCB板的中央，所述的电路印刷区的外围为废料区，标签的接地结构、RFID芯片和标签天线均设置在废料区内；电路印刷区和标签区之间设置有隔离结构，隔离结构能够减少标签天线与电路结构之间的影响。该种标签可以利用面积较小的PCB废料区，通过离散型的天线实现标签功能。

技术领域

本发明是涉及电子信息工程技术领域，具体的说是一种用于PCB生产过程跟踪与控制的无源RFID标签。

背景技术

射频识别(RFID)技术是一项基于非接触式的目标识别技术，通过在发射机(阅读器)发出的射频信号的基础上，接收并处理应答器(标签)返回的电磁信号实现收发系统间的信息传递。RFID系统一般由标签、阅读器和后台处理器三个部分组成。标签由RFID芯片及标签天线构成，标签芯片中存储着唯一的用于标识所附着物体的数字身份信息。阅读器通过其自身的天线发射和接收射频信号，以修改和读取标签内部的信息。后台处理器包括了中间件、信息处理系统和数据库等，通常用于对数据进行管理，实现通信及数据传输。近期，得益于其低成本、信息可交互性等优点，RFID技术开始被应用于PCB生产过程记录和产品追踪。

要实现PCB生产过程记录和产品追踪，即要求贴附于PCB表面的RFID标签在PCB生产、存储、运输过程中可读，即要求RFID标签具有抗金属特性。目前已发表的相关研究中，性能最佳的是英国Julien Viret等人提出的将RFID标签嵌入PCB板的设计，需要预先在PCB内部开槽以放置标签并避免其芯片受到压力，生产过程复杂且破坏了PCB结构、不适用于已出产的 PCB。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于PCB生产过程跟踪与控制的无源RFID标签，该种标签可以利用面积较小的PCB废料区，通过离散型的天线实现标签功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于PCB生产过程跟踪与控制的无源RFID标签，其特征是：包括RFID芯片及标签天线，所述的RFID芯片焊接在PCB板上，RFID芯片一侧与接地结构连接，另一侧与标签天线连接，所述的标签天线印刷在PCB板上，所述的标签天线采用离散化设计；

所述的PCB板包括电路印刷区和废料区，所述的电路印刷区内印刷有电路结构，电路印刷区设置在的PCB板的中央，所述的电路印刷区的外围为废料区，所述的废料区内设置有标签区，所述的接地结构、RFID芯片和标签天线均设置在标签区内；

所述的电路印刷区和标签区之间设置有隔离结构，所述的隔离结构能够减少标签天线与电路结构之间的影响。

为优化上述发明，采取的具体措施还包括：

所述的标签天线为倒F结构，标签天线所在的区域为天线辐射区域，所述的天线辐射区域由若干小尺寸线段矩阵设置组成，每段小尺寸线段上设置有实体金属段或为空白段，实体金属段连接形成标签天线。

所述的天线辐射区域内的标签天线形状是通过设计目标函数，再将目标函数通过仿真软件HFSS和Visual C开展优化得出，其优化目标是提高增益，提高能量传输系数。

目标函数为：

其中w_i代表权重，表示915MHz频率下标签沿+z方向的增益，τ_i表示在其周围有/无同类型标签时标签与芯片间的能量传输系数，目标函数1是搜索最大增益，目标函数2和 3是分别搜索有无其他标签靠近时最大传输系数。