一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法技術

本發明專利技術公開了一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片阻抗的方法，包括：制作第一線圈、第二線圈，兩種線圈可以先后封裝同樣的超高頻RFID芯片；制作網絡分析儀用第三線圈；利用線圈互感，測試兩個帶芯片的線圈諧振值；利用數據處理，得到超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的實部和虛部。相比起采用直接測試的方法，本發明專利技術的方法不引入接觸誤差、并且避免了網絡分析儀測試非標準阻抗不準確的問題，本發明專利技術廣泛適用于使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法中。

Method for testing packaging impedance of ultra high frequency RFID chip band by resonance method

The invention discloses a method, a method using resonant test of UHF RFID chip impedance includes: a first coil, second coil, two coil can have the same package of UHF RFID chip; making network analyzer with third coil; the coil transformer, test with two chip coil resonant value; by using data processing and the real and imaginary parts get UHF RFID chip with package impedance. Compared with the methods of direct measurement, the method of the invention does not introduce contact error, and avoid the network analyzer test non standard impedance precision problem, the invention is widely used method to use resonance method test of UHF RFID chip with impedance in package.

【技術實現步驟摘要】
一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法
本專利技術屬于電子
，涉及一種測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法，尤其涉及一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法。
技術介紹
超高頻RFID技術可應用于物流、交通、防偽、服裝等各種行業。相比于傳統的高頻技術，超高頻RFID技術具有讀距離遠，防碰撞功能強的優點。為了發揮RFID技術讀距離遠的優點，通常超高頻天線的阻抗需要設計為芯片阻抗的共軛。盡管芯片廠商給出了芯片的阻抗值，但是因為超高頻的特點，封裝對芯片的阻抗值影響很大。各種不同的封裝形式，甚至同一種封裝形式不同的生產廠商，都會導致帶封裝芯片的阻抗不同，不等于芯片廠商提供的設計參考值。所以，需要找到測試帶封裝芯片阻抗的方法。現有技術中，通常采用射頻端口連接到帶封裝芯片兩端的形式測試阻抗，但是這樣做會導致至少兩個問題。首先，芯片的封裝通常尺寸非常小(面積1mm*1mm以內)，連接線通常尺寸會相當大(1cm*1cm級別)，這樣會導致連接線的影響比封裝寄生的影響還大，導致測試失敗。其次，測試超高頻阻抗的設備，比如網絡分析儀，通常只適合測試50歐姆阻抗，偏離50歐姆的阻抗測試不準確，而超高頻RFID芯片的阻抗值通常為20+j200歐姆左右的復阻抗，導致測試失敗。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術特提出一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法，它不僅能解決現有技術中存在的問題，還具有其它許多有益效果。為達到上述目的，本專利技術采取了以下的技術方案，一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法，包含下述步驟：第一步，制作第一線圈、第二線圈，所述第一線圈、第二線圈可以分別封裝同樣的超高頻RFID芯片；第二步，制作第三線圈，所述第三線圈為高自身諧振值線圈，所述第三線圈電連接網絡分析儀；第三步，分別利用封裝同樣的超高頻RFID芯片的第一線圈和第二線圈和所述第三線圈互感，測試兩個帶超高頻RFID芯片的線圈諧振值；第四步，利用數據處理，可以得到超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的實部和虛部。上述第一線圈的電感值是L1，所述第二線圈的電感值是L2，且滿足：L1>L2。上述的第三線圈的電感值是L3的，且滿足：L1*5>L3>L2/5。上述的第三線圈的自身諧振值為ω3＝2πf3，且滿足：f3>1.2GHz。上述的第三線圈接所述網絡分析儀的一個端口，所述網絡分析儀設置為測試s參數絕對值的模式；所述封裝同樣的超高頻RFID芯片的第一線圈、第二線圈先后分別靠近所述第三線圈互感時，所述網絡分析儀的s參數絕對值隨之發生改變。以下對本專利技術的原理進行說明：制作兩種線圈，即第一線圈L1和第二線圈L2，這兩個線圈的電感值分別為L1和L2,有L1>L2。這兩個線圈的電感值可以使用測試或者仿真方法得到，因為線圈的直徑通常為幾個厘米，所以無論是測試還是仿真，都容易得到正確值。然后使用同樣的封裝，將超高頻RFID芯片封裝到上述兩個線圈上。芯片阻抗值為電容性，所以和電感性的線圈形成了LC諧振。至于第三線圈L3，其尺寸大小和第一線圈L1、第二線圈L2相似，但通常為空繞，這里定義第三線圈L3的自身諧振值為網絡分析儀測得s參數虛部為0的頻率值，將第三線圈L3接網絡分析儀的一個端口，網絡分析儀設置為測試s參數絕對值的模式。再將第一線圈L1和第三線圈L3正對，并使第一線圈L1靠近第三線圈L3，可以在網絡分析儀上，觀察到s參數絕對值曲線，出現一個明顯的峰值，這個峰值的頻率就是線圈L1的諧振值ω1＝2πf1，同樣操作方式可測得第二線圈L2的諧振值ω2＝2πf2。最后利用數據后處理，可以得到超高頻RFID芯片的實部和虛部。具體為，芯片電容值Cp以及芯片電阻值Rp上述數據處理的演算過程為：設芯片的并聯虛部負值為Xp其中Cp是芯片并聯等效電容。芯片的串聯虛部負值為XL其中CL是芯片串聯等效電容。根據串并聯轉換關系有得：測試可以得到的四個值為：L1，L2，ω1，ω2其中XL1＝ω1L1，XL2＝ω2L2則有這里有兩個未知數，兩個方程可以解得：由于上述技術方案，本專利技術的有益效果是:測試是無線測試，線圈L1和線圈L2沒有引入任何其他封裝，所以避免了直接測試導致的連線干擾。并且，測試只用到了網絡分析儀的s參數的峰值對應的頻率，而不使用s參數的準確數值，避免了非50歐姆測試不準確問題；另外本專利技術的四個測試步驟簡單易用，解決了實際測試困難。由于上述有益效果，本專利技術廣泛適用于使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法中。附圖說明圖1是本專利技術的第三線圈L3和第一線圈L1測試的示意圖；圖2是專利技術的第三線圈L3和第二線圈L2測試的示意圖；圖3是本專利技術實施例中的第三線圈L3和第一線圈L1耦合測得的s參數絕對值曲線圖；圖4是本專利技術實施例中的第三線圈L3和第二線圈L2耦合測得的s參數絕對值曲線圖。標識說明：1-第一線圈；2-第二線圈；3-第三線圈；4-網絡分析儀。具體實施方式下面結合附圖，以實施例的方式對本專利技術作進一步說明。參考附圖1-4，以超高頻RFID的代表商用芯片之一為AlienH3芯片為例,datesheet給出的阻抗設計參考值為1500歐姆||0.85pF。AlienH3芯片在某廠商進行封裝，然后按照四個步驟測試帶封裝的芯片阻抗值。第一步：制作大小兩種線圈，即線圈L1和線圈L2，L1＝45nH，L2＝35nH，這兩個值可以通過測試得到，因為線圈L1和線圈L2的尺寸在厘米級，所以測試準確。第二步：制作網絡分析儀用第三線圈L3。經測試得到L3＝50nH這個線圈L3和它自身的寄生電容諧振，產生自身諧振頻率值。這個諧振值應當大于1.2GHz。這里定義L3線圈的自身諧振值為網絡分析儀測得虛部為0的頻率值。對900MHz超高頻RFID芯片來說，線圈L3的自身諧振值為ω3＝2πf3，f3應大于1.2GHz。第三步：利用線圈互感，測試兩個帶芯片的線圈L1和L2的諧振值。將線圈L3接網絡分析儀的一個端口，網絡分析儀設置為測試s參數絕對值的模式。這時候，將第一線圈L1(或第二線圈L2)靠近第三線圈L3，如圖1、圖2所示。需要說明的是，超高頻RFID芯片被分別封裝到線圈線圈L1(或線圈L2)上，當線圈L1(或線圈L2)靠近第三線圈L3時，在網絡分析儀上，可以觀察到s參數絕對值曲線變化，即圖3、圖4所示曲線。圖3中，橫軸為掃描頻率，從0.7GHz到1GHz，縱軸為s參數絕對值，可以看到s參數絕對值有一個極小值d1，極小值的數據為0.7498GHz。這就是測得的線圈L1諧振值。圖4中，橫軸為掃描頻率，從0.7GHz到1GHz，縱軸為s參數絕對值，可以看到s參數絕對值有一個極小值e1，極小值的數據為0.8521GHz。這就是測得的線圈L2諧振值。第四步：利用數據處理，得到超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的實部和虛部。芯片電容值以及芯片電阻值其中，L1＝45nH，L2＝35nH,ω1＝2π*0.7498GHz,ω1＝2π*0.8521GHz代入公式可以得到Cp＝0.981pF，Rp＝1521.52ohm對比AlienH3芯片,datesheet給出的阻抗設計參考值為1500歐姆||0.85pF，可以看到封裝后的芯片阻抗確實和dateshee本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法，包含下述步驟：第一步，制作第一線圈、第二線圈，所述第一線圈、第二線圈可以分別封裝同樣的超高頻RFID芯片；第二步，制作第三線圈，所述第三線圈為高自身諧振值線圈，所述第三線圈電連接網絡分析儀；第三步，分別利用封裝同樣的超高頻RFID芯片的第一線圈和第二線圈和所述第三線圈互感，測試兩個帶超高頻RFID芯片的線圈諧振值；第四步，利用數據處理，可以得到超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的實部和虛部。

【技術特征摘要】
1.一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法，包含下述步驟：第一步，制作第一線圈、第二線圈，所述第一線圈、第二線圈可以分別封裝同樣的超高頻RFID芯片；第二步，制作第三線圈，所述第三線圈為高自身諧振值線圈，所述第三線圈電連接網絡分析儀；第三步，分別利用封裝同樣的超高頻RFID芯片的第一線圈和第二線圈和所述第三線圈互感，測試兩個帶超高頻RFID芯片的線圈諧振值；第四步，利用數據處理，可以得到超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的實部和虛部。2.根據權利要求1所述的一種使用諧振法測試超高頻RFID芯片帶封裝阻抗的方法，其特征在于：所述第一線圈的電感值是L1，所述第二線圈的電感值是L2，且滿足：L1>L2。3.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃良輝，陳會軍，陳法波，
申請(專利權)人：佛山市瑞福物聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44