利用表面不敏感天线结构的RFID标记制造技术

一种ＲＦＩＤ器件，包括导电翼片和导电结构，导电翼片和导电结构之间是介电层。导电结构叠加在导电翼片上作为护罩，使得该器件至少可在一定程度上对所安装的表面不敏感、或对附近物体如纸盒或其它容器内的货物的存在不敏感，该纸盒或其它容器包括所述器件。介电层可以是所述容器的一部分，例如容器的被重叠部分。可选择地，介电层可以是单独一层，其厚度可以变化，而使得其中一个导电翼片电容耦合到所述导电结构。作为另一种替换方案，所述介电层是可扩大基底，该基底可在加工操作例如印制后被扩大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用表面不敏感天线结构的RFID标记专利技术背景1.
本专利技术涉及射频识别(RFID)标记和标签领域，且特别涉及那些包括表面不敏感天线结构的标记和标签。2.
技术介绍
现今的存储和制造方法依赖于追踪和标识相关物品如库存物品、包裹、单个零件等等的能力，还依赖于以无线方式传送所需物品信息以便处理和使用的能力。一种已知的追踪和提供有关所需物品信息的方法就是在每个这样的物品上附着一无线通信器件，例如有源或无源应答器，该应答器整合到响应射频询问或命令的识别标记或标签之内。标记可以储存或表示关于其所附着物品的信息，如唯一的标识号、物品状态以及类似信息，物品状态例如为打开或未打开、位置。所述标记可以附着到单个物品上或内含多个物品的包裹上。本专利技术所涉及的问题是在试图设计和制造RFID标记时发生的，上述标记具有普遍适用性，并在标记所能附着的包裹或容器变化很大时仍能有效工作。例如，某些相关物品是成批放入单个货箱内来运送的，该货箱由硬纸板或塑料制成，且较重的物品可能是由木箱来运送的，而液体或粘性材料则可能是由金属容器来运送的。具体地说，本专利技术致力于解决在试图设计和制造天线结构时所发生的问题，这些天线结构可以在大范围的上述包裹和容器中有效且恰当地工作。通常，接到RFID标记的天线被设计成是在一基底上的特定或窄小范围上工作，该RFID标记能够附着到或能够耦合到上述基底上。与所设计的理想安装基底相比，其它基底会导致天线的辐射效率下降。因此，天线、及受影响的标记将不会按所设计的那样恰当地辐射。天线效率的这种损失可能是由若干不同的包装因素导致的。一个因素就是每个基底都有其自己的介电特性，该介电特性通常会影响无线通信器-->件与其天线之间的阻抗匹配。阻抗匹配确保天线和无线通信器件之间最有效的能量传递。因此在设计天线和随后RFID标记自身的工作效率方面，其上要附着这类天线的基底是很重要的。普通基底，从不导电基底如硬纸板，到导电基底如薄金属片，各不相同。实际上，即使在单一类型的基底中，介电特性也可能变化，例如在硬纸板包装中，硬纸板基底的厚度可能在不同的包裹之间有所不同，甚至由天气变化导致的硬纸板湿度也会使引起其介电特性变化。即使天线是为附着到硬纸板基底上而设计的，天线的辐射效率和工作也会受到这些高度易变因素的影响。因此，需要提供一种用于RFID标记中的无线通信器件的天线，该天线的阻抗因此还有其辐射效率对于其所附着的基底基本是不敏感的。一些现有技术的系统试图通过这样的方式来克服其上应用了标记的包裹的介电特性变化的问题：在已知基底上安装和封装无线通信器件和天线系统，且随后使被封装系统附着到物体包裹上，从而让RFID标记与包裹(该标记被安装在此包裹上)无关地“漂浮”，即它与此包裹分开一定距离，例如固定在塑料紧固件上的标签/票签。这种封装RFID标记的问题是麻烦、昂贵、难于安装，并从它所安装的包裹表面突出，导致其易受损害并在处理包裹的过程中易于脱落，使得物品没有标识。为了克服上述这些问题，已开发的RFID实施例都是通过直接将标记粘附或印制到包装表面上，从而产生在处理包裹的过程中不易损坏或脱落的较低标记外形。然而，这些天线或标记的直接表面安装会使其效率受到所附着表面介电特性变化的影响。因此，这些系统要求在不同的包装上应用不同的标记，从而产生额外的费用、复杂性和生产方面的困难。因为优选地是对每个存储物品分别标识，所以需要很多不同标记从而使问题更多。其它现有技术的已知RFID标记尝试了克服包裹的介电特性变化的问题，并且通过设计对它们的安装表面不敏感的标记天线系统来提供一种基本上“通用(one size fits all)”的标记。一种已知的对其安装表面不敏感的这类RFID标记描述于授予King等人、名称为“Wireless Communication Device and Method”的美-->国专利6,501,435中。这种标记通过利用一种天线结构，其中辐射片在其形状和尺寸上是不对称的，来补偿RFID标记所附着基底的变化的介电特性。一个或多个辐射片可以附着到包裹的表面或与辐射片相对的介电材料表面。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种天线系统和一种RFID标记或标签，该标记或标签对其所安装的基底不敏感或可以补偿所安装的基底。所述RFID标记包括无线通信器件，例如有源或无源应答器，该无线通信器件响应射频信号，从而传送有关包裹的储存信息或有关包裹内容的储存信息。所述天线系统包括两个或多个由导电材料构成的翼片(tabs)。所述翼片可以作为单极或多重阵列天线工作，且进一步的作用是将所述标记的无线通信器件附着到包裹或容器。同样，翼片可以在一个或多个所需频率下谐振。包裹中的缝隙可以与翼片结合使用，从而形成隙缝天线或具有多个谐振频率的天线。所述翼片可以附着到、印制到、或形成于包裹的表面。在一个实施例中，一个或多个翼片被附着到包裹表面，该包裹表面自身包括介电材料。该实施例的一个实例是将翼片附着到波形硬纸箱。这个实施例通过消除对超出包裹自身的介电材料之外的其它介电材料的需求，提供了效率方面的优点。这个实施例的一个缺点是包裹材料的、例如它的结构和它的介电常数(介电常数是某种特定材料的电容率(permissivity)的数值)的可变性。这种可变性会引起RFID器件阻抗的不可接受的变化。因此，翼片可以通过介电材料而电抗性耦合(reactively coupled)到包裹的表面。此介电材料可以是涂敷了粘合剂的柔性标签料，翼片被安装在该标签料上从而使RFID器件附着到包裹。在本专利技术的一个实施例中，所述标签料是柔性材料，如聚合物薄膜，该聚合物薄膜是利用卷式(roll-to-roll)制造技术以长卷柔性网状物材料(web material)制造出来的。此实施例的均匀翼片设计，如这里所进一步解释的，通过标签料的卷式制造而提供了多种制造方面的优点，例如简化了翼片-->的印制或其它成形工艺；简化了翼片对微电子器件的连接；便于冲切或其它方式分离出单个标签或标签元件层(label inlays)；以及其它对于本领域普通技术人员来说显而易见的优点。包裹的介电材料、或RFID翼片的可替换的介电材料，包括导电结构例如与导电翼片相对的接地面，此导电结构可起到射频反射护罩的作用。用于制造RFID标签的方法揭示于Moore North America，Inc.的PCT公开号为WO 01/61646的专利申请中，该申请在这里参考引入。在PCT公开号WO 01/61646的申请中所揭示的方法利用若干不同的RFID输入源，每个输入包括一天线和一薄片。多种网状物(webs)结合在一起，而RFID标签是从网状物中冲压出来的，从而产生具有衬里的RFID标签。此外，可以由复合网状物制造无衬里的RFID标签，其中在一面上有释放材料，而在另一面上有压敏型粘合剂，标签由网状物中的孔口形成。各种替换方案都是可能的。可以用众多不同的材料和工艺在所述网状物上形成翼片。例如，一种工艺包括以一种确定多个翼片的图案，在网状物上印制导电材料，如银导电墨水(conductive ink)。所述导电墨水举例来说可以利用丝网技术，例如在板料馈送或辊压操作中印制。翼片通常在成卷的网状物上干燥和储存。然而，作为一种替换性方案，翼片可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别（ＲＦＩＤ）器件，包括：　　　　一对导电翼片，其位于介电层的第一表面上；　　　　一导电结构；　　　　一介电层，其位于所述导电翼片和所述导电结构之间；　　　　其中所述介电层具有较薄部分和较厚部分；　　　　且其中一个所述导电翼片至少部分处于所述介电层的所述较薄部分上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-10 10/410,252;US 2003-11-4 60/517,1561.一种射频识别(RFID)器件，包括：一对导电翼片，其位于介电层的第一表面上；一导电结构；一介电层，其位于所述导电翼片和所述导电结构之间；其中所述介电层具有较薄部分和较厚部分；且其中一个所述导电翼片至少部分处于所述介电层的所述较薄部分上。2.如权利要求1所述的器件，其中另一个所述导电翼片基本完全处于所述介电层的所述较厚部分上。3.如权利要求1所述的器件，其中一个所述导电翼片跨越所述较薄部分电容耦合到所述导电结构。4.如权利要求3所述的器件，其中所述较厚部分防止所述导电结构与所述导电翼片或在所述较厚部分的相对侧面上的部分之间的电容耦合。5.如权利要求1所述的器件，其中两个所述导电翼片都至少部分处于所述介电层的所述较薄部分上。6.如权利要求5所述的器件，其中两个所述导电翼片都电容耦合到所述导电结构。7.如权利要求5所述的器件，其中一个所述导电翼片是谐振器。8.如权利要求1所述的器件，其中所述较薄部分是压缩材料。9.如权利要求8所述的器件，其中所述较薄部分基本完全围绕所述介电层延伸。10.如权利要求1所述的器件，其中所述介电材料是聚合泡沫材-->料。11.如权利要求1所述的器件，其中所述较薄部分中的介电材料所具有的介电常数高于所述较厚部分中的介电材料。12.如权利要求1所述的器件，进一步包括一无线通信器件，其可操作地耦合到所述导电翼片。13.如权利要求12所述的器件，其中所述无线通信器件包括RFID带。14.如权利要求1所述的器件，其中所述介电材料包括一斜坡区，该斜坡区位于所述较薄部分和较厚部分之间。15.如权利要求1所述的器件，其中所述导电翼片构成单极天线结构。16.如权利要求1所述的器件，其中所述导电结构与所述导电翼片重叠约至少6毫米。17.一种制造RFID器件的方法，该方法包括：在一介电层的一个表面上形成一对导电翼片；且形成所述介电层的较薄部分，该较薄部分比所述介电层的较厚部分薄；其中一个所述导电翼片至少部分处于所述较薄部分上。18.如权利要求17所述的方法，其中形成所述较薄部分包括：压缩一部分所述介电材料，以形成所述较薄部分。19.如权利要求18所述的方法，其中形成所述较薄部分包括：施加大致垂直于所述电介质的所述表面的压缩力，以及大致平行于所述电介质的所述表面的侧向力。20.如权利要求17所述的方法，其中形成所述导电翼片发生在形-->成所述较薄部分之前。21.如权利要求17所述的方法，其中形成所述导电翼片发生在形成所述较薄部分之后。22.如权利要求17所述的方法，进一步包括在所述介电层的后表面上形成导电结构，所述后表面与所述一个表面是相对的。23.如权利要求22所述的方法，其中处于所述较薄部分上的所述导电翼片部分电容耦合到所述导电结构。24.如权利要求17所述的方法，其中形成所述导电翼片包括：将导电墨水印制到所述介电层的所述一个表面上。25.如权利要求17所述的方法，其中形成所述较薄部分包括：基本围绕所述介电层的整个周边来形成所述较薄部分。26.一种RFID器件，包括：一对介电层，其结合在一起以产生一重叠部分；一对导电翼片，其处于其中一个所述介电层上，位于所述重叠部分处；以及一导电结构，其处于另一个所述介电层上，位于所述重叠部分处，所述重叠部分处的所述介电层因此而处于所述导电结构与所述导电翼片之间。27.如权利要求26所述的器件，其中所述介电层是纸板层。28.如权利要求27所述的器件，其中所述纸板层的厚度约为2毫米或更小。29.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：IJ福斯特，AN法尔，NA霍华德，AW赫尔曼，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]