射频识别特征片制造技术

本发明专利技术是一个射频识别特征片，它包括安装在一块衬底上的一个具有射频的半导体芯片、逻辑电路、存储器电路的一个天线。天线可由芯片用来将入射的射频信号加以调制，从而向主站发送信息。该天线包括一个或更多长度的细连线，后者用绕线连接法直接接至芯片。芯片和天线的组合件用有机物薄膜盖加以封装。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
射频识别特征片本专利技术涉及射频(RF)特征标记领域。更具体地说，本专利技术涉及一种改进的小尺寸、低成本的可发射多位信息的RF特征片(tag)。一般说来，电路是在硬的印制电路板或软的衬底上制做的。印制电路板包括诸如环氧树脂或环氧玻璃板那样的材料。一种可供在其上面制做这类电路的普通种类是FR4。另一种称作flex的软衬底包括聚酰亚胺上的铜制物。这些电路通常用于汽车、家用电器和一般耦合连接。一种众所周知的用于将半导体电路或“芯片”固定在电路板或软结构上的技术是绕线连接。绕接线是用直径在25微米范围内的细线制成，并且很短。一般绕接线长度为1毫米(mm)左右。由于以下原因，这些绕接线平时都取得很短：1.绕接的小直径使它很不结实。2.在常用电路中有很多绕接点，绕接线愈长，绕接点之间愈易发生电气短路。3.绕接线增长会增加自感和互感，这将使电路的电气性能变坏。-->射频识别(RFID)只是用于识别对象的识别技术中的一个。RFID系统的关键在于携带信息的特征片(tag)。该特征片对从主站接收到的编码RF信息作出响应。该特征片将射入的RF载波信号反射回给主站。当特征片按照它的程序控制信息协议将反射信号加以调制时信息即发送出去。该特征片(tag)包括一个具有RF电路、逻辑电路和存储器的半导体芯片。该特征片还具有一根天线，并通常具有一组分离元件、电容和二极管，例如，在有源特征片的情况下同时具有电池，还有用于安装元件的衬底，元件间的连线，和一种物理封装的装置。特征片的另一类无源特征片没有电池。它们从用于向特征片进行查询的RF信号中提取能量。一般情况下，制作RFID特征片时将单个元件都安装到电路板上。这可以或者通过短线绕线连接，或者在板和电路元件：芯片、电容、二极管、天线之间进行焊接而实现。电路板可以是环氧玻璃钢板成分或陶瓷。天线通常是焊到电路板上的环状线，或包括电路板上蚀刻或电镀的金属线。整个装配件可以封装在塑料盒中，也可以模塑入三维塑料包装中。虽然RFID技术的应用不如其他ID技术(例如条码)那样广泛，但它正在某些领域，尤其是车辆识别领域中变为流行的技术。在制造特征时缺少底层结构、特征片的高成本、大部分特征片大而重、特征片灵敏度和工作范围的问题、同时读取多个特征片的需要，这些都阻碍了RFID的发展。普通的特征片的价格在5至10美-->元的范围内，一些公司在集中开发壁嵌用途，一些现有技术用于识别铁路棚车。RF特征片现用于自动收费技术，例如高速公路和桥梁收费。RF特征片正试在公共汽车上用作无接触交费卡。雇员识别牌和安全牌已经生产，动物识别标记牌也可在市场上买到，还有用于在生产过程中跟踪元件的RFID系统。在从PC到板或软板制造RF特征片时的一个限制是软板或板必须先制造出来，对于很大的特征片需求量(大于一亿特征片)，必须建立新车间以提供制造板或软板所需生产能力，从而满足特征片的要求。此外，使用这些技术制造的RF特征片在很多应用场合太贵，例如，条码是一种用于识别的技术，它比现有RF特征标记技术的费用低得多。 本专利技术的一个目的是改进的射频识别特征片。本专利技术的一个目的是改进的低成本的用商品材料制成的射频识别特征片。本专利技术的另一个目的是改进的可以极大批量生产的射频识别特征片。本专利技术是一种新型射频(RF)特征片，它包括一个具有逻辑电路、存储器和射频电路的半导体电路。该半导体安装在衬底上并能够通过天线接收RF信号，该天线通过半导体上的接点和半导体在电气上连通。该天线是新型的，具有新结构，它的构成是绕线连接技术的新-->用途。天线具有一根或多根连线，每根连线通过一根或两根绕接线和半导体的接点相连接。(在一个最佳实施例中，天线由一对或众多的线对组成)。在绕线连接方法和最终结构中，不是在短线的另一端形成另一个接点，而是将线伸出一段天线设计所需长度，并将线的第二端头切断而不在第二端头做任何电气连接。在有些最佳实施例中，线的第二端头用粘合剂或通过衬底的局部加热来将端头固定在衬底上。就这样，绕线连接方法用于实际上制造RF特征片电路的一个元件(天线)而不是用于连接两个元件。最后的新型天线结构是一根通过连线接至电路的长线。新型RF特征片的元件包装在有机物盖内，该盖是这类装置的新用途。图1是用于显示单天线射频特征片实施例的本专利技术的等角图。图2是用于显示多天线射频特征片实施例的本专利技术的等角图。图3是用于显示带有不同定位方向的多天线射频特征片实施例的本专利技术的等角图。图4是用于显示带有单环天线射频特征片的本专利技术实施例的等角图。图5是用于显示带有多环天线射频特征片的本专利技术实施例的等角图。图6是用于显示带有单环天线射频特征片的本专利技术的等角图，其中天线两端由开口舌片加以固定。图7是用于显示带有单环天线射频特征片的本专利技术的顶视图，-->其中开口舌片将天线固定，使天线在二维方向上定位。图8是用于显示带有多天线射频特征片实施例的本专利技术顶视图。图9是用于显示一块衬底上两块带有环状天线的特征片的本专利技术实施例的顶视图。图10是显示带有单环天线的射频特征片的本专利技术的等角图，其中天线两端由销柱固定。图1是一种新型射频特征片100的图，该特征片包括一块衬底141、一个半导体电路111、一个第一接点121、一个第二接点122、一根由绕接点131A接至第一接点121的第一连线131、和由绕接点132A接至第二接点122的第二连线132。这些元件由有机物盖151所罩住，该盖151对包括连线(131、132)、绕接点(131A、132A)和电路111在内的天线133提供环境保护。衬底141系由有机物薄片制成。最佳薄片是也被称为mylar的聚脂(Mylar是杜邦的注册商标)。另一个最佳薄片是也称为Kap-lon的聚酰亚胺(Kapton是杜邦的注册商标)。这些材料用作衬底141，并在技术上是众所周知的。半导体电路111具有一个存储器、逻辑电路和射频(RF)电路，并在最佳实施例中没有电池。象这样用于RF特征片的电路是众所周知和市场上现成的，利用粘合剂或通过局部加热将衬底141再熔，可将半导体电路固定在衬底上。半导体也还有一个或更多个接点-->(121和122)。接点(121和122)提供了接向半导体RF电路的输入和输出(I/O)连接。提点121和122具有可由半导体111内逻辑电路加以改变的阻抗。当一个送至RF特征片的RF信号由半导体111内的电路所检测到时，半导体111内的逻辑电路按照一些预先编好程序的逻辑将触点间阻抗加以改变。这个阻抗的改变将由RF特征片反射的RF信号加以调制。这样的调制使RF特征片得以向原先发送RF信号的主站送回信息。接至半导体111的天线在接收RF信号和发送(反射回去)调制的RF信号中起着重要作用。本专利技术是一个新型天线和半导体结构。一个最佳天线和半导体结构如分别接至接点121和122的连线131和132。在此实施例中这些连线用绕线连接法分别接在绕接点处131A和132A。虽将绕线连接法用于接线是众所周知的，但在本专利技术中绕线连接法不用于电路的已制成元件结构。在本专利技术中，绕线连接法制成一个新型天线和连接结构，后者满足半导体电路111的发送(信号反射)和接收要求。本实施例中，每一根连线用绕线连接技术接至一个绕接点(分别是131A和132A)，展伸至规定长度，然后切断，而每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频特征标记装置，包括：ａ．一个具有逻辑电路和存储器的半导体，该半导体安装在一块衬底上；ｂ．半导体上的第一和第二接点，第一和第二接点间有一个阻抗，该阻抗由逻辑电路加以改变从而将射频信号进行调制，该射频信号具有一个频率；ｃ．第 一连线具有一个连接端和一个不连线的开放端，该连接端使用绕线连接法接至第一接点；ｄ．第二连线具有一个连接端和一个不连线的开放端，该连接端使用绕线连接法接至第二接点；以及ｅ．罩住半导体，第一和第二接点和第一和第二连线的有机物盖；其中 第一和第二连线组成一个天线，后者发送或反射射频信号以及第一和第二连线长度由频率决定。

【技术特征摘要】
US 1994-9-9 3039761.一种射频特征标记装置，包括：a.一个具有逻辑电路和存储器的半导体，该半导体安装在一块衬底上；b.半导体上的第一和第二接点，第一和第二接点间有一个阻抗，该阻抗由逻辑电路加以改变从而将射频信号进行调制，该射频信号具有一个频率；c.第一连线具有一个连接端和一个不连线的开放端，该连接端使用绕线连接法接至第一接点；d.第二连线具有一个连接端和一个不连线的开放端，该连接端使用绕线连接法接至第二接点；以及e.罩住半导体，第一和第二接点和第一和第二连线的有机物盖；其中第一和第二连线组成一个天线，后者发送或反射射频信号以及第一和第二连线长度由频率决定。2.权利要求1的射频特征片，其特征在于第一和第二连线的长度相等和每个长度是频率的四分之一波长。3.权利要求1的射频特征片，其特征在于该半导体具有不止一对第一和第二接点以及不止一对第一和第二连线分别接至第一-->和第二接点，每一对第一和第二连线组成一个天线。4.权利要求3的射频特征片，其特征在于第一对连线在第一频率共振和第二对连线在第二频率共振。5.权利要求3的射频特征片，其特征在于至少一对第一和第二连线不平行于至少一对第二对第一和第二连线。6.权利要求1的射频特征片，其特征在于不止一根第一连线接至第一接点和不止一根第二连线接至第二接点。7.权利要求1的射频特征片，其特征在于第一和第二连线的直径在25至250微米间。8.权利要求7的射频特征片，其特征在于第一和第二连线由下列任何一种材料制成：铝合金、覆金铜、金、金合金、铜和铜合金。9.权利要求1的射频特征片，其特征在于第一和第二连线的长度在10至1000毫米间。10.权利要求1的射频特征片，其特征在于天线共振于该频率。11.权利要求1的射频特征片，其特征在于它在衬底和盖之间具有粘合剂，该粘合剂牢固地将连线、衬底和盖粘合在一起。12.权利要求11的射频特征片，其特征在于该粘合剂是下列共聚合物之一：乙基·乙烯基乙酸环氧树脂、硅氧烷、和酚丁醛。13.一种射频特征标记装置包括：a.一个具有逻辑电路和存储器的半导体，该半导体安装在一-->块衬底上；b.该半导体上的第一和第二接点，在第一和第二接点之间具有阻抗，该阻抗由逻辑电路加以改变从而将射频信号加以调制，该射频信号具有一个频率；c.一根具有第一连接端和第二连接端的连线，其第一连接端用绕线连接法接至...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克约翰布雷迪，托马斯科费诺，哈里肯特海因里希，格伦沃尔登约翰逊，保尔安德鲁莫斯科维茨，乔治弗德里克沃克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]