專利名稱：用于在裝載物上安裝rfid標簽的方法
技術領域：
本發明涉及安全標簽，特別地，涉及提供RFID (無線射頻識別)標簽及大量在貨盤 和紙箱上貼裝這種標簽。
背景技術：
現在RFID標簽兩個最大的成本構成是集成電路(IC)和將IC貼裝到天線結構上。 摩爾定律(Moore' s Law)和RFID標簽量增加有助于降低IC的成本，但是將IC貼裝到天 線結構的基本方法是焊接。焊接是一種機械工藝，像IC制造一樣，其不能從技術發展或規 模經濟中獲益。目前芯片焊接的方法并不足以解決成本。一種中間“帶”的兩步法通過重置成本 而使邊際成本得到改善。然而，帶式并不能直接解決問題，因為焊接仍然需要，只不過是對 更小的標簽。況且，帶式增加了將帶子焊接于大標簽上的另一個步驟。目前制造商對帶子采用標準焊接技術需要帶子能像傳統的焊接表面，S卩，堅硬和 不易彎曲。但是這種帶子不能使自己容易集成到軟的易彎曲的標簽上。公知的標準焊接工 藝均是基于帶式的解決方案，因此還不理想。標準電子芯片元件是公知的且通常在印刷電路板上可見。裸IC通過引線焊接或 倒裝芯片焊接(一種將IC正面朝下焊接于載體的技術)被焊接到載體上。然后在載體和 芯片周圍澆鑄一層外殼。然后通過穿孔或表面組裝將外殼裝到印刷電路板上。標準芯片元 件需與多種印刷電路板的組裝技術(包括熔焊(solder baths)、波峰焊(solder waves), 紅外回流(IR reflow)及多種清洗和烘焙步驟)兼容，需在單一芯片組件中植入越來越多 的計算能力，且必須耐用。與之相比，RFID標簽從不用焊接或烘焙或清洗。RFID標簽本身是完整的且不必集 成到其他任何系統上。它們需要極小的計算能力來使成本及能耗最小化(其轉化為讀取距 離)，且不必面對像標準芯片那樣的能耗和環境需求。RFID標簽與標準電子芯片元件大不相同。相比之下，其金屬層比較薄且柔軟(或 不硬)。每一標簽的背面或底部設有軟性聚丙烯或紙。其底部易于沖壓、切割、波紋化 (dimple)和焊接。在設計一種能集成到RFID標簽的高效芯片安裝工藝(efficientchip placement process)方面，它有利于避免與連續軋制印刷機不相符的任何東西。停止及起動生產線總 是會使事情緩慢。其有利于調節工具而作用于沿著生產線按已知行進速率不斷前進的芯 片。焊接工藝的回程(Retracing a path)會消耗時間、引起振動和磨損機械連接件。這些連接件在絕對位置上也會產生不確定性。旋轉或連續裝置(continuous devices)就 優于往復式裝置(reciprocatingdevices)。在一個焊接工藝中，機械連接的數量越多，精確位置的確定性就越小。當網絡或芯 片四處擺動時，每一個接縫連接或者撓性連接會帶來一定量的隨機性。IC的尺寸微小，芯片 移出臨界對準(critical alignment)是極可能的。當制造安全標簽時，人們不能依賴先前步驟中預先設定的任何精確尺寸。物體的 相對位置會在穿越網絡時因從輥子的一端到另一端、從一處到另一處和從此時到彼時而變 化。這就是使用廉價材料的基本現實。對于IC焊接工藝，制造商必須不斷適應材料真正如 何表現，而不是指望它按期望的表現。需要有一個針對天線上的IC產生RFID標簽的安裝系統是有益的，此系統以高于 現有的在紙箱和貨盤上的安裝系統的速度工作，廉價和工作可靠，并提供高質量和可靠的 標簽。本文所引用的全部參考資料通過引用將其整體并入此處。
發明內容
提供了一種用于在裝載物(shipping articles)上安裝RFID標簽的方法，其包括 以下步驟將一導電材料條設于裝載物的表面(導電材料條有一寬度)，和提供一種RFID 芯片，該芯片具有本體、第一底部導電點、第二底部導電點和位于第一底部導電點和第二底 部導電點之間的非導電性的鰭狀突片。所述鰭狀突片自本體向下延伸且接收(isreceived) 于裝載物內。所述鰭狀突片具有一至少和導電材料條的寬度等寬的寬度。所述RFID芯片 通過將芯片插在位于裝載物上的導電材料條上而貼裝(attached)在裝載物上，這樣所述 鰭狀突片將所述條切為第一條部和第二條部。所述第一底部導電點電連接于第一條部及所 述第二底部導電點電連接于第二條部。優選的，所述第一底部導電點為由RFID芯片底部延伸的第一鉤體，及所述第二底 部導電點為由RFID芯片底部延伸的第二鉤體。這里，所述鰭狀突片延伸于第一鉤體與第二 鉤體之間。所述裝載物可以是，例如，貨盤、紙箱、紙板箱及波紋紙板箱。第一和第二鉤體可以 具有一鄰近本體的彎曲部，這樣使所述RFID芯片更安全地貼裝在裝載物上。所述RFID芯片優選為有結構支撐而被封裝。還可以包括通過安裝線過程將多個 RFID標簽安裝到裝載物上，裝載物不停止容納所述標簽的動作。在一變換的實施例中，提供了一種在裝載物上安裝RFID標簽的方法，其包括將一 第一導電材料條體和一第二導電材料條體設于裝載物表面的步驟，所述的兩個導電材料條 體為共線設置且由一小間隙將其彼此分離。提供了一種RFID芯片，其具有一本體、一第一 接觸點和一第二接觸點，所述第一、第二接觸點分別位于本體的底部。所述方法進一步包括 通過使第一接觸點粘接到裝載物上的第一導電材料條體及使第二接觸點粘接到裝載物上 的第二導電材料條體而將RFID芯片貼裝到裝載物上。優選的，所述第一和第二導電材料條體形成偶極天線的兩個電極。在本發明另一變換的實施例中，一種在裝載物上安裝RFID標簽的方法，其包括 將一導電材料線圈設于裝載物表面的步驟，所述導電材料線圈具有一跡線寬度(trace width)，和提供一種RFID芯片，其具有一本體、一第一底部導電點、一第二底部導電點和一位于第一底部導電點和第二底部導電點之間的非導電性的鰭狀突片。所述鰭狀突片自本體 向下延伸并接收于裝載物內。所述鰭狀突片具有一至少和導電材料線圈的寬度等寬的寬 度。所述的RFID芯片通過將芯片插入到位于裝載物上的導電材料線圈上而貼裝在裝載物 上，這樣所述鰭狀突片切斷導電材料線圈。所述第一底部導電點電連接于所述切斷的導電 材料線圈的第一端，所述第二底部導電點電連接于所述切斷的導電材料線圈的第二端。在本發明另一變換的實施例中，提供了一種在裝載物上安裝RFID標簽的方法，其 包括將一導電材料線圈設于裝載物表面的步驟，所述導電材料線圈具有一線圈狀的第一層 體和一第二層體(一短尺寸的金屬箔)，所述第二層體粘接于所述第一層體。所述方法進一 步提供了一種RFID芯片，其具有一本體、一第一底部導電點和一第二底部導電點的步驟， 和通過將芯片插入到位于裝載物上的所述導電材料線圈上而將所述RFID芯片貼裝到裝載 物上，這樣所述第一底部導電點電連接于所述第一層體及所述第二底部導電點電連接于所 述第二層體。還提供了一種用于裝載物上的RFID標簽，其包括一雙粘接于裝載物的導電條和 一 RFID芯片，其具有一本體、一第一導電點、一第二導電點和一位于所述第一導電點和第 二導電點之間的非導電性的鰭狀突片。所述鰭狀突片自本體向下延伸并接收于導電材料上 的裝載物，以形成所述的一雙導電條。所述鰭狀突片具有至少和所述導電材料寬度等寬的 寬度。所述導電點分別與所述一雙導電條中的一個相接觸。最后，提供一種裝載物上的RFID標簽，其包括粘接在裝載物上的導電材料和一 RFID芯片，其具有一本體、一第一鉤體、一第二鉤體和一位于第一鉤體和第二鉤體之間的非 導電性的鰭狀突片，所述每一鉤體和所述鰭狀突片自本體向下延伸并接收于導電條上的裝 載物內。所述鰭狀突片具有至少和導電材料寬度等寬的寬度。
本發明將結合以下的附圖進行說明，附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并 且其中圖1是用在本發明方法的一優選實施例中的將RFID標簽安裝到裝載物上的系統 的簡略示意圖；圖2是用于圖1系統中的RFID芯片的簡略示意圖；圖3是根據本發明構成的RFID標簽的俯視圖，說明其安裝于紙箱或貨盤上；圖4是圖3中的RFID標簽的局部剖示圖，說明其安裝在紙箱上；圖5是根據本明構成的13. 56MHZ的RFID標簽的俯視圖，說明其安裝于紙箱或貨 盤上；圖6是用在本發明方法的第二優選實施例中的將RFID標簽安裝于裝載物上的系 統的簡略示意圖；圖7a是根據本明構成的交流13. 56MHZ的RFID標簽的俯視圖，說明其安裝于紙箱 或貨盤上，具有含內置式電容器的RFID芯片；及圖7b是根據本明構成的另一交流13. 56MHZ的RFID標簽的俯視圖，說明其安裝于 紙箱或貨盤上，具有不含內置式電容器但含有充當電容器的第二箔層的RFID芯片。
具體實施例方式本發明將結合以下實施例進一步詳細說明，但應當理解的是本發明并不受此限 制。現參考附圖，在整個幾幅圖中相同的附圖標記表示相同的元件。如圖1所示，根 據本發明的一優選實施例，一種將RFID標簽安裝在裝載物10上的裝置。圖2描述了構成 RFID標簽14 一部分的新的RFID芯片12。在第一優選實施例中，安裝RFID標簽14的方法 包括將一導電材料條16設于裝載物18的表面18a(見圖3、4)的步驟。所述導電材料條 16可以是，如，能夠通過某種方式粘接于裝載物18上的細長的箔條。所述裝載物可以是， 如，盒子或如波紋紙板箱(如由牛皮紙和膠水制成)這樣的紙箱或由木材制成的船運貨盤。 圖1示出了裝置10的示意圖，首先，在圖1中的A點，如鋁箔薄片這樣的導電材料條16使 用例如粘合劑17 (見圖3)粘接在裝載物18上。這可以通過使用已知的各種自動化方式來 完成。將特別制作的RFID芯片12 (有鉤體(barb) 22、24或其類似物和非導電性的鰭狀突 片(fin) 26，將在后面說明)移到位置B并置于如紙箱或貨盤這樣的裝載物18的上方。當 RFID芯片12被置于導電材料條16的上方并降低時，從每一 RFID芯片12底部伸出的非導 電性的鰭狀突片26將導電材料切斷并形成RFID天線的兩個獨立電極。需要說明的是圖1是簡略圖，不是按比例的且沒有示出單獨的紙箱。這種方式特別有益于在高速應用中使用。對于RFID標簽的安裝，目前的技術提供 為“停止和重復”過程，其以最大值為僅約每分鐘六英尺的速度工作。本發明適用于極高速 工作，例如大約為每分鐘200英尺。這是可能的，因為RFID芯片12在結合制成RFID標簽 的導電材料條上的安裝公差范圍寬得多。停止及重復不再需要。該過程可以高速完成，基 本不停，例如，在制作運輸紙箱本身時，基本不減緩該過程。如圖2所清楚看到的，RFID芯片12具有一個本體20、第一鉤體22、第二鉤體24和 位于第一鉤體22與第二鉤體24之間的非導電性的鰭狀突片26。鉤體22、24和鰭狀突片 26自本體20向下延伸，在制作RFID標簽14時，刺破導電材料條并在裝載物18的表面18a 上固定到位。鰭狀突片26具有至少與導電條16的寬度等寬的寬度。鉤體20、22的寬度不 到導電條材料條的寬度，以防止在鉤體的位置處切斷。通過將芯片插入到位于裝載物18上的導電材料條16上而將所述RFID芯片貼裝 到裝載物18上，這樣鰭狀突片26將導電材料條切斷成第一條體16a和第二條體16b，并且 由此使第一鉤體22電連接鄰近于切線19的第一條體16a，和所述第二鉤體24電連接鄰近 于切線19的第二條體16b。所述兩條體不直接電接觸。在一優選實施例中，所述第一和第二鉤體22、24分別具有一彎曲部22a、24b (見圖 1)，鄰近于所述RFID芯片12的本體20的底部20a，如圖2所示。這使RFID芯片12更安全 地貼裝在裝載物18上。另外，優選地，所述RFID芯片12由公知的封裝材料30封裝，以增加其抗損傷性 (damage resistance)和結構支撐。這可由一些非常有名的封裝技術來完成。鉤體22、24 和非導電性的鰭狀突片26自封裝過的芯片的底部伸出。非導電性的鰭狀突片可以完全是任何公知的非導電材料，其能在所述兩個條體 16a、16b —旦被切斷后足以將它們隔離。例如，所述非導電性的鰭狀突片可以是由石英構 成。
需要說明的是，除鉤體22、24外，可以采用其它手段來使RFID芯片12電連接于導 電材料條16a、16b。例如，可以采用小滴狀導電粘合劑。在本發明另一實施例中，又提供一種在裝載物上貼裝RFID芯片的方法。但是，在 本實施例中，并沒有采用單一導電材料條(如在前面的實施例中)，如圖4所示，本實施中采 用的是兩個獨立的導電條體16a、16b。為了方便起見，將會使用涉及以上第一實施例的圖 3，4，5，因為它們足以描述本實施例。RFID芯片的本體20可以有或沒有非導電性的鰭狀突 片26。本發明的此實施例包括以下步驟在裝載物18的表面上設置導電材料的第一條體 16a和第二條體16b，第一條體16a和第二條體16b在同一直線上，且兩者之間被一個小間 隙所分開；提供RFID芯片12，其具有本體20、第一觸點和一第二觸點(例如鉤體22，24)。 本實施例的其余步驟與上述關于第一實施例的步驟基本相同。鰭狀突片26不再必要，但也 可以使用。按照本發明方法的步驟進行操作，其結果就會得到設置在裝載物18上的RFID標 簽14。所述RFID標簽14包括粘貼在裝載物上的導電材料和RFID芯片12，該芯片具有本 體、第一導電點、第二導電點(例如第一鉤體22和第二鉤體24，或者例如滴狀導電粘合劑 等)以及位于第一鉤體和第二鉤體之間的非導電性的鰭狀突片26，各鉤體和鰭狀突片自本 體向下延伸，在導電材料上接收于裝載物內，所述鰭狀突片具有至少與導電材料的寬度等 寬的寬度。所述導電材料條16可以具有多種形式。例如，如圖1，3和4所示，條16可以是形 成偶極天線的細長的直條。另外，如圖5所示，條16可以是線圈32的形式構成13. 56MHZ的 天線。圖6描述的是一個用于在裝載物上貼裝13. 56MHZ的RFID標簽的系統的簡化示意圖。 圖5中的13. 56MHZ的天線需要兩個導電材料層32(線圈狀)、32a(稍短長度的箔片)，通過 導電材料的箔片上的電介質將兩個導電層32和32a彼此分隔開。這已有說明，例如，在由 Appalucci等人申請的名稱為“安全標簽及其制造方法”、美國申請號為10/253，733的申請 中，該申請轉讓給了 Checkpoing System公司，以美國申請公開號2003/0051806公開，通過 引用將其整個說明書并入此處。這里，在為箔片的第二層32a (或者與之相連的襯底)上設有粘合劑，粘合劑形成 粘合層，優選地，是一種強力壓敏粘合劑，如醋酸乙烯酯單體，當被空氣干燥機處理時，可以 提供高初始粘性，在承受壓力時可獲得高粘接強度。也可以使用其它類型的強力粘合劑如 熱封粘合劑，還可以使用能由超紫外線或電子束進行處理的粘合劑。優選地，第一導電箔片是鋁合金，純度約為98%，厚度范圍在20-100微米，優選 30-70微米，具有適合于沖切的強度和延展性能。優選地，第二層的箔片32a涂滿電介質，形 成介電層，介電層有一厚度，其范圍為1-25微米，優選1-10微米。優選地，電介質采用一種 熱封介電材料，如容易與鋁粘接的聚乙烯，不過，也可以采用其它介電材料，如苯乙烯-丙 烯酸酯共聚物或醋酸乙烯酯。優選地，可以購買已經涂有介電層的箔片。然而，可通過使用 刀輥凹版印刷(gravure knife over roll)或者類似的印刷工藝在線印刷電介質而將介電 層涂到箔片上。電介質位于兩導電材料層32、32a之間。這里，RFID芯片12置于兩導電材料層32、32a之間，以便第一鉤體22與線圈(第 一導電材料層32)的一端電連接，而第二鉤體24與第二導電材料層32a的一端相連接。非 導電性的鰭狀突片26在本應用中不需要。
7
圖7a、7b所示的是簡化了的13. 56MHZ RFID標簽，其具有不重疊回路。在圖7a中， RFID芯片12a包括內置式電容器，這樣，就不需要由箔層和電介質構造單獨的電容層。在 圖7b中，RFID芯片12b沒有包括單獨的電容器，這就需要由箔層和電介質構造單獨的電容 層。這里，非導電性的鰭狀突片26切斷導電箔層16的跡線。盡管對本發明已結合具體實施例進行了詳細說明，很明顯，對于本領域的普通技 術人員來說，在不脫離本發明實質和范圍的前提下，還可以作出若干的變通和改進。
權利要求
一種用于在裝載物上安裝RFID標簽的方法，包括如下步驟(A)將導電材料線圈設于裝載物的表面，所述線圈具有線圈狀的第一層體和為稍短箔片的第二層體，所述第二層體粘接于所述第一層體；(B)提供RFID芯片，所述芯片具有本體、第一底部導電點和第二底部導電點；及(C)通過將所述芯片插入到裝載物上的所述線圈內而將所述RFI D芯片貼裝于所述裝載物上，這樣所述第一底部導電點電連接于所述第一層體和所述第二底部導電點電連接于所述第二層體。
2.根據權利要求1所述的用于安裝RFID標簽的方法，其特征在于，所述裝載物包含選 自于由貨盤、紙箱、紙板箱及波紋紙板箱構成的組中的物品。
3.根據權利要求1所述的用于安裝RFID標簽的方法，其特征在于，所述包括提供所述 RFID芯片的步驟包括提供所述第一與第二鉤體，所述第一與第二鉤體具有鄰近所述本體的 彎曲部，這樣所述RFID芯片就更安全地貼裝在所述裝載物上。
4.根據權利要求1所述的用于安裝RFID標簽的方法，其特征在于，所述RFID標簽為了 結構支撐而被封裝。
5.根據權利要求1所述的用于安裝RFID標簽的方法，其特征在于，其包括在裝配線過 程中將多個RFID標簽設于裝載物上的步驟，其中所述裝載物接收所述標簽時不停止運動。
6.根據權利要求1所述的用于安裝RFID標簽的方法，其特征在于，其包括在裝配線過 程中將多個RFID標簽設于裝載物上的步驟，其中所述裝載物接收所述標簽時不停止運動。
全文摘要
一種用于在裝載物上安裝RFID標簽的方法，包括如下步驟(A)將導電材料線圈設于裝載物的表面，所述線圈具有線圈狀的第一層體和為稍短箔片的第二層體，所述第二層體粘接于所述第一層體；(B)提供RFID芯片，所述芯片具有本體、第一底部導電點和第二底部導電點；及(C)通過將所述芯片插入到裝載物上的所述線圈內而將所述RFID芯片貼裝于所述裝載物上，這樣所述第一底部導電點電連接于所述第一層體和所述第二底部導電點電連接于所述第二層體。
文檔編號G06K19/077GK101853419SQ20101000030
公開日2010年10月6日 申請日期2006年7月18日 優先權日2005年7月19日
發明者安卓爾·扣特, 托馬斯·J·科萊爾 申請人:關卡系統股份有限公司