專利名稱：用于在裝載物上安裝rfid標(biāo)簽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全標(biāo)簽，特別地，涉及提供RFID (無線射頻識別)標(biāo)簽及大量在貨盤 和紙箱上貼裝這種標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在RFID標(biāo)簽兩個最大的成本構(gòu)成是集成電路(IC)和將IC貼裝到天線結(jié)構(gòu)上。 摩爾定律(Moore' s Law)和RFID標(biāo)簽量增加有助于降低IC的成本，但是將IC貼裝到天 線結(jié)構(gòu)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(shù)發(fā)展或規(guī) 模經(jīng)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(biāo)簽。況且，帶式增加了將帶子焊接于大標(biāo)簽上的另一個步驟。目前制造商對帶子采用標(biāo)準(zhǔn)焊接技術(shù)需要帶子能像傳統(tǒng)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(biāo)簽上。公知的標(biāo)準(zhǔn)焊接工 藝均是基于帶式的解決方案，因此還不理想。標(biāo)準(zhǔn)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(shù))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(biāo)準(zhǔn)芯片元 件需與多種印刷電路板的組裝技術(shù)(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(biāo)簽從不用焊接或烘焙或清洗。RFID標(biāo)簽本身是完整的且不必集 成到其他任何系統(tǒng)上。它們需要極小的計算能力來使成本及能耗最小化(其轉(zhuǎn)化為讀取距 離)，且不必面對像標(biāo)準(zhǔn)芯片那樣的能耗和環(huán)境需求。RFID標(biāo)簽與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)簽的背面或底部設(shè)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(shè)計一種能集成到RFID標(biāo)簽的高效芯片安裝工藝(efficientchip placement process)方面，它有利于避免與連續(xù)軋制印刷機不相符的任何東西。停止及起動生產(chǎn)線總 是會使事情緩慢。其有利于調(diào)節(jié)工具而作用于沿著生產(chǎn)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(chǎn)生不確定性。旋轉(zhuǎn)或連續(xù)裝置(continuous devices)就 優(yōu)于往復(fù)式裝置(reciprocatingdevices)。在一個焊接工藝中，機械連接的數(shù)量越多，精確位置的確定性就越小。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)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(zhǔn)(critical alignment)是極可能的。當(dāng)制造安全標(biāo)簽時，人們不能依賴先前步驟中預(yù)先設(shè)定的任何精確尺寸。物體的 相對位置會在穿越網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)實。對于IC焊接工藝，制造商必須不斷適應(yīng)材料真正如 何表現(xiàn)，而不是指望它按期望的表現(xiàn)。需要有一個針對天線上的IC產(chǎn)生RFID標(biāo)簽的安裝系統(tǒng)是有益的，此系統(tǒng)以高于 現(xiàn)有的在紙箱和貨盤上的安裝系統(tǒng)的速度工作，廉價和工作可靠，并提供高質(zhì)量和可靠的 標(biāo)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(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于在裝載物(shipping articles)上安裝RFID標(biāo)簽的方法，其包括 以下步驟將一導(dǎo)電材料條設(shè)于裝載物的表面(導(dǎo)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(dǎo)電點、第二底部導(dǎo)電點和位于第一底部導(dǎo)電點和第二底 部導(dǎo)電點之間的非導(dǎo)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(nèi)。所述鰭狀突片具有一至少和導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電點電連接于第一條部及所 述第二底部導(dǎo)電點電連接于第二條部。優(yōu)選的，所述第一底部導(dǎo)電點為由RFID芯片底部延伸的第一鉤體，及所述第二底 部導(dǎo)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(yōu)選為有結(jié)構(gòu)支撐而被封裝。還可以包括通過安裝線過程將多個 RFID標(biāo)簽安裝到裝載物上，裝載物不停止容納所述標(biāo)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(biāo)簽的方法，其包括將一 第一導(dǎo)電材料條體和一第二導(dǎo)電材料條體設(shè)于裝載物表面的步驟，所述的兩個導(dǎo)電材料條 體為共線設(shè)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(dǎo)電材料條體及使第二接觸點粘接到裝載物上 的第二導(dǎo)電材料條體而將RFID芯片貼裝到裝載物上。優(yōu)選的，所述第一和第二導(dǎo)電材料條體形成偶極天線的兩個電極。在本發(fā)明另一變換的實施例中，一種在裝載物上安裝RFID標(biāo)簽的方法，其包括 將一導(dǎo)電材料線圈設(shè)于裝載物表面的步驟，所述導(dǎo)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(dǎo)電點、一第二底部導(dǎo)電點和一位于第一底部導(dǎo)電點和第二底部導(dǎo)電點之間的非導(dǎo)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(nèi)。所述鰭狀突片具有一至少和導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電材料線圈。所述第一底部導(dǎo)電點電連接于所述切斷的導(dǎo)電 材料線圈的第一端，所述第二底部導(dǎo)電點電連接于所述切斷的導(dǎo)電材料線圈的第二端。在本發(fā)明另一變換的實施例中，提供了一種在裝載物上安裝RFID標(biāo)簽的方法，其 包括將一導(dǎo)電材料線圈設(shè)于裝載物表面的步驟，所述導(dǎo)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(dǎo)電點和一第二底部導(dǎo)電點的步驟， 和通過將芯片插入到位于裝載物上的所述導(dǎo)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(dǎo)電點電連接于所述第一層體及所述第二底部導(dǎo)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(biāo)簽，其包括一雙粘接于裝載物的導(dǎo)電條和 一 RFID芯片，其具有一本體、一第一導(dǎo)電點、一第二導(dǎo)電點和一位于所述第一導(dǎo)電點和第 二導(dǎo)電點之間的非導(dǎo)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(dǎo)電材料上 的裝載物，以形成所述的一雙導(dǎo)電條。所述鰭狀突片具有至少和所述導(dǎo)電材料寬度等寬的 寬度。所述導(dǎo)電點分別與所述一雙導(dǎo)電條中的一個相接觸。最后，提供一種裝載物上的RFID標(biāo)簽，其包括粘接在裝載物上的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電條上的裝 載物內(nèi)。所述鰭狀突片具有至少和導(dǎo)電材料寬度等寬的寬度。


本發(fā)明將結(jié)合以下的附圖進行說明，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并 且其中圖1是用在本發(fā)明方法的一優(yōu)選實施例中的將RFID標(biāo)簽安裝到裝載物上的系統(tǒng) 的簡略示意圖；圖2是用于圖1系統(tǒng)中的RFID芯片的簡略示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的RFID標(biāo)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(biāo)簽的局部剖示圖，說明其安裝在紙箱上；圖5是根據(jù)本明構(gòu)成的13. 56MHZ的RFID標(biāo)簽的俯視圖，說明其安裝于紙箱或貨 盤上；圖6是用在本發(fā)明方法的第二優(yōu)選實施例中的將RFID標(biāo)簽安裝于裝載物上的系 統(tǒng)的簡略示意圖；圖7a是根據(jù)本明構(gòu)成的交流13. 56MHZ的RFID標(biāo)簽的俯視圖，說明其安裝于紙箱 或貨盤上，具有含內(nèi)置式電容器的RFID芯片；及圖7b是根據(jù)本明構(gòu)成的另一交流13. 56MHZ的RFID標(biāo)簽的俯視圖，說明其安裝于 紙箱或貨盤上，具有不含內(nèi)置式電容器但含有充當(dāng)電容器的第二箔層的RFID芯片。
具體實施例方式本發(fā)明將結(jié)合以下實施例進一步詳細說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明并不受此限 制。現(xiàn)參考附圖，在整個幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。如圖1所示，根 據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，一種將RFID標(biāo)簽安裝在裝載物10上的裝置。圖2描述了構(gòu)成 RFID標(biāo)簽14 一部分的新的RFID芯片12。在第一優(yōu)選實施例中，安裝RFID標(biāo)簽14的方法 包括將一導(dǎo)電材料條16設(shè)于裝載物18的表面18a(見圖3、4)的步驟。所述導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dāng) RFID芯片12被置于導(dǎo)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(dǎo) 電性的鰭狀突片26將導(dǎo)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(yīng)用中使用。對于RFID標(biāo)簽的安裝，目前的技術(shù)提供 為“停止和重復(fù)”過程，其以最大值為僅約每分鐘六英尺的速度工作。本發(fā)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(jié)合制成RFID標(biāo)簽 的導(dǎo)電材料條上的安裝公差范圍寬得多。停止及重復(fù)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(dǎo)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(biāo)簽14時，刺破導(dǎo)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(dǎo)電條16的寬度等寬的寬度。鉤體20、22的寬度不 到導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(yōu)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(yōu)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(jié)構(gòu)支撐。這可由一些非常有名的封裝技術(shù)來完成。鉤體22、24 和非導(dǎo)電性的鰭狀突片26自封裝過的芯片的底部伸出。非導(dǎo)電性的鰭狀突片可以完全是任何公知的非導(dǎo)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(dǎo)電性的鰭狀突片可以是由石英構(gòu) 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(dǎo) 電材料條16a、16b。例如，可以采用小滴狀導(dǎo)電粘合劑。在本發(fā)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電性的鰭狀突 片26。本發(fā)明的此實施例包括以下步驟在裝載物18的表面上設(shè)置導(dǎo)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(guān)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(fā)明方法的步驟進行操作，其結(jié)果就會得到設(shè)置在裝載物18上的RFID標(biāo) 簽14。所述RFID標(biāo)簽14包括粘貼在裝載物上的導(dǎo)電材料和RFID芯片12，該芯片具有本 體、第一導(dǎo)電點、第二導(dǎo)電點(例如第一鉤體22和第二鉤體24，或者例如滴狀導(dǎo)電粘合劑 等)以及位于第一鉤體和第二鉤體之間的非導(dǎo)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(dǎo)電材料上接收于裝載物內(nèi)，所述鰭狀突片具有至少與導(dǎo)電材料的寬度等 寬的寬度。所述導(dǎo)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(gòu)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(biāo)簽的系統(tǒng)的簡化示意圖。 圖5中的13. 56MHZ的天線需要兩個導(dǎo)電材料層32(線圈狀)、32a(稍短長度的箔片)，通過 導(dǎo)電材料的箔片上的電介質(zhì)將兩個導(dǎo)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(biāo)簽及其制造方法”、美國申請?zhí)枮?0/253，733的申請 中，該申請轉(zhuǎn)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(shè)有粘合劑，粘合劑形成 粘合層，優(yōu)選地，是一種強力壓敏粘合劑，如醋酸乙烯酯單體，當(dāng)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(yōu)選地，第一導(dǎo)電箔片是鋁合金，純度約為98%，厚度范圍在20-100微米，優(yōu)選 30-70微米，具有適合于沖切的強度和延展性能。優(yōu)選地，第二層的箔片32a涂滿電介質(zhì)，形 成介電層，介電層有一厚度，其范圍為1-25微米，優(yōu)選1-10微米。優(yōu)選地，電介質(zhì)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(yōu)選地，可以購買已經(jīng)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(zhì)而將介電 層涂到箔片上。電介質(zhì)位于兩導(dǎo)電材料層32、32a之間。這里，RFID芯片12置于兩導(dǎo)電材料層32、32a之間，以便第一鉤體22與線圈(第 一導(dǎo)電材料層32)的一端電連接，而第二鉤體24與第二導(dǎo)電材料層32a的一端相連接。非 導(dǎo)電性的鰭狀突片26在本應(yīng)用中不需要。
7
圖7a、7b所示的是簡化了的13. 56MHZ RFID標(biāo)簽，其具有不重疊回路。在圖7a中， RFID芯片12a包括內(nèi)置式電容器，這樣，就不需要由箔層和電介質(zhì)構(gòu)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(zhì)構(gòu)造單獨的電容 層。這里，非導(dǎo)電性的鰭狀突片26切斷導(dǎo)電箔層16的跡線。盡管對本發(fā)明已結(jié)合具體實施例進行了詳細說明，很明顯，對于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，還可以作出若干的變通和改進。
權(quán)利要求
一種用于在裝載物上安裝RFID標(biāo)簽的方法，包括如下步驟(A)將導(dǎo)電材料的第一條體和第二條體設(shè)于裝載物的表面上，所述條體在同一直線上并通過一小間隙而將彼此分離；(B)提供RFID芯片，所述芯片具有本體、第一觸點和第二觸點，所述第一和第二觸點均位于本體的底部；及(C)通過將所述第一觸點粘接到位于裝載物上的所述導(dǎo)電材料的第一條體和將所述第二觸點粘接到位于裝載物上的所述導(dǎo)電材料的第二條體而將所述RFID芯片貼裝于所述裝載物上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝RFID標(biāo)簽的方法，其特征在于，所述第一觸點是第 一鉤體及所述第二觸點是第二鉤體，每一鉤體自所述本體向下延伸并接收于裝載物內(nèi)，并 且通過將所述第一鉤體穿過所述導(dǎo)電材料的第一條體插入裝載物內(nèi)和將所述第二鉤體穿 過所述導(dǎo)電材料的第二條體插入裝載物內(nèi)，而將所述RFID芯片貼裝于所述裝載物上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝RFID標(biāo)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(gòu)成的一組中的物品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝RFID標(biāo)簽的方法，其特征在于，所述RFID芯片被封裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝RFID標(biāo)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鉤體與第二鉤體，所述第一鉤體和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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝RFID標(biāo)簽的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料的第 一條體和第二條體形成偶極天線的兩個電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝RFID標(biāo)簽的方法，其特征在于，其包括在裝配線過 程中將多個RFID標(biāo)簽設(shè)于裝載物上的步驟，其中所述裝載物接收所述標(biāo)簽時不停止運動。
全文摘要
一種用于在裝載物上安裝RFID標(biāo)簽的方法，包括如下步驟(A)將導(dǎo)電材料的第一條體和第二條體設(shè)于裝載物的表面上，所述條體在同一直線上并通過一小間隙而將彼此分離；(B)提供RFID芯片，所述芯片具有本體、第一觸點和第二觸點，所述第一和第二觸點均位于本體的底部；及(C)通過將所述第一觸點粘接到位于裝載物上的所述導(dǎo)電材料的第一條體和將所述第二觸點粘接到位于裝載物上的所述導(dǎo)電材料的第二條體而將所述RFID芯片貼裝于所述裝載物上。
文檔編號G06K19/077GK101853418SQ20101000030
公開日2010年10月6日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者安卓爾·扣特, 托馬斯·J·科萊爾 申請人:關(guān)卡系統(tǒng)股份有限公司