專利名稱：Rfid天線和2d條形碼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及組合的RFID天線與2D條形碼。
背景技術：
存在用于標識和跟蹤產(chǎn)品的不同機制。例如，一些產(chǎn)品包括射頻標識(RFID)標簽，其具有用于存儲和處理信息的集成電路以及用于接收和傳送信號的天線。其他產(chǎn)品包括條形碼，其具有以二維(2D )構圖的數(shù)據(jù)的光學機器可讀表示。光學掃描器讀取條形碼以檢索廣品標識 目息。RFID標簽和條形碼生產(chǎn)起來可能是昂貴的，這是由于它們需要多種不同部件和過程來制造。


圖1A示出根據(jù) 一個示例實施例的將天線的導電跡線覆蓋在2D條形碼上的第一示例圖案。圖1B示出根據(jù)一個示例實施例的將天線的導電跡線覆蓋在2D條形碼上的第二示例圖案。圖1C示出根據(jù)一個示例實施例的將天線的導電跡線覆蓋在2D條形碼上的第三示例圖案。圖2示出根據(jù)一個示例實施例的具有不同寬度的天線線路的電特性的表格。圖3示出根據(jù)一個示例實施例的固定到產(chǎn)品上的RFID芯片。圖4是用于將導電油墨施加到表面上以形成天線的回路和條形碼的方法。圖5示出根據(jù)一個示例實施例的基于托盤及其與各個項目的關聯(lián)的供應鏈推理模型。

發(fā)明內(nèi)容
一個實施例是具有表面的設備，所述表面包括二維條形碼和印刷在二維條形碼上的射頻標識(RFID)天線。所述RFID天線和所述二維條形碼由導電油墨形成。
具體實施例方式示例實施例涉及組合RFID天線與2D條形碼的設備和方法。天線的導電回路(或線段/線條)被疊加或覆蓋在2D條形碼的印刷部分上。一個示例實施例產(chǎn)生具有天線和2D條形碼的RFID芯片。在制造期間，利用印刷技術在單次操作(pass)中將天線與2D條形碼一起印刷。隨后在第二次操作中施加天線的導電性。該過程降低了過程的成本和復雜性，這是由于天線和2D條形碼被同時產(chǎn)生。在一個示例實施例中，使用相同的油墨制作RFID天線和條形碼，這簡化了 RFID芯片或標簽和2D條形碼的印刷和完成過程。一個示例實施例利用圖案引導的方法(例如光刻激光退火)來固化油墨。
在一個示例實施例中，RFID天線遵循被沉積為2D條形碼的油墨。作為另一實例，RFID回路(實現(xiàn)感應讀/寫操作)被沉積在細條中，所述細條被條形碼讀取器忽略或者由與條形碼符號表示相關聯(lián)的糾錯碼(ECC)處理。換句話說，天線的閉合回路具有的尺寸或表面積(長度和/或?qū)挾?使得，由這些回路生成的信號或場被條形碼讀取器忽略和/或利用ECC來糾正。利用分層(近場RFID天線和RFID芯片/電介質(zhì)層/遠場天線)方法制造根據(jù)一個示例實施例的RFID。RFID天線被與2D條形碼集成印刷，并且被用來提供給出遠場RFID可讀性和2D條形碼可讀性這二者的上層(遠場RFID天線)。示例實施例不限于印刷天線和條形碼。例如，示例實施例還被應用于膜開關和其他印刷電子接口的生產(chǎn)，其中金屬外觀覆蓋的圖案不同于必要的連接線。示例實施例對于條形碼和RFID天線這二者利用單一油墨。示例油墨包括但不限于透明導電油墨，例如ITO或氧化銦錫或者其他導電油墨。盡管油墨可以是透明的，但是它也可以利用現(xiàn)成的條形碼讀取器來讀取。讀取由于基板和油墨對于條形碼讀取器的照明燈/燈泡/LED的有差別的吸收和/或反射而發(fā)生。這一原理例如被用來讀取白色基板上的白靛油墨(電子油墨)。白色基板通常具有增白劑并且其吸收性低于電子油墨。一個示例實施例利用預導電(pre-conductive)油墨來印刷天線和2D條形碼。如在這里和權利要求書中所使用的，“預導電油墨”是所施加的并且其電導率隨后例如通過利用熱、紫外(UV)光、激光燒蝕、或其他手段進行固化而增大的油墨。例如，在不導電狀態(tài)中施加油墨，并且隨后將其固化到導電狀態(tài)?？商鎿Q地，施加不利用后續(xù)固化的導電油墨。在一個實施例中，2D條形碼被直接貼附到RFID芯片上，并且能夠支持所感應的電流。取代遠場天線，在天線的閉合回路中感應的電場在自身被貼附到RFID芯片上的附近的近場天線中感應出電流。示例實施例包括用于將天線的導電跡線與2D條形碼覆蓋或組合的多種不同圖案。圖1A-1C示出三個不同示例圖案。圖1A示出根據(jù)一個示例實施例的具有將天線的導電跡線或閉合回路100A覆蓋在2D條形碼IlOB上的第一示例圖案的設備50A。在該實施例中，只有在存在2D條形碼的印刷(非白色)元件的地方才產(chǎn)生或存在導電通路或回路。例如，所述回路被印刷在條形碼之上以便與條形碼共存。這里，導電回路IlOA覆蓋2D條形碼的印刷(黑色)元件或者完全存在于其上。換句話說，導電回路沒有延伸到白色區(qū)域或者2D條形碼IlOA的各個元件120A之間的區(qū)域。圖1B示出根據(jù)一個示例實施例的具有將天線的導電跡線或閉合回路100B覆蓋在2D條形碼IlOB上的第二示例圖案的設備50B。在該實施例中，在2D條形碼IlOB中的黑色油墨上方或者沿著黑色與白色油墨的邊界產(chǎn)生導電通路或回路。示出覆蓋2D條形碼的黑色像素和/或黑色與白色像素之間的邊界的多個導電回路(矩形的和總體上成曲線的)。如所示，沒有回路穿過開放的白色空間，但是這樣的回路可以加寬條形碼的貼片或元件之間的連接點。在圖1A和IB中，天線的閉合回路具有遵循或跟蹤形成條形碼的油墨沉積物的形狀。這些回路的尺寸和形狀可以取決于條形碼的深色區(qū)域的圖案而改變(例如是圓形、矩形、正方形、多邊形等等)。
圖1C示出根據(jù)一個示例實施例的具有將天線的導電跡線或閉合回路100C覆蓋在2D條形碼IlOC上的第三示例圖案的設備50C。在該實施例中，不特別關于黑色油墨的位置來印刷導電回路(例外是沿著2D條形碼的頂部和左側(cè)邊緣的交替的黑色和白色鋪片(tile))。圖1C中示出的實例可以利用現(xiàn)成的條形碼讀取器來讀取。盡管有RFID天線的疊加的線路，仍然發(fā)生2D條形碼的可讀性。在一個實施例中，盡管有天線回路，仍然根據(jù)錯誤代碼糾正(ECC)算法、在生產(chǎn)條形碼期間使用的回路對條形碼面積的百分比、以及對于天線使用的導電跡線的厚度而發(fā)生對條形碼的讀取。在圖1A-1C中，利用相同的油墨來印刷天線的線路和條形碼的變深的區(qū)域或鋪片。示例實施例包括天線的線路具有不同的長度和寬度。例如，天線的線路可以是條形碼的各個模塊的厚度的近似一半。作為另一實例，利用跡線的激光退火和在跡線周圍的油墨上的風干，天線的線路可以具有0.25mm、0.5mm和1.0mm的寬度。應當注意，2D條形碼的取向標記(條形碼的大輪廓“L”)還可以用作天線，其不干擾可讀模塊。設備50A-50C包括但不限于產(chǎn)品(例如電子或非電子器件)、連接或附著到產(chǎn)品上的RFID或其他跟蹤器件、所銷售和/或跟蹤的便攜式或可移動器件。在一個實施例中，RFID天線和條形碼被貼附、沉積、和/或施加到表面上，例如產(chǎn)品的或者附著到產(chǎn)品上的設備的單獨元件(例如跟蹤器件)的表面。圖2示出具有不同寬度的天線線路的電特性的表格200。第一列210示出跡線的寬度；第二列220示出跡線上的歐姆每平方；以及第三列230示出離跡線250-500微米的歐姆每平方。根據(jù)表格200，利用405nm激光退火的固化對于500 ii m或更小的有效天線跡線導致5到10倍的電導率差。這對應于1/50英寸或20密耳，其對于如圖1C中所描述的蓋寫將允許從模塊尺寸為40密耳或更小的條形碼進行讀取。圖3示出根據(jù)一個示例實施例的固定到產(chǎn)品310上的RFID芯片300。RFID芯片300包括在第一層330中或其上的集成電路320、以及在第二層350上的組合RFID天線與條形碼340。組合RFID天線與條形碼340包括但不限于圖1A-1C中所示的實施例。圖4是用于將導電油墨施加到表面上以形成天線的回路和條形碼的方法。根據(jù)框400，將導電油墨沉積在設備的表面上以形成條形碼。根據(jù)框410，將導電油墨沉積在所述表面上和條形碼之上以形成天線的回路。在一個實施例中，回路和條形碼被同時形成。在另一實施例中，形成條形碼并且隨后在條形碼上后續(xù)形成回路。在又一實施例中，形成回路并且隨后在回路上后續(xù)形成條形碼。在一個實施例中，利用導電的油墨在單次印刷操作中將RFID天線和條形碼沉積在表面上。由于天線和條形碼被疊加在彼此之上并且共存，因此減小了天線和條形碼的總表面積。示例實施例還在供應鏈中提供靈活性，這是由于在上覆RFID天線的情況下印刷2D條形碼，同時不在所有單元上都包括項目級別的RFID (用于供應鏈推理的模型結(jié)合圖5來討論)。
對于供應鏈推理，可以利用示例實施例。在其應用于串行化時，供應鏈推理是指將聚合中的每個項目上的獨有標識符(例如RFID芯片)與聚合器(盒、托盤、其他裝運單元)相關聯(lián)的能力。通常這意味著聚合器與每個單獨項目之間的等級關系。圖5示出根據(jù)一個示例實施例的基于托盤及其與各個項目的關聯(lián)的供應鏈推理模型。單項目托盤500(項目A)被定義為單項目/制造商托盤級別元件(SMPLE)單元510。SIMPLE單元復合成(multiple)包括多個單項目540的離散中間尺寸同質(zhì)(DISH)單元520和530?；旌贤斜P550 (示出為具有項目A、項目C、項目D和項目E)被劃分成單項目分組560 (在一組中被示出為項目A和B ;在第二組中被示出為項目C、E和F;以及在第三組中被示出為項目D)。在圖5中，將單項目托盤500與混合托盤550不同地對待。許多基于RFID的跟蹤系統(tǒng)在托盤上使用單個RFID或其他標識器,而不管托盤被如何包裝。取代使用這樣的單個RFID標識器，一個示例實施例將所有相同或相似的項目的集合(視為“單項目類型分組”)定義為“SMPLE”單元(SMPLE=單項目/制造商托盤級別元件)。這對于屬于相同分類或分組的所有項目允許單獨的推理模型，如果其他考慮因素(成本、規(guī)章、可行性、顧客需求等等)支持這一分組的話。另外，SIMPLE單元的任何數(shù)目的邏輯細分(每個聚合不少于2個單項目)被定義為離散中間尺寸同質(zhì)(DISH)單元。注意，在一些情況下(例如大的項目使得每個托盤只有幾個項目，或者對其進行單獨跟蹤不具有成本效率的低成本項目)，在SIMPLE與單個單元之間將在邏輯上不存在DISH單元。然而，SMPLE-DISH推理模型中的靈活性將為下面參照示出SMPLE-DISH推理模型的圖4描述的五個推理體系加強基礎。1.推理模型
所述推理模型包括:如何執(zhí)行跟蹤；如何將項目引用或鏈接到它們在供應鏈中的親代和/或子代；以及在注冊表(例如用于存儲推理、跟蹤、認證、取證和用于供應鏈模型的其他有關數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫)中如何關聯(lián)這種關聯(lián)的項目。2.器件/數(shù)據(jù)保持器接通/關斷端鈕(ramp)
所提出的系統(tǒng)在如何邏輯地定義DISH單元方面提供靈活性。例如，如果托盤包含480盒香煙，其中在16箱的每箱中有30盒，并且在每盒中有20包，每包包含20支香煙，則可以存在下列尺寸的DISH單元:
DISH-1:30盒的箱=30x20x20=12000個單個單元 DISH-2:20包的盒=20x20=400個單個單元 DISH-3:20支香煙的包=20個單個單元。在該實例中總SMPLE單元包含16x12000=192000支香煙。SMPLE-DISH推理模型因此可以被描述為[16，30, 20, 20]模型，這意味著20個項目屬于20個DISH-3單元中的每個，20個DISH-3單元屬于30個DISH-2單元中的每個，30個DISH-2單元屬于16個DISH-1單元中的每個，并且16個DISH-1單元構成SMPLE單元。在SMPLE-DISH模型中的每個級別的“器件”或“數(shù)據(jù)保持器”可以從RFID、印刷標簽或其他印刷特征、印刷取證物、納米標記劑(nanotaggant)、或記錄/讀取信息的任何其他可靠裝置中選擇。這一靈活性允許供應鏈管理者基于下面討論的各種成本因素來選擇器件/數(shù)據(jù)保持器。3.成本模型 在選擇器件/數(shù)據(jù)保持器時考慮的成本包括下列內(nèi)容:
a.項目的成本:每個級別的SMPLE和DISH單元的成本是多少對比器件/數(shù)據(jù)保持器的成本是多少？
b.檢查的成本(可見性):從制造商到最終使用查詢每個器件/數(shù)據(jù)保持器的成本是多少(如果檢查成本之間的差大于器件成本的差，則應當選擇更高的器件成本、更低的檢查成本)？
c.不檢查的成本(不可見性):器件/數(shù)據(jù)保持器故障的成本是多少？
d.器件的成本:上面討論的。e.集成、維護(更新、歸檔等等)的成本:與上面檢查的成本有關。實施任何附加器件/數(shù)據(jù)保持器系統(tǒng)的成本是多少？另外，可以考慮RFID的相對成本，可以使用印刷和檢查來最小化給定托盤的總成本。4.相同單元內(nèi)的關聯(lián)模型 SMPLE或DISH單元內(nèi)的元件如何相關？
a.對于EPC全球號碼，在與DISH/SMPLE單元有關的可變字段中存在差異嗎？
b.對于基于基準標記的數(shù)據(jù)保持器(例如印刷取證物、納米標記劑等等)，對于集合中的不同單元使用了不同的基準標記嗎？
c.可以將制止物集合中的不同制止物用于每個SMPLE/DISH單元嗎？
d.對于SMPLE/DISH單元集合中的每個SMPLE/DISH單元能夠使用納米標記劑的不同組合嗎？
5.規(guī)章:審計和合規(guī)性(compliance)
如何使用上面討論的關聯(lián)模型來滿足包括審計和數(shù)據(jù)標準的規(guī)章事務？這改變?nèi)魏纹渌ㄙM嗎？
在這五種情況的每種中，圖5中所示的模型提供用于比較和對比總系統(tǒng)成本的框架。根據(jù)示例實施例的方法設備是作為實例而提供的，并且不應當被解釋成限制本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他實施例。此外，在不同圖內(nèi)討論的方法或步驟可以被添加到其他圖中步驟的方法或者與之交換。此外，具體的數(shù)字數(shù)據(jù)值(例如具體量、數(shù)字、類別等等)或其他具體信息應當被解釋為說明性的以用于討論示例實施例。提供這樣的具體信息不是為了限制示例實施例。上面的討論打算說明各種示例實施例的原理。一旦完全地理解上面的公開，對于本領域技術人員而言許多變型和修改就將變得顯而易見。后面的權利要求書意圖被解釋成包含所有這樣的變型和修改。
權利要求
1.一種設備，包括: 表面，所述表面包括二維條形碼和印刷在所述二維條形碼上的射頻標識(RFID)天線，其中所述RFID天線和所述二維條形碼是由導電油墨形成的。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述RFID天線和所述二維條形碼是由相同的導電油墨形成的。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，形成所述RFID天線的油墨被沉積在形成所述二維條形碼的油墨上。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述RFID天線是只被沉積在所述二維條形碼的黑色油墨區(qū)域內(nèi)的閉合回路。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述RFID天線和所述二維條形碼都是利用單個預導電油墨印刷的，所述預導電油墨在不導電狀態(tài)中被施加并且隨后被固化到導電狀態(tài)。
6.一種射頻標識(RFID)器件，包括: 具有由導電油墨形成的多個閉合回路的天線；以及 由所述導電油墨形成的條形碼，其中所述天線被沉積在所述條形碼之上。
7.根據(jù)權利要求6所述的RFID器件，其中，所述天線的閉合回路具有的形狀遵循形成所述條形碼的油墨沉積物。
8.根據(jù)權利要求6所述的RFID器件，其中，所述天線的閉合回路具有的尺寸使得所述閉合回路被條形碼讀取器忽略。
9.根據(jù)權利要求6所述的RFID器件，其中，所述天線的閉合回路具有的尺寸使得由所述閉合回路生成的信號利用糾錯碼(ECC)來糾正。
10.根據(jù)權利要求6所述的RFID器件，其中，所述天線的閉合回路和所述條形碼都是由包括氧化銦錫的相同的透明導電油墨形成的。
11.一種方法，包括: 將導電油墨沉積在設備的表面上以形成條形碼；以及 將所述導電油墨沉積在所述表面上和所述條形碼之上以形成天線。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述條形碼和所述天線在單次操作中被一起印刷。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，還包括:固化所述條形碼和所述天線的回路的油墨，以把所述油墨從不導電狀態(tài)變換到導電狀態(tài)。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，還包括:在所述條形碼的印刷元件共存的表面上產(chǎn)生用于所述天線的回路的導電通路。
15.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述天線的回路具有遵循由所述條形碼產(chǎn)生的圖案的非圓形形狀并且包括所述條形碼的L形。
全文摘要
一種設備具有表面，所述表面包括二維條形碼和印刷在所述二維條形碼上的射頻標識(RFID)天線。所述RFID天線和所述二維條形碼是由導電油墨形成的。
文檔編號G06K19/067GK103098080SQ201080069039
公開日2013年5月8日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權日2010年7月9日
發(fā)明者S.西姆斯克, J.阿羅諾夫, M.戈爾, R.斯塔米, M.伊根 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責任合伙企業(yè)