專利名稱：諧振標(biāo)簽和制造諧振標(biāo)簽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諧振標(biāo)簽和制造這種諧振標(biāo)簽的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及能夠與電子檢測器產(chǎn)生的具有預(yù)定頻率的電波諧振且能夠產(chǎn)生頻率與其諧振頻率相同的電波的諧振標(biāo)簽，該諧振標(biāo)簽粘附在物品上以便防止例如偷商店等偷盜行為，本發(fā)明還涉及制造這種諧振標(biāo)簽的方法。
目前，諧振標(biāo)簽已被粘附或固定在物品上，以便防止在包括超市、專賣店、百貨商店和影音商店等各種商店中例如偷商店等偷盜行為。這種諧振標(biāo)簽包含諧振電路，該諧振電路與位于商店出入口處的電子檢測器產(chǎn)生的具有預(yù)定頻率的電波諧振，并產(chǎn)生頻率與其諧振頻率相同的電波。在貼有諧振標(biāo)簽的物品的購買過程結(jié)束之后，例如物品付款之后，諧振標(biāo)簽根據(jù)其設(shè)計(jì)失去其諧振頻率特性，因此電子檢測器不再檢測到該諧振標(biāo)簽的諧振。通常通過施加預(yù)定的電壓損壞在諧振電路內(nèi)電容器的絕緣膜，造成絕緣擊穿，來消除諧振頻率特性。相反地，如果一物品在上述購買過程結(jié)束之前通過設(shè)置了電子檢測器的出入口，諧振標(biāo)簽就與電子檢測器產(chǎn)生的電波諧振，電子檢測器檢測到這種諧振，產(chǎn)生表示有偷盜發(fā)生的報(bào)警信號。
通常按以下所述的方式來形成諧振標(biāo)簽所包含的諧振電路。在用絕緣材料(例如合成樹脂膜)制成的薄膜(厚度約10-30μm)的兩面上形成不同厚度的金屬薄片，然后用較厚的金屬薄片形成電容器的一個(gè)電極板和要與該電極板電連接的、包括一線圈的電子電路，用較薄的金屬薄片形成該電容器的另一個(gè)電極板。后一電極板也與該電子電路電連接。利用上述過程來形成電阻、電感和電容(RLC)諧振電路。
由于電容器絕緣膜厚度的變化對RLC諧振電路的諧振頻率有很大影響，所以要求形成的絕緣膜厚度均勻。另外，還要求以盡可能薄的膜來形成RLC諧振電路中的電容器的絕緣膜，以便能夠以盡可能低的電壓來造成絕緣擊穿。
但是，由于絕緣膜是用擠壓成型法來形成的，所以出現(xiàn)了絕緣膜具有不同厚度的問題，這一點(diǎn)與所用擠壓機(jī)的精度和制造技術(shù)質(zhì)量有關(guān)。因此，在目前，用壓模(jig die)模壓相當(dāng)于絕緣膜的電容的一部分來產(chǎn)生一個(gè)較薄的部分。通過這樣的模壓來使電容器的一部分絕緣膜變薄帶來了在這種薄的部分上容易發(fā)生絕緣擊穿的優(yōu)點(diǎn)。
即使按上述方式已使諧振標(biāo)簽的絕緣膜絕緣擊穿，如果諧振標(biāo)簽受熱或受到震動等，或者在絕緣擊穿過后經(jīng)過了一段長的時(shí)間，就可能出現(xiàn)絕緣膜恢復(fù)到絕緣擊穿前的狀態(tài)、再次與電子檢測器產(chǎn)生的電波諧振的問題。因此，即使物品已付款并已使諧振標(biāo)簽的電容器的絕緣膜絕緣擊穿來消除該諧振標(biāo)簽的諧振頻率特性，還存在當(dāng)將貼有該標(biāo)簽的物品帶入另一商店時(shí)，該諧振標(biāo)簽會與該商店的電子檢測器產(chǎn)生的電波諧振，該電子檢測器可能產(chǎn)生報(bào)警聲來錯誤地指出已發(fā)生偷竊的問題。
此外，在已有技術(shù)中絕緣擊穿后的絕緣膜的阻抗不夠低，因此不能完全消除其諧振頻率特性。
考慮到以上情況而作出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供其諧振特性確實(shí)能被破壞的諧振標(biāo)簽，并且該諧振標(biāo)簽通過防止其恢復(fù)到被破壞之前的狀態(tài)避免了在失去其諧振頻率特性后再次與檢測器產(chǎn)生的電波諧振，而且還提供了制造這種諧振標(biāo)簽的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種通過在兩電極板之間形成短路通路其諧振特性就能夠被完全破壞的諧振標(biāo)簽。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供制造這種諧振標(biāo)簽的設(shè)備。
根據(jù)以下的描述或通過實(shí)施本發(fā)明將明了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，利用在所附權(quán)利要求中特別指出的手段及其組合能夠?qū)崿F(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，如同本文所大致描述和所實(shí)施的那樣，本發(fā)明的諧振標(biāo)簽制造方法包括以下步驟在絕緣膜的一個(gè)表面上形成電容器的一個(gè)電極板和與該電容器電連接的電子電路；在該絕緣膜的另一表面與該一個(gè)電極板相對的位置處形成與該電子電路電連接的電容器的另一個(gè)電極板；在預(yù)定的溫度下將預(yù)定的壓力施加到位于兩電極板之間的絕緣膜上進(jìn)行熱擠壓，以縮短這些電極板之間的距離，然后破壞該絕緣膜的晶體結(jié)構(gòu)，形成貫穿到兩個(gè)電極板的通孔。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一般來說，通過對用作電容器的絕緣膜的絕緣膜進(jìn)行熱擠壓，則具有低結(jié)晶度的絕緣膜的晶格缺陷部分?jǐn)U大，這一部分的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，使這一部分出現(xiàn)熱收縮，形成裂縫，這種裂縫發(fā)展成孔狀縫隙，在該孔狀縫隙貫穿到該電容器的兩個(gè)電極板，在該孔狀縫隙中存在氣態(tài)物質(zhì)或空氣。因此，對絕緣膜進(jìn)行熱擠壓的過程持續(xù)到形成從電容器的一個(gè)電極板到另一個(gè)電極板的通孔(孔狀縫隙)為止。
根據(jù)本發(fā)明，能夠確實(shí)破壞諧振特性。由于在通孔中出現(xiàn)弧光放電，并由此電極板的一金屬部穿過通孔，所以即使施加相當(dāng)?shù)偷碾妷阂材軌蚨搪穬蓚€(gè)電極板。在絕緣膜電極板被短路之后，沿著通孔形成了不能夠容易地被外界激勵破壞的穩(wěn)定的短路通路。這就使得即使在諧振標(biāo)簽的電容器的絕緣膜受熱或受到?jīng)_擊、或者在初次短路發(fā)生之后過去很長時(shí)間的情況下也能夠防止絕緣膜的已被短路的部分恢復(fù)到短路前的狀態(tài)。此外，由于形成了通孔的絕緣膜的穩(wěn)定性，這種絕緣膜可以不受任何干擾地長時(shí)間地處于短路發(fā)生之前的狀態(tài)中。這樣一來，例如即使物品的出售者將諧振標(biāo)簽貼在該物品上，然后將其存儲了很長的一段時(shí)間，或者即使在運(yùn)輸期間該物品受到任何外界激勵，也能夠避免對該諧振標(biāo)簽性能的任何干擾。因此，也增強(qiáng)了諧振標(biāo)簽的可靠性。
根據(jù)絕緣膜的膜厚和類型來選擇用于熱擠壓的合適的壓力和溫度組合，以便能夠在該絕緣膜上形成通孔。但是，如果壓力過大，就可能影響到電容器的絕緣膜的功能。反之，如果壓力過小，就不能形成通孔。因此必須考慮到上述事實(shí)來選擇最佳的壓力。類似地，如果熱擠壓的溫度過高，就損壞構(gòu)成電容器的電極板的導(dǎo)電金屬和絕緣膜。如果該溫度過低，就不能形成通孔。因此必須考慮到上述因素來選擇最佳的溫度。
此外，通過對任一電極板進(jìn)行熱擠壓直到產(chǎn)生露出絕緣膜的斷裂為止就能夠更加確實(shí)地防止諧振特性的恢復(fù)。這是因?yàn)檫@一斷裂釋放了可能切斷短路通路的熱量、沖擊和振動能量，并且同時(shí)釋放了當(dāng)絕緣膜受到上述外界激勵時(shí)其本身所產(chǎn)生的任何應(yīng)力或變形。另外，通過環(huán)繞具有較薄的膜厚度的絕緣膜的被擠壓部分形成凸出物，則該絕緣膜本身產(chǎn)生的應(yīng)力或變形也作用在該凸出物的頂部，由此阻止了應(yīng)力或變形傳遞到絕緣膜的較薄的部分。因此，能夠更加確實(shí)地避免諧振特性的恢復(fù)。
根據(jù)本發(fā)明的制造諧振標(biāo)簽的方法，可以通過形成膜厚度比另一電極板的膜厚度薄的一個(gè)電極板、用支持物支撐該膜厚度較厚的電極板，并利用壓模對膜厚度較薄的電極板熱擠壓，從而進(jìn)行熱擠壓。通過從具有較薄膜厚度的電極板的面進(jìn)行熱擠壓，就能夠?qū)崃坑行У貍鲗?dǎo)到絕緣膜并能夠容易和牢固地形成通孔。此外，在形成具有較厚膜厚度的另一電極板時(shí)，例如如果用同一導(dǎo)電金屬薄片同時(shí)形成了該另一電極板和電子電路，就能夠使該電子電路的膜厚度也較厚。因此，該電子電路的電阻可以較低。
在進(jìn)行熱擠壓操作時(shí)，通過利用包括彈性耐熱材料層和金屬層的兩層結(jié)構(gòu)的支持物和用上述金屬層的一面支撐該另一相對較厚的電極板，就能夠更有效和更確實(shí)地在絕緣膜上形成通孔。
還可以通過利用包括加熱裝置且其與另一電極板接觸的一端周邊向其中軸線變細(xì)的壓模，并通過使該壓模的變細(xì)的端面與該另一電極板接觸以進(jìn)行熱擠壓，由此更有效和更確實(shí)地在絕緣膜上形成通孔。由于壓模如上所述是逐漸變細(xì)的，所以在熱擠壓后能夠容易地與電極板分離。
此外，本發(fā)明提供了在其中形成了包括電容器的諧振電路的諧振標(biāo)簽。在絕緣膜的一個(gè)表面上形成了電容器的一個(gè)電極板和與該電容器電連接的電子電路，在該絕緣膜的另一表面上形成與電子電路連接的該電容器的另一個(gè)電極板。位于這兩電極板之間的該電絕緣膜一部分的膜厚度比其其余部分的膜厚度薄，該薄膜部分晶體結(jié)構(gòu)被破壞，形成了貫穿到兩電極板的通孔。
如上所述，本發(fā)明的諧振標(biāo)簽?zāi)軌蚍乐闺娙萜麟姌O板已被短路的部分恢復(fù)到該短路發(fā)生之前的狀態(tài)。即使諧振標(biāo)簽長期處于被短路發(fā)生之前的狀態(tài)也不會使絕緣膜受到干擾。由于預(yù)先以薄的膜厚度形成了電容器電極板的要被短路的部分，以及還由于在通孔中出現(xiàn)弧光放電，所以即使施加低的電壓也能夠確實(shí)地破壞諧振特性。
可以使本發(fā)明的諧振標(biāo)簽具有環(huán)繞絕緣膜的較薄的被擠壓部分形成的凸出物。
還可以使本發(fā)明的諧振標(biāo)簽具有在電容器的任一電極板中形成的斷裂，該斷裂露出了絕緣膜。通過按上述結(jié)構(gòu)形成諧振標(biāo)簽就能夠更加確實(shí)地防止諧振特性的恢復(fù)。
此外，本發(fā)明提供了對絕緣膜進(jìn)行熱擠壓的設(shè)備，該設(shè)備包括用于支撐絕緣膜一個(gè)面的支持物和利用熱對該絕緣膜的另一面進(jìn)行擠壓的壓模。該支持物包括由一彈性耐熱材料層和一金屬層組成的兩層結(jié)構(gòu)。該壓模包括加熱裝置，與另一電極板接觸的該壓模的一端從周邊向中軸線變細(xì)。利用這一設(shè)備就能夠在預(yù)定的溫度下用預(yù)定的壓力容易和牢固地對絕緣膜進(jìn)行熱擠壓。
被包括在說明書中作為本說明書一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，與文字描述一道說明了本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和原理。在附圖中，圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的諧振電路的平面圖；圖2是在圖1所示諧振電路中的元件的后視圖3是沿圖1的線III-III的放大的局部剖視圖；圖4是圖2所示一部分的放大的視圖；圖5是表示制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程的流程圖；圖6是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中第一步的局部剖視圖；圖7是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中第二步的局部剖視圖；圖8是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中再一步驟的局剖剖視圖；圖9是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中另一步驟的局部剖視圖；圖10是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中取向步驟的局部剖視圖；圖11是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中熱擠壓步驟的局部剖視圖；圖12是表示在制造本發(fā)明一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽完整結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖13是本發(fā)明另一實(shí)施例的諧振電路的平面圖；圖14是圖13所示諧振電路的局部后視圖；圖15是圖13的局部放大圖；圖16是本發(fā)明另一實(shí)施例的諧振電路的局部剖視圖；圖17是表示在制造本發(fā)明另一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中一個(gè)步驟的局部剖視圖；圖18是表示在制造本發(fā)明另一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的過程中的另一步驟的局部剖視圖。
以下參看


本發(fā)明的實(shí)施例。
如圖1至圖4所示，本發(fā)明的諧振標(biāo)鑒100包括分別在絕緣膜1的相對表面上形成的電極板8和9，兩電極板8和9與絕緣膜1一道構(gòu)成了電容器6；在絕緣膜1的形成了電極板8的表面上形成的線圈5，該線圈5與電極板8和9電連接。這一諧振標(biāo)簽100構(gòu)成了具有由電容器6和線圈5產(chǎn)生的預(yù)定諧振頻率的RLC諧振電路。
電極板8由薄片厚度大于電極板9的薄片厚度的導(dǎo)電金屬組成，約位于諧振標(biāo)簽的中部。如以后更詳細(xì)說明的那樣，這些電極板8和9是扁平的，通常為與在制造過程中所使用的壓模的形狀一致的四邊形。電極板9的尺寸略大于電極板8的尺寸。
線圈5用厚度與電極板8的厚度相同的導(dǎo)電金屬薄片制成。如圖1所示，線圈5沿著電極板8的外圍固定，具有在平面內(nèi)的螺旋形狀。線圈5的一端與電極板8連接，而線圈5的另一端構(gòu)成了要與電極板9電連接的導(dǎo)電引線10A。
電極板9用膜厚度比電極板8的膜厚度薄的導(dǎo)電金屬薄片制成，與電極板8相對，因此絕緣膜1位于這兩個(gè)電極板8和9之間。如圖2所示，電極板9與導(dǎo)電部分7連接，導(dǎo)電部分延伸至與在線圈5的另一端處形成的導(dǎo)電引線10A相對的導(dǎo)電引線10B。如圖3和圖4所示，約在電極板9的中部形成了火山口狀的凹下部分31，約在該凹下部分31的中心形成了斷裂17。在凹下部分31處，電極板8和9之間的距離小于在電極極其它部分處的距離。凹下部分31的周界形成了與電極板9的其它部分相比為隆起的凸出物26。
相反地，絕緣膜1在凹下部分31的位置處薄一些，絕緣膜1這一部分的晶體結(jié)構(gòu)被破壞。由于晶體結(jié)構(gòu)的這一破壞，形成了貫穿到電極板8和9的裂縫狀的通孔18。
如圖12所示，在諧振標(biāo)簽100上，用粘合劑23將一片隔離紙(parting paper)24貼在具有電極板8和線圈5的一面上，用粘合劑21將非木制紙(wood free paper)22貼在電極板9的一面上。這種結(jié)構(gòu)使得通過撕下該片隔離紙24就可以用粘合劑23將諧振標(biāo)簽100貼在物品的預(yù)定位置處。
諧振標(biāo)簽100最好是通常具有在約8.2MHz的檢測器頻率下諧振的特性。在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，電容器6電極板8的對角線的長度是18mm，電極板9的對角線的長度是19mm。
利用圖5至圖12所示的過程來制造諧振標(biāo)簽100。制造過程的流程圖如圖5所示。以下的說明假定將聚乙烯樹脂膜用作絕緣膜，相應(yīng)于“AA標(biāo)準(zhǔn)”(美國鋁協(xié)會訂立的標(biāo)準(zhǔn))的1235的鋁用于標(biāo)簽的導(dǎo)電元件。
在圖6所示的步驟、即在圖5所示的步驟(S1)中，在絕緣膜1(膜厚26μm)的一個(gè)表面上形成導(dǎo)電金屬薄片2(膜厚50μm)，在絕緣膜1的另一表面上形成導(dǎo)電金屬薄片3(膜厚12μm)。這些導(dǎo)電金屬薄片2和3可以用例如擠壓或熱層壓這樣的方法來形成。在擠壓的情形中，絕緣膜1的樹脂被溶化，然后，從擠壓機(jī)的T模中擠出的絕緣膜1和導(dǎo)電金屬薄片2和3被直接層壓在一起。在熱層壓的情形中，絕緣膜1的樹脂和導(dǎo)電金屬薄片在加工機(jī)器的滾筒之間通過，滾筒在預(yù)定溫度下被加熱，由此利用熱擠壓和粘附方法形成了上述的結(jié)構(gòu)，這一方法能夠利用滾筒施加的壓力粘合絕緣膜1和導(dǎo)電金屬薄片2和3。
考慮到此后的可加工性，所得到的圖6所示三層結(jié)構(gòu)柔性薄片的強(qiáng)度最好是至少300g/cm。
為了實(shí)現(xiàn)絕緣膜1及導(dǎo)電金屬薄片2和3的更大粘合強(qiáng)度，有效的方法是活化絕緣膜1及導(dǎo)電金屬薄片2和3兩者或它們?nèi)我粋€(gè)的表面。例如，可以采用電暈放電處理?？梢栽诮^緣膜和導(dǎo)電金屬薄片之間插入粘合層。這時(shí)需要選擇與絕緣膜1的樹脂同一類的樹脂粘合劑。
在圖7所示的步驟、即在圖5所示的步驟(S2)中，利用氯乙酸乙烯酯或聚酯類的耐蝕刻印劑在于圖6所示步驟中獲得的導(dǎo)電金屬薄片2上印上用于形成電容器電極板的圖形11A、用于形成線圈的圖形11B以及用于形成導(dǎo)電引線的圖形11C。利用與以上所用相同的印劑在導(dǎo)電金屬薄片3上印上用于形成電容器的電極板、導(dǎo)電部分和導(dǎo)電引線的圖形11D。用照相凹版印刷法印刷圖形11A至11D。
在圖8所示的步驟、即在圖5所示的步驟(S3)中，利用在圖7所示步驟中獲得的圖形11A至11D作為掩模對導(dǎo)電金屬薄片2和3進(jìn)行蝕刻處理，由此形成電極板8和9、線圈5、導(dǎo)電部分7以及導(dǎo)電引線10A和10B。在這一蝕刻處理中使用例如酸蝕刻劑，即包括各種添加的氯化鐵。
在圖9所示的步驟、即在圖5所示的步驟(S4)中，提供短路部分20來電連接導(dǎo)電引線10A和10B。這能夠使諧振標(biāo)簽微型化。
在圖10所示的步驟、即在圖5所示的步驟(S5)中，利用加熱壓模12和支持物30對位于電極板8和9之間的絕緣膜1進(jìn)行熱擠壓處理，直到形成了通孔18為止。
用于熱擠壓處理的加熱壓模12包括一鋼制的壓模，該壓模具有直徑為3-5mm的圓柱體和傾斜約60度、其端面直徑為0.7mm的圓臺形端頭。這一加熱壓模12利用合適的裝置來產(chǎn)生熱量，達(dá)到最佳溫度。此外，加熱壓模12可被垂直移動機(jī)構(gòu)(未示出)上下移動，由此能夠用最佳的壓力擠壓待壓部件。
支持物30由支持座16、在支持座16上形成的厚為2-3mm并具有60度的JISA(橡膠硬度)的硅橡膠層15和在硅橡膠層15上形成的厚為0.3mm的鋼板14組成。
利用加熱壓模12和支持物30按照以下所述的方式進(jìn)行熱擠壓處理。
首先將在圖9所示步驟中獲得的諧振電路片放置并固定在支持物30的鋼板14上。如圖11所示，利用在370-400℃的計(jì)量溫度下被加熱的加熱壓模12以從 轉(zhuǎn)到 轉(zhuǎn)的計(jì)量壓力(沖擊)對電極板9進(jìn)行0.3-0.5秒的加熱和擠壓。
在此所用的計(jì)量溫度指的是夾住加熱壓模12的夾具(未示出)的溫度。
在此所用的計(jì)量壓力指的是通過利用轉(zhuǎn)速器(產(chǎn)品名稱INDEXHANDLE，由MIKI PULLEY制造)改變加熱壓膜12和支持物30之間的距離(或提升高度)獲得的壓力的標(biāo)準(zhǔn)值。具體講，通過利用由封焊處理機(jī)構(gòu)成的設(shè)備，給該封焊處理機(jī)設(shè)置了加熱壓模12和支持物30并被安裝了轉(zhuǎn)速器，就可以將諧振電路片放置在支持物30和加熱壓模12之間的預(yù)定位置處，然后將轉(zhuǎn)速器調(diào)到其標(biāo)尺指向在從9轉(zhuǎn)到9 9/25轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)位置。
通過進(jìn)行上述的熱擠壓處理，在電極板8和9之間的絕緣膜1被加熱和擠壓，由此破壞了絕緣膜1的具有較低結(jié)晶度的部分的晶體結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致了熱收縮，如圖3至圖11所示，形成了直徑為50-100μm的通孔18，在通孔18內(nèi)有氣態(tài)物質(zhì)或空氣。因?yàn)檫@一通孔18的存在，通過施加低電壓就能夠在電容器6的兩電極板8和9之間的這一部分中出現(xiàn)弧光放電，電極板的金屬部分沿著通孔18的內(nèi)表面延伸，將電極板短路。因此，能夠更確實(shí)地破壞標(biāo)簽的諧振特性。
如圖3至11所示，上述熱擠壓處理使電容器6的絕緣膜更加薄(膜厚度約為0.2μm)，并使絕緣膜1變形為相當(dāng)于加熱壓模12的形狀。此外，如圖3和圖4所示，在上述處理中施加的壓力和熱量幾乎使被擠壓的鋁薄片3的中部斷裂，由此形成了露出絕緣膜1的斷裂17。因此能夠防止被短路電極恢復(fù)到以前的狀態(tài)。這時(shí)因?yàn)閿嗔?7釋放了往往會復(fù)原電極板的沖擊和振動能量，還釋放了當(dāng)電極板要復(fù)原時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力或變形等。
如上所述，通過進(jìn)行熱擠壓處理直到構(gòu)成電容器6的絕緣膜的晶體結(jié)構(gòu)被破壞和通孔18被形成為止，則即使在使絕緣膜或已被用預(yù)定的方法短路的電極板受熱或受到?jīng)_擊、或者在短路之后過去了很長時(shí)間的情況下也能夠防止諧振特性的恢復(fù)。
通常需要4000V或大于4000V的電壓來對電容器的絕緣膜(膜厚度26μm)進(jìn)行絕緣擊穿。但是，存在這樣的問題，即上述要求的電壓太高以至于不能消除諧振標(biāo)簽的諧振頻率特性。如上所述，本發(fā)明能夠使電容器的絕緣膜具有0.2μm或小于0.2μm的薄的膜厚度。還有，由于形成了經(jīng)通孔18的電極板的短路電路，所以施加約5-10V的低電壓就能夠消除諧振標(biāo)簽的諧振頻率特性。
在圖12所示的步驟、即在圖5所示的步驟(S5)中，在于圖10所示的步驟中獲得的諧振電路片的導(dǎo)電金屬薄片3的表面上形成丙烯酸樹脂粘合層21，利用該粘合層21將一片非木制紙22(55g/m2)貼到諧振電路片上。在諧振電路片的導(dǎo)電金屬薄片2的表面上形成了橡膠類的粘合層23之后，利用該粘合層23將一片隔離紙24(60g/m2)貼到諧振電路片上。
作為上述各步驟的結(jié)果，得到了諧振標(biāo)簽100，在該諧振標(biāo)簽100中形成了包括電容器6的諧振電路。通過撕下隔離紙24就能夠容易地將該諧振標(biāo)簽100貼在所需物品的所需位置處。
通過使已被短路的諧振標(biāo)簽100的電容器6受熱和受振動來檢查該電容器的電極板的恢復(fù)程度，其結(jié)果證實(shí)了電極板保持短路狀態(tài)。另外，在諧振標(biāo)簽100的電容器6的電極板被短路并放置很長的時(shí)間之后，證實(shí)了電極板保持短路狀態(tài)。
作為絕緣膜1的實(shí)例，除了聚酯樹脂膜外，可以采用例如聚丙烯、聚苯乙烯或聚酯這樣的合成樹脂，只要這種合成樹脂具有作為物理性質(zhì)的小的電介質(zhì)損耗因數(shù)，只要能夠保持相應(yīng)于所設(shè)計(jì)電路頻率的準(zhǔn)確的厚度容限。絕緣膜1的厚度應(yīng)當(dāng)在足以滿足諧振標(biāo)簽的產(chǎn)品設(shè)置(大小、頻率、性能等)、用于形成該絕緣膜的機(jī)器的厚度控制精度、承受包括蝕刻和其它后繼處理的機(jī)器加工的材料強(qiáng)度的厚度范圍之內(nèi)。但是，為了使諧振電路的電容器體積在預(yù)定的設(shè)計(jì)值范圍之內(nèi)，需要將絕緣膜1的厚度變化保持在預(yù)定范圍內(nèi)。作為這一實(shí)例的條件，最好使絕緣膜1的厚度(在熱擠壓處理之前)約為26±1.5μm，但對厚度是可以沒有限制的。
作為導(dǎo)電金屬薄片2和3的實(shí)例，除了相應(yīng)于AA標(biāo)準(zhǔn)的1235的鋁外，可以采用例如相應(yīng)于AA標(biāo)準(zhǔn)的1050、1100等的鋁、合乎需要的鋁、金、銀、銅和各種合金等所需各種導(dǎo)電金屬。
在上述實(shí)施例中，為了降低電阻值，將要被用作RLC電路的導(dǎo)電金屬薄片2的膜厚度定為50μm。但是，可以不受以上限制，導(dǎo)電金屬薄片2只需要按照適合于所用導(dǎo)電金屬類型、所要形成的諧振電路或制造方法的厚度和大小來制作。為了有利于形成電路的蝕刻處理和為了降低處理成本，使導(dǎo)電金屬薄片3較薄，厚度為12μm。但是，可以不受以上限制，導(dǎo)電金屬薄片3只需要按照適合于所用導(dǎo)電金屬類型和所要形成的諧振電路的厚度和大小來制作。由于導(dǎo)電金屬薄片3只用作電容器6的電極板9、導(dǎo)電部分7和導(dǎo)電引線10B，所以12μm的薄膜厚度不會對諧振標(biāo)簽的性能產(chǎn)生不利影響。
考慮到材料的成本，最好用聚乙烯樹脂來構(gòu)成絕緣膜1，用鋁作為導(dǎo)電金屬來形成RLC電路。因?yàn)殇X能夠容易地被粘附于聚乙烯樹脂，所以從其材料性能特別是粘附性來考慮，鋁是非常合適的。此外，鋁的柔性也很出色。至于聚乙烯樹脂，可以采用具有低、中或高密度的任何類型的聚乙烯樹脂。但是，考慮到作為諧振標(biāo)簽的性能和機(jī)器加工方面的材料強(qiáng)度，最好用具有中或較高密度的聚乙烯樹脂。
除了照相凹版印刷法外，還可以采用諸如絲網(wǎng)印刷、曲面印刷或活版印刷等各種印刷方法來產(chǎn)生用于形成諧振電路的圖形。除了加入各種添加劑的氯化鐵溶液外，還可以根據(jù)所用的印劑、蝕刻條件和要被蝕刻的對象(即導(dǎo)電金屬薄片)按需要選擇用來形成諧振電路圖形的蝕刻劑，例如酸或堿液體。可以按照需要來確定蝕刻劑的溫度和濃度、以及在進(jìn)行蝕刻處理時(shí)的蝕刻速度。作為蝕刻方法的實(shí)例，可以采用浸漬、噴射及其它各種方法。在噴射法的情況下，最好對蝕刻劑噴管出口截面處的油壓等進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。
在上述的條件下，在對電容器6的絕緣膜進(jìn)行熱擠壓時(shí)，加熱壓模12的溫度被定為374-400℃。但是，對加熱壓模12的溫度沒有限制，只要它是根據(jù)加熱壓模12對諧振電路片施加的壓力、加熱壓模12與支持物30的關(guān)系以及導(dǎo)電金屬薄片的類型、膜厚度等來確定，且只要它能夠在絕緣膜中形成通孔，并不會對諧振電路造成任何損壞。例如，如果用鋁作導(dǎo)電金屬，用聚乙烯作絕緣膜，則加熱壓模12的優(yōu)選溫度就是約200-500℃。
雖然在這一實(shí)施例中將加熱壓模12的計(jì)量壓力定為 轉(zhuǎn)至 轉(zhuǎn)，但對加熱壓模12的計(jì)量壓力沒有限制，只要它是根據(jù)加熱壓模12的溫度、加熱壓模12與支持物30的關(guān)系以及導(dǎo)電金屬薄片的類型、膜厚度等來確定，且只要它能夠在絕緣膜中形成通孔，并不會對諧振電路造成任何干擾。雖然在這一實(shí)施例中將由加熱壓模12進(jìn)行的熱擠壓的持續(xù)時(shí)間定為0.3-0.5秒，但對熱擠壓的持續(xù)時(shí)間沒有限制，只要它是根據(jù)加熱壓模12的溫度和壓力、加熱壓模12與支持物30的關(guān)系以及導(dǎo)電金屬薄片的類型、膜厚度等來確定，且只要它能夠在絕緣膜中形成通孔，并不會對諧振電路造成任何干擾。
本發(fā)明可用的加熱壓模12的形狀不限于在這一實(shí)施例中采用的形狀，而是可以根據(jù)諧振電路的尺寸、材料及必要的性能等來確定。例如，與電極板接觸的加熱壓模12端面的形狀不限于圓形，可以從諸如具有圓角的多邊形等所需形狀中進(jìn)行選擇。當(dāng)加熱壓模12的端部為圓臺形時(shí)，最好使其圓錐角度朝向其中軸線有30-60度的傾斜。
本發(fā)明可用的支持物30的形狀不限于在這一實(shí)施例中采用的形狀，而是可以根據(jù)諧振電路的尺寸、材料及必要的性能等來確定。例如，最好將支持物30的硬度(JISA)定為約50-80度。支持物30的硬度指的是包括鋼板14和硅橡膠15的支持物30整體的硬度。如果支持物的硬度太大，絕緣膜的結(jié)構(gòu)會被破壞，這樣就不能得到穩(wěn)定的性能。相反地，如果支持物的硬度太小，就不能在絕緣膜中形成通孔。因此需要根據(jù)以上事實(shí)來確定硬度。
對于支持物30，可以用諸如特富龍(teflon)這樣的彈性耐熱材料來代替硅橡膠。可以用諸如不銹鋼板這樣的金屬板來代替鋼板。硅橡膠和鋼板的厚度可以根據(jù)諧振電路的尺寸、組成材料及必要的性能等來確定。但是，最好將硅橡膠的厚度定為例如約1-5mm。此外，最好將鋼板的厚度定為約0.2-0.5mm。
雖然在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，為了簡化描述起見在圖中只畫出了一個(gè)諧振標(biāo)簽，但可以對以卷的形式(例如寬700-900mm×長1200m或?qū)?00-300mm×長600m的卷)的本發(fā)明的多個(gè)諧振標(biāo)簽同時(shí)執(zhí)行圖5所示的步驟(S1)至(S6)。在這種情況下，在圖5所示的步驟(S6)中，根據(jù)產(chǎn)品的尺寸用平壓機(jī)或滾壓機(jī)將被貼上非木制紙片和隔離紙片的多層結(jié)構(gòu)主體切成40mm×40mm的大小。然后除隔離紙外卷繞和除去該多層結(jié)構(gòu)主體的非必要部分。此后，就產(chǎn)生了隔離紙朝外的一卷片狀諧振標(biāo)簽。
這一實(shí)施例描述了通過將非木制紙和隔離紙粘貼在諧振電路片上制成的諧振標(biāo)簽100。但是，可以不受以上限制，能夠?qū)⑺苄阅せ蚱渌牧蠈訅涸谥C振電路片上，只要這種材料能夠?qū)⒅C振電路片保持在良好的狀態(tài)中并且能夠容易和牢固地粘附于產(chǎn)品上。不僅可以采用粘貼法，而且可以采用其它方法。此外，沒有圖5所示的步驟(S6)也可以使用本發(fā)明的諧振標(biāo)簽。
以下參看附圖描述本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖13是本發(fā)明另一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽的電容器放大剖視圖。但是，在該第二實(shí)施例中省去有關(guān)與上述第一實(shí)施例的諧振標(biāo)簽100相同的結(jié)構(gòu)和根據(jù)相同的制造過程獲得的部分的詳細(xì)說明。
如圖13和16所示，該第二實(shí)施例的諧振標(biāo)簽與在第一實(shí)施例中得到的諧振標(biāo)簽的不同之處在于在導(dǎo)電金屬薄片3中沒有產(chǎn)生斷裂，絕緣膜1的較薄的膜部分的面積較大。
按照下述方式制造這一諧振標(biāo)簽。即第二實(shí)施例的諧振標(biāo)簽在到圖5所示的步驟(S4)(進(jìn)行處理)為止都采用與上述諧振村簽100的制造過程相同的制造過程。
在圖5所示的步驟(S5)(熱擠壓處理)、即在圖17所示的步驟中，利用加熱壓模120和支持物30對位于電容器106的電極板108和109之間的絕緣膜1進(jìn)行熱擠壓，直到形成通孔18為止。該熱擠壓處理的必要條件如下上述熱擠壓處理所用的壓模120是鋼制模，它包括在其基本上為方形主體的端部有45度傾斜的一尖錐體，它對角線長12mm，其端面基本上是帶圓角的方形，如圖15虛線所示。這一加熱壓模120包括能夠在最佳溫度下控制熱量產(chǎn)生的加熱元件(圖中未示出)。此外，該加熱壓模120可被垂直移動機(jī)構(gòu)(圖中未示出)上下移動，能夠以最佳的壓力對物體進(jìn)行擠壓。
如果加熱壓模120在熱擠壓時(shí)接觸了熱塑性的絕緣膜1，則絕緣膜1變得具有粘性，附著在擠壓表面上，由此造成熱效率降低的問題。因此，在這一實(shí)施例中，如圖1所示，與電極板109接觸的加熱壓模120的端面尺寸小于電極板109的尺寸，電極板108的尺寸小于電極板109的尺寸，以便避免與絕緣膜1接觸。具體來說，電極板108的對角線長9mm，電極板109的對角線長16mm。這就能夠用電極板109的超出加熱壓模120的部分作為防接觸覆蓋物，由此解決了上述問題。由于加熱壓模120的周緣是錐形的，所以當(dāng)其在熱擠壓之后與電極板109分離時(shí)能夠避免諸如被凸出物26卡住等類似的任何麻煩。但是，在第二實(shí)施例中可以采用與在上述第一實(shí)施例中所用的壓模相同的壓模。
除了加熱壓模120的計(jì)量溫度被定為370-400℃、計(jì)量壓力(沖擊)被定為 轉(zhuǎn)至 和進(jìn)行0.3-0.5秒的熱擠壓外，對絕緣膜1的熱擠壓過程基本上與圖10和11所示的過程相同。利用這一熱擠壓就經(jīng)由電極板109對位于電極板108和109之間的絕緣膜1進(jìn)行了加熱和擠壓。這時(shí)，位于電極板108和109之間的絕緣膜1的具有較低結(jié)晶度的部分的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，在這一部分出現(xiàn)了熱收縮，由此形成了裂縫。這些裂縫逐漸形成貫穿到電極板108和109、在其中存在氣態(tài)物質(zhì)或空氣的通孔18。如圖15和16所示，這些通孔18在相應(yīng)于電容器106的四個(gè)角的位置處產(chǎn)生。組成電容器106的絕緣膜的薄膜厚度平均為18μm，絕緣膜1的形狀根據(jù)加熱壓模120端部的形狀而變化。
由于電極板108和109以及加熱壓模120的尺寸關(guān)系如上所述，所以即使進(jìn)行熱擠壓，線圈5、導(dǎo)電部分7以及導(dǎo)電引線10A和10B都不變形，而是能夠保持它們的最佳形狀。
隨后，利用與對于諧振標(biāo)簽100所描述的過程相同的過程就獲得了在其中形成了包括電容器106的諧振電路的諧振標(biāo)簽。
利用以上獲得的諧振標(biāo)簽并使構(gòu)成電容器6且被短路的電極板受熱和受到振動來檢查這種電極板的恢復(fù)程度。結(jié)果是確認(rèn)了電極板保持短路狀態(tài)。此外，在以上獲得的諧振標(biāo)簽的電容器被短路并存放較長時(shí)間之后，電極板被確認(rèn)保持短路狀態(tài)。除了圖17所示形狀的加熱壓模120外，還可以在上述熱擠壓中采用圖18所示的加熱壓模202，它與電極板109接觸的端部不是錐形的。用加熱壓模202得到的諧振標(biāo)簽最好是與以上的諧振標(biāo)簽一樣也具有通常在8.2MHz檢測頻率下諧振的特性。在這一情形中，電容器的絕緣膜的厚度與大小(長×寬)的關(guān)系如表1所示。
表1大小 長mm×寬mm 厚μm13×14 2610×10 147.5×7.5 8還是在這一情形中，最好將加熱壓模202的計(jì)量溫度定為370-400℃，將計(jì)量壓力(沖擊)定為 至13 進(jìn)行0.3-0.5秒的熱擠壓。
表2表示為了在按照圖13至16所示的形狀的諧振標(biāo)簽的電容器106的絕緣膜中形成通孔18，加熱壓模102的溫度與熱擠壓(用4kg/cm2的壓力)的持續(xù)時(shí)間的關(guān)系，表3表示壓力與熱擠壓(在250℃的溫度下)的持續(xù)時(shí)間的關(guān)系。
表2溫度(℃)持續(xù)時(shí)間(秒)200 3.5250 3300 1.5表3壓力(kg/cm2)持續(xù)時(shí)間(秒)3 4.54 35 2上述說明是在考慮到通孔18在相應(yīng)于電容器106的四個(gè)角的絕緣膜1的部分處形成的情況下給出的。但是，可以不受以上限制，根據(jù)諧振標(biāo)簽的特性、尺寸、制造方法等任意地確定通孔18的形成模式。此外，可根據(jù)需要改變電容器106和線圈5的圖形。
如上所述，本發(fā)明能夠使組成電容器的絕緣膜具有薄的膜厚度，能夠破壞這種薄的膜部分的晶體結(jié)構(gòu)，能夠形成從電容器的一個(gè)電極板穿到另一個(gè)電極板的通孔。因此，除了形成絕緣膜的較薄的部分外，還能夠在破壞諧振特性時(shí)在通孔處造成弧光放電。結(jié)果是即使施加低電壓也能夠確實(shí)地在兩電極板之間形成短路。即使標(biāo)簽受熱或受到振動，或者在諧振特性被破壞之后已過去較長的時(shí)間也能夠防止諧振標(biāo)簽的諧振特性的恢復(fù)。因此，能夠提供高度可靠的諧振標(biāo)簽，可以防止該諧振標(biāo)簽在失去其諧振頻率特性之后重復(fù)地與檢測器產(chǎn)生的電波諧振。此外，由于在其中形成了通孔的絕緣膜很穩(wěn)定，所以可以使諧振標(biāo)簽長期地處于諧振特性被破壞之前的狀態(tài)而不會使其性能受到影響。因此能夠確實(shí)地增強(qiáng)諧振標(biāo)簽的可靠性。
為說明和描述起見已對本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行了以上的描述。不打算對所揭示的準(zhǔn)確形式進(jìn)行窮舉或限制，按照上述指示或根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施可以進(jìn)行各種改進(jìn)和修正。選擇和描述實(shí)施例是為了說明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠按照適合于某種設(shè)想的具體應(yīng)用的各種實(shí)施例和進(jìn)行各種改進(jìn)來應(yīng)用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物所確定。
權(quán)利要求
1.一種制造在其中形成了包括電容器的諧振電路的諧振標(biāo)簽的方法，包括以下步驟在絕緣膜的一個(gè)表面上形成所述電容器的一個(gè)電極板和一電子電路，所述電子電路與所述電容器電連接；在所述絕緣膜的另一表面上相對所述一個(gè)電極板的位置處形成所述電容器的另一個(gè)電極板，所述另一個(gè)電極板與所述電子電路電連接；在預(yù)定溫度下通過給位于所述兩電極板之間的所述絕緣膜施加預(yù)定的壓力進(jìn)行熱擠壓來縮短所述電極板之間的距離，然后破壞所述絕緣膜的晶體結(jié)構(gòu)來形成穿過絕緣膜延伸到兩電極板的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造諧振標(biāo)簽的方法，其中，進(jìn)行所述熱擠壓直到在所述電極板的任一個(gè)上產(chǎn)生斷裂為止，該斷裂露出了所述絕緣膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造諧振標(biāo)簽的方法，其中所述另一個(gè)電極板的膜厚度小于所述一個(gè)電極板的膜厚度，通過用支持物支撐所述一個(gè)電極板的面和通過用壓模擠壓所述另一個(gè)電極板來執(zhí)行所述熱擠壓步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造諧振標(biāo)簽的方法，其中所述支持物包括由一彈性耐熱材料層和一金屬層組成的兩層結(jié)構(gòu)，用與所述一個(gè)電極板接觸的所述金屬層支撐所述一個(gè)電極板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造諧振標(biāo)簽的方法，還包括加熱所述壓模的步驟，所述壓模與所述另一電極板接觸的一端從周邊向其中軸線變細(xì)，所述逐漸變細(xì)端的端面接觸所述另一電極板來進(jìn)行熱擠壓。
6.一諧振標(biāo)簽，在該諧振標(biāo)簽中形成了包括電容器的諧振電路，在一個(gè)絕緣膜的一個(gè)表面上形成的所述電容器的一個(gè)電極板和一個(gè)電子電路，所述電子電路與所述電容器電連接，在所述絕緣膜的另一表面上形成的所述電容器的另一個(gè)電極板，所述另一個(gè)電極板與所述電子電路電連接，其中，位于兩電極板之間的所述絕緣膜具有膜厚度比其余部分的膜厚度薄的部分，絕緣膜的所述薄的部分的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，形成了穿過絕緣膜延伸到兩電極板的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振標(biāo)簽，其中，環(huán)繞著所述絕緣膜的所述具有薄的膜厚度的部分形成了凸出物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的諧振標(biāo)簽，其中，在所述電容器的任一個(gè)電極板中產(chǎn)生了露出所述絕緣膜的斷裂。
9.對絕緣膜進(jìn)行熱擠壓的設(shè)備，包括支持所述絕緣膜的一個(gè)面的支持物，所述支持物由包括一彈性耐熱層的兩層結(jié)構(gòu)組成；以及一熱擠壓所述絕緣膜的另一面的模具，包括加熱裝置和壓模，所述壓模與絕緣膜另一面上的電極板接觸的一端周邊向其中軸線變細(xì)。
全文摘要
一種諧振標(biāo)簽，具有在組成諧振電路的絕緣膜的一個(gè)表面上形成的電容器的一個(gè)電極板和一電子電路，該電子電路與該電容器電連接。在絕緣膜的另一表面上形成了電容器的另一電極板，該另一電極板與電子電路電連接。在預(yù)定的溫度下用預(yù)定的壓力對位于兩電極板之間的絕緣膜進(jìn)行熱擠壓，以縮短這兩電極板之間的距離，并破壞絕緣膜的晶體結(jié)構(gòu)，以形成貫穿到兩電極板的通孔。
文檔編號H05K1/16GK1140864SQ9512158
公開日1997年1月22日 申請日期1995年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月17日
發(fā)明者松本剛, 羽田忠義 申請人:東海電子株式會社