CN101568932A - Eas和uhf组合标签 - Google Patents

Abstract

一种EAS和UHF组合安全标签，其增加了为零售标签添加物品级UHF功能的能力和维持业务中所安装的EAS系统的完整性的能力，借此，所述EAS和UHF安全元件大体上由共同的导电层形成。所述组合标签还包括将标签由“远场读取”标签改变为“近场读取”标签的能力。

Description

EAS和UHF组合标签

相关申请案的引用

本PCT申请案要求2007年12月13日申请的美国实用申请案第11/955,917号和2006年12月20日申请的美国临时申请案第60/871,016号的利益，所述申请案的名称均为EAS AND UHF COMBINATION TAG且其全部内容均是以引用的方式并入本文。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及安全标签，且更特定来说，公开了一种电子商品防盗和超高频率组合标签及其制造方法。

2.背景技术

电子商品防盗系统(electronic article surveillance，EAS)是负责追踪或检测库存或零售店中零售物品的存在或转移，所述EAS现在还包括射频标识(radio frequency identification，RFID)。通常，EAS或RFID检测是通过将EAS或RFID元件作为安全标签的一部分用于物品或其包装上来实现，因而在这些安全标签暴露于预定的电磁场(如位于零售店出口的基架)时，其就触发产生某种类型的警报和/或向接收器或其他检测器提供数据。

人们很期望在单个安全标签上或其内包含两个元件，其中各个安全元件可响应不同的询问器/阅读器系统。仅举例而言，可将两个EAS元件或两个RFID元件或一个EAS元件和一个RFID元件定位在单个安全标签上或其内。参见美国专利第5,510,769号(Kajfez等人)；第5,517,195号(Narlow等人)；以及第7,109,867号(Forster)。因而，可能需要出于库存目的而读取附于商品上的标签的RFID元件，同时在有标签的商品未经购买即被带离商店出口的情况下询问EAS元件。德州仪器(TexasInstrument)公司的Dallas Inlay或Impinj公司的Propellor例证了在单个基板上提供环/天线配置的其他变化形式。

标题为“LC Resonant Circuit with Amplification Device”的美国共有专利第7,129,843号(Piccoli等人)公开了一种环绕EAS电路的扩大遮罩。2006年10月10日申请的标题为“Security Tag for Cigarette Pack”的美国共有专利第11/540,000号(美国专利申请公开案第2007/0146142号)公开了一种由香烟盒的金属衬壳形成的安全标签，借此，安全元件是由金属路线环绕。两件所述的参考案均是以引用的方式并入本文。

尽管如此，仍然需要使用相同导电材料来制造结合EAS与UHF特征的组合安全标签，也需要提供增强的EAS响应信号。此外，还需在保持安全标签的近场读取能力的同时钝化其远场读取能力。

本文引用的所有参考文献均是以引用的方式全部并入本文。

发明内容

一种安全标签，其包括电子商品防盗(EAS)元件和包含RFID集成电路的超高频率(UHF)元件。UHF元件邻近EAS元件定位，其中UHF元件大体上环绕EAS元件。

一种安全标签，其包括电子商品防盗(EAS)元件和超高频率(UHF)元件，EAS元件和UHF元件均具有由共同的导电层形成的部分。

一种产生安全标签的方法，所述安全标签包括电子商品防盗(EAS)元件和包含RFID集成电路的超高频率(UHF)元件。所述方法包括：提供基板；将粘合剂按对应于EAS元件和UHF元件的图案涂于所述基板上；将导电层置于所述粘合剂上；切割所述导电层以形成所述EAS元件的一部分和所述UHF元件的一部分；将RFID芯片带置于所述UHF元件上，并将电容器带或电容器板置于所述EAS元件上；以及将所述RFID芯片带与所述UHF元件电性耦合，并将所述电容器带或所述电容器板与所述EAS元件电性耦合。

附图说明

结合以下附图来描述本发明，图中的相同参考数字指代相同元件，其中：

图1为EAS/UHF组合标签的第一实施例的平面图，其展示增强的EAS响应信号特征并展示大体上由RFID UHF元件环绕的使用电容器带的EAS安全元件；

图2为沿图1中的线2-2所作的第一实施例的横断面图；

图3为沿图1中的线3-3所作的第一实施例的横断面图；

图4为EAS/UHF组合标签的第二实施例的平面图，所述EAS/UHF组合标签与EAS元件的线圈部分一起形成整合的偶极配置；

图5为沿图4中的线5-5所作的第二实施例的横断面图；

图6为沿图4中的线6-6所作的第二实施例的横断面图；

图7为图1的EAS/UHF组合标签的等效电路；

图8为图2的EAS/UHF组合标签的等效电路；

图8A为图4的EAS/UHF组合标签的替代等效电路；

图9描绘了涂于基板上的图案化粘合剂的等距视图，其中图案化粘合剂是呈图2的EAS/UHF组合标签形式；

图10描绘了导电材料(例如铝)层，其是置于图案化粘合剂顶部以便形成层板；

图11为沿图10中的线11-11所作的图10层板的横断面图；

图12描绘了按图案化粘合剂形式切割的导电材料层；

图13描绘了黏附固定于基板上的导电材料层，而未黏附固定于基板上的导电材料层部分已被移去；

图14描绘了包括可释放固定的上电容器板的层板，其以寄存方式置于所形成的线圈顶部；

图15为描绘如何将上电容器板置于线圈上的置放站台的侧视图；

图16描绘了如何将上电容器板卷曲到位以与线圈形成电连接；

图17描绘了包括可释放固定的芯片带的层板以寄存方式置于环形天线顶部；

图18为沿图17中的线18-18所作的横断面图，其展示了位于环形天线上的RFID芯片带；

图19为RFID芯片带的横断面图，其展示RFID芯片带与环形天线电性耦合；

图20为用于图1的EAS/UHF组合标签的发送器/接收器系统；

图21为用于图2的EAS/UHF组合标签的发送器/接收器系统；

图22为EAS/UHF组合标签的第三实施例(第二实施例的替代型式)，所述EAS/UHF组合标签与EAS元件的线圈部分连同与EAS元件直接耦合的RFID环一起形成整合的偶极配置；

图23为图22的EAS/UHF组合标签的等效电路；

图24为EAS/UHF组合标签的第四实施例，所述EAS/UHF组合标签包括与EAS元件直接耦合的RFID环，且还包括通过钝化元件与EAS元件连接的偶极子，从而为EAS/UHF组合标签提供了远场读取能力和近场读取能力；并且

图25为图24的EAS/UHF组合标签的等效电路。

具体实施方式

本发明涉及EAS安全元件连同RFID UHF(超高频率)安全元件的组合。本发明增加了为零售标签添加物品级UHF功能的能力和维持业务中所安装的EAS系统的完整性的能力。过去的目标一直在于摒弃EAS系统和EAS标签并以完整的RFID系统和RFID标签加以取代。在本发明的第一实施例20A中，RFID UHF安全元件的近邻性增强了EAS安全元件的响应信号。在本发明的第二实施例20B中，使用线圈和电容器配置的EAS安全元件是通过整合的偶极天线元件扩大且大体上环绕RFID UHF安全元件。在两个实施例中，所述双安全元件的大部分均由共同的导电层形成，从而节省了生产这些双安全元件的成本。

传统的EAS安全元件包括由电容器和多匝线圈形成的谐振电路，所述电容器和多匝线圈被电性耦合且通常调整至大约8.2MHz的频率范围。RFID安全元件包括与调整至13.56MHz或更高频率的天线电性耦合的RFID IC。随着频率升高，能够检测到安全标签的距离(也称为“读取距离”)也增加。因而，期望在较高频率下，特别是在超高频率UHF(如850MHz-1200MHz)下操作EAS安全元件和RFID安全元件。通常，EAS安全元件和RFID安全元件是使用两种独立的方法形成。

图1为EAS/UHF组合标签20A的平面图，其展示增强的EAS响应信号特征。图7为EAS/UHF标签20A的等效电路。具体来说，标签20A包括EAS安全元件24和UHF安全元件26。EAS安全元件包括线圈224和电容器。仅举例而言，电容器可包括电容器带225，其可与线圈224电性连接而形成谐振电路；2006年10月10日申请的标题为“Capacitor Strap”的申请案第11/539,995号中公开了电容器带的细节，所述申请案的全部内容是以引用的方式并入本文，且此专利为与本申请案相同的专利权人，即保点系统有限公司(Checkpoint Systems，Inc.)所有。因而，通过将电容器带225置于线圈224上，EAS安全元件就可调整至特定频率范围，从而以特征响应信号来响应相应的询问器或阅读器；仅举例而言，EAS安全元件24可调整至大约8.2MHz。UHF安全元件26包括RFID集成电路(IC)，其是作为“芯片带”25来实施，并且是与天线，通常为偶极天线(由偶极元件28A和28B形成)电性耦合。最近，已通过将导电凸缘与各别的IC触点电性耦合以形成芯片带25来实现IC的连接。参见(例如)美国专利第6,940,408号(Ferguson等人)；第6,665,193号(Chung等人)；第6,181,287号(Beigel等人)；和第6,100,804号(Brady等人)以及美国专利申请案第11/539,995号，并且所有专利均是以引用的方式并入本文。

尽管如此，作为本申请案的发明20A的一部分，已确定EAS安全元件响应信号可通过定位UHF安全元件26以使其大体上环绕EAS安全元件24，从而形成“组合标签”来增强，因而，与在没有UHF安全元件26的近邻性情况下的EAS安全元件响应信号相比，可在显著更远的距离进行读取或“查看”。据信，环绕型UHF安全元件26的近邻性增大了施加于EAS安全元件24的电磁通量。此外，环绕型UHF安全元件24起到对EAS安全元件24的静电保护作用，因为静电荷趋向于通过UHF安全元件26放电，而不通过EAS安全元件24放电。

具体来说，图20描绘了EAS发送器2和EAS接收器4。当EAS发送器2发射询问信号6时，与传统EAS标签相比，可在更远的距离检测出EAS/UHF标签响应信号100。表1列出了EAS安全元件24自身的响应数据(“单独EAS”)、EAS安全元件24与紧邻的UHF安全元件26的响应数据(“EAS w/偶极”)以及UHF安全元件26自身的响应数据(“UHF”)。从数据可以看出，与单独EAS的振幅相比，EAS w/偶极的振幅变大。此表现为能够在超出近场范围(如3-5英尺)的较远距离处读取EAS安全元件24。此外，在与保点系统有限公司的“黄金标准”(gold standard，GST)(即，保点系列410标签)的响应信号相比时，使用组合标签可达到为1或更高的GST评级。

表1

图2-3描绘了组合标签20A的构造。如从图2中可见，标签20A支撑在附着有EAS安全元件24的载体或基板23上。类似地，UHF安全元件26的偶极元件28A/28B也固定在载体或基板23上。图3展示了如何将芯片带25跨过间隙G耦合于偶极元件28A与偶极元件28B之间。应了解，组合标签20A的EAS安全元件24和UHF安全元件26的形成类似于接下来将讨论的EAS/UHF组合标签20B的形成。另外，2006年4月10日申请的标题为“Transfer Tape Strap Process”的申请案第11/400,932号说明了EAS安全元件24的单独形成和UHF安全元件26的单独形成，所述申请案的全部内容是以引用的方式并入本文。

应注意的是，组合标签20A超过共有的美国专利第7,129,843号(Piccoli等人)和美国专利申请公开案第2007/0146142号(前面均已提及)的优点尤其在于：由共同的层创建出两种安全元件(例如，RFID偶极子和EAS谐振电路)，同时实现EAS电路响应信号的增强。如前文所提及，通过使整个安全标签适应不同的检测系统，这个优点可为用户提供较大的利益。

图4描绘了EAS/UHF组合标签20B，借此，使用线圈126和电容器128配置的EAS安全元件124是通过整合的偶极天线元件125A和125B扩大，并且其全部由共同的导电层形成。在第一实施例20A中，EAS电路响应信号的增强是此实施例的关键特征之一，而与其不同的是，EAS/UHF标签20B的重要特征在于使用共同的材料层来构造双标签(EAS和RFID)。图8为EAS/UHF标签20B的等效电路。具体来说，偶极元件125A/25B是与线圈126整合成型。电容器128是由偶极元件之一125A和附加电容器板128A形成，所述附加电容器板128A位于所述偶极元件125A之上，而在偶极元件125A与所述板128A之间的布置有电解质。RFID IC与环形天线130电性耦合，所述环形天线130也紧邻于EAS安全元件124定位，并位于由元件125A/125B端部和线圈126所界定的区域133内。环形天线130自身可调整至第一UHF频率(例如700MHz)。然而，通过将EAS安全元件124紧邻环形天线130定位，可增强由环形天线130发射的RFID信号(如将环形天线130调整至更高频率，例如860-950MHz的范围)，从而可在较远距离读取所述信号。图21描绘了EAS发送器3和EAS接收器5。当EAS发送器2发射询问信号7时，EAS安全元件124通过发射响应信号9来响应所调整的频率。当发射RFID阅读器信号时，UHF安全元件向RFID阅读器提供响应信号13。表2描述了所述实施例20B的特征。

表2

图5-6描绘了组合标签20B的构造。如从图5中可见，标签20B支撑在附着有EAS安全元件124的载体或基板123上。类似地，环形天线130也固定在载体或基板123上。图6展示了如何将芯片带25跨过间隙G耦合于环形天线端部131A与131B之间。

图8A为另一类似实施例的等效电路。

图9-19展示了EAS/UHF组合标签20B的形成。具体来说，最初将图案化粘合剂300(图9)涂于基板层123上。接着，如图10-11所示，将导电层302(例如铝)置于图案化粘合剂300顶部。如图12所示，将导电层302切割成图案化粘合剂300的形状。如图13所示，移去下方没有图案化粘合剂300的导电层302的部分，从而留下所要的线圈126与部分电容器128的配置，再用整合的偶极天线元件125A和125B进行扩大。为完成组合标签20B，将上电容器板128定位于偶极元件125A的部分的上方，且将芯片带25与环形天线130耦合。图14描绘了包括若干电容器板128A(仅示出其中之一)的腹板304。腹板304经定位以使电容器板128恰当地寄存于偶极天线元件125A的一部分上。值得注意的是，电容器板128A包括第一粘合层306、导电层308和第二粘合层310。第一粘合层306与偶极天线125A的部分直接接触并担当电容器的介电层。导电层308形成电容器128的“另一实际板”。第二粘合层310将电容器板128A可释放地固定于腹板300，之后再将所述腹板置于偶极天线125A的部分上。

如在图15中可见，滚筒312(逆时针旋转)对腹板300的背面施压以将电容器板128A从腹板300释放，并将其置于偶极部分125A上。由于第一粘合层306包括比第二粘合层310更强的粘合剂，所以通过滚筒312施压之后，电容器板128A就从腹板300脱离。此时，导电层308的一端需与线圈126电性耦合。为此，如图16所示，使用卷曲(或火印等)以在电容器板128A的一端314(图14)与线圈126上的导电终端316(也参见图14)之间形成电连接。从而，形成电容器128。

余下的步骤是将芯片带25与环形天线130耦合。如图17所示，包括若干芯片带25(仅示出其中之一)的腹板318经定位以使芯片带25恰当地寄存于环形天线端部131A/131B上。值得注意的是，芯片带25包括第一粘合层320(如图19中最清晰所示)、导电元件322A/322B和第二粘合层324。第一粘合层320与环形天线端部131A/1131B直接接触。导电元件322A/322B是用于芯片带25的IC的导电延伸部。第二粘合层310将芯片带25可释放地固定于腹板318，之后再将所述腹板置于环形天线端部131A/1131B上。

如从图18中可见，滚筒326(逆时针旋转)对腹板318的背面施压以将芯片带25从腹板318释放，并将其置于环形天线端部131A/131B上。由于第一粘合层320包括比第二粘合层324更强的粘合剂，所以通过滚筒326施压之后，芯片带25就从腹板318脱离。此时，导电元件322A/322B需分别与环形天线端部131A/131B电性耦合。为此，如图19所示，使用热焊/卷曲以在各别导电元件(322A和22B)与其相应的环形天线端部(131A和131B)之间形成电连接。从而，形成RFID环形天线130。

图22描绘了第三实施例，其为EAS/UHF组合标签20B的替代型式20B’，借此，使用线圈126和电容器128配置的EAS安全元件124是通过整合的偶极天线元件125A和125B以及RFID环130扩大，并且其全部由共同的导电层形成。图23为EAS/UHF标签20B’的等效电路。替代型式20B’的各个方面都与如前文所述的第二实施例20B相同。唯一不同的是环形天线130通过桥402和403与线圈126直接耦合。另外，替代型式20B’的形成可包括图9-10和图12-13中的桥402/403。

应了解，置放电容器板128和芯片带25的顺序并不限制本发明的方法；可首先置放任一者，或大体上同时进行置放。

图24-25描绘了第四实施例20C，借此，安全标签可从远场配置钝化为近场配置。这为用户提供了较大的优势，原因在于：商店所收回的物品不会引起安全警报，而在回收服务台处扫描标签时，可为回收服务台提供物品/标价的信息。因而，通过钝化远场机构，安全标签防止了警报的发出，但仍允许询问标签来获得其所在物品的ID和标价。

具体来说，如图24所示，第四实施例20C与第三实施例具有一些相似性，因为所述第四实施例包括RFID环530、EAS安全元件524(具有线圈526和电容器，由板528和528A形成)以及偶极元件525A和525B。然而，与第三实施例20B’不同，偶极元件525A和525B并不与EAS安全元件线圈526整合成型；取而代之，钝化元件527(例如保险丝、凹座或任何其他类型的能促使断路的机构)形成与偶极元件525A/525B相连接的EAS安全元件线圈526的一部分。在正常操作过程中，当EAS/UHF组合标签20C暴露于询问场(UHF频率范围)时，可在视为“远场”的3-4m处(大约15-20 ft)读取包括RFID内容的响应信号。然而，如果要将标签暴露于钝化场以使得钝化元件527起作用，那么应将偶极元件525A和525B从响应信号发送中移去，从而仅依靠EAS安全元件524来发送响应信号。凭借包括RFID内容的EAS安全元件的读取距离为大约1英尺，其被视为“近场”。

虽然已参考具体实例详细地描述了本发明，但是显然对于所属领域的技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种改变和修改。

Claims (22)

1.一种安全标签，其包括电子商品防盗(EAS)元件和包含射频标识(RFID)集成电路的超高频率(UHF)元件，所述UHF元件邻近所述EAS元件定位，其中所述UHF元件大体上环绕所述EAS元件。

2.根据权利要求1所述的安全标签，其中所述UHF元件包括两个偶极天线元件，所述偶极天线元件大体上邻近并围绕所述EAS元件定位。

3.根据权利要求2所述的安全标签，其中所述EAS元件包括线圈和电容器配置。

4.根据权利要求2所述的安全标签，其中所述EAS元件包括矩形形状，并且其中所述偶极元件经组态以与所述矩形形状相对应。

5.一种安全标签，其包括电子商品防盗(EAS)元件和超高频率(UHF)元件，所述EAS元件和UHF元件均具有由共同的导电层形成的部分。

6.根据权利要求5所述的安全标签，其中所述EAS元件包括线圈和具有与所述线圈部分进行整合的偶极天线元件的电容器电路，并且其中所述UHF元件包括包含射频标识(RFID)集成电路的环形天线，所述UHF元件紧邻所述线圈定位。

7.根据权利要求6所述的安全标签，其中所述偶极天线元件包括相互对置且连同所述线圈一起界定一个区域的端部，所述UHF元件在所述区域中紧邻所述线圈定位。

8.根据权利要求5所述的安全标签，其中所述UHF元件与所述线圈连接。

9.根据权利要求5所述的安全标签，其中所述EAS元件包括线圈和具有通过钝化元件与所述线圈部分连接的偶极天线元件的电容器电路，并且其中所述UHF元件包括包含射频标识(RFID)集成电路的环形天线，所述UHF元件与所述线圈连接。

10.根据权利要求9所述的安全标签，其中所述钝化元件为保险丝。

11.一种产生安全标签的方法，所述安全标签包括电子商品防盗(EAS)元件和包含RFID集成电路的超高频率(UHF)元件，所述方法包括：

提供基板；

将粘合剂按对应于所述EAS元件和所述UHF元件的图案涂于所述基板上；

将导电层置于所述粘合剂上；

切割所述导电层以形成所述EAS元件的一部分和所述UHF元件的一部分；

将RFID芯片带置于所述UHF元件上，并将电容器带或电容器板置于所述EAS元件上；和

将所述RFID芯片带与所述UHF元件电性耦合，并将所述电容器带或所述电容器板与所述EAS元件电性耦合。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述EAS元件的所述部分包括线圈，所述电容器带与所述线圈电性耦合。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述UHF元件的所述部分包括与所述RFID芯片带电性耦合的偶极元件。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述EAS元件的所述部分包括具有整合的偶极元件的线圈，所述电容器板与所述线圈电性耦合。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述UHF元件的所述部分包括具有一对开口端的环，所述开口端与所述RFID芯片带电性耦合。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述将粘合剂按对应于所述EAS元件和所述UHF元件的图案涂于所述基板上的步骤包括涂用所述粘合剂以使所述UHF元件紧邻所述EAS元件。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述将粘合剂按对应于所述EAS元件和所述UHF元件的图案涂于所述基板上的步骤包括以开口端延伸部的形式涂用所述粘合剂以形成所述整合的偶极元件。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述线圈和所述开口端延伸部界定一个区域，所述UHF元件位于所述区域中。

19.根据权利要求11所述的方法，其中所述将粘合剂按对应于所述EAS元件和所述UHF元件的图案涂于所述基板上的步骤包括以线圈形式和以带的形式涂用所述粘合剂，所述带大体上环绕呈所述线圈形式的所述粘合剂。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述将粘合剂按对应于所述EAS元件和所述UHF元件的图案涂于所述基板上的步骤包括涂用所述粘合剂以使所述UHF元件与所述EAS元件连接。

21.根据权利要求11所述的方法，其中所述切割所述导电层以形成所述EAS元件的一部分的步骤包括将钝化元件包含在所述EAS元件中。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述EAS元件包括线圈，并且其中所述钝化元件为保险丝。

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