CN104094291A - 用于产生rfid应答器的天线元件的方法 - Google Patents

用于产生rfid应答器的天线元件的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于产生射频识别应答器(100)的方法包括:—在导电片材(70)中形成第一凹槽(C1),使得所述导电片材(70)的一部分(OR1)围绕第一凹槽(C1),—在已形成第一凹槽(C1)之后将RFID芯片(50)附着于导电片材(70),使得第一凹槽(C1)位于芯片(50)的第一连接元件(52a)与芯片(50)的第二连接元件(52b)之间,以及—在已附着芯片(50)之后在导电片材(70)中形成第二凹槽(C2),从而形成所述应答器(100)的天线元件(10a)。

Description

用于产生RFID应答器的天线元件的方法
技术领域
本发明涉及RFID应答器。
背景技术
射频识别(RFID)标签可被附着于项目或另外与项目相关联以便识别项目和/或跟踪项目的移动。可通过使用便携式或固定读取器以无线方式来读取存储在标签中的信息。
射频识别标签包括应答器,其通过发射响应来对询问信号进行响应。从标签发射到读取器的响应可包含信息,其指定例如与标签相关联的项目的识别号。可用可选附着装置将该标签附着于项目。
可将RFID标签附着于项目以便提供项目的无线识别。RFID标签可指定例如项目的序号、项目的制造批次和/或项目的价格。RFID标签可包括应答器,其又可包括一个或多个天线元件10a、10b和RFID芯片。
参考图1,可在基板90上通过化学蚀刻来产生天线元件10a、10b。基板90可以是例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。在已经蚀刻天线元件10a、10b的最终形状之后,可例如通过使用各向异性地导电的粘合剂将RFID芯片50附着于天线元件10a、10b。
可要求RFID芯片的接触元件52a、52b相对于天线元件10a、10b的端子部分12a、12b的精确定位以便确保一致的射频性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于产生RFID应答器的方法。本发明的目的是提供一种用于产生RFID应答器的装置。本发明的目的是提供一种RFID应答器。
根据本发明的第一方面,提供了根据权利要求1的方法。
根据本发明的第二方面,提供了根据权利要求20的装置。
射频识别(RFID)应答器包括被连接到一个或多个天线元件的射频识别(RFID)芯片。可用激光从导电片材切割天线元件。应通过凹槽将线圈天线的末端或天线元件相互分离。然而,随着芯片与分离凹槽重叠,存在用切割激光束损坏芯片的风险。
用于产生RFID应答器的方法可包括:—在导电片材(70)中形成第一凹槽(C1),使得所述导电片材(70)的一部分(OR1)围绕第一凹槽(C1),—在已形成第一凹槽(C1)之后将芯片(50)附着于导电片材(70),使得第一凹槽(C1)位于芯片(50)的第一连接元件(52a)与芯片(50)的第二连接元件(52b)之间,—在已附着芯片(50)之后在导电片材(70)中切割第二凹槽(C2),从而形成所述应答器(100)的天线元件(10a)。当在附着芯片50之前形成第一凹槽时可大大地降低损坏芯片的风险。
随后可在已将芯片附着于导电片材之后从导电片材切割天线元件的最后形式。因此,可相对于芯片准确地限定天线元件的位置,并且可大大地降低损坏芯片激光束的风险。
可在已切割延伸到片材边缘的一个或多个凹槽之后大大地降低导电片材的强度和刚度。长内部突出体的切割也可降低导电片材的强度和刚度。在切割延伸到片材边缘的一个或多个凹槽之后,将片材牢固地保持就位可能也变得更加困难。因此,可通过在已切割延伸到片材边缘的一个或多个凹槽之前和/或在形成长内部突出体之前将芯片附着于片材来改善芯片相对于片材的定位的准确度。特别地,可通过在已经切割延伸到片材边缘的一个或多个凹槽之前和/或在形成长内部突出体之前将芯片附着(结合)到片材来促进芯片相对于第一(初步)凹槽的准确定位。
由RFID标签的天线元件提供的电信号可能是非常弱的。芯片50与天线元件之间的电接触的阻抗可能是关键的。由于本发明,可减少阻抗的变化,并且可为制造批次的应答器提供更加一致且可靠的RFID操作。
通过在已附着芯片之后切割天线元件的端子部分的最后形式,可补偿芯片定位中的偏差。
由于在切割天线元件的最后形式之前将芯片附着于导电片材的芯片,所以可将导电片材牢固地保持就位。这可帮助使芯片未对准的不利影响最小化。
在实施例中,可在制造过程的中间步骤处提供基本上无基板RFID应答器。
在实施例中,RFID应答器的天线元件并未被附着于电介质基板片材,即RFID应答器可具有基本上无基板天线。例如,天线元件(10a、10b、CA1)的表面面积的小于20%可被电介质材料覆盖。
由于无基板结构,可在RFID应答器的制造期间产生较少的废料。
在实施例中,可在RFID标签中使用较廉价的面和/或较廉价的覆盖材料。
在实施例中,可产生基本上无基板RFID应答器。随后可将该应答器附着于项目,即可将项目的表面布置成支持RFID应答器的结构。
在实施例中,可预期较低的制造成本。
当产生未被附着于基板片材的天线元件时必须解决某些问题。最有挑战性的问题中的一个是在天线元件的切割期间且在快速地移动应答器或半成品应答器时保持天线元件的外形和尺寸。可例如通过使用链接物、通过使用桥和/或通过使用保持构件来保持天线元件的外形。
在实施例中,用链接物将天线元件连接到导电片材的外部。该链接物帮助在切割天线元件的形状期间保持天线元件的正确形式。在切割之后,可将天线元件从导电片材的其余部分分离,例如通过中断链接物。
在实施例中,可快速地改变由制造装置产生的天线元件的尺寸和/或形状。
在实施例中,可储存包括被附着于导电片材的芯片的多个半成品(即未完成的)应答器,并且例如可在芯片已被附着于片材之后几天的几个小时之后切割天线元件的最后形式。这可以改善制造过程可以其来适于快速地产生具有不同天线形状的应答器的速度。可例如用单个辊子(roll)来储存多个半成品应答器,其包括被附着于同一基本上连续导电片材的几个芯片。
附图说明
在以下示例中,将参考附图来更详细地描述本发明的实施例,在所述附图中
图1在三维视图中示出了用于制造RFID标签的已知方法,
图2在顶视图中示出了RFID芯片相对于天线元件的未对准,
图3在顶视图中示出了切割天线元件以便补偿RFID芯片的未对准,
图4a在三维视图中示出了在导电片材中切割初步凹槽,
图4b在三维视图中示出了在已形成初步凹槽之后将RFID芯片附着于导电片材,
图4c在三维视图中示出了在已将RFID芯片附着于导电片材之后用激光束来切割导电片材,从而限定RFID应答器的天线元件的外形,
图5a在顶视图中示出了导电片材,
图5b在顶视图中示出了对导电片材切割初步凹槽,
图5c在顶视图中示出了在已形成初步凹槽之后将RFID芯片附着于导电片材,
图5d在顶视图中示出了在已将RFID芯片附着于导电片材之后切割导电片材,从而限定RFID应答器的天线元件的外形,
图5e在顶视图中示出了通过根据图5d来切割导电片材而获得的RFID应答器,
图6a在三维视图中示出了在导电片材中切割初步凹槽,
图6b示出了将RFID芯片附着于导电片材,
图6c在三维视图中示出了用片材保持器来支撑导电片材,
图6d在三维视图中示出了在已将RFID芯片附着于导电片材之后用激光束来切割导电片材,
图6e在三维视图中示出了由片材保持器支持的RFID应答器以及载体片材,
图6f在三维视图中示出了被附着于载体片材的RFID应答器,
图7a在三维视图中示出了无基板RFID应答器,
图7b在三维视图中示出了被附着于载体片材的RFID应答器,
图7c在三维视图中示出了被附着于载体片材的RFID应答器,
图7d在三维视图中示出了层压在两个片材之间的RFID应答器,
图8a在三维视图中示出了在导电片材中切割初步凹槽,
图8b在三维视图中示出了在已形成初步凹槽之后将RFID芯片附着于导电片材,
图8c在三维视图中示出了用于在用激光束切割期间保持导电片材的吸力保持器,
图8d在三维视图中示出了用吸力保持器来保持RFID应答器,
图8e在三维视图中示出了被附着于载体片材的RFID应答器,
图9a在三维视图中示出了在切割初步凹槽期间用夹持构件来保持导电片材,
图9b在三维视图中示出了在将RFID芯片附着于导电片材期间用夹持构件来保持导电片材,
图10在顶视图中示出了初步凹槽的尺寸,
图11在三维视图中示出了激光切割装置,
图12在顶视图中示出了由初步凹槽组成的十字形初步图案,
图13在顶视图中示出了由初步凹槽形成的矩形初步图案,
图14a在顶视图中示出了由初步图案限定的向内突出体的尺寸,
图14b在顶视图中示出了由初步图案限定的向内突出体的尺寸,
图14c在顶视图中示出了围绕初步图案的闭合路径,
图14d在顶视图中示出了围绕初步图案的闭合路径,
图14e在顶视图中示出了闭合路径的长度,
图14f在顶视图中示出了闭合路径的长度,
图14g在顶视图中示出了RFID芯片的圆周,
图14h在顶视图中示出了延伸到导电片材的边缘的凹槽,
图14i在顶视图中示出了接近于导电片材的边缘定位的初步图案,
图15在顶视图中示出了由初步凹槽组成的T形初步图案,
图16a在顶视图中示出了通过使用一个或多个检查孔来监视RFID芯片的角未对准,
图16b在顶视图中示出了通过使用一个或多个检查孔来监视RFID芯片的平移未对准,
图16c在顶视图中示出了通过使用一个或多个检查孔来监视RFID芯片的角和平移未对准,
图17a在三维视图中示出了具有线圈天线的RFID应答器,
图17b在三维视图中示出了具有在没有跳线的情况下实施的线圈天线的RFID应答器,
图17c在三维视图中示出了用于产生线圈天线的初步凹槽,
图17d在三维视图中示出了具有在没有跳线的情况下实施的线圈天线的RFID应答器,
图18a在三维视图中示出了被多个链接物连接到导电片材的外部的天线元件,
图18b在截面侧视图中示出了图18a的链接物,
图18c在三维视图中示出了切割图18a的链接物,
图18d在侧视图中示出了用于产生RFID标签的装置,其中,该装置被布置成产生链接物,其将天线元件连接到导电片材的外部,
图19a在顶视图中示出了产生第一组狭槽,
图19b在顶视图中示出了形成支撑桥,其与第一组的狭槽重合,
图19c在截面侧视图中示出了图19b的桥,
图19d在顶视图中示出了产生第二组狭槽,使得第一组的狭槽和第二组的狭槽一起基本上将天线元件从导电片材的外部分离,
图19e在顶视图中示出了围绕天线元件的基本上连续的凹槽,
图19f在截面侧视图中示出了图19e的狭槽,
图20示出了RFID应答器的功能单元,以及
图21在三维视图中示出了被附着于项目的RFID应答器。
具体实施方式
参考图2,在其中在将芯片50的接触元件52a、52b结合到天线元件10a、10b的端子部分12a、12b之前已形成天线元件10a、10b的情况下,可使射频识别芯片50相对于天线元件10a、10b错位。
SX、SY和SZ表示正交方向。导电片材70可(基本上)在由方向SX和SY限定的平面中。方向SZ可基本上垂直于导电片材的平面。
由RFID标签的天线元件提供的电信号可能是非常弱的。芯片50的角和/或平移未对准可对芯片50与天线元件之间的电接触的阻抗具有不利影响。芯片50可能相对于正确的位置如此严重地移位,以致其阻止应答器100的操作。
参考图3,可至少部分地通过在已将芯片50附着于天线元件10a、10b的导电材料之后切割天线元件10a、10b的至少一部分来至少部分地补偿芯片50的位置中的误差。例如,第一天线元件10a的端子部分12a可相对于第二天线元件10b的端子部分12b移位距离CMP1,以便补偿芯片50的未对准。
可在切割天线元件10a、10b的端子部分12a、12b的最后形状之前将RFID芯片50的接触元件52a、52b结合到导电片材70。可在切割端子部分12a、12b的最后形式之前将接触元件52a、52b电连接到导电片材。
导电片材70可包括例如铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、锌(Zn)、铁(Fe)、银(Ag)、金(Au)、石墨(C)、镁(Mg)、钛(Ti)和/或铅(Pb)。可优选环境友好的低成本材料。特别地,导电片材70可由铝或铜组成。导电片材70的厚度可例如在0.002mm至0.02mm范围内、在0.02 mm至0.08 mm范围内或者在0.08 mm至0.2 mm范围内。
芯片50的接触元件52a、52b可包括例如铜、铝、锡、银、镍和/或金。
接触元件52a、52b可以是接触凸块。接触元件52a、52b可以是接触焊盘。
RFID芯片50可包括超过两个接触元件52a、52b。特别地,RFID芯片50可具有四个接触元件。特别地,可将两个接触元件结合到同一天线元件,以便提供更可靠的电接触和/或以便提供机械上更强的连接。
芯片50的最长尺寸可例如小于或等于5mm,优选地小于2mm。
参考图4a,可在导电片材70中形成凹槽C1,使得导电片材C1完全围绕至凹槽C1。周围外部OR1可在后续搬运期间使凹槽C1的尺寸稳定。换言之,周围外部OR1可增加半成品应答器的机械强度。
为了提供电流分离,凹槽C1延伸通过片材70(即从上侧至下侧)。还可将凹槽C1称为狭缝或狭槽。
特别地,可用由激光器250生成的激光束LB1来切割凹槽C1。可通过用激光束LB1将片材70的导电材料加热和/或切除来切割凹槽C1。
用激光来形成凹槽C1可以是有利的,例如因为这允许凹槽C1的尺寸的快速且准确的改变。因此,可用同一制造装置来产生具有不同形状和大小的应答器。
可在不使用液体化学品的情况下执行激光切割。
可在将芯片50已附着于导电片材70之后使用同一激光器250来切割初步凹槽C1和天线元件的最后形状。
替换地,可例如通过蚀刻或冲切来形成第一凹槽C1。蚀刻和冲切可以是批量生产的低成本方法。在蚀刻或冲切过程中可能比在激光切割过程中更加难以改变切割尺寸。
参考图4b,可在已形成第一凹槽C1之后将RFID芯片附着于导电片材70。
该附着可包括在芯片的第一连接元件52a与导电片材70之间形成第一电连接。该附着可包括在芯片的第二连接元件52a与导电片材70之间形成第二电连接。可将连接元件52a、52b结合到片材70,使得第一凹槽C1位于第一连接元件52a与第二连接元件52a之间。
可例如通过焊接、钎焊和/或通过使用各向异性导电粘合剂来形成电连接。
该附着可包括抵靠着导电片材70推进芯片50的连接元件52a、52b。特别地,用各向异性导电粘合剂来形成电连接可包括抵靠着片材70推进芯片50。周围部分OR1还可帮助在附着期间保持凹槽C1的尺寸。在没有周围部分OR1的情况下,推力可以改变凹槽C1的尺寸,即在没有周围部分C1的情况下可能使片材变形。
参考图4c,可在已将芯片50附着于导电片材70之后切割天线元件10a、10b的最后形式。可通过在已将芯片50附着于导电片材70之后切割第二凹槽C2来形成天线元件10a。可用激光束LB2来切割第二凹槽C2。由于用激光束LB2来切割,可相对于芯片50准确地限定天线元件10a的端子部分12a的位置。
应答器的天线元件可能由于横向力(在方向SX和/或SY上)而非常容易变形。用激光束LB2来切割可生成非常小的或可忽略的横向力。
可用与第一激光束LB1相同的激光器250或者由不同激光器来提供激光束LB2。可通过使用从几个激光器获得的几个激光束来切割第二凹槽C2。
可使高强度激光光斑SP2在例如方向SX和SY上移动以便切割部分12a、12b的期望形状。
可通过使用相同激光器250或通过使用不同类型的激光器来执行结合和切割。例如,可通过使用激光束LB0来实现接触元件52a与导电片材70之间的结合,其有效地将端子部分12a与接触元件52a之间的界面加热,其中,可通过使用不同的激光束LB2来切割端子部分12a的形状,其用较低加热效果从片材70切掉材料。
有利地,激光器可提供短脉冲长度和高强度以便从导电片材70切掉材料,而不将导电片材70过度地加热和/或而不将芯片50过度地加热。
特别地,切割激光器250可以是例如准分子激光器、半导体激光器、二氧化碳激光器、或YAG激光器。
从导电片材切掉的材料可形成金属颗粒或金属氧化物颗粒,其可通过使用气流被带走。可将颗粒收集到气体净化设备(未示出)中。
图5a—5e在顶视图中示出了制造应答器的不同阶段。
图5a示出了一件导电片材70。
图5b示出了在导电片材70中形成的第一凹槽C1。周围部分OR1通过保持凹槽C1的尺寸来促进半成品产品的后续搬运。
图5c示出了在已形成凹槽C1之后将芯片50附着到片材70上。
图5d示出了在已将芯片50附着到片材70上之后切割第二凹槽C2。
图5e示出了在切割第二凹槽C2之后获得的RFID应答器100。
图6a—6f示出了制造应答器100,使得导电片材被张紧力FX1、FX2保持。用张紧力来保持片材可以是有利的,例如高速批量生产。
图6a示出了切割第一凹槽C1。可在切割第一凹槽C1期间用张紧力FX1、FX2来保持片材70。周围部分OR1增加片材的强度,并且可帮助保持凹槽C1的尺寸,尽管由张紧力FX1、FX2引起的应变。
图6b示出了通过使用由芯片保持器260生成的压缩力F3来将芯片50附着到导电片材70上。可同时地由背衬支撑体262生成反作用力F4。可在附着芯片50期间用张紧力FX1、FX2将片材70保持就位。
图6c示出了支撑片材70可以是保持器300。有利地,可用保持力FZ2抵靠着保持器300压缩片材70。
可例如用重力、用夹持表面(参见图9b)、用压力差(参见图8d)和/或通过抵靠着曲面机械地牵拉片材70来生成保持力FZ2。在某些实施例中,由重力生成的保持力FZ2是小的,但是可足以保持片材70。
保持器300的表面用支撑力FZ1来支撑片材70,其等于保持力FZ2(但是指向相反的方向)。
保持器300可具有当芯片50位于导电片材70与保持器300之间时将容纳和/或支撑芯片50的狭槽310。
参考图6d,可在已经附着芯片50之后用激光束LB2来切割第二凹槽C2。
在切割凹槽C2期间,可用保持力FZ2和/或用张紧力FX1、FX2来将外部OR1保持就位。
与从导电片材70切割天线元件10a相关联的任务也是在切割期间保持天线元件的正确位置。在切割凹槽C2期间,可例如用保持力FZ2(靠重力、压力差、抵靠着曲面牵拉和/或夹持生成)将天线元件10a、10b保持就位。替换地或者除保持力FZ2之外,还可用多个链接物72和/或桥接元件S1(图18a、图19e)将天线元件10a、10b保持就位。
可在切割所述天线元件的形状期间监视天线元件的位置。可基于天线元件的所检测位置来调整切割激光束LB2的位置。
因此,可在切割期间容忍天线元件的小的移动。
参考图6e,可使载体片材81接近于被支撑在保持器300上的应答器。可例如用张紧力FX3、FX4来将载体片材81保持在正确位置。
在此阶段,应答器100可以已经与外部OR1分离。然而,应答器100可仍在与外部OR1相同的平面中。
可例如用包括选择性地在天线元件10a、10b上而不在外部OR1上施加粘合剂的方法将应答器100从外部OR1移开。当使载体片材81与应答器100接触时,可将应答器100粘附于载体片材8,并且可将应答器100连同载体片材81一起从外部OR1移开。
替换地或者另外地,可选择性地仅在载体片材81的那些部分上施加粘合剂,其将与天线元件10a、10b接触。可在没有粘合剂的情况下留下与外部OR1且与凹槽C2重合的载体片材81的那些部分。
被用于将应答器100固定于载体片材81的粘合剂可以是例如压敏粘合剂或热熔粘合剂。
参考图6f,可通过使用载体片材81作为保持装置将应答器100从外部OR1移开。特别地,可将应答器100连同载体片材81一起移位至不同于外区OR1的水平的水平。可例如通过使用张紧力FX3、FX4来保持载体片材81并将其移动至期望的位置。一旦已将载体片材81粘附于应答器100,则载体片材81可使天线元件10a、10b相对于彼此的位置稳定,使得应答器100经受住例如提升和快速的移动。
保持器300可具有基本上平面形式(如图中所示),或者其可具有曲面。特别地,保持器300可以是辊子。特别地,保持器300可以是旋转辊,其中,可抵靠着保持器300的曲面例如用张紧力FX1、FX2来牵拉导电片材70。还可用一个或多个辅助(旋转)辊或(滑动)压紧单元抵靠着保持器300压紧导电片材70。
图7a示出了包括一个或多个天线元件10a、10b和芯片50的独立无基板RFID应答器100。
可将应答器100附着于载体片材,从而提供RFID标签。
替换地,可将RFID应答器100直接地附着于项目700a(参见图21)。项目700a可以是例如纸板盒或用于电子设备的电池。可将RFID应答器100附着于项目700a的表面,或者可在项目700a中嵌入RFID应答器100。
图7b示出了被附着于载体片材81、从而提供RFID标签110或RFID镶嵌110的应答器100。天线元件10a、10b的端子部分12a、12b可位于芯片50与载体片材81之间。
图7c示出了被附着于载体片材82、从而提供RFID标签110或RFID镶嵌110的应答器100。芯片50可位于端子部分12a、12b与载体片材82之间。
图7d示出了被层压在两个片材81、82之间从而提供RFID标签的应答器100。
载体片材81和/或82可包括例如塑料、纸或纸板。载体片材81、82可以是电绝缘的。片材81、82的厚度可例如在0.03至1mm范围中。可以可选地使载体片材81或82内衬有粘合层。可以可选地用脱模层来覆盖粘合层。
图8a—8e示出通过使用压力差以便保持应答器和/或以便保持半成品应答器来制造RFID标签。
图8a示出了切割第一凹槽C1。
图8b示出了通过使用芯片保持器260和背衬支撑体262来将芯片50附着于导电片材70。
参考图8c,可用保持构件300来支撑芯片和导电片材70(即半成品应答器100)的组合。保持构件300或保持器300可包括用于用压力差(“真空”)VAC1来抵靠着保持器300牵拉导电片材70的多个孔312。可将孔312连接到低压单元(未示出)。由孔312创建的气压差VAC1(“真空”)可抵靠着保持构件300的表面牢固地固定天线元件10a、10b。
低压单元可以是泵(未示出)。特别地,低压单元可包括将提供基本上恒定的低压的抽气泵和真空罐,以及用于将孔312中的低压(真空)开启和断开的一个或多个阀。
可围绕着天线元件10a、10b和芯片的组合(即围绕着RFID应答器100)来切割基本上连续的凹槽C2。当通过使用由激光器250提供的激光束LB2来切割天线元件10a、10b的(最后)形状时,可将天线元件牢固地保持就位。可在切割凹槽C2期间用保持器300来保持导电片材70。
可通过用压力差VAC1抵靠着保持器300保持应答器100来将应答器100从外部OR1移开。现在可通过使用保持构件300将RFID应答器100远离导电片材70的外部提升(移动)。
当远离外部OR1提升应答器100时,可例如用张紧力F1、F2来保持导电片材70的外部OR1。特别地,可抵靠着轻微曲面(未示出)牵拉导电片材70以便保持外部OR1。
替换地或除使用张紧力之外,还可用压力差来保持外部OR1。当远离外表面OR1提升应答器100时,可将第一压力差VAC1布置成在第一方向SZ上牵拉应答器,并可将第二压力差布置成在相反方向-SZ上牵拉外部OR1。
保持构件300可具有弯曲保持表面。特别地,保持构件300可以是辊子,其包括被连接到低压单元的多个孔312。可用压力差VAC1抵靠着辊子的表面保持片材70。该辊子可称为例如“真空辊”或“吸辊”。特别地,可在辊到辊处理中使用辊状保持构件300。
保持构件300可包括用于将芯片50牢固地保持就位的狭槽310或表面。因此,保持构件300可执行构件260的功能。
可将保持构件300定尺寸为使得外部OR1不经受由压力差引起的吸力。特别地,保持构件300的轮廓可基本上与应答器100的轮廓匹配。这可促进远离外区OR1提升应答器。在提升期间,可用张紧力和/或用第二压力差来保持外部OR1。而且当外部OR1并未与凹槽C2的位置重叠时,可降低用切割激光束LB2损坏保持构件300的风险。然而,根据应答器的形状来选择或制造保持构件300可使制造过程复杂化。
在实施例中,可将相同的保持构件300用于制造具有各种不同大小和形状的应答器。保持构件300可具有例如基本上矩形形状。保持构件300可至少部分地与外区OR1重叠。可例如用张紧力FX1、FX2和/或通过使用夹持构件(参见图9b)来保持外部OR1。如果保持构件300与凹槽C2重叠,则可存在用切割激光束LB2损坏保持构件300的风险。
参考图8d,可随后通过用保持器300来保持(特别是通过移动)应答器100来使应答器100与载体片材81接触。随后可将应答器100定位于载体片材81上。
可用粘合剂将应答器100附着于载体片材81。
可将应答器100层压在两个片材81、82之间(图7d)。
可选择性地仅向将与应答器接触的载体片材81的那些部分施加粘合剂。可向将与载体片材接触的应答器100的那些部分施加粘合剂。可甚至在切割天线元件的形状之前用粘合剂来覆盖导电膜。因此,在将应答器100与载体片材81组合之后形成的标签110的上侧可保持基本上无粘合剂。因此,标签110可更容易搬运,因为其并不是粘性的。
替换地,可在将应答器100附着于载体片材81上之前用粘合剂来覆盖载体片材81的整个(单侧)区域。未被应答器覆盖的标签的那些(上侧)部分可仍是粘性的。随后可将粘性粘合剂衬里表面用于将标签附着于项目700a(图21)。可用脱模层来内衬粘性表面以促进运输和储存。可将粘性粘合剂衬里表面用于将应答器和载体片材81的组合附着到第二载体片材82。
可用弹簧和/或通过临时地通过孔312朝着应答器100吹气来帮助从保持构件300去除应答器100。
图8e示出了在已将应答器100附着于载体片材81之后获得的RFID标签。
参考图9a,可通过在第一夹持构件300a与第二夹持构件300b之间夹持片材70而在切割第一凹槽C1期间保持导电片材70。至少第二夹持构件300b可具有将提供用于切割激光束LB1的无障碍空间的开口311。
作为使用平面构件300a的替代,构件300a可具有弯曲保持平面。第一夹持构件300和/或第二夹持构件300b可以是辊子。
参考图9b,可在将芯片50附着于片材70上的期间用夹持构件300a、300b来保持导电片材70。
由于使凹槽C1的尺寸稳定的外部OR1,通过夹持来保持导电片材70可提供芯片50相对于第一凹槽C1的准确定位。
可在切割第二凹槽C1(未示出)期间用夹持构件300a、300b来保持导电片材70。保持构件300b可包括将提供用于切割激光束LB2的无障碍空间的一个或多个狭槽311。
第二保持构件300b可包括抵靠着第一保持构件300b压紧片材70的一个或多个(旋转)辊子(未示出)。可将所述一个或多个辊子布置成根据切割激光束LB2的位置移动,从而提供用于光束LB2的无障碍空间。可将辊子布置成与光束LB2的位置同步地移动。特别地,第二保持构件300b可包括抵靠着第一保持构件300a压紧片材70的一个或多个(旋转)辊子(未示出)。可在通过移动(例如旋转)第一夹持构件300a来切割第二凹槽C2期间移动导电片材70。可在切割第二凹槽C2期间移动切割激光束LB2,使得其并不撞击在第二保持构件300b的辊子上。
可在切割第二凹槽C2期间(逐渐地)降低将天线元件保持在正确位置的准确度,因为外部OR1停止使天线元件的位置稳定。可在切割更加远离芯片50的天线元件的其它部分之前切割接近于芯片50(特别是端子部分12a、12b)的天线元件部分,以便以高准确度来切割端子部分。
图10示出了在导电片材70中切割的初步凹槽C1。dC1表示凹槽C1的宽度,L1表示凹槽C1的长度,并且L50表示RFID芯片50。RFID芯片50可具有两个或更多连接元件52a、52b、52c、52d。可将连接元件52a、52b、52c、52d结合到两个或更多端子部分12a、12b。
初步图案PAT1可由在芯片50被附着于导电片材70之前形成的凹槽C1组成。
宽度dC1可例如在0.1 mm至1 mm范围内。宽度dC1可例如大于或等于导电片材70的厚度d0(厚度d0在图18b中示出)。
凹槽C1在方向SX上的长度(尺寸)L1可大于或等于芯片50在方向SX上的长度(尺寸)L50,以便避免在用激光束LB2切割第二凹槽C2期间损坏芯片50。有利地,凹槽C1的长度(尺寸)L1(略微)大于芯片50的长度L50,以便允许芯片50相对于凹槽C1的定位中的误差。长度(尺寸)L1可例如大于或等于L50 + 2·dC1
外部OR1围绕初步图案PAT1并在半成品应答器100的搬运期间使宽度dC1稳定。特别地,外部OR1围绕凹槽C1。
参考图11,可通过使用监视单元CAM1来监视初步凹槽C1的位置、芯片50的位置和/或切割激光束LB2的位置。
制造装置200可以可选地包括检测芯片相对于初步凹槽C1的位置的位置的监视单元CAM1。监视单元CAM1可以是例如照相机,其具有视场FOV。
在切割第二凹槽C2期间,可例如用光束导向单元使激光束LB2的光斑SP2相对于导电片材70移动。
例如,光束导向单元可包括平移台。可将激光器250附着于平移单元420,其可被布置成在方向SY上沿着引导件430移动。光束导向单元还可包括用于使激光器250在方向SX上移动的第二平移台。然而,如果例如用一对辊子(参见图11a)来使导电片材70在方向SX上移动,则可省略第二平移台。可例如使导电片材相对于激光光斑SP2以速度v1移动。
光束导向单元可包括例如用于改变激光光斑SP2在导电片材70上的位置的一个或多个可移动反射镜、棱镜、透镜、衍射元件和/或掩膜。换言之,不需要移动激光器250。
光束LB2可以是固定的,并且可移动片材70。可移动光束和片材两者。
可基本上同时地将几个激光束用于切割几个凹槽。
可使导电片材70相对于激光束LB1移动。
该装置可包括用于监视激光切割过程的监视单元410。监视单元410可包括例如数字式照相机和/或高温计。
可将监视单元410布置成确定激光束LB2的光斑相对于导电片材70的位置。可将监视单元410布置成确定被附着于导电片材70的芯片50的位置。可将监视单元410布置成监视被激光束加热的材料的温度。可将监视单元410布置成监视在导电片材70上切割的狭槽或凹槽的深度。
可将由监视单元410提供的信息用于控制激光束LB2的位置、功率和/或扫描速度。扫描速度意指激光束LB2的光斑SP2相对于导电片材70的相对速度。
监视单元410可具有视场FOV。
参考图12,可在附着芯片50之前在导电片材中形成初步图案PAT1。该初步图案可以是例如由两个交叉凹槽C1a、C1b组成的十字。周围外部OR1可在切割初步凹槽C1a、C1b期间和在附着芯片50期间使初步图案的尺寸稳定。
在已形成十字形初步图案PAT1之后,可将芯片50附着于导电片材70。在已经附着芯片50之后,可沿着线LIN1、LIN2、LIN3、LIN4在片材760中切割第二组凹槽C2。十字形初步图案PAT1的臂可连同所述第二凹槽C2一起限定四个端子部分12a、12b、12c、12d。
图13示出了基本上矩形初步图案PAT1。图案PAT1可例如通过制作矩形凹槽C1形成。优选地在将芯片50附着于片材70之前去除在图案PAT1中间的导电片材的残余部分10e。
在已经附着芯片50之后,可沿着线LIN1、LIN2、LIN3、LIN4在片材760中切割第二组凹槽C2。矩形初步凹槽C1可连同第二组凹槽C2一起限定四个端子部分12a、12b、12c、12d。
参考图14a和14b,初步图案PAT1可限定内部突出体IP1。还可将突出体IP1称为向内突出体。内部突出体IP1可具有宽度w2和突出尺寸w1。还可将尺寸w1称为内突出体IP1的长度。
在图14a中,可由两个凹槽C1a、C1b来限定突出体IP1。在图14b中,可由三个凹槽C1a、C1b、C1c来限定突出体IP1。
初步图案PAT1的臂的末端可限定线ENLIN1。突出长度w1可意指从线ENLIN1至突出体IP1的最远点的最大距离。为了确保充分的尺寸稳定性,突出体IP1的宽度w2与突出体IP1的长度w1的比可例如大于或等于0.8。有利地,突出体IP1的宽度w2与突出体IP1的长度w1的比大于或等于1.4。在图14a中所示的十字图案PAT1的情况下,比w2/w1等于                                                
当初步图案PAT1未限定任何内部突出体IP1时,即当突出体IP1的长度w1是零时,可提供最大尺寸稳定性。例如,图10的单一笔直凹槽C1和图13的矩形图案PAT1并未限定内部突出体。
参考图14c和14d,外部OR1完全围绕初步凹槽C1。当与芯片50的尺寸相比较时,凹槽C1不应太长,因为这将降低附着芯片50期间的导电片材的尺寸稳定性(即刚性)。
闭合路径CP1可围绕(即包围)凹槽C1,使得闭合路径CP1的每个点位于导电片材70的导电材料上。
所述闭合路径CP1还可围绕(即包围)包括两个或更多初步凹槽C1的初步图案PAT1。
所述闭合路径CP1还可围绕(包围)由两个或更多邻接初步凹槽C1组成的初步图案PAT1。
所述闭合路径CP1还可围绕(即包围)初步图案PAT1,其包括未被相互连接(参见例如图17c)的两个或更多单独初步凹槽C1。
闭合路径CP1的长度LCP1可例如小于或等于芯片50的圆周LCF的十倍。闭合路径CP1的长度LCP1可例如小于或等于芯片50的圆周LCF的五倍。闭合路径CP1的长度LCP1可例如小于或等于芯片50的圆周LCF的三倍。有利地,闭合路径CP1的长度LCP1小于或等于芯片50的圆周LCF的两倍。优选地,闭合路径CP1的长度LCP1小于或等于芯片50的圆周LCF
当初步图案PAT1由单一凹槽C1组成时,闭合路径CP1的最小长度LCP1可大于尺寸L50的两倍。在芯片50具有基本上正方形形状的情况下,这意味着最小长度LCP1可例如大于圆周LCF的50%。
当初步图案PAT1是由具有相等长度的两个基本上垂直凹槽组成的十字时,最小长度LCP1可大于尺寸L50乘以数2。在芯片50具有基本上正方形形状的情况下,这意味着最小长度LCP1可大于圆周LCF除以数
在图14e和14f中示出了闭合路径CP1的长度LCP1。闭合路径CP1还可称为回路CP1。还可将路径的长度LCP1称为回路CP1的圆周LCP1。例如,在圆形路径CP1的情况下,路径CP1的长度LCP1等于路径的直径乘以π。例如,在图14d中所示的基本上矩形路径CP1的情况下,闭合路径CP1的最小长度LCP1必须大于2·L1。
闭合路径CP1可包围小于或等于(完成的)应答器100的(单侧)表面面积的例如10%、优选地小于或等于(完成的)应答器100的(单侧)表面面积的2%的面积。例如,基本上矩形应答器100在方向SX上的尺寸可以是100mm,应答器100在方向SX上的尺寸可以是10mm,应答器100的面积可约为1000m2,并且被闭合回路CP1包围的面积可例如小于或等于20mm2。在本示例中,芯片50的面积可以是例如2 mm2
在图14g中示出了芯片50的圆周LCF。还可将芯片50的圆周LCF称为周界。在导电片材70的平面中、即在由方向SX和SY限定的平面中测量长度LCP1。并且,在导电片材70的平面中、即在由方向SX和SY限定的平面中测量圆周LCF
作为比较示例,图14h示出了延伸到导电片材70的边缘的凹槽C10。图14h的凹槽C10不能被闭合路径CP1围绕,使得闭合路径CP1的每个点位于导电片材70的导电材料上。
参考图14i,初步图案PAT1不应太接近于导电片材70的边缘。初步图案PAT1与片材70的边缘之间的最小距离MINw可例如大于或等于片材70的厚度d0的五倍。否则,周围部分OR1的尺寸MINw可能过小而不能提供所需的强度和尺寸稳定性。如果尺寸MINw过小,则外部OR1可能由于张紧力FX1、FX2所引起的应变而被折断。
参考图15,可通过形成T形初步图案PAT1来限定三个端子部分12a、12b、12c,即图案PAT1的形状可类似于字母“T”的形状。
图16a—16c示出了芯片50的未对准。图16a示出了其中芯片已被绕着旋转轴旋转角度γ1的角位移,该旋转轴平行于方向SZ。图16b示出了其中在SX方向上的位移等于ex1且在方向SY上的位移等于ey1的平移位移。图16c示出了芯片50相对于最佳参考位置REF1的组合角和平移位移。
可通过使用光学照相机CAM1(图11)来监视芯片50相对于凹槽C1的位置。还可将芯片50和照相机CAM1定位于导电片材70的不同侧面(即上侧和下侧)处。在那种情况下,可在已将芯片附着于片材之后通过凹槽C1在光学上监视芯片50的位置。
可通过经由一个或多个检查孔C3a、C3b、C3c、C3d在光学上进行监视来改善检测芯片位置的准确度。可在将芯片附着于片材70之前形成检查孔C3a、C3b、C3c、C3d。有利地,可将检查孔C3a、C3b、C3c、C3d定位成使得其与芯片50的转角重合。检查孔的宽度w3可例如大于或等于芯片相对于参考位置的最大可容许位移(ex1或ex2)。为了保持内部突出体IP1的尺寸稳定性(硬度),检查孔的宽度w3可例如小于内部突出体的宽度w2的30%。
图2—16c和18a—19f示出了用于产生具有偶极天线的应答器100的制造步骤。所述制造步骤还可适合于产生包括线圈天线CA1(参见图17a—17d)的应答器100。所述制造步骤还可适合于产生包括三个或更多天线元件的应答器100。所述制造步骤还可适合于产生应答器100,其除芯片和天线之外包括一个或多个另外的电气部分。例如,应答器可包括到电池和/或到传感器的篡改检测回路。可将芯片50电连接到篡改检测回路、到电池、和/或到传感器。传感器可以是例如温度传感器、湿度传感器、化学传感器或应变传感器。在所有这些情况下,可在将芯片附着于导电片材之前形成初步凹槽,其中,凹槽位于芯片50的第一连接元件和第二连接元件之间。可在已附着芯片之后用激光来切割应答器的导线和导电区域的(最后)形状。
图17a示出了包括被连接到芯片50的线圈天线CA1的应答器100。虽然可将线圈天线CA1的第一末端直接地连接到芯片50,但可用跳线JMP1将线圈天线CA1(例如内部分)的第二末端连接到芯片50。可将应答器100附着于载体片材81,以便制作RFID标签。
图17b示出了其中将一匝或多匝线圈天线布置成在芯片50的连接元件之间通过的应答器100。换言之,一匝或多匝线圈天线被布置成在线圈天线CA的端子部分12a、12b之间通过。因此,不需要图17a中所示的外部跳线JMP1。
图17c示出了用于产生图17b的应答器的初步图案PAT1。可在附着芯片50之前形成第一组凹槽C1a、C1b、C1c、C1d。凹槽C1a、C1b、C1c、C1d可以是基本上平行的,并且其可延伸略微超过芯片50的边界线。
可通过例如在已附着芯片之后用激光沿着线LIN1、LIN2、LIN3、LIN4、LIN5、LIN6、LIN7、LIN8在导电片材70中切割第二组凹槽C2来形成端子部分12a、12b和三个导线区段。
特别地,用于产生RFID应答器的方法可包括:
—在导电片材70中切割两个或更多单独凹槽C1a、C1b,
—将RFID芯片50附着到导电片材70上,使得凹槽C1a、C1b位于芯片50的连接元件52a、52b之间,以及
—用激光束LB2在已附着芯片50之后切割凹槽C2,从而形成RFID应答器100的线圈天线。
特别地,可用粘合剂将芯片50附着于导电片材70,其在切割第二组凹槽C2之前准确地固定凹槽C1相对于芯片50的位置。
由薄金属箔制成的线圈天线CA1可能非常容易变形。围绕第一组凹槽C1的外区OR1可改善凹槽C1的尺寸稳定性。如果将在附着芯片50之前切割第二组凹槽C2,则端子部分12a、12b和凹槽C1a、C1b、C1c、C1d的尺寸稳定性和定位准确度可能是差的。
图17d示出了线圈天线CA1的匝TRN1、TRN2、TRN3如何通过端子部分12a、12b之间的空间。匝TRN4的末端形成端子部分12a。初步凹槽C1a、C1b、C1c、C1d限定位于端子部分12a、12b之间的匝的部分。包括线圈天线CA1的应答器100可以是无基板的,或者可将其固定于载体片材81,从而提供RFID标签/镶嵌。
图18a—18d示出了形成多个第二凹槽(狭槽)C2,使得天线元件10a、10b被一个或多个链接物72连接到外部OR1。链接物72可由片材70的导电材料组成。链接物72可帮助在将应答器100与外部OR1分离之前将天线元件10a、10b和端子部分12a、12b保持就位。
可在附着芯片50之前形成一个或多个第一凹槽C1,并且可在已将芯片50附着于导电片材70之后用激光器250来切割所述多个第二凹槽C2。
可通过使用激光束LB2来切割多个狭槽C2。在此阶段,多个链接物72可保持在狭槽C2之间。链接物72包括导电片材70的材料。链接物72可临时地支撑天线元件10a、10b和芯片50。在稍后的阶段,可通过折断链接物72而将天线元件10a、10b完全与导电片材70的外部OR1分离。还可将链接物称为支柱。
图18a在顶视图中示出了通过使用激光束LB2切割的狭槽C2。
图18b在截面侧视图中示出了通过使用激光束LB2切割的狭槽C2。该截面涉及图18a中所示的线A—A。
可选择链接物72的宽度L72和链接物72的厚度d72,使得可将天线元件10a、10b容易地与导电片材70的外部OR1分离。厚度d72可小于导电片材70的厚度d0以便促进分离。可例如通过调整激光束LB2的强度来控制厚度d72
厚度d72还可等于导电片材70的厚度d0
图18c示出了用于将天线元件10a、10b与导电片材70的外部OR1分离的方法。在用激光器切割之后,可用链接物72将元件10a、10b附着于外部。可将链接物72折断以将元件与外部分离。可远离外部推动或牵拉元件10a、10b以便折断链接物72。
可通过围绕着弯曲构件202使片材70张紧来使片材70的一部分弯曲。弯曲构件可例如用辊子202。因此,元件10b的端部可相对于片材70的弯曲部分突出。可将分离构件301布置成当弯曲片材70相对于弯曲构件202移动时远离片材70的外部推动突出天线元件10b。分离构件301可以是楔形件。
可选择链接物72的位置,使得当片材70弯曲时,天线元件10b的末端可相对于片材70的外部突出。
可选择链接物72或桥接元件72的尺寸,使得可仅仅通过牵拉或推动天线元件来将天线元件与外部OR1分离,即切割刀片302的使用不是必需的。
然而,如果期望的话,所述装置还可包括用于切割链接物72或桥接元件S1(图19e)的一个或多个切割边缘302。切割边缘可以是可移动的或固定的。辊子202可包括一个或多个切割边缘。
图18d示出了用于产生层压RFID标签的装置200。可用辊子201、202、203来使导电片材70移动。可用由激光器250a提供的激光束LB1来切割一个或多个初步凹槽C1。可用保持器260将芯片50分配到片材70上。
可用由激光器250b提供的焊接/钎焊激光束LB0将芯片50结合到片材。可用由激光器250c提供的激光束LB2来切割天线元件10a、10b。可通过围绕辊子202使片材弯曲并通过用分离构件301来推动天线元件而将应答器100与片材70的外部分离。
可用辊子221、222、223来使第一片材81移动。可用辊子231、232、223来使第二片材82移动。可以与导电片材70基本上相同的速度使片材81、82移动。
辊子222、232可形成辊隙(nip),其抓取天线元件的末端,并且其牵拉RFID应答器100,使得其能够被层压在片材81、82之间。可通过使用压力辊241、242来帮助层压。如果需要的话,可由加热单元280来提供用于层压的热量。
可在辊子223周围收集层压RFID应答器100。可作为缠绕在卷轴上的片材来递送层压RFID应答器100。该片材可包括RFID应答器100的一维或二维阵列。可在稍后的阶段例如通过冲切或沿着穿孔而将单个RFID应答器100或RFID标签110与片材分离。
CUT1表示其中形成一个或多个第一凹槽C1的区域。WLD1表示其中将芯片50结合到导电片材70的区域。CUT2表示其中切割一个或多个第二凹槽C2的区域。SEP1表示其中将RFID应答器100与导电片材70的外部分离的区域。LAM1表示其中RFID应答器100被层压在保护片材81、82之间的区域。
可由控制单元400来控制装置200的操作。可将控制单元400配置成控制例如片材70、81、82的速度、激光束的移动以及激光功率。
图19a—19f示出了通过使用支撑桥S1来形成天线元件10a、10b。桥S1的目的是在已形成围绕天线元件10a、10b的基本上连续间隙E0之后临时地支撑或“刚性化”天线元件10a、10b。在没有桥S1的情况下,天线元件10a、10b可能以不可控方式移动和/或其可能在其与片材70的其余部分OR1分离时变得褶皱。
图19a示出了其中在导电片材70中切割第一组辅助狭槽C2的第一步骤。在切割辅助狭槽C2之前已形成一个或多个第一凹槽C1且已将芯片附着于片材70。
图19b示出了其中在导电片材70上形成多个支撑桥S1、使得桥S1的位置与狭槽C2的位置基本上重合的第二步骤。
桥S1的材料可以是基本上电绝缘的。换言之,桥S1可由电介质材料组成。在那种情况下,连接天线元件10a、10b、CA1的不同部分的某些桥S1甚至可保持在最后的RFID标签/镶嵌中。
桥S1可由例如聚氨酯清漆、热熔粘合剂或紫外(UV)光可固化清漆形成。可例如用一个或多个喷嘴(未示出)将桥S1的材料分配在导电片材70上。还可通过加热或通过使用硬化剂来加速清漆的硬化。
桥S1的材料的一部分还可穿透到狭槽C2中。
图19c在截面侧视图中示出了图19b的桥S1。图19c是沿着图19b的线A—A的截面。
在第三步骤中,可由激光束来形成第二组辅助狭槽C2',使得狭槽C2'邻接第一组的狭槽C2。图19d中的标记C2'指示其中将产生狭槽C2'的区域。
桥S1的位置并未与区域C2'的位置重合。因此,桥S1并不阻止用激光进行切割。优选地,狭槽C2'是通孔,即其未被任何基板阻挡。
参考图19e,可以通过将第一组的狭槽C2与第二组的狭槽C2'接合、使得狭槽E0基本上围绕天线元件10a、10b来形成基本上连续凹槽E0。因此,可将连续凹槽E0形成为邻接狭槽C2和C2'的组合。
图19f在截面侧视图中示出了基本上连续凹槽E0。图19f是沿着图19e中所示的线A—A的截面。
因此,产生包括天线元件10a的RFID应答器100的方法可按以下顺序包括:
—在导电片材70中形成第一凹槽C1,
—将芯片50附着于片材70,使得第一凹槽C1位于芯片50的连接元件52a、52b之间,
—切割第一辅助狭槽C2,
—提供支撑桥S1,使得桥S1的位置与第一辅助狭槽C2的位置基本上重合,以及
—切割邻接第一辅助狭槽C2的第二辅助狭槽C2'。
随后可通过切割桥S1将天线元件10a与导电片材的其余部分分离。可将分离的RFID应答器100层压在(柔性)基板之间,从而形成RFID镶嵌(图7b—7d)。可将分离的RFID应答器100直接地附着于产品700a(图21),以便使过程步骤最小化和/或以便使基板的使用最小化。
作为应用单个桥S1的替代,可将多个桥S1例如作为网状结构层压到导电片材70上。
第一凹槽C1的宽度dC1可例如在0.2 mm至1.0 mm范围内。
制造装置200可包括用于监视RFID应答器的RF性能的RF性能监视器(射频性能监视器)。如果检测到与理想性能的偏差,则可将控制单元400配置成调整过程参数,使得可达到最佳性能。
可在线地执行控制(即RF调谐)。可基于反馈来控制端子部分12a、12b的切割。可通过测量先前处理应答器的性质和/或通过测量目前应答器的性质来获得用于控制处理目前应答器的反馈。换言之,可基于从第一RFID应答器获得的信息来改变(用激光切割)第一RFID应答器的天线元件的尺寸。可基于从第一RFID应答器获得的信息来改变(用激光切割)第二RFID应答器的天线元件的尺寸。
参考图20,可将射频识别应答器100布置成发送对询问信号ROG的响应RSP。可从便携式或固定读取器900发送询问信号ROG。
应答器100可包括经由端子T1、T2连接到一个或多个天线元件10a、10b的通信块。可将端子T1、T2电连接到芯片50的接触元件52a、52b。
可在RFID芯片50中实施通信块。通信块可包括射频单元RXTX1、控制单元CNT1以及存储器MEM1。射频单元RXTX1可包括信号接收机RX1以及信号发射机TX1。
可在同一半导体芯片50上实施射频单元RXTX1、控制单元CNT1以及MEM1。
接收机RX1可基于接收到的询问信号ROG来提供输入信号SIN。可将控制单元CNT1布置成例如当输入信号SIN包含正确的口令代码时启用信息INF1的传输。
由应答器100发射的响应RSP可包括信息INF1。信息INF1可包括例如电子项目代码(EPC)。可由控制单元CNT1从存储器MEM1取回信息INF1。控制单元CNT1可向射频单元RXTX1发送输出信号SOUT。输出信号SOUT可包括信息INF1。发射机TX1可基于输出信号SOUT而生成射频响应RSP。
射频单元RXTX1可包括电压供应VREG1,其被布置成从输入射频信号提取操作功率。
图21示出了多个有标签项目700a、700b、700c。可将RFID应答器100a附着于项目700a,可将RFID应答器100b附着于项目700b,并且可将RFID应答器100c附着于项目700c。
可将每个应答器100a、100b、100c布置成向询问信号ROG发射响应RSP。由应答器100a发射的响应可包括与项目700a相关联的信息INF1。由应答器100b发射的响应可包括与项目700b相关联的信息INF1b。由应答器100c发射的响应可包括与项目700c相关联的信息INF1c。
信息INF1可例如包括用于每个应答器100的识别数据,使得可以计算项目700a、700b、700c的数目,并且可以识别项目的类型。
读取器900可包括主体910和用户接口920。用户接口920可包括例如用于显示由应答器100、100a、100b、100c发送的信息的视觉显示器。用户接口920可包括用于接收数据和/或命令的键盘。
射频单元RXTX1可包括信号接收机RX1以及信号发射机TX1。接收机RX1还可称为信号解调器。发射机TX1还可称为信号调制器。射频单元RXTX1还可称为模拟射频接口。
射频单元RXTX1可包括连接端子T1、T2,其可连接到至少一个天线10a、10b。所述至少一个天线可以是偶极天线,其包括一对天线元件10a、10b。可将第一端子T1连接到第一元件10a,并且可将第二端子T2连接到第二元件10b。替换地,可将第一端子T1连接到天线10a,并且可将第二端子T2连接到电气接地(未示出)。替换地,可将端子T1、T2连接到线圈天线CA1(图17b)。
特别地,信息INF1可包括电子项目代码(EPC)。可将指派给项目的唯一电子项目代码作为二进制数存储在标签200中。特别地,位串可包括关于项目的信息,例如,诸如其零售价、制造商、项目类型、序号。
输入信号SIN和输出信号SOUT可以是数字信号。
可将读取器900和应答器100布置成根据远场通信协议进行通信。可将读取器900和应答器100布置成根据相同的RFID通信标准进行通信。特别地,可将读取器900和应答器100布置成根据以下标准中的一个或多个进行通信:
ISO/IEC 18000-2A (频段125/134.2 kHz,读取距离例如达到2m)
ISO/IEC 18000-2B (频段125/134.2 kHz)
ISO 18000-3 (频段13.56 MHz,读取距离例如达到3m)
ISO 18000-7 (频段433 MHz)
ISO 18000-6A (频段860-960MHz,读取距离例如达到3m)
ISO 18000-6B (频段860-960MHz)
ISO 18000-6C (频段860-960MHz)
EPCglobal Class 0 (频段860-960MHz)
EPCglobal Class 1 (频段860-960MHz)
EPCglobal Class 1 Gen 2 (频段860-960MHz)
ISO 18000-4 (频段2.45 GHz,读取距离例如达到12m)
(对2011年11月22日生效的标准的最近版本进行参考)。
可将读取器900和标签100布置成根据近场通信协议(NFC)进行通信。特别地,可将读取器900和标签100布置成根据以下标准中的一个进行通信:
近傍型卡:ISO/IEC 14443 (频段13.56 MHz,读取距离例如达到12.5cm)
近距型卡ISO/IEC 15693 (频段13.56 MHz,读取距离例如达到1.5m)
(对2010年11月22日生效的标准的最近版本进行参考)。
射频单元RXTX1可包括电压供应VREG1,其被布置成从输入射频信号提取操作功率。特别地,可将电压供应VREG1布置成从询问信号ROG提取操作功率。可向控制单元CNT1、存储器MEM1和/或射频单元RXTX1本身分配操作功率。
应答器100可以是不包括电池的无源设备。应答器100可例如由从读取器900发射的电磁能来供电。特别地,可将天线结构10a、10b、CA1和应答器100的射频单元RXTX1的组合布置成通过提取输入电磁信号ROG的能量来提供用于应答器100的操作功率。
偶极天线10a、10b可通过反向散射从标签200向读取器900发射信息INF1。替换地,可使用感应天线。应答器100的线圈天线CA1可引起用于读取器900的负载的调制。可将此调制用于从应答器100向读取器900发射数据。
应答器100可以是有源设备,其包括用于提供用于射频单元RXTX1的操作功率的电池。
应答器100可以是电池辅助的,即可将由电池提供的功率用于处理信息和/或将信息存储在存储器MEM1中,并且可通过使用询问信号ROG的反射功率(通过使用无源反射功率)来发射响应RSP。
应答器100可包括用于存储从询问信号ROG提取的操作能量的电容器或可再充电电池。
以无线方式发射的电磁询问信号ROG被天线元件10a、10b转换成电信号。该电信号经由连接端子T1和T2被连接到射频单元RXTX1的接收机RX1。并且,电信号是射频信号,其以与电磁信号相同的频率振荡。
芯片50可包括由集成电路实施的应答器100。可将天线元件10a、10b、CA1和芯片50支撑在载体片材81、82上。载体片材81、82可以是例如纸张、纸板或塑料膜。
然而,在实施例中,可在没有基板的情况下实施天线元件。在实施例中,天线元件(10a、10b、CA1)的表面面积的小于20%可被电介质材料覆盖。
标签110或应答器100的总厚度(在方向SZ上)可小于或等于1mm。标签110或应答器100可以是柔性的。标签110还可包括粘合层(未示出)。标签110还可包括脱模层,其保护粘合层。可在用粘合层将标签110附着于项目(例如700a)之前去除脱模层。
可将标签110或应答器100与项目700a(参见图21)附着或相关联。项目700a可以是产品,例如电视、移动电话、汽车部件。项目700a可以是包含项目的封装、包含食物的封装、包含药品的封装、包含化学物质的封装。
在实施例中,项目700a可基本上厚于RFID应答器100或RFID标签110。项目700a的厚度可例如大于或等于10mm。在实施例中,可将RFID应答器100嵌入项目700a中或者另外附着于项目700a,使得不需要在(多个)天线元件与项目700a之间使用基板膜。因此,可以以环境友好的方式使材料的使用最小化。
可将多个有标签项目700a、700b、700c存储在储存库中,并且用户可通过接收信息INF1而快速地盘点存储在所述储存库中的项目700a、700b、700c。
有利地,芯片50包括密封(即外壳)。芯片50的外表面的两个或更多部分可以是导电的,使得其能够被用作接触元件52a、52b。接触元件52a、52在其被电连接到天线部分10a、10b之前是暴露的。
接触元件52a、52b可从(电介质)密封突出。
可例如通过激光焊接或通过激光钎焊将RFID芯片的接触元件52a、52b结合到天线元件10a、10b。
激光焊接可包括用激光束LB0将接触元件52b的表面加热至高于导电片材70的熔点的温度。
接触元件52b可包括涂敷有焊接材料的核心。焊接材料的熔融温度可低于核心的熔点,以便在结合期间保持接触元件52b的尺寸。激光钎焊可包括用激光束LB0将接触元件52b的表面加热至高于焊接材料的熔融温度且低于导电片材70的熔融温度的温度。
在实施例中,可用导电粘合剂、即在不使用激光焊接或钎焊的情况下形成接触元件52a、52b与天线元件10a、10b之间的电接触。特别地,粘合剂可以是各向异性导电粘合剂(各向异性导电膏ACP)。
可通过在芯片50与天线元件10a、10b之间使用粘合剂ADH1而将芯片50更牢固地紧固到天线元件10a、10b。
可将密封布置成机械地保护芯片50的电子部件和/或防止电子部件的腐蚀。特别地,该密封可保护电子部件免受湿气。湿气可导致腐蚀且可对电子部件的电气性质具有不利影响。该密封可包括例如聚合物材料和/或陶瓷材料。聚合物材料可包括例如热塑性聚合物、热固性聚合物或弹性体。芯片50的电子部件可以是例如在半导体材料层上实施的晶体管、二极管、电容器和电阻器。
图18b、19c和19f中所示的阴影线指示截面。图1—7c、8a—8c、8e—14d、14h—15、17c—18a、19a、19b、19d和19e中所示的阴影线指示导电片材的材料。图1—7c、8a-8c、8e-14d、14h-15、17c-18a、19a、19b、19d和19e中所示的阴影线不指示截面。
在实施例中,可在附着芯片50之前在导电片材70中形成第一凹槽C1,并且可在已附着芯片50之后在片材70中形成第二凹槽C2,从而形成所述应答器100的天线元件10a,其中,第二凹槽C2可例如通过冲切或蚀刻来形成。特别地,第二凹槽C2可限定天线元件10a的端子部分12a的位置。并且在这种情况下,可通过根据芯片50相对于第一凹槽C1的所检测位置来形成第二凹槽C2而补偿芯片50的定位中的偏差。并且,在这种情况下,可通过在已形成延伸到片材70的边缘的一个或多个第二凹槽C2之前和/或在形成长的内部突出体之前将芯片50附着于片材70来改善将芯片50相对于片材70定位的准确度。当在附着芯片50之前形成第一凹槽C1(初步图案PAT1)时可大大地降低损坏芯片50的风险。
当通过冲切来形成第二凹槽C2时可大大地降低用切割刀片(即用切割冲模)损坏芯片50的风险,因为不需要切割芯片50下面的区域。
在实施例中,可在通过蚀刻来形成第二凹槽C2之前将被附着于导电片材70的芯片50(气密地)密封,因为不需要蚀刻芯片50下面的区域。该密封可在第二凹槽C2的后续蚀刻期间保护芯片50。
对于本领域的技术人员而言,将显而易见的是可感知根据本发明的设备和方法的修改和变更。图是示意性的。上文参考附图所述的特定实施例仅仅是说明性的且并不意图限制由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于产生射频识别应答器(100)的方法,所述应答器(100)包括射频识别芯片(50)和一个或多个天线元件(10a、10b、CA1),所述方法包括:
—在导电片材(70)中形成第一凹槽(C1),使得所述导电片材(70)的一部分(OR1)围绕第一凹槽(C1),
—在已形成第一凹槽(C1)之后将芯片(50)附着于导电片材(70),使得第一凹槽(C1)位于芯片(50)的第一连接元件(52a)与芯片(50)的第二连接元件(52b)之间,以及
—在已附着芯片(50)之后在导电片材(70)中形成第二凹槽(C2),从而形成所述应答器(100)的天线元件(10a)。
2.权利要求1的方法,其中,通过用激光束(LB2)将片材(70)的导电材料加热和/或切除来切割第二凹槽(C2)。
3.权利要求1或2的方法,其中,围绕第一凹槽(C1)的闭合路径(CP1)的长度小于或等于芯片(50)的圆周的十倍,并且所述闭合路径(CP1)的每个点位于导电片材(70)的导电材料上。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法,其中,第一凹槽(C1)在第一方向(SY)上的第一尺寸(L1)大于或等于芯片(50)在所述第一方向(SY)上的最大尺寸(L50),并且第一凹槽(C1)在所述第一方向(SY)上的所述第一尺寸(L1)小于芯片(50)在所述第一方向(SY)上的最大尺寸(L50)的两倍。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法,包括在已附着芯片(50)之后检测芯片(50)的位置,并且基于芯片(50)的所检测位置来调整第二凹槽(C2)的位置。
6.根据权利要求1至5中的任一项的方法,包括在导电片材(70)中形成内部突出体(IP1),使得突出体的宽度(w2)与突出体的长度(w1)的比大于或等于0.8,其中,内部突出体(IP1)至少部分地由第一凹槽(C1)限定。
7.根据权利要求1至6中的任一项的方法,其中在形成第一凹槽(C1)期间由一个或多个夹持表面(300b)抵靠着保持单元(300a)的表面保持导电片材(70)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法,包括在形成第一凹槽(C1)期间用张紧力(FX1、FX2)来保持导电片材(70),其基本上平行于导电片材(70)的表面。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法,包括形成第二凹槽(C2),使得用张紧力(FX1、FX2)来抵靠着曲面(300)牵拉导电片材(70)。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法,其中,在形成第二凹槽(C2)期间由一个或多个夹持表面(300b)抵靠着保持单元(300a)的表面保持导电片材(70)。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法,其中,在形成第二凹槽(C2)期间用压力差(VAC1)抵靠着保持单元(300)的表面保持导电片材(70)。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法,其中,在形成第二凹槽(C2)期间由重力抵靠着保持单元(300)的表面保持导电片材(70)。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法,其中,所述应答器(100)被一个或多个链接物(72)或桥(S1)连接到导电片材(70)的外部(OR1)。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的方法,其中,通过使用分离楔形件(301)使应答器(100)远离导电片材(70)的外部(OR1)移动。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的方法,其中,通过使用压力差(VAC1)使应答器(100)远离导电片材(70)的外部(OR1)移动。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的方法,其中,通过使用至少部分地被粘合剂覆盖的载体片材(81、82)使应答器(100)远离导电片材(70)的外部(OR1)移动。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的方法,其中,在形成第二凹槽(C2)期间用电介质材料来覆盖天线元件(10a、10b、CA1)的表面面积的小于20%。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的方法,包括通过在导电片材(70)中形成的一个或多个开口(C3a)来在光学上检测芯片(50)的位置。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法,包括在附着芯片(50)之前在导电片材(70)中形成两个或更多凹槽(C1a、C1b),其中,所述两个或更多凹槽(C1a、C1b)限定位于芯片(50)的连接元件(52a、52b)之间的线圈天线(CA1)的一部分。
20.一种用于产生射频识别(RFID)应答器(100)的装置(200),其中,该装置(200)被布置成:
—在导电片材(70)中提供第一凹槽(C1),
—在已提供第一凹槽(C1)之后将射频识别芯片(50)附着到导电片材(70)上,使得第一凹槽(C1)位于芯片(50)的第一连接元件(52a)与芯片(50)的第二连接元件(52b)之间,以及
—通过在已附着芯片(50)之后使用激光束(LB1)而在导电片材(70)中形成第二凹槽(C2),从而形成所述应答器(100)的天线元件(10a)。
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