CN108027895B - 制造rfid标签组件的方法和rfid标签组件 - Google Patents

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Abstract

一种制造RFID标签组件的方法(10)，该方法包括：提供由导电材料制成的安装基座(12)；提供无源金属贴装RFID标签，该RFID标签包括IC芯片和设置在一侧上的天线(12)；通过将RFID标签的所述一侧耦合到安装基座，将RFID标签安装在安装基座上，以形成RFID标签‑安装基座子组件(14)；提供模具，该模具包括模腔，该模腔被成形为形成RFID标签组件的盖，并且将RFID标签‑安装基座子组件定位在模腔内(16)；以及将处于熔融状态的大致RF透明材料输送到模具与RFID标签‑安装基座子组件之间的空隙中，并允许该材料冷却成固态以在RFID标签‑安装基座子组件之上形成盖，使得安装基座和盖一起封装RFID标签(18)。在输送到空隙中时处于熔融状态的大致RF透明材料具有的温度高于IC芯片的最大可容许温度，并且熔融材料在远离IC芯片的位置处被输送到该空隙中。IC芯片定位使得当大致RF透明材料到达该IC芯片时，熔融材料的温度不超过IC芯片的最大可容许温度。

Description

制造RFID标签组件的方法和RFID标签组件
技术领域
本发明涉及一种制造RFID标签组件的方法。本发明进一步涉及一种RFID标签组件以及一种其上安装有所述RFID标签组件的外科器械。
背景技术
包括集成电路芯片和RF天线的无源射频识别(RFID)标签是众所周知的并且广泛用于资产跟踪系统中。天线性能以及因此RFID标签能够通信的距离可以响应于安装RFID标签的表面而改变。特别是，当RFID标签被安装在具有金属表面的物体上时，天线性能恶化，并且通信距离减小。近来，已经开发了当安装在金属表面上时能够操作的RFID标签；这些被称为“金属贴装(mount-on-metal)”RFID标签。
外科器械的消毒和灭菌是感染控制程序的基本组成部分。人们越来越需要确保没有外科器械从特定外科手术所需的器械组中被遗漏，在手术或消毒和灭菌期间被错放，或被留在患者体内。因此，希望能够在使用期间以及从手术室到消毒和灭菌过程并且返回到手术室追踪外科器械。许多医院还需要保存在器械的整个生命周期(其可以为数年)内哪些外科器械曾经被用于哪些患者的记录。
已经提出了用于外科器械的资产跟踪的RFID标签的使用，例如，在WO2013/020944中描述的适用于安装在外科器械上的RFID标签以及由Haldor Advanced TechnologiesLtd提供的
Figure BDA0001597676680000011
RFID标签系统。然而，这些系统中的RFID标签相对较大，因此它们可能阻碍外科医生使用外科器械，并且通常它们必须在特殊托盘上单独读取或以小组读取。
发明内容
目的是提供一种制造RFID标签组件的改进方法。另一个目的是提供一种改进的RFID标签组件。另一个目的是提供一种改进的外科器械。
本发明的第一方面提供了一种制造RFID标签组件的方法。该方法包括提供由导电材料制成的安装基座并提供无源金属贴装RFID标签。RFID标签包括设置在第一位置处的集成电路芯片IC和设置在一侧上的天线。该方法包括通过将RFID标签的所述一侧耦合到安装基座的第一侧，将RFID标签安装在安装基座上，以形成RFID标签-安装基座子组件。该方法包括提供模具，该模具包括被成形为形成RFID标签组件的盖的模腔。该方法包括将RFID标签-安装基座子组件定位于模腔内，使得在模具和RFID标签-安装基座子组件之间形成限定盖的空隙。该方法包括将处于熔融状态的大致RF透明材料输送到模具和RFID标签-安装基座子组件之间的空隙中。该方法包括允许大致RF透明材料冷却成固态，从而在RFID标签-安装基座子组件之上形成盖，使得安装基座和盖一起封装RFID标签。在输送到空隙中时处于熔融状态的大致RF透明材料具有的温度高于集成电路芯片的最大可容许温度。大致RF透明材料在远离第一位置的第二位置处被输送到空隙中并且模具被配置成当大致RF透明材料流向第一位置时使其冷却，使得当大致RF透明材料达到第一位置时大致RF透明材料的温度不超过集成电路芯片的最大可容许温度。
该方法可以使RFID标签组件能够形成具有结合到RFID标签和安装基座的盖，使得不需要在盖与安装基座之间的任何机械固定就能够形成RFID标签组件。该方法可以使利用更少的部件和更少的处理步骤来生产RFID标签组件成为可能。在RFID标签-安装基座子组件之上模制盖可以使得使用更小的RFID标签，并且RFID标签组件能够比用于外科器械的现有技术RFID标签更小成为可能。该方法可以使RFID标签的盖能够通过例如使用已知的注塑技术模制而形成，而不损坏RFID标签的IC芯片。
使用由导电材料制成的安装基座可以为到一致导电块的RFID标签提供一致接地，这可以确保RFID标签的一致操作，而不管安装RFID标签组件的金属物体的尺寸或形状。使用由导电材料制成的安装基座可以减少当无源金属贴装RFID标签未被正确接地时可能发生的RFID标签失调的发生。这可以增加RFID标签的通信距离。
在一实施例中，安装基座包括其上安装有RFID标签的中央部分、从中央部分的第一端延伸的第一端部分和从所述中央部分的第二端延伸的第二端部分。RFID标签-安装基座子组件被定位于模腔内，使得第一端部分和第二端部分各自延伸超出所述模腔，从而形成延伸超出所得到的RFID标签组件的盖的相应尾部。以这种方式，可以提供尾部，通过该尾部可以使用例如机器人来拾取和放置RFID标签组件，而无需触摸盖。形成的尾部还可以使RFID标签组件能够被焊接到诸如外科器械的设备的本体上。
在一实施例中，天线具有纵向轴线，并且安装基座还包括第一端壁，该第一端壁大致上在天线的纵向轴线的一端处从安装基座向外延伸。模具包括在第二位置处的输送孔，输送孔大致面向安装基座的第一端壁。大致RF透明材料通过输送孔被输送到空隙中并碰撞第一端壁，使得大致RF透明材料朝向在第一位置处的集成电路芯片被迫流入到空隙中并且围绕RFID标签-安装基座子组件。提供第一端壁可以使熔融材料能够以高压输送(例如注入)到模具中而RFID标签不从安装基座移位；以高压输送熔融材料可以确保熔融材料流入并填充整个空隙。
在一实施例中，安装基座包括第二端壁，该第二端壁大致在天线的纵向轴线的第二端处从安装基座向外延伸。RFID标签被安装在安装基座上，使得最靠近第一位置的RFID标签的一端与第二端壁接触。这可以在熔融材料到达IC芯片的位置之前进一步降低熔融材料的温度，并且可以用于从IC芯片传导热量。
在一实施例中，集成电路芯片被设置在RFID标签的所述第二端上或者在所述第二端处的RFID标签的一侧上。这可以使熔融材料在到达IC芯片之前必须流动的距离最大化，从而最大化熔融材料在到达IC芯片之前所经历的冷却量。
在一实施例中，模具包括在第二位置处的输送孔，输送孔大致面向安装基座的第一侧。大致RF透明材料通过输送孔输送到空隙，使得大致RF透明材料朝向在第一位置处的集成电路芯片流入到空隙中并围绕RFID标签-安装基座子组件。这可以使熔融材料能够以高压输送(例如注入)到模具中而RFID标签不从安装基座移位；以高压输送熔融材料可以确保熔融材料流入并填充整个空隙。
在一实施例中，输送孔通常中央地位于模具的模腔，使得大致RF透明材料大致从中央被输送到空隙中到RFID标签上。这可以使熔融材料能够以高压输送(例如注入)到模具中而RFID标签不从安装基座移位；以高压输送熔融材料可以确保熔融材料流入并填充整个空隙。
在一实施例中，天线具有纵向轴线，并且安装基座还包括第一端壁，该第一端壁大致上在天线的纵向轴线的一端处从安装基座向外延伸。输送孔大致上位于天线的纵向轴线的所述一端处，使得大致RF透明材料大致在一端处输送到空隙中。提供第一端壁可以进一步保护RFID标签免于由于熔融材料流入模具空隙中而移位。
在一实施例中，处于熔融状态的大致RF透明材料在第一阶段和后续的第二阶段中被输送到空隙中。第一阶段包括将大致RF透明材料输送到空隙中以将空隙填充到与RFID标签-安装基座子组件的高度基本齐平的深度并且允许大致RF透明材料冷却成固态，从而形成盖的第一部分。第二阶段包括将大致RF透明材料输送到模具、RFID标签-安装基座子组件和盖的第一部分之间的空隙的剩余部分中以填充空隙的剩余部分并且允许大致RF透明材料冷却成固态，从而形成盖的第二部分，盖的第二部分结合到盖的第一部分。两个阶段处理可以通过在输送进一步量的熔融材料之前在IC芯片周围冷却的较少质量的处于熔融状态的大致RF透明材料来降低IC芯片处熔融材料的温度。
在一实施例中，该方法进一步包括在大致RF透明材料的输送和冷却期间将RFID标签按压到安装基座上。这可以确保在第一阶段期间RFID标签和安装基座之间的良好电磁接触，并且可以确保在第二阶段期间进一步量的熔融材料的输送不会导致RFID标签移动。
在一实施例中，至少第一端壁具有设置在其中的锁结结构，锁结结构与大致RF透明材料接合以将盖锁定到RFID标签-安装基座子组件。在至少一个端壁中提供锁结结构可以附加地提供盖和安装基座之间的机械耦合，这可以增加盖和安装基座之间的连接的强度。
在一实施例中，锁结结构是由大致RF透明材料填充的在端壁中形成的孔或由大致RF透明材料围绕的沿着端壁的边缘形成的突出部。
在一实施例中，大致RF透明材料是热塑性材料。
在一实施例中，热塑性塑料是聚苯砜。这可以确保盖是耐刮擦的，具有高冲击强度并且能够承受施加到外科器械上的高温高压灭菌消毒处理。这也可以确保RFID标签组件适用于包括外科器械的医疗设备。
在一实施例中，该方法还包括在包括IC芯片的RFID标签的区域之上施加第二热塑性材料或热固性弹性体层。第二热塑性材料或热固性弹性体在低于IC芯片的最大可容许温度的温度下施加。这可以在从大致RF透明材料模制盖之前在IC芯片之上提供隔热屏。
在一实施例中，热固性材料是硅树脂。
在一实施例中，RFID标签的所述一侧紧密耦合到安装基座的第一侧。这可以实现RFID标签到安装基座的最佳接地。
在一实施例中，天线具有天线平面，并且该端壁或每个端壁通常垂直于天线平面延伸。这可以减少端壁对天线场的干扰；在该方向上延伸，该端壁或每个端壁可以基本在天线场外部。
在一实施例中，安装基座具有沿每个纵向边缘的至少一部分延伸的接合唇缘。接合唇缘至少部分地限定用于将RFID标签定位在安装基座的第一侧上的定位凹槽。这可以改善安装基座和RFID标签之间的耦合。
在一实施例中，使用粘合剂将RFID标签安装在安装基座上。这可以改善安装基座和RFID标签之间的耦合。
在一实施例中，天线是包括第一天线部分和第二天线部分的偶极天线。每个天线部分具有纵向轴线和天线平面。第一天线部分设置在RFID标签的所述一侧上，并且第二天线部分设置在RFID标签的通常与所述一侧相背的第二侧上。这可以使更大的天线能够被使用，同时保持天线和安装基座之间的良好接地。通常在天线的纵向轴线的相应端处设置该端壁或每个端壁可以减少所述端壁对天线场的干扰；在该位置中，该端壁或每个端壁可以基本在天线场外部。
在一实施例中，天线被配置为发射和接收线性极化RF信号。
在一实施例中，RFID标签是包括陶瓷芯的陶瓷无源金属贴装。天线部分设置在陶瓷芯的各侧上，并且IC芯片设置在陶瓷芯的一端上。陶瓷芯可以防止天线部分之间的电感耦合，这可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。利用陶瓷芯保持天线部分之间的间隔可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。
在一实施例中，导电材料是金属和碳纤维复合材料中的一种。使用金属安装基座可以为到一致块的RFID标签的金属提供一致接地，这可以确保RFID标签的一致操作，而不管其上安装有RFID标签组件的金属物体的尺寸或形状。安装基座可以减少当无源金属贴装RFID标签没有正确接地时可能发生的RFID标签失调的发生。这可以增加RFID标签的通信距离。
在一实施例中，金属是医用级不锈钢。
在一实施例中，大致RF透明材料基本不导电。这可以防止由于与导电物品接触而在天线部分之间形成电短路。这可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。
在一实施例中，模具成形为形成具有光滑外部形状的盖。这可以最小化在使用期间损坏使用者的手或手套的风险。
本发明的第二方面提供了一种RFID标签组件，其包括安装基座、无源金属贴装RFID标签和模制盖。安装基座由导电材料制成。RFID标签包括集成电路IC芯片和设置在一侧上的天线。通过将RFID标签的所述一侧耦合到安装基座的第一侧，将RFID标签安装在所述安装基座上，以形成RFID标签-安装基座子组件。模制盖由大致RF透明材料制成。模制盖被模制在RFID标签-安装基座子组件之上，使得安装基座和模制盖一起封装RFID标签。
使用模制盖可以使盖结合到RFID标签和安装基座，使得不需要在盖与安装基座之间的任何机械固定就能够形成RFID标签组件。使用模制盖可以使得使用更少的部件和更少的处理步骤来生产RFID标签组件成为可能。使用模制盖可以使得使用更小的RFID标签，并且RFID标签组件能够比用于外科器械的现有技术RFID标签更小成为可能。
使用由导电材料制成的安装基座可以提供RFID标签到一致导电块的一致接地，这可以确保RFID标签的一致操作，而不管安装RFID标签组件的金属物体的尺寸或形状。使用由导电材料制成的安装基座可以减少当无源金属贴装RFID标签未被正确接地时可能发生的RFID标签失调的发生。这可以增加RFID标签的通信距离。
在一实施例中，安装基座包括其上安装有RFID标签的中央部分、从中央部分的第一端延伸的第一端部分和从中央部分的第二端延伸的第二端部分。模制盖形成在RFID标签-安装基座子组件之上，使得第一端部分和第二端部分形成延伸超出盖的相应尾部。尾部可以使RFID标签组件可以使用例如机器人被拾取并放置而不触摸盖。尾部还可以使RFID标签组件能够被焊接到诸如外科器械的设备的本体上。
在一实施例中，天线具有纵向轴线，并且安装基座还包括第一端壁，该第一端壁通常在天线的纵向轴线的一端处从安装基座向外延伸。
在一实施例中，安装基座包括锁结结构。锁结结构被配置用于与模制盖的大致RF透明材料接合，以将盖锁定到RFID标签-安装基座子组件。这可以还提供模制盖和安装基座之间的机械耦合，这可以增加模制盖和安装基座之间的连接的强度。
在一实施例中，第一端壁具有设置在其中的锁结结构。与模制盖的大致RF透明材料接合的锁结结构将盖锁定到RFID标签-安装基座子组件。这可以还提供模制盖和安装基座之间的机械耦合，这可以增加模制盖和安装基座之间的连接的强度。
在一实施例中，锁结结构是由大致RF透明材料填冲的在端壁中形成的孔或沿着由大致RF透明材料围绕的端壁的边缘形成的突出部。
在一实施例中，大致RF透明材料是热塑性材料。
在一实施例中，热塑性塑料是聚苯砜。这可以确保模制罩盖是耐刮擦的，具有高冲击强度并且能够承受应用于外科器械的高温高压灭菌消毒处理。这也可以确保RFID标签组件适用于包括外科器械的医疗设备。
在一实施例中，该方法还包括在包括IC芯片的RFID标签的区域之上施加第二热塑性材料或热固性弹性体层。第二热塑性材料或热固性弹性体在低于IC芯片的最大可容许温度的温度下施加。这可以在从大致RF透明材料模制盖之前在IC芯片之上提供隔热屏。
在一实施例中，热固性材料是硅树脂。
在一实施例中，RFID标签的所述一侧紧密耦合到安装基座的第一侧。这可以实现RFID标签到安装基座的最佳接地。
在一实施例中，天线具有天线平面，并且该端壁或每个端壁通常垂直于天线平面延伸。这可以减少端壁对天线场的干扰；在该方向上延伸，该端壁或每个端壁可以基本在天线场外部。
在一实施例中，安装基座具有沿每个纵向边缘的至少一部分延伸的接合唇缘。接合唇缘至少部分地限定用于将RFID标签位于安装基座的第一侧上的定位凹槽。这可以改善安装基座和RFID标签之间的耦合。
在一实施例中，使用粘合剂将RFID标签安装在安装基座上。这可以改善安装基座和RFID标签之间的耦合。
在一实施例中，天线是包括第一和第二天线部分的偶极天线。每个天线部分具有纵向轴线和天线平面。第一天线部分设置在RFID标签的所述一侧上，并且第二天线部分设置在RFID标签的通常与所述一侧相背的第二侧上。这可以使得更大的天线能够被使用，同时保持天线和安装基座之间的良好接地。通常在天线的纵向轴线的相应端处设置该端壁或每个端壁可以减少所述端壁对天线场的干扰；在该位置中，该端壁或每个端壁可以基本在天线场外部。
在一实施例中，天线被配置为发射和接收线性极化的RF信号。
在一实施例中，RFID标签是包括陶瓷芯的陶瓷无源金属贴装。天线部分设置在陶瓷芯的相应侧上，并且IC芯片设置在陶瓷芯的一端上。陶瓷芯可以防止天线部分之间的电感耦合，这可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。利用陶瓷芯保持天线部分之间的间隔可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。
在一实施例中，导电材料是金属和碳纤维复合材料中的一种。使用金属安装基座可以为到一致块的RFID标签的金属提供一致接地，这可以确保RFID标签的一致操作，而不管其上安装有RFID标签组件的金属物体的尺寸或形状。安装基座可以减少当无源金属贴装RFID标签没有正确接地时可能发生的RFID标签失调的发生。这可以增加RFID标签的通信距离。
在一实施例中，金属是医用级不锈钢。
在一实施例中，大致RF透明材料基本不导电。这可以防止由于与导电物品接触而在天线部分之间形成电短路。这可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。
在一实施例中，模具成形为形成具有光滑外部形状的模制盖。这可以最小化在使用期间损坏使用者的手或手套的风险。
相应的实施例也适用于根据本发明的第三方面的RFID标签组件。
本发明的第三方面提供了一种RFID标签组件，其包括安装基座、无源金属贴装RFID标签和模制盖。通过提供由导电材料制成的安装基座并提供无源金属贴装RFID标签来制造RFID标签组件。RFID标签包括设置在第一位置处的集成电路IC芯片和设置在一侧上的天线。通过将RFID标签的所述一侧耦合到安装基座的第一侧，将RFID标签安装在安装基座上，以形成RFID标签-安装基座子组件。提供包括模腔的模具，模腔被成形为形成RFID标签组件的盖。RFID标签-安装基座子组件被定位于模腔内，使得在模具和RFID标签-安装基座子组件之间形成限定盖的空隙。处于熔融状态的大致RF透明材料被输送到在模具和RFID标签-安装基座子组件之间的空隙中。大致RF透明材料被允许冷却成固态，从而在RFID标签-安装基座子组件之上形成盖，使得安装基座和盖一起封装RFID标签。在输送到空隙中时处于熔融状态的大致RF透明材料具有的温度高于集成电路芯片的最大可容许温度。大致RF透明材料在远离第一位置的第二位置处被输送到空隙中，并且该模具被配置成随着大致RF透明材料流向第一位置时使其冷却，使得当大致RF透明材料达到第一位置时大致RF透明材料的温度不超过集成电路芯片的最大可容许温度。
RFID标签组件具有结合到RFID标签和安装基座的盖，这意味着RFID标签组件不需要在盖和安装基座之间的任何机械固定。模制盖可以使得使用更小的RFID标签，并且RFID标签组件能够比用于外科器械的现有技术RFID标签更小成为可能。RFID标签的盖可以通过例如使用已知的注塑技术模制而形成，而不损坏RFID标签的IC芯片。
使用由导电材料制成的安装基座可以提供RFID标签到一致导电块的一致接地，这可以确保RFID标签的一致操作，而不管安装RFID标签组件的金属物体的尺寸或形状。使用由导电材料制成的安装基座可以减少当无源金属贴装RFID标签未被正确接地时可能发生的RFID标签失调的发生。这可以增加RFID标签的通信距离。
本发明的第四方面提供了一种外科器械，其包括金属本体并且具有安装在金属本体上的RFID标签组件。RFID标签组件包括安装基座、无源金属贴装RFID标签和模制盖。安装基座由导电材料制成。RFID标签包括集成电路IC芯片和设置在一侧上的天线。通过将RFID标签的所述一侧耦合到安装基座的第一侧，将RFID标签安装在安装基座上，以形成RFID标签-安装基座子组件。模制盖由大致RF透明材料制成。模制盖被模制在RFID标签-安装基座子组件之上，使得安装基座和模制盖一起封装RFID标签。
现在将参照附图仅通过示例描述本发明的实施例。
附图说明
图1和图2是示出根据本发明的实施例的制造RFID标签组件的方法的步骤的流程图；
图3是用于执行图2的方法的装置的示意图；
图4是示出根据本发明的实施例的制造RFID标签组件的方法的步骤的流程图；
图5是用于执行图4的方法的装置的示意图；
图6是示出根据本发明的实施例的制造RFID标签组件的方法的步骤的流程图；
图7是用于执行图6的方法的装置的示意图；
图8是示出根据本发明的实施例的制造RFID标签组件的方法的步骤的流程图；
图9示出根据本发明的实施例的制造RFID标签组件的方法的步骤；
图10A示出在图9中示出的步骤之后的附加步骤，并且图10B示出将RFID标签组件附接到诸如外科器械之类的设备的过程；
图11和图12是根据本发明的实施例的RFID标签组件的示意图；以及
图13和图14是根据本发明的实施例的外科器械的示意图。
具体实施方式
对于不同实施例中的相应特征或步骤，将保留相同的附图标记。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种制造RFID标签组件的方法。
方法10包括提供由导电材料制成的安装基座并提供无源金属贴装RFID标签12。该RFID标签包括设置在RFID标签上的第一位置处的集成电路IC芯片和设置在RFID标签的一侧上的天线。
通过将RFID标签的一侧耦合到安装基座的第一侧，将RFID标签安装在安装基座上14；这形成了RFID标签-安装基座子组件。
提供了包括模腔的模具，模腔被成形为形成RFID标签组件的盖。然后RFID标签-安装基座子组件被定位于模具的模腔内，使得在模具和子组件之间形成限定盖的空隙16。将处于熔融状态的大致RF透明材料输送到空隙中以填充空隙18。然后允许材料冷却20，从而从其熔融状态变为固态，以在RFID标签-安装基座子组件之上形成盖。这样形成的盖和安装基座一起封装RFID标签。
在输送到空隙中时处于熔融状态的大致RF透明材料具有的温度高于RFID标签上的IC芯片的最大可容许温度。熔融材料在远离IC芯片所在位置的位置处被输送到在模具和RFID标签-安装基座子组件之间的空隙中。模具被配置为随着熔融材料流向IC芯片的位置使其冷却，使得当大致RF透明材料到达IC芯片位置时大致RF透明材料的温度不超过IC芯片的最大可容许温度。
在一实施例中，模腔被成形为限定具有光滑外部形状的盖。这可以最小化在使用期间损坏使用者的手或手套的风险。
参照图2和图3，本发明的另一个实施例提供了一种制造RFID标签组件100的方法30，其与前述实施例的方法10类似，但具有以下修改。
在该实施例中，提供32安装基座，其包括其上安装有RFID标签的中央部分102、从中央部分的第一端延伸的第一端部分104和从中央部分的第二端延伸的第二端部分104。
通过将RFID标签的一侧耦合到安装基座的中央部分的第一侧，将RFID标签安装14在安装基座上；这形成了RFID标签-安装基座子组件120。
提供34了模具116，其包括成形为形成RFID标签组件的盖的模腔118，并且将RFID标签-安装基座子组件120定位于模具的模腔内以形成空隙；RFID标签-安装基座子组件位于模腔内，使得第一端部分104和第二端部分104各自延伸超出模腔118。安装基座的端部分104形成延伸超出得到的RFID标签组件的盖的尾部。
RFID标签天线具有纵向轴线，并且安装基座还包括第一端壁110。第一端壁通常在天线的纵向轴线的一端处从安装基座向外延伸。
该实施例中的输送孔114设置在模具116的一端处，通常面向第一端壁110。熔融的大致RF透明材料通过输送孔输送36到空隙并碰撞第一端壁。由此熔融的大致RF透明材料朝向在远离输送孔的RFID标签的另一端处的IC芯片108被迫流入空隙中并围绕RFID标签-安装基座子组件120。当熔融材料到达IC芯片108时，其已经冷却到不超过IC芯片的最大可容许温度的温度。
然后允许材料冷却20，从而从其熔融状态变成固态，以在RFID标签-安装基座子组件之上形成盖。这样形成的盖和安装基座一起封装RFID标签。
如图3所示，安装基座还包括第二端壁112，第二端壁112通常在天线的纵向轴线的第二端处从安装基座向外延伸。RFID标签106被安装在安装基座上，使得IC芯片与第二端壁接触。包括第二端壁的特征不是必需的，但它可以有助于冷却IC芯片附近的熔融材料并且用作IC芯片的散热片，以将其保持在低于其最大可容许温度的温度。
在参照图4和图5描述的另一个实施例中，提供了一种制造RFID标签组件的方法40、130，其与前述实施例的方法类似，但具有以下修改。
该实施例中的输送孔114还是设置在模具116的一端处，但在该实施例中，输送孔设置在模具的顶部(如图中所定位)中，面向安装基座102、104。熔融的大致RF透明材料通过输送孔44在一端处输送到空隙中，其中一部分流体冲击在安装基座上，并且剩余的流体朝向在远离输送孔的RFID标签的另一端处的IC芯片108被迫流入空隙中并围绕RFID标签-安装基座子组件120。当熔融材料到达IC芯片108时，其已经冷却到不超过IC芯片的最大可容许温度的温度。
在参照图6和图7描述的另一个实施例中，提供了一种制造RFID标签组件的方法60、140，其类似于前述实施例的方法，但具有以下修改。
在该实施例中，输送孔142还是设置在模具的顶部(如图中所定向)，面向安装基座102、104，但在该实施例中，输送孔通常中央地位于模具的模腔。因此，大致RF透明材料通常从中央输送到空隙中，冲击到RFID标签上并且朝向RFID标签的每个端部被迫围绕RFID标签-安装基座子组件120流动。如前所述，当熔融材料到达IC芯片108时，其已经冷却到不超过IC芯片的最大可容许温度的温度。
在参照图2至图7描述的实施例的优选布置中，大致RF透明材料是热塑性塑料，特别是聚苯砜。熔融的聚苯砜在320-340℃的范围内的温度下输送并在例如约180巴的高压下注入模具中。面向第一端壁或面向安装基座的输送孔的位置确保RFID标签不会因被熔融的聚苯砜的高压流而移位。模具被配置为将熔融的聚苯砜冷却到150-170℃的范围内的温度，该温度是RFID标签106的IC芯片108的典型的最大可容许温度。
应该理解，可以使用其他热塑性材料代替聚苯砜。
在另一个实施例中，在将RFID标签-安装基座子组件定位在模腔内之前，将一层硅树脂施加在RFID标签的IC芯片端之上。硅树脂层用作IC芯片之上的隔热屏，进一步保护其免受热熔融的聚苯砜的影响。
参考图8，在另一个实施例中，制造RFID标签组件的方法50包括用于将熔融的大致RF透明材料输送到空隙中的两个阶段输送过程。在至少输送过程的第一阶段期间，并且优选在输送过程的两个阶段期间，RFID标签被向下按压到安装基座上，以确保在RFID标签和安装基座之间保持良好的接触。
第一阶段包括将熔融材料输送到空隙中以将空隙填充到与RFID标签-安装基座子组件的高度基本齐平的深度52。然后允许该第一量的大致RF透明材料冷却成固态从而形成盖的第一部分54。
第二阶段包括将后续量的熔融材料输送到模具、RFID标签-安装基座子组件和盖的第一部分之间的空隙的剩余部分中以填充空隙的剩余部分56。然后允许该后续量的熔融的大致RF透明材料冷却成固态，从而形成盖的第二部分58。盖的第二部分在输送和/或冷却阶段期间与盖的第一部分结合。
图9示出了类似于上述方法10、30、40、50、60、70的制造RFID标签组件的方法80的实施例，其具有以下修改。
在该实施例中，方法80基于带状条带馈送件86在制造组件线上执行。通过将不锈钢带82馈送到冲压工具84并且然后从该不锈钢带中切割用于安装基座的坯件来提供安装基座。然后坯件被冲压成形为形成第一和第二端壁并且沿安装基座的纵向侧形成低侧壁；提供这些侧壁有助于在后续的步骤中RFID标签在安装基座上的正确定位。然后，带状条向前移动到提供RFID标签的下一个处理阶段。可选地，可以将粘合剂施加到RFID标签的下侧88(如图中所定位)，以确保在剩余步骤期间RFID标签与安装基座之间的紧密接触。然后将RFID标签放置在安装基座上90，以确保RFID标签的IC端抵靠第二端壁。然后将带状条向前移动以将RFID标签-安装基座子组件馈送到模塑机中，并且模具位于子组件之上。如上所述，将熔融的聚苯砜注入模具92和子组件之间的空隙中，并允许聚苯砜冷却。
图10A示出根据另一个实施例的方法150，其中在图9中所示的步骤之后执行附加步骤。
在该实施例中，在RFID标签组件之后切割152带状条带，以将其从带状条带中移除。然后通常由机器人通过一个或两个尾部拾取RFID标签组件，并在RFID标签读取器下馈送RFID标签组件，在RFID标签读取器处，程序代码和RFID标签标识信息被下载到IC芯片上154。被编程的RFID标签组件然后放置在包装卷轴上，通常是软粘性卷轴，用于储存和运输。
如图10B所示，RFID标签组件的最终用户然后可以对RFID标签组件的端部上的尾部进行点焊160或激光焊接以将其牢固地附接到诸如外科器械的设备。
本发明的另一个实施例提供了一种RFID标签组件200，如图11和图12所示。
RFID标签组件200包括由导电材料制成的安装基座102、104，无源金属贴装RFID标签106和模制盖202。
RFID标签包括集成电路IC芯片108和设置在一侧上的天线(未示出)。RFID标签安装在安装基座上，其一侧耦合到安装基座的第一侧，以形成RFID标签-安装基座子组件。
模制盖由大致RF透明材料制成，并模制在RFID标签-安装基座子组件之上，使得安装基座和模制盖一起封装RFID标签。
安装基座包括其上安装有RFID标签的中央部分102、从中央部分的第一端延伸的第一端部分104和从中央部分的第二端延伸的第二端部分104。
模制盖在RFID标签-安装基座子组件之上形成，使得第一端部和第二端部形成延伸超出模制盖的相应尾部。
RFID标签106的天线具有纵向轴线，并且安装基座包括在天线的纵向轴线的一端处从安装基座向外延伸的第一端壁110和在天线的纵向轴线的另一端处从安装基座向外延伸的第二端壁112。
安装基座具有沿每个纵向边缘延伸的接合唇缘204。接合唇缘限定用于将RFID标签定位在安装基座上的定位凹槽。
每个端壁具有锁结结构，该锁结结构与模制盖的大致RF透明材料接合，以将模制盖锁定到RFID标签-安装基座子组件。锁结结构例如可以是由材料填充的在端壁中形成的孔或由材料围绕的沿着端壁的边缘形成的突出部。
在一实施例中，大致RF透明材料是聚苯砜。应该理解，可以使用其他热塑性材料代替聚苯砜。
如图12A所示，安装基座可以由坯件形成，并且如图12B所示冲压成形。
RFID标签组件200可以使用任何上述方法来制造。
在另一个实施例中，RFID标签的一侧紧密耦合到安装基座的第一侧。这可以实现RFID标签到安装基座的最佳接地。
RFID标签的天线具有天线平面，并且每个端壁110、112通常垂直于天线平面延伸。这可以减少端壁对天线场的干扰；在这个方向上延伸，每个端壁可以基本在天线场外部。
在一实施例中，天线是包括第一和第二天线部分的偶极天线。每个天线部分具有纵向轴线和天线平面。第一天线部分设置在RFID标签的所述一侧上，并且第二天线部分设置在RFID标签的通常与所述一侧相对的第二侧上。这可以使更大的天线能够被使用，同时保持天线和安装基座之间的良好接地。通常在天线的纵向轴线的相应端处提供该端壁或每个端壁可以减少所述端壁对天线场的干扰；在该位置中，该端壁或每个端壁可以基本在天线场外部。
在一实施例中，天线被配置为发射和接收线性极化的RF信号。
在一实施例中，RFID标签是包括陶瓷芯的陶瓷无源金属贴装。天线部分设置在陶瓷芯的相应侧上，标签IC芯片设置在陶瓷芯的一端上。陶瓷芯可以防止天线部分之间的电感耦合，这可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。利用陶瓷芯保持天线部分之间的间隔可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。
在一实施例中，导电材料是金属和碳纤维复合材料中的一种。使用金属安装基座可以为到一致块的RFID标签的金属提供一致的接地，这可以确保RFID标签的一致操作，而不管其上安装有RFID标签组件的金属物体的尺寸或形状。安装基座可以减少当无源金属贴装RFID标签没有正确接地时可能发生的RFID标签失调的发生。这可以增加RFID标签的通信距离。
在一实施例中，金属是医用级不锈钢。
在一实施例中，大致RF透明材料基本不导电。这可以防止由于与导电物品接触而在天线部分之间形成电短路。这可以确保由RFID标签发射的RF返回信号的信号功率保持在预选水平。
在一实施例中，模腔被成形为形成具有平滑外部形状的模制盖。这可以最小化在使用期间损坏使用者的手或手套的风险。
参考图13，本发明的另一个实施例提供了包括金属本体的外科器械300，在该实施例中为一对蚊式止血钳，并且具有安装在金属本体上的如上所述的RFID标签组件200。
RFID标签组件200通过将安装基座上的尾部104激光或点焊到止血钳300上而安装在止血钳的金属本体上。安装基座还可以使用粘合剂结合到止血钳的金属本体或者可以机械固定在止血钳上。
参考图14，本发明的另一个实施例提供了包括金属本体的外科器械310，在该实施例中为接合器勺。外科器械具有安装在其金属本体上的RFID标签组件200。
RFID标签组件200的安装基座102、104安装在外科器械的金属本体上。外科器械的金属本体由含铁金属制成，在这种情况下是手术不锈钢。

Claims (10)

1.一种制造RFID标签组件的方法，所述方法包括：
提供由导电材料制成的安装基座；
提供无源金属贴装的RFID标签，所述RFID标签包括设置在第一位置处的集成电路芯片和设置在一侧上的天线；
通过将所述RFID标签的所述一侧耦合到所述安装基座的第一侧，将所述RFID标签安装在所述安装基座上，以形成RFID标签-安装基座子组件；
提供包括模腔的模具，所述模腔被成形为形成所述RFID标签组件的盖，并且将所述RFID标签-安装基座子组件定位在所述模腔内，使得在所述模具与所述RFID标签-安装基座子组件之间形成限定所述盖的空隙；以及
将处于熔融状态的大致RF透明材料输送到所述模具与所述RFID标签-安装基座子组件之间的空隙中，并且允许所述大致RF透明材料冷却成固态，从而在所述RFID标签-安装基座子组件之上形成盖，使得所述安装基座和所述盖一起封装所述RFID标签，
其中在输送到所述空隙中时处于所述熔融状态的所述大致RF透明材料具有的温度高于所述集成电路芯片的最大可容许温度，并且所述大致RF透明材料在远离第一位置的第二位置处被输送到所述空隙中，并且其中所述模具被配置成随着所述大致RF透明材料流向所述第一位置致使所述大致RF透明材料冷却，使得当所述大致RF透明材料达到所述第一位置时所述大致RF透明材料的温度不超过所述集成电路芯片的最大可容许温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述安装基座包括其上安装有所述RFID标签的中央部分、从所述中央部分的第一端延伸的第一端部分和从所述中央部分的第二端延伸的第二端部分，并且其中所述RFID标签-安装基座子组件被定位于所述模腔内，使得所述第一端部分和所述第二端部分各自延伸超出所述模腔，从而形成延伸超出所得到的RFID标签组件的盖的相应尾部。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述天线具有纵向轴线，并且所述安装基座还包括第一端壁，所述第一端壁大致在所述天线的纵向轴线的一端处从所述安装基座向外延伸，并且所述模具包括在所述第二位置处的输送孔，所述输送孔大致面向所述安装基座的所述第一端壁，并且其中所述大致RF透明材料通过所述输送孔被输送到所述空隙中并且碰撞所述第一端壁，使得所述大致RF透明材料朝向在所述第一位置处的所述集成电路芯片被迫流入到所述空隙中并且围绕所述RFID标签-安装基座子组件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述安装基座包括第二端壁，所述第二端壁大致在所述天线的纵向轴线的第二端处从所述安装基座向外延伸，并且其中所述RFID标签被安装在所述安装基座上，使得所述RFID标签的最靠近所述第一位置的一端与所述第二端壁接触。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述模具包括在所述第二位置处的输送孔，所述输送孔大致面向所述安装基座的所述第一侧，并且其中所述大致RF透明材料通过所述输送孔被输送到所述空隙，使得所述大致RF透明材料朝向在所述第一位置处的所述集成电路芯片流入到所述空隙中并且围绕所述RFID标签-安装基座子组件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述输送孔被大致中央地定位于所述模具的所述模腔，使得所述大致RF透明材料被大致中心地输送到所述空隙中到所述RFID标签上。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述天线具有纵向轴线，并且所述安装基座还包括第一端壁，所述第一端壁大致在所述天线的纵向轴线的一端处从所述安装基座向外延伸，并且所述输送孔大致被定位于所述天线的纵向轴线的所述一端处，使得所述大致RF透明材料大致在一端处被输送到所述空隙中。
8.根据权利要求3所述的方法，其中至少所述第一端壁具有设置在其中的锁结结构，所述锁结结构与所述大致RF透明材料接合以将所述盖锁定到所述RFID标签-安装基座子组件。
9.根据权利要求5所述的方法，其中处于熔融状态的所述大致RF透明材料在第一阶段和后续的第二阶段中被输送到所述空隙中：
所述第一阶段包括：
将所述大致RF透明材料输送到所述空隙中以将所述空隙填充到与所述RFID标签-安装基座子组件的高度大致齐平的深度，并且
允许所述大致RF透明材料冷却成固态，从而形成所述盖的第一部分；并且
所述第二阶段包括：
将所述大致RF透明材料在所述模具、所述RFID标签-安装基座子组件与所述盖的所述第一部分之间输送到所述空隙的剩余部分中以填充所述空隙的所述剩余部分，并且
允许所述大致RF透明材料冷却成固态，从而形成所述盖的第二部分，所述盖的所述第二部分结合到所述盖的所述第一部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述大致RF透明材料是聚苯砜。
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