CN108370095A - 具有集成铁氧体屏蔽和天线的无线通信装置及其制造和使用方法 - Google Patents

Abstract

公开了无线通信装置和其制造和使用方法。所述无线通信装置包括在其上具有天线和/或电感的衬底，与所述天线和/或电感交叠的图案化铁氧体层，和连接到所述天线和/或电感的电容器。所述无线通信装置可还包括集成电路，其包括接收器，其配置用于转换第一无线信号至电信号，和发射器，其配置用于生成第二无线信号，所述天线配置用于接收第一无线信号和发射或广播第二无线信号。所述铁氧体层优选地减轻了靠近磁耦合至所述天线的读取器和/或应答器的金属物体的有害效应。

Description

具有集成铁氧体屏蔽和天线的无线通信装置及其制造和使用 方法

交叉引用

本发明要求了美国临时申请No.62/202,130，提交于2016年8月6日的优先权，其通过引用全文并入在此。

技术领域

本发明通常关于无线设备和/或无线通信领域。更具体的，本发明实施例关于无线设备，例如传感器，近场通信(NFC)，高频(HF)，甚高频(VHF)，射频(RF)，蓝牙，Zigbee和电子商品防盗标签(EAS)，和具有集成铁氧体屏蔽和天线的设备及其制造和使用方法。本发明可以提供低成本的方法用于制造无线设备(和，特别是具有有限读取范围的设备，例如NFC，RF和EAS标签)，其具有改进的读取范围，信号强度和/或信号完整性。

背景技术

当放置在金属物体上或附近时，由于无线信号的失谐或反射，运行在高频(HF)和甚高频(VHF)系统的无线标签和读取器和/或使用磁耦合或磁耦合转发器(例如，近场通信[NFC]设备)的通信可能遭受性能退化。由此，会产生相对较低的标签读取范围、幻象读取和/或无法读取。例如，如果放置在导电的衬底上，运行在近似频率(～13MHz)的NFC和其他天线是无法有效工作的。然而，使用这些频率的设备有着广泛的用途，例如放置在泡罩包装中铝箔上的RF/NFC标签。

用于克服HF和其他无线标签的金属失谐的现有方案包括在无线标签和金属物体间添加大的间隔或间隙，或者在需要小尺寸的应用中在所述标签和金属物体之间插入EMI(电磁干扰)屏蔽。所述间隔或间隙(例如，非导电和/或非磁性材料的间隔物)可以放置在金属表面和标签之间。然而，由于空间限制，间隔是通常不可取、可用或允许的。

现有的EMI屏蔽典型的由铁氧体或硅钢层压薄膜(50-300μm)制成。尽管现有的铁氧体EMI屏蔽可以有效的抵消附近金属物体对标签的影响，现有的铁氧体屏蔽相对较贵，特别是对于相对大型的天线。此外，现有的铁氧体薄膜可以是易碎的，具有有限的柔性。进一步的，现有的铁氧体薄膜通常不能够被用于具有小半径的产品(例如，AA或AAA电池)。

通常，现有的EMI硅钢屏蔽是具有粘合剂衬垫的层压板薄膜制成的，其随后应用于天线背面。所述EMI屏蔽必须足够大以覆盖天线所有的迹线或线圈，以最大化屏蔽效果。然而，当应用的区域不需要被屏蔽时，使用现有的具有层压板薄膜的EMI硅钢屏蔽可能浪费原硅钢屏蔽材料，其典型的占据了总屏蔽成本的最大部分。

作为一个实际问题，用于屏蔽的原材料是有限的，因为低成本的方案(大于几美分)必须用于制造无线标签和设备，其能够在金属表面被读取。进一步的，图案化或切割现有的可得的EMI层压薄膜是不实际的或没成本效益，因为除去的材料不易用于回收或有效的收回成本。因此，现有的EMI薄膜可能成本太高不能被用于廉价产品的无线(例如，NFC和RF)标签所广泛接受。

因为现有的EMI薄膜(例如，铁氧体屏蔽)通常增加了所述标签和/或所述标签附着的产品的成本，和在某些情况下引入了实施问题，低成本方案来抵消或减轻在接近磁耦合的近场通信设备上或中金属的影响是理想的。

本“背景技术”部分仅用于提供背景信息。本“背景技术”部分中的陈述不是对本“背景技术”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“背景技术”部分中的任何部分都不应视为承认本申请的任何部分(包括本“背景技术”部分)构成本公开的现有技术。

发明内容

本发明的实施例关于无线标签和装置，例如传感器和NFC、HF、VHF、RFID、蓝牙、Zigbee和EAS标签和装置，其具有集成的铁氧体屏蔽和天线，及其制造和使用方法。

一方面，本发明关于无线通信装置，其包括，衬底，其上具有天线和/或电感，图案化的铁氧体层，其位于相同或不同的衬底上，该衬底重叠在所述天线和/或电感上，和电容，其电连接所述的天线和/或电感。所述图案化的铁氧体层(例如，EMI屏蔽)设置用于减小或抵消在所述无线装置的表面上或附近的金属的电磁效应，从而优选地减轻了减轻金属物体接近读取器和/或转发器磁耦合到天线和/或电感上的有害影响。所述铁氧体屏蔽可以减轻或消除底层导体的影响。在不同的实施例中，所述铁氧体屏蔽放置在所述导体和所述天线之间。本发明的铁氧体屏蔽全部或部分地包括具有电磁屏蔽性能的材料。适合的材料通常包括铁氧体，尽管本发明并未仅限于此。例如，除了实际的铁氧体外，本发明的铁氧体屏蔽还包括具有电磁屏蔽性能的铁基合金。在典型的实施例中，所述图案化铁氧体层包括软铁氧体(例如，软磁性铁氧体)。

在一个实施例中，所述无线通信装置包括EAS标签或装置。在存在振荡的无线信号情况下，所述天线和/或电感配置用于在EAS标签或装置中生成或产生足够的电流，以使标签或设备能够反向散射可探测的电磁(EM)辐射。此外，第一和第二电容板电连接到所述EAS标签或装置的所述天线和/或电感。在其他实施例中，所述无线通信装置还包括集成电路。所述集成电路包括接收器，其配置为将第一无线信号转换成电信号，和发射器，其配置为生成第二无线信号。所述天线和/或电感是天线，其配置为接收第一无线信号和发射或广播第二无线信号。

在本发明不同的实施例中，所述衬底可以包括玻璃，玻璃/聚合物层压板，高温聚合物，例如聚酰亚胺或聚碳酸酯，金属，例如不锈钢或金属箔，等等。在特定的实施例中，所述图案化铁氧体层是与所述天线位于相同衬底上，且在此案例中，所述衬底可以包括柔性介电材料或由其组成。

在本发明的进一步实施例中，所述天线和/或电感可以是位于所述衬底的第一表面上和所述铁氧体层是印刷或其他方式成形成图案化在相同的所述衬底的第二表面上。可选的，所述天线/电感和所述图案化铁氧体层可以在所述衬底的相同表面上或上方，由一或多个介电层隔开。通常，所述图案化铁氧体层的面积与至少50％的所述天线和/或电感的面积重叠。在许多实施例中，所述图案化铁氧体层的面积与至少90％的所述天线和/或电感的面积重叠。此外，所述图案化铁氧体层的面积可以是少于或等于200％的所述天线和/或电感的面积。在一些实施例中，所述图案化铁氧体层具有图案，其基本上与所述天线和/或电感的图案(例如，最外面的外围或最里面的外围)相同和/或由其定义。通常，所述图案化铁氧体层或薄膜具有50μm至600μm的厚度。

此外，所述印刷的铁氧体层可以在小断面的嵌体(例如，RFID或EAS标签)或一般的嵌体上。嵌体(或“智能标签”)通常包括IC芯片和天线，其为层压的和/或粘着到标签上和编码的。在本发明的一些实施例中，所述图案化铁氧体薄膜可以通过打印含有铁氧体的墨水或含有铁氧体的浆料，或在单一步骤中通过挤压，冲压或其他成形铁氧体薄膜为图案(例如，热熔悬浮液或在常温下基本上处于固相的其它制剂)。

本发明的另一方面关于组合物，其通常包括铁氧体或铁氧体前驱物，聚合物粘合剂，和可选的能够溶解铁氧体或铁氧体前驱物和聚合物粘合剂的溶剂。通常，所述铁氧体或铁氧体前驱物可以包括软铁氧体(例如，软磁性铁氧体)或软铁氧体前驱物(例如，MnZn铁氧体分明，NiZn铁氧体粉末，硅钢片，Mn和Ni的混合物粉末，Zn粉末，和铁或氧化铁(II)粉末，等等)，硬铁氧体或硬铁氧体前驱物(例如，氧化铁颗粒，铁纳米颗粒，铁(III)氧化物颗粒和其他金属(II)氧化物颗粒的混合物，等)，或者软和硬铁氧体和/或铁氧体前驱物的组合物。当使用软铁氧体粉末时，所述粉末的尺寸(例如，颗粒尺寸)可以是从1nm到100μm。用于NFC装置时，软铁氧体例如MnZn铁氧体粉末通常是优选地。

典型的，所述聚合物粘合剂包括聚乙烯，聚乙烯共聚物、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷，聚(哌嗪)、聚亚烷基氧化物或其他环氧聚合物，如聚(表氯醇)或环氧环己基乙基-三甲氧基硅烷、乙烯-或其他亚烷基-乙酸乙烯酯共聚物、亚烷基苯乙烯(如苯乙烯-乙烯基/丁烯-苯乙烯[SEBS])共聚物和共混物、亚烷基-(甲基)丙烯酸和–(甲基)丙烯酸(例如，乙烯-丙烯酸)共聚物，丁二烯基的聚合物，和/或异戊二烯基的聚合物，或聚双酚如聚双酚A。在典型的实施例中，所述铁氧体或铁氧体前驱物和所述聚合物粘合剂可以是表现为重量比约50:50到约90:10，在一个实施例中，接近75:25(铁氧体/前驱物与聚合物粘合剂)。

在本发明不同的实施例中，溶剂可以用于所述配方中。适合的溶剂可以包括，例如，C3-C6酮(丙酮、甲基乙基酮[MEK])，C6-C10芳烃，例如苯、甲苯、二甲苯，或其他取代了一到三C1-C4的取代基(例如，均三甲苯，乙苯，2-苯基-2甲基丙烷等)的芳烃，C4-C10醚(例如，乙醚，甲基叔丁基醚，等)，C1-C6链烷酸的C1-C6醚(例如，乙酸乙酯)，水，C1-C4醇，和以上的混合物等，但是所述溶剂并不仅限于此。溶剂的选择可以取决于聚合物粘合剂的类型(例如，它在溶剂中的溶解度)。

然而，本发明的另一方面是关于制造无线通信装置的方法，其通常包括在衬底上形成天线和/或电感，在所述相同或不同的衬底上印刷或形成图案化的铁氧体层，和将集成电路或谐振电路组件与所述天线和/或电感电连接。所述图案化铁氧体层与所述天线和/或电感交叠。所述天线/电感配置用于：(i)接收第一无线信号和发射或广播第二无线信号，或(ii)在无线通信装置中生成或制造电流，其足够用于所述无线通信装置在具有预定频率的振荡无线信号的存在下，无线通信设备能够反向散射可检测到的电磁辐射。所述制造所述装置的方法还可以进一步包括，形成电容器，其电连接到所述天线和/或电感。在实施例中，所述天线/电感是配置用于接收和发射或广播无线信号，所述天线/电感是天线，其耦合至用于转换第一无线信号为电信号的接收器，和发射器，其生产第二无线信号。所述天线和/或电感和集成电路或谐振电路元件是位于相同或不同的衬底上。在某些实施例中，所述图案化的铁氧体层和天线和/或电感形成在同一衬底上。在进一步包括集成电路的实施例中，集成电路可以形成在与图案化的铁氧体层和天线和/或电感不同的衬底上。

在本发明不同的实施例中，形成所述天线和/或电感可以包括，在所述衬底的第一表面上沉积第一金属层，以及图案化和/或蚀刻第一金属层。可替换地，形成天线和/或电感器可包括，在衬底上印刷金属线圈或环。可选地，所述金属线圈或环可用于天线和/或电感的种子层，形成所述天线和/或电感可以进一步包括，在所述种子层上电镀或无电镀金属块。在本发明的进一步实施例中，形成图案化的铁氧体层包括，印刷含有铁氧体或铁氧体前驱物的墨水或浆料(例如，在天线或所述衬底的第二表面上的电介层上)。例如，形成或印刷所述图案化铁氧体层包括，印刷含有所述铁氧体或铁氧体前驱物的所述墨水或浆料在(i)所述衬底上与所述天线和/或电感相对的一侧，或(ii)所述衬底上与所述天线和/或电感相同的一侧。当所述墨水或浆料被印刷到所述衬底上与所述天线和/或电感上相同的一侧时，介电层可以在所述图案化铁氧体层和所述天线和/或电感之间。印刷所述铁氧体薄膜可以进一步包括，干燥含有铁氧体的墨水，和固化和/或退火在所述干燥后的含铁氧体墨水中的铁氧体前驱物。可替换的，所述含铁氧体或铁氧体前驱物的墨水可以图案化被印刷或形成在所述衬底上，介电层是形成或沉积在所述铁氧体层上，和所述天线和/或电感形成(例如，印刷)在所述介电层上。在进一步的可替换例中，所述铁氧体墨水可以被印刷在第三衬底上，其具有良好的可转移性(例如，硅处理过的纸张)，可选的覆盖有粘合剂，和转移至所述天线衬底上(例如，与所述天线的相对侧上，或在所述天线上方)。在一步的可可替换实施例中，形成图案化的铁氧体层包括挤压出，印刷或涂覆含有铁氧体或铁氧体前驱物和聚合物粘合剂的组合物。所述组合物可以包括或由在环境温度(例如25℃)下为固相的组件组成。

本发明优选地提供了一种方法用于形成图案化的电磁屏蔽(例如，铁氧体薄膜)，其覆盖无线装置(例如，NFC，RF或EAS标签)的天线和/或电感，其能够抵消在所述天线和/或电感上的附近的金属表面的电磁效应。此外，通过仅在其需要的地方(例如，所述天线环和/或线圈所在位置)印刷屏蔽材料，本发明减小了制造用于无线通信装置的铁氧体屏蔽的成本，而且提供了足够的屏蔽，使得所述标签可以在合理的的距离被读取(例如，4-10mm或更多)。此外，因为所述图案化或印刷的铁氧体薄膜直接附着在所述天线和/或电感衬底上，本发明去除了用于铁氧体屏蔽的附加粘合剂的必要性。本发明进一步优选地提供了含铁氧体的薄膜，其具有足够的柔性，用于在具有相对小半径的产品上的应用中。

进一步的，用于印刷铁氧体基的电磁屏蔽的本发明的墨水优选地允许低成本的阻止外部的电磁干扰(EMI)和屏蔽所述装置内部的电磁场。EMI屏蔽的本应用可以优选地允许远程监视其上具有本发明无线(例如，NFC，EAS或RF)标签的产品或装置，而无需功能上的干涉产品或装置。例如，当所述产品或装置是电池时，本发明的标签能够确定和通信所述电池的能量状态。因此，与现有的铁氧体基的屏蔽相比，本发明优选地减少了铁氧体屏蔽的制造成本，相对于已有的无线装置改进了无线通信装置的性能和/或效率，和与已有铁氧体屏蔽相比减少了使用的材料。本发明的这些和其他优点将结合下述不同实施例的详细描述变更更为明显易懂。

附图说明

图1是相应于本发明的典型集成天线和铁氧体屏蔽的剖视图。

图2相应于本发明的典型的集成天线和铁氧体屏蔽的另一典型实施例的透视图。

图3A-3C所示的实施例时所述铁氧体层和所述天线形成在所述衬底的同侧。

图4A-4C所示为相应于本发明实施例的不同的印刷铁氧体层。

图5显示了在许可NFC读取装置中典型的集成的天线和铁氧体屏蔽。

图6是根据本发明的各种不同图案化的铁氧体屏蔽总结的屏蔽数据的表

图7显示了本发明实施例中有用的典型集成电路。

图8A-8B显示了相对于金属模型表面，典型的铁氧体屏蔽，谐振电路和间隔的排列。

图9A-9B显示了根据本发明的使用在EAS标签中的典型的谐振电路。

图10显示了制造本发明集成天线/电感和铁氧体屏蔽的示例性方法的流程图

具体实施例

下文将对本发明的各个实施例进行详细介绍，其示例将通过附图举例阐明。虽然本发明将结合下文的实施例进行描述，应当理解的是，这些说明并不是为了将本发明限制在这些实施例中。相反，本发明旨在涵盖那些可能包括在本发明的主旨和范围内的替换、修改和等同物。而且，在下文的详细说明中，对许多具体细节进行了阐明以便于对本发明的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不采用这些具体细节来实施。在其他实例中，没有详细描述众所周知的方法、程序、部件、和材料以免本发明的相关方面被不必要地掩盖。

为了方便和简化，除非在上下文特别指出，术语“耦合到”和“连接到”表示直接或间接耦合、连接或通信。这些术语通常在此可互换地使用，但通常赋予他们本领域技术人员认知的含义。同样，为了方便和简化，术语“RF,”“RFID,”“NFC,”和“识别”可以与设备和/或标签的预期用途和/或功能互换使用，和术语“EAS标签”或“EAS装置”在此处可用于指代任何EAS和/或监视标记和/或装置。同样，术语“集成电路”和“集成电路设备”指代一体化结构，其包括由多个导体形成多个电有源器件，半导体和绝缘体薄膜，但一般不包括离散，机械连接部件(如模具、引线键合和引线，承载体或其他衬底，或天线和/或电感元件)，或主要有粘合功能材料。除非在上下文清楚的指出其他含义，术语“天线”可以指代天线，电感，或天线和电感。

本发明的实施例的技术方案将结合下文的实施例的附图进行全面和清楚地描述。应当理解的是，这些描述并不是为了将本发明限制在这些实施例中。基于本发明已描述的实施例，本领域的技术人员能够在不做出创造性贡献的情况下获得其他实施例，而这些都在本发明所获取的法律保护范围之内。

而且，本文公开的所有的特征、措施或处理(除非特征和/或处理相互排斥)能够以任意方式结合并结合成任何可能的组合。除非另有说明，本说明书、权利要求书、摘要、和附图中公开的特征能够被其他等效特征或具有相似目标、目的和/或功能的特征替代。

本发明的实施例关于无线通信装置，其具有集成的铁氧体屏蔽，以及其制造和使用方法。本发明提供了图案化的铁氧体层，其优选的减轻了接近磁耦合转发器的金属物体的影响。进一步的，与使用传统铁氧体基屏蔽的系统相比，本发明优选地降低了制造成本。

典型的无线通信装置

一方面，发明的关于无线通信装置，其包括接收器，其配置用于装换第一无线信号至电信号；发射器，其配置用于产生第二无线信号；其上具有天线的衬底；图案化的铁氧体层，其覆盖所述天线，和与所述天线电通信的集成电路。所述天线接收第一无线信号并发射或广播第二无线信号。所述图案化的铁氧体层(例如，铁氧体屏蔽)优选地减轻接近磁耦合到所述天线的读取器和/或转换器的金属(例如，一或多金属物体)的有害影响。

图1是相应于本发明的典型的无线通信装置100的剖视图。图1示出了在其上具有天线120的衬底110。通常，所述天线120在所述衬底110的第一表面上。在第二衬底150上的集成电路140可以位于所述衬底110的所述天线120的同侧，如图所示。所述集成电路140通过非导电胶160粘合在所述天线120上，和通过导电块145电连接至所述天线120，在不同实施例中，其可以包括贵金属(例如银、金)或其他导电金属或合金(例如，铝、锡、等)，其可以是相对的可塑性的和/或可回流的。此外，所述导电凸块145可以包括不同的其它导电固体，例如碳纳米管或银，和/或各向异性导电粘合剂。可替换的，所述集成电路140可形成在所述衬底110的第一表面，和所述天线120可以在其上形成(例如，通过印刷，卷到卷(roll-to-roll)安置和粘合，等)。

在图1所示的实施例中，图案化的铁氧体层130位于所述衬底110的第二表面上。所述图案化的铁氧体层(例如，EMI或铁氧体屏蔽)130优选地减轻了接近磁耦合至所述天线120的读取器和/或转发器的金属物体170(例如，如金属架、金属外壳或其它装置的外壳等)的有害影响。可替换的，所述铁氧体层130可以形成在一次性的衬底上，例如，纸或硅酮剥离纸上(例如，用硅酮脱离剂或不粘剂涂布或处理的纸)，和在所述铁氧体层130上形成的粘合层。使用一次性衬底，例如纸也消除了在加热至干燥和/或固化铁氧体墨水或浆料的过程中，PET衬底收缩(其可能达到3％)的潜在问题。在所述铁氧体层130附着在所述天线120或第一衬底110上以后，所述一次性衬底可以随后移除。

在本发明不同的实施例中，所述衬底110可以包括玻璃，玻璃/聚合物层压板，高温聚合物，例如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，金属箔，例如不锈钢，铝，铜或钛箔。在特定的实施例中，所述衬底110是柔性的(例如，包括聚合物或金属箔)。不锈钢衬底能够在比塑料衬底更高的温度下退火，并可以提供不同的性能。另外，所述衬底110可以进一步包括一或多个绝缘层和/或阻挡层或涂层。例如，二氧化硅和/或氮化硅、氧化铝或导电阻挡材料，如氮化钛可用作绝缘和/或阻挡层或涂层。

所述天线120被配置为接收和发送或广播无线信号。所述天线120可以包括一个或多个螺旋图案的金属的层，其包括多个线圈或回路。在不同的实施例中，所述金属可以包括或主要由铝、银、金、铜、钯、钛、铬、钼、钨、钴、镍、铂、锌、铁或以上的导电合金组成。所述120天线可以印刷在衬底110上，因此可能有一个印刷结构的物理和电气特性(例如，比毯式沉积和光刻图案化金属更大的尺寸的变化，更大的表面粗糙度，和更多的弯曲和/或倾斜的截面轮廓)。一般来说，较大的天线具有更大的读取范围。

在一些实施例中，所述铁氧体层130是以图案化印刷或形成在所述衬底110的第二表面上的。所述图案化的铁氧体层130配置用于减轻或抵消在所述无线装置表面上或附近的金属物体170的电磁效应。通常，所述图案化铁氧体层13是相对较薄的，并且具有50μm至600μm的厚度(例如，60至300μm，100至200μm，或在这些值中的任何值或值的范围)。所述图案化铁氧体层130的厚度可以可取决于铁氧体的性能和铁氧体在整个铁氧体屏蔽组合物中的填充系数。近似的，铁氧体屏蔽的性能可以取决于在铁氧体屏蔽组合物中铁氧体或铁氧体前驱物粉末的比例。例如，在所述组合物中越多的铁氧体材料，就有月好的屏蔽能力。所述图案化铁氧体层130可以是柔性的，并可以卷形式制造。因此，在制造铁氧体层130后处理图案化铁氧体层130的下游加工过程中，卷到卷加工可取的。结合附图4A-c将详细描述，所述图案化铁氧体层130具有实质上重叠或覆盖所述天线120的形状或图案，优选地，具有最小的与天线120不重叠的区域的覆盖范围。如果铁氧体屏蔽覆盖(例如，重叠和/或大于)其所要屏蔽的所述天线120，其性能可能会增加。

通常，所述图案化铁氧体层130包括软铁氧体，例如硅钢或化学式为MaZn(1-a)Fe2O4的化合物，其中M是Mn或Ni，和a是在0和1之间。硅钢通常包括颗粒或粉末状的钢合金，其中具有从大约1％至大约15％(摩尔或重量)的硅，例如这些可以得到的硅钢产品是可以从日本港区的东京日本电气化学工业(TDK)或者日本仙台市NEC东金商业可获得的。这些硅钢颗粒或粉末可以是晶粒取向的或非取向的。在其他例子中，所述图案化铁氧体薄膜可以进一步包括铝(Al，例如重量或摩尔量在总量的1-10％)或铬(Cr，例如重量或摩尔量在总量的0.5-5％)。可替换的，所述图案化铁氧体层130可以包括硬铁氧体，例如，氧化铁或化学式为M′Fe2bO(3b+1)的化合物，其中M是Sr、Ba或Co，和b是从1到6(例如，SrFe12O19、BaFe12O19或CoFe2O4)。可替换的或附加的，所述图案化铁氧体薄膜可以包括铁氧体颗粒和金属的组合物。各铁氧体颗粒可以进一步包括绝缘的涂层。例如，用如钛酸盐(或酯)(例如，Mn+xTiOy，其中y是3或4，n×x＝2y-4)或锆酸盐(例如，Mn+xZrOy，其中y是3或4，n×x＝2y-4)的绝缘体处理铁氧体颗粒的表面。这样的绝缘涂层可以改进所述图案化铁氧体层130的可制造性(例如，更低的粘性)。

在本发明不同的实施例中，所述图案化铁氧体层130可以通过打印含有铁氧体或铁氧体前驱物的墨水或浆料成形。所述铁氧体薄膜130可以使用丝网印刷、网板印刷、喷墨印刷、凹版印刷、柔版印刷或其他本领域技术人员所熟悉的传统印刷技术打印。可替换的，在能够使用相对简单的图案(例如，一或多条线或条)用于铁氧体屏蔽时，所述铁氧体薄膜130可以是以挤出涂覆，绘画等方式在一步中沉积到所述衬底110上。在一些实施例，在所述铁氧体薄膜130的中心可以有一个切口或孔，而不会失去性能。进一步的，在需要覆盖薄膜的应用中，可以将所述铁氧体薄膜130涂覆到衬底110或介电层上(例如，通过挤出涂布、浸涂、旋涂等方法)。所述图案化薄膜可以具有范围再50μm至600μm的厚度，和约5–25H·m-1或N·A-2的可渗透性，取决于原铁氧体材料，固化条件和聚合物粘合剂(和，当溶剂在墨水中存在时)。

通过形成图案化的铁氧体层130(例如，通过直接印刷和固化含铁氧体的墨水)到所述衬底110(例如，所述天线衬底的背面)上，可以制造仅覆盖所述天线120的位置的图案化屏蔽，而不牺牲读取范围性能。另外，所述图案化铁氧体层130覆盖或重叠小于全部(例如，50-99％)所述天线的面积，用于减少EMI屏蔽的成本，甚至在最大化读取范围不太关键的应用中更是如此。此外，本装置消除了粘合层的需要。因此，可以消除将铁氧体屏蔽固定到所述天线或集成电路的粘合层的成本，并且可以降低铁氧体屏蔽的成本。

所述铁氧体薄膜可以在所述集成电路(例如，芯片)附着到所述天线120之前或之后被印刷。可替换的，在所述天线120在所述衬底上形成之前或之后，所述图案化铁氧体层130可以在衬底110上形成，并且在所述衬底110上的所述集成的图案化铁氧体层130和天线120可以用于小尺寸的镶嵌，或者放在适于所述集成电路140的夹取和放置连接到所述天线120的支架上，所述天线120与衬底110上图案化的铁氧体层130集成。在进一步的实施例中，在组装过程中的各个阶段，可以将所述铁氧体薄膜和所述天线120(或涂覆有铁氧体薄膜的衬底或其上形成的天线120)切割成预定形状。在这种进一步的实施例中，多余的铁氧体可以被回收并在附加的屏蔽中再次使用。

在本发明不同的实施例中，所述集成电路140可以面对面的配置(例如，使用导电或非导电粘合剂160)附着在所述天线120上。所述借此电路140可以包含CMOS集成电路，并且可以使用印刷和/或薄膜处理技术(例如，传统的薄膜沉积和图案化设备)在所述衬底150上制造。所述集成电路通常提供用于一或多个无线应用的功能，例如HF、VHF、NFC、电子物品监视(EAS)或射频身份(RFID)标签，在在任何一个通常的频率范围内(例如，8MHz、13MHz、900MHz、2.7GHz，等)。因此，所述集成电路140可以包括的功能模块如整流器(例如，用于从接收到的无线信号向所述集成电路140中的其他模块提供直流电压)，解调器(例如，配置为从接收到的无线信号提取数据和/或信号)，调制器(例如，提供用于发射或广播的信号)，编码器(例如，配置为所述调制器提供数据和/或其他信号)、时钟或定时信号发生器，和一个可选的电池。所述集成电路140也包括用于显示应用的功能，如显示驱动器和/或TFT背板，集成存储器，如印刷EEPROM，一次性可编程(OTP)存储器和/或只读存储器(ROM)，从所述存储器读取和/或输出信息位线和读出放大器，用于临时存储来自所述存储器信息的锁存器，传感器的应用，如生物传感器、危害传感器、运动传感器、化学传感器和/或温度传感器、比较器、模数转换器、以及它们的组合。

通常，所述集成电路140包括(薄膜)晶体管、二极管、可选的电容器和/或电阻器，以及这些电路元件的金属化互连(参见，例如，美国专利，专利号7,687,327,7,767,520,7,701,011和8,796,125，和美国专利申请，申请号11/243,460，申请于2005年10月3日[律师案卷号IDR0272]，其中的相关部分通过引用被并入在此)。所述集成电路可以通过薄膜沉积和图案化技术和/或印刷来形成。典型的，所述接收器(其可包括在所述集成电路140中的一个或多个电路块，功能耦合或连接到天线120)被配置成将从读取器接收的无线信号转换为电信号。所述发射器被配置成生成无线信号，用于通过标签100广播。所述天线120的端部可以通过导电凸块145和可选地盘(例如，在所述集成电路140的最上部金属层)和/或导线(未示出)连接到集成电路。

图2是根据本发明的另一典型的集成天线和铁氧体屏蔽200的透视图。所述装置200一般包括在其第一表面具有天线230和在其第二表面的铁氧体屏蔽层240(例如，铁氧体屏蔽)的柔性衬底220，其位于装置外壳或壳体210(例如，装置的最外层的保护层，集成天线和铁氧体屏蔽200安装在其上，如电池壳)和衬底220之间。所述集成天线和铁氧体屏蔽200可以附着于所述装置外壳或壳体210的外表面，所述装置外壳或壳体210的内表面，或集成至外壳或壳体210内的装置中。集成所述磁屏蔽(例如，铁氧体薄膜240)和无线通信装置优选地防止外部电磁干扰(EMI)，并将天线与可能在装置和/或外壳或壳体210内部的磁场屏蔽。

所述衬底220包括如上所述的柔性材料。所述天线230形成在所述衬底220的第一侧上。所述天线230可以通过例如：(1)覆盖沉积、图案化和蚀刻，或(2)印刷，如在此所描述的而成形。如果所述天线230形成于与所述集成电路(未示出)不同的衬底上，则所述天线可以通过粘合剂(例如各向异性导电粘合剂)、卷曲等(例如在夹取和放置处理或卷到卷处理)连接到集成电路的端子。在各种实施例中，所述集成电路被连接到所述天线230，其方式与图1的实施例中所讨论的方式相同。

如在本文中所述，所述铁氧体层240形成(例如，通过涂覆或印刷)在所述衬底220的第二表面上，并与所述天线230的面积相对应和/或重叠的区域中。尽管所述铁氧体层240在图2的衬底220上被显示为涂层，但是所述铁氧体层240也可以以大体上覆盖所述天线220图案的图案形成。例如，所述铁氧体层240可以以与所述天线230相匹配的线圈或环形图案印刷，也可以沿着所述天线220的长度(即长轴)挤压成带状，并覆盖所述天线220的长电线。

图3A显示了进一步可替换的实施例250，其中所述铁氧体层245形成在于所述天线230同侧的衬底220上，位于所述天线230上方。所述铁氧体层245以暴露天线垫232和234的图案印刷，用于与上覆集成电路(图3a中未示出)电连接。在另一种备选方案中，在形成所述天线230之前，可以在所述衬底上印刷铁氧体层245。在这种替代方案中，所述铁氧体层245以在整个天线230(包括焊盘232和234)下方，包括垫232和234的图案打印，因此作为所述天线垫232、235和上覆集成电路之间的直接连接可以被制造。

图3B显示了无线标签250′的变化，其中所述集成电路260首先形成在所述衬底220上，然后所述天线230形成(例如，通过打印或印刷种子层和电镀、化学镀的组合，在种子层上镀导体块)与部分位于所述集成电路260上，部分位于所述衬底220上。通过所述集成电路260的最上面的钝化层或电介质层中的开口(未示出)，所述天线垫232和234与所述集成电路260中的导体电连接。

图3C显示了可替换的无线标签250″，其中介电层270位于所述铁氧体层245'和所述天线230之间。所述介电层270可以包括传统的绝缘子(例如，二氧化硅，其可掺杂或不掺杂；有机聚合物，如聚乙烯，聚丙烯，聚酯，聚[甲基]酯、聚碳酸酯、上述的共混物或共聚物；氮化硅；硅氧氮化物；氧化铝；铝硅酸盐；等。)，并且可以通过层沉积(例如，旋涂法，化学气相沉积等)、挤压、浸涂或印刷形成。虽然所述介电层270的最上面表面通常不是完全平面的，但它通常比天线的外形更平坦，并且因此提供了更均匀和/或平稳的表面，在其上形成所述铁氧体层245'。然而，通常来说，在衬底上与天线形相对的表面形成所述铁氧体层是优选的，因为铁氧体层更均匀，并且当它位于天线的相对表面时提供了改进的屏蔽功能。

图4A-4C显示了根据本发明的印刷铁氧体层或薄膜的不同实施例，其有效的屏蔽NFC、EAS或RFID标签免受附近的金属表面或物体的电磁影响。

图4A显示了在PET衬底310(左图)上的天线320和端子325(用于粘贴至集成电路)，以与覆盖所述天线320的图案位于PET衬底213上的印刷毯铁氧体薄膜330(中图)，和开环340-345(右图)，其具有覆盖所述天线320和与毯铁氧体薄膜330相同的程度屏蔽所述天线320的图案。两个屏蔽330和340-345都是丝网印刷在衬底312和314上，并在120℃固化，这是一种与大多数塑料相容的加工温度，包括PET。此外，当被铁氧体屏蔽330或340-345的任何一个屏蔽时，使用具有尺寸(例如，面积)类似于信用卡的天线的谷歌Nexus手机和单片硅NFC通信/收发器芯片，所述天线320具有高达10mm的读取范围。环形铁氧体屏蔽340-345以仅能够覆盖所述天线迹线，但没有覆盖沿所述天线320的短边(例如，在顶部和底部)的空白处的迹线的图案印刷，

印刷的铁氧体薄膜显示了与塑料的良好附着力，该塑料通常用于天线衬底，如PET和聚酰亚胺衬底。此外，印刷在塑料或金属箔衬底上的铁氧体薄膜是相对柔性的。图4B显示了源自图4A中金图片的在柔性衬底312上的“毯式”图案化铁氧体薄膜330。所述图案化铁氧体薄膜330的外围尺寸(即沿最外层边缘的长度和宽度)与所述天线320的大致相同。正如在图4B右图所示，所述印刷铁氧体层330和衬底312具有高度柔性和可弯曲性。这允许卷对卷处理，在所述天线在所述衬底上形成之前或之后，其中干嵌体或预嵌(即衬底具有或不具有天线)的卷可以用铁氧体墨水以所述屏蔽(可对应所述天线的图案，有少许变化)的图案印刷在所述衬底上与所述天线相对的表面上。

图4C显示了在PET衬底316底层或背面的印刷铁氧体薄膜350，该衬底316的顶面或前面具有天线360。所述印刷铁氧体薄膜350在120℃固化10分钟，该条件与衬底350的材料相适。所述天线360包括印刷的铜线圈，用银电镀以防止在铁氧体薄膜350的固化过程中天线迹线被氧化。当所述天线360是由铝制成或包括铝，就不需要额外的电镀步骤来保护天线迹线，因为铝通常形成或包括自限制的氧化物。图案化或印刷的铁氧体薄膜350和所述天线360显示出极好的柔性，并且可以应用于具有较小半径的曲面的小物品。

铁氧体墨水组合物和其制造方法

本发明还关于含有铁氧体-或铁氧体前驱物的墨水和/或浆料，它能够直接在无线标签(或其它无线装置)上的衬底上形成铁磁屏蔽薄膜。这种屏蔽薄膜减少了无线电波与附近导体表面电磁场的耦合，从而减弱了内部场(例如，标签中的)，并在低频时消除了外部干扰。最后，本发明的墨水或浆料允许形成屏蔽薄膜，其使无线通信设备(例如，射频，EAS或NFC标签)能够记录和报告运行或通信指令的条件，其可以有在标签(例如，该标签所贴的物体)附近的一个或多个金属部件(如壳体或外壳)。电磁屏蔽与天线的集成有利地降低了材料成本和附加的封装步骤，并且增强了无线通信装置的用户交互功能。

本发明的另一方面因此关于一组合物，其通常包括铁氧体或铁氧体前驱物，聚合物粘合剂，和可选的，一或多溶剂，其中聚合物粘合剂溶解在其中，并且铁氧体或铁氧体前驱物在其中是可溶解的或可悬浮的。本发明的组合物允许柔性成形，直接与衬底结合和磁屏蔽所述无线标签和天线的薄铁氧体膜。

所述组合包括，但不限于软铁氧体和/或其前驱物，例如MnZn铁氧体粉末，NiZn铁氧体粉末，硅钢(例如，铁基合金，如铁合金具有从1.0至15wt.％或在％的Si，最多10wt.％或在％的铝，最多5wt.％或在％的Cr，和最多0.5wt.％或在％Mn)，Zn粉与(i)Mn或Ni粉，和(ii)以在加热或退火形成软铁氧体的比例的氧化铁或铁(II)粉末的混合物，等。该组合物可具有从约2克/毫升至7克/毫升的具体的密度，在一个例子中，约3克/毫升。另外，该组合物可包含铁氧体或铁氧体的前驱物，如Fe2O3或化学式MFe2xO3x+1的金属氧化物(其中M是碱或在+2氧化态后过渡金属如Sr、Ba、或Co，X是从1到6)，以及它们的组合。因此，该组合物可以含有一种或多种金属和/或金属氧化物粉末和/或薄片。所述粉末或薄片可以从几μm到100μm的大小范围(例如，1-100μm，10-50μm或上述任何值或值的范围内)。典型的，较大的薄片和/或颗粒形成较好的屏蔽。使用具有不同颗粒尺寸的铁氧体颗粒的混合物，可以制造更高的铁氧体负荷，从而产生更有效和/或更薄的产品。可使用的颗粒尺寸范围可接近所需屏蔽或图案化铁氧体层的厚度。例如，一个具有200μm米厚的铁氧体屏蔽可以从包括具有尺寸小于200μm(例如，50-100微米，或低于200μm任何值或值的范围)铁氧体颗粒的组合物形成。

此外，当在成形为一个薄片后所述铁氧体颗粒附着于他们自身，这样的薄片可以产生最高的屏蔽性能。用形成这样薄片的方法包括烧结(例如，在温度和足够长的时间内使铁氧体颗粒互相粘附)。然而，这样的烧结可能需要相对高的温度(例如，超过250℃，300℃或更多)，和可能产生铁氧体性能的冶金变化。另外，在烧结过程中可能存在铁氧体层形状难以维持的困难。因此，如果在铁氧体屏蔽加工的条件下，铁氧体颗粒不附着于他们自身，粘合剂必要用于将铁氧体颗粒保持在一起。这样的粘合剂通常包括聚合物。通常，因为铁氧体可以不是柔性的，产品的柔性是通过粘合剂获得的。非常柔性的聚合物(例如，具有弹性模量小于3GPa或低于其的任何值或值的范围(例如0.01-2GPa)的聚合物)在粘合剂系统中是可取的。

聚合物粘合剂可包括(但不限于)聚乙烯，聚乙烯共聚物、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、某些环氧聚合物如聚(环氧烷)、聚环氧氯丙烷和环氧基环己基乙基三甲氧基硅烷、烷基乙烯-乙酸乙烯酯共聚物如乙烯醋酸乙烯酯共聚物(例如，ELVAX EVA共聚物树脂，可从德国威尔明顿杜邦获得)、烷基苯乙烯共聚物和共混物，如苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、亚烷基-(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸共聚物和共混物，如乙烯丙烯酸(NUCREL共聚物树脂，可从德国威尔明顿杜邦获得)、丁二烯和/或异戊二烯基聚合物，如丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(例如，KRATON G可以从得克萨斯州休斯顿的Krayton聚合物获得)、聚(双酚)、上述的树脂、上述的共聚物、其混合物等。在典型的实施例中，柔性聚合物，例如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、橡胶、热塑性聚氨酯、聚(乙烯-丙烯酸)，但不限于此，在大约200℃下在至少一段时间内(例如1小时或更长)是热稳定的，可能具有在高铁氧体负荷下形成柔性成分的能力。

一或多这样的聚合物可以在组合物中混合。典型的，使用收缩的(例如，由于加热以挤出热熔组合物或除去含有溶剂的组合物中的溶剂)粘合剂可以是优选地，因为他减小了所述组合物中铁氧体颗粒或薄片之间的空间，因此增加了所述程序的铁氧体层的粘性、导电性和柔性。所述组合物可以还包括添加剂，如表面活性剂(例如，有助于分散)和/或稳定剂(例如，在高温下减少铁氧体的氧化和/或聚合物的热分解或减少对于空气的长期环境暴露)。

各种树脂的所述聚合物粘合剂可包括，聚(芳基烯烃)如聚苯乙烯；聚酯或聚酯聚苯乙烯共聚物；高粘性树脂，如环氧树脂；芳基烯烃-烯烃/二烯烃、氰基烯烃-烯烃/二烯烃、链烷酸/酯-烯烃/链二烯，和烯醇/烯醇酯-烯烃/链二烯橡胶，如丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶(SIS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯橡胶(SIB)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶(SBS)、丁腈橡胶(NBR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶(MBR)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯橡胶(SEPS)、苯乙烯-乙烯-苯乙烯-丁二烯橡胶(SEBS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯橡胶(SEEPS)与乙烯-醋酸乙烯酯树脂；聚酰胺树脂；溶剂型树脂体系(例如，丙烯酸树脂)；及其组合，等。其它树脂可包括醋酸乙烯酯或乙酸乙烯酯和丙烯酸酯共聚合成乙酸乙烯酯树脂体系；氯乙烯单体(VCM)/聚氯乙烯(PVC)树脂；在VCM/PVC树脂系统中共聚的醋酸乙烯、乙烯和丙烯酸酯；苯乙烯树脂中共聚的苯乙烯和丙烯酸酯；乙烯与醋酸乙烯共聚树脂；氨基甲酸乙酯树脂；丙烯酸氨基甲酸乙酯树脂；聚酯聚氨酯树脂；变性有机硅树脂；湿粉型树脂体系(例如，包括胶乳或丁苯胶乳的合成橡胶系统)；羧基变性制备的丙烯腈丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯丁二烯橡胶和/或氯丁橡胶；使用丙烯酸酯类单体制备的丙烯酸酯树脂乳液，例如各种丙烯酸酯类；与醋酸乙烯树脂乳液共聚的乙烯基酯或醋酸乙烯和一种或多种共聚单体(例如，丙烯酸酯和VEOVATM新癸酸乙烯酯单体，可以从俄亥俄州哥伦布市的迈图专用化学品公司获得)的组合物；氯乙烯树脂乳液，其中共聚单体，例如VCM/PVC、乙酸乙烯酯、乙烯和/或丙烯酸酯，是共(co)聚合的；苯乙烯树脂乳液，乙烯和醋酸乙烯共聚物乳液，其可与苯乙烯和/或共聚单体如丙烯酸酯共聚；湿固化型树脂，如变性有机硅树脂，氰基丙烯酸树脂和聚氨酯树脂。

典型的，在确定粘合剂与铁氧体的百分比时，使用粘结剂(例如，较高比例的粘结剂可以产生更好的力学性能)的百分比与铁氧体(例如，较高比例的铁氧体可能产生更好的屏蔽性能)的百分比有一个折衷。铁氧体或铁氧体前驱物与共聚物粘合剂的比例可以是范围以重量计从1:1到100:1。导磁率和厚度的最有效组合是在相对较高的铁氧体的质量负荷下实现的，一般而言，相对于铁氧体或铁氧体前驱体和聚合物的组合质量而言，其重量至少是90％。在一个例子中，用于屏蔽组分的质量负荷的组件被固定在铁氧体和聚合物重量比为96％到4％之间。

各种溶剂可用于制造可印刷的墨水，如C3-C6酮(丙酮，甲基乙基酮[MEK])，C6-C10芳烃，如苯、甲苯、二甲苯或其他芳烃取代1到3的C1-C4取代基(例如，三甲苯、乙苯、2-苯基-2甲基丙烷、四氢萘，等)、C4-C10醚(例如，乙醚，甲基叔丁基醚，等)、C1-C6链烷酸的C1-C6酯(例如，乙酸乙酯)、C6-C12烷烃和环烷烃、水、C1-C4醇，及上述组合物和混合物等，但不仅限于此。通常，溶剂取决于聚合物粘合剂的类型，并且应该是聚合物在其中可溶的溶剂。所述溶剂也应该是一种在干燥和固化过程中可以容易地完全从组合物中除去的溶剂。对于印刷，墨水组合物的粘度可从10cPs到500,000cPs(例如，10cPs至500cPs用于喷墨打印，100cPs到250000cPs用于丝网印刷，或用于特定印刷技术的任何其他适当的值或范围)。

在各种实施例中，铁氧体粉末可分散到聚合物粘合剂和一种或多种溶剂中，形成浆料状、半浆料状或液体墨水。在这些实施方式中，溶剂可以是铁氧体/铁氧体前驱物和聚合物的重量比以1至500重量份比每100重量份的量存在。可替换的，所述溶剂完全可以省略，并且所述聚合物可以被选择用于形成可注射或可挤出的组合物(一种“热熔”组合物)，其在温度高于环境温度，但小于衬底的最高加工温度时形成可流动的或像液体的悬浮液。例如，使用的PET衬底，用于本发明聚合物的所述组合物应该具有从约40℃至约190℃的熔点，或小于约120℃的玻璃化转变温度，从而使组合物的流变性能足够用于在铁氧体薄膜加工条件下挤出所述组合物。或者，使用不锈钢箔衬底，所述聚合物具有大约在40℃至约400℃的熔点，或小于约300℃的玻璃化转变温度，以使其具有流变性能。

实验1：聚酯(基准)粘合剂溶液(20wt％)的制备

19重量份的聚酯SP185与1重量份的聚酯TP220(二者都可以从日本大阪的日本合成化学工业公司获得)被放置在一个干净的玻璃罐中。64重量份的二甲苯和16重量份的MEK分别放入相同的具有磁性搅拌棒的罐子，聚酯通过混合或过夜搅拌溶解在溶剂中。当聚酯完全溶解时，所述溶液就清澈了。所述聚酯粘合剂溶液的粘度是1000cPs±50cPs。

实验2：聚四氟乙烯(PTFE)粘合剂浆料和包含其的铁氧体浆料的制备

1重量份的PTFE聚合物放入铝称重锅进行称重。另外，1.0重量份的固化剂称重放入相同的称重锅。所述聚合物合固化剂转移到罐中，2.0重量份的丙酮被加入其中。如果必要或预期的，额外的丙酮可以被添加用于延长孵化或工作时间。丙酮的量不是浆料最终体积(ml)的一个因素。用小刮刀将膏体彻底混合，必要或需要时使用额外的丙酮。制作所述含铁氧体的浆料，将4重量份的铁氧体粉末加入到PTFE和固化剂的混合物中，再用刮刀混合，直至一致。

实验3：聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液的制备

10重量份的PDMS添加到一个干净的玻璃罐中。40重量份的二甲苯被分别的添加到相同的罐中用于溶解所述PDMS。磁性搅拌棒放入所述溶剂/聚酯混合物并搅拌过夜直至所述溶液变温单相。当溶液是均匀的，溶液是半透明的，并且有均匀的流动。

实验4：铁氧体墨水或浆料的制备

含有96wt％的铁氧体粉末(称为最终质量负荷[FML])的墨水或浆料将如下被制备。19.2重量份的镍锌铁氧体(“NiZnFeO”)或铁(Fe)粉末被称重放入玻璃瓶。4重量份的20wt％的PDMS或聚酯粘合剂溶液被称重放入所述瓶。使用涡流混合器，浆料完全混合5-10分钟，直到铁氧体粉末均匀地分配到粘合剂溶液中。这样产生的溶液或粉末的悬浮液具有在粘结剂中96wt％FML的铁氧体。如果溶液变成棕色，它就会被丢弃。

在铁氧体粘合剂中的铁氧体粉末的FML混合了90％或更多，对于印刷铁氧体薄膜是可以接受的和/或足够的。。

实验5：印刷、固化和表征所述铁氧体薄膜

1ml厚的PET薄膜被均匀的，A4纸尺寸表面上加载以形成衬底。用于控制所述应用的铁氧体薄膜的厚度，丝网或模板包括有角形(arguy)图案(例如，丝网或模板中央的断面为菱形)。所述丝网或模板放置在所述PET薄膜(干燥后)上，并且5.0g的铁氧体墨水使用刮刀被分散的所述丝网或模板上在所述有角形(arguy)的远端。一个柔性的信用卡被用来挤压油墨通过丝网或模板，从远端移动到近端。施加稳定的压力。该过程一般不可逆转，多余的材料将被丢弃(在另一实施例中，可以通过使用有机溶剂[用于去除聚合物粘合剂]洗涤和干燥来回收铁氧体材料)。在开放空气中的铁氧体墨水是抗流变的，其导致印刷中较差的一致性。平均湿膜厚度为250-300μm，并且在固化前印刷在PET薄膜上的铁氧体墨水的平均重量约为4.7g。

在其上印有铁氧体薄膜的PET衬底被允许冷却，并且溶剂在室温下缓慢蒸发。当薄膜表面变得半光滑和干燥后，所述PET薄膜上的印刷铁氧体被转移到一个冷热板。温度斜度设置为由室温至120℃。当温度达到120℃时，所述薄膜在120℃孵化10分钟。所述铁氧体墨水干燥并强粘附在所述PET膜上。

对本发明的铁氧体薄膜进行了两次测量用于表征。在一个例子中，一个薄膜的厚度进行了在μm级的物理测量。在5个点上测量复合膜的厚度，并从平均值中减去衬底厚度。在另一测量中，所述薄膜的干重用克(g)来表征所述铁氧体薄膜。此外，装置的电子测量用于确定毫米级的读取范围(见下文实验6的描述)可用于进一步表征所述铁氧体薄膜。

实验6：包括本发明铁氧体屏蔽的标签的读取范围

图5示出了典型的包括NFC电话410和NFC标签460的典型的无线通信系统400，其中图案化的铁氧体薄膜430与天线420和集成电路(例如，如本文所述的NFC通信/收发芯片；未示出)集成。所述NFC标签460接近于铜板450。所述铜板450是用于金属表面的模板，该金属标语用于当前无线通信装置可以固定或粘附，或在该金属表面上可放置具有本发明无线通信装置的对象。通常，所述NFC标签460的读取范围是通过测量NFC电话410可保持在标签460之上并具有可重复读取(例如，在一行中的最小3个读取)的最大距离440确定的。典型的，使用纸间隔器(未示出)以2.5毫米增量记录读取距离(例如，由所述电话410读取的标签460的“是/否”类型的响应)。

图6是总结各种不同的印刷铁氧体屏蔽的屏蔽数据表，如铁的氧化物和钡铁氧体，显示金属(铜)片的存在的情况下，使用铁氧体屏蔽厚度大于100μm，可以得到良好的读取范围。图6中各种铁氧体屏蔽的读取范围以毫米表示(见，例如，标有“w/Cu片”的列)。具有不同厚度的毯状铁氧体薄膜按照上述实验4印刷，采用包括来自各种供应商的各种原料铁氧体材料粉末(根据上面1-3实验所配制的)的墨水，并根据前一段评估其读取性能。所述原料铁氧体材料粉末可以是具有具体尺寸或直径为约10-15μm的MnZn粉末或NiZn粉末。来自不同生产商的不同的MnZn粉末或NiZn粉末被测试。硅钢材料的组合物是85wt％的铁，5.3wt％的铝和9.1wt％的硅。所述硅钢材料具有约30-60μm直径，约1:30至1:60的纵横比，和约40-70vol％的质量负荷。当所述标签不能被读取时，读取范围指示为0。接触读取(NFC电话和天线是直接相互接触的)指示为读取范围只有“0.1毫米”。根据读取性能、铁氧体粉末的特性和与现有屏蔽数据的比较，评估了所述铁氧体薄膜的磁导率(参加，例如，列标记“评估u”)。5-25H·m-1或N·A-2的导磁率是常规可获得的。

典型的集成电路

图7示出了适于在本发明无线通信装置的某些实施例中使用的典型的集成电路(IC)。所述集成电路可以包括一个或多个传感器、从传感器接收信息(例如，信号)的阈值比较器，接收阈值比较器输出的脉冲驱动器，存储来自脉冲驱动传感器的数据的存储器，一个或多个位线(BL)用于从所述存储器读取数据，一或多个感应放大器(SA)用于转换位线上的信号至数字信号，用于临时存储来自数据的感应放大器的锁存器，和发射器(例如，调制器)，其配置为输出来自装置的数据(包括识别码)。图7中典型的集成电路还包括时钟，其配置为提供定时信号(例如CLK)，其控制所述IC中具体运行的定时，和存储器步长控制块或电路，其控制存储器读取运行的定时。所述调制器还接收来自时钟电路的定时信号(CLK)，或减慢或加速其变化。典型所述IC还包括电源块(例如，电池)或电路，该电路提供直流信号(例如，VCC)给所述IC中的各种电路和/或电路块。所述存储器还包括识别码。包含识别码的存储器的部分可以是印刷的。所述IC可以进一步包括接收器(例如，解调器)，一或多个整流器(例如整流二极管、一个或多个半桥或全桥整流器等)，一或多个调谐或存储电容，等。所述调制器和电源的端子连接至所述天线的端部(例如，在线圈1和线圈2)。

典型的EAS标签/装置

图8A-8B显示了典型的EAS装置，其包括铁氧体屏蔽，其中铁氧体屏蔽从标签隔开(图8A)，或铁氧体屏蔽和标签从金属表面隔开(图8B)。图8显示典型的监控装置600，其包括EAS标签(例如，谐振电路)660，其中图案化的铁氧体薄膜(或屏蔽)630是从EAS标签660由间隔640隔开。屏蔽630与金属表面(例如，铜片)650接触，作为测试铁氧体屏蔽630的有效性的模型。

如图9所示的，所述EAS标签660包括谐振电路700，其包括电容器720和电感器710。电容器可以具有第一电极，并且在一些实施例中，第一电极可以包括或由导电衬底形成。通常，所述电容器720还包括第二电极，和在第一电极和第二电极之间的至少一个介电层。所述电容器还可包括(半)导电层，其与所述介电层和/或第二电极的至少一部分接触或位于其上。EAS装置和谐振电路的示例由此在美国专利，专利号7,152,804，8,227,320，8,264,359和8,933,806中公开，其中的相关部分通过引用并入在此。

在一些实施例中，所述间隔640是衬底，所述图案化铁氧体薄膜630和EAS标签660在其上形成。在不同的实施例中，所述衬底640包括电介质或绝缘材料，例如纸张、塑料、玻璃、陶瓷等，其中任何一种都可以涂覆有绝缘材料，以改善铁氧体层630和/或EAS标签660的处理和/或物理和/或电性能。

图8B显示了可替换的典型的监视和/或识别装置610，其包括其上具有图案化的铁氧体薄膜(或屏蔽)630的EAS标签660，其由所述间隔640与金属表面(例如，铜片)650隔开(例如，铜片)。所述间隔640位于金属片(例如铜片)650上。图案化的铁氧体膜630与EAS标签660中的电感重叠。所述铁氧体屏蔽630可以与EAS标签660集成。

用于EAS标签的印刷铁氧体屏蔽的效果

试验证明了本发明印刷铁氧体薄膜在EAS标签中的有效性。所述装置600和610被用作在金属表面上或靠近金属表面的EAS标记的模型，由铁氧体薄膜屏蔽。当测试EAS设备时，该装置保持在距离标准/现有EAS门报警器侧向约18英寸，垂直4英尺的位置。从标准/常规EAS门报警垂直放置约18英寸，垂直4英尺。对标签相对于所述报警器的不同方向进行了测试，例如门报警器平行，垂直于门报警器，或持平的标签。如果警报没有在离门报警器18英寸的地方被激活，标签就会更靠近，直到报警器被激活(即响起)。通常，在标记引入的时间和警报被激活时间之间大约有5-7秒的延迟。

在初始控制测试中，在塑料衬底上形成40mm×40mm的EAS标签660，并放置在名片大小的铜板650上，其间只有间隔640。典型的，间隔包括一或多张纸片，每一张都有名片的大小和厚度(2.5毫米)。当所述标签660在铜片650上时，对于所有方向上激活所述报警器的最小间隔约12.5毫米，并对于婴儿配方奶粉的金属容器上的标签是10-12.5mm。所述报警器门调整至8.2MHz+/-10％(例如，7.38MHz至约9.02MHz)。随着所述标签660接近所述铜片650，观察到相对较高的频率偏移。下面表1显示了在其间仅具有间隔640的位于所述EAS标签660上的所述铜片650的效果。

表1

在一个对比测试中，现有的(预先形成的)铁氧体屏蔽和间隔640倍放置在所述控制测试的相同EAS标签660和铜片650之间。使用的现有铁氧体屏蔽是“K4E”硅钢屏蔽，可以从日本仙台市的NEC Tokin商业上获得。传统的铁氧体屏蔽的导磁率约为20，具有约300μm的厚度。用于铜片650的最小间隔的厚度约为2.5密码，并且用于婴儿配方奶粉的容器约为5mm，所述标签660与报警门平行在18英寸的位置，并且当所述标签与报警器们持平或垂直时，小于18英寸。下面的表2显示了铜片650和EAS标签660上的现有铁氧体屏蔽的效果。

表2

除0毫米间隔厚度，所述间隔640在标记为“标签/现有屏蔽组合”(即，图8B中的配置)的测试中，是位于现有的屏蔽和铜片650之间，在标记为“现有屏蔽/铜组合”(即，图8A中的配置)中，是位于现有屏蔽和标签660之间。当间隔位于标签660和屏蔽之间(即，图8A中的配置)时，收获接近10Q点。现有的屏蔽提供了商业可接受的结果，即使只有小至2.5mm的间距。

在使用本发明印刷的铁氧体屏蔽630的测试中，所述EAS标签660在塑料衬底上形成，如之前的测试一样。在一个组中，印刷的和/或图案化的铁氧体膜630是由相应于上述实验4制备的铁氧体墨水或浆料形成在塑料衬底上与标签660(参见“标签/印刷铁氧体组合”，下表3的结果)相对的一侧上。如之前的测试，间隔被放置在相同的铜片650和组合的标签660和印刷/图案化的铁氧体屏蔽630之间，或位于所述标签660和所述印刷/图案化铁氧体屏蔽630之间。在所有方向(平行、垂直或扁平)位于距离报警门大约1英尺，在所述铜片650和所述标签660之间的最小间隔厚度是大约5mm，用于婴儿配方奶粉容器是大约7.5mm。在所有的测试中，所述间隔的厚度可以调整直至所述报警器被激活(即，报警器发声)。在具有图案化铁氧体薄膜作为间隔厚度的所述EAS标签上的所述铜片的效果如下表3所示。

表3

当所述间隔位于所述印刷/图案化铁氧体薄膜630和所述EAS标签660之间时，获得约10-20Q点。这些试验表明，从墨水或浆料印刷或图案化的铁氧体薄膜即使在5毫米间距上也能提供商业上可接受的结果。

可替换的EAS标签

图9A-B显示本发明中适合使用的用于EAS标签的典型的谐振电路700和750。图9A显示图8B的监视和/或识别设备的典型的谐振电路700。通常，所述EAS标签700包括电感器(例如，一个电感线圈)710和电容器720。所述电容器720可以是线性的(如图所示)或非线性的，在这种情况下，它可以进一步包括半导体层，其与至少一部分的电介质层和/或第二电极接触或位于其上，如本文所述。在振荡无线信号(或电磁场)存在的情况下，所述电感器710被配置为生成或产生谐振电路700中的电流，其足以用于标签反向散射可探测的电磁(EM)辐射。例如，LC电路700可以调谐到大约8kHz的谐振频率，并且在步移法报警器门中的天线被配置为检测谐振频率下的阻抗变化。在这种情况下，由读取器(例如，在报警器门中)检测后向散射电磁辐射触发警报。在一些实施例中，谐振电路700还可以包括与第一电容器耦合的第二电容器。第二电容器可以对谐振频率(例如，读取器/检测器和/或电路700)的变化灵敏。

可替换的，所述电容器720可以包括铁电电容。在此情况中，所述谐振电路700将电压感应到读取器/检测器中的线圈中，该线圈被配置成检测谐振频率的第二和/或第三阶谐波

图9B显示用于具有传感器760的EAS标签的典型谐振电路750，适用于本发明。所述谐振电路750还包括电感器710、电容器720、存储器770和给存储器770和传感器760供电的电池780。传感器760可包括环境传感器(例如，湿度或温度传感器)，连续性感器(例如，确定所述标签附着的包装或容器的密封、开放、或损坏的状态)，化学传感器，产品传感器(例如，探测或确定包装或容器中，贴上标签的产品的一个或多个属性)，等，并输出与由传感器760探测或检测到的情况、状态或参数对应的电信号到存储器770。所述存储器770存储一个或多个数据位，其中至少一个对应于由传感器760探测或检测到的条件、状态或参数，其中一个或多个可对应于标签所附加的产品的标识号或代码。所述存储器770输出可由读取器读取的数据信号。因此，所述读取器能够检测存储器770的初始状态。可以向电路750添加附加电路，以改变存储器770的状态。此外，这种附加电路可以将数据或状态写入铁电电容器(当存在时)。

制造无线通信装置的典型方法

图10是示出制造无线通信装置的典型方法的流程图800。从810开始，形成或提供衬底。在一个或多个实施例中，衬底可以包括或由塑料片或金属箔组成。该方法还可以包括在衬底上形成介电层和/或阻挡层(例如，通过涂覆或毯式淀积)，如本文所述。

在820，天线和/或电感器在衬底上形成。所述天线和/电感器可以配置用于接收和发射或广播无线信号。收到的无线信号可以在第一频率。无线信号可以在与第一频率相同或不同的第二频率发射。形成所述天线和/或电感可以包括，在所述衬底的第一表面上沉积第一金属层，随后图案化(例如通过光刻)和蚀刻该金属层。可替换地，所述天线和/或电感器可以通过在衬底上印刷金属线圈或环(或其种子层)而形成。此外，天线/电感器和电容器(或电极或极板)可以同时形成。当电容器电极或板与天线/电感器形成时，电容器电极或板一般形成在天线/电感器的一端。如果印刷种子层，该方法一般包括电镀或化学镀金属层在种子层体上。天线和/或电感器可以有0.01-2mm的厚度，或任何厚度或厚度范围内。

在830，形成重叠或覆盖天线的图案化铁氧体层。该铁素体层可以形成在与天线相对的衬底的第二表面上，在天线上方的衬底的同一侧上，或在第二衬底上。图案化的铁素体层减轻或抵消在无线设备附近或上(例如无线装置的最接近天线的表面)的金属物体的电磁效应，如本文所述。当在天线上方的衬底的同一侧形成铁氧体层时，该方法还可以包括在形成图案化的铁氧体层之前在天线上形成介电层。图案化的铁氧体层可以通过在衬底或介电层上印刷或涂布含有铁氧体或铁氧体前驱物的墨水或浆料而形成。例如，铁氧体薄膜可以用丝网印刷、网板印刷、喷墨印刷、凹版印刷、柔版印刷、印模印刷或其他现有印刷技术印刷。可替换的，所述图案化的铁氧体层可以通过挤出涂布、旋涂、喷涂或喷涂以图案涂覆在衬底上。当图案化的铁氧体层形成在第二衬底上时，第二衬底可通过夹取和放置或卷到卷处理放置在第一衬底上或上方。另外和/或可选地，第二衬底可以是一次性衬底(例如，具有粘合剂层的硅氧烷隔离纸)。因此，第二衬底具有良好的可转移性。在一些实施例中，用粘合剂涂覆或覆盖铁氧体层，并将其转移到天线衬底上，与天线相对，或在天线上方。该图案可实质地上具有与所述天线相同的形状，和基本上与所述天线的相同面积(例如，比天线的面积大于1％至10％)。所述图案化的铁氧体层可以在形成天线之前或之后形成。

形成图案化的铁氧体薄膜还可以包括干燥墨水或浆料，以及在干燥墨水或浆料后固化和/或退火图案化的铁氧体或铁氧体前驱物。干燥墨水或浆料可仅使油墨或浆料在室温或环境温度下干燥，直至大部分或基本上所有溶剂(当存在时)从铁氧体层蒸发。一般来说，这可能需要1至120分钟，或直到该层是半光泽。当膜表面是干的(例如，具有半光泽的外观)时，所述薄膜可以被转移到固化装置上。此外，磁场(如磁铁)可以应用在固化期间或之前(例如，使用一个磁性表面热板)，用于增密铁氧体墨水或浆料，并且保持固化设备上的衬底和铁氧体薄膜的均匀性。在一些实施例中，当墨水或浆料的粘度最低时，通常在印刷或涂覆铁氧体墨水或浆料之后立即在该点施加磁场。控制颗粒在铁氧体层中的方向和/或保持均匀性，磁场可能有一场强度和均匀性，并且以在同一平面内(例如，平行于衬底)的墨水或浆料中的铁氧体颗粒定向的方式施加。当以快速率或速度涂布或印刷墨水或浆料时，或/或当墨水或浆料迅速冷却时，使颗粒定向的时间相对较短，使得他有时有利于在印刷或涂布后尽快将磁场施加到铁氧体墨水或浆料上。

固化条件可以是1-120分钟，从50℃到150℃的范围(例如，10分钟120℃)，只要改条件与衬底材料相适配。根据天线的材料，所述天线可以在固化前被保护。例如，在铁氧体薄膜的固化过程中，铜天线可以镀上银以防止天线痕迹的氧化。当天线迹线包括暴露的铝时，不需要额外的电镀步骤来保护天线迹线，因为铝形成了自限性氧化物。在将铁氧体墨水/浆料印刷或涂覆到天线衬底以外的衬底上的其它实施例中，另一衬底可以具有适合的属性用于固化铁氧体(例如，低或零磁矫顽力、高的熔点或玻璃化转变温度等)。

固化铁氧体层的方法可以包括使用加热炉、马弗炉、紫外线灯、微波炉或闪光灯进行加热。固化可以从进一步受益于溶剂蒸发期(当从墨水形成铁氧体层时)，其中干燥的铁氧体墨水至少在室温温度(例如，从30℃到50℃)孵化，当溶剂蒸发或者在预定期间内(例如，从1到30分钟)温度从室温上升到固化温度时。上升固化设备被加热至至少50℃，优选地至少150℃(例如，80-250℃，或其中的任何范围或值，例如120℃)，并且所述薄膜在固化设备的温度以预定的时期(例如，1至60分钟或其中的任何值或范围，例如10分钟)在此孵化。当衬底能够处理附加热(例如，它具有较高的玻璃化转变温度、熔点或再结晶温度)时，固化温度和/或时间可以增加。此时，铁氧体屏蔽薄膜充分干燥、固化并粘附在衬底上。铁氧体层的厚度取决于应用和用途，但通常在50-700微米的范围内。涂层可以是比较厚的(例如，1mm)，特别是当在较高温度下加热时，如150℃。一般，当铁氧体组合物(无溶剂)被挤压到衬底或介电薄膜时，干燥和固化可能不是必要的，虽然额外的加热(例如，增密铁氧体，或在不锈钢衬底的情况下，在氧化氛围中烧掉聚合物粘结剂)可能是有益的。

图案的铁氧体薄膜可能会具有从50μm到700μm的厚度范围(例如，60-600μm、100-500μm，或其中的任何值或值的范围)，和磁导率约为5–25H·m-1或N·A-2。通常情况下，具有较高的磁导率的铁氧体粉体提供更有效的屏蔽。

通过将图案化的铁氧体层或薄膜直接形成在与天线相同的衬底上，或以其它方式位于其上或覆盖仅仅天线的面积，可以制造仅覆盖屏蔽所需位置的铁氧体屏蔽，而不牺牲读取范围性能。其结果是，制造EMI屏蔽的材料成本可以大幅度降低。另外，本发明消除了对粘合剂层的任何要求，从而消除了这种层的成本，并进一步降低了屏蔽的成本。

在840，集成电路可以在天线上或上方形成，或附着到天线。当集成电路形成在天线上或上方时，该方法包括该方法包括首先在天线上方除天线两端以外的集成电路的区域中形成一介电层(可以是平面化的或回流的)，和在形成集成电路以前，在暴露天线的端部的介质层的开口中形成垫或引脚。集成电路的每一层可以通过薄膜沉积和图案化技术或印刷在先前形成的层上形成。在无线和/或近场通信(NFC)装置中的电路可以包括发射器(例如，调制器)，接收器(例如，解调器)，和整流器(例如，耦合或连接到所述天线)、时钟发生器和/或时钟恢复电路(例如，配置为接收来自接收器的第一信号)，存储器用于存储和/或输出数据(例如，一个识别码或数字)、传感器、电池等。所述天线一般耦合到接收器(例如解调器)和发射器(例如调制器)。一般来说，接收器和/或发射器是附着到天线的集成电路的一部分。关于这种集成电路和天线的例子，请参见美国专利申请No.12/625,439，提交于2009年11月24日(律师案卷号IDR2272)，其相关部分通过引用纳入在此。所述集成电路和天线之间的电连接可以在衬底上形成图案化的铁氧体层之前或之后发生。

可替换的，所述天线可以形成在集成电路上或上方，或附着到集成电路上。在这些实施例中，如本文所述，可以在衬底上或衬底上形成铁氧体层。当天线形成在图案化的铁氧体层上方时，在天线形成之前，可以在图案化的铁氧体上形成介电层。形成所述天线可包括在电介质层上沉积金属层，然后图案化和蚀刻金属层，或在电介质层上印刷金属线圈或环。

在845，所述电容器(或第二电容器电极或极板)与天线和/或电感器电接触形成。当第二电容器电极或极板形成时，它可以在电介质层上或上方形成，也可以在第一电容器电极或极板上形成的电介质层上形成即依次在第一电容器电极或极板上形成。第二电容器电极或极板通常形成在所述天线和/或电感器的第二端。

形成图案化的铁氧体层(例如，以卷的形式100μm厚的层)可能包括额外或可选的方法。例如，为了形成相对薄的铁氧体层，可以使用涂层或真空基涂覆工艺，并且在该无线装置上形成薄铁氧体层后可以对其进行图案化。可选地，图案化的铁氧体层可以由基于溶液的墨水或组合物组成，其包括100％固体材料(例如，在室温下处于固相的材料)。

基于溶液的方法生产图案化的铁素体层可包括，形成厚度大于100μm的涂覆层，而后干燥。在这样的过程中，挥发性成分如水和/或有机溶剂的损失可能会发生。当使用高度负荷颜料的材料(例如，含铁氧体粉末重量为90％以上)时，最后一部分(或残余)挥发性组分可能难以逸出涂层，因为它们的扩散路径可能被颜料颗粒阻塞或转移。结果，可能需要100％基于固体的组合物。100％基于固体组合物的例子包括，但不限于，包括塑料溶胶、紫外线(UV)固化涂料，热熔涂料，和热交联型粘合剂系统的组合物。

在某些情况下，增塑糊可能不适合高填充的涂料，因为他们开始作为增塑糊中的固体粘合剂颗粒的分散剂。添加一个大比例的颜料颗粒(如铁氧体粉末在9:1的比例或更大)至分散剂中可能导致一个容易可涂布组合物。

具有高铁氧体负荷时，涂料组合物中的一些紫外光固化成分可能不能直接通过紫外线辐射到达。因此，一些紫外光固化涂料可以包括一个或多个组分，当固化(例如交联)反应被紫外线辐射触发时，其即使在没有进一步UV曝光的情况下，也可以通过涂层(例如环氧化物或环状酯或酸酐)传播固化。热固化交联粘合剂系统类似于紫外光固化涂料。热固化交联粘合剂系统包括一个或多个液体，其包括反应基团(例如，在一定的最低温度下，和可选的在一定的最小粘度下可相互反应的化学官能团)。一般来说，热固交联粘合剂系统中的液体是低粘度的。通常，反应基团不是由紫外辐射触发的，而是在达到阈值温度时发生反应。因此，热固化交联粘合剂系统可以克服UV固化涂料的固化和/或暴光问题。

另外或可替代地，可使用其它工艺形成图案化的铁氧体层。例如，挤出可以用来生产塑料薄膜。所需的片材或卷的厚度可由挤出机如双螺杆挤出机直接挤出生产。例如，在进一步的典型实施例中，热熔涂料可用于UV固化组合物具有固化问题的情况下。热熔涂料包括粘合剂系统(例如，一种或多种聚合物粘合剂)，其能够在合理的加工温度下熔化(例如，低于铁氧体发生形态或铁电变化的温度)，从而提供足够的流动以形成图案化的铁氧体层。从热熔涂层中除去或提取的只有热，而不是挥发性成分。

使用热熔涂层组合物形成铁氧体屏蔽可以包括或由两个过程(不包括转换阶段)组成。首先，在熔融阶段混合过程中结合铁氧体粉末和粘结剂(例如，温度在100-300℃，根据粘合剂软化或熔融的温度)用于产生一个均匀的混合。如果形成附聚物，铁氧体粉末可被分离或分解成小颗粒。一般来说，要排除空气，其必要时被包括或夹带在混合过程中的原料中。在不同的实施例中，双螺杆挤出是合适的连续工艺，其允许多级温度控制和混合。这一阶段的产量是混合原料的颗粒或丸，其在随后的使用之前可以冷却到室温。任何后一阶段未使用或废弃的材料，如孔或切口，可以纳入这种混合物。因此，可以减少或尽量减少废物和原材料成本。

第二个过程是热熔涂层本身。在典型的实施例中，该组合物(如粘结剂中的铁氧体颗粒)加热到至少一个温度，在该温度组合物可挤出，和采用卷对卷(R2R)机器，加热的组合物的一层被涂覆到一次性的衬底，如硅纸。在一个例子中，该层具有200μm的厚度。在进一步的例子中，该层在进一步的例子，槽模涂覆方法可用于将加热组合物的层涂覆到衬底上。其他热熔涂覆方法，如反向卷或间隙涂布方法也可以使用。

在熔融组合物的处理过程中，组合物的粘度可超出容易处理的范围。例如，热熔涂层对给定的硬件设置具有较高的粘度限制。因此，热熔涂层必须保持在该上限以下。混合物中的铁氧体百分比越高，粘度越高，因此降低铁氧体的含量会降低粘度。然而，降低铁氧体的百分比也降低了屏蔽性能。

为了降低熔体粘度，可将第二组分引入粘合剂系统中。例如，第二组分可以包括蜡。在各种实施例中，该组分可以是一个具有高熔点天然蜡(例如，一个具有熔点约80℃的棕榈蜡)。一般来说，蜡与聚合物相比有相对突然的熔点。此外，低于熔点的蜡是固体，其增加了粘结剂系统的强度。然而，当组合物被加热超过蜡的熔点时，蜡会突然降低热熔组合物的粘度。此外，使用现有技术(例如，灰化[例如，另外或同时烧结铁氧体]，用一种或多种有机溶剂清洗等)，可以很容易地除去蜡。

在一个例子中，当铁氧体粉体在组合物中以约70-80％重量比例存在时，50:50的蜡(如Carnauba蜡)和聚合物(如伊娃)的重量混合产生比较好的结果。在典型的实施例中，重量约为75％的铁氧体、12.5％的EVA和12.5％的蜡的配方提供了良好的结果。此外，还可以添加添加剂以改善流动，并帮助热稳定其他成分。

热熔挤出机可包括熔体罐。熔体罐在热熔组合物流入齿轮泵并被泵到挤出模具之前加热热熔组合物。然而，粘度较高的组合物可能不容易流向齿轮泵。熔融颗粒，同时迫使他们到挤出模具的单螺杆挤出机可用于高粘度组合物。然而，由于(1)双螺杆挤出机的冷却前的初始输出是熔融混合物，和(2)热熔过程熔化后的中间产物是相同的熔融混合物，双螺杆挤出机可以通过将其连接到涂覆涂层的热挤压模具中进行混合处理。

可选的，混合过程的输出可以是热塑性颗粒。这种材料被广泛应用于在塑料行业中的各种工艺，如注塑、模压、等。这种涉及热塑性颗粒的工艺可以取代热熔涂布工艺来生产铁氧体屏蔽或在卷上放置单个铁氧体屏蔽。

此外，能够制造图案化涂层的涂层的方法可以用来直接将所需的铁氧体屏蔽的图案放置在目标天线或用于后续安装天线的衬底(例如，一个可移除或可剥离的衬底)上。这种涂层方法的输入可能是从混合过程中输出的颗粒。

上述方法也可生产半成品。例如，可以使用挤出机或热熔涂布机生产较厚的涂层。该涂料可压延下降(例如，通过辊压)或者有减少到所需厚度的厚度(例如，100μm)。另外，压印过程(例如，精密冲压)可以用来获得所需的图案化铁氧体层厚度。这样的处理有利地在涂层中提供更大的厚度精度和/或更少的空隙。通常，本装置具有低，但有限的空隙率(例如，按体积的1-10％，或其中的任何值或范围)。

结论

本发明优选地提供了在NFC、EAS或RF天线上施加图案化电磁屏蔽(例如，铁氧体薄膜)，或在于天线相同的衬底上印刷电磁屏蔽的方法，其能够抵消在所述天线表面上的金属的电磁效应。另外，通过仅在其需要的地方(例如，在天线的线圈和/或回路的位置)印刷屏蔽材料，本发明减小了无线通信装置的成本，并且仍提供了足够的屏蔽，使得所述标签可以在合理的距离(例如5-15mm或更远)被读取。进一步的，因为所述图案化铁氧体薄膜直接附着在所述天线衬底上，本发明消除了附加粘结剂的必要性。本发明还优选地提供了含铁氧体薄膜，其具有足够的柔性用于具有相对较小半径的产品上的应用中。

基于图示和说明的目的提供了前述的本发明具体实施方式的描述。其不是穷尽性的或意图将本发明限制在这些已公开的确切形式。所选择和描述的实施例是为了最好地解释本发明的原则及其实际应用。其应理解为本发明的范围由附于本文的权利要求及其等同物界定。

Claims (20)

1.无线通信装置，包括：

a)衬底，其上具有天线和/或电感；

b)图案化的铁氧体层，其交叠于所述天线；和

c)电容器，其电连接至所述天线。

2.根据权利要求1所述的装置，其还包括集成电路。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

a)所述集成电路包括接收器，其配置用于转换第一无线信号为电信号和发射器，其配置用于生成第二无线信号；和

b)所述天线和/或电感包括所述天线，其配置用于接收第一无线信号和发射或广播所述第二无线信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衬底包括玻璃、玻璃/聚合物层层压板、高温聚合物或金属箔。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述衬底是柔性衬底。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述天线和/或电感是在所述衬底的第一表面上，和所述图案化铁氧体层是在所述衬底的第二表面上。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述图案化铁氧体层是配置用于减轻或抵消靠近或位于所述无线装置的表面上的金属的电磁效应。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述图案化铁氧体层包括软铁氧体。

9.组合物，其包括：

a)铁氧体或铁氧体前驱物；

b)聚合物粘结剂；和

c)可选的溶剂，其中所述聚合物粘结剂是可溶解的。

10.根据权利要求9所述的组合物，其特征在于：所述铁氧体或铁氧体前驱物包括软铁氧体或软铁氧体的前驱物。

11.根据权利要求9的组合物，其特征在于：所述软铁氧体或软铁氧体前驱物包括MnZn铁氧体粉末、NiZn铁氧体粉末、硅钢片，或Zn粉末、Mn或Ni粉末的混合物，和铁或氧化铁粉末。

12.根据权利要求9所述的组合物，其特征在于：所述聚合物粘合剂包括聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷，聚环氧烷或其他环氧聚合物，聚（乙二胺）、烯醋酸乙烯共聚物、烯苯乙烯共聚物或共混物，亚烷基-（甲基）丙烯酸或（甲基）丙烯酸共聚物或共混物，丁二烯-和/或异戊二烯基聚合物，或聚（双酚）。

13.根据权利要求9所述的组合物，包括所述溶剂，其特征在于：所述溶剂包括C₃-C₆酮、C₆-C₁₀芳烃、C₄-C₁₀醚、水、C₁-C₄醇、C₁-C₆酯的C₁-C₆链烷酸。

14.制造无线通信装置的方法，包括

a)在衬底上形成天线和/或电感，所述天线和/或电感配置为：（i）生成或产生在所述装置内部足够的电流，其在具有预定频率的振荡无线信号的存在下后向散射可探测的电磁辐射，或者（ii）接收第一无线信号和/或发射或广播第二无线信号；和

b)形成图案化铁氧体层，其覆盖所述天线和/或电感。

15.根据权利要求14所述的方法，包括在所述衬底上形成所述天线，所述天线配置为接收所述提议无线信号和发射或广播所述第二无线信号，并且该方法还包括电连接集成电路和所述天线。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述集成电路包括接收器，其配置用于转换所述第一无线信号至电信号，和发射器，其配置用于产生所述第二无线信号。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述图案化铁氧体层从含有铁氧体或铁氧体前驱物的墨水或浆料形成。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：形成所述图案化铁氧体层包括印刷含有所述铁氧体或所述铁氧体前驱物的所述墨水或浆料在（i）与所述天线和/或电感相对的所述衬底的侧面上，或者（ii）与所述天线和/或电感相同的所述衬底的侧面上，其中介电层位于所述图案化铁氧体层和所述天线和/或电感之间。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括干燥和固化所述含铁氧体墨水。

20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：在（i）与所述天线和/或电感相对的所述衬底的侧面上，或者（ii）与所述天线和/或电感相同的所述衬底的侧面上，形成所述图案化铁氧体层包括挤出、印刷或涂覆含铁氧体或铁氧体前驱物和聚合物粘合剂的组合物，所述组合物由25 °C,时为固相的组分组成，其中介电层位于所述图案化铁氧体层和所述天线和/或电感之间。