CN113302626A - 可回收射频识别应答器部件及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了改进型射频识别装置及生产方法，其利用更有效的射频识别设计，因此会减少生产材料废物，增加回收机会，但不会影响射频识别装置性能。改进型射频识别装置的一些示例性实施例可能使用更薄的金属箔、“挖空”的金属箔、“无载带”设计或镶嵌设计，这些均可减少材料的使用。其他示例性实施例可能使用影响很小和/或可生物降解的胶粘剂，从而增加铝材回收，减少环境风险。

Description

可回收射频识别应答器部件及其生产方法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2018年11月15日提交的第62/768,080号美国临时专利申请的优先权，所述第62/768,080号美国临时专利申请通过本发明的引用，成为本发明的一部分。
背景技术
本发明通常涉及一种射频识别(RFID)装置及其生产方法。更具体地说，本发明所公开的射频识别装置及生产方法利用更有效的射频识别装置设计，因此会减少生产材料废物，增加回收机会，但不会影响射频识别装置性能。因此，本说明书具体提到了相关信息。但是，应理解，本发明的各方面也同样适用于其他类似应用、装置及生产方法。
一般而言，射频识别系指利用电磁能来模拟响应装置(称为射频识别“标签”或应答器)，以识别其自身，并在某些情况下提供存储在标签中的附加信息和/或数据。射频识别标签通常包括一个通常称为“芯片”的半导体装置，在该芯片上，将形成一条连接天线的存储和工作电路。射频识别标签通常用作应答器，提供存储在芯片存储器中的信息，以响应从读取器(也称为询问器)处接收到的射频询问信号。对于无源射频识别装置，询问信号的能量也为射频识别标签装置操作提供了必要的能量。
射频识别标签可并入或固定在用户想稍后识别和/或跟踪的商品上。在某些情况下，可使用夹子、胶粘剂、胶带或其他方式将射频识别标签固定在商品外部，在其他情况下，可将射频识别标签插入商品内，如包含在包装内、放在一个商品或多个商品的容器内或缝在衣服内。此外，射频识别标签具有唯一识别号，该识别号通常是一个由几个字节组成的简单序列号，并附有校验数位。生产时，通常将该识别号纳入射频识别标签中。用户不能更改该序列号/识别号，且制造商保证每个射频识别标签序列号仅使用一次，因此是独一无二的。此类只读射频识别标签通常永久地贴在需识别和/或跟踪的商品上，一旦贴上，标签的序列号将与计算机数据库中的主商品相关联。
这些射频识别装置通常包括一个天线与模拟和/或数字电子设备组合，如通信电子设备、数据存储器和控制逻辑，以及支持和保护天线和电子设备并将其安装或固定到一个物品上的结构。射频识别标签属于射频识别装置，可作为一面为印刷品的打印标签的一部分，贴在物品上，或以其他方式直接固定在所述物品上。相比之下，射频识别电子标签是一种更大的装置，通常使用塑料紧固件、绳子或以其他方式将其固定在物品上。
在设计所有射频识别装置时，通常要考虑某些参数。例如，在大多数应用中，射频识别装置的尺寸和形状(即形状系数)至关重要，装置灵活性等其他特性也是如此。出于各种原因，如安全、美观、生产效率等，射频识别制造商非常倾向于利用较小的形状系数。因此，由于通常需要相对较薄的轮廓和灵活性，重要的是避免使用笨重电子设备等材料以及会不适当地增加射频识别标签厚度或刚度的射频识别装置结构。
射频识别装置的最常见部件包括非常小的柔性芯片和绕成圈的柔性偶极天线，其实际长度约为射频装置工作频率的一半波长。芯片和天线可与称为“载带”、“内插器”和“载体”的结构连接，便于装置生产。出于讨论的目的，在下文将所述载带、内插器和载体统称为“载带”。
这些载带可用作电气接口，用于在芯片相关连接件与天线相关连接件之间进行布线。载带可能包括电气耦合到芯片接触垫以耦合到天线的导电引线或导电垫。与不使用载带或内插器、精确对齐以直接放置的芯片相比，这些导电引线或导电垫可用于提供更大的有效电气接触区域。更大的有效电气接触区域可降低在生产时所需的芯片放置准确度，同时仍提供天线和芯片之间的有效电气连接。使用此类装置在生产时非常有用，因为芯片放置和安装在高速生产时存在历史性约束，但也可能导致在生产过程中消耗更多的材料，增加生产成本，因此并不可取。
此外，射频识别标签广泛、越来越多地用于需要将物品与识别码相联系的各个行业，并且几乎适用于任何行业以及小规模生产和大规模生产的任何阶段。例如，射频识别标签可以与生产的部件配对，如汽车部件，以跟踪其在装配线上的进展。射频识别标签还可以与成品配对，以跟踪其在订单履行时和/或装运时以及后续使用中的进展。此外，射频识别还可以用于各种服务和娱乐行业，如游乐园的智能通道中，以便更好地管理客户并跟踪客户消费情况。也可以将射频识别标签植入生物有机体内，如家畜和宠物，以便于识别和/或跟踪。
因此，总的来说，射频识别市场非常可观。例如，据估计，截至2017年，射频识别总市场价值超过110亿美元，射频识别标签的出售量约为182亿，其中，近一半(即87亿个标签)仅用于服装。此外，据估计，这仅代表了服装总市场的20％左右，这意味着，服装业有巨大的增长空间。同样，据估计，已将超过8亿个射频识别标签嵌入交通车票中，将超过4亿个标签嵌入动物中，如家畜和宠物。
此外，上述许多应用仅需要在相对较短的时间段内使用射频识别标签。在该时间段过后，射频识别标签无需保留，如需要，甚至可以拆除。例如，如果射频识别标签用于跟踪存货和包裹，则可以在过程的某一阶段(例如，当组装生产的产品时)，从存货上拆除该标签，也可以在将包裹运至其预期目的地时，从包裹上拆除该标签。同样，对于嵌入交通车票中的射频识别标签，当接收者到达预期目的地时，很可能将其丢弃。
由于射频识别标签的生产量和出售量非常大，即使每个射频识别标签节省的生产材料或成本微不足道，也会对制造商产生非常重大的财务影响。例如，即使仅在百万标签水平时，总生产质量才明显减少，但仍存在潜在的实现价值，因为在生产数十亿特定射频识别标签时，这可能达到很大量。同样，在正确条件下完成生产过程后，可回收大量的射频识别材料。因此，由于所涉及的规模，即使回收便利性的改善微不足道，可回收材料的百分比略有增加，也会非常有益。
从射频识别生产过程的其他组成部分中，也可能显著节省成本。例如，射频识别标签的生产过程通常涉及胶粘剂处理。因此，可能大幅降低与粘贴、处理和/或回收胶粘剂相关的成本，这将大有益处。同时，将芯片安装到天线上的相关成本降低也可能显著节省制造商成本。此外，虽然许多射频识别标签自身仅在短时间内有用，如在装运标签的一段时间内，但是，也可以回收某些使用过的射频识别标签或其材料。
因此，在本领域，对可减少生产废物的更有效射频识别设计和生产方法存在长期的需求。在本领域，还对可增加回收机会的射频识别设计和生产方法存在长期的需求。最后，还对可实现所述目标且不会影响射频识别装置性能的射频识别设计和生产方法存在长期的需求。
发明内容
本文描述了各种射频识别部件及其生产方法的各种改进情况。各种改进可减少生产废物，增加回收机会，且均不会影响射频识别装置性能。
根据一示例性实施例，可适当构造改进型射频识别装置，使其结构所使用的总材料质量减少(例如，可能为铝材或类似金属或合金)，或使射频识别装置生产所消耗的材料质量减少。这可能会降低与射频识别装置生产相关的成本，或者通过更有效的回收来降低或抵消生产成本。
在一示例性实施例中，通过在生产过程中或在最终射频识别装置中不需要金属箔的部分去除金属箔，即可改进射频识别生产过程。例如，根据一些示例性实施例，基于射频识别装置的现图，可以确定，在一些区域，去除导体对总体装置性能的影响很小。例如，为了减少生产过程所消耗的材料量，并增加作为生产的一部分(在工厂中)可回收或在生产后可立即回收的材料量，射频识别天线的此类区域应较少，或此类区域内的材料更少。在一示例性实施例中，通过“挖空”射频识别天线，去除射频识别天线中心的导电区域，即可得到上述减少结果，但前提是去除此类导电材料对总体装置性能的影响很小。在另一示例性实施例中，当以银墨等溶液的形式印刷一些或所有导电区域时，通过减少所用溶液量，即可减少导电区域。
通过根据相关材料更好地调整印刷射频识别天线，也可以减少生产过程所消耗的材料。更具体地说，根据一示例性实施例，可能需要在金属箔上形成射频识别天线，该金属箔无需在射频识别天线之间使用矩阵载带。例如，在一示例性实施例中，可使用条形天线(或一种与条形天线类似的天线)。这种类似天线(以下简称为“无载带”天线)可能类似于条形天线，其中切出了一个T形，俯仰角为零。采用此类天线设计可确保绝大多数金属箔(例如，接近100％)均转换成射频识别天线，并干净回收剩余金属箔，但一切的前提是无矩阵载带。本领域的普通技术人员还理解，用于将射频识别芯片固定到天线上的载带也可回收，如可能，射频识别芯片或硅胶也可回收。
根据本发明的另一示例性实施例，为了减少用于生产每个射频识别装置的材料量，同时保持可接受水平的射频识别装置性能，可精心选择最适合预期射频识别装置的一种天线类型。此外，还理解，可采用不同形状以及不同类型来准备和生产射频识别天线。在一些示例性实施例中，这些形状可能因生产运行或预期应用而有所不同，或基于满足用户需求和/或偏好的任何其他标准。例如，根据一示例性实施例，可采用适当形状来准备射频识别天线，使其更有效地与印刷在同一薄片上的其他射频识别天线嵌合，增加可用于形成射频识别天线的铝材区域，并减少铝材区域的浪费。虽然方形天线在本领域一般最常见，但是，可以注意到，三角形、六边形等另一种形状，或其他几何或非几何形状也可更有效地嵌合，因此，可以用所述其他形状来代替方形天线，以节省铝材区域，减少浪费。
在另一示例性实施例中，可能需要在薄片上准备多种不同形状和/或多种不同尺寸的天线，以使空间充分最大化，天线薄片可平铺多种不同几何形状或多种不同尺寸的几何形状(或两者)，以使空间效率最大化。在一些示例性实施例中，这些天线形状可能为正多边形、不规则多边形，或满足用户偏好的任何其他几何或非几何形状，所有这些形状可能在同一薄片上形成，以增加效率，减少浪费。在一些示例性实施例中，可以理解，当使用混合射频识别天线时，如不同形状或尺寸的射频识别天线，射频识别天线也可能采用不同的类型。例如，在一些示例性实施例中，射频识别天线可采用不同的过程，如直接和载带连接。在本发明中，“直接连接”系指在射频识别天线之间直接连接，而“载带连接”系指使用本文其他部分中所述的载带连接。
根据本发明的另一示例性实施例，生产射频识别天线时所使用的金属箔的厚度可能有所不同。例如，可减小目前由15微米金属箔制成的射频识别天线的厚度，以便使用更薄的金属箔，如3微米金属箔(如允许)。在一些示例性实施例中，由于集肤深度效应，可能允许使用更薄的金属箔。例如，天线接收的射频识别信号可由天线分配，使感应电流密度在射频识别天线表面附近最大，并随着导体深度的增加而减小，而深度则基于导体材料。因此，即使是尺寸大幅减小的金属箔，也能够传导大量电流并接收射频识别信号。也可以使用不同尺寸的其他金属箔，如厚度小于3微米的尺寸，并且不应将3微米的参考厚度视为一种限制。
但是，应理解，使用非常薄的金属箔可能带来其他的生产挑战，特别是在机械搬运领域。例如，尝试运送或分配厚度小于本领域目前所用厚度的金属箔不切实际，尝试使用此类金属箔制造非常小的零件更不切实际，因为由于机械搬运不当而损坏零件的可能性很高。因此，使用更薄的金属箔时，必须引入一种用于搬运该尺寸的此类金属箔以及金属箔零件的机构。根据一示例性实施例，为了加厚金属箔零件，以便于搬运，更薄的金属箔可能配备纸基座。例如，可能以箔卷的形式准备和提供金属箔，其中带有与金属箔平行的纸质背衬，以便可以沿纸质背衬从金属箔上取下零件，在使用零件后，可以去除纸质背衬。
还考虑了射频识别装置薄金属箔的替代纸质背衬和替代机械搬运方法。在一些示例性实施例中，射频识别装置薄金属箔的替代纸质背衬和替代机械搬运方法可用于大量减少射频识别装置生产所消耗的铝材量。例如，根据示例性实施例，其中将使用15微米铝箔的生产过程更改为使用3微米铝箔，生产射频识别天线时所使用的铝材量可减少80％，或者，如果为便于搬运而使用了较厚的铝材生产某些零件，如载带零件，则可能减少80％以上。
根据本发明的另一示例性实施例，由于成本降低(与所用铝材量相关的成本除外)，可以更低的生产成本生产改进型射频识别装置。例如，由于胶粘剂与改进型射频识别装置所在铝材的相互作用，可以实现更低的生产成本。更具体地说，可选择适当的胶粘剂，以增加改进型射频识别装置的可回收性，从而更容易回收生产时所使用的铝材。根据此类示例性实施例，除本领域所使用的现有UV固化材料之外，可使用简单的胶粘剂来粘附一些或所有射频识别天线，在对废物流的影响方面，该胶粘剂比UV固化胶粘剂更有利。更具体地说，可以使用对废物流影响很小并且容易去除的简单胶粘剂，从而更容易回收铝材。
此外，在一些示例性实施例中，可以在射频识别天线构造时不使用图案化胶粘剂。例如，对于上述“无载带”天线，可以使用涂层，而不是图案化胶粘剂。更具体地说，可将聚乙烯醇(PVA)胶粘剂用作涂层，并允许涂层最终进行生物降解。或者，也可以使用其他胶粘剂(如淀粉胶粘剂)，可能允许涂层最终进行生物降解，或允许使用特殊溶剂更轻松地去除涂层。
或者，在另一示例性实施例中，可能需要使用胶粘剂(UV固化胶粘剂除外)的变体形式使射频识别天线图案化。例如，可以考虑在射频识别天线上涂覆特殊类型的胶粘剂，如淀粉胶粘剂，从而使淀粉胶粘剂呈胶粘状态。在下一个步骤中，可将射频识别天线负像印在油中，使无载带天线(如上所述)图案化，然后进行本领域已知的正常切割和剥离程序。在某些示例性实施例中，也可能需要一些或所有这些部件可生物降解。例如，在图案化过程中，可以使用植物油，以确保可生物降解。
在改进型射频识别装置的另一示例性实施例中，为了降低芯片对废物流的影响，射频识别装置中所使用的芯片可能与现有芯片不同。例如，为了降低芯片的影响，可以使用实际尺寸更小的芯片。或者，如果可以降低芯片采购成本，则可能需要使用实际尺寸更大的芯片。例如，对于一组安装在射频识别装置中的射频识别芯片，更容易节省成本，如果可以节省成本，且不会影响射频识别装置的总体轮廓，则可以使用更大的芯片，如可编程智能计算机(PIC)或另一种类似芯片。相比之下，对于一组射频识别标签，可能不太容易节省成本，因为其空间可能更有限，并且可能需要使用低型芯片，如小型200微米×400微米的硅片。
此外，射频识别装置目前常用作固定在可回收材料上的标签的一部分，如纸板箱、塑料瓶、织物等。遗憾地是，射频识别芯片是结构中最昂贵的零件，虽然很小，但需使用能源，且在其结构中难以回收材料。因此，出于成本和环境的目的，在回收和/或以其他方式丢弃已固定的产品时，可回收并重用射频识别装置将很有利。
在涉及射频识别标签或装置的最新废物流中，在回收站中处理和加工后，将收集产品包装，生产可重用产品，如纸浆或塑料颗粒。可以将射频识别芯片包含在输出材料中，因此成为污染物，降低回收材料的价值，或者将材料与射频识别芯片一同处理。
为了解决这个问题，在回收阶段，可以考虑回收射频识别芯片并将其返给射频识别标签制造商或提供商进行重用，从而防止射频识别芯片包含在回收材料中，或以其他方式丢弃。更具体地说，回收站可将回收的射频识别装置/芯片卖给标签制造商，从而提高整体材料回收的成本效益，并提高回收率。
可回收的近场磁带包括一个用作电感器并在所需频率与芯片电容共振的导体回路。包装时，使用胶粘剂将装置封装在两层膜(PET)之间，以防水分进入。在使用中，将近场装置放在天线附近，并将其耦合到天线上，从而形成远场射频识别装置。由于回收过程通常包括机械运动，如搅拌和制浆，因此，载带最好尽可能小，例如采用最小直径。因此，与导体回路相关的线宽也应尽可能小，以减小装置的总体尺寸。
改良版载带包括一个多匝电感器。例如，多匝线圈需要射频识别芯片连接至导体的内外端，这可以通过在芯片下方绕圈或使用次级桥接导体来实现，以作为双面蚀刻过程的一部分而形成，或作为导电材料的添加印刷。形成线圈的导体可以是金属，如铝箔，或印刷导电墨水。制作直径缩小的载带的一种替代方法包括在中心区域使用磁导率相对较高的材料，从而增加线圈电感，使其直径更小。
本发明还考虑了一种过滤系统，该系统旨在隔离废物流中射频识别设备的存在，并分离该体积，从而形成二次废物流，其中，每单位体积射频识别装置的密度较高。更具体地说，该系统使用耦合到已知废物流区域(例如管道或输送机)的射频识别读取器以及一种有选择地将一些废物流分流的方法。根据废物流的性质，可以使用不同类型的射频识别天线和射频识别耦合器。例如，使用水等液体废物载体时，近场读取器天线最适用。相比之下，远场射频识别天线可能更适用于输送机上的粉碎废料。
在另一替代实施例中，射频识别回路和芯片封装在两层泡沫材料之间，因此，其相对密度小于水，在回收过程中，将浮在水箱顶部。更具体地说，泡沫可能压缩，因为载带连接在射频识别天线附近，并因射频识别标签结构而固定在压缩状态，可最大限度地减少未压缩载带的视觉“反弹”。然后，在回收射频识别标签时，载带将恢复其未压缩状态。
在本发明的另一实施例中，磁场载带区域的一部分被低碳钢等磁性材料占用。使用磁性材料时，允许在回收过程中使用磁场将其分离，从而将射频识别装置从剩余的回收材料中拉出。
附图说明
通过对以下示例性实施例的详细说明，并结合附图，本发明实施例的优势将显而易见，在附图中，相同的附图标记表示相同元件，其中：
图1为使用现有技术所提供的载带制成的射频识别应答器的一示例性实施例。
图2为使用现有技术所提供的载带制成的射频识别应答器的一示例性替代实施例。
图3为可能用于射频识别天线示例性实施例中的六边形线圈的一示例性实施例。
图4为采用示例性镶嵌准备的金属箔片的一示例性实施例。
图5为通过现有技术所提供的矩阵载带分离的零件组件的一示例性实施例。
图6为无载带天线组件的一示例性实施例。
图7为无载带天线的一示例性实施例。
图8为用于说明一种改进型射频识别装置生产方法的流程图。
具体实施方式
在针对本发明具体实施例的以下说明及相关附图中，公开了本发明的各个方面。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可设计替代实施例。此外，为了不模糊本发明的相关细节，不会详述或将省略本发明的示例性实施例众所周知的要素。此外，为了便于理解说明，下面对本文所用的术语进行了讨论。
本文所用的“示例性”一词系指“用作示例、实例或说明”。本文所述的实施例仅为示例性实施例，并不具有限制性。应理解，与其他实施例相比，所述实施例并不一定视为优选或有利实施例。此外，术语“本发明的实施例”、“实施例”或“发明”不要求本发明的所有实施例均包括所讨论的特点、优势或操作模式。
此外，按照计算装置元件所进行的操作的顺序，对许多实施例进行说明。应认识到，本文所述的各种操作均可由专用电路(例如专用集成电路(ASIC))、一个或多个处理器执行的程序指令或两者组合执行。此外，本文所述的操作顺序可视为完全包含在任何形式的计算机可读存储媒体中，其中存储了相应的计算机指令集，执行这些指令时，将促使相关处理器执行本文所述的功能。因此，可采用多种不同的形式来体现本发明的各个方面，所有这些形式均视为在所述标的物的范围内。此外，对于本文所述的各种实施例，任何此类实施例的相应形式均可在本文中描述为执行所述操作的“配置逻辑”。
现在参照附图，本发明公开了改进型射频识别装置及其生产和可能回收方法的各种示例性实施例。作为背景技术，图1至图2为使用条带载带104制成的现有技术射频识别应答器100的一示例性实施例。射频识别应答器100优选包括一对间隔连接件102，每个连接件均配有一根各自的引线106。根据一示例性实施例，条带载带104可提供电气接口，以便在连接件102之间布线，如芯片相关连接件和天线相关连接件，因此可促进应答器100的生产。更具体地说，条带载带104可置于引线106上方，也可以延伸到引线之间，这样，即使条带载带104未对齐(如图2所示)，也仍可在各自的引线106之间实现桥接。
图3为可能用于射频识别天线示例性实施例中的六边形线圈300的一示例性实施例。根据一示例性实施例，线圈结构300的特性可能由其外径(例如一侧到另一侧的距离)、其内径(例如六边形线圈300导电材料所绕的内孔直径)、线圈300的宽度以及线圈300的连续回路之间的间隔决定。根据一示例性实施例，可适当布置或构造线圈300，使线圈300中使用的材料最少，这可能降低与射频识别装置生产相关的材料成本，和/或通过更有效的回收来降低生产成本。
更具体地说，如上所述，通过在生产过程中或在最终射频识别产品中不需要金属箔的部分去除金属箔，即可改进射频识别生产过程。例如，基于射频识别装置的现图，可以确定，在一些区域，去除导体对总体射频识别装置性能的影响很小。因此，为了减少生产过程所消耗的材料量，并增加作为生产的一部分(在工厂中)可回收或在生产后可立即回收的材料量，射频识别天线的此类区域应较少，或此类区域内的材料更少。在一示例性实施例中，通过“挖空”射频识别天线，去除射频识别天线中心的导电区域，即可得到上述结果，但前提是去除此类材料对总体装置性能的影响很小。在另一示例性实施例中，当以银墨等溶液的形式印刷一些或所有导电区域时，通过减少所用溶液量，即可减少导电区域。
根据本发明的另一示例性实施例，为了减少用于生产每个射频识别装置的材料量，同时保持可接受水平的射频识别装置性能，可精心选择最适合预期射频识别装置的一种天线类型。更具体地说，可采用不同形状来准备和生产射频识别天线，这些形状可能因生产运行或预期应用而有所不同，或基于满足用户需求和/或偏好的任何其他标准。例如，可采用适当形状来准备射频识别天线，使其更有效地与印刷在同一薄片上的其他射频识别天线嵌合，增加可用于形成射频识别标签的铝材区域，并减少铝材区域的浪费，更全面的说明见下文。虽然方形天线在本领域一般最常见，但是，三角形、六边形等其他形状，或其他几何或非几何形状也可更有效地嵌合，因此，可以用所述其他形状来代替方形天线，以节省铝材区域，减少浪费。
图4为采用示例性镶嵌302准备的金属箔片的一示例性实施例，通常可将此类镶嵌描述为一种紧密贴合在一起的形状布置，特别是没有间隙或重叠的重复图案的多边形布置。更具体地说，可采用镶嵌302准备金属箔片，此类镶嵌采用任何形状或形状组合，如三角形304、正方形306和正六边形308，其中一个以六边形线圈300为特征。在一个实施例中，根据需要，线圈300可由镶嵌302中的一些或所有形状组成。例如，在每个正方形306中，可形成一个用于典型射频识别天线的正方形线圈(可能最常使用正方形线圈)，在每个三角形304中，可能形成一个三角形线圈，在每个六边形308中，可能形成一个六边形线圈，如六边形线圈300。也可能采用其他形状或形状组合，例如，线圈300可在除其所在形状之外的不同形状中形成。例如，如需要，可能需要在一个矩形中形成多个正方形线圈。
在本发明的另一实施例中，可能需要在薄片上准备多种不同形状和/或多种不同尺寸的天线，以使空间充分最大化，天线薄片可平铺多种不同几何形状或多种不同尺寸的几何形状(或两者)，以使空间效率最大化。在一些示例性实施例中，这些天线形状可能为正多边形、不规则多边形，或满足用户偏好的任何其他几何或非几何形状，所有这些形状可能在同一薄片上形成，以增加效率，减少浪费。在一些示例性实施例中，可以理解，当使用混合射频识别天线时，如不同形状或尺寸的射频识别天线，射频识别天线也可能采用不同的类型。例如，在一些示例性实施例中，射频识别天线可采用不同的过程，如直接和条带载带连接，更全面的说明见下文。
在本发明的另一示例性实施例中，生产射频识别天线时所使用的金属箔的厚度可能有所不同。例如，如上所述，可减小目前由15微米金属箔制成的射频识别天线的厚度，以便使用更薄的金属箔，如3微米金属箔。由于集肤深度效应，可能允许使用更薄的金属箔。例如，天线接收的射频识别信号可由射频识别天线分配，使感应电流密度在射频识别天线表面附近最大，并随着导体深度的增加而减小，而深度则基于导体材料。因此，即使是尺寸大幅减小的金属箔，也能够传导大量电流并接收信号。
但是，本领域的普通技术人员理解，使用非常薄的金属箔可能带来其他的生产挑战，特别是在机械搬运领域。例如，尝试运送或分配厚度小于本领域目前所用厚度的金属箔不切实际，尝试使用此类金属箔制造非常小的零件更不切实际，因为由于机械搬运不当而损坏零件的可能性很高。因此，使用更薄的金属箔时，通常必须引入一种用于搬运此类金属箔且不会损坏金属箔的有效机构。根据一示例性实施例，为了加厚金属箔零件，以便于搬运，更薄的金属箔可能配备纸基座。例如，可能以箔卷的形式准备和提供金属箔，其中带有与金属箔平行的纸质背衬，以便可以沿纸质背衬从金属箔上取下零件，在使用零件后，可以去除纸质背衬。还考虑了射频识别装置薄金属箔的替代纸质背衬和替代机械搬运方法。例如，射频识别装置薄金属箔的替代纸质背衬和替代机械搬运方法可用于大量减少射频识别装置生产所消耗的铝材量。
在本发明的另一示例性实施例中，由于成本降低(与所用铝材量相关的成本除外)，可以更低的生产成本生产改进型射频识别装置。例如，由于特殊胶粘剂与改进型射频识别装置所在铝材的相互作用，可以实现更低的生产成本。更具体地说，可选择适当的胶粘剂，以增加改进型射频识别装置的可回收性，从而更容易回收生产时所使用的铝材。除本领域目前所使用的UV固化胶粘剂之外，也可以使用其他适当的胶粘剂，将一些或所有射频识别天线粘附在一起以及粘附到装置上，这些胶粘剂可能对废物流的影响很小，容易从装置上去除，因此更容易回收铝材。
图5为通过矩阵条带载带502分离的零件500的现有技术组件的一示例性实施例。在该示例性实施例中，零件500可在矩阵条带载带502之间的空间504中形成，可用于分离每个零件500。此外，矩阵条带载带502之间的每个空间504可能进一步包括一个对齐标记506。通过根据相关材料更好地调整印刷射频识别天线，也可以减少废料。更具体地说，根据一示例性实施例，可能需要在金属箔上形成射频识别天线，该金属箔无需在天线之间使用矩阵条带载带502。例如，在一示例性实施例中，可使用条形天线(或一种与条形天线类似的天线)。这种类似天线(以下简称为“无条带载带”天线)可能类似于条形天线，其中切出了一个T形，俯仰角为零。采用此类天线设计可确保绝大多数金属箔(例如，接近100％)均转换成射频识别天线，并干净回收剩余金属箔，但一切的前提是无矩阵条带载带502。本领域的普通技术人员还理解，用于将射频识别芯片固定到天线上的条带载带也可回收，如可能，射频识别芯片或硅胶也可回收。
图6为无条带载带天线604的组件600的一示例性实施例，其中，天线604可能彼此紧密相邻，这样，除每根天线所切出的T形606之外，绝大多数金属箔均转换成天线604。更具体地说，可能形成一种天线604，即一根天线604与相邻天线604共用一个边界602，因此无需使用矩阵条带载带502。在其他示例性实施例中，如需要，可将矩阵条带载带502置于天线604的一侧或多侧。例如，可沿每排天线604的长度608放置矩阵条带载带502，使每排天线604的T形606连接至矩阵条带载带502。在从剩余金属箔中分离T形材料606后，更容易从T形材料606中分离天线604，因为使用矩阵条带载带502可确保能够整体移除T形材料606。也可以考虑天线组件600的其他配置，例如，天线组件600中一根天线604的T形606可能是天线组件600中另一根天线604的T形606的镜像，它们共同形成更大的I形，在移除后更容易保存。
在一些示例性实施例中，T形606可能采用符合用户需求和/或偏好的任何尺寸或形状。例如，根据一示例性实施例，T形606可能为任意薄，并且可能涉及去除极少材料。在另一示例性实施例中，T形606可能为任意大，并且可能涉及去除更多的材料。在一些示例性实施例中，可能沿整体长度以设定厚度提供剩余材料。在其他示例性实施例中，可能沿长度以可变厚度提供剩余材料。还考虑了T形606的其他变化，并且T形606并不一定要像“T”。例如，为了满足用户需求和/或偏好，也可以使用其他形状，包括但不限于Y形。
图7为无条带载带天线704的一替代示例性实施例。无条带载带天线704通常为条形或矩形，并且可能带有T形706，在生产时，可能从天线704上移除该T形。天线704优选包括均匀厚度712、高度708和宽度710，这些可能决定了天线704的特性。通常可以理解，天线704的面积越大，其所收集的能量以及射频识别芯片通道就越多，射频识别装置的读取范围也就越广。
还可以理解，对于条形天线，如天线704，天线电感可定义为：
Figure GDA0003171165290000151
式中，所有单位均为厘米，a为导线半径(单位：厘米，因此，天线总厚度为2a)，lc等于
Figure GDA0003171165290000152
A等于线圈面积la×lb。也可以使用其他等式来定义形状不同于条形天线704或有其他变化的天线的特性。
图8为用于说明一种改进型射频识别装置生产方法800的流程图。在步骤802，制造商可以准备带有纸质背衬的薄金属箔，或以其他方式将薄金属箔引入生产过程中。在步骤804，制造商可以准备天线布置，如无条带载带天线布置或另一种有效天线镶嵌，最终会将其从薄金属箔上切下。如上所述，在某些示例性实施例中，也可能需要一些或所有射频识别装置可生物降解。例如，在图案化过程中，可以使用植物油，以确保可生物降解。因此，在步骤806，天线镶嵌可涂有可生物降解的胶粘剂。
在下一个步骤808中，在切割前，可将镶嵌图案化，其中可能涉及将负像印在胶粘层上方的油中。但是，如下所述，在切割前，并不一定要将镶嵌图案化。在步骤810，嵌合的金属箔可能需要进行正常的切割和剥离程序，然后，可按照本领域目前的理解，进行剩余射频识别生产过程。
或者，在另一示例性实施例中，可能需要使用胶粘剂(UV固化胶粘剂或可生物降解的胶粘剂除外)的变体形式使射频识别天线图案化。例如，可以考虑在射频识别天线上涂覆特殊类型的胶粘剂，如淀粉胶粘剂，从而使淀粉胶粘剂呈胶粘状态。或者，在一些示例性实施例中，可以在射频识别天线构造时不使用图案化胶粘剂。例如，对于上述“无条带载带”天线，可以使用涂层，而不是图案化胶粘剂。更具体地说，可使用聚乙烯醇(PVA)胶粘剂涂层，并允许涂层最终进行生物降解。
就与本发明相关的回收机会而言，作为背景技术，射频识别装置通常固定在可回收材料上，如纸板箱、塑料瓶、织物等。遗憾的是，射频识别装置的芯片部分是射频识别装置结构中最昂贵的部分，通常也是最难有效回收或从下层载体材料中去除以使载体材料可回收的一个部分。因此，在回收和/或以其他方式丢弃已固定的产品时，可回收并重用射频识别装置将很有利。
在涉及射频识别装置的最新废物流中，在回收站中处理和加工后，将收集产品包装，生产可重用产品，如纸浆或塑料颗粒。遗憾的是，可以将射频识别芯片包含在输出材料中，因此成为污染物，降低回收材料的价值，或者由于分离两者所需的费用和时间，将材料与射频识别芯片一同处理。因此，在本领域，对在回收阶段回收射频识别装置和/或芯片以及将其返给射频识别制造商或提供商进行重用的能力存在长期的需求。更具体地说，回收站可将回收的射频识别装置/芯片卖给标签制造商，从而提高整体材料回收的成本效益，并提高回收率。
在本发明的一可能性实施例中，可回收的近场磁带包括用作电感器并在所需频率与芯片电容共振的导体回路。包装时，使用胶粘剂将装置封装在两层膜(PET)之间，以防水分进入。在使用中，将近场装置放在天线附近，并将其耦合到天线上，从而形成远场射频识别装置。由于回收过程通常包括机械运动，如搅拌和制浆，因此，与回路相关的条带载带和线宽应尽可能小，以减小装置的总体尺寸。
改良版条带载带可能进一步包括多匝电感器。例如，多匝线圈需要射频识别芯片连接至导体的内外端，这可以通过在芯片下方绕圈或使用次级桥接导体来实现，以作为双面蚀刻过程的一部分而形成，或作为导电材料的添加印刷。形成线圈的导体可能包括金属，如铝箔，或印刷导电墨水。制作直径缩小的条带载带的一种替代方法包括在中心区域使用磁导率相对较高的材料，从而增加线圈电感，使其直径更小。
本发明还考虑了一种过滤系统，该系统旨在隔离废物流中射频识别设备的存在，并分离该体积，从而形成二次废物流，其中，每单位体积射频识别装置的密度较高。更具体地说，过滤系统可能包括一个耦合到已知废物流区域(例如管道)的射频识别读取器以及一种有选择地将废物流的选定部分分流的方法。根据废物流的性质，可以使用不同类型的射频识别天线和射频识别装置耦合器。例如，使用水等液体液体载体时，近场读取器天线最适用。相比之下，远场射频识别天线可能更适用于输送机上的粉碎材料。
在另一替代实施例中，射频识别回路和芯片封装在两层泡沫材料之间，因此，其相对密度小于水，在回收过程中，将浮在水箱顶部。更具体地说，泡沫可能压缩，因为条带载带连接在射频识别天线附近，并因射频识别标签结构而固定在压缩状态，可最大限度地减少未压缩条带载带的视觉“反弹”。然后，在回收射频识别标签时，条带载带将恢复其未压缩状态。
在本发明的另一实施例中，磁场条带载带区域的一部分被低碳钢等磁性材料占用。使用磁性材料时，允许在回收过程中使用磁场将其分离，从而将射频识别装置从剩余的回收材料中拉出。
上述说明及附图对本发明的原理、优选实施例和操作模式进行了说明。但是，本发明不应受到上述特定实施例的限制。本领域的技术人员可以明显看出上述实施例的其他变化(例如，根据需要，与本发明某些配置相关的特征也可能与本发明的任何其他配置相关)。
因此，应将上述实施例视为说明性实施例，而非限制性实施例。因此，应认识到，在不脱离以下发明要求保护范围所定义的本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可对这些实施例进行修改。

Claims (20)

1.一种射频识别装置生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供金属箔；
将多个射频识别天线图案镶嵌在所述金属箔上；以及
切割金属箔。
2.根据权利要求1所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，进一步包括多个射频识别天线图案的镶嵌优化步骤，以减少铝箔废物。
3.根据权利要求1所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，进一步包括多个射频识别天线图案中的一个或多个图案的形状更改步骤，以对多个射频识别天线图案进行镶嵌优化。
4.根据权利要求3所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，将形状更改为三角形、正方形、矩形、六边形或非几何形状。
5.根据权利要求1所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，进一步包括在切割金属箔前将多个射频识别天线图案镶嵌图案化的步骤。
6.根据权利要求5所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，多个射频识别天线图案的镶嵌图案化包括将多个射频识别天线图案中的一个或多个图案印在油中。
7.根据权利要求1所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，进一步包括多个射频识别天线图案的胶粘剂涂覆步骤。
8.根据权利要求7所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，胶粘剂可生物降解。
9.根据权利要求7所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，胶粘剂为聚乙烯醇胶粘剂、淀粉胶粘剂或非UV固化胶粘剂。
10.根据权利要求1所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，进一步包括金属箔厚度减少步骤。
11.根据权利要求1所述的射频识别装置生产方法，其特征在于，进一步包括在金属箔全长使金属箔厚度有所不同的步骤。
12.一种射频识别(射频识别)装置回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收废物流，其中包括射频识别装置和多个非射频识别装置；
使用过滤系统过滤部分废物流，产生二级废物；以及
至少从二级废物流中回收部分射频识别装置。
13.根据权利要求12所述的射频识别装置回收方法，其特征在于，按体积计，二级废物流中的射频识别装置密度比废物流更高。
14.根据权利要求12所述的射频识别装置回收方法，其特征在于，过滤系统包括射频识别读取器。
15.根据权利要求12所述的射频识别装置回收方法，其特征在于，至少将部分射频识别装置封装在泡沫中。
16.根据权利要求15所述的射频识别装置回收方法，其特征在于，至少将部分射频识别装置封装在两层膜之间。
17.根据权利要求12所述的射频识别装置回收方法，其特征在于，至少部分射频识别装置包括磁性材料。
18.一种射频识别(射频识别)装置改进方法，其特征在于，包括以下步骤：
对射频识别装置进行映射；
根据上述映射，确定不明显改变射频识别装置性能的情况下可去除的射频识别装置的部分；以及
去除所述部分。
19.根据权利要求18所述的射频识别装置改进方法，其特征在于，通过挖空所述部分来去除。
20.根据权利要求18所述的射频识别装置改进方法，其特征在于，去除的所述部分为射频识别天线的中心。
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