CN114781571A - 用于结合至可微波食品包装中的具有屏蔽结构的rfid标签 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于结合至可微波食品包装中的具有屏蔽结构的RFID标签。提供RFID标签用于结合到可微波食物的包装中，其中RFID标签被配置以被安全地微波。RFID标签包括限定间隙并被配置成以第一频率运行的天线。RFID芯片跨越间隙电耦接到天线。屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线并覆盖RFID芯片。屏蔽结构包括屏蔽导体和屏蔽电介质，该屏蔽电介质至少部分地定位在屏蔽导体和RFID芯片之间。屏蔽结构被配置以当天线暴露于大于第一频率的第二频率时，限制跨越间隙的电压。RFID标签包括RFID芯片和电耦接到RFID芯片的天线。

Description

用于结合至可微波食品包装中的具有屏蔽结构的RFID标签
本申请是分案申请，原申请的申请日为2017年12月28日，申请号为201780081477.9，发明名称为“用于结合至可微波食品包装中的具有屏蔽结构的RFID标签”。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月29日提交的美国临时专利申请号62/440,408和2017年8月1日提交的美国临时专利申请号62/539,817的优先权和权益，其每一个通过引用以其全部并入本文。
技术领域
本主题涉及用于可微波食物的包装。更特别地，本主题涉及被结合到可微波食物的包装中的射频识别(“RFID”)标签。
背景技术
众所周知，用于可微波食物的包装包括烹饪辅助装置(cooking aids)，所述烹饪辅助装置与食物一起放入微波炉中用于烹饪/加热食物。例如，具有外壳(酥皮，crust)的食品如冷冻馅饼或含馅面包可以受益于“脆性套筒(crisping sleeves)”，所述“脆性套筒”是在微波过程中至少部分地围绕食物的纸制物品。通常，“脆性套筒”具有纸质基底，其中感受器被结合到“脆性套筒”的内表面中，面向食物并优选地与食物接触。感受器可以是金属化薄膜，其吸收微波能量并将其转化为热量，这使食物的外壳或表面变脆和/或变褐，从而改善食物的外观和质地。由于用作感受器的膜的吸收性质，所以相对低水平的能量被其反射，使得它不会由于在膜的相邻部分之间产生高差分电压而触发电弧，否则会导致包装着火。
还已知将RFID技术如RFID标签结合到产品包装中以各种目的，包括库存管理和防盗。图1示出了根据常规设计的RFID标签T，其可以被固定到或者以其它方式与外壳联接，该外壳类似于关于图1A的可微波食物的包装9的图1A的外壳13(通常为纸或纸板套筒或盒)。图1A的包装9的整体不旨在被微波，而是将食物(以及任选地，“脆性套筒”或类似物)从图1A的外壳13中取出并插入到微波炉中进行加热/烹饪。
图1的RFID标签T包括RFID芯片C，其具有联接的偶极天线A，用于向RFID读取器(未图示出)发送信息和/或从RFID读取器接收信息。RFID芯片C跨越由两个导体衬垫(pad)区域P之间的天线A限定的间隙G电耦接到天线A.
在某些时候，RFID标签本身必须具有间隙，跨越该间隙放置RFID芯片，当在读取器设备的场中时，该间隙具有在预期运行频率下的电压。在RFID芯片C上需要的入射功率可以低至10微瓦，然而微波炉通常可以在超过800瓦的功率水平下工作，这可以跨越间隙G和联接的RFID芯片C产生非常高的电压。天线A被设计成在第一频率F1(例如在大约860MHz到930MHz的范围内)下工作，天线A从RFID读取器获取第一频率F1下的入射功率并将其转化为跨越RFID芯片C的电压从而允许其运行。
当RFID标签T被置于微波炉中时，由微波炉施加的第二频率(在图1中以F2识别，通常为大约2,450MHz的量级)也可以入射在天线A上。天线A未被设计以在第二频率F2下运行，因为以第二频率F2入射的非常高的功率水平(power levels)将在天线A上产生高电压。这些高电压可以出现在天线A上的许多位置；然而，通过如在天线元件之间引入大间隙L和受控半径(通常在图1中以R标识)的方法，可以避免将产生高击穿电压并因此产生电弧的跨越所述元件的电压。然而，由RFID芯片C桥接的间隙G必然相对较小，因此，在第二频率F2下产生高电压，该高电压可能导致击穿并产生电弧。类似地在图1A中描绘；偶极天线17可以接收微波能量(在图1A中以M识别)并反射微波能量(在图1A中以R表示)进入微波源。有可能在偶极天线17的相邻区段之间产生电弧(该位置可以在偶极天线17的两个传导性元件之间，在图1A中以19识别)。另外，参考图1A，常规RFID标签11的偶极天线17由相对厚的低电阻导体形成，其具有与用于限定典型感受器的金属膜不同的特性。例如，普通感受器由金属涂覆膜制成，其光密度范围为0.18至0.29，对应于100欧姆至230欧姆的薄层电阻，然而小于1欧姆/方块的材料通常用于形成RFID标签11的天线18。由于偶极天线17的特性，如果RFID标签11在微波食物之前没有与食物分离(即，如果图1A的整个包装9被置于微波炉中)，则RFID标签11可能引起问题。
为了避免这类性质的问题，图1和1A的RFID标签T和11分别被典型地配置以可容易地从食物上移除或以其它方式与食物分离，如通过将其固定到包装的外壳上，所述包装的外壳可以包括不对外壳进行微波的说明。然而，用户可能未能采取适当的注意，可能将整个包装(包括在图1和1A中分别示出的RFID标签T和11)与食物一起置于微波炉中，从而未能将RFID标签T或11与食物分离。因此，提供可以进行微波而不会导致与微波常规RFID标签T或11有关的问题的RFID标签将是有益的。
发明内容
本主题的若干方面可以单独或一起地体现在下面描述和要求保护的装置和系统中。这些方面可以单独使用或与本文描述的主题的其他方面组合使用，并且这些方面的一起描述并不旨在排除这些方面的单独使用或者这些方面单独或以可在所附权利要求中所述的不同的组合的要求。
在一个方面，RFID标签包括限定间隙并配置成以第一频率运行的天线。将RFID芯片和天线跨越间隙电耦接到天线。将屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线并覆盖RFID芯片。屏蔽结构包括屏蔽导体和屏蔽电介质，该屏蔽电介质至少部分地定位在屏蔽导体和RFID芯片之间。屏蔽结构被配置以当天线暴露于大于第一频率的第二频率时，限制跨越间隙的电压。
在另一方面，提供了用于可微波食物的包装。该包装包括外壳和固定到外壳的RFID标签。RFID标签包括限定间隙并配置成以第一频率运行的天线。将RFID芯片跨越间隙电耦接到天线。将屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线并覆盖RFID芯片。屏蔽结构包括屏蔽导体和屏蔽电介质，所述屏蔽电介质至少部分地定位在屏蔽导体和RFID芯片之间。屏蔽结构被配置以当天线暴露于大于第一频率的第二频率时，限制跨越间隙的电压。
在另一方面，RFID标签包括限定间隙并配置成以第一频率运行的天线。将RFID芯片跨越间隙电耦接到天线。将屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线并覆盖RFID芯片。屏蔽结构包括屏蔽导体和屏蔽电介质，所述屏蔽电介质至少部分地定位在屏蔽导体和RFID芯片之间。将第二屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线，位于RFID芯片下方。屏蔽结构被配置以当天线暴露于大于第一频率的第二频率时，限制跨越间隙的电压。
在另一方面，提供了用于可微波食物的包装。该包装包括外壳和固定到外壳的RFID标签。RFID标签包括限定间隙并配置成以第一频率运行的天线。将RFID芯片跨越间隙电耦接到天线。将屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线并覆盖RFID芯片。屏蔽结构包括屏蔽导体和屏蔽电介质，所述屏蔽电介质至少部分定位在屏蔽导体和RFID芯片之间。将第二屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线，位于RFID芯片下方。屏蔽结构被配置以当天线暴露于大于第一频率的第二频率时，限制跨越间隙的电压。
在另一方面，天线由具有范围为大约100欧姆至大约230欧姆的薄层电阻的天线组成。在另一方面，RFID标签包括RFID芯片和电耦接到RFID芯片的天线。天线由导体组成，所述导体由具有不同热膨胀系数的基础材料和第二材料形成，被配置以在经受加热后使天线破裂成多块。
在又一方面，提供了用于可微波食物的包装。该包装包括外壳、RFID标签和夹在RFID标签和外壳之间的接合(joinder)材料。RFID标签包括基底和与基底联接的RFID标签。RFID标签包括RFID芯片和电耦接到RFID芯片的天线。接合材料具有比天线更大的电阻。
附图说明
图1是根据常规设计的RFID标签的俯视平面图；
图1A是根据常规设计的结合RFID标签的可微波食物的包装的立体图；
图2A是可以被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的俯视平面图；
图2B是固定到可微波食物的包装上的图2A的RFID标签的部分的横截面侧视图；
图3A是可以被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的另一实施方式的俯视平面图；
图3B是固定到可微波食物的包装上的图3A的RFID标签的部分的横截面侧视图；
图4A是可以被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的第三实施方式的俯视平面图；
图4B是图4A的RFID标签的部分的横截面侧视图；
图5是可以被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的第四实施方式的俯视平面图。
图6A是可以被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的第五实施方式的俯视平面图；
图6B是固定到可微波食物的包装上的图6A的RFID标签的部分的横截面侧视图。
图7A是可以被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的第六实施方式的俯视平面图；
图7B是图7A的RFID标签的部分的横截面侧视图；和
图8示例了根据本公开的方面的RFID标签的部分的基本等效电路。
图9是根据本公开的方面的结合RFID标签的可微波食物的包装的立体图。
图10是可被结合到可微波食物的包装中的根据本公开的方面的RFID标签的天线的替代实施方式的俯视平面图；
图10A是加热后的图10的天线的俯视平面图；和
图11是根据本公开的方面的结合RFID标签的可微波食物的包装的替代实施方式的分解立体图。
具体实施方式
根据需要，本文公开了本发明的详细实施方式；然而，应该理解，所公开的实施方式仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式体现。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制的，而仅仅作为权利要求的基础，并且作为教导本领域技术人员以实际上任何适当的方式不同地引用本发明的代表性基础。
图2A和2B示出了根据本公开的RFID标签10，而图2B示出了RFID标签(通常指定为10)，其固定到可微波食物的包装(通常指定为14)的外壳12(例如，纸盒)。包装14可以包括被配置以与食物一起微波的其他物品，如“脆性套筒”。RFID标签10可以通过任何合适的方法被结合到包装14中，虽然RFID标签10被固定到图2B的实施方式中的外壳12，但是RFID标签10可以与其他实施方式中的包装14的另一部分(例如，容纳在外壳12内的“脆性套筒”)联接。进一步，虽然本文将RFID标签描述为被结合到可微波食物的包装中，但应理解，根据本公开的RFID标签可用于许多可能的应用中的任何一种，特别是当考虑到它们可能暴露于显著高于RFID标签的天线预期运行的频率(本文称为“第一频率”)的频率(本文称为“第二频率”)时。
RFID标签10包括天线16，其中RFID芯片18被电耦接于其上。天线16被提供为偶极天线，其由限定两个导体衬垫区域22之间的由RFID芯片18桥接的间隙20的导体形成(图2A)。天线16和RFID芯片18可以通常根据常规设计提供(例如，如上面关于图1的实施方式所述)，其中天线16被设计成以可以在大约为860MHz至930MHz的范围内的第一频率运行。如在常规的RFID标签T中，天线16以第一频率获取入射功率并将其转换为跨越RFID芯片18的电压从而允许其运行。
RFID芯片18可以采用多种形式中的任何一种(包括本领域普通技术人员通常称为“芯片”或“带(strap)”的那些类型)，包括多种可能的组件中的任何一种并被配置以执行多种可能功能中的任一种。例如，在一个实施方式中，RFID芯片18包括用于控制RFID标签10的RF通信和其他功能的集成电路。
RFID标签10进一步包括屏蔽结构(通常指定为24)，其由屏蔽导体26和屏蔽电介质28组成。屏蔽导体26由具有传导特性的材料形成，并且如将更详细地描述的，可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种配置。屏蔽电介质28由具有介电特性的材料形成，并且如将更详细地描述的，可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种配置。例如，在图2A和图2B的实施方式中，屏蔽导体26和屏蔽电介质28通常是平的或平面的，形状基本上相同，并且在屏蔽导体26的周边与屏蔽电介质28的周边重合的情况下定向。在其他实施方式中，屏蔽导体和屏蔽电介质可以至少部分地不对齐地进行不同配置和/或定向(即，在屏蔽导体的部分延伸超出屏蔽电介质的周边和/或屏蔽电介质的部分延伸超出屏蔽导体的周边的情况下)。
将屏蔽结构24跨越间隙20电耦接到天线16，通过电容耦接间隙20的任一侧上的导体衬垫区域22(图2A)。如图2B中所示，屏蔽结构24覆盖RFID芯片18，其中屏蔽电介质28至少部分地定位在RFID芯片18和屏蔽导体26之间。屏蔽结构24可以覆盖或遮盖间隙20的全部(如图2A和2B中)或仅仅间隙20的部分。
如上所述，RFID标签10可以暴露于以第一或第二频率运行的信号。当RFID标签10暴露于第一频率时，屏蔽结构24跨越间隙20形成局部短路。然而，天线16被配置以补偿局部短路的存在，从而允许RFID标签10正常运行。
如上所述，当常规的RFID标签T暴露于第二频率F2时，跨越间隙G的大电压上升，这造成产生电弧的风险。如果第二频率F2下的电压和功率被充分限制，则RFID芯片C可以幸存，但主要目的是防止可能点燃RFID标签T或其结合的包装14的电弧。当RFID标签10暴露于第二频率时，图2A和图2B的屏蔽结构24通过“短路(shorting)”跨越间隙20(以及因此RFID芯片18)上产生的高电压来提供该功能，从而将电压降低到可能导致击穿和可能的电弧(其防止点燃)的水平以下。因此，与常规RFID标签T不同，RFID标签10可以被置于微波炉中并且暴露于伴随的高频信号(其可以是大约2,450MHz的量级)而没有点燃风险。
如上所示，可以在不脱离本公开的范围的情况下不同地配置屏蔽结构。例如，图3A和3B示出了RFID标签(通常指定为10a)的实施方式(和图3B中的联接的包装，通常指定为14a)，其中屏蔽结构24a包括不同配置的屏蔽电介质28a(图3B)。在图3A和3B的实施方式中，屏蔽电介质28a被结合到压印层压层(over-lamination layer)中，其覆盖RFID芯片18、间隙20的至少部分、以及天线16的导体衬垫区域22的至少部分(图3A)。屏蔽导体26a可以包括图案化导体，以提供所需的桥接和屏蔽效果。如图3B中最佳所示，屏蔽导体26a和屏蔽电介质28a的尺寸和形状可以不同，其中屏蔽导体26a小于屏蔽电介质28a被结合到其中的压印层压层。
图4A和4B示例了根据本公开的RFID标签(通常指定为10b)的另一实施方式。在图4A和4B的实施方式中，屏蔽结构(通常指定为24b)被跨越间隙20结合到由带状导体30和带状基底32(连同RFID芯片18)组成的RFID带中，所述RFID带被电耦接到天线16。屏蔽结构24b可以由施加到带状基底32的屏蔽导体26b组成，所述带状基底32用作屏蔽电介质28b。带状基底32(以及本文所述的任何其他屏蔽电介质)可以由多种材料中的任何一种形成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯。
图5示例了具有不同配置的屏蔽结构24c的RFID标签(通常指定为10c)的另一个实施方式。在图5的实施方式中，屏蔽导体26c包括延伸区域34，其可以使屏蔽导体26c的尺寸增大超过联接的屏蔽电介质(在图5中不可见)的尺寸。与其他实施方式——其中屏蔽结构被主要地配置并定向以覆盖或遮盖间隙20——相反，屏蔽导体26c的延伸区域34被定向以不覆盖间隙20(或天线16)，而是定位于天线16和间隙20的侧面，远离天线16延伸。在不脱离本公开的范围的情况下，屏蔽导体26c的延伸区域34的尺寸和构型可以不同，一个实施方式中尺寸与图2A和图2B的屏蔽导体26大约相同，在另一个实施方式中大于图2A和2B的屏蔽导体26，以及在又一个实施方式中小于图2A和2B的屏蔽导体26。
无论屏蔽导体26c的延伸区域34的具体尺寸和配置如何，延伸区域34都有助于耗散间隙20上产生的热量。由于这种效果通过增加延伸区域34的尺寸而增强，所以相对大的延伸区域34对于改善散热可能是有利的。延伸区域34(连同屏蔽导体26c的其余部分以及本文所述的其他屏蔽导体中的任何一个)可由不可燃材料形成，如但不限于铝材料、耐热、阻燃纸(Flex Dura HR，http://www.flexlinkllc.com/heat-resistant-paper.html)和不可燃粘合剂(Eclectic E6000 Adhesive，http://eclecticproducts.com/products/e6000.html)，以为可以跨越间隙20产生的任何电弧提供屏障，从而防止火势蔓延。
图6A和6B示例了具有不同配置的屏蔽结构24d的RFID标签(通常指定为10d)(和通常指定为14d的联接的包装，在图6B中)的又一个实施方式。在图6A和6B的实施方式中，屏蔽电介质28d由这样的材料形成，所述材料在由高功率微波场引起的类型的高电压下经历可逆或不可逆电介质击穿。通过这样的配置，可以增强在(例如，微波场中的)第二频率的存在下屏蔽结构24d提供的短路效应。在此实施方式中(以及在本文所述的其他实施方式中)，屏蔽导体26d可以通过将传导材料(其变成和限定屏蔽导体26d)印刷到屏蔽电介质28d上(如压印层压)来形成。
单个RFID标签可以包括多于一个的屏蔽结构，如图7A和7B的实施方式中所示。在图7A中，RFID标签(通常指定为10e)被提供有通常根据先前图3A和3B的实施方式的描述的第一屏蔽结构(通常指定为24e)。并非RFID标签10e的天线16可以自由地直接连接到包装的外壳(如图3B中)，而是第二屏蔽结构(通常指定为24f)(图7B)与天线16的下侧联接，其中第二屏蔽结构24f位于RFID芯片18下方(即，其中屏蔽结构24e和24f电耦接到天线16的相对面)。第二屏蔽结构24f的屏蔽电介质28f接触天线16的下侧，而联接的屏蔽导体26f被自由地固定或以其他方式联接到可微波食品等的包装的外壳。
在示例的实施方式中，第二屏蔽结构24f与第一屏蔽结构24e基本相同，但是在本公开的范围内，第二屏蔽结构24f的屏蔽导体26f和/或屏蔽电介质28f与第一屏蔽结构24e的屏蔽导体26e和屏蔽电介质28e不同地配置。无论两个屏蔽结构24e和24f的具体配置如何，通过将其提供在天线16的两个面上，另外的屏蔽被提供。此另外的屏蔽涉及另外的“短路”，因为现在跨越间隙20存在两个局部短路。然而，根据先前图2A和2B的实施方式的描述，天线16被配置以补偿局部短路的存在，从而允许RFID标签10e在暴露于第一频率时正常运行。
图8是表示根据本公开的RFID标签10的基本组件的基本等效电路。在图8中，由天线16限定的间隙20由RFID芯片18(由电阻器Rp和电容器Cp表示)和屏蔽结构24桥接，所述屏蔽结构24包括屏蔽导体26和屏蔽电介质28(由两个相同的串联电容器CB表示)。屏蔽电介质28的总电容是用于表示图8中的屏蔽电介质28的单独电容器CB的电容的一半。这是使用标准公式计算的，其中串联电容器的总电容是所有电容倒数之和的倒数。
屏蔽电介质28的阻抗等于2×π×F×总电容的乘积的倒数，其中F是给RFID标签10供电的频率。因此，如果第一频率为大约800MHz的量级并且第二频率为大约2,400MHz的量级，则阻抗在第一和第二频率之间下降到大约三分之一，这增强了“短路”，和因此，增强了在第二频率下的屏蔽效果。
另外，可能在相邻区段(即间隙G和联接的RFID芯片C)之间产生电弧。这部分是由于相邻区段被材料(即空气或其他元件)包围，所述材料具有比跨越所述相邻区段的所述差分电压所获得的电场的介电强度更低的介电强度。也可能产生并加剧电弧——部分由于围绕所述区段的材料因RF电流沿着所述相邻区段间隙G和芯片C流动/流动通过所述相邻区段间隙G和芯片C而达到一定温度，，这降低了周围材料的介电强度以及产生了可燃/易燃挥发物。可以避免这种电弧——在不利用通过用以下材料包围所述区段而造成的屏蔽的情况下，所述材料具有诸如介电强度能够承受所述区段处的电场的特性，以及具有耐热、阻燃和不可燃的特性，即耐热和阻燃纸和不可燃粘合剂(一种或多种)。
此外，在本发明的相同范围内，公开了另外的实施方式。在图9示例的实施方式中，外壳23与RFID标签25联接，所述标签25包括RFID芯片27——其中天线29与其电耦接。天线29由导体31形成，所述导体31的电阻大于常规RFID标签11的天线18的电阻，这允许包装21(包括RFID标签25)被安全地微波。例如，导体31可以具有与感受器的薄层电阻相当的薄层电阻(即，在大约100欧姆至大约230欧姆的范围内)。与感受器类似，导体31还可具有大约0.18至0.29的范围内的光密度。通过这样的配置，当RFID标签25被微波时，RFID标签25以感受器被微波时起作用的方式起作用——通过吸收微波能量M并升温以及反射最小能量R’，而不是反射高水平的能量到微波源或产生电弧。
与典型的RFID标签11的偶极天线17相比，导体31的较高薄层电阻可能影响天线29的效能。虽然材料的薄层电阻(在给定厚度下以欧姆/方块进行测量)是固定值，但是通过增加导体31的面积(例如，通过增加其厚度)可以有效地降低RF电流流过导体31所经历的电阻。针对RF电流这在降低电阻方面是特别有效的，因为相比于DC电流趋肤深度是一个更重要的因素，原因在于RF电流在导体31的外表面中流动的趋势(即，随着导体厚度相对于趋肤深度减小，RF电阻变得比直流电阻更高)。因此，对于天线29具有相对大的面积或厚度以降低RF电阻可能是有利的。
与偶极天线相比，槽-环(slot-loop)混合天线的导体通常具有更大的面积，使得对于天线29作为槽-环混合天线(有时被称为“sloop”天线)被提供(如图9所示)可能是有利的。这种槽-环混合天线29可以由包括导体片材的导体31形成，在示例的实施方式中，所述导体31通常是矩形的，其中槽33被限定于其中并且定位在导体片材31的边缘或端部35处。如示，槽33可以在封闭端37和开口端39之间延伸，所述开口端39与导体片材31的端部或边缘35联接。虽然天线29被配置为槽-环混合天线具有各种优点，但是被不同配置的天线29也在本公开的范围内。
进一步观察RFID芯片27，它可以采用多种形式中的任一种(包括本领域普通技术人员通常称为“芯片”或“带”的那些类型)，包括多种可能组件中的任一种并且被配置以执行多种可能功能中的任一种。例如，在一个实施方式中，RFID芯片27包括用于控制RF通信和RFID标签25的其他功能的集成电路。在示例的实施方式中，RFID芯片27的两端或两点在槽33的相对侧处邻近槽33的开口端39连接到导体片材31，其用于将RFID芯片27电耦接到导体片材31。
根据本公开的另一方面——其可以被结合到图9的RFID标签25的天线29中或者可以被分开地实施，适合于结合到可微波食物的包装中的RFID标签41(图10和10A)可以被配置以在经受微波炉中的加热后破裂成多块或以其他方式分离。通过破裂，减少了与微波场的相互作用，从而避免了当在微波炉中加热RFID标签41时过度反射微波能量和/或产生电弧的潜在问题。如果需要，这种配置允许RFID标签41的天线45的导体43的电阻低于图9的实施方式(例如，小于100欧姆的薄层电阻)。
根据图9的RFID标签25的前述描述提供图10中所示的RFID标签41，其中RFID芯片47电耦接到槽-环混合天线45的导体片材43，但是天线45可以在不脱离本公开的范围的情况下被不同地配置。
无论天线45的具体配置如何，其导体片材43优选地由具有不同热膨胀系数的至少两种材料(基础材料和第二材料——其可以比基础材料以更少的量提供)形成。通过这种配置，材料在被加热时(例如，在微波炉中)以不同的速率膨胀，直到导体片材43破裂成多块或以其他方式分离。在不脱离本公开的范围的情况下，材料的热膨胀系数的差异大小可以变化，尽管相对大的差异可能是有利的，以更快地导致导体片材43在加热后破裂或以其他方式分离。
在一个示例性实施方式中，导体片材43可以由诸如塑料材料的基础材料和诸如金属材料或传导性墨的第二材料形成，它们具有不同的热膨胀系数。更具体地，基础材料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(其具有大约60m/(mK)的热膨胀系数)，而第二材料是铝(其具有大约22m/(mK)的热膨胀系数)。当粘合在一起并加热时，铝最终会断裂，从而致使RFID标签41不运行或至少使得RFID标签41在较低水平下运行，这减少了RFID标签41和微波场之间的相互作用。虽然在该实例中基础材料具有比第二材料更大的热膨胀系数，但是第二材料具有更大的热膨胀系数在本公开的范围内。此外，在一个实施方式中，可以通过包括一个或多个弱质点或线(在图10A中是明显的)如厚度减小的刻痕或变薄区域来促进这种断裂，这促使导体片材43在特定的一个或多个位置断裂。
如果希望采用根据常规设计的RFID标签11，则可以修改将其结合到可微波食物的包装49中的方式。图11示例了结合根据常规设计的RFID标签11(如图1A中)的包装49，但是RFID标签11如图9和图10中地被配置也在本公开的范围内。
包装49的外壳51被提供有应用于其表面中的一个或多个(在图11中示例为外表面)的接合材料53。接合材料53可以作为相对薄的层或材料片材存在，其电阻高于RFID标签11的天线17的电阻(例如，在大约100欧姆到大约230欧姆的范围内的薄层电阻)。优选地，接合材料53具有基本均匀的厚度，但是接合材料53具有不均匀的厚度也在本公开的范围内。接合材料53的平均厚度小于RFID标签15的天线17的厚度(例如，对于包含铝材料的接合材料53，接合材料53的平均厚度可以在大约10nm至大约100nm的范围内)可能是有利的。
在一个实施方式中，接合材料53包括金属膜。在另一个实施方式中，接合材料53包括具有适当传导性的墨。在其他实施方式中，接合材料53可以被不同地配置，条件是其具有适当高的电阻(即，电阻至少大于联接的RFID标签11的天线17的电阻，并且更优选地，薄层电阻在大约100欧姆至大约230欧姆的范围内)。
在图11的实施方式中，RFID标签11的基底55(RFID芯片15和天线17安装至其上)以将接合材料53夹在或插入RFID标签11与外壳51之间的方式与外壳51联接。接合材料53本身可具有粘合剂特性以使RFID标签11相对于外壳51固定，或者可提供单独的装置以将RFID标签11固定到接合材料53(例如，施加到基底55下侧的粘合剂)。因此，将外壳51与接合材料53和RFID标签11的制造分开允许制造中更大的灵活性。通过提供具有相对高的电阻的接合材料53，RFID标签11的有效薄层电阻增加，从而增加了吸收RF能量和升温的趋势，而不是产生电弧。
在不脱离本公开的范围的情况下，接合材料53可以被不同地配置。例如，接合材料53可以具有与联接的RFID标签11的基底55的周边基本上重合的周边、延伸超出联接的RFID标签11的基底55的整个周边的周边、完全包含在联接的RFID标签11的基底55的周边内的周边、或者在至少一个位置延伸超出联接的RFID标签11的基底55的周边，而在另一个位置处包含在联接的RFID标签11的基底55的周边内的周边。另外，接合材料53的周边可以具有与联接的RFID标签11的基底55的周边相同的形状或不同的形状。
在未示例的相同发明的另一个方面，提供了用于可微波食物的包装。该包装包括外壳和固定到外壳的RFID标签。RFID标签包括限定间隙并配置成以第一频率运行的天线。将RFID芯片跨越间隙电耦接到天线。将屏蔽结构跨越间隙电耦接到天线并覆盖RFID芯片。屏蔽结构包括屏蔽导体和屏蔽电介质，屏蔽电介质至少部分地定位在屏蔽导体和RFID芯片之间。屏蔽结构被配置以当天线暴露于大于第一频率的第二频率时限制跨越间隙的电压。包装的外壳被提供有先前描述的接合材料53，施加到其表面中的一个或多个(类似地在图11中示例为外表面)。接合材料53可以作为相对薄的层或材料片材存在，其电阻高于RFID标签11的天线17的电阻(例如，在大约100欧姆至大约230欧姆的范围内的薄层电阻)。
本发明还考虑但不限于以下本文所述的可微波RFID的测试方法。在一种方法中使用的设备包括基于如12000瓦炉的逆变器技术。例如，可以利用
Figure BDA0003611799830000101
型号JE 2251SJ02。另外，使用一定规模(a scale of)和多个用于容纳样品的塑料容器。在测试方法的一个实施方式中，冷冻的碎牛肉用作样品。使用冷冻碎牛肉的测试方法的步骤如下：1)制备样品。可以使用各种重量。在一个实例中，使用五(5)盎司样品。2)将样品放置在一半的容器中，以确保样品在不同测试之间一致地覆盖容器的底部。3)将样品冷冻大约十二(12)小时。4)将至少一个RFID标签粘附到保持样品的容器的底部，并将样品放置在微波炉内的旋转板上。在一个实施方式中，将样品置于微波炉内的旋转板的中心。5)将样品在全功率设置下微波两(2)分钟。本测试方法考虑可以使用若干不同的功率设置和时间来测试样品。6)确定是否存在“火花”或“电弧”。
应当理解，上述实施方式示出了本主题的一些原理的应用中的一些。在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行许多修改，包括在此单独公开或要求保护的那些特征的组合。由于这些原因，在本文件中范围不限于以上描述，而是在所附权利要求中阐述，并且应当理解，权利要求可以涉及本文的特征，包括为本文单独公开或要求保护的特征的组合。

Claims (6)

1.RFID标签，其包括：
RFID芯片；和
电耦接到所述RFID芯片的天线，其中所述天线由导体组成，所述导体由具有不同热膨胀系数的基础材料和第二材料形成，被配置以使得所述天线在经受加热后破裂成多块。
2.权利要求1所述的RFID标签，其中所述基础材料是塑料材料，而所述第二材料是金属材料或传导性墨。
3.权利要求1所述的RFID标签，其中所述基础材料以比所述第二材料更大的量被提供，并且具有比所述第二材料更低的热膨胀系数。
4.权利要求1所述的RFID标签，其中所述基础材料以比所述第二材料更大的量被提供，并且具有比所述第二材料更大的热膨胀系数。
5.权利要求1所述的RFID标签，其中所述导体包括至少一个弱质点或线，所述至少一个弱质点或线具有比所述导体的另一区段更小的厚度。
6.权利要求1所述的RFID标签，其中所述天线被配置为槽-环混合天线。
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