CN1993703A - 射频识别装置与形成方法 - Google Patents

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S·A·林德
T·C·威克利
D·J·普里斯顿
S·C·肯尼迪
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Abstract

射频识别嵌入物(inlay)包括芯片与天线之间的电气连接。该电气连接包括导电的插入件导线和电容性耦合。电容性连接可以通过置于天线与内插导线之间的电介质垫片(dielectric pad)使二者非常接近，以允许天线与插入件导线的电容性耦合。电容性耦合包括至少一个特征以降低至少一项以下影响：(1)插入件导线与天线的未对准(misalignment)；(2)电介质材料的厚度变化。

Description

射频识别装置与形成方法
技术领域
[0001]本发明涉及射频识别(RFID)标签(Tag)与标志(label)领域，以及此类装置的具体配置与制造方法。
背景技术
[0002]射频识别标签与标志结合了天线与模拟和/或数字电子器件，例如，可能包括通信电子器件，数据存储器和控制逻辑。射频识别标签与标志被广泛用于将物品与识别码联系起来。例如，射频识别标签可与汽车的安全锁结合使用，还可用于楼宇建筑物的出入控制以及用于追踪库存与包裹。一些射频识别标签与标志的例子出现在美国专利第6,107,920号，第6,206,292号，第6,262,692号中，所有这些专利作为参考文献并入本申请中。
[0003]射频识别标签与标志包括含有电源的有源标签，和不含电源的无源标签和标志。对于无源标签，为从芯片取回信息，“基站”或者“读卡器”会向射频识别标签或者标志发射激励信号。激励信号为标签或者标志提供能量，并且射频识别电路将所存储的信息传回读卡器。读卡器对来自于射频识别标签的信息进行接收和解码。通常，射频识别标签可以保存和传输足够的信息用以唯一地识别个人、包裹、库存等等。对于信息只写一次(但是信息可以重复读出)和在使用时写入信息的应用，可以对射频识别标签与标志进行特性化。例如，射频识别标签与标志可以存储环境数据(可被相关的传感器检测到)，物流记录和状态数据等。
[0004]Moore North America有限公司所持有的美国专利第6,451,154号公开了射频识别标志的制造方法，该专利作为参考文献整体并入本申请。美国专利第6,451,154号公开的方法使用了射频识别引入线的许多不同的源，每个引入线包含一个天线和一个芯片。多个网状物(web)匹配在一起，射频识别标志是从网状物中冲切下来的，以用来制造有底衬(liner)的射频识别标志。可选择地，无底衬的射频识别标志由复合网状物生产，复合网状物一面是释放(release)材料，另一面是压敏粘合剂，标志通过在网状物上穿孔来形成。可能还存在其他可选择的方法。
[0005]Plettner持有的美国专利申请公布号第US2001/0053675中也公开了其他射频识别装置和射频识别标志的制造方法，该专利作为参考文献整体并入本申请。这些装置包含一个发射机应答器，-该发射机应答器包括拥有接触垫片或接触焊盘和至少两个耦合元件的芯片，耦合元件与接触垫片导通连接。耦合元件互不接触，并以自支撑以及自立方式形成，且与芯片平面基本平行延伸。发射机应答器的总安装高度基本上与芯片的安装高度相对应。耦合元件的尺寸和几何形状适于用作偶极子天线或与估值单元(evaluation unit)结合一同作为平板电容。比较典型的是，发射机应答器在晶片级别即被制作。耦合元件可与直接在晶片级的芯片的接触垫片接触，也就是说在从晶片提供的分组中提取出芯片之前。
[0006]很多应用需要尽量减小电子器件的尺寸。为了在射频识别引入线中连接装有天线的微小芯片，众所周知，可以采用一种被称作“条带(Straps)”，“插入件或中介器”或者“承载件(Carrier)”的结构以便于嵌入物制造。插入件包含导线或者与芯片的接触垫片电耦合的垫片，以用于与天线耦合。这些垫片相较于没有插入件而直接布局的精确排列的集成电路，提供了更大的有效电接触面积。更大的接触面积降低了制造过程中对集成电路布局的准确性要求，同时提供了有效的电连接。集成电路的布局与安装严重制约了高速制造。现有技术公开了多种射频识别条带或者插入件结构，较典型的是使用承载插入件的接触垫片和导线的韧性衬底(flexible substrate)。
[0007]Morgan Adhesives Company(“Morgan”)的欧洲专利申请第EP1039543 A2号中公开了现有技术中一种采用插入件的射频识别引入线的制造。此专利申请公开了一种采用插入件的集成电路芯片(IC)安装方法，该插入件跨越导电薄膜天线的两个薄导电薄膜部分之间的空隙连接。插入件包含一个拥有两个印刷的导电油墨垫片的薄衬底。据说，通过将集成电路安装在使用压敏导电性粘合剂而物理及电连接至天线部分的插入件上，此种方法适合于射频识别标签的大规模生产。压敏导电性粘合剂为插入件接触垫片和天线部分之间提供了直接的电连接。
[0008]另一种使用插入件的现有的射频识别引入线制造类型基于一种将微电子元件制造成微小电子模块的技术，此方法来自加利福尼亚州的Morgan Hill的Alien Technology Corporation(“Alien”)。Alien开发了制造被称作“纳米块”(“NanoBlock”)的微小电子模块的技术，然后将微小电子模块沉积在下层衬底上的凹入部分中。为接受微小电子模块，平面衬底200(图1)被压印大量受体井(receptorwell)210。受体井210通常以某种图案形成于衬底之上。例如，在图1中，受体井210形成了一个根据需要可以只在衬底的预定义部分上延展或者延展至基本遍及整个衬底的宽度和长度的简单的矩阵图案。Alien在这项技术上拥有许多专利，包括美国专利第5,783,856号；第5,824,186号；第5,904,545号；第5,545,291号；第6,274,508号和第6,281,038号，所有这些专利作为参考文献并入本申请中。更多信息可以在Alien的专利合作条约的公开物中找到，包括WO 00/49421；WO 00/49658；WO 00/55915；WO 00/55916；WO 00/46854和WO 01/33261，所有这些专利作为参考文献整体并入本申请中。
[0009]在美国专利第6,606,247号中，Alien的“纳米块”技术适于为制造射频识别引入线而生产插入件。载体衬底或插入件被耦合到凹陷于插入件的表面之下的集成电路。插入件还包含使用金属连接器与集成电路互连的第一和第二载体连接垫片。平面天线衬底承载了拥有各自的第一和第二接受连接垫片的第一天线部分。使用载体连接垫片和接受连接垫片，载体衬底耦合入天线衬底。在Morgan的欧洲公开第EP1039543 A2号中，集成电路安装在插入件衬底表面上的插入件接触垫片之上；与之相对，在美国专利第6,606,247号中，芯片被置于插入件衬底的凹入部分中，并且载体连接垫片形成于集成电路之上。尽管如此，在第EP 1 039 543 A2号和美国专利第6,606,247号中，插入件或者条带垫片都是通过使用导电性粘合剂直接与天线部分电连接的。
[0010]如上所述，采用插入件的射频识别引入线通过促进有效的集成电路至天线的机械和电气连接而在高速生产方面拥有固有的优势。但是，为了提供采用插入件的高效的嵌入物制造工艺，其他实质性的生产问题必须解决。同此普通转让的美国出版的专利申请第2003/0136503 A1号，公开了制造射频识别插入件并将其固定到天线网状物上的工艺。插入件被与密集布满集成电路(即，相邻集成电路之间的间距很小)和插入件导线的网材(webstock)或片材(sheetstock)分割或分隔开来。之后，插入件被转移(transport)，“转位或进行索引标记(index)(分散开来)”，并且顺次固定到包含典型地以非常大的间距间隔开的天线的网材上。
[0011]采用插入件制造嵌入物的另一个需要解决的问题是插入件(和插入件导线)至天线的可靠的高速的机械和电气耦合。相对于Morgan的EP 1 039 543 A2和Alien的美国专利第6,606,247号，本发明使用非导电性粘合剂来将插入件导线机械耦合至天线部分。由于固化时间要求和生产周期时间的减少，与导电性粘合剂相比，非导电性粘合剂可以利于高速生产。尽管如此，由于粘合剂不导电，必须采取其他机制(除了通过粘合剂来实现电传导以外)来提供插入件导线到天线部分的电耦合。
[0012]从前述内容中可以看到，在射频识别标签和装配这些标签方面存在改进余地。
发明内容
[0013]根据本发明的一个方面，射频识别嵌入物包括一个嵌入物衬底；嵌入物衬底上的天线；插入件或中介器，它包含一个有触点的射频识别芯片，和可操作地耦合至芯片触点的插入件导线；将插入件固定到嵌入物衬底上的非导电性粘合剂；和可操作地耦合插入件导线与天线的导电连接。
[0014]根据本发明的一个方面，一个射频识别嵌入物包含将插入件导线电耦合至天线的导电凸起部(bump)，和将插入件固定到嵌入物衬底上的非导电性粘合剂。
[0015]根据本发明的另一个方面，制作射频识别嵌入物的方法中包含将插入件放置到嵌入物衬底上使插入件上的导电凸起部与衬底上的天线接触，并且将插入件固定到天线与嵌入物衬底上。根据本发明的一个特定实施例，固定过程可能包括在导电凸起部上固化粘合剂。
[0016]根据本发明的另一个方面，射频识别嵌入物包含嵌入物衬底；嵌入物衬底上的天线；固定到天线和嵌入物衬底的插入件，其中该插入件包含：其上具有触点的射频识别芯片；和可操作地耦合至芯片触点的插入件导线；和将插入件固定到嵌入物衬底上的非导电性粘合剂；和可操作地耦合插入件导线与天线的导电连接。
[0017]进一步根据本发明的又一方面，射频识别装置包含衬底；衬底之上的天线；以及插入件，其中该插入件包含：其上具有触点的射频识别芯片；以及可操作地耦合至芯片触点的插入件导线，其中该插入件导线和天线通过非导电垫片容性耦合在一起。
[0018]根据本发明的另一个方面，射频识别装置包含插入件或条带的导电导线与天线之间的通过非导电性粘合剂垫片连接的容性耦合。
[0019]进一步根据本发明的又一方面，射频识别装置包含天线与插入件或条带的导线之间的压敏粘合剂垫片。电耦合至导线的芯片跨越粘合剂垫片容性耦合至天线。
[0020]根据本发明的另一个方面，射频识别嵌入物包含衬底；衬底上的天线；插入件，其中所述插入件包含其上具有触点的射频识别芯片，和可操作地耦合至芯片触点的插入件导线；以及机械地耦合插入件和衬底的非导电的粘合剂；其中插入件导线和天线电耦合在一起。
[0021]根据本发明的另一方面，射频识别嵌入物包含将天线和插入件或芯片导线电耦合在一起的自补偿容性耦合。根据本发明的各个不同实施例，容性耦合包含下列的一个或多个：压敏粘合剂垫片；非导电聚合物垫片；介电常数是厚度的非常数函数的电介质垫片；其内具有隔离物的电介质垫片；包含高介电常数材料的电介质垫片；和有效耦合面积，它是电介质垫片的非常数函数。
[0022]进一步根据本发明的又一方面，射频识别装置包含：天线，和插入件；插入件包含其上有触点的射频识别芯片，和可操作地耦合至芯片触点的插入件导线。插入件导线和天线容性耦合在一起。
[0023]根据本发明的另一个方面，制造射频识别(RFID)装置的方法包括以下步骤：将天线放置到衬底上；和将芯片容性耦合至天线。
[0024]为完成前述和相关的目标，本发明包含将在后文充分描述和在权利要求中特别指出的特性。以下的描述和附图详细阐明本发明的某些示例性的实施例。尽管如此，这些实施例只说明了一些可应用本发明原理的不同方式。参照以下详细描述并结合附图，本发明的其他目标，优势和新特性将很清楚。
附图说明
[0025]图1示出了一部分网状物表面上压印井(embossed well)的图案，互补形状的小电子模块可被嵌入其中。
[0026]图2示出了嵌于从压印的(embossed)衬底切下来的一部分的嵌入井中的微小电子模块。
[0027]图3示出了贴在物品上的射频识别标签或标志。
[0028]图4是根据本发明的射频识别嵌入物的等轴投影。
[0029]图5是沿着图4中的5-5截取的侧面视图。
[0030]图6是图5中的射频识别嵌入物的分解图。
[0031]图7是可选择的射频识别嵌入物实施例的侧面截面视图。
[0032]图8是另一种可选择的射频识别嵌入物实施例的侧面截面视图。
[0033]图9和图10是展示固定到另一可供选择的天线结构之上的射频识别嵌入物的平面图。
[0034]图11仍是另一种可选择的射频识别嵌入物实施例的侧面截面视图。
[0035]图12是另一种可选择的射频识别嵌入物实施例的顶视图。
[0036]图13是图10的一种特定射频识别嵌入物实施例的端视图。
[0037]图14是图10的另外一种特定射频识别嵌入物实施例的端视图。
[0038]图15是包含根据本发明的射频识别嵌入物的射频识别标志的侧面截面视图。
[0039]图16是包含根据本发明的射频识别嵌入物的射频识别标签的侧面截面视图。
[0040]图17和图18示出了一种制造根据本发明的射频识别嵌入物的方法的各个步骤的等轴视图。
[0041]图19是示出了一种制造根据本发明的射频识别嵌入物的方法的各个步骤的高层次流程图。
[0042]图20是本发明的第一个容性耦合射频识别嵌入物的部分的横截面侧视图。
[0043]图21是根据本发明的第二个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0044]图22是根据本发明的第三个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0045]图23是根据本发明的第四个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0046]图24是本发明的第五个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0047]图25A是本发明的第六个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0048]图25B是本发明的第七个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0049]图26是本发明的第八个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0050]图27是本发明的第九个容性耦合射频识别嵌入物的实施例的部分的横截面侧视图。
[0051]图28是图26和图27中的嵌入物的电路图。
[0052]图29是图26和图27中的嵌入物的另一个电路图。
[0053]图30是图26和图27中的嵌入物的容性耦合的实施例的部分的斜视分解图。
[0054]图31是根据本发明的另一个实施例的容性耦合的平面图。
[0055]图32是可用于容性耦合的本发明的插入件的部分的底部。
[0056]图33是图26和图27中的嵌入物的另一个容性耦合实施例的横截面侧视图。
[0057]图34仍是根据本发明的容性耦合的另一个实施例的俯视图。
[0058]图35是图34中具有相对较厚的电介质垫片的容性耦合的横截面侧视图。
[0059]图36是图34中具有较薄电介质垫片的容性耦合的横截面侧视图。
[0060]图37是本发明的芯片与插入件或者条带的导线之间的容性耦合的横截面侧视图。
[0061]图38是示出根据本发明的插入件和印刷天线之间的耦合的一个实施例的横截面侧视图。
[0062]图39是示出根据本发明的插入件和印刷天线之间的耦合的另一个实施例的横截面侧视图。
[0063]图40是本发明的另一个实施例的射频识别嵌入物中的部分的横截面侧视图。
[0064]图41是本发明的再一个实施例的射频识别嵌入物的部分的横截面侧视图。
[0065]图42是表明图40和图41的制造步骤的高层次流程图。
[0066]图43和图44是本发明的射频标签嵌入物的一个具有可变尺寸的孔洞的实施例的横截面侧视图。
[0067]图45和图46是本发明的射频标签嵌入物的另一个有可变尺寸的孔洞的实施例的横截面侧视图。
具体实施方式
射频识别嵌入物-总体考虑
[0068]总体来看，本发明包含了将射频识别嵌入物中各部分可操作地耦合在一起的结构和方法。本发明具体涉及射频识别天线与含有芯片(例如集成电路芯片)的插入件之间的导电或者容性连接。导电连接可以包括固定到插入件上的导电凸起部，和/或可以包括导电的线径(traces)，例如导电的油墨线径。容性连接可以使天线与插入件非常接近以达到天线与插入件之间的容性耦合。电容性的和导电的连接为可操作地耦合天线与插入件提供了方便、快速有效的方法。
[0069]首先参照附图3，射频识别标签或标志100贴在或者以其它方式连在物体101上。射频识别标签或标志100包含一个射频识别嵌入物102和可印刷的面材(facestock)103。此处使用的射频识别嵌入物102包含各种有源和无源RFID装置。
[0070]现参见附图4到6，它们示出了射频识别嵌入物102的更多细节。射频识别嵌入物102包括一个其上装有天线106的嵌入物衬底104。嵌入物衬底104可采用任意的不同的合适材料。用于嵌入物衬底104的合适材料可以包含韧性好并适用于卷到卷(roll-to-roll)工艺的材料。嵌入物衬底104可以是一块从网材或者片材上分离下来的材料。
[0071]用于嵌入物衬底104的合适材料包括，但不限于：高Tg聚碳酸脂，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，多芳基化合物，聚砜，降冰片烯共聚物(norbornene copolymer)，聚苯基砜(poly phenylsulfone)聚醚酰亚胺(polyetherimide)，聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)，聚醚砜(polyethersulfone，PES)，聚碳酸酯(PC)，酚醛树脂，聚酯，聚酰亚胺，聚醚酯(polyetherester)，聚醚酰胺(polyetheramide)，乙酸纤维素，脂肪族聚氨基甲酸酯(aliphaticpolyurethanes)，聚丙烯腈，聚三氟乙烯(polytrifluoroethylene)，聚偏二氟乙烯，高密度聚乙烯(HDPE)，聚(甲基丙烯酸甲酯)(poly(methylmethacrylate))，环状或非环状聚烯，或者纸。
[0072]天线106可以采用任意合适的构造。天线106可由传导性材料制成，例如金属材料。(此处使用的“传导性”和“非传导性”指导电性。)天线106可通过不同的方法形成在嵌入物衬底104上。例如，天线106可借助印在或以其它方式沉积在嵌入物衬底104上的导电油墨形成。可选择地，天线106可由通过任何合适的多种已知的沉积法(例如气相沉积法)沉积在嵌入物衬底104上的金属来形成。进一步可选择地，天线106可以是通过合适的方法贴到在衬底104上的天线材料网状物中的一部分，例如通过在层叠工艺中使用合适的粘合剂。多个天线的网状物可由铜，银，铝和其它薄导电材料制成(例如蚀刻或热冲压金属箔，导电油墨，溅射金属等)。天线网状物可以是薄膜，铜版纸，薄膜或纸的层叠(lamination)，或其他合适的衬底。作为另一种选择，天线104可由通过从金属层中选择性地去掉金属来形成，例如使用已知的光刻工艺。应该意识到电镀等其他合适技术也可被使用于在嵌入物衬底104上形成天线106。
[0073]此处天线106被描述为在嵌入物衬底104“上”。此描述包含天线106部分或全部处于嵌入物衬底104中的结构配置。
[0074]射频识别嵌入物102也可包含与天线106可操作地耦合的插入件108。插入件元件，如此处所使用的术语，可以包含集成电路(IC)芯片，连至芯片的电连接器，和耦合到电连接器的插入件导线。插入件也可包括插入件衬底，它支撑插入件的其他元件并可以提供电气隔离等其它特性。因为插入件导线从集成电路芯片中延伸而出，故插入件是被延长的。插入件可以是韧性的，刚性的或者半刚性的。插入件108包含一个有芯片触点114的芯片，该芯片触点可操作地耦合至插入件导线116。此外，芯片110此处还可被认为是“电子元件”。芯片110可以是任意的与天线106合适交互的适用电子元器件，例如接受和/或发送信号。
[0075]插入件导线116可完全由导电材料制成，例如金属箔或印刷导体。可选择地，插入件导线116可包含电绝缘材料，例如涂覆金属的塑料。插入件108可包含插入件衬底118，而插入件导线116固定或者沉积至其上。插入件衬底118可以防止插入件导线116与天线104之间的电气接触，和/或用作在机械上支撑插入件导线116。插入件衬底118可由任意合适的材料制成，例如，合适的柔性聚合物金属，如PET，聚丙烯或其他聚烯烃，聚碳酸酯或聚砜。
[0076]应当注意到对于到天线106的耦合，很多插入件结构都是可以选用的。Alien Technologies的射频识别插入件和市场上销售的飞利浦电子的I-CONNECT牌插入件都是很好的例子。
嵌入物的导电耦合
[0077]在某些嵌入物的具体实施例中，插入件导线116通过导电连接120与天线106可操作地耦合。如图5和图6所示，导电连接120可包含插入件导线116上的导电凸起部124。可选择地，或此外，导电连接120可包含耦合插入件导线与天线106的导电线径，例如导电油墨线径。这些导电线径在以下涉及到其他实施例时会被描述。
[0078]导电凸起部124利于插入件112到天线106和/或嵌入物衬底104的可操作耦合。凸起部124可用来将插入件导线116耦合至天线106。
[0079]导电凸起部124可以是许多合适的导电材料的任何导电材料，例如合适的金属材料。金，镍和钯都是制造导电凸起部的金属实例。此外，导电凸起部124可包含大量微小而硬的颗粒，从而为穿透相连的触点表面(mating contact surface)(天线106)提供了大量的锐利尖端。合适的微小而硬的颗粒的实例是金刚石颗粒，例如金刚石粉末。
[0080]在一个实例性方法中，导电凸起部124可以通过将坚硬颗粒沉积到插入件导线116的表面来形成。例如，镀镍工艺可用于坚硬颗粒的沉积。在电镀过程中，坚硬颗粒和触点表面被封装在镍中。如果需要，使用标准光刻法，光刻胶可在电镀形成导电凸起部124的过程中被用作掩模而作为插入件112的光刻掩蔽部分。之后，镍可以用其他材料表面镀来提供抗腐蚀表面，例如用金。坚硬颗粒的存在有利于导电凸起部124延伸出锐利导电凸起部124的表面，导电凸起部124具有大量的锐利尖端130。当与天线106接触时，锐利尖端刺入天线材料，和/或刺透铝或铜氧化膜之类的氧化物薄膜，而敷在天线106的表面。因此插入件导线116与天线106之间的电连接即告完成。
[0081]锐利尖端130甚至还能延伸穿过从导电凸起部124与天线106间的凸起天线粘合剂(bump-antenna adhesive)134。凸起天线粘合剂134可以是非导电性粘合剂，各向同性导电性粘合剂或者各向异性导电性粘合剂。凸起天线粘合剂134可以是紫外固化(UV-cured)的粘合剂或者可热固化粘合剂。每个导电凸起部124的高度在5到25微米之间(大约0.0002到0.001英寸之间)。插入件衬底118的厚度在大约0.0005英寸到大约0.0007英寸之间。
[0082]如上所述的导电凸起部124的形成可通过由科罗拉多丹佛的NanoPierce Technologies，Inc.销售的WAFERPIERCE技术来实现。PCT公开号为WO 02/25825中对该项技术进行了更为详细的描述，该专利也作为参考文献整体并入本专利申请中。
[0083]如前所注意到的，应该理解插入件导线116可包含在单面或双面导电层上的电介质材料。对于这些插入件导线，电介质材料中填满导电材料的孔洞可被用来可操作地耦合芯片触点114和导电凸起部124。
[0084]如图6所示，插入件112可通过凸起天线粘合剂134和/或插入件衬底粘合剂136固定到天线106和/或嵌入物衬底104上。如上所述，凸起天线粘合剂134可为导电性粘合剂，也可为非导电性粘合剂，例如压敏粘合剂或环氧粘合剂。为防止不希望的天线106的不同部分间的电连接，插入件衬底粘合剂1 36可以是非导电性粘合剂。
[0085]此外，如上所述和附图7中所示，可以省略插入件衬底118。在这种结构下，非导电的插入件衬底粘合剂134可以防止天线106与插入件导线116中的非凸起部件间不希望的接触。
[0086]作为另外一个替代性选择，如附图8所示，粘合剂134与136都可以省略而导电凸起部124非粘贴地固定于天线106上。例如，可将导电凸起部124焊接到天线106上，例如使用激光焊接或超声波焊接。
[0087]应该理解图中所示的天线106只是芯片110和插入件112可被耦合于其上的大量的天线结构中一个例子。图9和图10分别示出了连接到可选择天线结构106′和106″的芯片110和插入件112。
[0088]不采用将芯片触点114直接连接到天线106上，而通过使用插入件导线116，由于插入件116拥有更大的连接表面，布局容限可以更大，因此，比芯片触点114有更大的布局误差容限。此外，与现有方法将插入件导线116直接结合到天线106上的方法相比，导电凸起部124具有优势。使用导电凸起部124可以减少固化耦合插入件和天线的粘合剂的时间。这是因为使用导电凸起部允许如凸起天线粘合剂134的非导电性粘合剂，而非导电性粘合剂与导电性粘合剂相比，固化时间更短。此外，相较于导电性粘合剂，非导电性粘合剂更易于操作，保存寿命更长，并且更便宜。通过使用所述导电凸起部124，固化粘合剂134的时间可被缩短至2秒以下，而使用现有技术中的工艺，连接插入件与天线需要20秒以上。此外，凸起天线粘合剂134的固化可以在不施加压力的条件下完成，例如通过使用紫外线固化。
[0089]此外，与插入件导线116的光滑底面相比，尽管使用的力小了，导电凸起部124上的锐利尖端130允许与天线106的更好连接。锐利尖端130将插入件112的向下的力集中于天线106和/或嵌入物衬底104上，因此利于导电凸起部124与天线106之间的更好连接。
[0090]附图11示出了一个替代形结构，其中，插入件112和它的芯片110位于嵌入物衬底104中的凹陷(depression)150中。插入件112可通过使用流体自组装或其他合适的方法被放入凹陷150中。在将插入件112放置到凹陷150中后，天线106形成或放置在与导电凸起部124相接触的嵌入物衬底104之上。
[0091]图12到14示出了射频识别嵌入物102的其他实施例。图12到14中的实施例都包含了将插入件导线116电耦合至天线106的导电线径160，作为通过插入件导线116上面凸起部的连接的替代或补充。图12示出了拥有导电线径160的射频识别嵌入物102的一种通用化结构，图13和14示出了此种嵌入物的具体化实施例。图13示出了除了通过凸起部124以外，连接天线106与插入件导线116之间的导电线径160。图14示出了以导电线径160作为耦合插入件导线116与天线106的可选择方法。在图14的结构中，非导电性粘合剂162，例如压敏粘合剂(PSA)，被用于插入件导线116与天线106之间。应该注意到非导电性粘合剂162代表了插入件116与天线106之间的更多类别的耦合中的一个代表。例如，插入件116与天线106之间的固定可通过热塑焊接或超声波焊接来完成。
[0092]导电线径160可通过在需要的区域印刷导电油墨，例如银墨来形成，所述导电油墨在需要的区域作为导电环氧树脂分配。可选择地，导电线径可以包含导电性粘合剂。
[0093]正如图13和14中所见，导电线径160可与插入件导线116的顶面164和侧面166都接触。可选择地，导电线径160可以只与表面164和166中的一个接触。
[0094]使射频识别嵌入物具有导电线径的制造方法，可包含在嵌入物衬底材料上形成天线的步骤，以及将插入件固定到嵌入物衬底和天线上的步骤。此后，导电线径可被沉积到射频识别嵌入物上以耦合插入件导线和天线。如前所述，导电线径可通过导电油墨的印刷来形成。印刷可包含多种合适的印刷技术中的任意一种，例如丝网印刷，喷墨印刷，或照相凹版印刷。应该注意到其他合适的方法也可用来形成导电线径。例如，可使用气相沉积法或溅射法。
射频识别标签与标志
[0095]在上面描述的导电耦合嵌入物和下面进一步所述的容性耦合嵌入物中，射频识别标签与标志100可以包含除了嵌入物102之外的其它层。射频识别标签与标志100可包含选择的用来支撑和保护射频识别嵌入物原料(stock)的网状物或片，和/或为特定应用提供可用的形状因子或表面特性(例如可印刷性，附着点，耐气候性，减震性等)。例如，可使用合适的承载印刷的顶部网状物或面材层，如图1中所示的面材103。合适的面材包括但不限于，金属箔，聚合物薄膜，纸张，织物以及它们的组合。织物包括自然或合成纤维制成的编织和非编织织物。这些材料可以是单层纸张或薄膜，它们也可是多层结构。多层结构或多层聚合物薄膜可以具有两层或更多层，它们可通过复合挤压，层压或其他工艺结合在一起。这些多层结构或多层聚合物薄膜可以具有相同的组成和/或大小或具有不同的组成或大小。
[0096]如图15所示，嵌入物102可以是粘在物体上的射频识别标志100′的部分。除了面材103，射频识别标志100′具有粘合剂层170将它贴到物体101上。此外，标志100′在嵌入物102和粘合剂层170之间还可以有保护层172。射频识别标志100′还可具有其他层，例如将面材103耦合到嵌入物102和/或保护层172的粘合剂层。
[0097]很多种合适的粘合剂都可被用于射频识别标志100′的不同部分。例如，可以使用合适的多用途的持久压敏粘合剂或者层压粘合剂。本领域中有很多种公知的持久压敏粘合剂。压敏粘合剂还可以是多种不同类型的粘合剂中的一种，例如丙烯酸或高弹性压敏粘合剂。如果面材103在产生高热的印刷机中印刷，如激光打印机，粘合剂应该被制成对温度稳定的，诸如艾利丹尼森公司的美国专利第4,898,323号中公开的，此处作为参考文献并入本申请。
[0098]作为另一个替代性选择，水激活粘合剂，热激活粘合剂，本领域中已知的其它种类的粘合剂可被用于将射频识别标志100′粘到物体上。底部粘合剂层可以是可印刷材料，例如纸张和涂敷聚合物，可用于使用者希望在印刷机中印刷标志的正反面的场合。标志的粘合表面可以包括涂覆标志的整个底部的粘合剂，或如本领域中已知的以某种式样涂覆。粘合剂可是那种可移动的类型以在标志使用后从衬底移除，粘合剂也可以是那种将标志和衬底永久地粘在一起的永久类型粘合剂。可选择地，粘合剂可以是可重新定位的以在标志最初使用后重新定位到衬底上。
[0100]应该理解，如图16所示，非粘合剂法也可可选择地用于将射频识别标志100″固定在物体101上。在使用双面标签时，例如，在服装上使用双面标签时，可以在标签100″的一端打孔，塑料扣件，细绳或其他锁系装置通过孔插入。射频识别标签100″可在射频识别嵌入物102的两面有面材103和103′，例如以允许射频识别标签100″的两面都被印刷。
[0101]标志或标签的层可通过粘合剂以外的方式接合到一起。例如，集成电路可用也可作为接合剂的热熔树脂或其他物质固定到位。树脂可以取代粘合剂层。层与层可以通过例如超声波焊接的方式接合在一起。
[0102]可选择地，对于当标志(或标签)要通过其他可以包括缝合、焊接、热接合或任何其他标签或标志领域中已知的方式在内的方式固定到衬底上时，标志在下侧任何位置可以没有粘合剂。
[0103]根据本发明的物件或物品可以是，行李标志或标签，洗衣房标志或标签，用于对图书馆文章编目录的标志或标签，用于识别服装产品的标志或标签，用于识别邮寄物品的标志或标签，用于识别医用物品的标志或标签，用于交通票证的标志或标签。
[0104]射频识别标志或标签可以有不止一个射频识别芯片。射频识别芯片可以排列成行，列或矩阵，并可以电气互连。
[0105]另一个替代性选择是，标志或标签可以含有除了射频识别芯片外的电的和/或电子元器件。例如，射频识别标志或标签可以含有传感器，微机电系统，或其他类型的元器件。这些元器件可以电气互连形成电路。使用的电的和/或电子元器件的类型可由本领域普通技术人员来选择，并且依赖于所使用的标志和标签。艾利丹尼森公司的题为“RFID Label Technique”的美国专利申请公开号2003/0136503中公开了用于以滚压形式(in roll form)将插入件集成到射频识别嵌入物的卷到卷式(roll-to-roll)制造工艺的更多细节，该专利作为参考文献在此整体并入本申请中。
制造方法
[0106]下述对制造嵌入物的方法的描述适用于前面描述的电耦合嵌入物和下述的容性耦合嵌入物。如上所述，射频识别嵌入物102可通过卷到卷工艺组装起来。也即，该工艺的输入可包含不同层的大卷材料和至少一些所述射频识别嵌入物102结构。以下是可用于制造上述的射频识别标签或标志的一些方法的实例。
[0107]图17示出了天线510印刷或以其它方式形成于其上的射频识别嵌入物衬底材料网状物500。一旦天线处于网状物上，个体的插入件520如图18所示固定于天线上。在一种方法中，插入件520通过真空被保持贴在砧(anvil)530上。插入件520沉积在天线510的合适触点部分525。
[0108]如上所述，插入件520的导线可利用粘合剂固定到天线510上，如通过非导电性粘合剂。上述粘合剂可由紫外线辐射，热，和/或压力固化，如在540处显示的那样合适。
[0109]图19是高层次流程图，它示出了使用这些辊或卷来制造射频识别嵌入物的方法600的步骤。在步骤604，一卷射频识别嵌入物衬底材料展开准备印刷。在步骤610，天线被印刷或以其它方式形成在射频识别嵌入物衬底材料上，其间距对应于标志的所需间距。之后，在步骤612，含有射频识别芯片的插入件与天线接触放置。最终在步骤616，个体嵌入物被从网状物上切下或分隔下来。切割可通过冲切或本领域中的其它切割方法来完成，例如激光切割，穿孔，剪切，冲孔或其他已知的可划出特定形状和尺寸的方法。
[0110]作为一个前述带有射频识别芯片的插入件的放置方法的替代性选择，插入件可通过“取放”(pick and place)操作进行放置。插入件可形成于插入件衬底材料的网状物或板片上，并通过例如切割等方式从网状物或板片上分离。之后，插入件可通过“取放”操作集成到射频识别嵌入物原料或坯料(stock)中。
[0111]“取放”操作可通过“取放”装置完成，该装置包含机械或真空夹钳，以在将插入件移动到与标志对准的希望位置的过程中夹住装有微小电子模块的插入件。应该理解有很多种公知的合适的“取放”装置。美国专利第6,145,901号和5,564,888号中公开了此类装置的例子，这两个专利和这些专利中讨论的其它现有技术的装置在此作为参考文献并入本申请中。
[0112]可选择地，可使用旋转放置器将插入件放到标志上。美国专利第5,153,983号中公开了此种装置的一个例子，它在此作为参考文献并入本申请中。
[0113]集成电路或射频识别芯片可摩擦装入射频识别微电子原料的凹入部分中，它们可用粘合剂和/或焊料固定于此。需要连至天线的射频识别芯片与电路之间的电连接可通过引线接合，带条接合，带自动化接合，引线框，倒装芯片接合或焊接，和/或导线导电性胶合来实现。
[0114]作为将射频识别芯片安装或接合到作为插入件衬底一部分的井中的替代选择，芯片可以被固定在插入件衬底的顶部，或者以其它方式并入到衬底之内或之上。例如，射频识别集成电路可以是倒装芯片类型，即裸芯或电路片露出触点，或裸芯上的垫片上有凸起部。在正常的倒装芯片封装中裸芯倒置，并与为包含集成电路的电路提供电接触的导线直接接触。使用倒装芯片技术的射频识别标签或标志结构可从如德国德累斯顿德KSW Microtec GmbH获得。
[0115]作为与本发明兼容的集成电路封装技术的另一个例子，本发明的制造方法可以与“引线框”网状物共同使用。在这个实施例中，集成电路安装于有相对大的面积部分和导线元件的导电金属网络的网状物上，所述大面积部分通常被称作垫片或标记(flag)用于与半导体芯片直接接触，而导线元件通过到天线的中间(例如跨接线)连接，利于芯片或裸芯之间的电气互连。
[0116]在本发明的一个实施例中，插入件在插入件衬底上以韧性的网材或片材的形式大规模生产。此处，“射频识别网材”和“射频识别片材”是指韧性的网材或片材，诸如具有嵌入或贴装的芯片以及相关的连接器和插入件导线的聚合物薄膜。组成射频识别芯片的一系列插入件和固定到天线上的电路形成于插入件衬底之上，例如，  成矩阵排列，之后个体的插入件通过如冲切的方式被从衬底上分离或切割下来。艾利丹尼森公司的美国专利申请公开号2003/0136503包含了插入件的“转位”：在将射频识别网材切割成插入件的通道(lane)后和/或单体的插入件之后，插入件之间的间距在将上述插入件固定到排列在天线网络上的天线之前沿网状物方向，与网状物交叉方向或沿这两个方向增长。
[0117]在本发明的一个实施例中，正如图11所示和前文所述，制造射频识别嵌入物的最初步骤包括在聚合物薄膜衬底上形成受体井或孔洞，它们在此有时被称作“受体薄膜”。在这样的一个实施例中，聚合物薄膜衬底是从普通转让的美国专利申请公开号2003/0232174中描述的一类聚合物薄膜中选择出来的，该专利申请名称为“Method ofMaking a Flexible Substrate Containing Self-assemblingMicrostructures”。利用‘281专利申请中公开的精确连续的压印(embossing)工艺，受体孔洞形成于这个衬底薄膜之上。这些聚合物材料和形成受体井的优选方法将在下文描述。可选择地，聚合物薄膜衬底可从Alien Technology Corporation的专利申请，如PCT国际公开第WO 00/55916号所描述的聚合物材料中选择。在聚合物薄膜衬底上形成微观结构受体井或孔洞的可选择技术如在Alien的专利申请中描述的包括例如压印或注射成型。
[0118]聚合物薄膜包括通过流体自组装(FSA)工艺用微小电子元器件填满的井，例如由加利福尼亚州Morgan Hill的AlienTechnology Corporation开发的工艺。之后，一个平面化层被涂覆于被填充过的井之上。平面化的目的是将可能仍然存在的空隙填满，以此来为其后的诸如通路蚀刻工艺提供一个光滑平坦的表面；以保证微电子模块元件(即芯片)在后续进一步处理步骤中保持在在衬底上的凹入部分中的位置；并为层叠(laminate)提供机械完整性。此后，用蚀刻技术产生“通路”。之后通路被覆上铝以在芯片的相对侧上形成一对垫片用于电子连接。如前所述，在该工艺主动的此阶段，聚合物薄膜网状物在此被称作射频识别网材。嵌入物的容性耦合
[0119]作为插入件导线和天线之间直接电耦合的替代性选择，电容性或电抗性耦合可用于将插入件导线与天线的重叠区域耦合在一起。换一种说法，通过本身被制造为组装过程的一部分的非直接耦合机制，诸如无线电波的信号可在插入件导线与天线元件的重叠区域之间耦合。-因为非直接耦合包括了插入件导线和天线产生的电场之间的作用和互作用，所以它被称为“电抗性耦合”。
[0120]此处提到的电容性或电抗性耦合是指主要或基本是电容性或电抗性的耦合。应该理解主要是电容性的耦合也可包含电感性耦合作为次要耦合机制。相反地，主要是电感性的耦合也可包含一些电容性耦合。正如此处所使用的术语，尽管不是作为主要的电耦合类型，容性耦合也可包含一些直接的导电耦合。
[0121]图20示出了一个射频识别装置700的实施例，它含有射频识别嵌入物702。上述射频识别装置包括衬底704，天线706置于其上。衬底704和天线706可与前面(图1)描述的嵌入物衬底104和天线106类似。可与前面(图1)描述的插入件108相似的插入件708含有电耦合至插入件导线716的芯片710。插入件708包含固定到插入件导线716上的插入件衬底718。插入件708容性耦合至天线706。
[0122]射频识别装置700还具有几个其他层：一个标志面材720，一个粘合剂层722，和天线706与插入件708之间的一个电介质层724。标志面材720为所述射频识别装置700提供了可印刷表面，并且可用来保护射频识别装置700的内部部件免受破坏或污染。应该理解标志面材720可以是可印刷或非可印刷材料，并且可以含有多种公知的合适材料中的任何一种。粘合剂层722用于将插入件708连接到标志面材720。例如，插入件衬底718可使用粘合剂层722粘贴到面材层720上。此外，粘合剂层722可用来将标志面材720粘到衬底704上，以将射频识别装置700的各部件保持在一起并且将射频识别装置700的内部部件封在标志面材720和衬底704中。粘合剂层722可以是合适的压敏粘合剂。
[0123]电介质层724可以防止插入件导线716和天线706之间的直接导电接触。而插入件导线716和天线706通过居于其间的电介质层724容性耦合在一起。电介质层724可被构造成能为插入件导线716和天线706之间提供合适的可重复的容性耦合。电介质层724可以是印刷的或以其它方式置于接受并耦合至插入件708的天线706的一部分上。
[0124]可从Acheson获得的紫外线固化电介质材料ELECTRODAG1015是电介质层724的合适材料。尽管如此，应该理解也可以使用很多种其他合适的材料。电介质层724的厚度可在从约5微米到约25微米之间。
[0125]例如，插入件708可通过“取放”操作放置于粘合剂层722上的合适位置。标志面材720和衬底704可通过合适的层压操作压叠在一起，以用粘合剂层722将它们粘在一起。
[0126]应该理解可能存在很多变化。例如，可以省去电介质层724。插入件导线716与天线724之间的偶然接触可能使它们之间的导电耦合不充分，并因此而导致形成的装置(甚至没有电介质层724)仍为容性耦合装置。
[0127]图21示出了图20的另一种机构变化，其中，插入件708与电介质层724之间具有一层额外的粘合剂层730。这个额外的粘合剂层730有助于插入件708与电介质层724之间的粘合。
[0128]图22示出了射频识别装置700的另一个实施例，其中，天线706位于衬底704的背面，故部分衬底704是位于天线706和插入件708之间的电介质材料。因此，插入件导线716与天线706跨越衬底704容性耦合。额外的层可用于涂覆天线706和/或将射频识别装置700粘到物体上。此外，与上述的额外的粘合剂层730(图21)类似，在插入件708与衬底704之间可以加一粘合剂层。
[0129]现参见图23，电介质层724本身可以是非导电性粘合剂层734，包括例如压敏粘合剂。合适的非导电性粘合剂在上文参照其它实施例进行了描述。插入件708可以正面朝上(插入件导线716远离天线706)或背面朝下(插入件导线716靠近天线706)的配置形式粘在粘合剂层734上。
[0130]图24示出了射频识别装置700的另一个实施例，其中天线706耦合至标志面材上。天线706上的电介质层724可以是多种类型层中的任意一种，例如印刷非导电薄膜，两面都涂覆压敏粘合剂的条带，或者只是一层压敏粘合剂。
[0131]插入件708粘在由释放衬垫(release liner)744支撑并涂覆的粘合剂层740上。释放底衬744可以是合适的硅涂覆材料，该材料可被剥去以露出其下的粘合剂层740。
[0132]图24中的射频识别装置700可下面方式制造：将天线706印刷在标志面材720上，之后用电介质层724对至少天线706的一部分进行印刷或以其它方式涂覆。将插入件708放在粘合剂层740上时可以采用“取放”操作或其他操作。在此之后，射频识别装置700的两部分可以层叠在一起形成射频识别装置700。层叠之后，通过去掉释放衬垫744并将粘合剂层740压到物体之上，射频识别装置700可被粘到物体上。
[0133]图25A示出了射频识别装置700的另一个实施例，其中粘合剂层722位于标志面材720之上，粘合剂层722用于将插入件708紧靠天线706固定。插入件708正面朝上配置，使插入件衬底718位于插入件导线716与天线706之间。因此插入件导线716与天线706跨越电介质插入件衬底706容性耦合在一起。
[0134]应当理解射频识别装置700的其它容性耦合结构也是可行的。例如，插入件导线716与天线706之间可以存在某些接触，但这些接触并不足以在插入件导线716与天线706之间形成导电耦合。
[0135]应当理解很多的上述实施例可以通过各种合适的方式组合在一起。例如，多个插入件或插入件可容性耦合到单根的天线。插入件可以和天线位于天线衬底的同一侧面并如图23所示那样耦合到天线，另一个插入件和天线位于天线衬底的不同面并如图22所示那样耦合到天线。图25B示出了这种利用多个插入件的结构，其中，-插入件708和758位于插入件衬底718的相对侧面并耦合到同一个天线706。
[0136]图26和27示出了其他两种拥有嵌入物802的射频识别装置800，它们每个都有容性耦合804。在每个射频识别装置800中，容性耦合804跨越位于天线808与插入件或插入件812的导电插入件导线810之间的电介质层或垫片806形成。导线810耦合到芯片820的接触部分或触点上，这和上述参照其他实施例描述的芯片类似。在每个实施例中，天线808耦合至(形成于)合适的衬底822上。
[0137]图26中的实施例中，芯片820是芯片朝上结构，芯片820耦合到远离天线衬底822的插入件导线810的一侧。而在图27的实施例中，芯片820以“倒装芯片”或“芯片朝下”方式配置，芯片820位于电介质垫片806之间。
[0138]电介质垫片806可以是将导电插入件导线810附着并容性耦合至前述天线808的多种合适电介质材料中的任何一种。大量种类的合适电介质材料包括：电介质粘合剂，例如压敏粘合剂，和非导电聚合物。可以理解电介质粘合剂优于导电性粘合剂，以前导电性粘合剂被用于粘合芯片，插入件，或将插入件粘到天线上。非导电性粘合剂的一个潜在优势是低成本，另一个潜在优势就是避免了导电性粘合剂所需要的长固化时间。长固化时间会增加生产时间并因此增加生产成本。
[0139]如下所述，希望天线808，芯片820和电介质垫片806的电特性使芯片820和天线808在工作时良好匹配，也即可以从芯片820向天线808传输最大功率。尤其是，天线808和芯片820之间的容性耦合可使同样的天线808适于到芯片820的导电或容性耦合。
[0140]图28示出了图26和图27中的实施例的射频识别装置800的等效电路。在图28的电路中，系统对阻抗的贡献被表示成两部分的组合：一个以欧姆表示的电阻R，一个仍以欧姆表示的电抗X，但在前面用j表示电抗是向量。jX的值可以是电容性的，此时它是负数，也可以是电感性的，此时它是正数。芯片820有电阻Rchip和感性电抗+jXchip。同样，天线808有电阻Ra和感性电抗+jXa。每个电介质垫片806有容性电抗-jXC。
[0141]天线808的两部分阻抗在特定情况下对天线的适用性和性能具有不同的影响。电阻Ra实际上是两部分的组合：天线808的损耗电阻，其表示加于天线808上的任何信号将会转化为热量的趋势；和辐射阻抗，其表示通过辐射从天线“散失”的能量，此辐射正是天线所需要的。损耗电阻与辐射电阻之间的比值表示天线效率。具有大损耗电阻而相对较小的辐射电阻的低效率天线在多数情况下无法令人满意地工作，因为加于其上的大部分功率都变成了热量而无法作为有用的电磁波。
[0142]电抗X的影响比电阻R的影响略显复杂。电抗X，天线的容性或感性电抗，并不消耗能量。事实上可通过在系统中引入谐振电路使其变小。对于给定值+jX(电感)，用值-jX(电容)即可产生谐振和/或抵消电感的影响而只留下电阻R。
[0143]通常，对于导电耦合，希望芯片与天线的阻抗匹配，使Rchip＝Ra并且Xchip＝-Xa。此种情况(导电耦合)对应于图26中的情况，但是XC＝0。
[0144]对于芯片820与天线808之间的容性耦合，考虑到容性耦合802的影响，必须对芯片与天线之间的阻抗匹配进行修正。图29示出了通过用修正过的总电抗+jXt替代芯片820的电抗+jXchip而考虑了容性耦合804的电容的等效电路，其中，
j X t = jX chip × j X c jX chip + j X c / 2 - - - ( 1 )
当Ra＝Rchip并且jXc＝-jXt时，嵌入物802达到阻抗匹配。
[0145]正如上文所讨论的，希望天线808至芯片820既适合容性又适合导电耦合。为了容性和导电耦合两者的阻抗匹配达到最佳，Xt必须接近Xchip。当Xchip远小于XC时，Xt≈Xchip。因此，希望XC很大，至少远大于Xchip。
[0146]容性耦合804的电容XC可由平行板电容公式给出：
X c = ϵ r ϵ o A t - - - ( 2 )
其中εo是介电常数，εr是电介质材料(电介质垫片806)的介电常数，A是相对的天线808和插入件导线810的互相之间的重叠面积(电容器板面积)，t是电介质垫片806的厚度。
[0147]应当理解可以采用以下三种方式中的一种或多种方式来增加电容XC：1)通过增大容性耦合804的面积；2)通过减少电介质垫片806的厚度；或者3)通过增大电介质垫片806的介电常数。应当理解可用于容性耦合804的面积是有限的，例如插入件尺寸的制造限制，所以在一定量以上增加耦合面积是不现实的。例如，耦合面积可能有约72mm2(0.125平方英寸)的实际尺寸限制，这个尺寸对应于每个大小为6mm×6mm(0.25英寸×0.25英寸)的两个面积的重叠。
[0148]关于减小电介质垫片806的厚度，为了提供可用于将天线808和插入件导线810粘到一起的可重复的电介质材料，应当认识到可能存在的实际限制。尽管如此，电介质压敏粘合剂的厚度可以达到约0.001英寸(0.025mm)。电介质压敏粘合剂层的厚度还可能进一步减小到例如0.0005英寸(0.013mm)。通过将压敏粘合剂直接施加于天线808上，粘合剂层的厚度可能减小到约0.0001英寸(0.0025mm)，甚至到0.00008英寸(0.02mm)。因此，电介质垫片的厚度可小于约0.025mm(0.001英寸)，可小于约0.013mm(0.0005英寸)，和可以约0.0025mm(0.0001英寸)或更小。
[0149]下表给出了电容XC的一些实例值：
       A(英寸2，mm2)   εr       t(英寸，mm)       Xc(pF)
       0.0078(5)           3.03      0.00055(0.014)    9.4
       0.0078(5)           2.97      0.00045(0.012)    11.7
       0.063(40)           3         0.0005(0.013)     84
       0.0064(4)           3         0.0005(0.013)     8.6
典型的射频识别芯片电容在约0.3到1.2pF之间的范围内，使用这些值作为Xchip，并使用上述Xc值，总电容Xt则是芯片电容Xchip的约87％到几乎100％。因此，利用芯片与天线之间的导电耦合，构造电容耦合使与天线的阻抗匹配也大致与相同芯片的阻抗相匹配是可能的。对于容性或者导电耦合，可以使用同样的天线，而获得相似的读取性能(例如类似的读取范围或射频识别装置的其它探测)。
[0150]尽管如此，应当理解当电容耦合804的电容Xc变化时，性能的某些变化会随之发生。在一个例子中，当电容耦合804的电容在11.57pF到9.47pF之间变动时，天线808和芯片820之间的匹配频率在902MHz到925MHz之间变动。
[0151]图26和图27中的嵌入物802包含了多种适合于它们的不同部分的任何材料。天线808可包含合适的导电材料，如铜或银。电介质垫片806可包含合适的电介质粘合剂或非导电聚合物。用于电介质垫片806的合适的粘合剂的例子包括压敏粘合剂，例如可从艾利丹尼森公司获得的Fasson粘合剂S4800和S333。可选择的粘合剂包括如环氧树脂的热固非导电性粘合剂和热塑热熔粘合剂。尽管如此，应当理解其它合适的材料也可用于电介质垫片806。合适的非导电聚合物的实例包括可从美国马萨诸塞州Billerica的Emerson & Cuming获得的Emerson & Cuming 12873-47G，和可从德国Landsburg的DelloIndustrial Adhesives获得的Dello MONOPOX MK045。
[0152]如上所建议的，一种增加容性耦合804的电容的方法是增加电介质垫片806的材料的介电常数。已发现有多种压敏粘合剂的介电常数在约2.5到约4.2之间。向如电介质压敏粘合剂或非导电聚合物的电介质粘合剂中加入高介电常数材料或物质可以增加介电常数。合适的添加剂例子包括钛化合物，如二氧化钛(金红石晶体形式)和钛酸钡(BaTiO3)。在100MHz，二氧化钛的介电常数大约是100。在3GHz的时候，钛酸钡的介电常数是600。例如，据估计，向压敏粘合剂中加入5％体积的钛酸钡可将介电常数从3增加至33，加入10％体积的钛酸钡可将材料的介电常数从3增加至63。电介质垫片806的电介质材料可含有近似或更大体积百分比的钛酸钡。
[0153]已经发现向非导电环氧树脂(非PSA)中加入钛酸钡是有效的，例如公知的两份环氧树脂。通过非导电环氧树脂和非导电压敏粘合剂插入件/天线耦合，已经取得良好的读取性能。这些耦合的读取性能被发现可以与加入了导电银片的本来导电的聚合物混合物(polymercompound)的导电耦合相当。
[0154]已经验证的一个结构包含了4mm厚的泡沫材料天线衬底，在衬底一面有5mm×98到108mm厚的铜或银偶极子天线(带有10微米(银)或36微米(铜))，衬底的另一面有铝箔接地板。使用导电和非导电的不同种类的材料，尺寸为2mm×2.5mm的插入件被粘到此天线/衬底结构上。本身导电的聚合物(ICP)，非导电的膏剂(NCP)，和非导电的压敏粘合剂(PSA)都被用来测试将插入件粘到天线上。使用的NCP是Emerson & Cumming EC-12873-47G，其带有7mil厚的隔离物。使用的ICP是Emerson & Cumming XCE3110(含有1微米×5微米的银片)。一个PSA(Aeroset)是由俄亥俄州的都柏林的Ashland SpecialtyChemical Company制造的，其他的PSA是由艾利丹尼森公司生产。PSA中加入了各种单体，如2-乙基丙烯酸己酯(2-Ethyl Hexyl Acrylate，2EHA)，丙烯酸丁酯(Butyl Acrylate，BA)，乙烯基乙酸脂(VinylAcetate，Vac)，丙烯酸甲脂(Methyl Acrylate，MA)，丙烯酸(AcrylicAcid，AA)和甲基丙烯酸缩水甘油脂(Glycidyl Methacrylate，GMA)。如果需要，可进行合适的调整以使每个样本达到905到925MHz的谐振频率。读取是在800M到1GHz的扫描频率下进行。可获得95％的准确率的最初读取距离被记录下来。测试结果列于下表：
  粘合剂  种类所有丙烯酸脂(除了NCP和ICP)   单体   厚度微米   备注    天线长度(mm)   读取距离(Ft)   介电常数   介电损耗
  S3333(或AE-3396C)  乳剂   2EHA/BA/MAA/AA   21    Cu：104Ag：106   12.512.5   4.175   0.0455
  S4800(Aroset 3510)  乳剂   专利品   34   粘的    Cu：106Ag：107   12.512.5   3.542   0.0427
  S730  溶剂   2EHA/Vac/AA   23    Cu：105.5   ＜5   3.026   0.0198
  S2501  乳剂   BA/2EHA/Vac/MAA/AA   NA   粘的    不稳定   NA   NA
  LP430(或S490)  乳剂   2EHA/Vac/MAA/AA   NA    不稳定   NA   2.485   0.0117
  P902  乳剂   BA/2EHA/Vac/MAA/AA   22   粘的    不稳定   NA   2.925   0.0495
  I-676  溶剂   2EHA/Vac/MA/AA   12    不稳定   NA   3.640   0.0252
  I-696  溶剂   2EHA/MA/AA/GMA   12    不稳定   NA   3.114   0.0293
  NCP  环氧树脂    Ag：100   12.5
  ICP  环氧树脂    Cu：98.5Ag：98.5   12.512.5
  Sigma Transfer Type(转移带)    Cu：105   12.5
从结果中可以看出，NCP和PSA中的两个获得了与ICP相当的读取结果。
[0155]容性耦合804此前被描述为包含了同样大小、相互平行并彼此对准的并且没有任何由于板片的有限尺寸而引起的边缘效应的理想板片。尽管如此，应当理解在实际中会遇到某些非理想情况。
[0156]例如，可能出现天线808与导电插入件导线810未对准，这将影响有效的耦合面积。这种未对准可能与天线808和导电插入件导线810的在它们所处的平面内的相对位移(x-y位移)有关，故而使导电插入件导线810没有居于中心或未能如希望那样相对于天线808的相应部分定位。另一种未对准的类型可能与导电插入件导线810相对于天线808的相应部分不平行有关(在它们的平面内角度未对准)。
[0l57]电介质垫片806的厚度不均匀可导致其它困难。例如，当电介质垫片806是压敏粘合剂垫片，用来激活粘合剂的力的变化可引起垫片厚度的变化，既有在单个垫片内的厚度变化也有不同垫片间的变化。应当理解，避免这些非理想条件或将它们最小化到可以接受的容限，和/或容性耦合804可以自补偿以减小非理想条件的影响，是人们希望的。
[0158]一种减小导电插入件导线810相对于天线808未对准的影响的方式是使二者在一些范围内重叠从而使精确对准成为不必要。图30示出了这种重叠的一个例子，此处，天线部分823容性耦合至插入件导线810，前者比插入件导线810大。天线部分823可以是圆形凹面形状，如果插入件导线810角度未对准或有角度误差，这有助于减少重叠面积的变化。
[0159]应当理解，可对导电插入件导线810进行构造以减小导电插入件导线810与天线808之间未对准对有效耦合面积A的影响。图31和32示出了为达到此目的的导电插入件导线810的不同构造方法的例子。在图31中，导电插入件导线810拥有逐渐变细的宽度不等的部分830，逐渐变细的部分830的宽度小于耦合部分832的宽度，耦合部分832用来容性耦合插入件导线810与天线808。由于插入件导线810中的一个的耦合面积的减小和插入件导线810中的另一个的耦合面积的增加，图31中的插入件导线810在左右方向上的未对准引起耦合电容的变化。尽管如此，因为逐渐变细的部分830单位长度上的宽度较小，耦合面积的变化会比如果插入件导线810沿其长度方向的宽度均匀的情况下小。因此，包含逐渐变细的部分830减小了导电耦合上的某些类型的角度未对准的影响。
[0160]图32示出了另一种减少未对准对有效耦合面积A的影响的结构，此处导电插入件导线810有减小了的导电材料部分834，导电材料部分834在导电材料上有开口，间隙或孔836。有效耦合面积至少第一近似地与被导电材料涂覆的插入件导线810的重叠面积成比例。通过从减小了的导电材料部分834中省略导电材料，减小了这些部分的有效面积。因此，将减小了的导电材料部分834引入与天线808进行耦合的插入件812的未对准，对耦合电容的影响小于导电材料中没有孔836的情况。-应该理解孔836可以具有多种合适的形状的任何一种形状，如圆形，方形，椭圆形，或者矩形。
[0161]进一步，图31和32中所示的结构可被特征化为拥有共同的特征，即相较于正常地容性耦合至天线808的插入件导线的部分，非正常地耦合至天线808的插入件导线的部分在单位面积上有效面积被减小了。
[0162]图33示出图26和27显示的容性耦合804的另一个变化，其中，天线808和导电插入件导线810之间的间隔由隔离物844维持，隔离物844是电介质垫片806的部分。隔离物844可以用于与非导电聚合物结合使用的电介质垫片806。隔离物844可以预先混合于聚合物材料中。可选择地，隔离物可以干喷到非导电聚合物上，后者已经应用于天线808和/或导电插入件导线810。应当理解隔离物844也可和其它电介质材料结合使用，例如和压敏粘合剂结合使用。合适的隔离物的例子包括可从日本Sekisui Fine Chemical Co.获得的MicropearlSP-205 5μm隔离物和可从Merck获得的7.7μm纤维隔离物(产品111413)。应当理解，隔离物824可有助于获得射频识别装置800的天线808和导电插入件导线810之间准确而一致的间距。
[0163]电介质垫片806包含其有效介电常数随材料厚度变化而变化的材料也是可能的。因此材料的等效介电常数是非恒定的，尽管此处仍将其认为是常数。例如，电介质垫片806可包含其介电常数随其压缩而减小的材料。因此，如果材料更薄，例如用比常规的力大的力将插入件812压到天线808上，材料的介电常数将会减小。此介电常数的减小金额在一定程度上减轻电介质材料厚度的减小对耦合电容Xc的影响。因而使用至少在一定程度上对厚度自补偿的电介质材料可有助于减少的耦合电容Xc的变化。
[0164]一种使介电常数是厚度的函数的电介质材料的方法是将颗粒分布在影响材料的介电常数的电介质材料内。随着材料被压缩，颗粒将重新分布而引起材料介电常数的变化。例如，导电的金属颗粒，如铝或镍颗粒，可被加到电介质材料中。随着材料被压缩，颗粒间的距离减小，从而减小了介电常数。应当理解，如果加入这些颗粒的浓度足够小，材料的总体的电介质性质不会改变。也就是说，可以合适地添加导电颗粒而不使材料本身导电。颗粒可以是粉末形式，也可以是多种合适的颗粒尺寸，包括亚微米尺寸。
[0165]应当理解向电介质垫片806的电介质材料中加入导电颗粒也可减小电介质垫片806的有效厚度。即，导电颗粒可引起电介质垫片806的有效厚度比它的实际厚度小。如果颗粒相互接触，颗粒的表面氧化甚至可以防止颗粒间的传导性。
[0166]其它种类的颗粒也可以被加入到电介质垫片806中以获得对导电耦合的多种影响的任何影响。可被加到电介质垫片806中的颗粒材料的例子包括金属球体和电介质球体的混合物，同时包含金属和陶瓷的颗粒，和表面被氧化的或以其它方式表面将转化为高介电常数材料的颗粒(例如被氧化至给定表面深度的钛颗粒)。也可以使用金属和陶瓷层。
[0167]另一种使容性耦合804补偿厚度的方法，是在天线808和导电插入件导线810之间获得一有效面积，该有效面积作为天线808和导电插入件导线810的分隔距离(电介质垫片806的厚度)的函数而变化。此处，有效面积被定义为从上面的方程(1)中得到的等效平行板电容面积。由于边缘电容或边缘效应，由于天线808和导电插入件导线810不是无限大平板而产生的效应，该有效面积可能不同于天线808和导电插入件导线810的相面对的面积。边缘电容的影响取决于天线808和导电插入件导线810之间的间隔距离(电介质垫片806的厚度)。当天线808和导电插入件导线810移近一些，随着电介质垫片806的厚度变化，减小有效面积有助于减小耦合电容Xc的变化。
[0168]图34示出了一个依赖于厚度的有效耦合面积可能结构的俯视图。天线808和导电插入件导线810在各自的电介质垫片806的相对面上拥有各自的互相交叉的导电材料指状物846和848。在如图35所示的相对大的电介质垫片806厚度的情况下，指状物846和848可如平行板电容器那样互相作用，而有效面积接近指状物846和848的实际面积。尽管如此，当电介质垫片806的厚度减小时，因为厚度与指状物846和848的偏移距离之间的比值减小了，指状物846和848的有效面积也会减小。在如图36所示的极限情况下，因为电介质垫片806的厚度远远小于指状物846和848的偏移距离，指状物的边缘区域只有电容耦合，以容性耦合为目的的有效面积成为指状物846和848的实际面积中的一小百分比部分。因此，电介质厚度的减小的影响(有增加电容的趋势)因为容性耦合有效面积的减小而至少在某种程度上被抵消。
[0169]应当理解，图34到图36中和以上描述的结构只是随着电介质层厚度的减小而减小有效容性耦合面积的多种结构中的一种。有效耦合面积随厚度改变的结构可以是这样的结构：该结构具有位于电介质垫片806的相对面上的天线808和/或插入件导线810的部分，尽管可能存在导电材料的某些局部重叠，但它们互相不直接重叠。
[0170]图37示出了另一类容性耦合，其中带有电介质垫片852的插入件或条带850-构成了芯片858的触点856与导电插入件导线860之间的容性耦合854。电介质垫片852可使用与上面关于电介质垫片806的描述中相类似的材料。
[0171]作为此种耦合的一个例子，每个触点856的尺寸可为约30μm×30μm。电介质垫片852的厚度可为约2μm，电介质垫片852的电介质材料的介电常数约为300。
[0172]图38和图39示出了射频识别嵌入物900的两个变化，其中带有耦合至芯片906的插入件导线904的插入件902安装于衬底910上。-插入件902可以粘接地耦合到衬底910上，或者通过其它合适的方法耦合至衬底910上。
[0173]电介质垫片914可任选地放置于插入件导线904上(图38)，或省去电介质垫片914(图39)。电介质垫片914可以是沉积在插入件902和衬底910上的电介质材料中的一层中的部分。之后印刷或以其它方式形成天线920来与插入件导线904重叠。参照图38，天线920可跨越电介质垫片914容性耦合至插入件导线904。可选择地，参照图39，天线920可以直接导电耦合至插入件导线904。
衬底孔洞内有芯片的嵌入物
[0174]图40示出了射频识别嵌入物1000，其内的插入件1008是“倒装芯片”或“芯片朝下”结构，其中，插入件1008的芯片1010至少局部地位于天线衬底1004中的孔洞1012内。插入件1008包含了有插入件导线1016位于其上的插入件衬底1018。通过一个或多个芯片/插入件耦合1022，芯片1010的导电凸起部1020耦合至插入件导线1016。芯片/插入件耦合1022可以是直接的或非直接的耦合，例如通过直接导电耦合或一个或多于一个非直接的电容耦合。
[0175]通过插入件/天线耦合1024，插入件导线1016可操作地机械耦合至天线1006的部分。借助通过芯片/插入件耦合1022，插入件/天线耦合1 024可为多种合适的直接或非直接耦合中的任何一种，诸如此处描述的耦合。
[0176]天线1006位于天线衬底1004上。正如上面所指出的，天线衬底中1004有孔洞1012，用于在其中容纳至少一部分的插入件1008。例如，如图40所示，芯片1010的大部分位于孔洞1012中。芯片1010中的一部分在孔洞1012以下延伸，芯片1010中的一部分延伸出孔洞1012。应当理解，相对于孔洞1012，芯片1010可以其它方式处于对于孔洞1012，  例如没有芯片1010部分在孔洞1012以下延伸，或全部或部分导电凸起部1020延伸入孔洞1012。孔洞1012可合适地穿孔而成或以其它方式形成于天线衬底1004中。
[0177]应当理解，嵌入物1000提供几个有利特征。首先，通过将插入件1008的部分置于孔洞1012中而将嵌入物的总厚度保持至最小。与此优点相关的是，因为通过将电介质耦合层作薄来可提高容性耦合的性能，并且因为除了将芯片1010的至少一部分置于孔洞1012或合适的凹入部分中，很难容纳下芯片1010的厚度，所以将插入件1008中的部分置于孔洞1012中可使具有容性耦合的“倒装芯片”结构的使用更为容易。另外，使芯片1010至少部分地位于孔洞1012中，插入件1008在倒装芯片结构中的放置允许插入件导线1016和天线1006耦合的部分充分平坦和/或相互平行。这有利地降低了插入件/天线耦合1024上的应力。此外，含有嵌入物1000的射频识别标签或标志往往具有更光滑和更平的轮廓，因而利于标签或标志的印刷。
[0178]图41示出了嵌入物1000的另一种结构，其中，芯片1010至少部分地位于天线衬底1004的凹入部分1030中。凹入部分1030并不一直延伸穿过天线衬底1004，天线衬底变薄的部分1034保持在凹入部分1030之下。凹入部分1030可通过多种合适方法中的任何一种实现，如用合适构造的滚筒滚压。
[0179]应当理解，图41中的结构具有保持芯片1010包围在嵌入物1000中的优势，天线衬底1004变薄的部分1034有助于保护芯片免遭物理破坏和/或污染。使用凹入部分1030而非孔洞1012(图40)对于使用薄芯片的装置尤其具有吸引力。作为例子，芯片1010的厚度可为约120微米或更小，这可通过使用化学或机械研磨来实现。利用该种研磨，芯片1010的厚度可薄至约20到30微米。
[0180]应当理解，可合适地构造孔洞1012(图40)或凹入部分(图41)的大小以允许芯片1010的一些错配。例如，孔洞1012或凹入部分1030可以比放入孔洞1012或凹入部分1030的芯片1010大约1mm。芯片1010与孔洞1012或凹入部分1030之间的空间可填充合适的电介质填充材料。
[0181]孔洞1012或凹入部分1030可在天线1004形成于天线衬底1004之前或之后形成。例如，孔洞1012可通过穿孔或冲切形成。凹入部分1030可通过合适的压印工艺形成。
[0182]图42示出了图40和41中的嵌入物构造的制作方法1050的高层次步骤流程图。在步骤1052中，通过将芯片1010耦合至插入件导线1016来构造插入件或条带1008。在步骤1054中，天线1006形成或放置在天线衬底1004上，而在步骤1056中孔洞1012(图40)和凹入部分1030(图41)形成于天线衬底1004中。步骤1054和1056可以任一顺序执行，并可于步骤1052中的插入件1008的构造之前或之后执行。最后，在步骤1058中，插入件1008被耦合至天线衬底1004。这可通过将插入件1008正面朝下地放置到天线衬底1004上来完成，以使芯片1010的至少一部分位于孔洞1012或凹入部分1030中并且将插入件导线1016耦合到天线1006上。
[0183]图43和44示出了嵌入物1000的另一个实施例，其在天线衬底1004上具有可变尺寸的孔洞1060。如图43所示，孔洞1060可被扩展，例如通过加热，以容纳至少部分的插入件1008的芯片1010。在将芯片1010插入到可变尺寸的孔洞1060后，孔洞1060的尺寸可被减小以夹紧或将芯片1010固定到位。孔洞1060尺寸的减小可通过冷却天线衬底1004或冷却被加热的衬底来实现。
[0184]将芯片1010夹紧于可变尺寸的孔洞1060中可以作为使用粘合剂将插入件固定到天线1006和天线衬底1004上的可替代或附加方法。应当理解将芯片1010夹紧于可变尺寸的孔洞1060中是可逆的。即，孔洞1060可以重新扩展到图43中所示的情况以释放夹紧的芯片1010或以其它机械方式固定的芯片。
[0185]如上所述，加热和冷却可用于改变可变尺寸的孔洞1060的尺寸。可利用多种方法中的任何一种来加热，并且加热可以是局部的也可以是全局的。也可用替代加热的其它方法，例如机械力的施加或使用当暴露于紫外线时收缩的合适材料。
[0186]图45和46示出了嵌入物1000的另一个可选择实施例，其中，一对额外的可变尺寸的孔洞1064和1066位于容纳芯片1010的可变尺寸的孔洞1060的侧面。孔洞1064和1066可构造成夹紧和固定插入件1008的导电材料涂覆的柱(post)1074和1076。如图45所示，柱1074和1076可插入孔洞1064和1066，并可通过减小孔洞1064和1066的尺寸，如图46所示那样固定在孔洞1064和1066中。
[0187]当孔洞1064和1066的尺寸减小时，孔洞1064和1066可被构造成将柱1074和1076拉入孔洞1064和1066。这可提供足够的力以维持插入件1008和衬底1004之间的接触，使得插入件导线1016和天线1006的部分电耦合在一起。插入件导线1016可在柱1074和1076上具有部分1078和1080，以利于插入件导线1016和天线1006之间的电耦合。插入件导线1016和天线1006之间的耦合可以是容性的和/或导电的。
[0188]孔洞1064和1066的边缘或边界1084和1086可用导电材料涂覆。孔洞1064和1066的边缘或边界1084和1086上的导电材料可有助于形成插入件导线1016与天线1006之间的导电接触。
[0189]使用孔洞1060，1064和1066将插入件1008和衬底1004耦合到一起可以具有耦合可逆的优点。这允许在插入件1008和天线1006永久耦合在一起之前结合天线1006对插入件1008进行测试。应当理解此种测试可检测到并替换有故障的插入件，而无需丢弃嵌入物中情况良好的天线部分。
[0190]虽然参照某一或某些实施例对本发明进行了展示和描述，但是很明显，通过对这些详细说明和附图的阅读和理解，本领域技术人员可以做出其它等效的变更和改造。特别是参照上述元件(元器件，组装部件，装置，合成体等)所执行的不同功能，除非另外指出，用于描述这些元件的术语(包括提到的“方法”)是用来与执行所描述的元件的指定功能(即，功能上等效)的任何元件对应的，尽管结构上不等效于执行功能的本文中本发明的阐释性实施例中所公开的结构。此外，参照几个阐释性的实施例中的仅一个或多于一个实施例，已在上面对本发明的特定特征进行了描述，如可以期望的那样，此特征可结合其它实施例的一个或多于一个其它特征，并且对于其它任意给定或特定的应用，也是有利的。

Claims (48)

1.一种射频识别RFID装置包括：
衬底；
所述衬底上的天线；
插入件，其中所述插入件包括：
其上有触点的射频识别芯片；和
可操作地耦合至所述芯片的所述触点的插入件导线；和
所述插入件导线与所述天线之间的容性耦合，它跨越所述插入物导线与所述天线之间的电介质材料；
其中所述容性耦合包括至少一个特征以减小以下至少之一：(1)所述插入件导线与所述天线之间的未对准，和(2)所述电介质材料的厚度变化。
2.根据权利要求1所述的射频识别装置，其中容性耦合至所述插入件导线的所述天线的部分具有的面积比所述插入件导线的面积大。
3.根据权利要求1所述的射频识别装置，其中容性耦合至所述插入件导线的所述天线的部分具有凹面形状。
4.根据权利要求1所述的射频识别装置，其中所述容性耦合是电容随所述电介质垫片厚度的变化而改变的自补偿容性耦合。
5.根据权利要求1所述的射频识别装置，其中所述容性耦合是电容随所述天线与所述电介质垫片的相对对准的变化而改变的自补偿容性耦合。
6.根据权利要求1所述的射频识别装置，其中所述电介质材料包括粘合剂层。
7.根据权利要求6所述的射频识别装置，进一步包括位于所述粘合剂层内的非粘合性材料。
8.根据权利要求7所述的射频识别装置，其中所述非粘合性材料是电介质非粘合性材料。
9.根据权利要求8所述的射频识别装置，其中所述电介质非粘合性材料包括钛化合物。
10.根据权利要求9所述的射频识别装置，其中所述钛化合物包括二氧化钛。
11.根据权利要求9所述的射频识别装置，其中所述钛化合物包括钛酸钡。
12.根据权利要求8所述的射频识别装置，其中所述电介质非粘合性材料体积上至少5％是所述非导电性粘合剂。
13.根据权利要求7所述的射频识别装置，其中所述非粘合性材料中包括导电颗粒。
14.根据权利要求13所述的射频识别装置，其中所述导电颗粒包括铝颗粒。
15.根据权利要求1所述的射频识别装置，其中所述电介质材料包括所述插入件导线与所述天线之间的电介质垫片。
16.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片包括非导电性粘合剂。
17.根据权利要求16所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂是压敏粘合剂。
18.根据权利要求16所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂包括热固非导电性粘合剂。
19.根据权利要求16所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂包括热塑热熔非导电性粘合剂。
20.根据权利要求16所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片也包括电介质非粘合性材料。
21.根据权利要求20所述的射频识别装置，其中所述电介质非粘合性材料散布于所述非导电性粘合剂中。
22.根据权利要求21所述的射频识别装置，其中所述电介质非粘合性材料包括钛化合物。
23.根据权利要求22所述的射频识别装置，其中所述钛化合物包括二氧化钛。
24.根据权利要求22所述的射频识别装置，其中所述钛化合物包括钛酸钡。
25.根据权利要求21所述的射频识别装置，其中所述电介质非粘合性材料按体积至少5％是所述非导电性粘合剂。
26.根据权利要求25所述的射频识别装置，其中所述电介质非粘合性材料按体积至少10％是所述非导电性粘合剂。
27.根据权利要求20所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂是压敏粘合剂。
28.根据权利要求20所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂包括热固非导电性粘合剂。
29.根据权利要求20所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂包括热塑热熔非导电性粘合剂。
30.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片包括非导电聚合物。
31.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片的厚度是约0.025mm即0.001英寸或更小。
32.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片的厚度是约0.013mm即0.0005英寸或更小。
33.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片的厚度是约0.0025mm即0.0001英寸或更小。
34.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片包括散布在另一种电介质材料内的隔离物。
35.根据权利要求34所述的射频识别装置，其中所述另一种电介质材料包括非导电聚合物。
36.根据权利要求34所述的射频识别装置，其中所述另一种电介质材料包括压敏粘合剂。
37.根据权利要求34所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂包括热固非导电性粘合剂。
38.根据权利要求34所述的射频识别装置，其中所述非导电性粘合剂包括热塑热熔粘合剂。
39.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片的有效介电常数是电介质垫片厚度的非常数的函数。
40.根据权利要求39所述的射频识别装置，其中所述电介质垫片内包括导电颗粒。
41.根据权利要求40所述的射频识别装置，其中所述导电颗粒包括铝颗粒。
42.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述容性耦合具有的有效容性耦合面积是所述电介质垫片厚度的非常数函数。
43.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中容性耦合至所述插入件导线的所述天线中的部分具有的面积比所述插入件导线的面积大。
44.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中容性耦合至所述插入件导线的所述天线的部分具有凹面形状。
45.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述插入件的每个耦合面积小于约36mm2即0.056英寸2。
46.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述容性耦合是电容随所述电介质垫片厚度变化而改变的自补偿容性耦合。
47.根据权利要求15所述的射频识别装置，其中所述容性耦合是电容随所述天线与所述电介质垫片的相对对准的变化而改变的自补偿容性耦合。
48.一种射频识别RFID装置包括：
衬底；
衬底上的天线；
第一个插入件，其中所述第一个插入件包括：
其上有触点的射频识别芯片；和
可操作地耦合至所述芯片的所述触点的插入件导线；
和
第二个插入件；
其中所述插入件导线与所述天线容性耦合在一起；
其中所述插入件导线与所述天线跨越所述插入件导线与所述天线之间的电介质材料容性耦合；
其中所述电介质材料包括有所述天线位于其上的所述衬底；
其中所述第二个插入件也容性耦合到所述天线；
并且其中所述插入件位于所述衬底的相对侧面即主要表面上。
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