ES2320887T3 - Etiqueta de frecuencia resonante y procedimiento para controlar la frecuencia de dicha etiqueta. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para realizar una etiqueta de frecuencia resonante que resuene a una frecuencia predeterminada, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes: (a) formar un primer patrón conductivo que comprende un elemento inductivo y una primera parte llana, presentando la primera parte llana un primer extremo conectado a un extremo del elemento inductivo y un segundo extremo espaciado una distancia predeterminada del primer extremo; (b) formar por separado un segundo patrón conductivo que comprende una segunda parte llana y un elemento de enlace, presentando la segunda parte llana una anchura predeterminada; (c) situar el segundo patrón conductivo próximo al primer patrón conductivo en una primera ubicación predeterminada de tal modo que la segunda parte llana se cubra por lo menos una parte de la primera parte llana con un dieléctrico entre ellas para establecer las placas de un elemento capacitativo con una primera capacitancia predeterminada que forma un circuito resonante con el elemento inductivo; (d) medir la frecuencia resonante del circuito resonante y comparar la frecuencia medida con la frecuencia predeterminada; (e) si la frecuencia resonante no coincide con la frecuencia predeterminada dentro de una tolerancia seleccionado, mover el segundo patrón conductivo de tal modo que la segunda parte llana se mueva a lo largo de la longitud de la primera parte llana para cambiar así la capacitancia del elemento capacitativo; (f) repetir las etapas (d) y (e) hasta que se produzca una coincidencia; y (g) fijar el segundo patrón conductivo al primer patrón conductivo.
Description
Etiqueta de frecuencia resonante y procedimiento
para controlar la frecuencia de dicha etiqueta.
La presente invención se refiere generalmente a
etiquetas de frecuencia resonante y, más particularmente, a un
procedimiento para realizar etiquetas de frecuencia resonante de
esta clase de manera que se proporcione un control mejorado de la
frecuencia resonante de dichas etiquetas.
Las etiquetas de frecuencia resonante son
etiquetas que incluyen un circuito pasivo de frecuencia
eléctricamente resonante que resuena a una frecuencia
predeterminada cuando es estimulado por un campo electromagnético de
radiofrecuencia a alrededor de la frecuencia resonante de la
etiqueta y que incide sobre la etiqueta. Un circuito de frecuencia
resonante que resuena dentro de una región ocupada por tal campo
electromagnético perturba el campo electromagnético. La
perturbación del campo electromagnético puede detectarse por un
equipo adecuado. En consecuencia, puede detectarse la presencia de
una etiqueta de frecuencia resonante pasiva dentro de una región
prescrita.
Típicamente, las etiquetas de frecuencia
resonante se sujetan a productos vendidos al por menor o se
incrustan dentro de ellos o bien se fijan o se empotran en el
envase de tales productos con el fin de disuadir o detectar robos.
Las etiquetas de frecuencia resonante utilizadas para esta finalidad
pueden retirarse de los productos o desactivarse cuando se consuma
una venta legítima. Las etiquetas de frecuencia resonante que no se
retiran o se desactivan en el punto de venta pueden detectarse por
aparatos de detección adecuados generalmente situados en puntos de
salida de un comercio minorista u otro establecimiento. Dichas
etiquetas de frecuencia resonante pueden tener otros usos,
incluyendo fines de identificación o información, tal como una
etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) que puede
incluir o no un circuito integrado o chip.
Típicamente, una etiqueta de frecuencia
resonante comprende un laminado delgado generalmente plano de una
capa dieléctrica que separa dos capas conductoras. Típicamente, una
de las capas conductoras comprende un conductor en espiral plano
(bobina) que forma un inductor, y una parte llana que forma una
placa de un condensador que está conectado a un extremo proximal de
la bobina. Una segunda parte llana que forma una segunda placa del
condensador está formada como la segunda capa conductora. Una
conexión pasante entre la segunda placa y un extremo distal de la
bobina completa el circuito de frecuencia resonante que comprende el
inductor de bobina conectado en paralelo con el condensador.
Se requiere que los elementos inductivo y
capacitivo de las etiquetas de frecuencia resonante se fabriquen con
cierta precisión a fin de que la frecuencia resonante de las
etiquetas se mantenga dentro de los límites prescritos del aparato
de detección. Un procedimiento utilizado generalmente para realizar
etiquetas resonantes emplea el grabado químico de una chapa metálica
para formar los componentes de las capas conductivas.
Las técnicas de fabricación empleadas para
producir las etiquetas de frecuencia resonante actuales y de la
técnica anterior dan como resultado cierta variabilidad no deseada
en la frecuencia de la etiqueta final. La variabilidad no deseada
es generalmente el resultado de pequeños cambios en el valor del
elemento capacitivo que varían de un circuito resonante a otro
durante el proceso de producción. Tales variaciones en el valor del
elemento capacitivo pueden deberse a varios factores, incluyendo
irregularidades en el área dieléctrica entre las placas del
condensador. El documento GB-A-1 476
885 describe que el grado de registro (solapamiento) de dos partes
de un elemento capacitivo debe ser alto con el fin de conseguir la
capacitancia deseada y, por tanto, la frecuencia de funcionamiento
deseada. El registro se consigue utilizando características de
registro mecánicas tales como agujeros o marcas de registro.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para compensar variaciones en el
proceso de fabricación con el fin de producir etiquetas de
frecuencia resonante con una frecuencia resonante más
consistente.
El objetivo se alcanza con el procedimiento
según la presente invención según la reivindicación independiente 1.
Otras formas de realización de la presente invención se definen en
las reivindicaciones subordinadas.
Brevemente expuesto, la presente invención
comprende un procedimiento de realizar una etiqueta de frecuencia
resonante que resuene a una frecuencia predeterminada. El
procedimiento comprende las etapas de formar un primer patrón
conductivo que comprende un elemento inductivo y una primera parte
llana conductiva, teniendo la primera parte llana un primer extremo
conectado a un extremo del elemento inductivo y un segundo extremo
espaciado una distancia predeterminada del primer extremo; formar
por separado un segundo patrón conductivo que comprende una segunda
parte llana y un elemento de enlace, teniendo la asegunda parte
llana una anchura predeterminada; situar el segundo patrón
conductivo próximo al primer patrón conductivo en una primera
ubicación predeterminada de modo que la segunda parte llana cubra
por lo menos una parte de la primera parte llana con un dieléctrico
entre ellos para establecer las placas de un elemento capacitivo con
una primera capacitancia predeterminada que, con el elemento
inductivo, forma un circuito resonante; medir la frecuencia
resonante del circuito resonante y comparar la frecuencia medida
con la frecuencia predeterminada; si la frecuencia resonante no
coincide con la frecuencia predeterminada dentro de una tolerancia
seleccionada, mover el segundo patrón conductivo de modo que la
segunda parte llana se mueva a lo largo de la longitud de la primera
parte llana para cambiar así la capacitancia del elemento
capacitivo; repetir las dos últimas etapas hasta que ocurra una
coincidencia; y asegurar el segundo patrón conductivo al primer
patrón conductivo.
El sumario anterior y la siguiente descripción
detallada de formas de realización preferidas de la invención se
entenderán mejor cuando se lea juntamente con los dibujos adjuntos.
Para la finalidad de ilustrar la invención, se muestran en los
dibujos unas formas de realización que se prefieren actualmente. No
obstante, deberá entenderse que la invención no está limitada a las
disposiciones e instrumentalidades precisas mostradas. En los
dibujos:
la figura 1 es una vista en planta superior de
una primera superficie principal de una etiqueta de frecuencia
resonante típica de la técnica anterior;
la figura 2 es una vista en planta inferior que
muestra la segunda superficie principal opuesta de la etiqueta de
frecuencia resonante mostrada en la figura 1;
la figura 3 es una vista en planta superior de
una etiqueta de frecuencia resonante de acuerdo con la presente
invención;
la figura 4 es un diagrama esquemático que
ilustra un proceso de fabricación preferido para producir etiquetas
de frecuencia resonante del tipo ilustrado en la figura 3;
la figura 5 es una vista fragmentaria de una
parte de una forma de realización alternativa;
la figura 6 es una vista en perspectiva ampliada
de un segundo patrón conductivo que incluye un circuito integrado de
acuerdo con otra forma de realización de la presente invención;
la figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra
un procedimiento de ajustar la frecuencia de una etiqueta de
frecuencia resonante realizada según la presente invención; y
la figura 8 es un diagrama que ilustra el camino
en la frecuencia de un circuito de frecuencia resonante en función
del espesor del dieléctrico entre las placas de condensador.
\vskip1.000000\baselineskip
Haciendo referencia a continuación a los
dibujos, en los que las mismas designaciones numéricas de referencia
se aplican a elementos correspondientes en las diversas figuras, se
muestra en las figuras 1 y 2 una etiqueta de frecuencia resonante
típica o una etiqueta 10 de un tipo para uso con un sistema
electrónico de seguridad de artículos (no mostrado). La etiqueta 10
es generalmente de un tipo que es bien conocido en la técnica de
los sistemas electrónicos de seguridad de artículos y que tiene dos
estados operativos: (1) un estado activo en el que la etiqueta 10
puede detectarse por un sistema electrónico de seguridad de
artículos y (2) un estado inactivo en el que la etiqueta 10 no
puede detectarse normalmente por un sistema electrónico de seguridad
de artículos. Como es bien conocido en la técnica, la etiqueta 10
está adaptada para fijarse a, o para ser llevada de cualquier otra
forma por o dentro de, un producto o artículo o el envase de tal
artículo para el cual se busca seguridad o vigilancia. La etiqueta
10 puede fijarse al artículo o su envase en un comercio minorista u
otra instalación de esta clase o, como se prefiere actualmente,
puede fijarse o incorporarse en el artículo o en su envase por un
fabricante o mayorista del artículo.
La etiqueta 10 se emplea en conexión con un
sistema electrónico de seguridad de artículos (no mostrado),
particularmente un sistema electrónico de seguridad de artículos
del tipo de radiofrecuencia o RF, tal como se ejemplifica por el
documento US-A-3.863.244. Dichos
sistemas electrónicos de seguridad de artículos son bien conocidos
en la técnica y, por tanto, no es necesaria una descripción completa
de la estructura y el funcionamiento de tales sistemas electrónicos
de seguridad de artículos para una comprensión de la presente
invención. Basta con decir que tales sistemas electrónicos de
seguridad de artículo establecen una zona de vigilancia o
detección, generalmente próxima a una entrada o salida de una
instalación, tal como un comercio al por menor. La función del
sistema de seguridad es detectar la presencia dentro de la zona de
detección de un artículo que tiene una etiqueta activa 10 fijada al
mismo o fijada al envase del artículo.
La etiqueta de seguridad 10 incluye componentes
(descritos a continuación con más detalle) que establecen un
circuito resonante 11 que resuena cuando se le expone a energía de
radiofrecuencia RF en un nivel igual o próximo a una frecuencia
resonante de detección predeterminada del circuito resonante 11. Un
sistema electrónico típico de seguridad de artículos que emplea la
etiqueta 10 incluye unos medios para transmitir energía RF de una
frecuencia igual o próxima a la frecuencia resonante de la etiqueta
de seguridad 10 hacia o a través de la zona de detección y unos
medios para detectar una perturbación de campo RF que es provocada
por la presencia del circuito resonante 11 de la etiqueta de
seguridad 10 en la zona de detección para establecer la presencia de
la etiqueta de seguridad 10 y, por tanto, de un artículo protegido
dentro de la zona de detección.
La etiqueta típica 10 mostrada en las figuras 1
y 2 comprende un sustrato 12 generalmente rectangular, plano,
aislante o dieléctrico, que tiene unas superficies principales
opuestas primera y segunda 14, 16. El material de sustrato puede
ser cualquier material macizo o estructura compuesta de material
siempre que sea aislante y pueda usarse como dieléctrico.
Preferentemente, el sustrato 12 está formado de un material
dieléctrico aislado de un tipo bien conocido en la técnica, por
ejemplo un material polimérico, tal como polietileno. Sin embargo,
se reconocerá por los expertos en la materia que pueden emplearse
alternativamente otros materiales dieléctricos en la formación del
sustrato
12.
12.
La etiqueta 10 comprende asimismo una
circuitería situada en el sustrato 12 para establecer por lo menos
un circuito resonante 11 mediante el recurso de formar elementos o
componentes de circuito predeterminados en ambas superficies
principales 14, 16 del sustrato 12 que se describirán a
continuación. Los elementos de circuito son formados por una
combinación de un primer patrón conductivo 18 impuesto sobre la
primera superficie principal 14 del sustrato 12, como se ve mejor
en la figura 1, cuya superficie es seleccionada arbitrariamente como
la superficie superior de la etiqueta 10, y un segundo patrón
conductivo 20 impuesto sobre el lado opuesto o segunda superficie
principal 16 del sustrato 12 (como se ve mejor en la figura 2).
Los patrones conductivos 18, 20 se forman en las
superficies 14, 16 del sustrato, respectivamente, con material
eléctricamente conductores de un tipo conocido y de una manera que
es bien conocida en la técnica de la vigilancia electrónica de
artículos. En una forma de realización conocida, el material
conductivo es modelado por un procedimiento sustractivo (es decir,
grabado químico) con lo que el material conductivo no deseado es
retirado por ataque químico después de que se haya protegido el
material conductivo deseado para formar los patrones conductivos
18, 20, típicamente con una tinta impresa resistente al grabado
químico. Un procedimiento adecuado para formar tales patrones
conductivos se describe con detalle en
US-A-3.913.219. El material
conductivo es preferentemente de aluminio. Sin embargo, otros
materiales conductivos (por ejemplo, oro, níquel, cobre, bronces
fosforosos, latones, aleaciones de soldadura, grafito de alta
densidad, epoxis conductivos rellenos de aluminio o epoxis
conductivos rellenos de plata) pueden sustituir al aluminio sin
cambiar la naturaleza del circuito resonante 11 o su funcionamiento.
Se apreciará por los expertos en la materia que podrían emplearse
alternativamente otros materiales eléctricamente conductivos y/o
procedimientos de fabricación adecuados.
Los patrones conductivos primero y segundo 18,
20 establecen un circuito resonante 11 que tiene una frecuencia
resonante dentro del rango de detección del sistema electrónico de
seguridad de artículos con el que se emplea la etiqueta 10. En el
caso de la etiqueta 10, el circuito resonante 11 está compuesto de
un único inductor o elemento inductivo que está conectado
eléctricamente en paralelo con un único condensador o elemento
capacitivo. Como se ve mejor en la figura 1, el elemento inductivo
comprende una bobina inductiva 26 formada como parte del primer
patrón conductivo 18. Sin embargo, se reconocerá que la bobina
inductiva 26 podría formarse como parte del segundo patrón
conductivo 20 o podría formarse como parte de ambos patrones
conductivos 18, 20. Alternativamente, podría haber dos o más bobinas
inductivas formadas dentro de los patrones conductivos primero y/o
segundo 18, 20. Además, los patrones conductivos 18, 20 no necesitan
formar una bobina inductiva 26, sino que, por ejemplo, podrían
establecer una reactancia inductiva derivada de la formación de una
línea de transmisión eléctrica construida por procedimientos de
líneas en forma de tiras o procedimientos de microtiras.
El circuito resonante de la etiqueta 10 incluye
asimismo un elemento capacitivo que tiene una primera placa formada
por una primera parte de parte llana generalmente rectangular 28 del
primero patrón conductivo 18, como se muestra en la figura 1, y una
segunda placa formada por una segunda parte de parte llana
generalmente rectangular 30 del segundo patrón conductivo 20, como
se muestra en la figura 2. Las partes de parte llana conductivas o
placas 28, 30 están alineadas de modo que se superpongan una a otra
y están separadas por el sustrato dieléctrico 12 para formar el
elemento capacitivo.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
1 y 2, el circuito resonante 11 está formado por la combinación, en
un bucle en serie, de la bobina inductiva 26 eléctricamente
conectada, en un extremo, a la parte de parte llana generalmente
rectangular 28 del primer patrón conductivo 18 y, en el otro
extremo, a la parte de parte llana rectangular generalmente
alineada 30 del segundo patrón conductivo 20 por un enlace (no
mostrado) que pasa a través del sustrato dieléctrico 12 para
conectar eléctricamente los patrones conductivos 18, 20. Aunque la
forma de realización ilustrada de la etiqueta 10 incluye un solo
condensador formado por las partes de parte llana 28, 30, podrían
emplearse alternativamente dos o más elementos de condensador.
La etiqueta 10 descrita hasta el momento es
típica de etiquetas de seguridad de la técnica anterior que son
bien conocidos en la técnica de seguridad y vigilancia electrónicas
y han sido de uso general. Al formar dichas etiquetas de seguridad
se seleccionan cuidadosamente el área de la bobina inductiva 26 y
las áreas del solapamiento de las placas de condensador 28, 30, de
modo que el circuito resonante 11 así formado tenga una frecuencia
resonante predeterminada que corresponda o se aproxime generalmente
a una frecuencia de detección en un sistema electrónico de
seguridad de artículos para el que está destinada a emplearse la
etiqueta 10. En la forma de realización ilustrada, la etiqueta 10
resuena a o aproximadamente de 8,2 megahercios (MHz), que es una
frecuencia comúnmente empleada por sistemas electrónicos de
seguridad de artículos de una serie de fabricantes. Sin embargo,
esta frecuencia específica no ha de considerarse como una limitación
de la presente invención.
La etiqueta de frecuencia resonante 10, como se
muestra y se describe, es generalmente adecuada para sus fines
pretendidos. Sin embargo, debido a las técnicas de fabricación
utilizadas para realizar la etiqueta 10, no es inusual que la
frecuencia resonante de por lo menos una parte de las etiquetas que
se producen varíe respecto de la frecuencia resonante deseada.
Dichas variaciones en la frecuencia resonante de una etiqueta 10
pueden deberse a variaciones en el espesor del dieléctrico entre
las dos placas de condensador 28, 30, ligeras desalineaciones en
las placas de condensador 28, 30 y otros factores. Como resultado,
con el fin de asegurar que cualquier etiqueta 10 que tenga una
frecuencia resonante igual o próxima a la frecuencia resonante
deseada sea detectada al pasar a través de la zona de vigilancia de
un sistema de detección, es necesario variar la frecuencia empleada
por el sistema de detección por lo menos dentro de un rango
prescrito tanto por encima como por debajo de la frecuencia
resonante deseada. Por ejemplo, si la frecuencia resonante deseada
es de 8,2 MHz, el sistema de detección debe ser operativo para
frecuencias entre aproximadamente 7,6 MHz y aproximadamente 9,0 MHz.
La producción de sistemas de detección que funcionen dentro de tal
rango de frecuencia de detección es menos eficiente que la
producción de sistemas de detección que funcionen en un rango de
frecuencia de detección mucho menor.
La presente invención supera los problemas
asociados a dichas variaciones en la frecuencia resonante de la
etiqueta de frecuencia resonante 10 de la técnica anterior empleando
un procedimiento o procedimiento de fabricación diferente para
controlar de manera más precisa el posicionamiento de la segunda
placa del condensador con relación a la primera placa del mismo a
fin de controlar así la capacitancia del condensador y controlar con
ello más estrechamente la frecuencia resonante de la etiqueta. La
figura 3 es una representación esquemática de una etiqueta de
frecuencia resonante 110 de acuerdo con una realización preferida de
la presente invención. La etiqueta de frecuencia resonante 110,
como la etiqueta 10 descrita anteriormente, incluye por lo menos un
componente inductivo y por lo menos un componente capacitivo
conectados en paralelo para formar un circuito resonante que tiene
sustancialmente las mismas características que el circuito resonante
11 que se describe anteriormente.
Al igual que la etiqueta 10 de las figuras 1 y
2, la etiqueta 110 de la figura 3 está formada por una combinación
de un primer patrón conductivo 118 y un segundo patrón conductivo
120 con un dieléctrico entre ellos. El primer patrón conductivo 118
puede formarse utilizando un procedimiento substractivo (es decir,
grabado químico) como se describe anteriormente en conexión con la
etiqueta 10 por corte con troquel, un procedimiento aditivo o de
tinta conductiva o cualquier otra técnica adecuada. Como ocurre con
la etiqueta 10 de la técnica anterior, el material conductivo
empleado en la formación de los patrones conductivos primero y
segundo 118, 120 es preferentemente aluminio. Sin embargo, podrían
emplearse alternativamente otros materiales conductivos. Como
ocurre con la etiqueta 10 de la técnica anterior, el primer patrón
conductivo 118 está compuesto de una bobina inductiva 126 y una
primera placa de condensador formada por parte de una primera parte
llana conductiva 128. Como se ve mejor en la figura 3, la parte
llana 128 incluye un extremo primero o proximal 128a que está
conectado eléctricamente a un extremo de la bobina inductiva 126 y
un extremo segundo o distal 128b. Los extremos primero y segundo
128a y 128b de la parte llana 128 están separados por una distancia
predeterminada que establece la longitud de la parte llana 128. En
la forma de realización ilustrada, la parte llana 128 incluye además
lados laterales primero y segundo 128c y 128d que se extienden
entre los extremos primero y segundo 128a y 128b. El primer lado
128c es generalmente recto y generalmente paralelo a una parte de la
bobina inductiva 126. El segundo lado 128d se extiende en ángulo y
así no es paralelo al primer lado 128c. De esta manera, la anchura
de la parte llana 128 (es decir, la distancia entre los lados
primero y segundo 128c, 128d) se reduce o se estrecha al moverse a
lo largo de la longitud del primer extremo 128a hasta el segundo
extremo 128b. En otros aspectos, el primer patrón conductivo 118 es
sustancialmente el mismo que el primer patrón conductivo 18 de la
etiqueta 10 de la técnica anterior descrita más arriba.
Preferentemente, el primer patrón conductivo es soportado por lo
menos inicialmente por una lámina de soporte 113 que puede ser papel
o similar.
Una segunda distinción principal entre la
etiqueta presente 110 y la etiqueta 10 de la técnica anterior reside
en la estructura del segundo patrón conductivo 120 y la manera en
la que el segundo patrón conductivo 120 está asegurado al primer
patrón conductivo 118. Como se muestra mejor en la figura 3, el
segundo patrón conductivo 120 comprende una segunda parte llana
conductiva 130 generalmente simétrica y configurada preferentemente
en forma rectangular, una parte de la cual forma la segunda placa de
condensador. La parte llana 130 es generalmente rectangular y
simétrica, incluyendo unos lados laterales primero y segundo
generalmente paralelos 130a y 130b y extremos primero y segundo
generalmente paralelos 130c y 130d. El primer extremo 130c está
conectado eléctricamente a un enlace conductivo 132 generalmente
alargado que termina en una parte llana adicional conductiva 134
generalmente rectangular. A diferencia de la etiqueta 10 de la
técnica anterior, el segundo patrón conductivo 120 de la presente
realización se forma preferentemente de manera independiente y
separada del primer patrón conductivo 118. El segundo patrón
conductivo 120 puede formarse utilizando un procedimiento
substractivo o de grabado químico, un procedimiento aditivo o de
tinta conductiva, un procedimiento de corte por troquel o cualquier
otra manera que se conozca o llegue a conocerse por los expertos
ordinarios en la materia. El segundo patrón conductivo 120 puede
incluir una capa dieléctrica (no mostrada) o, si se desea, una capa
o película dieléctrica independiente puede situarse entre el segundo
patrón conductivo 120 y el primer patrón conductivo 118 antes de que
éstos se aseguren uno a otro. Alternativamente, el primer patrón
conductivo 118 puede incluir una capa dieléctrica por lo menos en el
área de la primera parte llana conductiva 128.
Una vez que se ha formado por separado el
segundo patrón conductivo 120, se le transporta sobre una lámina o
sustrato portador 216 (mostrado en la figura 4) de modo que se le
pueda situar sobre el primer patrón conductivo 118 en una ubicación
tal que por lo menos una parte de la segunda parte llana 130 cubra
por lo menos una parte de la primera parte llana 128 (con el
dieléctrico entre ellas), estableciendo las partes de recubrimiento
unas placas de condensador para formar un condensador que tiene la
capacitancia correcta para establecer un circuito resonante que
tenga una frecuencia que sea la frecuencia resonante predeterminada
precisa o que esté dentro de una tolerancia muy estrecha de la
frecuencia resonante predeterminada. Preferentemente, cuando el
segundo patrón conductivo 120 está situado en la posición correcta
con la segunda parte llana 130 cubriendo por lo menos una parte de
la primera parte llana 128 para formar la capacitancia correcta, el
segundo patrón conductivo 120 se asegura al primer patrón
conductivo 118 utilizando un adhesivo (que puede ser la capa
dieléctrica), un prensado en caliente (calor y presión) o alguna
otra técnica adecuada. Como se apreciará cuando se observa la
figura 3, el área de solapamiento de la parte llana 128 y la parte
llana 130 puede alterarse, preferentemente antes de que el segundo
patrón conductivo 120 se asegure al primer patrón conductivo 118,
moviendo o deslizando simplemente la segunda parte llana 130
(segundo patrón conductivo 120) a lo largo de la longitud de la
primera parte llana 128 generalmente paralela al primer lado 128c.
El movimiento de la parte llana 130 hacia el segundo extremo 128b
de la parte llana 128 reduce el área de solapamiento de las partes
llanas 128, 130 para reducir así efectivamente el tamaño de las
placas de condensador y la capacitancia del elemento capacitivo
resultante. En consecuencia, el movimiento de la parte llana 130
hacia el primer extremo 128a de la parte llana 128 aumenta el área
de solapamiento entre las dos partes llanas 128, 130 para
incrementar así efectivamente el tamaño de las placas de condensador
y la capacitancia del elemento capacitivo. Como es bien conocido
por los expertos ordinarios en la materia, la frecuencia resonante
de un circuito resonante es establecida por el valor de la
inductancia y el valor de la capacitancia de acuerdo con una fórmula
predeterminada
F =
\frac{1}{2\pi\sqrt{L \cdot
C}}
El incremento de la capacitancia de un circuito
resonante mientras se mantiene constante la inductancia reduce la
frecuencia y la reducción de la capacitancia mientras se mantiene
constante la inductancia incrementa la frecuencia resonante.
Seleccionando con precisión la ubicación de unión del segundo patrón
conductivo 120 sobre el primer patrón conductivo 118, la frecuencia
resonante del circuito resonante puede controlarse o sintonizarse
con precisión para que corresponda a una frecuencia resonante
objetivo predeterminada dentro de una tolerancia muy estrecha.
Una vez que se ha establecido la posición del
segundo patrón inductivo 120 y se ha asegurado el segundo patrón
conductivo 120 al primer patrón conductivo 118, se completa el
circuito resonante estableciendo un enlace conductivo (no
mostrado), típicamente denominado soldadura pasante, que se hace
pasar a través del dieléctrico para conectar eléctricamente la
parte llana conductiva 134 en el extremo distal del segundo patrón
conductivo 120 con la bobina 126 del primer patrón conductivo 118.
El establecimiento del enlace a través del dieléctrico conecta
efectivamente la inductancia y la capacitancia en paralelo,
completando así el circuito resonante. La frecuencia del circuito
resonante puede determinarse utilizando un equipo de ensayo adecuado
bien conocido por los expertos ordinarios en la materia. Si la
frecuencia resonante de la etiqueta 110 corresponde a la frecuencia
resonante predeterminada o deseada, dentro de una tolerancia
predeterminada, entonces no es necesario realizar una acción
adicional. Si la frecuencia del circuito resonante no corresponde a
la frecuencia resonante predeterminada, entonces la capacitancia
del circuito resonante debe ajustarse hacia arriba o hacia abajo.
Puesto que puede ser difícil, si no imposible, retirar efectivamente
el segundo patrón conductivo 120 del primer patrón conductivo 118,
la posición del segundo patrón conductivo 120 puede ajustarse de
manera correspondiente para una etiqueta subsiguiente 110 que se
produzca durante un procedimiento de fabricación. Finalmente,
ajustando con cuidado la posición del segundo patrón conductivo 120
sobre el primer patrón conductivo 118 de las etiquetas producidas
posteriormente, la frecuencia resonante de tales etiquetas
producidas posteriormente puede ajustarse hacia arriba o hacia abajo
hasta que la frecuencia resonante esté a la frecuencia
predeterminada dentro de la tolerancia prescrita. De esta manera, la
frecuencia resonante de una etiqueta 110 puede "sintonizarse"
para que coincida con la frecuencia resonante deseada
predeterminada.
La figura 5 es una vista fragmentaria de una
parte de una etiqueta 310 de acuerdo con una forma de realización
alternativa de la presente invención. La etiqueta 310 incluye un
primer patrón conductivo que incluye un elemento inductivo o bobina
inductora 326 con una parte llana 328 conectada al extremo distal de
la bobina 326. Sin embargo, a diferencia de la parte llana 128 que
se describe anteriormente en conexión con la figura 3, la parte
llana 328 en conexión con la presente forma de realización está
configurada generalmente en forma rectangular. Más particularmente,
la parte llana 328 en conexión con la presente invención incluye un
primer extremo 328a que está dispuesto en posición generalmente
paralela y espaciada de un segundo extremo 328b. La parte llana 328
incluye asimismo unos lados laterales generalmente paralelos 328c y
328d. Así, a diferencia de la parte llana 128 que se muestra en la
figura 3, la anchura de la parte llana 328 no cambia al moverse a lo
largo de la longitud de parte llana 328 entre los extremos 328a y
328b.
La presente invención incluye asimismo un
segundo patrón conductivo 320 que es precisamente el mismo que el
segundo patrón conductivo 120 que se muestra en la figura 3. En
particular y como se muestra en la figura 5, el segundo patrón
conductivo 320 incluye una parte llana 330 de forma generalmente
rectangular, cuyo primer extremo está conectado eléctricamente a un
enlace conductivo generalmente alargado 332. Como ocurre con la
forma de realización descrita anteriormente en conexión con la
figura 3, la capacitancia de la etiqueta de frecuencia resonante
310 se establece por el grado en que la parte llana 330 del segundo
patrón conductivo cubre la parte llana 328 del primer patrón
conductivo con el dieléctrico entre ellas. La figura 5 ilustra una
situación en la que una parte (aproximadamente una mitad) de la
anchura de la parte llana 330 cubre la parte llana 328 para
proporcionar una cierta capacitancia. Con el fin de reducir el valor
de la capacitancia, la parte llana 338 puede moverse además hacia
fuera del primer extremo 328a de la parte llana 328 para reducir de
este modo el área en la que la parte llana 330 cubre la parte llana
328. Con el fin de incrementar la capacitancia, la parte llana 330
puede moverse hacia el primer extremo 328a de la parte llana 328
para incrementar de este modo el área en la que la parte llana 330
cubre la parte llana 328.
La figura 4 ilustra una configuración preferida
de un sistema para implementar un procedimiento de fabricar
etiquetas de frecuencia resonante. Las etiquetas completadas 110 son
estructuralmente las mismas que la etiqueta 110 descrita
anteriormente en conexión con la figura 3 y están aseguradas una a
otra a lo largo de bordes opuestas en una serie o banda secuencial
200 para fines de ilustrar la presente invención. En la banda 200,
que puede estar formada por una lámina de soporte continua 113, cada
una de las etiquetas parcialmente completadas 110 está orientada
con el primer patrón conductivo 118 mirando hacia arriba. Como parte
del proceso de fabricación, la banda 200 de etiquetas parcialmente
completadas se mueve de izquierda a derecha en una manera escalonada
o indexada como se ilustra por las flechas de flujo. El movimiento
de la banda 200 de etiquetas parcialmente completadas es
controlador por un rodillo de accionamiento 210 que es accionado
para indexar una distancia predeterminada por un mecanismo de
accionamiento compuesto de un motor eléctrico 212 y unos miembros de
accionamiento adecuados 214. Alternativamente, pueden emplearse
otros mecanismos de accionamiento. Además, en algunas aplicaciones,
el segundo patrón conductivo 120 puede aplicarse al primer patrón
conductivo 118 después de que se haya aplicado la etiqueta
parcialmente completada 110 a un producto asociado. Por ejemplo, se
conoce en la técnica que algunos productos, particular productos
con un alto contenido en metal, pueden cambiar la frecuencia de una
etiqueta de frecuencia resonante aplicada. Aplicando una etiqueta
parcialmente completada 110 al producto y aplicando después el
segundo patrón conductivo 120, cualquier desplazamiento de
frecuencia causado por el producto al que se sujeta la etiqueta 110
puede compensarse ajustando la posición del segundo patrón
conductivo 120 con la finalidad ajustar la frecuencia resonante de
la etiqueta completada 110 para que esté a la frecuencia deseada
predeterminada.
Un primer rodillo de suministro 214 incluye una
pluralidad de segundos patrones conductivos previamente formados
120 que están separados una distancia predeterminada en el lado que
mira hacia abajo de un sustrato de soporte, tal como un papel de
liberación 216. Los segundos patrones conductivos 120, que pueden
incluir una capa dieléctrica con propiedades de termosellado, son
posicionados sobre el papel de liberación 216 de tal modo que,
cuando el papel de liberación 216 se retira del rodillo de
suministro 214, los segundos patrones conductivos 120 estén
alineados con los primeros patrones conductivos 118 de la banda 200
de la manera descrita anteriormente en conexión con la etiqueta de
la figura 3. Un par de rodillos locos 218, 220 y un rodillo de
recogida 222 ayudan a establecer la orientación adecuada de los
segundos patrones conductivos 120 con respecto a los primeros
patrones conductivos 118 de las etiquetas parcialmente completadas
de la banda 200. Un mecanismo de prensado 224 de un tipo bien
conocidos por los expertos en la materia está posicionado entre los
dos rodillos locos 218, 220 para presionar uno de los segundos
patrones conductivos 120 y acoplarlo con cada una de las etiquetas
parcialmente completadas 110 de la banda 200. El mecanismo de
prensado 224 puede emplear presión, calor o una combinación de calor
y presión para asegurar o unir los segundos patrones conductivos 120
a los primeros patrones conductivos 118 de las etiquetas
parcialmente completadas
110.
110.
En la figura 4, para implementar el
procedimiento según la presente invención, la estación de medición
de frecuencia 228, 230 se localizará antes del mecanismo de
soldadura 226 o se integrará como parte del mecanismo de prensado
224. Por ejemplo, el mecanismo de prensado 224 podría incluir placas
no metálicas (no mostradas) para acoplar y prensar conjuntamente el
primer patrón conductivo 118 y el segundo patrón conductivo 120, con
una sonda que mida la frecuencia de una etiqueta 110 cuando el
segundo patrón conductivo 120 y el primer patrón conductivo 118
están siendo presionados uno contra otro, pero antes de que el
segundo patrón conductivo 120 se asegure realmente al primer patrón
conductivo 118. Aunque la lectura de frecuencia así obtenida no será
la misma que sería para una etiqueta completada 110, existe una
relación entre la frecuencia leída y la frecuencia final de la
etiqueta completada 110, que permite que se haga un ajuste a la
posición del segundo patrón conductivo 120 con el fin de lograr que
la etiqueta completada 110 resuene a la frecuencia deseada. Puede
proporcionarse una retroalimentación adecuada para controlar la
posición del segundo patrón conductivo 120. Este procedimiento se
ilustra por el diagrama de flujo de la figura 7 y el diagrama de la
figura 8. Haciendo referencia a la figura 8, puede verse que una
frecuencia medida dentro del intervalo de objetivos, cuando el
segundo patrón conductivo 120 se separa del primer patrón conductivo
118 en la medida del espesor del dieléctrico y de un intersticio de
aire adicional, da como resultado una etiqueta completada (es decir,
con el segundo patrón conductivo 120 aplicándose al dieléctrico) con
una frecuencia que corresponde a la frecuencia deseada dentro de la
tolerancia prescrita.
Como puede apreciarse por la figura 8, la
capacitancia de una etiqueta puede cambiarse también, por lo menos
ligeramente, variando la presión aplicada por el mecanismo de
prensado 224. Por ejemplo, la aplicación de presión adicional
disminuye efectivamente la separación entre las placas de
condensador para incrementar así la capacitancia y la reducción de
la presión incrementa efectivamente la distancia entre las placas de
condensador para reducir la capacitancia. El control de la presión
aplicada por el mecanismo de prensado 224 puede realizarse por el
controlador 232 basándose en la lectura de frecuencia obtenida por
la estación de medición de frecuencia 228, 230. Alternativamente,
el mecanismo de prensado 224 podría incluir su propio equipo de
medición de frecuencia para proporcionar una retroalimentación
inmediata para controlar en tiempo real la presión aplicada por el
mecanismo de prensado 224. Otras técnicas o equipos para controlar
la cantidad de presión aplicada al segundo patrón conductivo 120
serán evidentes para los expertos ordinarios en la materia. El
control de la presión aplicada por el mecanismo de prensado 224
puede usarse así como una forma de sintonización final de la
frecuencia resonante de cada etiqueta. Otras variaciones en el
procedimiento de fabricación serán evidentes para los expertos
ordinarios en la materia.
La figura 6 es una vista en perspectiva de un
segundo patrón conductivo 620 de acuerdo con una forma de
realización adicional de la presente invención. El segundo patrón
conductivo 620 es esencialmente el mismo que el segundo patrón
conductivo 120 que se describe anteriormente y se muestra en
conexión con las figuras 3 y 4. En particular, el segundo patrón
conductivo 620 incluye una segunda parte llana conductiva 630 de
forma generalmente rectangular, cuyo primer extremo está conectado
a un enlace conductivo generalmente alargado formado por dos
secciones 632a y 632b que están separadas por un intersticio 632c
de una anchura mínima predeterminada. La segunda sección 632b del
enlace conductivo está conectada a su vez a una parte llana
conductiva adicional 634 generalmente rectangular. El segundo
patrón conductivo 620 puede formarse utilizando un procedimiento
substractivo o de grabado químico, un procedimiento aditivo tal como
una tinta conductiva, un procedimiento de corte por troquel o
cualquier otra manera que se conozca o llegue a conocerse por los
expertos ordinarios en la materia. El segundo patrón conductivo 620
puede incluir una capa dieléctrica.
El segundo patrón conductivo 620 incluye
asimismo un circuito integrado 650 que está asegurado
preferentemente a una de las secciones primera y segunda 632a, 632b
del elemento de enlace. El circuito integrado 650, que es de un tipo
bien conocido para los expertos en la materia, incluye por lo menos
dos conductores eléctricos, estando conectado un primer conductor
eléctrico 652 eléctricamente a la primera sección 632a de elemento
de enlace y estando el segundo conductor 654 conectado
eléctricamente a la segunda sección 632b de elemento de enlace.
Incorporando un circuito integrado 650 de esta manera, una etiqueta
de frecuencia resonante hecha de acuerdo con cualquiera de los
procedimientos anteriormente descrito puede emplearse como una
etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) del tipo que
incluye un chip de memoria para almacenar información de
identificación. El circuito resonante actúa así como una antena y
una fuente de energía para el circuito integrado 650 para irradiar
una señal de radiofrecuencia determinada por los datos almacenados
dentro de la memoria del circuito integrado.
Se apreciará por los expertos en la materia que
podrían realizarse cambios en las formas de realización descritas
anteriormente sin apartarse, por ello, del amplio concepto inventivo
de las mismas. Por tanto, se entiende que esta invención no está
limitada a las formas de realización particulares descritas, sino
que está destinada a cubrir modificaciones dentro del alcance de la
presente invención tal como se define por las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (9)
1. Procedimiento para realizar una etiqueta de
frecuencia resonante que resuene a una frecuencia predeterminada,
comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
(a) formar un primer patrón conductivo que
comprende un elemento inductivo y una primera parte llana,
presentando la primera parte llana un primer extremo conectado a un
extremo del elemento inductivo y un segundo extremo espaciado una
distancia predeterminada del primer extremo;
(b) formar por separado un segundo patrón
conductivo que comprende una segunda parte llana y un elemento de
enlace, presentando la segunda parte llana una anchura
predeterminada;
(c) situar el segundo patrón conductivo próximo
al primer patrón conductivo en una primera ubicación predeterminada
de tal modo que la segunda parte llana se cubra por lo menos una
parte de la primera parte llana con un dieléctrico entre ellas para
establecer las placas de un elemento capacitativo con una primera
capacitancia predeterminada que forma un circuito resonante con el
elemento inductivo;
(d) medir la frecuencia resonante del circuito
resonante y comparar la frecuencia medida con la frecuencia
predeterminada;
(e) si la frecuencia resonante no coincide con
la frecuencia predeterminada dentro de una tolerancia seleccionado,
mover el segundo patrón conductivo de tal modo que la segunda parte
llana se mueva a lo largo de la longitud de la primera parte llana
para cambiar así la capacitancia del elemento capacitativo;
(f) repetir las etapas (d) y (e) hasta que se
produzca una coincidencia; y
(g) fijar el segundo patrón conductivo al primer
patrón conductivo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la primera parte llana presenta una anchura que disminuye al
moverse a lo largo de la longitud de un extremo a otro.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que la segunda parte llana es generalmente rectangular y presenta
una longitud que excede la mayor anchura de la primera parte
llana.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el segundo patrón conductivo se fija al primer patrón
conductivo por uno de entre un adhesivo y un prensado en
caliente.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el que el segundo patrón conductivo se fija al primer patrón
conductivo aplicando presión, variándose la cantidad de presión
aplicada para controlar la frecuencia resonante de la etiqueta.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el segundo patrón conductivo, una vez formado, se mantiene
inicialmente sobre una lámina de soporte.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el segundo patrón conductivo incluye una capa dieléctrica que
es colocada entre la segunda parte llana y la primera parte llana
antes de fijar el segundo patrón conductivo al primer patrón
conductivo.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el elemento de enlace comprende una primera sección conectada
a la segunda parte llana y una segunda sección, estando separadas la
primera y segunda secciones del elemento de enlace por un
intersticio de una anchura mínima predeterminada y comprendiendo
asimismo un circuito integrado que incluye por lo menos un primer
conductor eléctricamente conectado a la primera sección del elemento
de enlace y un segundo conductor eléctricamente conectado a la
segunda sección del elemento de enlace.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que el circuito integrado está fijado a una de la primera y
segunda secciones del elemento de enlace.
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