NL1002720C2 - Deactiveerbaar 8,2 MHz resonantielabel voor elektronische artikel- bewaking. - Google Patents

Description

Deactiveerbaar 8,2 MHz resonantialabel voor elektronische artikelbewa-king.

RF-diefstaldetectielabels voor eenaalig gebruik, plaketiketten of plaklabela genoemd, worden tijdens d betalingsprocedure bij een kassa uitgeschakeld met behulp van een deactiveerapparaat, ook vel deactivator genoemd.

5 Deactiveerbare artikelbevakingslabels zijn bekend. Deze labels worden bijvoorbeeld in U.S. patent 4.567.573 van Checkpoint en in U.S. patent 4.864.280 van aanvraagster beschreven. Het label bestaat uit een metalen spoel, gedrukt (geëtst) op een kunststoffolie en twee condensatorplaten aan weerszijden van deze folie, verbonden met beide kanten van de spoel. 10 De spoel en de zo gevormde condensator vormen een reaonantiekring. Wanneer het label zich in een magnetisch wisselveld bevindt, bijvoorbeeld tussen de antennes van een winkeldiefstaldetectiesyateam, geplaatst bij de uitgang van een winkel, dan zal, wanneer de frequentie van dat via-selveld samenvalt met de resonantiefrequentie van het label, het label 15 als gevolg van het resonantieëffect een signaal terugzenden.

In het condensatordeel is een verzwakking aangebracht waar bij relatief lage spanning tussen de condensatorplaten overslag optreedt tussen deze platen. Het gevolg daarvan is dat een permanente kortsluiting achterblijft, zodat het betreffende label geen elektrische resonantie meer 20 vertoont, in het magnetisch wisselveld geen signaal meer terugzendt en aldus gedeactiveerd is.

Deze categorie labels wordt reeds geruime tijd toegepast waarbij het label in de winkel op het te beveiligen goed geplakt wordt, of al door de fabrikant of de verpakker van het artikel is aangebracht in het arti-25 kei of in de verpakking.

Ma de verkoop van het produkt wordt het label gedeactiveerd, zodat tijdens de passage van de koper met het betreffende produkt door de uitgang van de winkel geen alarm optreedt.

Een methode om een label deactiveerbaar te maken, is bekend uit U.S.

30 patent 5.187.466 van Fritz Pichl.

Een probleem dat bij deze categorie van labels optreedt, is dat na deactivatie sommige labels weer actief worden, omdat door het bewegen en 1002720 2

V

vervormen van het label de (fragiele) kortsluiting tussen de condense-torplaten breekt en verdwijnt.

Sr is een ontwikkeling in de markt gaande waarin labels worden aangebracht door de fabrikant van de te beveiligen producten, de zogenaamde 5 source-tagging. Dit bespaart kosten van het aanbrengen van labels bij de winkelier. Bet nagestreefde doel is de labels diep verborgen in de artikelen aan te brengen. Met name bij kleding worden ze niet verwijderd, doch blijven in de kleding aanwezig. Labels die dan als gevolg van bijvoorbeeld een waabehandeling spontaan weer actief worden, veroorzaken zo 10 een ongewenst alarm als de drager van deze kleding een beveiligde winkel binnengaat.

Br is daarom een grote behoefte aan een label dat zeker niet meer spontaan kan reactiveren nadat het is gedeactiveerd.

Br is een aantal manieren denkbaar om een resonantiekring zoals deze 15 door het detectiesysteem wordt gezien, uit te schakelen: 1. een kortsluiting parallel aan de kring; 2. een onderbreking in serie met de kring; 3. het dampen van de kring tot beneden een bepaalde Q; 4. het verstemmen van de kring tot buiten het detectievenster.

20 Dempen kan bijvoorbeeld door een weerstand parallel aan of in serie met de kring aan te brengen. Kortsluiten of onderbreken zijn hiervan de limieten met weerstandwaardes 0 of > Q.

Verstemmen is mogelijk door de waarde van de spoel en/of de condensator te wijzigen.

25 Om nog energie in het label te kunnen brengen voor gewenst reactiveren, hetgeen noodzakelijk kan zijn, bijvoorbeeld indien een beveiligd artikel wordt geruild, is verstemen van de resonantiefrequentie de meest voor de hand liggende methode om iets om te schakelen.

Een methode om volgens dit principe een label te kunnen deactiveren en 30 daarna weer reactiveren, is beschreven in octrooiaanvrage nr. 1001770 van aanvraagster.

De uitvinding betreft het opbouwen van een resonantielabel met behulp van een (geëtste) metalen spoel en eventueel een deel van de condensator en een siliciumchip met daarop de afstemcapaciteit of een gedeelte 35 daarvan en het deactiveermechanisme door middel van ófwel het kortsluiten van (een deel van) de condensator, ófwel het onderbreken van de spoel.

1002720 3

In plaat· van het kortsluiten van de condensator of een gedeelte daarvan ie het ook mogelijk delen van de af at «condensator vel of niet parallel te schakelen, waardoor de resonantiefrequentie van het label kan worden geschakeld tussen binnen of buiten het detectievenater van het detectie-5 stelsel bij de uitgang.

Op deze manier ia het niet alleen mogelijk om een label te deactiveren, maar ook om een label te activeren. Dit kan zinvol zijn in bronbeveili-gingsprogramma's, waarbij alle artikelen van een soort door de fabrikant of verpakker voorzien worden van een ingebouwd label.

10 Alleen in winkels met een diefstaldetectiesysteem worden dan de labels geactiveerd, voordat de waren ter verkoop worden aangeboden.

Silicium is een hard en bros materiaal. Als in silicium met behulp van verhoudingsgewijs hoge spanning of grote stroom elektrisch een doorslag of onderbreking wordt aangebracht, zal deze niet meer spontaan van toe-15 stand kunnen veranderen onder invloed van mechanische, chemische of thermische belasting.

Wel kan het zijn dat daardoor de chip breekt of van zijn aansluitpunten loslaat.

Door nu de afstemcondensator of een gedeelte daarvan ook in de chip op 20 te namen, wordt bereikt dat in het geval van een defecte of afgebroken chip de reaonantiekring ook definitief is uitgeachakeld.

Technieken om op siliciumchips condensatoren te vormen, zijn bekend.

Een omschakelbare afstamcapaciteit kan worden opgebouwd met behulp van floating gate geheugentransistora uit da EEPROM technologie.

25 Voor het realiseren van voldoende lage weerstand is het nodig om de transistor van een groot oppervlak te voorzien, of om deze op te bouwen uit veel parallel geschakelde kleine oppervlakjes.

Dit zou kunnen op een chipoppervlak van ca. 1 sm?, vergelijkbaar met een geheugenarray van 10k + bits.

30 Technieken om na de chipproduktie, dus achteraf, programmeerbare onderbrekingen of verbindingen aan te brengen, zijn bv .end uit de programmeerbare logica zoals PROM's, PGA's, gatearrays, etc., onder namen als "fuselink" of "antifuse". Dit soort fuses en antifuees zijn in de praktijk zeer betrouwbaar gebleken.

35 Antifusetechnologie:

Antifuse· worden veel gebruikt bij FPGA's en zijn niet herprogramnser-baar. Meerdere fuses maken echter meerdere frequenties mogelijk.

Er zijn technologieën waarmee de verbinding voldoende laagohmig te maken is. Hierbij wordt een metallische verbinding gerealiseerd. De elektrodes 1002720 4 zijn ook van nataal. Zeer lokaal wordt door hoge dissipatie, veroorzaakt door hoge spanning, slecht geleidend amorf silicium omgezet in goed geleidend metaal. Er bestaan processen waarmee een daling van de weer-standwaarde tot ca. 20 - 50 Ohm kan worden gehaald.

5 Een andere technologie, die gebruik maakt van doorslag van een dieëlek-tricum tussen poly-eilicon elektrodes, geeft een aanzienlijk hogere (PLÏCE 500 Ohm) doorgangsweerstand.

Ovonics is vergelijkbaar met antifuse en wordt ook in Si technologie toegepast. Daarnaast ia zenerzapping ook een soort antifuse.

10 Fusetechnologie:

Fuses kunnen worden gevormd in metaal of polysilicon.

Deze techniek werd in het verleden veel toegepast, maar kent betrouw-baarheidsproblemen vanwege teruggroeien van de fuses ten gevolge van elektromigratie.

15 Met behulp van ëën der genoemde technieken is het mogelijk om een klein en daardoor goedkoop ailiciumchipje te maken ziet twee naar buiten uitgevoerde aansluitingen, in de vorm van bondingpads of bumps.

Zo'n chip kan met behulp van bekende technieken uit de halfgeleider-packaging in een geautomatiseerd productieproces worden aangebracht op 20 bijvoorbeeld een geëtste aluminium spoel.

Deze montage kan bijvoorbeeld plaatsvinden door ztiddel van face-down thermo-compressie techniek op bumps, wire-bonding, of Tape-Automated-Bonding ziet behulp van een subframe.

In situaties waar de kostprijs van het label een minder grote rol 25 speelt, kan de chip op bekende wijze worden afgemonteerd in bijvoorbeeld een afgeplatte T092 epoxy behuizing. Deze kan dan weer met een automatische splice machine worden verbonden ziet een gewikkelde bakspoel. Deze sazienstelling kan worden gebruikt als deactiveerbaar hard label.

Nog een ziethode om een label te deactiveren, is het veranderen van de 30 diëlektrische eigenschappen van de afstsmcondensator van de kring. Daar-ziee kan de capaciteit van de condensator zoveel worden gewijzigd, dat de resonantiefrequentie van het label buiten het detectiebereik van het systeem bij de uitgang komt te liggen.

Dit kan worden bereikt door voor het diëlektricum een ferroëlektrisch 35 ziateriaal te kiezen, waarvan de diëlektrische eigenschappen kunnen veranderen door zdddel van het draaien van het polarisatievlak onder invloed van een elektrisch veld met een hoge veldsterkte, loodrecht op het vlak van het label.

‘10 0 2 7 2 0 5

Zo'n veldsterkte ontstaat door oen hoge energie in de resonantiekring op te wekken. Dit kan net behulp van bestaande deactivatoren. Reactiveren is mogelijk door het polarisatievlak weer terug te draaien met behulp van een hoge veldsterkte in het vlak van de label. Hiervoor kan een 5 reactiveerapparaat ontworpen worden, dat dit veld extern aan het label toevoert. Dit is oriëntatieafhankelijk, waardoor reactiveren een speciale handeling wordt, hetgeen ook wenselijk is.

Het voordeel van deze wijze van deactiveerbaar maken ten opzichte van fuse- en antifuse-technieken is dat het niet nodig is om een discreet 10 onderdeel (chip) met goede laagohmige elektrische verbindingen te verbinden met de spoel.

Deactiveren kan worden uitgevoerd met bestaande deactiveerapparaten.

Deze zijn o.a. bekend uit de Europese patenten 0439237 en 0478092 van aanvraagster.

15 Deactivatoren produceren op de reaonantiefrequentie van een label een veldsterkte tussen 1 en 3 A/m op de gewenste deactiveerafstand tot de antenne, in de praktijk zo'n 20 cm.

Deze veldsterkte is veel groter dan de veldsterktes die een label maximaal kan ondervinden in het detectiegebied bij de zendantenne van het 20 detectiestelsel bij de uitgang van een winkel.

De deactiveerveldsterkte heeft in het label tot gevolg dat de spanning over de condensator op kan lopen tot tientallen volta, en de stroom-•terkte door de spoel tot tientallen milli-ampëres.

Bij een praktische L-C verhouding en Q, is dit ca. 30 V en 80 mA, 25 corresponderend met een energie in de kring van ± 25 nJ.

Deze waardes zijn goed te gebruiken om in halfgeleidercircuita fuses mee te verbreken of antifuses te vormen, of om het polarisatievlak van een ferroëlektrisch diëlektricum te verdraaien.

1002720

Claims (11)

1. Een deactiveerbaar artikelbeveiligingaresonantielabel, met het kenmerk, dat deactivating wordt bereikt door het vormen van een verbinding parallel aan de resonantiekring, door middel van de vorming van een "antifuae", waardoor de reaonantiamogelijkheid 5 verdwijnt.

2. Een deactiveerbaer artikelbeveiligingsresonantielabel, met het kenmerk, dat deactivering wordt bereikt door via het vormen van een verbinding een extra condensator parallel aan de resonantiekring te schakelen, zodat de resonantiefrequentie buiten de fre- 10 quentieband van het detectieatelsel komt te liggen.

3. Een artikelbeveiligingsresonantielabel, met het kenmerk, dat activering mogelijk is door via het vormen van een eerste verbinding, een condensator parallel aan de resonantiekring te schakelen, zodat de resonantiefrequentie binnen de frequentieband van 15 het detectieatelsel komt te liggen, en dat daarna deactivering mogelijk is volgens het principe van de conclusies 1 of 2 door het vormen van een tweede verbinding.

4. Een deactiveerbaar artikelbeveiligingsreaonantrelabel, met het kenmerk, dat deactivering wordt bereikt door het verdwijnen van 20 een verbinding, dpor middel van het verbreken van een "fuse" in serie met da resonantiekring, waardoor de resonantiemogelijkheid verdwijnt.

5. Een deactiveerbaar artikelbeveiligingsresonantielabel, met het kenmerk, dat deactivering wordt bereikt door, via het verbreken 25 van een verbinding een deel van de afatamcondeneator uit te scha kelen, zodat de resonantiefrequentie buiten de frequentieband van het detectiestelael komt te liggen.

6. Een artikelbeveiligingsreaonantielabel, met het kenmerk, dat activering wordt bereikt door, via het verbreken van een eerste 30 verbinding een deel van de afstemcondensator uit te schakelen, zodat de resonantiefrequentie binnen de frequentieband van het detectiestelael komt te liggen, en dat daarna deactivering moge-lijk is volgens het principe van de conclusies 4 of 5 door het verbreken van een tweede verbinding. 1002720

7. Een deactiveerbaar artikelbeveiligingaraaonantielabel, mat hat kenmerk, dat daactivaring wordt baraikt door da aiganachappan van hat diëlaktricum van da afateucondanaator ondar invloed van aan elektriach vald loodrecht op hat vlak van da labal, dat kan worden 5 opgewekt door aan hoge energie in da reaonantiekring ta induceren, zodanig ta wijzigen dat varatananing van de reaonantiefrequentie tot buiten het detectiebereik van een detectiaatelael ontataat.

8. Een deactiveerbaar artikalbavailigingaraaonantialabel, mat het kenmerk, dat daactivaring wordt baraikt door verandering van da 10 reaonantiefrequentie tot buiten het detectiebereik van aan detec- -ieatalael, door middel van verdraaiing van het polariaatievlak van aan ferroëlektriach diëlaktricum ondar invloed van aan elektrisch vald loodrecht op het vlak van het label, dat kan worden opgewekt door een hoge energie in de reaonantiekring te induceren.

9. Ecu deactiveerbaar artikalbevailigingareaonantialabel volgana concluaie 8, ziet het kenmerk, dat het polariaatievlak van een farroëlaktriach diëlaktricum onder invloed van aan elektriach vald loodrecht op het vlak van hat labal 90* draait, waardoor da con-denaatorwaarde zodanig wijzigt, dat da reaonantiefrequentie van 20 het label buiten het detectiebereik van een detectiaatelael komt ta liggen en zodoende het labal gadeactiveerd ia.

10. Een deactiveerbaar artikelbevailigingalabel volgana concluaie 7, mat hat kanmark, dat hat label na daactivaring waar gereactiveerd kan worden door middel van verdraaiing van het polariaatievlak van 25 hat farroëlaktriach diëlaktricum mat behulp van een uitwendig aangebracht elektriach veld in het vlak van de labal, zodanig dat da afatancondanaator van da reaonantiekring zijn waarde van voor da daactivaring terugkrijgt, waardoor hat label weer actief wordt.

11. Een deactiveerbaar artikelbevailigingalabel volgana één dar con- 30 cluaiaa 7, B of 9, mat hat kanmark, dat hat labal na daactivering waar gereactiveerd kan worden door de eigenschappen van het di-elektricum onder invloed van een uitwendig aangebracht elektrisch vald terug ta brengen naar de oorspronkelijke toestand van voor da daactivaring. ‘1 0 0 2 7 2 0 RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEtOSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE lOENTIFIKATIE VAN OE NATIONALE AANVRAGE Kdnrmrk van oa aanvrager of van da gamaangoe _E47/SK_ NoaenanOM aanvrage nr.' · ManmgMaun 1002720 27 maart 1996 Ingeioapan voorrangsoaun Aanvrager (Naam) N.V. NEDERLANDSCHE APPARATENFABRIEK "NEDAP" Oaten wan naf verzoet voor aan onoerzoee van mwmaaonaai lypa Ooer aa intante voor miamaianaai Onoarzoek (ISA) aan na( verzoek voor aan onderzoek van mamaoonaal lypa Mgaaano nr. SN 27422 NL L CLASSIFICATIE VAN HET ONOERWERP (bij Bogaomg vwi vereatitoMe rtariaw. al» «aaartcaooeymboion op gown) Voigone oa aamaanaa «.-*<« (tFC) Int. Cl.6: 6 08 B 13/24, G 06 K 19/07, 6 01 S 13/02 H. ONDERZOCHTE CEBIEOEN VAN OE TECHNIEK --Onotttocftf minimum flocumamana _ Classificatieivzteem _gassificatiaavmpoCn__ Int. Cl.6 G 08 B, G 06 K, G 01 S Onoaooeita aneora documenaae aan oa mnmum oecumene oa voor zover oargaf jka documanw m da onderzooi» paboden zin opganoman * ^ a a % · a III.! i GEEN ONDERZOEK MOGELUK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmarKingan op unvullingsBlad) | IV.! 1 GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmancmgen op unvulfingsoiad) j rorm PC7/ISA/23Wa»CÉ 19fri