TWI402830B - 由至少一介質基片被覆導電層所形成資料載體內識別電路之整合方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於資料載體(諸如光圈載體)之改進。尤指光圈資料載體之製法，容許將晶片或電子「籤條」，尤指在載體內的頻率RF作業之籤條，加以整合。
遠程識別技術或借助射頻，在歐洲稱為「RFID技術」，在美國稱為「RF技術」，可識別和(以更通常方式)遠讀積體電路或晶片內所含資訊，多虧稱為閱讀機RFID，使用射頻波的詢問系統。積體電路是以晶片形式聯結發送/接收天線，一般稱為「RFID籤條」，並附於物件。
RFID籤條是以已知方式，回到由其所聯結的「RFID閱讀機」所發生場域，並向此發送晶片內所要求和儲存之一資訊時，即被活化。RFID籤條可以無源或有源。有源籤條是以諸如電池等能源饋送，而無源籤條則從籤條所接收的射頻訊號接受能量。
RFID技術可用於大多數用途，從貼標到認證來自頂級後勤補給之產品。故對微型碟片(CD)或數位多樣性碟片(DVD)等光碟而言，使用RFID籤條可用於對抗非法複製和在店裡被竊。在此情況下，有趣的是，籤條是插入光碟的結構內，而不僅僅繫結在例如含有上述碟片之盒子。
RFID籤條之整合於光碟結構，已有人提供。故使用現時導電性印墨之印刷技術，提供完成偶極型天線。然而，此等偶極型天線病在不良輸出，一方面損失現時導電性印墨，另方面在偶極性天線極近處有反射層，但也是導電性，係光碟結構之固有部份。此種解決方式如第1圖所示。在此圖中，1代表鋁製CD之反射層。2代表介質基片(尤指聚碳酸酯製)所構成CD板。3代表在光碟邊緣做一線記號所需偶極型天線，是借助現時導電性印墨所得。4代表供應天線聯結於FRID晶片。5代表碟片的中央開口，可設置在閱讀機內運動。
對此種天線進行的模擬，即使偶極型天線是印在碟片的外緣程度，部份不進行金屬化，則天線在導電層附近之效應，是可以考慮。事實上，在此情況下，導電層上的偶極所感應之電流相位，實際上與偶極內之電流相反，有破壞此項輻射之效果。另方面，使用偶極型天線做為輻射元件，無法令天線最佳且簡單適應晶片。
另一種解決方式是US 2005/276210 A1專利申請案所提供。在此案中，天線係由一或若干導電環所構成，此環為CD或DVD等光碟結構之導電層所完成，與晶片耦合。為完成此等環或導電環之拱部，和/或令其與晶片耦合，導電層利用位置去金屬化。此解決方式使用導電層，尤指CD或DVD結構一部份之鋁層，做為天線。
同時，呈現某些特點，尤指利用標準維度之光碟和導電冠部，賦予有限量的共振。事實上可活化磁碟機，像不平衡之單極。此單極之地面，鏤刻在光碟周緣之一部份。模擬顯示如此激發生共振頻率，在所需頻率帶以外。然後，不可能改變此共振頻率，此大部是碟片尺寸所賦予。一方面利用事實上含有光碟所錄資訊的導電層位置去金屬化，另方面天線引起極微弱之阻抗控制，限制RFID系統之效能，尤其是其範圍大大視天線與晶片耦合品質而定。
所以，本發明提供一種新的解決方式，把晶片或射頻籤條整合於光碟或類似碟片之結構，以克服先前技術解決方式之缺點。
本發明尤其關係到在資料載體內實施天線結構之方法，並耦合於積體電路或晶片。
所以，本發明關係由至少一介質基片被覆一導電層所形成資料載體內把識別電路加以整合之方法，導電層包含一部份接受資料，和一部份沒有資料，其特徵為，包含在導電層無資料部份蝕刻至少一共振槽形成天線，把積體電路耦合於槽。
按照本發明另一特性，導電層蝕刻長度L，使L＝λ
g/2，其中λ
g等層內在共振頻率之波長，λ
g視槽的真實電容率而定，此值視材料的電容率、其厚度以及槽寬而定。所以，調節槽的長度和寬度，即可改變共振頻率。
按照本發明另一特性，至少二同心共振槽彼此電磁耦合，是蝕刻在導電層的無資料部份。
按照本發明另一特性，部份被覆之至少二共振槽，係蝕刻在導電層無資料之部份。
按照本發明較佳具體例，積體電路與共振槽以電磁方式耦合，惟積體電路亦可與槽直接連接。
為獲得最大耦合，積體電路定位在共振槽上，朝共振槽末端之一在長度L'處，如此可使共振槽的阻抗最佳。
資料的載體是光碟，諸如CD、DVD、微小碟片等。積體電路或晶片是FRID電路或RF電路。
本發明其他特性和優點由如下參照附圖之說明，即可清楚明白。
首先參見第2－6圖說明本發明第一具體例。此項說明係參見諸如微型碟片(CD)等光學資料載體所構成資料載體加以說明。然而，顯然本發明可應用於其他資料載體，尤指DVD、微小碟片等。CD結構已屬公知，不再詳述。是由至少一介質層，尤指聚碳酸酯層堆疊構成，鏤刻「凹點」代表資料。此層被覆反射層，尤指鋁層，最後再被覆介質材料，最常用為在壓克力之抗紫外線清漆，產生資料保護膜。
如第2圖所示，CD呈鋁製環10形式，按照本發明包含接受資料之第一冠部10a和無資料之冠部10b。在較佳具體例中，無資料之部份是在內冠的程度。在不超出本發明範圍，可在外冠程度實施無資料部份。此外，碟片含有中央開孔11，可供裝在閱讀機的轉動軸線上。
第3圖為第2圖碟片中央部份之放大圖，如圖所示，中央開孔11的半徑ri
，此半徑ri
決定無資料冠部的內周，延展至半徑rim
之圓圈，使無資料部份之冠部延伸寬度等於rim
-ri
。
按照本發明，如第2和3圖所示，在此無資料區內蝕刻一槽12，長度L小於半徑rim
決定之周緣。無資料區內，在槽12兩極端間延伸長度13為金屬化區。槽12尺寸在於獲得輻射槽，而其長度L之計算方式為，在作業頻率，L=λ
g/2，其中λ
g等於槽內波長，以λg=λ0/εreff為佳，其中λ0為真空內之波長，λ0=c/f，c為光速，εreff為槽之相對電容率，此電容率因材料之電容率、槽厚度和寬度而定。故按照本發明，輻射天線是在光碟之無資料部份內實施，最好是接近碟片轉動中心之部份。此無資料部份之維度，可利用輻射天線之外周加以限制。
如第2和3圖所示，槽12在其長度的一點14進料。在此情況下，槽之進料是利用晶片或RFID籤條14平行放在槽上，以電磁耦合為之。按照另一具體例，RFID籤條利用電磁耦合與共振槽12聯結，可改為直接聯結於槽。如後述，連接點之選擇方式是，相當於槽之阻抗點，保證天線的能量最佳傳輸來往於晶片。
具有第2和3圖所示共振槽天線之CD光碟，使用商業電磁軟體(Zenland製品IE3D)模擬。使用下述無數進行模擬。光碟是由聚碳酸酯基片構成，厚度0.6mm，電容率(εr)2.8，而tan△1e-4。聚碳酸酯基片被覆一層鋁，引進導電係數38000000 Siemens/m，厚度50nm。金屬性碟片之內半徑ri
為7.5mm，而碟片之外半徑R為60mm。在此碟片上，按照本發明，共振槽12係蝕刻在鋁層上。此槽12的長度L等於115mm，得共振約950 MHz。此層在此描繪成半徑rim
小於或等於20mm之圓圈。
以上述之圓圈，對槽的阻抗共振頻率(實際和假想部份)係就槽寬在0.5mm至3.5mm不等加以模擬。模擬結果如第4圖所示。事實上，調節槽寬可調節天線的阻抗。然而，修改槽寬造成共振頻率改變，按照上述應用，即可藉調節槽長，改變共振頻率。按照RRID籤條引進並借助第4圖，可選用槽寬，引進利用RFID籤條共軛之阻抗，最好使天線適應RFID電路。所以，槽寬是天線呈現於RFID籤條的阻抗的控制手段之一，並賦予槽激發之位置。
另方面，如上所述，RFID籤條是在共振槽12上並列耦合。為得最佳之可能耦合，必須發生在槽末端之一的長度L'，選用使此耦合最佳。為決定最佳位置，借助上述軟體模擬不同位置，此項模擬為決定最佳位置所必須，因為槽並非直型。
模擬結果列於第6圖，表示對籤條的不同位置0－6之阻抗反應之頻率(實際和假想部份)。結果顯示對位置0要求最大耦合。類似為選擇槽寬制定之共振，亦列於此。
茲按照第7和8圖說明本發明其他具體例。
第7圖簡略表示第一共振槽12'，形成本發明天線。在此槽孔12'並列安裝RFID籤條或晶片14'，此籤條係以電磁方式耦合於共振槽12'。在此具體例中，第二槽15形成於中央開孔和槽12'之間。此槽為共振槽，可以電磁方式耦合於槽12'。第二槽15尺寸可在另一頻率共振，得以在若干頻率發揮功能。
第8圖表示本發明另一具體例。在此情況下，第二槽16部份被覆第一槽12'，在共振槽內展開。此槽16在若干頻率帶，可在RFID籤條或晶片14'的適應程度，帶來些可撓性。
凡精於此道之士均顯而易知，利用基部耦合與RFID籤條或晶片直接聯結的主要槽，可增加環形槽數不限制。
本發明係就光碟(諸如微型碟片)加以說明。然而，顯而易知可應用於聚碳酸酯和鋁以外材料製成的其他資料載體，條件是基片為被覆一金屬化之介質。
1．．．鋁製CD之反射層
2．．．介質基片所構成CD板
3．．．偶極型天線
4．．．天線聯結於RFID晶片
5．．．碟片的中央開口
10．．．鋁環
10A．．．接受資料之冠部
10B．．．無資料之冠部
11．．．中央開孔
12．．．槽
14．．．籤條
R．．．碟片之外半徑
ri
,rim
．．．半徑
13．．．金屬化區
12'．．．第一槽
14'．．．籤條或晶片
15,16．．．第二槽
第1圖為先前技術具有RFID籤條的光碟具體例之俯視示意圖；第2圖為本發明具有RFID籤條的光碟具體例之俯視示意圖；第3圖為接受RFID籤瓢渡輪之放大圖；第4圖分別表示對指定槽的長度在槽若干寬度的頻率對阻抗反應之實際和假想部份；第5圖為本發明具有RFID籤條的光碟俯視示意圖，顯示積體電路之不同位置；第6圖表示對第5圖所示不同位置的頻率對阻抗反應之實際和假想部份之曲線圖；第7和8圖為相當於本發明的其他具體例之示意圖。
10．．．鋁環
10A．．．接受資料之冠部
10B．．．無資料之冠部
11．．．中央開孔
12．．．槽
14．．．籤條
R．．．碟片之外半徑
Claims (9)
- 一種由至少一介質基片被覆導電層所形成資料媒體內識別電路之整合方法，其導電層具有接受資料部份和無資料部份，此方法包括步驟為：在導電層的無資料部份，於小於該無資料部份沿周的第一長度L，蝕刻至少一輻射槽形成天線，該第一長度L決定共振頻率；以及令積體電路耦合於輻射槽，把該積體電路定位在該輻射槽，於離該第一長度L之第二長度L'，選擇該第二長度L'使輻射槽之阻抗最佳者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中第一長度L上，使L=λ g/2，其中λ g等於槽在共振頻率時之波長者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中以電磁方法耦合在一起之至少二同心共振槽，係蝕刻在導電層之無資料部份者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中至少二個部份重疊之共振槽，係蝕刻在導電層之無資料部份者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中積體電路係以電磁方式耦合於共振槽者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中積體電路直接連接共振槽者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中資料媒體為碟片，諸如光碟(CD)、數位影音光碟(DVD)、迷你碟片者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中積體電路為RFID電路或RF電路者。
- 一種由至少一介質基片被覆導電層所形成之資料媒體，導電層具有接收資料部份和無資料部份：其中導電層無資料部份，包括在小於該無資料部份沿周的第一長度L，蝕刻至少一輻射槽形成天線，該第一長度L決定共振頻率；以及 積體電路，耦合於該輻射槽，並在離該第一長度L末端之第二長度L'，定位於該輻射槽，選擇該第二長度L'，使輻射槽之阻抗最佳者。
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