專利名稱：制造射頻識別器件的方法
制造射頻識別器件的方法
相關申請的交叉引用
本申請要求2010年6月14日提交的美國臨時專利申請61/354380、2010年6月 14日提交的美國臨時專利申請61/354388和2010年6月14日提交的美國臨時專利申請 61/354393的權益，通過引用將其全部以其整體并入本文。技術領域
本發(fā)明處于制造用于射頻識別(“RFID”)標簽、嵌入物、票據(jù)和標記的射頻識別天線結構的領域。更具體而言，本發(fā)明涉及利用切割技術的組合，以連續(xù)和有效方式制造RFID 器件的RFID天線的方法，其潛在地允許將微處理器直接放置在天線上而不需要微處理器接觸延伸件例如條帶、插件或載體。
背景技術：
射頻識別(RFID)標簽的用途是眾所周知的。RFID標簽通常用于各種各樣領域，例如汽車的安全鎖、控制進出建筑物、其他安全應用、跟蹤和管理庫存以及提供對帶標簽物品的識別。
典型的RFID標簽具有電連接到天線的微處理器。當用于跟蹤或管理庫存時，微處理器存儲與庫存關聯(lián)的唯一識別數(shù)據(jù)。操作員可以使用外部接收器/讀取器接收存儲的數(shù)據(jù)并處理庫存。
近來，隨著公司探索保持和/或增加盈利能力的替代性業(yè)務流程，RFID標簽的需求已增加。通常，公司試圖預測商店特定物品的銷售量，然后基于銷售量預測，運送設定數(shù)量或金額的貨物。由于銷售量預測可能過度估算需求，導致商店不得不儲備庫存并保持該物品比預期時間更長的時間，因此這種業(yè)務流程具有降低公司盈利能力的可能性。一旦物品的可出售壽命接近終點或在食物的情況下接近或已經達到過期(例如，易腐貨物、季節(jié)性物品、時尚趨勢等)，商店可能甚至被迫下調物品的價格?？蛇x地，銷售量預測可能低估需求，從而由于消費者被迫到其他地方商店購買脫銷產品，降低了公司銷售額并影響了盈利能力。
RFID標簽通過允許公司連續(xù)監(jiān)控商店產品的供應，具有增加公司盈利能力的可能性。利用RFID標簽允許公司在沒有必須進行實物庫存盤點的情況下對低商店庫存做出快速響應，以便確保足夠的貨物供應而又避免與過度庫存產品有關的風險。此外，公司可以監(jiān)控商店產品的銷售率，這有助于公司預測未來銷售趨勢，以便公司能夠根據(jù)需要在供應鏈內做出變更，從而保持適當供應和準備好貨物的可用性。
RFID標簽增加的需求已經產生對能夠快速和有效生產RFID標簽天線的制造方法的需要。一種這樣的方法在美國專利申請2007/0171129A1中公開。該方法包括步驟首先提供加固的金屬箔層壓片——其包括結合到加強層的箔，以及結合到金屬箔層壓片的載體層。其次，該方法包括步驟利用旋轉模切機穿過層壓到載體層的金屬箔切割出天線圖案。 該方法結束的步驟是，移走加強金屬箔層壓片的不期望的余料(matrix)部分，以便提供布置在載體層上的金屬箔層壓片天線。通過該方法產生的RFID標簽5在圖I中示出。
遍及本公開參考了出版物、專利和專利申請。所有本文引用的參考文獻通過引用在此并入。
參考圖1，RFID標簽5具有由增強導電層形成的天線結構10。天線結構具有大致 T形開口 15，其限定由縫隙30彼此分隔的第一天線接觸端20和第二天線接觸端25。第一接觸延伸件35和第二接觸延伸件40基本上分別從第一天線接觸端20和第二天線接觸端 25向縫隙延伸，并允許微處理器45電聯(lián)接于天線結構5。應當理解，任何形狀可以適合于天線開口，并且提及“T”形開口僅用于示例性說明目的。
切割RFID天線圖案的旋轉模切機是有優(yōu)勢的，這是因為旋轉模切既快速又不昂貴。不過，旋轉模切機具有差的分辨率，并且受限于切割線之間具有Imm的最小距離。因此，圖I中RFID標簽I的縫隙30在第一接觸天線端20和第二接觸天線端25之間最小形成Imm的空隙。這個距離對于微處理器芯片45橋接來說太大。因此，芯片45不能直接聯(lián)接于天線結構10。而是，在芯片45可以電聯(lián)接于天線結構10之前，第一接觸延伸件35和第二接觸延伸件40必須用于基本上橋接縫隙30。
利用旋轉模切機切割RFID天線圖案的另外問題是旋轉模切機使用的圓柱形模具不能快速或輕易改變。因此，天線設計不容易改變，并因此特定天線設計的小批量生產不是經常經濟上可行的，這是由于經常需要更換模頭。而且，天線設計的任何改變會需要大量訂貨至交貨的時間(lead-time),這是由于每當天線設計改變時必須制作新的圓柱形模具。這可能產生模頭的大量庫存。大量模頭的存儲可能占用有用的工廠房屋空間。
需要的是消除了現(xiàn)有方法各個缺點的制造RFID標簽的改進方法。發(fā)明內容
下述的本發(fā)明實施方式不意欲是窮舉性的或將本發(fā)明限于下面詳細描述中所公開的精確形式。而是，所述實施方式被選擇和描述以便本領域的其他技術人員可以明白和理解本發(fā)明的原理和實踐。
本發(fā)明提出使用激光切割機切割天線圖案，以克服與旋轉模切機關聯(lián)的許多問題。激光切割機具有極高分辨率，從而能夠形成復雜的、精確的切口。因此，激光切割機可以在天線結構中形成足夠小的縫隙，以允許微處理器芯片和天線結構之間的直接連接。此外，控制激光切割路徑的計算機可以容易地和快速地對于各種顯著不同的切割路徑進行編程。這使得具體天線設計的小批量生產經濟上可行，并大大減少訂貨至交貨的時間，這是因為全部需要的就是對新圖案的程序化改變。不過，激光的切割速度有限，并且比旋轉模切機的速度慢得多。
通過用激光切割機在通過旋轉模切機或冷箔工藝(cold foil process)形成的天線結構中形成一個或多個縫隙或切口，以移除較大部分的設計，然后利用激光切割移除該設計的更復雜或精確部分，本發(fā)明克服了與僅用旋轉模切機相關的上面指出的問題，從而形成用于RFID標簽或標記的完整天線結構。
本發(fā)明涉及制造射頻識別(RFID)天線的方法。該方法包括步驟首先，提供導電層和載體層以形成金屬箔層壓片。導電層可以采用具有金屬箔層的加強金屬箔層壓片的形式，金屬箔層可以或可以不粘合至加強層?？蛇x地，可以沒有加強層而使用足夠機械強度的箔。然后，第一切割機穿過導電層至載體層切割基本的天線圖案或設計，以形成第一 RFID 天線結構。接下來，計算機控制的激光將金屬箔層壓片的一部分燒蝕至載體層，以在基本的天線圖案中切割出微處理器連接部分和/或太復雜或精致以致第一切割機不能切割的其他區(qū)域。該方法的最后步驟涉及將導電層的不期望余料部分從RFID天線結構分離，以提供用于布置在載體層上的RFID天線結構的導電層。
在本發(fā)明的進一步示例性實施方式中，提供制造改進的RFID標簽的方法，其包括步驟首先，提供導電層和至少部分結合到導電層的載體層。可以是旋轉模切機、冷箔工藝或激光的第一切割機用于切割出穿過導電層至載體層表面或上表面的基本天線圖案。然后，利用可以是與第一切割機相同的計算機控制的切割激光燒蝕導電層，穿過導電層至載體層在基本天線圖案中切割出微處理器連接部分或其他復雜部分，以形成RFID器件的天線結構?？梢赃M行附加切割，以進一步精確天線設計。
如本文使用的，示例性冷箔工藝指的是在基底上印制粘合劑或其他可固化的圖案，接著將箔層施加到該圖案上，將箔層壓到該圖案上，以使箔粘結到圖案上，然后剝掉箔， 在覆以箔層的基底上留下圖案。
在基本天線結構中作為待被激光切割的一種較復雜圖案或區(qū)域的微處理器連接部分可以采取任何合適形狀，以及在一個示例性實施方式中，是大致T形空隙，以形成偶極天線。微處理器連接部分限定了將第一接觸天線端與第二天線接觸端隔開的縫隙。接下來， 必要時，將余料部分從導電層以及RFID天線結構分離出來，以提供布置在載體層上的導電層RFID天線結構?？蛇x地，可以不將余料從天線結構移除，而是，切割在箔中形成足夠寬的間隔，以使天線各段不接觸，從而使在切割期間形成的電路不短路。
接著，微處理器直接連接于RFID天線結構的微處理器連接部分，以在切割完成后形成例如標簽、票據(jù)或RFID標記或嵌入物的RFID器件。當延伸通過縫隙時，在第一天線接觸端和第二天線接觸端，微處理器直接連接至微處理器連接部分。為了形成連接區(qū)域，計算機控制的切割激光用于燒蝕標準RFID天線結構的選擇部分或預先確定部分，以形成改進的RFID標簽。該方法的最后步驟涉及將改進的RFID標簽從載體層移除。應當明白，雖然本發(fā)明已經描述帶有兩個連接點或端口的微處理器，但相同原理適用于具有更大數(shù)量連接點或端口例如四個連接點或端口的微處理器。以這樣的方式，微處理器可以直接連接于天線而不需要條帶或導電延伸件施加到芯片上。
在當前描述發(fā)明的又進一步示例性實施方式中，提供用于RFID標簽的導電結構， 其包括具有第一和第二面(side)的導電層和第一天線圖案，其中第一圖案通過形成區(qū)別于第一天線圖案的第二天線圖案而改進。第二天線圖案限定至少一個連接端口。第一和第二圖案的每一個延伸穿過金屬箔層的第一和第二面的每一個至載體層。載體層支撐金屬箔層，以及微處理器芯片連接于第二天線圖案的微處理器連接部分。
前述實施方式還可以包括區(qū)別于第一和第二天線圖案中的每一個的第三天線圖案。可選地，第三圖案可以與第一或第二圖案中的一個或兩者部分一致。此外，第一、第二和/或第三圖案可以協(xié)作形成RFID天線結構。第三圖案還可以獨立地起作用或使用并且可以不形成導電天線結構的任何部分，而且可以提供用于信息目的的另一個變化圖案。
從下列詳細描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將對于本領域的技術人員變得清楚。 不過，應當理解，雖然指出了本發(fā)明優(yōu)選的和其他實施方式，但是通過說明而非限制的方式給出各種實施方式和具體實例的詳細描述。可以在不偏離本發(fā)明精神的情況下，做出在本發(fā)明范圍內的許多變化和修改，并且本發(fā)明包括所有這樣的修改。


結合附圖，通過參考本發(fā)明當前優(yōu)選示例性實施方式的下面更詳細描述，可以更加全面理解和了解本發(fā)明的這些目標和優(yōu)勢以及其他目標和優(yōu)勢，其中
圖I是由現(xiàn)有技術方法形成的天線的俯視圖2是由本發(fā)明公開方法形成的完整標準RFID標簽的俯視圖3示出根據(jù)本發(fā)明方面的、用于制造標準RFID天線結構的卷到卷工藝；
圖4是用于由本發(fā)明公開的卷到卷工藝的幅材(web)的橫截面視圖5是本發(fā)明公開的旋轉模切機使用的模具的俯視圖
圖6是由圖3所示模具切割的基本天線結構的俯視圖
圖7是本發(fā)明使用的示例性主激光切割路徑的俯視圖
圖8是顯示在圖6所示基本天線結構上布置圖7所示主激光路徑的俯視圖9是標準天線結構的俯視圖10示出根據(jù)本發(fā)明方面的、用于制造改進RFID標簽的卷到卷工藝；
圖11是本發(fā)明使用的示例性第二切割路徑的俯視圖12是顯示在圖2所示標準RFID標簽上布置圖10所示第二切割路徑的俯視圖13是由本發(fā)明公開方法形成的完成的改進RFID標簽的俯視圖14示出根據(jù)本發(fā)明方面的、用于制造改進RFID標簽的另一種卷到卷工藝；
圖15示出根據(jù)本發(fā)明方面的、形成標準RFID天線的方法；
圖16示出根據(jù)本發(fā)明方面的、形成改進RFID標簽的方法；
圖17提供根據(jù)本發(fā)明產生的導電層壓片的側視圖。具體實施方式

在本文中公開的裝置和方法通過實例并參考附圖詳細描述。除非另外指出，圖中的相似數(shù)字指示參考圖中相同、類似或相應的元件。應當明白，可以對公開和描述的實例、 布置、構造、組件、元件、裝置、方法、材料等做出修改，并且對于具體應用是期望的。在本公開中，具體形狀、材料、技術、布置等的任何指定與陳述的具體實例相關，或僅僅是這樣的形狀、材料、技術、布置等的一般性描述。具體細節(jié)或實例的指定不意欲解釋為并且不應該解釋為強制性的或限制性的，除非特別如此指出。
現(xiàn)參考圖2，其示出由本發(fā)明方法形成的完整示例性RFID標簽50的俯視圖。RFID 標簽50具有由導電層形成的天線結構55。天線結構55具有帶有大致T形開口 65的中心部分60。應當理解，根據(jù)最終用戶應用的要求，可以生產任何構造或形狀。
大致T形開口 65限定將第一天線接觸端75與第二天線接觸端80隔開的縫隙70。 接著，當延伸通過縫隙70時微處理器85可以直接電聯(lián)接于第一和第二接觸天線端75、80 上。應當注意，作為用于形成標準天線結構55的方法的結果，微處理器85直接電聯(lián)接于標準天線結構55，而沒有使用任何接觸延伸件例如條帶，其將在下面詳細解釋。不過本發(fā)明考慮可以使用接觸延伸件，但不要求。
現(xiàn)已描述RFID標簽50，形成天線結構55的裝置的示意圖在圖3中闡述，其示出根據(jù)本發(fā)明方面的用于制造RFID天線結構的卷到卷工藝。幅材90經由開卷機95從幅材卷100分發(fā)并送到具有旋轉模具150的旋轉模切機110。幅材90離開第一切割機110，并送到激光切割機175。激光切割路徑215 (在圖7詳細提供其示例性實施方式)被編程到控制激光切割機175的計算機400中。
可編程激光還可用于在材料中切割其他圖案，例如徽標、名稱、商標、圖像或類似物，以便可以形成RFID器件，并且關于零售商、客戶、制造商、營銷或促銷活動、主題等的信息可以包括在該器件中。
適用于本發(fā)明的示例性激光器包括鐿激光器，其以1024nm的波長在大約48kHz 脈沖。理想地，激光能量不從基底表面顯現(xiàn)，以便不存在表面粗糙、變黑或模具撞擊(die strike)的區(qū)域,如用模切機可見的。
繼續(xù)參考圖3，幅材155離開激光切割機175，并且如果必要，送到剝離器180。當提供時，剝離器180將余料幅材190從天線結構分離，形成完成的天線結構幅材185。應當注意，當提供時，加強層135 (圖4)用于支撐導電層145的強度可以是必需的，以便如果導電層沒有足夠堅固以承受加工，在天線結構幅材185的加工/切割期間，防止導電層145的撕裂或裂開?？蛇x地，可以使用具有足夠機械強度的箔或其他導電結構例如電線幅材或電線網(wǎng)。在后一例子中，當收集時，箔余料是100%可回收的。天線結構幅材185具有布置在載體層130上的一連串天線結構。天線結構幅材185由第一重繞機200纏繞成天線結構卷 195，而余料幅材190由第二重繞機205纏繞成余料卷210。
現(xiàn)參考圖4，其示出用于卷到卷工藝的幅材115的橫截面視圖。幅材115可以選自紙張、織物(織造或非織造的、合成或天然的織物)、塑料或其他合適材料。幅材115可以包括由第一粘合層125粘結于載體層130的導電層120。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一粘合層125可以具有用作對齊標記、布置在粘合層內的光學增亮劑圖案(未示出)，以便輔助激光的切割過程。光學增亮劑可由激光器檢測并向激光器指示在何處為天線結構切割圖案。光學增亮劑還可以印刷在粘合層上面，而不是存在于粘合層內。此外，光學增亮劑可以印刷在載體層130上，而非混合在粘合劑中，即，在粘合劑施加之前并且毗鄰施加粘合劑的區(qū)域，光學增亮劑可以印刷、噴涂或以其他方式施加到載體層。在這個實施方式中，粘合層是清澈或透明的是優(yōu)選的，以便可以穿過粘合層看見光學增亮劑。
可選地，該系統(tǒng)可以使用其他觸發(fā)器或元件，以允許激光開始切割，例如幅材的印刷和非印刷區(qū)域，涂布和未涂布的粘合區(qū)域，幅材中的沖孔、切口、縫隙，以及類似物。
在優(yōu)選實施方式中，光學增亮劑是熒光粉，其量是按重量計粘合劑的大約1%，以及更優(yōu)選地，按重量計粘合劑的大約O. 5%。
在本發(fā)明的一個實施方式中，幅材可以具有沿第一粘合層的縱向和/或橫向延伸面(取決于幅材行進的方向)的一系列印刷的對齊標記14。對齊標記有助于導電層中天線圖案的對齊，并且通常以縱向提供，所述縱向是幅材或片材行進通過機器的方向。光學增亮劑可以用作對齊標記，或對齊標記可以用各種油墨印刷在各個光學增亮劑上面。在另一個實施方式中，對齊標記可以由光學增亮劑制成，以及光學增亮劑也可以合并在粘合層內，在粘合層上面，或在基底第一面上面。
在本發(fā)明的一個實施方式中，幅材或片材可以僅包括可由載體或支撐件支撐的單層箔，其中所述載體或支撐件在箔結合到載體之前是可移去的，并且在加工期間僅用于支撐箔?？蛇x地，箔可以具有不需要支撐層的足夠厚度，并且具有承受卷到卷工藝和連續(xù)切割的加工的足夠強度。
載體層130可以由允許載體層130柔軟的任何材料或材料(紙張、織物、塑料等)組合制成，以有利于載體層130作為可以纏繞為用于卷到卷工藝的卷形式的連續(xù)幅材進行制造。幅材還可以以折疊頁(fanfold)或Z字形構造收集。這類材料的例子包括但不限于聚脂膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚酰亞胺膜、織物或布、或紙質材料(卡片紙、證券紙等)。粘合層125可以通過溢流涂布(flood coating)或輥涂施加到載體層130，并且可以是壓力活化粘合劑(pressure activated adhesive)或壓敏粘合劑。
應當理解，雖然本發(fā)明描述為利用幅材的卷到卷布置，但本發(fā)明可以以片材輸送配置實踐。在片材輸送方法中，材料(紙張、塑料、織物等)片從進料斗或片材給料機提供，然后加工完成后收集片材。材料片通常以堆疊方式收集。
當加強層用于形成加強導電層120時，金屬箔層145通過第二粘合層140粘結于加強層135。金屬箔層145可以由任何合適導電材料構造，例如鋁、銅、銀、金及類似物。還可以使用導電材料的組合。此外，導電材料可以通過印刷導電油墨、涂布導電流體或溶液、 薄片或其他合適方法形成。第二粘合層140可以是通用永久壓敏粘合劑、壓力活化粘合劑、 或任何其他合適粘合劑。第二粘合層140可以通過僅在要形成天線的區(qū)域中溢流涂布、輥涂或圖案涂布粘合劑被施加到加強層135?？蛇x地，粘合劑可以是兩部分粘合劑，其中一部分涂在幅材上并且是不粘的，接著在要形成天線的選擇性區(qū)域中在涂布第二部分之后，粘合劑變成粘性的。兩部分粘合劑還可以用于箔直接關聯(lián)于載體上并且沒有使用加強層的情況中。
本發(fā)明考慮光學增亮劑也可包含在第二粘合劑中或在第二粘合層上面，用于它們在第一粘合層125中的類似目的。與光學增亮劑23在第一粘合層125中相反或除了光學增亮劑23在第一粘合劑125中以外，光學增亮劑23還可以包含在第二粘合層20中。
當使用旋轉模切機或冷箔工藝時，旋轉模切機或冷箔工藝110配備有模具150(其示例性實施方式在圖3中詳細示出)，其具有與待形成的天線結構的外形大致成鏡像的形狀，但是沒有用于芯片連接的開口(例如T形開口)或將被賦予至設計的其他構造(其示例性實施方式在圖5中詳細示出)。當幅材90輸送通過旋轉模具110時，與冷箔工藝一樣，旋轉模具110促使模具150循環(huán)地切割或沖壓幅材90，穿過金屬箔層120和第一粘合層125到達載體層130,從而從稱為余料幅材190的非期望部分勾畫出(delineate) —連串天線結構。示例性天線結構165在圖6中示出。天線結構165具有中心部分170。天線結構165 在中心部分170還沒有限定微處理器連接區(qū)域。應當理解，其他更復雜區(qū)域也可以不在第一切割期間形成，并且提及連接特征意欲是說明性的而非限制性的。
返回參看圖3，幅材90離開旋轉模切機110并輸送到激光切割機175。激光切割路徑215 (在圖7中詳細顯示其示例性實施方式)被編程到控制激光切割機175的計算機 400。在幅材90輸送通過激光切割機175時，激光切割機175將激光切割路徑215定位在由旋轉模具110形成的天線結構165的中心部分170上，如圖8所示。在天線結構行進通過激光切割機175時，激光切割機175追尋激光切割路徑215的位置，同時連續(xù)燒蝕導電層 120和粘合層125以在基本天線結構的中心部分形成微處理器連接區(qū)域。激光可以形成或精制對于模切機來說太精細而不能處理的天線的其他區(qū)域。在加強層存在的情況中，激光還可以切割穿過加強層和第二粘合層。
—連串完成的天線結構在布置于載體層35上的導電層120中產生，同時該結構仍然被隨后剝離的余料幅材190圍繞。完成的天線結構在圖9中示出。完成的天線結構具有帶有開口 230的中心部分500 (例如，微處理器連接區(qū)域)，其在本實例中是大致“T”形。開口 230限定將第一天線接觸端240與第二天線接觸端250隔開的縫隙245。
應當明白，激光切割機175燒蝕導電層120和粘合層125，形成用于連接微處理器的開口。因此，在剝離器180將余料幅材190從用于形成一般天線結構幅材185的第一切割過程形成的天線結構分離時，沒有材料存在于開口中要用剝離器180移除。天線結構的微處理器連接區(qū)域特別狹窄。因此，如果模具150被成形為也切割微處理器連接開口，則在天線結構幅材185與余料幅材190分離期間從微處理器連接區(qū)域移除的材料可能同樣特別狹窄，并因此脆弱且特別易于撕裂。因為撕裂可能會損壞天線結構，這可能破壞天線的功能性，因此這可能存在問題。而且，這種性質的撕裂會導致必須手動去除的殘留在微處理器連接中的材料，導致降低的生產率和提高的制造成本。
在這個實例中，雖然激光切割機175僅形成限定縫隙和兩個接觸天線端的微處理器連接，但應當理解，可以簡單地通過將新的激光切割路徑程序加載到計算機400，可以容易地和快速地改變激光切割路徑215，以在該連接模式之后或者與該連接模式同時或者在該連接模式之前形成在天線結構中產生的其他切口或圖案。因此，公開的卷到卷工藝使得具有示例性標準天線結構的非常獨特變化的專用天線的小批量生產經濟上可行，或使得非常復雜設計的生產對于這種有限批次天線更加切實可行。
現(xiàn)在參考圖10，其示出根據(jù)本發(fā)明方面的、用于制造改進RFID標簽的卷到卷工藝。如本文使用的，改進的天線結構指的是這樣的方法采用以前形成的天線結構——特別是因為其來自標準化圖案集，然后進一步改變該結構以滿足具體最終用途應用或完成具體設計的制造。
天線結構幅材275經由開卷機260從天線結構卷270分發(fā)。為了這個示例性實施方式的目的，假設在圖10中示出的天線結構卷270由在圖3中示出的卷到卷工藝形成。不過，可以采用任何其他合適方法形成天線結構，例如片材輸送方法。天線結構幅材275被輸送到微處理器連接裝置280。微處理器連接裝置280將微處理器固定于行進通過微處理器連接裝置280的天線結構上，從而形成微處理器和天線結構之間的直接電連接。
返回參考圖2，完成的標準RFID標簽50示出微處理器連接裝置280 (圖14)將微處理器85相對于天線結構55放置的情形。微處理器連接裝置280將微處理器85的一端固定于天線結構55的第一接觸端75，以及將微處理器85的另一端固定于第二接觸端80， 使得微處理器延伸跨過縫隙70。微處理器連接裝置280可以通過導電粘合劑、焊接(例如點焊)、超聲波焊接、機械壓接或通過允許電流流過微處理器100并圍繞天線結構55的任何其他合適方式將微處理器85固定于天線結構55。
應當理解，激光切割機175的高分辨率切割能力允許激光切割機175在沒有使用任何接觸延伸件的情況下，形成足夠狹窄以允許將微處理器直接連接于標準天線結構的縫隙。接觸延伸件的缺乏可以簡化制造工藝，減少制造成本，并消除潛在失效點(例如，接觸連接點)。不過，應當理解，接觸延伸件或條帶或引線框也可以結合本方法使用。在一些情況，根據(jù)條帶或引線框的尺寸，通過利用相同天線但是不同尺寸的條帶，可獲得不同性能。
本發(fā)明還可以用于形成帶有多個接觸點(或分段接觸點)的獨特的或適應性的天線，其允許微處理器在不同點直接連接或用條帶直接連接，而不改變天線的設計。
返回參考圖10，天線結構幅材275離開微處理器連接機器280，作為RFID標簽幅材605。RFID標簽幅材605具有布置在載體層上的一連串RFID標簽。RFID標簽幅材605 被輸送到第二激光切割機或隨后的激光切割機285，以對最初天線結構進行改進。補充的激光切割路徑310 (在圖11中詳細示出其示例性實施方式)被編程到控制第二激光切割機 285的第二計算機600中。在RFID標簽幅材605輸送通過第二激光切割機285時，第二激光切割機285如圖2所示將補充的激光切割路徑310定位于RFID標簽上。在RFID標簽行進通過第二激光切割機285時，第二激光切割機285追蹤被定位的補充激光切割路徑310， 同時連續(xù)燒蝕導電層和粘合層以改變RFID天線結構的形狀，以便形成用于例如RFID標簽、 標記、票據(jù)或嵌入物的改進天線結構。
改進的RFID標簽320在圖13中示出。改進的RFID標簽320享有與在圖2中示出的RFID標簽50相同的基本布局和結構。改進的RFID標簽320具有改進的RFID天線結構650。改進的RFID標簽320與RFID標簽50不同之處僅在于，改進RFID標簽320具有設置在改進RFID天線結構650周邊部分中的多個扇形凹口 330。除了扇形凹口以外，也可以容易形成天線的其他形狀或其他部分，并且材料容易從導電材料中移除。
應當注意，補充切割路徑310優(yōu)選被設計成僅對標準天線結構的形狀做出輕微改變，以便提供標準天線設計的進一步靈活性?？蛇x地，第二激光切割機285還可以用于徹底改變標準天線結構的物理外觀，以及必要時在標準化結構中進行實質性改變。
返回參考圖10，RFID標簽幅材605離開第二激光切割機，作為改進RFID標簽幅材 610。改進RFID標簽幅材610具有布置在載體層上的一連串改進RFID標簽。改進RFID標簽幅材610被輸送到分離器290。分離器290將完成的改進RFID標簽從載體層130移走， 以便可以進一步處理完成的改進RFID標簽，例如添加微處理器、附加印刷及類似處理。接著，通過第三重繞機305，載體層615被纏繞成載體卷300。
考慮可以結合在圖3中描述的卷到卷工藝和在圖10中描述的卷到卷工藝，以形成制造改進RFID標簽的另一種卷到卷工藝，其在圖14中示出。
圖15說明形成RFID天線結構的方法。該方法開始于800，其中提供布置在載體層上的導電層。導電層可以包括通過粘合層部分地粘合到載體層的金屬箔層(鋁、銅、各種合金等)，或導電層僅本身單獨存在。導電層可以通過粘合層粘合至載體或可以簡單放在載體上。在805，模具用于穿過導電層切割基本天線結構——標準化模板之一——直至載體層。 切割可以通過模切機、激光切割機或冷箔壓印工藝完成?；咎炀€結構不包括微處理器連接部分。在810，通過在模具切割的基本天線結構中燒蝕導電層直至載體層，以形成微處理器連接部分，激光改進了基本天線結構，形成改進的天線結構。激光連接部分可以包括由縫隙隔開的至少兩個微處理器接觸端。該方法在815結束，微處理器連接于微處理器連接部分?？蛇x地，在步驟817，在需要移除余料的情況下，剝離器將加強導電層的余料部分從天線結構移除，使得僅天線結構保留在載體層上。應當理解，可以沒有余料移除，或者例如當使用旋轉模切機時可以僅在過程的選擇部分移除，以及在其他情況例如在使用激光切割設備時可以不移除?？蛇x地，可以沒有余料從結構移除并且燒蝕周圍材料。
圖16說明用于制造改進RFID標簽的示例性實施方式。該方法開始于819，其提供載體層，接著在820將天線結構布置在載體層上。天線結構具有包括由縫隙隔開的至少兩個微處理器接觸端的微處理器連接部分。完成的天線結構可以通過圖15圖解的上面詳細描述的方法形成，或通過形成足夠狹窄縫隙以允許微處理器橋接縫隙的任何其他合適方法形成，而不使用接觸延伸件。在825，微處理器被固定到天線結構，以形成天線結構與微處理器之間的直接電連接，從而形成RFID器件例如RFID標簽。微處理器在縫隙上延伸并且同時被固定于至少兩個接觸端的兩個上。在830，激光燒蝕天線結構的選擇部分，以改進RFID 天線的形狀，形成改進的RFID標簽。該方法在835結束，其中改進的RFID標簽被從載體層移走，以允許進一步加工。
現(xiàn)參考圖17，其通過參考數(shù)字401 —般地示出用于RFID標簽中的導電層壓片的側視圖。層壓片401包括微處理器450、第一天線圖案410、第二天線圖案420和第三天線圖案430，其每一個布置在載體層440上。第一天線圖案410和第二天線圖案420彼此協(xié)作關聯(lián)。天線圖案例如通過激光切割形成，使得在基底的載體層表面可以不做出可見的標記。 天線圖案一般彼此相互區(qū)別、可以彼此配合或可以彼此部分一致。第三天線圖案與第一和第二天線圖案彼此協(xié)作關聯(lián)，或者可選地，第三圖案可以與天線的形式和功能不相關，而是可以提供其他形式的標識，例如商標、名稱或其類似物。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，用于條帶連接機構而不是用于RFID器件的芯片連接的圖案可以利用一種或多種本文所述方法在導電層中形成。
因此，可見已經公開了一種以連續(xù)和有效方式制造射頻識別標簽的新方法，其利用模切和激光切割的組合，允許微處理器直接放置在射頻識別天線上。雖然本發(fā)明已結合目前被認為是最實用和優(yōu)選的實施方式進行描述，但本領域的普通技術人員應當明白本發(fā)明不限于已經公開的實施方式，并且可以在本發(fā)明的范圍內做出許多修改和等同布置，所述范圍符合所附權利要求的最寬解釋，以包括所有等同結構和產品。
權利要求
1.制造射頻識別(RFID)標簽的天線結構的方法，包括步驟提供導電層和支撐所述導電層的載體層；穿過所述導電層切割出第一天線圖案；通過在所述第一天線圖案中進一步切割形成微處理器連接部分，從而形成RFID天線結構；以及將微處理器連接于所述微處理器連接部分。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中所述穿過所述導電層切割出第一天線圖案包括利用旋轉模切機或冷箔工藝中的一種進行部分模切的附加步驟。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中在所述第一天線圖案中切割出所述微處理器連接部分包括利用計算機控制的切割激光燒蝕所述導電層。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中由激光切割機燒蝕的所述微處理器連接部分是大致T形，以限定將第一天線接觸端與第二天線接觸端隔開的縫隙。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其包括在切割第一天線圖案的步驟后，至少將余料部分從所述第一天線圖案移除的進一步步驟。
6.制造射頻識別(RFID)標簽的方法，包括步驟提供載體層；將導電材料放置在所述載體層上；切割所述導電材料的部分以形成RFID天線結構，從而形成RFID標簽；選擇性切割所述RFID標簽的其他部分，以形成改進的RFID標簽；將所述改進的RFID標簽從所述載體層移走；以及將微處理器直接連接于所述RFID天線結構，以形成標準RFID標簽。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述選擇性切割的步驟包括形成徽標、標記、名稱或其組合中的至少一個。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述微處理器在所述RFID天線結構的微處理器連接部分直接連接在所述RFID天線結構上。
9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述天線結構具有為大致T形的微處理器連接部分，其限定將第一天線接觸端與第二天線接觸端隔開的縫隙。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述微處理器在所述第一天線接觸端和所述第二天線接觸端直接連接在所述RFID天線結構上。
11.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述微處理器通過使用超聲波焊接、壓接、粘接或其組合中的至少一種直接連接在所述RFID天線結構上。
12.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述選擇性切割天線的部分的步驟在連接所述微處理器的步驟之前實行。
13.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述選擇性切割所述RFID天線結構的部分以形成改進RFID標簽的步驟包括利用計算機控制的切割激光燒蝕所述導電層。
14.制造射頻識別(RFID)標簽的方法，包括步驟提供具有金屬箔層的導電層，所述金屬箔層在要形成天線圖案的區(qū)域中結合至載體層；在所述導電層中切割出第一天線圖案；在所述第一天線圖案中切割出第二圖案，以形成RFID天線結構；在所述RFID天線結構中選擇性切割所述第一圖案和所述第二圖案之一的部分，以形成改進的RFID標簽；以及連接微處理器；以及將所述改進的RFID標簽從所述載體層移除。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中在所述天線圖案中形成微處理器連接部分，其為大致T形的空隙并限定將第一天線接觸端與第二天線接觸端隔開的縫隙。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述微處理器在所述第一天線接觸端和所述第二天線接觸端直接連接在所述RFID天線結構的所述微處理器連接部分上。
17.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述穿過導電層切割第一天線圖案以形成RFID 天線結構的步驟包括利用計算機控制的切割激光燒蝕所述導電層。
18.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述選擇性切割RFID天線結構以形成改進 RFID標簽的步驟包括利用計算機控制的切割激光燒蝕所述導電層。
19.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述微處理器通過超聲波焊接、導電粘合劑、機械壓接、或其組合中的至少一種直接連接在所述RFID天線結構上。
20.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述穿過導電層切割基本天線圖案包括利用旋轉模切機或冷箔工藝中的一種進行部分切割。
21.用于RFID標簽的導電結構，其包括金屬箔層，其具有第一和第二面、第一天線圖案、區(qū)別于所述第一天線圖案的第二天線圖案，其中所述第一和第二圖案彼此協(xié)作關聯(lián)，所述第二天線圖案至少限定微處理器連接部分，以及第一和第二圖案中的至少一個由激光燒蝕形成，所述第一和第二圖案中的每一個延伸穿過所述金屬箔層的所述第一和第二面的每一個；支撐所述金屬箔層的載體層；以及 微處理器，其連接于所述第二天線圖案的所述微處理器連接部分。
22.如權利要求21提供的導電結構，其包括區(qū)別于所述第一和第二天線圖案中每一個的、與所述第一和第二天線圖案中每一個協(xié)作關聯(lián)的第三天線圖案。
23.如權利要求21提供的導電結構，其包括與所述第一和第二天線圖案中的一個至少部分一致的第三天線圖案。
24.如權利要求21提供的導電結構，其中所述第一和第二天線部分協(xié)作形成RFID天線結構。
25.如權利要求21提供的導電結構，其中所述第一和第二天線圖案中的每一個由激光燒蝕、模切或冷箔工藝中的一種形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造射頻(RFID)標簽的天線的方法。向至少一個切割臺提供一幅材料，其中在該幅材料中產生第一圖案?？梢赃M行進一步的切割以形成另外改進，以提供微芯片連接位置以及針對具體最終用途應用選擇性調節(jié)天線。切割可以通過激光、模切、沖壓或其組合進行。
文檔編號B32B7/12GK102947093SQ201180029130
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2010年6月14日
發(fā)明者I·J·福斯特, C·K·厄斯納, R·里維爾斯, B·金斯頓, P·科克雷爾 申請人:艾利丹尼森公司