CN101159036B - Rfid标签的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一个RFID薄板坯料，它包含相对高的间隔密度的半导体芯片阵列，把它以连续的方法连接到一个承载相对宽间距的天线的薄板。RFID薄板坯料被分离或切割为单独的芯片区段，其中芯片的间距随着RFID薄板坯料的冲切而增加。区段上的单独芯片然后连接到相应的天线，以形成RFID嵌入体坯料。这一方法有益于RFID标记和标签卷轴坯料的卷轴到卷轴的高速生产。

Description

RFID标签的制作方法 
本申请是分案申请，原申请的申请日为2003年1月17日、申请号为03803445.x(PCT/US2003/001513)、发明名称为“RFID标签的制作方法”。
相互参考
本申请涉及2001年2月2日申请的现在未决的题目为“Method ofMaking a Flexible Substrate Containing Self-assembling Microstructures(包含自装配微结构的柔性衬底的制作方法)”的美国第09/776,281号专利申请。本申请引入美国第09/776,281号专利申请作为参考。本申请是于2002年1月18日申请的，题目为“RFID LABEL AND METHOD OFMANUFACTURE(无线射频标识标签与制作方法)”的美国第60/350,606号临时专利申请的延续部分，并主张其优先权，在此引用作为参考。
背景技术
发明领域
本发明涉及无线射频标识(Radio Frequency Identification，RFID)标记和标签领域，及其特定的制作方法，包括卷轴到卷轴(roll-to-roll)的制作方法和替代的薄片到卷轴(sheet-to-roll)的制作方法。
现有技术
RFID标记和标签结合了天线及类似物和/或数字电子学，例如可包括通信电子学、数据存储与控制逻辑。RFID标记和标签广泛应用于物体与标识码的关联。例如，RFID标记应用于与汽车安全锁的连合，建筑物的访问控制以及跟踪编目和包裹。RFID标记和标签的一些例子出现在美国第6,107,920、6,206,292和6,262,292号专利中，所有这些在此全部引为参考。
RFID标记和标签包括具有电源的有源标记，和没有电源的无源标记与标签。在无源标记的情况下，为从芯片取回信息，一个“基站(basestation)”或“阅读器(reader)”向RFID标记或标签发送一个激活信号。激活信号激励标记或标签，RFID电路向阅读器发送回存储信息。“阅读器”接收RFID标记的信息，并解码。一般，RFID标记可保留和发送足够的信息，以唯一地标识各个个体、包装、编目等等。RFID标记和标签也可特征化为那些只可一次写入的信息(尽管信息可以重复读取)，以及那些在使用时写入的信息。例如，RFID标记可存储环境信息(这可由关联传感器检测)、历史记录、状态数据等等。
Moore North America Inc.的第WO01/61646号PCT出版物公布了RFID标签的制作方法，这里引用作为参考。第WO01/61646号PCT出版物公开的方法采用了一些不同源的RFID引入线，每个引入线包括天线和芯片。多个薄板匹配在一起，RFID标签被从薄板冲切，以产生带衬垫的RFID标签。可替代的是，无衬垫的RFID标签产生于一面具有剥离材料、另一面具有压敏粘合剂的合成薄板，标签通过在薄板上穿孔而形成。可以有各种替代方式。
Pletter的美国专利申请出版物第US2001/0053675号还公开了其它RFID设备和RFID标签的制作方法，在此合并引为参考。设备包括发射机应答器，它包含具有接触垫片和与接触垫片导电连接的至少两个耦合元件(coupling element)的芯片。耦合元件彼此相对不接触，以独立的方式自我支持而形成，并基本平行地延伸到芯片表面。发射机应答器的总的安装高度基本上对应于芯片的安装高度。耦合元件的大小和几何形状适合于作为偶极天线或作为平板电容器与评估单元相连。典型的是，发射机应答器在晶片级生产。耦合元件在晶片级与芯片的接触垫片直接相连，就是说，早于从晶片给定的组群中析取芯片。
在许多申请中，期望尽可能小地降低电子器件的大小。申请人的受让人Avery Dennison公司(Avery Dennison Corporation)与Alien技术公司(Alien Technology Corporation)及其它方面共同工作，标识坯料、设计结构和研发制作技术，以有效地制造多卷轴的柔性衬底，其充满“小的电子部件”。
考虑到柔性衬底充满“小的电子部件”，加州Morgan Hill的Alien技术公司(“Alien”)已经开发了制造作为小电子部件的微电子元件的成熟技术，Alien公司称它为“纳米级部件(NanoBlock)”，然后把小的电子部件沉积到基础的衬底上的凹处。为接收这些小的电子部件，平面衬底200(图1)压纹而有大量接收器穴210，接收器穴210典型地形成在衬底上的模式中。例如在图1，接收器穴210形成一个简单母体模式，该模式仅扩展到衬底的一个预定部分，或可基本扩展到期望的衬底的全部长度、宽度范围内。
为把这些小的电子部件放到凹处，Alien公司应用称为射流自组装技术(Fluidic SelfAssembly，FSA)。FSA方法包括在浆状物中分散小电子部件，然后在衬底的上表面上流过浆状物。小电子部件与凹处具有互补的形状，重力使这些小电子部件下降到凹处里。最终结果是嵌入了微小电子元件的衬底(如薄层、薄板或板块)。图2表示一个小电子部件100沉积在凹处210中。在部件100与衬底220之间是金属化层222。部件100的上表面有在其上沉积的电路224。
Alien公司在其技术上有大量专利，包括美国第5,783,856；5,824,186；5,904,545；5,545,291；6,274,508；和6,281,036号专利，本申请全部合并引为参考。进一步的信息可见于Alien公司的专利合作条约的出版物中，包括WO00/49421；WO00/49658；WO00/55915；WO00/55916；WO00/46854；和WO01/33621号文件，本申请全部作为参考。其它有意义的最近的出版物包含在2000年11月的《信息展示》中，第16卷，第11册，在12-17页(the Information Display，Nov.2000，Vol.16，N.11，12-17)，以及MIT Auto-ID Center出版的论文，题目为“走向5美分标记(Toward the5Cent Tag)”(出版于2002年2月)。关于微结构元件制作与FSA方法的进一步详细内容可见于美国第5545291和5904545号专利，以及WO00/46854号的PCT/US99/30391文件中，这里以其全部公开内容作为参考。
如以上所述的MIT Auto-ID Center出版物所述，电子部件可通过振动的进料器装配而放置在孔中，例如以Philips研究的方法，替代射流自组装方法。可替代的是，电子部件可采用确定性的抓放手段放置在孔中，其中机器人手抓取电子元件，并把它们同时放进各自的孔中，如美国第6274508号专利所描述的。
在另一个放置电子部件的方法中，薄板坯料或薄层坯料可包括扩展至整个薄层厚度的开孔。在薄板坯料下面运用真空可拉入电子部件，填充到孔中。
本发明着眼于涉及将小电子部件或芯片放置在柔性衬底的孔中的这些方法的重要需求，以及着眼于更为传统的在柔性衬底上放置芯片的表面安装技术的重要需求。就是说，可以期望，芯片的间隔密度超过芯片后来与之粘合的天线的密度，例如在薄板坯料(webstock)上形成的天线。本发明提供了这一能力，更进一步，采用了适于高速卷轴到卷轴的RFID标记和标签的生产技术。
发明概述
本发明涉及RFID(无线射频标识)物品，如标记或标签的制造方法。这些方法处理具有嵌入或表面安装芯片的柔性薄板坯料(webstock)或薄层坯料(sheetstock)，嵌入或表面安装芯片在这里分别称为“RFID薄板坯料”或“RFID薄层坯料”。
如同本发明申请中所使用的，薄板坯料或薄层坯料上的元件的“间隔(pitch)”(如RFID薄板坯料内的芯片，或标签坯料内的标签)的意义指的是邻近元件中心到中心的距离。在本发明中，芯片间隔不同于RFID标记或标签的阵列的间隔，阵列形成为：(a)在纵向上(也称为“下薄板”方向)；(b)在横向上(或“跨薄板”方向)；或(c)两个方向上。如本专利申请所使用的，“间隔密度”或每单位区域的芯片数量取决于计算互相关联的产生的这些间隔。
根据卷轴到卷轴制作方法的一个方面，RFID薄板坯料或RFID薄层坯料的芯片间隔密度不同于(最好显著大于)卷轴内的标记或标识的单个RFID标识或标记的间隔密度。间隔密度的差别原因在于下薄板方向、跨薄板方向或两个方向上的间隔密度的不同。典型的是，沿RFID薄板坯料的每个轴的芯片的间隔小于或等于沿天线薄板的相应轴的天线的间隔。芯片密度的不同可归因于RFID薄板坯料分成多个“区段(sections)”，以及卷轴到卷轴层压处理过程中这些区段的间隔密度(“标引(indexing)”)的调整。在一个实施例中，RFID薄板坯料冲切为每个包含着跨薄板芯片列的一系列区段，下薄板芯片间隔增大，先于区段层压为包含天线的薄板，以形成RFID嵌入坯料。在另一个实施例中，RFID薄板坯料冲切为每个包含着一个通道的一系列区段，通道包含着下薄板的芯片排，然后，这些通道扩展或分离，以增加跨薄板芯片间隔，先于区段层压为包含天线的薄板。在第三个实施例中，RFID薄板坯料首先切割为多个通道，然后每个通道切割或分成多个单独的区段，以调整单个芯片区段的下薄板的间隔。
本发明的方法可同时适用于利用RFID薄板坯料和RFID薄层坯料作为RFID芯片的载体，更优先利用前一种坯料。词组“RFID微电子元部件”用于包括RFID薄板坯料和RFID薄层坯料。这些词标明包含RFID芯片和电连接器的薄板坯料或薄层坯料，但是在连接天线之前。一旦单个芯片与相应天线相连，本专利申请使用“RFID嵌入体(RFID inlay)”表示单个的芯片-天线组装，词汇“RFID嵌入体坯料(RFID inlay stock)”指的是包含这一RFID嵌入体的薄板坯料。
在一优选实施例中，RFID嵌入体坯料的芯片间隔密度与最终标记或标签坯料的芯片间隔密度相同。然而，有可能进一步调整单个RFID嵌入体和芯片的间隔密度，这随它们被整合到最终的标记或标签坯料而进行。
根据本发明的一个实施例，形成RFID物品的方法包括，提供具有多个凹处的RFID薄板坯料，每个凹处包含一个RFID芯片。提供第二个薄板，其上分布天线。RFID薄板坯料分成(如切断，或分离)成多个区段，每个区段包括一个或多个RFID芯片。从RFID薄板坯料的高密度到较低密度标引或指出RFID区段的间隔。区段上以自动连续处理方式添附多个天线，这样每个RFID芯片连接到(电阻连接)形成RFID嵌入体坯料的天线中的一个。
根据本发明的另一个实施例，形成RFID物品的方法包括，提供具有RFID芯片阵列的RFID薄板坯料的聚合物材料。提供第二个薄板，其上分布天线。RFID薄板坯料分成(如切割，或分离)成多个区段，每个区段包括一个或多个RFID芯片。从RFID薄板坯料的高密度到较低密度标引或指出RFID区段的间隔。区段上以自动连续处理方式添附多个天线，这样每个RFID芯片与形成RFID嵌入体坯料的天线中的一个相邻。
根据本发明的其它实施例，使用刀具构件(cutter member)和传送构件(transport member)可影响分离和标引步骤，RFID薄板坯料通过刀具构件和传送构件之间的切割位置，其中从RFID薄板坯料切割为多个区段，由传送构件来结合。传送构件可运送切割位置的区段到传输位置，在此每个区段与一个天线连接。例如，刀具构件和传送构件可以是卷轴或传动带。传送构件可以真空架(vacuum holder)或夹子(clamp)来结合区段。
在标引步骤(indexing step)，RFID薄板坯料上的RFID芯片的下薄板分布在传送构件上可增加，以与天线的分布相匹配，在传输位置这些芯片与天线连接。标引步骤可进一步包括传送RFID薄板坯料的步骤，相对于传送构件上的这些芯片的间隔，可影响RFID芯片的下薄板间隔的标引。
例如，通过分割RFID薄板坯料的聚合物材料成为通道，分开排列这些通道，来达到跨薄板方向上的标引步骤。一旦分割后，这些通道可沿发散的路径扩展，或可延平行的路径重新排列(与原来的跨薄板间隔相比，增加了跨薄板间隔)。
另一个实施例的标引步骤是RFID薄板坯料分成一系列的跨薄板柱状芯片，这可由传送构件结合，并可独立于其它芯片列被标引出。
通过在传输位置向层压构件挤压传送构件，可影响附连步骤，在此，区段和天线薄板通过位于传送构件和层压构件(lamination member)之间的狭窄的或扩展的接触区域。例如，传送构件和层压构件可同时包括两个卷轴(roller)，或一卷轴和一传动带，或两个传动带。
在另一特定实施例中，本方法进一步可包括展开第一个表面坯料卷轴，层压这第一个表面坯料卷轴成为RFID嵌入体坯料。第二个表面坯料卷轴可以不展开，第二个卷轴的表面坯料可添附到与第一个表面坯料相对的RFID嵌入体坯料。本方法可进一步包括形成一个粘合标签的步骤。
天线可以许多不同的方式形成，例如(i)印制导电油墨；(ii)喷射金属；(iii)层压箔片；(iv)热冲压。
进一步考虑本发明的多个方面，在一实施例中，把整体转化成分离的RFID区段，并把它们与天线相连，分割RFID薄板坯料成为多个区段，传送薄板坯料通过刀具构件和传送构件之间的切割位置。优选地，传送构件在RFID薄板坯料切割成区段时作为砧(anvil)。在一实施例中，传送构件和刀具构件是卷轴(roller)；可以替代的是，一个或两个的这两个构件可包含传动带。传送构件可包括结合切割区段的夹部，例如真空架或夹部。传送构件将区段从切割位置运送到传输位置，在该传送位置处区段被连接到天线，以形成RFID嵌入体坯料。最好是天线加载在薄板坯料上。
在这一转换组装的一个优选操作中，RFID薄板坯料的运送，刀具构件的操作，传送构件结合区域都是可控的，以增加RFID芯片的间隔，这一间隔从较窄的间隔到较宽的间隔。最好是，转换组装增加了下薄板坯料芯片的间距。在一实施例中，RFID薄板坯料的传送包括一穿梭工具，用以引导周期性RFID薄板坯料的向前和向后运动。最好是，传送构件的运动在传输位置与加载天线的薄板坯料的运动相匹配，以登记具有各自天线的区段。
这一转换组装可影响到包含单个通道芯片的RFID薄板坯料(也可以是由具有多个通道芯片的薄板坯料切割而成)。在这种情况下，可提供多个这样的转换组装，每个对应一个通道芯片。可替代的是，转换组装可影响到包括多个通道的薄板坯料，其中每个切割区段应包括跨薄板芯片列。
在转换组装的传输位置，区段与天线的方便连接要受到下列一个或多个因素的影响：热、压力和光化辐射。导电或非导电粘合剂可用于芯片与天线的粘合。层压构件，如卷轴或传动带可形成窄的或扩展的压力区域，以确保微电子元件与天线的可靠连接。各个区段内芯片的配置、天线的配置或其它结构，可设计为使芯片在压力粘合过程中受到的机械应力最小。
根据本发明的一个图示方法，提供包含半导体芯片的高间隔密度RFID薄板坯料(或薄层坯料)，接下去，提供具有较宽间距天线的薄板，以接收各自芯片，随着芯片间隔的变化和较多地增加，这随冲切输入的薄板进行。最后结果的单个芯片与相应的天线连接，形成RFID嵌入体坯料。
RFID薄板坯料包括多个每个具有相关电路的芯片阵列。在一实施例中，RFID薄板坯料的芯片阵列形成一个规则模式，如一个下薄板排与跨薄板柱形相垂直的模式。在这一方法中，RFID薄板坯料切割或分离成多个区段，每个区段包括一个或多个芯片，然后这些区段连接或层压到天线层，形成RFID标签坯料或标记坯料，其中每个标记或标签最好包括单个芯片。一个RFID标签坯料或标记坯料可以是一个多层结构。一个表面坯料印制层可以是形成衬底的上表面的上一层。标签坯料或标记坯料也可包括一个底层，如一个剥离衬垫或第二表面坯料。
本发明的特点可包括为RFID微电子坯料使用的特殊衬底，其易于冲切，具有空间稳定性，热稳定性和/或如上所述的其它所希望的特点。一个优选衬底是无定形的热塑材料，它可以是柔性薄板的形状，能围绕一个中心进行弯曲。可以替代的是，RFID微电子坯料的衬底可包括纸张或其它薄的柔性材料。
在本发明的一个实施例中，RFID薄板坯料包含凹处的阵列，名义上每个凹处包含一个各自芯片。在一些实施例中，凹处可以最少是5μm深。凹处可具有基本矩形底面和四个向外倾斜的壁面。可以替代的是，RFID薄板坯料可以是没有凹处，其中的芯片可加固在薄板坯料没有凹处的表面上。
本发明的概述概括描述了所要求保护的主题的某些方面，但这不是本发明的完全描述。详述、附图和权利要求进一步标识和描述本发明的特点和方面。
附图说明
图1表示薄板的部分表面上压纹而得到的穴的模式，其中互补形状的小电子部件可以嵌入；
图2表示从压纹衬底切割得到的一区段内的穴嵌入的小电子部件；
图3表示粘合着衬底的RFID标签；
图4是制造过程中形成的多层构造的一实施例的剖面图；
图5是添加表面材料、粘合剂和衬垫后通过冲切的图4中的多层构造的剖面图；
图6A、6B和6C是与天线相连的RFID区段图；
图7是天线薄板的透视图；
图8表示应用RFID区段到薄板上天线的过程；
图9是形成RFID标签的过程中的步骤；
图10表示标引RFID区段到垂直或机械方向的天线的过程；
图11是图10中详细过程，表示特定的印模与砧的布置；
图12是详细表示印模与砧的布置；
图13表示利用传动带和卷轴的一个替代的布置；
图14是表示制造RFID标签的系统组成部分的简化框图；
图15是另一个表示制造RFID标签的系统组成部分的简化框图；
图16是一个进一步的框图，表示制造RFID标签的系统的组成部分；
发明详述
I.导言
总的来说，低成本的RFID标签或标记制造方法利用了至少三个元件。一个元件是RFID薄板坯料或RFID薄层坯料，如连续的薄板或薄层，包含微电子元件或阵列式的RFID芯片，以及芯片的电连接器。在本发明的方法中，薄板坯料或薄层坯料分成一系列的“区段”，每个区段与既定的RFID标签或标记结合。典型地，每区段包括一个RFID芯片，以及该芯片的电连接器。在一实施例中，RFID薄板坯料或薄层坯料包括凹处的微小压纹阵列，RFID芯片紧固在这些凹处；可替代的是，芯片也可紧固在RFID薄板坯料或薄层坯料没有凹处的表面上。注意：本发明申请可互换地使用词汇RFID“芯片”、集成电路(“IC’s”)、“微电子元件”，并在特定情况下“部件”也指这些元件，而不管它们是嵌入在薄板坯料或薄层坯料上，或安装在这些坯料的没有凹处的表面上。
本发明的方法适用于，利用RFID薄板坯料和薄层坯料作为RFID芯片的载体，最好是使用前一种坯料。“RFID微电子坯料”一词是用来同时包含RFID薄板坯料和RFID薄层坯料。这些词指明薄板坯料或薄层坯料包括RFID芯片和电连接器，但是在连结到天线之前。一旦单独的芯片与相应天线相连，本发明申请使用“RFID嵌入体”词来指明一个个体的芯片-天线组件，词“RFID嵌入体坯料”指包含这些RFID嵌入体的薄板坯料。
另一个元件是具有多个天线的连续薄板，例如，天线由铜、银、铝或其它薄的导电材料制成(如蚀刻或热冲压金属箔、导电油墨、喷射金属等等)。第三个元件是选择材料的连续的薄板或薄层，用以支持和保护RFID嵌入体坯料，和/或提供特定应用中的可用的形式因素和表面特点(如可印制，粘合定位，抗风化力等等)。
RFID微电子坯料包括一定间隔密度的芯片阵列，其密度可显著大于RFID嵌入体坯料上的间隔密度，RFID嵌入体坯料是利用这一RFID微电子坯料形成的。这一高密度可带来重要优势，如便于利用FSA方法或其它芯片的放置方法的微电子元件的放置。最好是，RFID嵌入体坯料的芯片的间隔密度与最后标记或标签坯料的芯片的间隔密度一致。然而，有可能进一步调整单个嵌入体和芯片的间隔密度，这随它们被整合到最后的标记或标签坯料上而进行。
在连续薄板上形成一系列天线，薄板由喷涂纸、膜和纸张层，或其它适当衬底制成。最好是，天线的间隔密度依形成天线的标签或标记的特定空间而设计，独立于区段的间隔密度。
微电子坯料和天线薄板被通过转换过程而运输，这一过程标引和个性化了与每个天线有关的位置上的微电子区段。这一过程使用施加到天线的导电油墨或粘合剂，将区段附着到天线上，形成RFID嵌入体坯料。在一优选实施例中，嵌入体坯料包括围绕区段的、可被丢弃的母体。可替代的是，嵌入体坯料可进行根部切割，以消除相邻区段之间的母体(如，在下薄板方向，或在跨薄板方向)。
RFID嵌入体坯料然后在选定的标签或标记材料的上面层加，这些材料是由膜、纸张、膜和纸的层，或其它适于特定末端用途的柔性薄层材料制成。作为结果的连续的RFID标签坯料或标记坯料的薄板可以文件和/或图片套印，冲切成特定的形状和大小，表现为连续标签的卷轴，或单个或多个标签的薄层，或标记的卷轴或薄层。
现在考虑特定实施例的细节，图3表示衬底100，其上粘合有RFID标签102。这一实施例的标签包括更上一层的可印制的表面104，以及印制的文件和/或图片106。
图4是在RFID标签和/或标记上形成的多层标签坯料或标记坯料的剖面图。实施例包括顶层薄板或表面坯料层400，以承载印制物。提供区段402，其与中心薄板404连接；在404上，天线408(如导电油墨或箔的)印制，喷射，层压或其它沉积。粘合层406把表面坯料400粘合到嵌入体薄板404上。
图5是表示图4的多层结构当切割到标签上时的情况。粘合层414把嵌入体薄板404粘合到另一表面层材料412上。压敏粘合层414位于表面层412的下层，覆盖有喷涂硅酮的释放衬垫416。箭头419和420指出了标签切割的区域。
一般而言，为使表面坯料层粘合在一起，可优选永久性压敏粘合剂或层压粘合剂。在技术上，广泛的各种不同的永久性压敏粘合剂都为人所知。压敏粘合剂可以是许多不同类型的粘合剂中的一种，例如丙烯酸和高弹性压敏粘合剂。如果图5中的标签构造如果是在产生高热量的印刷机上印制，如在激光打印机上，粘合层414可能需要高温稳定性，这些公布在Avery Dennison的美国第4898323号专利中，在此引为参考。
作为进一步的替代，不是以压敏粘合层414覆盖底层412，底层412可以下列物质覆盖，如水活化粘合剂、热活化粘合剂，或根本没有粘合剂(在标记的情况下)。层412是可印制材料，如纸张或喷涂的聚合物，在使用者希望在打印机上打印标签的前面和/或后面的时候使用，在层加和转换过程中忽略另外的层418和层416。当使用双面标记的情况下，例如在服装上，在标记的一端可打一个孔，孔中可插入塑料夹子、绳或其它栓扣方式。
层418使用的粘合剂可以是各种不同类型的粘合剂中的任何一种，包括水活化粘合剂，热或压力活化粘合剂，或标签技术上已知的其它类型粘合剂。粘合层406和414是典型的永久性粘合剂，尽管可以使用各种其它的粘合剂。
表面坯料400的适当材料包括，但并不限于金属箔、聚合物膜、纸张和其组合。材料可以是包括由天然或人工纤维制成的编织和非编织纤维的纺织物。材料可以是单层纸或膜，也可以是多层构层。多层构造或多层聚合物膜可有两层以上，它们通过共同挤压、层压或其它方法连接。这些多层构造或多层聚合物膜的层可有共同的构成和/或大小，或者具有不同的构成或大小。表面层坯料400可以是以上薄层或膜材料的任何一种。
图3中的标签典型地被冲切，也可使用标签技术中已知的楔形模或其它切割方式。在图4中，标签被切割，以包括区段410。模切割可通过标签的断面向所有方向扩展，或者切割只向下延展到衬垫层416。这时，衬垫保存为标准薄层大小的统一的薄层，薄层上表面具有一个或多个可移去的标签，在标签技术中这是典型的。
例如，衬垫416可切割成的长宽各为11和8 1/2英寸或14和8 1/2英寸，这样可与标准纸张输入托盘的大小一致，应用于喷墨、激光和其它类型的家庭/办公用打印机；可替代的是，衬垫416在特殊应用中按需切割成其它的尺寸。每个薄层可包括许多冲切RFID标签，具有标准标签大小，如2×1英寸，3×1 1/2英寸，或技术上已知的其它任何标准标签的大小，或甚至可切割成习惯尺寸的标签。
需指出的是，粘合层418和相应的剥离衬垫416可以省略，如果所希望是标记而不是标签时。可使用水活化粘合剂或其它类型粘合剂，取代压敏粘合层414，这取决于标签所应用的表面，和/或使用者希望标签所具有的粘合特点。例如，小的RFID标签可采用的形式为印花，如邮票形式，这可包括水活化粘合剂层。
图6A-6C分别表示连接到各自天线452、462和472的区段450、460和470。区段上有各自RFID芯片454、464和474。区段可以各种不同的方式连接到天线上，如压接法、焊接法或使用导电或非导电粘合剂的粘合法。最好是，区段与天线的连接在芯片的导电角膜和天线的导线之间形成电阻连接。电容连接也是可能的。
II.接收器膜的准备
在本发明的一个实施例中，制造RFID标记或标签的最初步骤是在聚合物膜衬底上形成接收器穴或孔，本文有时称为“接收器膜”。在优选实施例中，聚合物膜衬底是从聚合物膜的优选分类中选择的材料，这描述在通常分配的国际专利申请PCT/US02/21638，作为WO02/93625出版，题目为“包含自组装微结构的柔性衬底的制造方法”。接收器孔利用精密连续压纹方法在衬底上形成，该方法公开在’281号专利申请中。这些聚合物材料，以及形成接收器穴的优选方法在下文详述。可替代的是，聚合物膜衬底可从聚合物材料中选择，Alien公司的专利申请，如PCT国际出版物WO00/55916号文件描述了这些材料。在聚合物膜衬座上形成微结构接收器穴或孔的替代技术，如同Alien公司专利申请所述，包括示例性的冲压和喷射模塑。
聚合物膜包括通过射流自组装(FSA)方法以微小电子组件填充的穴，如Alien公司研发的技术。然后，平面均匀化层覆盖在填充的穴的上表面上。平面均匀化目的是填充仍存在的任何缝隙；为后续进程提供光滑平坦的表面，如通道的蚀刻；保证微电子部件元件(如芯片)在进一步的处理步骤中保持在衬底的凹处；以及为层压提供机械一体性。“通道”可由蚀刻技术产生。然后，通道覆盖铝，以形成与电子连接芯片相反方向的一对垫片。这一处理阶段的聚合物膜、薄板以及嵌入芯片和有关垫片，在本申请中指称为“RFID薄板坯料”(或在薄层衬底时，称为“RFID薄层坯料”)。
本发明的优选实施例中，RFID薄板坯料或薄层坯料等后被切割或分离成一系列区段，每个区段包括一个或多个电子组成芯片，以及相关的平面均匀化层和导电垫片。RFID微电子部件的每一个切割或分离部分这儿被称为“区段”。Alien公司发现了应用本发明RFID区段的主要优势：它们允许利用FSA技术制造具有高密度芯片的RFID薄板坯料或薄层坯料(并以较小的费用)，其密度高于合并芯片在其中的RFID设备的阵列密度。这样，当芯片网格在薄板的纵向和横向排列时，芯片的间隔(如相邻芯片中心到中心的距离)可不同于(a)在纵向(也称为“下薄板”方向)上；(b)在横向(或称“跨薄板”方向)上；或(c)在两个方向上所形成的RFID标记或标签的阵列间隔。“间隔密度”由计算的相互关联的产生的这些间隔。因此，示例性的下薄板间隔是5mm，跨薄板间隔可以是10mm，本示例中，间隔密度可以是每平方米200芯片。
如果从RFID薄板坯料或薄层坯料分离的区段每个包括单个电子组成芯片，已经相关平面均匀化层和导电垫片，然后这些区段可以适当形式与单个的RFID标记或标签结合。可替代地，区段可包括多个电子组成元件(以及电连接器)。例如，RFID薄板坯料可分成一系列纵向通道，每个通道包括微电子部件的单排。在本过程的后一点上，单个区段从这些通道中可被分割或分离，以形成单个的RFID标记或标签。处理RFID区段造成各种制造问题，发生在卷轴到卷轴层压过程里的RFID薄板坯料中分离RFID区段和物理上连接RFID区段到RFID嵌入体坯料。下文描述，申请者在本发明攻克这些问题。
每个单独RFID区段的大小很大程度上独立于相关的完成标签的大小，受到区段不能大于标签的限制的影响。在一实施例中，测量区段大小约为6mm×2mm。在替代实施例中，测量区段大小各为10mm×2mm，6mm×2mm。然而，区域大小可以改变，这些尺寸只是示例。
III.RFID标签的制造方法
现在考虑RFID标签的制造方法，一种方法利用了大的卷轴的各层。就是说，输入到这一过程包括大的卷轴的表面坯料；处理衬底卷轴，产生RFID薄板坯料；天线印制或粘合在基座材料卷轴上，或者替代性的具有预先形成天线的基座材料卷轴；以及可能的其它材料的卷轴。
图7表示天线510印制或以其它方式形成在薄板500上。一旦天线在薄板上，承载RFID芯片的单个区段附加上天线，如图8所示，在一个方法中，区段520借助真空支持靠在砧530上。区段520放置在天线的触点525上。
区段可附加到天线触点上，通过如导电环氧树脂粘合剂等粘合方式来进行。粘合剂可在540的高温和/或压力的条件下固化。
图9是一个框图，表示使用这些卷轴制造RFID标签方法的步骤。在步骤600，为印制铺开一卷的底座膜。在步骤602，根据标签的间隔，以一定间隔在底座膜上印制天线。在步骤604，进一步在制作过程开始前测试性能。在步骤606，一卷印制好的天线重新卷起。
天线薄板的跨薄板宽度可以是大量不同的宽度。在一实施例中，跨薄板宽度是16英寸。天线的间隔和天线的间距将依靠要印制的标签的尺寸和最后标签坯料上标签的间距，典型的范围是从约0.5英寸到32英寸。相邻天线的典型间距是约0.125英寸，但这些间距可随希望的大小而大一些或小一些。
在标签制造过程的第二阶段(它可与第一阶段连续或不连续)，一卷的RFID薄板坯料打开，这是步骤608。接收器膜上小电子部件ICs的配置可以不同，这决定于IC放置方法(如FSA)的特殊性，RFID应用的要求(RFID芯片和/或天线的相关特性)，以及其它因素。例如，沿薄板可有单排的小电子部件ICs，也可以有多排的。为经济起见，典型地希望的是，把尽可能多的ICs放在薄板上，由于此，小的、高密度的IC’s(小电子部件)是最希望的。就是说，在一实施例中，小电子部件的“间隔密度”是最大化的。如前所述，“间隔密度”是相互关联的产生的“下薄板”或纵向间隔以及“跨薄板”或横向间隔。
在步骤610，从薄板切割或分离单个区段。切割在技术上可由冲切或其它切割方法来完成，如激光切割、穿孔、割开、冲孔，或能产生特定形状和大小的其它已知方法。切割的区段然后以与天线的间隔相匹配的方式添附(典型的是与最终标签的间隔相同)。标签的间隔取决于标签的大小，其大小随应用的不同而有变化。典型的是，如前所述，以预定的间距提供区段，而且必须“添附”以匹配间距，这一间距是由特定类型标签的大小所要求的，区段将与标签结合。标引可影响区段的下薄板间距，跨薄板间距，或二者。
在进一步背景技术中，应指出，ICs的间隔密度一般大于完成的标签薄层的间隔密度。小电子部件ICs在其薄板上的排放的彼此间的距离大于标签的距离。例如，有可能是8英寸宽的小电子部件ICs的薄板与16英寸宽的标签薄层，如果从薄板上切割区段以匹配标签的跨薄板间隔之后，承载小电子部件ICs的区段间隔可以进行调整。唯一的要求是在大量的芯片通道，和大量的标签通道之间是存在一对一的对应关系。
使用标引设备来控制承载ICs的薄板的相对速度，以及相对于承载天线的薄板的速度，以适当地分布单个ICs，以及天线薄板。这一纵向(下薄板)标引设备带给区段使之与天线对齐，这样区段相对于天线正确分布，并与天线粘合。
现在参考图10，来自展开608的RFID薄板502被拉紧，在切割膜“D”与砧“A”之间通过。薄板通过馈进拉紧隔离器650和馈进传动652的卷轴，到达切割模“D”和砧“A”。砧“A”包括在其表面上的真空支持台，与天线薄板上的天线布置相对应。砧包括一个硬表面，典型的是具有与模相同的直径，这样它们可共同旋转，它们在任何平面的表面上彼此位置完全一致。模从围绕着的RFID薄板坯料的母体中切割每一个RFID区段。
参见图11，真空砧“A”与“D”和“B”反转旋转，这样将使运送的区段从“D”的表面送到连接天线的位置上，这种情况下卷轴(roller)“A”和“B”之间有一个夹部(nip)。天线薄板在砧“A”和底座砧卷轴B之间通过，这作为是层压元件。卷轴“B”具有梯形表面以适应天线薄板的厚度，这样卷轴的直径可以匹配，以允许旋转登记和卷轴表面和区段及天线薄板接触。卷轴“A”和“B”可形成压力夹部，以有利于在芯片电连接器和天线之间可靠粘合的形成。另外，热或/和光化辐射，如UV辐射(未标出)也可利用。使用导电或非导电粘合剂可形成或加强这一粘合。另外，利用这些卷轴可把区段和天线的两金属层叠化在一起，可使用或不使用粘合剂。随着这种粘合的形成，砧卷轴“A”完成其旋转，以准备下一个区段。
图12的布置将产生添加约两倍区段间隔的间隔。图12画出的是模表面详细内容的一半。因此，利用每个模旋转，四个(4)连续的区段将冲切出来。模D使具有切割表面以与区段的大小相配。冲切成的区段的每个模区段具有一个前缘L-1和后缘L-2，这样L-1切割区段前缘的区段，L-2完成区段后缘的切割。
为了以最适宜的冲压速度匹配区段和天线间隔，有必要选择有关区段间隔和天线间隔的模卷轴D上的切割区段数量，与有关的卷轴D和A之间的比率。
如图10所示，在通过模台610后，薄板通过馈出传动654和馈出拉紧隔离器656的卷轴，到达重新卷绕658。
图13表示一个替代的层压部件B，如金属或聚合物带状物，用来在砧卷轴A’上粘合天线与区段。使用旋转的带状物B’提供了升高的压力和/或温度区域，有利于粘合剂固化，在天线和IC-连接器结构之间形成可靠的、金属对金属的粘合。另外的一个或多个组别的带状物或卷轴组合(未标出)也可提供，用以进一步扩展天线与IC-连接器结构之间形成的粘合区域。作为选择，RFID区段可放在高弹性带形物上，它可相对于天线薄板在一个或多个方向延展，直至与天线相关的RFID区段位置上。
重新参见图11，真空砧A通常设计为一部分为正真空的旋转，第二部分没有真空。另外，没有真空的旋转区段的次区段由P设计，可设计为以正压力流操作。三个可能的气流区段的每一个可设计为能够被激活，以对应于有关A旋转的区段位置。
当L-2完成其区段切割时，沿对应于区段大小的部分在砧卷轴A的表面生成真空。因此区段支持在卷轴A的表面上，当它旋转时离开了它接触的模D。区段薄板的母体继续留在其平面上，当展开时就作为废品了(可替代的是，区段薄板可以根部切割，因而消除这一母体)。
当由砧卷轴A依靠正真空支持的RFID区段靠近卷轴B的接触区段时，释放真空，允许该区段被先前添加在天线薄板上的粘合剂结合和支持。如果有必要，可产生正向气流以从区段P的表面A上推动该区段；这一气流也可用于清洁真空台。然后区段与天线薄板移动。
考虑区段的下薄板(纵向)标引，RFID薄板坯料运送机构可设计为指导薄板从左到右，或从右到左方向，命令来自于电子控制器。在开始的阶段，当前缘切割模表面L1首次接触RFID薄板坯料时，该薄板的运送是从右到左，以与天线薄板相同的速度。在这些切割周期之间，薄板运送控制提供可控的加速从左到右的薄板运动，以使RFID薄板坯料上下一个未切割区段与模D上下一组的切割模表面L1、L2对齐。然后重复这一周期。
卷轴D和其切割区段可成形为，在每个切割区段之间留有空间，允许区段薄板以模表面运动的相反方向移动，而不接触模表面。通过使切割区段之间的空间与区段薄板从一个方向向另一方向的轮转经过的时间匹配，每个区段的位置相对于每个切割区段的位置以不同的间隔而切割。D的每个切割区段可与天线同样的间隔进行，这样区段薄板在模D的切割和非切割区段穿梭，每个区段运送到砧卷轴A，并具有同卷轴A与B之间运动的天线相匹配的间隔。这允许进行高速卷轴到卷轴地处理标准化的(因此较低成本的)区段，并具有一种适用于各种习惯排列的方式，如这些排列典型地可见于标签和标记中。
在图9-12的仪器的一个视图中，在RFID薄板坯料上操作仪器，RFID薄板坯料包含单通道芯片，提供多个这些仪器对应于原始RFID薄板坯料上的芯片通道的数量。这些通道可从原来RFID薄板坯料切割，最好是在垂直标引仪器处理前扩散开。可替代的是，垂直标引仪器可作用于具有多个通道芯片的RFID薄板坯料。
承载区段的薄板的通道必须也使之与承载标签和天线的薄板的通道的横向(跨薄板)间隔相匹配。确保这种“跨薄板对齐”的方法是使用每一个标签和天线的独立薄板的一个独立薄板的区段。另一种方法是纵向上切割各自的薄板，然后切割的区段通道与标签和天线的切割通道对齐。使用一系列的展延器卷轴可做到这一点，就象使用传统切割器组件那样。已知的切割方法公开在大量的美国专利中，如美国第3724737、3989576、3891157、4480742号专利，这里作为参考，欧洲专利出版物EP0979790A2也作为参考。展延器卷轴分开多束的小电子部件区段，为每个标签通道提供一个区段通道。
另一替代方法是在最大间隔密度跨薄板上切割小电子部件薄板，把作为结果的通道放在沿通道延展的真空带状物上。使用的仪器类型在美国第4,480,742号专利中有说明，可利用一连续扩展的带状物或带形物沿跨薄板方向分离这些通道。可替代地，一系列横向排列的带状物可经受增加的间距，以沿跨薄板方向分离通道。
与步骤608-612一致，预先印制天线的卷轴在步骤614展开。固定区段到预先印制天线的粘合剂在步骤616应用于预先印制天线卷轴。在步骤618，与标签间隔标引一致的区段添加在天线上。
稳定性的树脂可在步骤620应用于粘合区段。步骤620的树脂用于保护小电子部件组成部分，把它们固定在标签内的位置上。同样，区段与天线间的界面可以是脆弱的。因此树脂材料可分布在界面区域，然后固化到变硬完成，使界面稳定，防止由于折断、疲劳等造成断裂。适当的树脂材料示例包括以热固化环氧树脂填充的硅，或清洁的填充的UV-可固化丙烯酸树脂。环氧树脂或丙烯酸树脂可直接分布在界面区域，或使用运送设备而间接分布。
在步骤622，一个或多个层的表面坯料被层加成承载天线和粘合区段的薄板。回头参考图4，在图4的特定实施例中，这一步将用来粘合表面坯料层400到嵌入体层404上。同理，另外的层，如表面层412，也可层压，位置在图5中所示的嵌入体层404的上面和/或下面。
一旦标签坯料的各层层压在一起，在步骤624标签坯料可冲切成单个的标签。标签可切割成所希望的带状或薄层。标签可在步骤626重新卷绕成拉紧的卷轴。
制造的最后阶段是在步骤628，冲切标签从轴上展开。通过步骤630的切割操作，冲切带状标签被送到最后处理的单一线上。在薄板切割成单个的带状后，这些带可以切割成薄层。然后薄层可在步骤632包装和运输。
图14是一个简化图，表示制造RFID标签的制作过程。在台600’上展开用于印制天线的基座膜。承载小电子部件的薄板在步骤608’展开。然后可以完成有关模切割和添附区段以形成嵌入体坯料的步骤610’-620’。
嵌入体坯料以表面坯料和部件622’的底层薄板层压。标签冲切，在部件624’的层压薄板上剥去标签母体。在轴636’展开表面坯料，喷涂粘合剂的底层薄板和释放衬垫组件在轴638’展开。可替代地，展开638’可只提供薄板的释放衬垫，使之层压喷涂粘合剂直接在薄板500上。标签上的排列在区域626’重新卷绕。在冲切步骤之后剩余的额外坯料的标签母体在台634’重新卷绕。
图15是与图14相比更详细的制造过程的表示。图15表示完成各种次过程的大量的不同台。考虑图中左手侧开始的一个次过程，一个展开台700运送先前描述的RFID薄板坯料。RFID薄板坯料从台700展开，进入馈入台702，再进入转换模块704。在转换模块704，RFID薄板坯料冲切成区段阵列。它添附到预先印制天线薄板。薄板的剩余(废掉的母体)通过馈出台706，最后，在重新卷绕台708的轴上重新卷绕。
图15表示的制造过程的另一部分与印制天线薄板500有关，这是在台710的轴提供的。在台710的卷上展开预先印制天线薄板500，然后进入馈入台712。预先印制天线薄板500进入到印制或喷涂台714，这时粘合剂应用于薄板。薄板500继续到台704，RFID区段阵列添附到预先印制天线，形成RFID嵌入体坯料504。RFID嵌入体坯料进入台716，添附的粘合剂已经固化(如对于B-阶段粘合剂)。固化粘合剂的方法技术上是已知的，这些示例包括但不限于如热固化、UV和红外固化方法。
另外稳定树脂可在台718应用。如前所述，树脂可用于保护小电子部件和在薄板上稳定这些部件。台720用于检查RFID嵌入体坯料。维护质量控制。然后，RFID嵌入体坯料进入馈出台722，并通过台724。在台724，层压粘合剂可应用于RFID嵌入体坯料的上表面和下表面。表面坯料层506，它最好是预先印制的，或适用于使用者的方便而印制的，通过馈入台726，再到台724和台728。在台724和/或台728，表面坯料层压为RFID嵌入体坯料。同时底面预先喷涂有压敏粘合剂的底层508，从台730展开。底层508进入台724和728，底层层压为薄板。在台730轴上展开的底层也可包括覆盖底层压敏粘合剂的剥离衬垫。从轴731展开表面坯料层。
完全层压结构然后通过馈出单元732。注意的是，有两个重新卷绕轴734和736。重新卷绕轴734承装输出的标签。重新卷绕轴736承装基本上是切割标签过程中废弃材料的冲切标签母体。在台728可执行冲切操作。指出的是，切割操作不限于冲切，也包括其它切割技术，如激光切割、穿孔、剖割、冲孔或其它技术上已知的方法。
图16表示了一个替代方法，在台750、752和754，在轴展开表面材料之后，印制图案和/或文件在上表面坯料上。三个不同的印制台750-754表示印制可由一个以上的打印头完成，如可进行所希望的多色彩打印。然而，适当时也可能只使用一个打印头印制。与图15中的方法相比，图16的过程提供了同一生产线上的上表面坯料印制，作为准备标签坯料的其它步骤。期望的是，在标签层压时打印表面坯料，例如，这时存储在特定芯片的标识信息等各种信息可打印在相应标签上。
但是，从图15可清楚看出，在表面坯料卷绕在轴之前，表面坯料可预先印制。就是说，预先印制可在另外设备或除制造标签各种特殊步骤的生产线之外的另一位置离线完成。可替代地，表面坯料可部分离线印制，另外部分可在生产线上印制。
前述假定IC或小电子部件是以卷轴薄板提供，在制造过程中才打开卷轴薄板。然而，作为替代，具有微芯片的接收器膜以薄片形式而不是卷轴薄板形式提供。承载单个ICs的区段将从预先切割的薄片上切割，而不是从卷轴上，这些区段将整合到RFID标签或标记坯料上，这是使用的夹取和放置操作。为管理夹取和放置操作，承载小电子部件的区段将登记在相应的标签上，如以CCD相机的使用来检测在或接近于标签的登记或对齐标识。替代以上所示的薄板处理设备(如，标引台和粘合台)，也可使用平板处理设备。
夹取和放置设备可执行夹取和放置操作，这一设备可包括机械或/和真空夹子，以抓取具有小电子部件的区段，这时区段正移向与标签对齐的位置。可以理解的是，已知有大量适当的夹取和放置设备。这些设备的示例公开在美国6145901和5564888号专利中，这儿引为参考，先有技术的设备也公开在这些专利中。
可替代地，可利用旋转放置设备把区段放在标签上。美国5153983号专利公开了这样一个示例，其公开内容在此作为参考。
集成电路或RFID芯片可在RFID微电子坯料上的凹处中产生摩擦，或者使用粘合剂和/或焊锡而被紧固。RFID芯片与连到天线的电路之间的电连接可以是线粘合、带状粘合、胶带自动粘合、导线构架、倒装芯片粘合和/或导线的导电胶合。
IV.材料特性——RFID薄板坯料和RFID区段
最好是RFID区段硬度足够，以在处理中维持充分的尺寸稳定性和刚性。用于形成坯料(如形成接收器壁)的过程中对RFID微电子坯料的衬底材料也有一些另外要求；在形成导电和介质材料和相匹配的电子内连接结构时也有要求。薄板坯料的其它所希望的特点也在形成嵌入体坯料和转换嵌入体坯料为标签坯料过程中指明，如清洁、陡沿模切割特征；避免拉紧时(典型地超过500000psi)不适当拉长的足够的张力系数；在如母体剥离的操作过程中避免薄板断裂的适当强度。
如上所述，当使用Alien公司的平面均匀化方法时，适当的聚合物膜衬底是，要求在150℃1小时保持尺寸稳定，在260℃是微型可复制的，平面均匀化层表现出良好韧性，表现良好的抗化学性、良好平整度(11”层小于0.5”升力)、从工具上的可去除性和冲模切割性。压纹分辨率显著地小于膜上的压纹分辨率。当比较超轮压Kraft纸(SCK)与多硫化物时，张力系数也是可以比较的。这意味着具有同样薄板张力和同样厚度的SCK与多硫化物将伸展到同一范围；SCK断裂时的延长较少。对于纸来说，潮湿敏感性是有关的，如同这反过来可影响本发明物品的尺寸稳定性。一个优选替代是多涂层纸，如在纸一面或两面涂有聚乙烯或聚丙烯的纸。当暴露于潮湿环境时，这可降低尺寸的不稳定性。
V.天线薄板
天线部分可使用范围广泛的各种材料和方法来在天线薄板(antenna web)上形成。例如，一种方法包括在天线薄板上印制导电材料，如银导电油墨，模式是具有多个天线。例如，使用丝网技术印制油墨，如在送入的薄片或卷轴操作中。天线可印制为不同的形状和模式，如对称模式、非对称模式、蝴蝶结带子模式、跳棋盘状模式、和/或不同形式模式或技术上已知的其它形状和模式。
典型的天线是在卷轴的薄板上固化和存储。然而，作为替代，天线在转换过程中可以是湿印制，并且区段直接添加上湿印制油墨。当油墨干时，油墨把区段粘合在底层薄板上。油墨最好包括掺杂剂，以增强粘合。一层压敏粘合剂可用于连接湿油墨的另外的稳定性。
形成天线的适当方法包括印制导电油墨、喷射金属、层压箔或热冲压，或技术上在膜上形成天线的任何已知方法。
考虑喷射金属的方法，注意的是，喷射的金属天线可制得非常薄，同时仍可获得所希望的表面电阻或导电性。在一优选实施例的设备和方法中，根据本发明，天线由金属喷射涂层形成。与传统的60％填充银油墨涂层相比，可比的表面电阻可通过喷射1/10厚度的银而获得。另外，在银填充油墨涂层的情况下没有烘干的要求。
在通过金属喷射涂镀形成天线的一个优选实施例中，在16英寸×6英寸的目标区域内进行喷射，喷射器距离为4-5英寸，铜或铝的目标在薄板上以最高1英尺/分钟的速度移动，薄板厚度为6-10英寸。可有各种替代用于屏蔽。在第一个替代中，屏蔽用于在喷射后衬底，随后进行移除。在第二个替代中，屏蔽喷涂有压敏胶(PSA)的薄板背面，在喷射前PSA迅速层压在衬底上，然后，在喷射后迅速剥离。在第三个替代中，永久性屏蔽使用于十分靠近衬底薄板(1cm或更少)的地方，使喷射器的散度最小。
印制直线或空间元件的精密度和限定区域，对于天线的性能十分重要。在一些天线设计中，传统的印制方法不可以提供足够的办法，线/空间分离或其它必要的质量特征可达到设计性能。
同样，天线印制区域的厚度和光滑的控制对其性能也是重要的。根据油墨公式的不同、环境条件、衬底特性、处理条件和其它因素可影响印制天线的光滑和最终厚度。表面张力影响成为许多这些变量的基础，对沉积的油墨用量作出限制，以及印制的元件如何近距离地彼此定位作出限制。
天线薄板的优选衬底包括，但不限于高Tg聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二酯，多芳基化合物，聚砜，降冰片烯共聚物(norbornenecopolymer)，聚苯砜，聚醚二酰亚胺(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)，醋酸纤维素，脂族聚氨酯，聚丙烯腈(polyacylonitrile)，聚三氟乙烯(polytrifluoroethylenes)，聚偏1，1-二氟乙烯(polyvinylidene fluorides)，高密度聚乙烯(HDPEs)，聚(甲基丙烯酸甲酯)(poly(methylmethacrylates))，或，环状或无环聚烯烃。特别优选的衬底包括聚砜，聚酯，多芳基化合物，降冰片烯共聚物，高Tg聚碳酸酯，和聚醚二酰亚胺。
可希望的是，利用在制造过程中不会不适当拉伸的材料。例如，可希望利用具有张力系数超过500000psi的薄板坯料。
现在考虑通过示例表示的示范尺寸，但并对此没有限制，在一个标签实施例中，区段约7-8mils厚，天线涂层约5-10微米(0.2-0.4mil)。天线可镀涂在如Mylar的塑料膜上，它有约2-5mil厚。这种特殊实施例的厚度，包括释放喷涂的支持薄层，是约在15-20mils之间。标明这些示例厚度的目的是不限制任何层的厚度，或整个标签的厚度。甚至，是为了说明根据本发明的RFID标签可以非常薄。
包含有IC’s的这些不同的标签实施例只是不同方法中的几个示例，这些都是为RFID标签或标记想象到的。其它方法确定也是可能的，并是包含在本专利申请的范围内。
VI.另外一些方面
应该理解的是，以上对根据本发明的特定实施例所进行的详细内容的描述是为了进行说明。但本发明并不限于提供的这些示例。在本发明的范围内的制造方法和制造的标签可以做出各种的变化和改进。
例如，在以上所述的实施例中，从薄板上切割区段，然后连接到天线所在的另一个薄板上。然而，例如，有可能把区段与薄板连接，然后打印或其它方法使天线到区段上。例如，这可通过在区段连到薄板之后在区段上印制天线。或者替代地，喷射金属或其它方法把天线形成在区段上。
进一步考虑替代的实施例，各种另外层可包括在RFID标签上。例如，在IC之上或之下可以有另外的缓冲层，这样可以在正常使用时缓冲撞击或震动对部件的作用。防水层，如一个或多个防水聚合物层可包括在这一构造中。还可以包括其它层，这取决于特殊性质的要求以及RFID设备的特定使用。
例如，根据本发明的物品可以是旅行箱标记或标签、洗衣标签或标记、图书馆物品分类标记或标签、标明包装产品的标记或标签、标明邮寄物品的标记或标签、标明医疗物品的标记或标签或运输票证的标记或标签。如所用的，和以上所述的，词“标签”指根据本发明的一物品，包括在粘合表面上粘合该物品到指明其用途的另一物品上。词“标记”指根据本发明的一物品，它缺少粘合用的粘合剂。标记可以在卷轴馈送的层压过程中合成，在本发明中，使一个平面的衬底具有另外的功能，如包装用的平面材料。
标签的各层也可通过除粘合剂外的其它方法粘合在一起。例如，集成电路可通过作为粘合剂的热熔树脂或其它物质而合成。然后树脂可取代粘合层。例如，可通过超声波焊接而把各层粘合起来。
标签的粘合表面可包括覆盖整个标签底面的粘合剂，或者是以一定模式喷涂的粘合剂，如已知技术所使用的。粘合剂可以是一类可去除的物质，这样标签使用后从衬底上去除标签，或者粘合剂可以是永久粘合在衬底上的标签的永久类型粘合剂。可替代地，粘合剂可以是重新放置的，这样标签在初次使用后可重新放在衬底上。粘合剂可以是水活化的、热活化的和/或其它方式活化的，这取决于特定标签的特别应用。可替代地，标签可以在底边上没有粘合剂，这时标签(或标记)以其它方式粘合在衬底上，这可包括缝合、焊接、高温粘合、机械加固、或标记或标签技术中已知的其它添附方法。
另一替代是提供具有超过一个RFID芯片的标签或标记。例如，接收器膜每个区段可以有多个凹处，每个凹处有一个RFID芯片。RFID芯片可以以排、柱或母体排列，可以彼此电子连接。
作为另一个替代，标记或标签可包括除RFID芯片之外的导电和/或电子组件。例如，RFID标签或标记可包括传感器、微电子机械系统(MEMS)、或其它类型组件。组件可导电连接形成电路。所用的导电和/或电子类型组件可由具有一般专业知识的人员挑选，并由标记或标签使用情况决定。
再次指出的是，RFID芯片并不必须需要放置在如图2中的穴中。RFID芯片可位于衬底上面，而不是在穴中，或以其它方式结合进或在衬底上。例如，RFID IC可以是“倒装芯片”类型，模的制作使之露出触点，或者模的衬垫使其上具有隆起块。在通常的倒装芯片包装中，模反过来倒装，直接与导线接触，为包括IC的电路提供电连接。RFID标记和标签构造使用了“倒装芯片”技术，在德国Dresden的KSWMicrotec GmbH的示例中是现成的。
作为符合本发明的IC包装技术的另一个示例，本发明的制造方法可使用“导线构架”薄板。在本实施例中，IC安装在具有导电金属网络的薄板上，其具有较大区域部分，通常称为衬垫或垫板，以利于半导体芯片、方块和导线元件的直接接触，方便芯片或模通过中介(如跳线)连接到天线的互联。
最后，应理解的是，在内容详述中，没有描述所有的各种变化，可以对本详细说明书所给出的具体示例进行这些变化。

Claims (88)

1.一种形成RFID物品的方法，所述方法包括：
将RFID薄板坯料分离成多个区段，其中所述RFID薄板坯料包括多个电连接器，每个电连接器电连接到多个RFID芯片中的一个，其中每个所述区段包括一个或多个所述电连接器和一个或多个所述RFID芯片；
将所述分离区段中的至少一些区段固定到传送构件上；
将所述传送构件上的所述区段传送到移动的天线薄板，其中所述天线薄板包括多个设置于其上的隔开的天线，且其中所述传送包括移动所述传送构件，使得当所述区段从所述传送构件传送到所述天线薄板时，所述传送构件与所述天线薄板具有基本相同的速度；和
将所述区段附连到所述天线薄板，使得所述区段电连接到各个所述天线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固定包括当所述区段从所述RFID薄板坯料分离时，将所述区段固定到所述传送构件上。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中所述RFID薄板坯料还包括一个衬底，其支撑所述电连接器和所述RFID芯片；和
其中每个所述区段包括所述衬底的一部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述衬底包括柔性材料。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述衬底包括聚合物材料。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述衬底包括纸。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述RFID芯片是直接与所述衬底粘合连接的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述RFID芯片连接到所述衬底的表面。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离、所述固定、所述传送和所述附连是形成RFID嵌入体坯料的自动连续方法的所有部分，所述RFID嵌入体坯料是包含芯片-天线组件的薄板坯料。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述固定包括使用所述传送构件的真空架以接合所述区段。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括从所述RFID薄板坯料切割所述区段。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述切割包括在所述切割过程中，使用所述传送构件作为砧。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括根部切割所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括冲切所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括从所述RFID薄板坯料对所述区段冲孔。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括激光切割所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括对所述RFID薄板坯料钻孔以形成所述区段。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离包括撕裂所述RFID薄板坯料成带状。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述附连包括使所述区段和所述天线薄板通过所述传送构件和层压构件之间的夹部。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述附连包括将各个所述区段和所述天线相互粘合。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述粘合包括用粘合剂粘合。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述粘合剂是导电粘合剂。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述粘合剂是非导电粘合剂。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述粘合包括将所述区段和所述天线薄板压在一起。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述粘合包括热固化所述粘合剂。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述附连包括所述电连接器与所述天线的电阻连接。
27.根据权利要求1所述的方法，其中所述附连包括所述电连接器与所述天线的电容连接。
28.根据权利要求1所述的方法，其中所述传送构件是卷轴，且其中移动所述传送构件包括旋转所述卷轴。
29.根据权利要求1所述的方法，其中所述传送构件包括传送带。
30.根据权利要求1所述的方法，
其中在所述分离之前，所述RFID薄板坯料只有单行所述RFID芯片；和
其中所述单行的芯片在纵向方向上是隔开的，所述纵向方向是下薄板方向。
31.根据权利要求1所述的方法，
其中在所述分离之前，所述RFID薄板坯料具有多行所述RFID芯片；
其中每一所述行的芯片在纵向方向上是隔开的，所述纵向方向是下薄板方向；和
其中所述行在横向方向上彼此分离，所述横向方向是跨薄板方向。
32.一种形成RFID物品的方法，所述方法包括：
将RFID薄板坯料分离成多个区段，其中所述RFID薄板坯料包括多个电连接器，每个电连接器电连接到多个RFID芯片中的一个，其中每个所述区段包括一个或多个所述电连接器和一个或多个所述RFID芯片；
将传送构件上的至少一些区段传送到天线薄板，所述天线薄板包括设置于其上的多个隔开的天线，其中所述传送包括：
将所述至少一些分离的区段固定到所述传送构件；
移动所述传送构件以将所述区段移动到所述天线薄板，其中所述移动包括从所述RFID薄板坯料上的相对较高的密度到RFID嵌入体坯料上的相对较低的密度，标引所述RFID区段的间隔，从而增加所述RFID区段的间隔；和
从所述传送构件中分离所述区段；和
将所述区段附连到所述天线薄板，使得所述区段电连接到各个所述天线；
其中所述分离、所述传送和所述附连是形成RFID嵌入体坯料的自动连续方法的所有部分，所述RFID嵌入体坯料是包含芯片-天线组件的薄板坯料。
33.根据权利要求32所述的方法，
其中所述RFID薄板坯料还包括衬底，其支撑所述电连接器和所述RFID芯片；和
其中每个所述区段包括所述衬底的一部分。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述衬底包括柔性材料。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述衬底包括聚合物材料。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述衬底包括纸。
37.根据权利要求33所述的方法，其中所述RFID芯片直接粘合连接到所述衬底。
38.根据权利要求32所述的方法，其中所述移动传送构件包括在从所述传送构件分离所述区段的过程中，将所述传送构件的速度基本匹配为所述天线薄板的速度。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述传送构件是传送带。
40.根据权利要求38所述的方法，其中所述传送构件是卷轴，并且其中所述移动传送构件包括旋转所述卷轴。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述固定包括当所述区段从所述RFID薄板坯料分离时，将所述区段固定到所述卷轴上。
42.根据权利要求40所述的方法，其中所述固定包括使用所述卷轴的真空架以接合所述区段。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述分离包括从所述RFID薄板坯料切割所述区段。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述分离包括在所述切割过程中，使用所述卷轴作为砧。
45.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离包括根部切割所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
46.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离包括冲切所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
47.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离包括从所述RFID薄板坯料对所述区段冲孔。
48.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离包括激光切割所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
49.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离包括对所述RFID薄板坯料钻孔以形成所述区段。
50.根据权利要求32所述的方法，其中所述分离包括切割所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
51.根据权利要求32所述的方法，其中所述附连包括使所述区段和所述天线薄板传送通过所述传送构件和层压构件之间的夹部。
52.根据权利要求32所述的方法，其中所述附连包括用粘合剂粘合。
53.根据权利要求52所述的方法，其中所述粘合剂是导电粘合剂。
54.根据权利要求52所述的方法，其中所述粘合剂是非导电粘合剂。
55.根据权利要求52所述的方法，其中所述粘合包括将所述区段和所述天线薄板压在一起。
56.根据权利要求52所述的方法，其中所述粘合包括热固化所述粘合剂。
57.根据权利要求32所述的方法，其中所述附连包括所述电连接器与所述天线的电阻连接。
58.根据权利要求32所述的方法，其中所述附连包括所述电连接器和所述天线的电容连接。
59.根据权利要求32所述的方法，
其中在所述分离之前，所述RFID薄板坯料只具有单行所述RFID芯片；和
其中所述单行的芯片在纵向方向上是分离的，所述纵向方向是下薄板方向。
60.根据权利要求32所述的方法，
其中在所述分离之前，所述RFID薄板坯料具有多行RFID芯片；
其中每个所述行的芯片在纵向方向上是分离的，所述纵向方向是下薄板方向；和
其中所述行在横向方向上是彼此分离的，所述横向方向是跨薄板方向。
61.一种形成RFID物品的方法，所述方法包括：
将RFID薄板坯料切割成多个区段，其中所述RFID薄板坯料包括多个电连接器，每个电连接器电连接到多个RFID芯片中的一个，其中每个所述区段包括一个或多个所述电连接器和一个或多个所述RFID芯片；
将至少一些切割区段固定到卷轴上；
将所述卷轴上的区段传送到移动的天线薄板上，其中所述天线薄板包括多个设置于其上的隔开的天线，且其中所述传送包括旋转所述卷轴，使得当所述区段从所述卷轴传送到所述天线薄板时，所述卷轴的速度基本和所述天线薄板的速度相同；和
将所述区段附连到所述天线薄板，使得所述区段可操作地连接到各个天线；
其中所述切割、所述固定、所述传送和所述附连是形成RFID嵌入体坯料的自动连续方法的所有部分，所述RFID嵌入体坯料是包含芯片-天线组件的薄板坯料。
62.一种形成RFID物品的方法，所述方法包括：
从具有多个区段的RFID薄板坯料中分离至少一个区段，其中所述区段每个都包括一个或多个RFID芯片和一个或多个连接到各个RFID芯片的电连接器；
在传送构件上传送所述至少一个区段到天线薄板；和
在所述传送之后，将所述区段附连到天线薄板，使得所述至少一个区段的芯片电连接到所述天线薄板上各自的一个或多个天线；
其中所述附连在所述天线薄板移动时发生。
63.根据权利要求62所述的方法，其中所述传送构件包括传送卷轴。
64.根据权利要求63所述的方法，其中所述附连包括使天线薄板在所述传送卷轴和另一卷轴之间通过。
65.根据权利要求64所述的方法，其中所述另一卷轴具有阶梯状的表面。
66.根据权利要求63所述的方法，其中所述传送卷轴包括所述传送卷轴表面上的真空支持台。
67.根据权利要求66所述的方法，其中所述分离包括冲切。
68.根据权利要求67所述的方法，其中所述分离包括将所述薄板坯料通过切割模和所述传送卷轴之间进行的冲切。
69.根据权利要求62所述的方法，其中所述分离包括切割。
70.根据权利要求69所述的方法，其中所述切割包括根部切割所述RFID薄板坯料以形成所述区段。
71.根据权利要求62所述的方法，进一步包括在所述分离之前，形成所述天线薄板上的天线。
72.根据权利要求71所述的方法，其中所述形成天线包括印制所述天线。
73.根据权利要求71所述的方法，其中所述形成、所述分离、所述传送和所述附连全部发生在单个制造系统中。
74.根据权利要求62所述的方法，其中所述附连包括将所述区段压接到所述天线薄板。
75.根据权利要求62所述的方法，其中所述附连包括用粘合剂将所述区段粘结到所述天线薄板。
76.根据权利要求75所述的方法，其中所述粘合剂包括导电粘合剂。
77.根据权利要求75所述的方法，其中所述粘合剂包括非导电粘合剂。
78.根据权利要求75所述的方法，进一步包括固化所述粘合剂。
79.根据权利要求62所述的方法，其中所述附连包括倒装芯片粘结。
80.根据权利要求62所述的方法，其中所述RFID薄板坯料包括安装到导线框架薄板上的芯片。
81.根据权利要求62所述的方法，
其中所述RFID薄板坯料还包括衬底，其支撑所述电连接器和所述RFID芯片；和
其中每个所述区段包括所述衬底的一部分。
82.根据权利要求62所述的方法，
其中在所述分离之前，所述RFID薄板坯料只具有单行所述RFID芯片；和
其中所述单行的芯片在纵向方向上是隔开的，所述纵向方向是下薄板方向。
83.根据权利要求62所述的方法，
其中在所述分离之前，所述RFID薄板坯料具有多行所述RFID芯片；
其中每个所述行的芯片在纵向方向上是隔开的，所述纵向方向是下薄板方向；和
其中所述行在横向方向上是彼此分离的，所述横向方向是跨薄板方向。
84.一种制造RFID物品的方法，所述方法包括：
在单个制造系统中，
在衬底上形成多个天线，从而产生天线薄板；
从RFID薄板坯料分离区段，其中每个区段包括一个或多个RFID芯片和一个或多个连接到各个RFID芯片的电连接器；和
将每个区段附连到所述天线薄板，使得所述芯片电连接到各个所述天线。
85.一种形成RFID物品的方法，所述方法包括：
从RFID薄板坯料分离区段，其中每个所述区段包括一个或多个RFID芯片和一个或多个连接到各个RFID芯片的电连接器；和
将所述区段附连到天线薄板，使得所述芯片电连接到所述天线薄板的各个天线；
其中所述附连包括将所述区段固定到所述天线薄板。
86.根据权利要求85所述的方法，其中所述固定步骤包括压接或粘合。
87.一种生产RFID产品的方法，包括以下步骤：
向前移动具有多个RFID区段的第一薄板，每个RFID区段具有至少一个RFID芯片；
向前移动具有多个天线区段的第二薄板，每个天线区段具有至少一个天线；
将所述第一薄板分离成分立的RFID区段；
将每个所述RFID区段应用到所述第二薄板的不同的天线上，以形成第三薄板；和
将所述第三薄板向前移动到收集点。
88.根据权利要求87所述的生产RFID产品的方法，其中所述应用所述区段的步骤包括将所述区段固定到所述天线。
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