CN101292272A - 带有电子元件的标签及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种制作电子标签例如RFID标签的方法，其包括附连电路例如天线到基底材料上，将粘贴剂层施加到所述基底材料上覆盖所述电路，添加脱膜层覆盖所述粘贴剂层，在所述脱膜层上形成至少一个开口以暴露出所述电路的至少一部分，以及通过所述至少一个开口将微芯片与所述电路的所述至少一部分连接。所述电子标签包括在一个表面上具有包括至少一微芯片的电路的基底，覆盖所述电路和所述基底的一个表面的粘贴剂层，以及覆盖所述粘贴剂层的脱膜层。电路可以是包括天线和微芯片的RFID嵌体，并且可由导电墨水形成。

Description

带有电子元件的标签及其制作方法

本申请要求2005年10月18日提交的编号为60/596,742的美国临时申请的权益，其内容作为参考合并于此。

技术领域

【0002】本发明一般地涉及包含电子元件的标签。一方面，本发明涉及包含电子元件的标签。另一方面，本发明涉及一种制造带有电子元件的标签的方法。再一方面，本发明涉及包含RFID电路的标签。另外一方面，本发明涉及制造含有RFID电路的标签的方法。

背景技术

【0003】使用射频识别(RFID)来识别多件物品之一是众所周知的。典型的射频识别(RFID)标牌或集成电路包括微处理器，就是所谓的微芯片，其电连接到天线。替代地，微芯片首先附着到带有电引线的焊盘上，该焊盘提供较大附着或“连接”区域。这通常称为“搭接片”或“插件”。搭接片然后与天线附连。

【0004】微处理器保存可包括特定物品独有的识别数据的数据，该数据转印给外部接收器以供操作员读取和物品的处理。RFID标牌可附在物品上用于库存管理、运输控制等。RFID标牌在识别、跟踪和控制物品比如包裹、集装箱以及其他产品容器方面特别有用。每个物品的位置可被跟踪，用于识别物品所有者或者特定处理要求的信息可编码到RFID中，之后通过能够解码和显示信息的扫描装置读取。

【0005】对于临时包装的物品(例如纸板箱)或者要进行多次重复使用的容器比如集装箱、垃圾箱、运输箱等，RFID标牌包含在压敏粘合标签上。通过将金属薄片制造的天线、导电墨水或者其他合适材料附着到诸如纸张、薄膜等此类的基底材料(也称为“嵌体基底”)上，可以方便地制作这些标签。微处理器或搭接片(strap)与天线合作配置而附接在基底上以形成所谓的“嵌体(inlay)”。粘贴剂然后被施加到天线和微处理器上的嵌体基底的表面，并且嵌体基底附连到可将文字和图像印制在上面的标签基底，这样粘贴剂、天线和微处理器夹在嵌体基底和标签基底之间。然后一层粘贴剂被施加到嵌体上的标签基底的表面，接着将脱膜层添加到粘贴剂上。该层制品然后被冲切为成品标签尺寸。在成品标签上印制计算机条码或其他信息、文字和图像以及对微处理器的编程，可以在冲切之前或冲切步骤之后进行。这些标签然后紧紧地盘绕到卷轴上，或者进行折叠装配，以便运输给客户或者返还给电子制造商或商人。在纸张上形成嵌体的过程通常由电子制造商进行，剩余的步骤则一般由标签制造商进行。

【0006】在标签制作工序中对嵌体的处理对嵌体造成应力，这会导致对微处理器的损坏。此外，在制作工序中嵌体可能经受电场或放电作用，这会损坏微芯片。因此，当前标签制作工序会造成相当高的报废水平。因为微处理器一般是最贵的元件，为了降低报废率，非常需要把对微处理器的损坏最小化。

发明内容

【0007】根据本发明，一种制作电子标签的方法包括以下步骤：将电路附在基底上，将粘贴剂层施加到基底上覆盖所述电路的至少一部分，将脱膜层附在所述粘贴剂层，以及在所述脱膜层形成至少一个开口以使所述电路的至少一部分暴露出来。

【0008】在一实施例中，本发明进一步包括在所述至少一个开口中存放至少一个微芯片，且将所述至少一个微芯片和所述至少一个电路部分进行附连的步骤。

【0009】在一实施例中，在所述脱膜层中形成至少一个开口的步骤包括在所述脱膜层中形成多个开口，而存放至少一个微芯片的步骤包括在每个所述多个开口中存放一个微芯片。

【0010】在一实施例中，所述电路包括天线并且所述微芯片是RFID芯片。

【0011】在一实施例中，本发明进一步包括移除所述粘贴剂层与所述电路的至少一个暴露部分对齐的部分的步骤。

【0012】进一步根据本发明，所述基底是不定长度而多个电路排列在所述基底上。优选地，电路承载基底缠成卷。完成的带有微处理器的标签也可置于不定长度的脱膜层上，该脱膜层然后缠成卷。优选地，带有完成的电路的脱膜层在较低的张力下松弛地缠绕起来以最小化对微芯片的损害。

【0013】在一优选实施例中，所述基底例如通过冲切工序被分割成独立的标签。

【0014】进一步根据本发明，标签包括：一个表面上具有电路的基底，覆盖所述电路和所述基底的一个表面的粘贴剂层，覆盖所述粘贴剂层的脱膜层，以及所述脱膜层的一部分具有用以暴露所述电路的至少一部分的开口。

【0015】在本发明的另一优选实施例中，所述电路包括至少一个微芯片，以及开口置于所述至少一个微芯片处。

【0016】在本发明的一实施例中，所述电路是RFID嵌体，包括天线和微芯片。所述天线可以是导电墨水或者其他导电材料。

【0017】在本发明的另一实施例中，所述电路具有多个微芯片，并且所述脱膜层的多个开口与每个所述微芯片对齐。

【0018】所述基底可以由任何传统的标签设备制作，包括纸张、塑料薄膜以及其他电绝缘薄膜。

【0019】进一步根据本发明，所述脱膜层是不定长度的且包括多个上述标签。优选地，不定长度的承载标签脱膜层缠成卷。

【0020】在本发明一实施例中，在标签基底的一个表面上印制了可视信息。这个表面一般是标签的暴露侧，这样印制的信息在标签从脱膜层剥离并施加到最终目的地表面时是可见的。

附图说明

在附图中：

【0021】  图1是根据本发明的RFID标签的透视图。

【0022】  图2是图1所示的RFID标签的分解图。

【0023】  图3是图1所示的RFID标签的分解图，其示出了在制造标签中的中间步骤。

【0024】  图4是示出了在制造图1所示的RFID标签中的多个步骤的流程图。

具体实施方式

【0025】本发明将关于包含微芯片和天线的RFID标签及其制造方法通过示图在文中加以描述并说明，该方法使得对包含标签元件的微芯片的潜在损坏最小化。通过对本发明的以下公开和下列描述，显然的是，本发明在其最广的方面包括其他类型的电子标签，并且包含制作具有其他类型电子元件的电子标签的方法。

【0026】具体参考图1和图2，根据本发明的RFID标签10包括薄的柔性标签基底12，其可以是铜版纸、薄膜或者其他适于标签使用的类似材料。可选的，所述基底可包括更坚硬的材料，诸如电路板材料。如天线14所示的电子电路包含薄层导电材料诸如导电墨水、金属箔、溅射淀积的导电材料等，其被设置成适于在预选的距离上接收和发射预选的射频信号的预选结构。在一优选实施例中，利用可商业使用的导电墨水通过光刻工艺将天线14施加到基底12上。天线14被配置为具有一对分隔开的天线触点30、32。附图示出具有仅供说明目的的预选结构的天线14。不同结构的天线可根据特定应用的要求来应用。此外，具有接收和发射射频信号以外的功能的电路可与本文描述的发明一起使用。

【0027】RFID标签10也包括适于粘贴到基底12、天线14和容器的薄粘贴剂层18以及用于在标签10应用之前保护粘贴剂层18的脱膜层20。适用的粘贴剂可包括广为人知的转印粘贴剂、喷雾粘贴剂或者紫外(UV)粘贴剂。基底12、天线14、粘贴剂层18和脱膜层20分层布置。基底12可印上可视信息，诸如文本、图像、条形码、其他光学可读信息等。典型地，在将天线14、粘贴剂层18、脱膜层20施加到基底12上之后，将可视信息印制在基底12上。

【0028】具备适于此处所述目的的数据存储、处理、发射和接收规范的微芯片16通过天线触点30、32与天线14协作布置。可预期，微芯片16将具有无源超高频(UHF)性能。然而，具有有源UHF规范的微芯片，以及在标签制作过程中易受损坏危险影响的其他器件比如太阳能芯片、电池、温度传感器等，根据本发明可以被结合在标签中。微芯片16可被准备为“直接管芯连接”或者“搭接片连接”，这是领域内所公知的。如下文所用的，术语“微芯片”指的是微芯片、微处理器、搭接片、插件或者适合附连到天线上的类似器件。

【0029】参看图3和图4，下面阐述RFID标签制作工序40。图4图解说明了在一个标签制作工序实施例中的一系列步骤。但是，如下文所述，根据特定的标签结构、粘贴剂模式、层结构等，某些步骤可被修改或剔除。可预期，基底材料12将以网状材料形式提供，并且对多个标签可以以快速序列或同时自动操作并进行下面描述的过程。但是，将以含有单微芯片的单个标签对工序进行描述。

【0030】工序40开始于选择42具有所需标签的合适特性的基底材料12，所述特性诸如尺寸、耐用性、颜色等。然后天线14以预选的结构被施加44到在基底12上。标签粘贴剂层1 8被施加46到基底12上，接着是附加脱膜层20。接下来可以是在基底材料12上印制信息或者图像。

【0031】基底材料12接着例如通过冲切工序被分割成为单个标签。冲切步骤50可形成沿着分割边界的穿孔以便沿着穿孔分割标签，或将标签彻底相互分割开，或可进一步从基底切割边缘以将标签分割成隔开关系，并且由此从脱膜层切下的边缘可接着从脱膜层移除。典型地，冲切步骤50以及任何边缘移除步骤在缠绕步骤之前进行。在脱膜层20和标签粘贴剂层18中通过公知的冲切工序切割出芯片窗口22、24。可选地，芯片窗口22可单独地在脱膜层20上切割而保持粘贴剂层18完好。冲切操作由利用任何公知的对准方法来控制，这样切割不会延伸到天线14。芯片窗口脱膜层部分26接着被移除54。粘贴剂部分28如果在移除芯片窗口脱膜层部分26期间未被移除，也可移除56。可选地，若粘贴剂层18使用转印粘贴剂，则转印粘贴剂可预先切割芯片窗口24，这样就消除了步骤56，亦即单独移除粘贴剂部分28。此外，芯片窗口冲切操作可在标签切割操作之前或之后，或者与此同时进行。

【0032】在“直接管芯连接”工序中，芯片粘贴剂通过芯片窗口22、24施加58到天线触点30、32之间的基底12上。接着微芯片16通过经由芯片窗口22、24将微芯片16嵌入到芯片粘贴剂中而附连60到天线触点30、32上。可选地，微芯片16可具有已施加的粘贴剂，这样就避免了单独芯片粘贴剂施加步骤58。接着标签10置于一对机械控制的热电极之间，所述热电极在小心控制温度和压力条件62下进行加热并聚集以固化粘贴剂并将微芯片16固定在粘贴剂上。可选地，粘贴剂可用其他适合的方法进行固化，比如UV固化等。

【0033】可选地，为了便于将微芯片连接到天线，微芯片(传统上称为“搭接片”或者“插件”)可具有用于连接到天线32、33的延伸引线。引线可被配置为使得微芯片能够与天线14相连而不必相对天线触点30、32精确定位微芯片。

【0034】接下来将标签10进行松散地积聚64到一个滚筒，同时使得芯片窗口22、24朝里，或者成为折叠形式。成品标签10可接着从脱膜层20被移除并且施加在纸箱、集装箱、运输容器等上。

【0035】可选地，粘贴剂层18可在受控条件下施加到基底12上，以排除与芯片窗口22、24对应的区域的粘贴剂，从而消除了从基底12上单独移除粘贴剂部分28的需要。类似地，粘贴剂层18可以在芯片窗口区域的任一侧以两条形式施加到基底12上，以排除芯片窗口区域的粘贴剂。这两个粘贴剂条可在基底12上纵向或横向排列，或者可覆盖基底12上预定义的区域，例如，边角。

【0036】在另一实施例，粘贴剂层1 8和脱膜层20可施加在整个基底12上，且然后一条脱膜层20，其连带或不连带着一条粘贴剂层，可移除以暴露出微芯片附连区域。所述条可以保留到例如滚筒上，同时微芯片16如前述附连至天线14。在附连和固化工序之后，所述条可在再次施加在基底12上，覆盖微芯片16，接下来将成品标签10积聚到滚筒上，或者成折叠形式。

【0037】在另一实施例中，粘贴剂层18和脱膜层20可施加在整个基底12与天线14和微芯片16相对的表面上。所施加的标签10会附在物品上，而天线14和微芯片16朝向远离物品表面的方向。微芯片16在标签制作和印制工序的最后一步附连在天线14上以使得微芯片16的损害最小化。

【0038】微芯片16在图中图示为处在天线14的中心。然而，本发明也可实现为微芯片16处在标签的任何位置，或者具有多个微芯片。

【0039】根据本发明的工序可以在单个或者多个设备上实现。例如，印制和施加电路至基底上、将粘贴剂施加到基底上以及将脱膜层施加到粘贴剂层上的步骤可以在标签转换工厂实施，而将微芯片施加在电路上并且将微芯片和电路相连接的步骤可在电子制造厂实施。典型地，移除所述脱膜层和所述粘贴剂层的部分的步骤可在所述标签转换者处实施。

【0040】这里所述的RFID标签的制作方法与现有技术的RFID标签制作方法不同之处在于所述微芯片或者搭接器是在制作工序中的基本最后一步被结合到所述标签中的。这发生在标签的其他部分都已经制作完成之后，并且在印制标签之后，这样就最小化由标签制作以及印制工序中引起的对微芯片的潜在损坏。

【0041】尽管本发明在这里结合特定的实施例进行了具体描述，但可理解的是这是例证而不是限制。在不脱离附带权利要求所限定的本发明的精神的前提下，在前文所公开的和附图的范围内，合理的变化和修改都是可能的。

Claims (20)

1.一种制作包括以协作布置的电路和微芯片的电子标签的方法，所述方法包括如下步骤：

附连所述电路至基底；

将粘贴剂层施加到所述基底上覆盖所述电路的至少一部分；

添加脱膜层到所述粘贴剂层上；以及

在所述脱膜层上形成至少一个开口以暴露出所述电路的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的制作电子标签的方法并且进一步包括在所述至少一个开口存放至少一个微芯片并将所述至少一个微芯片附连在至少一个电路部分上的步骤。

3.根据权利要求2所述的制作电子标签的方法，其中在所述脱膜层上形成至少一个开口的步骤包括在所述脱膜层形成多个开口，而存放至少一个微芯片的步骤包括在所述多个开口的每一个中存放一个微芯片。

4.根据权利要求1-3所述的制作电子标签的方法，其中所述电路是天线并且所述微芯片是RFID芯片。

5.根据权利要求1-4所述的制作电子标签的方法并且进一步包括移除所述粘贴剂层与所述电路的至少一个暴露部分对齐的部分的步骤。

6.根据任何前述权利要求的制作电子标签的方法，其中所述脱膜层为不定长度并且多个电路附连在所述基底上。

7.根据权利要求6所述的制作电子标签的方法并且进一步包括将承载电路基底和所述脱膜层二者之一缠绕成卷的步骤。

8.根据权利要求6或7所述的制作电子标签的方法，其中所述基底是不定长度并且进一步包括冲切基底成为标签的步骤。

9.根据权利要求6所述的制作电子标签的方法并且进一步包括在施加所述微芯片到所述电路的步骤之后缠绕所述脱膜层成卷。

10.根据权利要求9所述的制作电子标签的方法，其中所述脱膜层在较低的张力下松散地缠绕成所述卷以最小化对所述微芯片的损伤。

11.一种电子标签，其包括：

一个表面上有电路的基底；

至少部分地覆盖所述电路和所述基底的所述一个表面的粘贴剂层；

覆盖所述粘贴剂层的脱膜层；以及

所述脱膜层的一部分具有开口以暴露出所述电路的至少一部分。

12.根据权利要求11所述的电子标签，其中所述电路包括至少一个微芯片并且所述开口位于所述至少一个微芯片上。

13.根据权利要求12所述的电子标签，其中在所述电路中有多个微芯片并且在所述脱膜层中的多个开口与所述多个微芯片中的每一个对齐。

14.根据权利要求12所述的电子标签，其中所述电路是RFID嵌体，包括天线和微芯片。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的电子标签，其中所述电路由导电墨水形成。

16.根据权利要求11-15中任一项所述的电子标签，其中所述粘贴剂层具有与所述脱膜层中的所述开口对齐的至少一个开口。

17.一种电子标签卷，其包括不定长度的脱膜层以及根据权利要求11-15中任一项所述的标签。

18.一种电子标签卷，其包括不定长度的脱膜层以及根据权利要求12所述的标签。

19.一种通过权利要求1-10中任何权利要求所述的方法形成的标签。

20.一种通过权利要求1-10中任何权利要求所述的方法形成的标签卷。

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