柔性射频识别标签的制作方法

本公开涉及柔性射频识别(rfid)标签。

背景技术：

射频识别(rfid)标签已变得广泛用于各种不同目的。存在大致两种不同类型的rfid标签，有源的和无源的。有源rfid标签需要电源来发射信号，而无源rfid标签包含由来自rfid读取器的信号供电的转发器。

随着rfid标签的用途已有所扩展，已开发出多种方法来扩大rfid标签的可用性。pct公布号wo2005/122285描述了用于制造可打印半导体元件和将可打印半导体元件装配到基板表面上以提供宽泛范围的柔性电子器件和光电装置的方法和装置。pct公布号wo2011/041727描述了用于无线电子装置的保护罩，该无线电子装置包括与保护罩集成或粘结至保护罩的一个或多个输出装置，从该保护罩生成可感知输出。美国专利公布号2013/0140193描述了用于包封电子器件的插入件，该插入件可被插入到可拉伸物体中。在美国专利号7,969,307中，描述了能用无线装置远程询问的集成无线芯片诊断传感器系统。

技术实现要素：

本公开涉及柔性射频识别(rfid)标签。在一些实施方案中，可拉伸的射频识别标签包括柔性可拉伸第一基板；与第一基板间隔开并在有限数量的离散间隔开的附接位置处附接至第一基板的第二基板，附接位置在第一基板和第二基板之间限定气隙并与第一基板和第二基板大体共延；以及设置在第二基板上的电子电路。

还公开了可拉伸制品，其包括拉伸性更大的第一基板，拉伸性更小的第二基板，该第二基板从有限数量的附接点于第一基板悬吊下来，以及电子电路，该电子电路设置在第二基板上，使得当制品被拉伸时，第一基板比第二基板和电子电路经受更大的张力。

在一些实施方案中，可拉伸的射频识别标签包括柔性可拉伸第一基板，设置在第一基板的主表面上并大体与第一基板共延的粘合剂层，粘合剂层具有较厚的边界区域和较薄的内部区域，以及直接设置在粘合剂层的内部区域上的电子电路。

在其它实施方案中，可拉伸的射频识别标签包括柔性可拉伸第一基板，沿着第一基板和第三基板的周边大体与第一基板共延并与第一基板附接的柔性可拉伸第三基板，第一基板和第三基板限定两者间与第一基板和第三基板大体共延的气隙，以及设置和悬浮在气隙内并且未附接至第一基板和第三基板的电子电路。

附图说明

参照以下结合附图对本公开各种实施方案的详细说明，可更全面地理解本申请。

图1示出了本公开的可拉伸rfid制品的实施方案的剖视图。

图2示出了本公开的可拉伸rfid制品的实施方案的剖视图。

图3示出了本公开的可拉伸rfid制品的实施方案的剖视图。

图4示出了本公开的可拉伸rfid制品的实施方案的剖视图。

在所示实施方案的以下描述中，参考了附图，并通过举例说明的方式在这些附图中示出在其中可实践本公开的各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用实施方案并且可进行结构上的改变。附图未必按比例绘制。附图中所使用的类似的数字是指类似的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用数字指示部件并非旨在限制另一附图中用相同数字标记的部件。

具体实施方式

rfid(射频识别)标签与日俱增的用途对这些标签提出了越来越多的要求，包括先前未预料到的用途。例如，在一些用途中，具有由人或动物(例如宠物或牛)佩戴的rfid标签可能是期望的。这些用途需要具有一定程度柔性和/或拉伸性的rfid标签(当将rfid标签安装到相对刚性的表面时不需要所述柔性和/或拉伸性)。

存在若干增加rfid标签的柔性和/或拉伸性的不同方法。在以上背景技术部分中，描述了制造自身为柔性的或可拉伸的rfid装置的方法。所有这些技术都需要对rfid装置进行修改。

在本公开中，描述了其中标签构造中包括相对刚性的rfid装置的标签构造，其中标签构造以这样的方式设计：其提供柔性和/或拉伸性。这样，可在未修改的情况下使用传统的rfid装置。

所谓rfid装置，其是指无源rfid转发器，即由读取器读取或书写的rfid系统的电子电路部分。电子电路为rfid标签的一部分。rfid标签不仅包括电子电路，还包括各种其它基板、粘合剂层和其它非电子部件。

在本公开中，针对制备可拉伸的rfid标签公开了若干实施方案。在一个实施方案中，rfid标签的基板为可拉伸的，并且rfid标签的电子电路通过一个或有限数量的离散间隔开的附接位置附接至可拉伸基板中的一个，使得置于标签上的应力被基板吸收并且电子电路感觉不到应力。

在另一个实施方案中，基板由相对厚的粘合剂层粘结从而形成内部腔体。电子电路位于该腔体内并且未粘附至腔体的任何基板。这样，电子电路在腔体内自由移动并且当将应力施加于标签时，基板和粘合剂层吸收应力并且电子电路感觉不到应力。

在另一个相关的实施方案中，凹坑由一个基板和围绕周长的厚粘合剂层形成。电子电路位于凹坑内但通过薄粘合剂层附接至基板。

在每个实施方案中，凹坑由一个或多个基板和粘合剂层形成。电子电路位于该凹坑内。在一个实施方案中，电子电路未附接至任何基板并且在凹坑内自由移动，在另一个实施方案中，电子电路通过一个或有限数量的离散间隔开的附接位置附接至基板，在另一个实施方案中，整个电子电路粘结至基板。这些实施方案中的每个均以这样的方式设计：基板和粘合剂层吸收应力并且为可拉伸且柔性的，从而保护相对非柔性的电子电路免受应力影响。

通过图更充分地说明了实施方案。图1为具有凹坑的实施方案的剖视图，其中电子电路通过一个或有限数量的离散间隔开的附接位置附接至基板。该图示出了制品100，该制品附接至底部基板180。如果装置附接至人，则底部基板180可为例如人类皮肤，或者如果制品在使用前被运输或储存则其可为剥离衬件或其它保护性基板，或者其可为各种其它基板类型。

制品100包括第一基板110。粘合剂120涂覆在第一基板110上，这样粘合剂包围第一基板110上的凹坑。凹坑内容纳有电子电路，该电子电路包括在其上定位有天线130(在一些实施方案中天线为螺旋形式)和集成电路(ic)140的第二基板160。电子电路(包括第二基板160、天线130、以及ic140)通过粘合剂125附接至第一基板110。在该图中，电子电路(包括第二基板160、天线130、以及ic140)在单个附接点处通过粘合剂125附接至第一基板110，但将易于理解的是，可存在多于一种粘合剂125在有限数量的离散间隔开的附接点处将电子电路附接至第一基板110，并且还将易于理解的是在粘合剂附接在单个附接点处的情况下，粘合剂可不连续地附接至附接点(由此其意味着接触第一基板110的粘合剂中可存在间隙或狭缝)。还应当理解，可存在位于第二基板160与底部基板180之间的气隙，使得电子电路不搁在底部基板180上，并且即使存在一些接触，第二基板160也不粘附至底部基板180。在一些实施方案中，可能期望的是，底部基板180与第二基板160之间为电接触或物理接触。在图1中，粘合剂120被示出为具有均匀厚度，但还应当理解，粘合剂120可具有可变的厚度，并且在一些实施方案中，粘合剂120更靠近电子电路的部分比粘合剂120更靠近第一基板110的外边缘的部分厚。

ic140和第一基板110之间可存在接触，所述接触为物理接触或电接触，或者电子电路与第一基板110之间的唯一接触可为粘合剂125。

在一些实施方案中，第一基板为柔性可拉伸基板。由此，其意味着第一基板具有能够弯曲而不龟裂的特性(柔性)并且可在平面内方向上被拉伸或压缩(可拉伸)。在一些实施方案中，第一基板能够被拉伸多至基板初始未拉伸尺寸的1.5倍而不裂开。在一些实施方案中，第一基板能够被拉伸多至基板初始未拉伸尺寸的2.5倍或甚至基板初始尺寸的3.0倍而不裂开。可使用各种材料来制备这样的第一基板。合适材料的示例包括：橡胶，天然和合成的两种；聚氨酯；有机硅等。在一些实施方案中，第一基板为厚度为10微米至50微米的膜基板。

第二基板通常与第一基板不同，通常第二基板不是可拉伸基板。第二基板为用于电子电路的支撑层并因此通常柔性更小或为半刚性的。因此第二基板的拉伸性显著小于第一基板。

可使用各种材料来制备这样的第二基板。合适材料的示例包括：聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)；聚(甲基)丙烯酸酯；聚烯烃，诸如聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃的共混物等；聚氨酯；聚酰亚胺等。在一些实施方案中，第二基板为厚度为1微米至200微米的膜基板。

本公开的实施方案中可使用广泛范围的粘合剂。在其中，合适的粘合剂类别为压敏粘合剂。本领域中的普通技术人员熟知，压敏粘合剂组合物具有包括以下特性的特性：(1)有力和持久的粘着力；(2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)足以保持在附着物上的能力；以及(4)可干净地从附着物上移除的足够内聚强度。已发现可很好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性，从而使得粘着力、剥离粘附力和剪切保持力达到所需平衡的聚合物。获得特性的适当平衡并非简单的过程。在其中，合适的压敏粘合剂类别为(甲基)丙烯酸酯(术语(甲基)丙烯酸酯代表丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者)压敏粘合剂、嵌段共聚物类压敏粘合剂以及有机硅压敏粘合剂。

如上所述，一些实施方案包括可拉伸的射频识别标签，其包括：柔性可拉伸第一基板；与第一基板间隔开并在有限数量的离散间隔开的附接位置处附接至第一基板的第二基板，附接位置在第一基板和第二基板之间限定气隙并与第一基板和第二基板大体共延；以及设置在第二基板上的电子电路。

本文还公开了可拉伸制品，其包括：拉伸性更大的第一基板；拉伸性更小的第二基板，该第二基板从有限数量的附接点于第一基板悬吊下来；以及电子电路，该电子电路设置在第二基板上，使得当制品被拉伸时，第一基板比第二基板和电子电路经受更大的张力。

在一些实施方案中，当可拉伸制品被拉伸时，第一基板经受比第二基板和电子电路更大的平面内张力。这样，第一基板吸收张力并保护相对非柔性的电子电路免受应力影响。例如，电子电路通常包括天线，并且当制品被拉伸时天线的共振频率通常与处于未拉伸状态的天线的共振频率相同。

图2为具有凹坑的实施方案的剖视图，其中整个电子电路粘结至基板。该图示出了制品200，该制品附接至底部基板280。如果装置附接至人，则底部基板280可为例如人类皮肤，或者如果制品在使用前被运输或储存则其可为剥离衬件或其它保护性基板，或者其可为各种其它基板类型。

制品200包括第一基板210。粘合剂220涂覆在第一基板210上，这样粘合剂包围第一基板210上的凹坑。凹坑内容纳有电子电路，该电子电路包括在其上定位有天线230(在一些实施方案中天线为螺旋形式)和集成电路(ic)240的第二基板260。电子电路(包括第二基板260、天线230、以及ic240)通过粘合剂225附接至第一基板210。粘合剂220大体上厚于粘合剂225，使得容纳在凹坑内的电子电路不接触底部基板280，或者仅ic240接触底部基板280。在许多实施方案中，粘合剂220和粘合剂225是相同的粘合剂，并且为单个连续粘合剂层的一部分，在粘附至第二基板的部分处更薄，并且在未粘附至第二基板的部分处更厚。在其它实施方案中，粘合剂220和粘合剂225包含不同的粘合剂材料。在其它实施方案中，粘合剂220和粘合剂225是相同的粘合剂材料，但它们不形成连续的粘合剂层，相反它们是不连续的粘合剂层。

在一些实施方案中，其中粘合剂220与粘合剂225的厚度相似，第二基板260能够在其中ic240接触底部基板280的点周围形成凹曲率(未示出)。该曲率也存在于粘合剂225和第一基板210中。在这些实施方案中，粘合剂220通常足够厚使得天线230与底部基板280之间存在气隙，因此电子电路与底部基板280之间唯一的接触为ic240。在一些实施方案中，当将制品施加至底部基板280时该凹曲率形成，在其它实施方案中，该凹曲率可在制品受应力同时被附接至底部基板280时形成。

在一些实施方案中，ic240不仅接触底部基板280，而且可通过粘合剂附接至底部基板280，或者可与底部基板280电接触或热接触。此类实施方案的示例为这样的实施方案：其中底部基板280为人类皮肤并且ic240包含与人类皮肤接触的传感器元件。

图3和图4是具有凹坑的实施方案的剖视图，其中电子电路未附接至任何基板并且在凹坑内自由移动。图3示出了制品300，该制品通过粘合剂层328附接至底部基板380。如果装置附接至人，则底部基板380可为例如人类皮肤，或者如果制品在使用前被运输或储存则其可为剥离衬件或其它保护性基板，或者其可为各种其它基板类型。

制品300包括第一基板310和第三基板370。粘合剂320涂覆在第一基板310和第三基板370之间，这样粘合剂包围第三基板370上的凹坑并且凹坑由第一基板310封闭。粘合剂320被示出具有可变的厚度，靠近凹坑时更厚，并且在远离凹坑的边缘上更薄。凹坑内容纳有电子电路，该电子电路包括在其上定位有天线330和集成电路(ic)340的第二基板360。电子电路(包括第二基板360、天线330、以及ic340)未附接至第一基板310或第三基板370，并因此在凹坑内自由移动。

如同第一基板，第三基板为柔性和可拉伸的。第三基板可与第一基板相同，或至少由类似材料制备。

图4示出类似于图3的制品的制品。图4示出制品400，该制品通过粘合剂层428附接至底部基板480。如果装置附接至人，则底部基板480可为例如人类皮肤，或者如果制品在使用前被运输或储存则其可为剥离衬件或其它保护性基板，或者其可为各种其它基板类型。在示于图4的实施方案中，粘合剂428为不连续的粘合剂层，但人们可想到，如果需要，粘合剂层428还可为连续的。

制品400包括第一基板410和第三基板470。粘合剂420涂覆在第一基板410和第三基板470之间，这样粘合剂包围第三基板470上的凹坑并且凹坑由第一基板410封闭。粘合剂420被示出为具有可变的厚度，靠近凹坑时更厚，并且在远离凹坑的边缘上更薄。凹坑内容纳有电子电路，该电子电路包括在其上定位有天线430和集成电路(ic)440的第二基板460，其中天线430和ic440由保护性第四基板450覆盖。电子电路(包括第二基板460、天线430、ic440、以及保护性第四基板450)未附接至第一基板410或第三基板470，并因此在凹坑内自由移动。

第四基板通常比第二基板更具柔性，因为第四基板为保护性层并且未被设计成为电子电路提供支撑。另外，第四基板通常为柔性的以覆盖电子电路的不规则形状表面。由针对第一基板描述的材料制成的膜还适用于制备第四基板。

在图3和图4的制品的一些实施方案中，由第一基板310或410和第三基板370或470形成的凹坑可包含衬垫材料(未示出)以防止电子电路接触第一基板或第三基板。衬垫材料是非导电的并且也是非粘性的，因此它不粘附至电子电路。衬垫材料存在于第一基板(310或410)或第三基板(370或470)或两者的表面上。衬垫材料可附接至基板，或者其可不附接。合适的衬垫材料的示例包括非织物诸如非织造纤维的网，以及珠诸如聚合物珠。

以下为本公开的项目。

项目1为可拉伸的射频识别标签，其包括：柔性可拉伸第一基板；与第一基板间隔开并在有限数量的离散间隔开的附接位置处附接至第一基板的第二基板，附接位置在第一基板和第二基板之间限定气隙并与第一基板和第二基板大体共延；以及设置在第二基板上的电子电路。

项目2为根据项目1所述的标签，其中柔性可拉伸第一基板可拉伸多至基板初始未拉伸尺寸的1.5倍而不裂开。

项目3为根据项目1所述的标签，其中第二基板的拉伸性显著小于第一基板。

项目4为根据项目1所述的标签，其中第二基板通过对应的有限数量的离散间隔开的粘合剂片段，在有限数量的离散间隔开的附接位置处附接至第一基板。

项目5为根据项目1所述的标签，还包括粘附至第一基板的粘合剂层，粘合剂层在其中限定开口，第二基板设置在该开口内。

项目6为根据项目5所述的标签，其中当标签被施加至表面时，粘合剂层粘附至表面并且第二基板被限制在表面、第一基板和粘合剂层之间。

项目7为根据项目5所述的标签，其中越靠近基板的边缘粘合剂层越薄，并且离基板的边缘越远粘合剂层越厚。

项8为根据项目1所述的标签，其中电子电路包括具有螺旋形式的天线。

项目9为根据项目1所述的标签，其中有限数量的离散间隔开的附接位置为单个位置。

项目10为根据项目1所述的标签，其中有限数量的离散间隔开的附接位置包括单个附接位置，其中粘合剂不连续地附接至附接位置。

项目11为根据项目1所述的标签，其中电子电路与柔性可拉伸第一基板之间存在电接触。

项目12为可拉伸制品，其包括：拉伸性更大的第一基板；拉伸性更小的第二基板，第二基板从有限数量的附接点于第一基板悬吊下来；以及电子电路，电子电路设置在第二基板上，使得当制品被拉伸时，第一基板比第二基板和电子电路经受更大的张力。

项目13为根据项目12所述的制品，其中当制品被拉伸时，第一基板经受比第二基板和电子电路更大的平面内张力。

项目14为根据项目12所述的制品，其中电子电路包括天线，使得当制品被拉伸时，天线的共振频率基本上与制品处于未拉伸状态时天线的共振频率相同。

项目15为可拉伸的射频识别标签，其包括：柔性可拉伸第一基板；设置在第一基板的主表面上并大体与第一基板共延的粘合剂层，粘合剂层具有较厚的边界区域和较薄的内部区域；以及直接设置在粘合剂层的内部区域上的电子电路。

项目16为根据项目15所述的标签，其中粘合剂层的较薄的内部区域能够形成设置在第一基板的主表面的对应凹形部分上的凹形部分，电子电路包括直接设置在粘合剂层的较薄区域的凹形部分上的集成电路(ic)。

项目17为根据项目15所述的标签，其中具有较厚的边界区域和较薄的内部区域的粘合剂层在较厚的边界区域中包括与较薄的内部区域不同的粘合剂材料，或者其中粘合剂层包括不连续的层。

项目18为根据项目15所述的标签，其中当标签被施加至表面时，电子电路接触表面，并且粘结至表面或者与其电接触或热接触。

项目19为可拉伸的射频识别标签，其包括：柔性可拉伸第一基板；沿着第一基板和第三基板的周边大体与第一基板共延并与第一基板附接的柔性可拉伸第三基板，第一基板和第三基板限定两者间与第一基板和第三基板大体共延的气隙；以及设置和悬浮在气隙内并且未附接至第一基板和第三基板的电子电路。

项目20为根据项目19所述的标签，还包括设置和悬浮在气隙内的第二基板，电子电路设置在第二基板上。

项目21为根据项目20所述的标签，还包括第四基板，该第四基板邻近第二基板并附接至第二基板使得电子电路容纳在第二基板与第四基板之间。

项目22为根据项目18所述的标签，其中气隙至少部分地填充有衬垫材料，其中衬垫材料为非导电的和非粘性的，衬垫材料位于第一基板的表面、第三基板的表面、或两者上。