两用安全标签、组合rfid和eas标签以及安全标签
1.相关申请
2.本技术要求于2020年7月31日提交的标题为“anti-theft and tracking tag and methods of manufacturing same”的美国临时申请第63/059,539号的优先权，该申请的全部内容并入本文。
技术领域
3.本公开涉及安全标签，包括结合防盗功能和跟踪功能的安全标签，以及制造安全标签的工艺。
背景技术：
4.仓库和商店经理对商品流动的主要关注之一是防止被盗，其包括在销售点的盗窃，以及可追溯性(即产品的标识、位置和移动)。
5.如今，越来越多的防盗标签基于来源标签的原则在物品的制造或包装过程中被并入到物品中。在源头处(即在物品的制造或包装过程中)应用防盗元件，消除了在产品商业寿命中的其他阶段应用它需要。
6.零售商店可以采用各种防损技术来防止和阻止商品被盗，包括射频识别(radio frequency identitication，rfid)标签和电子物品监视(electronic article surveillance，eas)系统，其在销售点之前跟踪可能与企图盗窃相关联的特定条件下的库存和/或警报。
7.市场上存在几种类型的eas系统。全球销量最大的两种系统是线圈或闭环天线工作频率在5至8.2mhz之间的射频(rf)防盗系统，以及元件工作频率为58khz的声磁(am)系统。这两种类型的eas系统都使用附着在商品上的eas标签。
8.当eas标签穿过具有与天线谐振频率一致的频率的交变磁场时，eas标签通过天线谐振传送信号。例如，这种交变磁场可以由商店出口处的终端提供。在现有技术中，由eas标签传送的信号不包括任何标识符。
9.对于物体的远程识别和定位，可以通过使用射频识别(rfid)系统进行物体识别。这些系统包括读取器和应答器。读取器包括无线电波和磁场发射器，该磁场发射器与位于其读取器场内的应答器(发射器-接收器)通信。应答器包括带有或部带有存储器的集成电路和天线。
10.rfid越来越多地用于确保对物体或消费品的适当监控。为此，将包括天线和集成电路的应答器应用于要被跟踪的物品或物体上。天线被设计为使得其电感具有特定值，从而与集成电路电容形成谐振电路。应答器与接收器或读取器通信，其传送功率和工作频率范围必须适应不同国家现行法律法规的要求。
11.对于需要防盗和跟踪的许多货物，仅在源头处应用eas元件；超高频(uhf)元件(如rfid)在分销链的后期阶段添加。
12.因此，需要一种组合的防盗和跟踪标签以及制造工艺，下面对其进行描述。
技术实现要素：
13.公开了一种组合防盗和跟踪标签及其制造工艺。双标签包括用于防盗系统的rf天线和用于跟踪系统的天线。
14.在源头处将eas元件和uhf元件应用于的同一标签，可以在分销链中提供显著的节省。如本文所述，在双标签的制造工艺中可以实现额外的优点。例如，通过利用eas和uhf天线制造工艺之间的相似性，可以降低材料和劳动力成本。此外，通过制造尺寸减小的双标签可以实现成本节约。以下文所述方式制造的双标签能够使小标签也保持高性能水平。此外，如下文所述，这两个元件彼此独立地起作用，使得uhf元件可被用于库存管理，并且eas元件可被用于防盗系统。
15.示例实施例如下所述。示例两用安全标签包括：具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的基底、包括eas天线的电子物品监视(eas)单元以及包括uhf天线和集成电路的uhf应答器。uhf应答器被布置在基底的第一表面上，并且eas单元被布置在基底的第二表面上。在一些示例中，第一覆盖层被平置(arranged flat)在uhf应答器上。在一些这样的示例中，第二覆盖层被平置在eas单元上。在一些这样的示例中，第一覆盖层或第二覆盖层中的至少一个由纸形成。在一些示例中，基底由非导电塑料材料形成。在一些示例中，基底由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。在一些示例中，基底由非导电有机材料形成。在一些示例中，基底具50微米有的厚度。在一些示例中，两用安全标签包括设置在第一表面或第二表面之一上的屏蔽条。
16.一种示例组合射频识别(rfid)和电子物品监视(eas)标签包括基底、设置在基底上的rfid部件和设置在基底上的eas部件。rfid部件包括至少一个超高频(uhf)天线和集成电路。eas部件包括射频天线。eas部件的足迹(footprint)不与rfid部件的足迹重叠。在一些示例中，rfid部件被设置在基底的第一侧上，并且eas部件被设置在基底的第二侧上，其中第二侧与第一侧相对。在一些示例中，组合rfid/eas标签包括屏蔽条，该屏蔽条被设置在eas部件的足迹和rfid部件的足迹之间的基底上。在一些这样的示例中，屏蔽条的形状对应于eas部件的天线的周界的形状。在一些这样的示例中，屏蔽条对rfid部件的uhf天线呈现恒定阻抗。在一些示例中，uhf天线是近场环形天线或远场偶极天线之一。
17.一种示例安全标签，其包括具有第一侧和第二侧的载体基底、设置在载体基底第一侧上的rfid部件、设置在载体基底第二侧上的电子物品监视(eas)部件以及设置在所述载体基底第一侧上的屏蔽条。rfid部件包括至少一个uhf天线和集成电路(ic)。eas部件包括天线、至少一个电容器元件和设置在电容器元件与eas部件的天线之间的薄膜层。在一些示例中，屏蔽条的形状对应于eas部件的天线的周界的形状。在一些这样的示例中，屏蔽条的形状是u形的。在一些示例中，屏蔽条对rfid部件的uhf天线提供恒定阻抗。在一些示例中，屏蔽条是第一屏蔽条。在这样的示例中，安全标签包括设置在载体基底第二侧上的第二屏蔽条。
附图说明
18.结合附图阅读时，将更好地理解前述概要以及以下示例性实施例的详细描述。然而，应当理解，本实用新型并不限于以下附图所示的精确布置和手段：
19.图1是示例双重安全标签的分解横截面侧视图；
20.图2是示例双重安全标签的横截面侧视图；
21.图3是另一个示例双重安全标签的横截面侧视图；
22.图4是另一个双重安全标签示例的横截面侧视图；
23.图5显示了在其上形成有天线的双重安全标签的示例的俯视图。
具体实施方式
24.现在将详细参考本教导的实施例，其示例在附图中示出。应当理解，在不脱离本教导的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构和功能改变。在不脱离本教导的范围的情况下，可以组合、交换或替换实施例的特征，例如，每个所公开的实施例的特征可以与其他所公开的实施例的特征组合、交换或替换。这样，以下描述是通过说明方式呈现的，并且不限制可能对所示实施例进行的且仍然在本教导的精神和范围内的各种替换和修改。
25.此外，本实用新型的特征和益处通过参考优选实施例来说明。因此，本实用新型显然不应该局限于这些优选实施例，这些优选实施例说明了可以单独或以其他特征组合形式存在的特征的一些可能的非限制性组合；本实用新型的范围由所附权利要求限定。
26.如本文所用，词语“示例”和“示例性”意味着实例或说明。词语“示例”或“示例性”并不表示关键的或优选的方面或实施例。除非上下文另有暗示，否则词语“或”旨在是包含性而非排除性。作为示例，短语“a采用b或c”包括任何包含性排列(例如，a采用b；a采用c；或a采用b和c两者)。另一方面，除非上下文另有暗示，否则冠词“一”和“一个”通常旨在意味着“一个或多个”。
27.根据本实用新型的原理的说明性实施例的描述旨在结合附图来阅读，附图被认为是整篇书面描述的一部分。在本文所公开的本实用新型的实施例的描述中，对方向或取向的任何引用仅仅是为了便于描述，而不是以任何方式限制本实用新型的范围。诸如“下部”、“上部”、“水平”、“垂直”、“上面”、“下面”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”和“底部”的相对术语及其派生词(例如，“水平地”、“向下”、“向上”等)应该被解释为指的是随后描述的或在所讨论的附图中示出的取向。这些相对术语只是为了便于描述，除非明确指出，否则不要求该装置以特定的取向进行构造或操作。
28.除非另有明确描述，否则诸如“附接(attached)”、“贴附(affixed)”、“连接(connected)”、“耦合(coupled)”、“互连(interconnected)”等术语是指这样的关系，其中结构通过中介结构直接或间接地彼此固定或附接，以及可移动或刚性的附着或关系。
29.除非上下文另有暗示或者保证这些术语之间的特定区别，否则术语“标记(label)”、“标签(tag)”、“双重标签(dual tag)”、“组合标签(combination tag)”等可互换地使用。
30.各个附图和详细描述中相同的附图编号表示相同的元件。
31.本文提供了一种兼备防盗和跟踪的标签及其制造方法。如图1所示，双重标签100包括具有相对表面的载体基底102。在一些示例中，载体基底是聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，pet)。uhf rfid部件110被定位在载体基底102的一个表面上并用粘合剂112粘上，并且eas部件150用粘合剂104被定位在载体基底102的相反表面上。粘合层可以位于eas天线之下，以形成标签的底部，该标签贴附到释放衬垫180上。衬垫180
可以被去除以允许双重标签100附接到销售物品或商品。纸质面材130还可以被定位在rfid部件110上方，以完成标签100。本文所述的双重标签可用于传统的实体商店、线上商店或其他类型的零售商。
32.本公开的双重标签可以包含诸如在存储器(例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或各种其他类型的存储器)中所存储的信息。另一方面，标签可以通过来自发射器/接收器所产生的磁场的电磁感应供电。标签还可以包括从询问无线电波中收集能量的无源应答器。
33.图2描绘了双重标签200，包括各种材料层并包括被定位在rfid部件210与eas部件250之间的载体基底。
34.在一些示例中，载体基底202可以由任何合适的聚合物材料形成，包括但不限于流延聚丙烯(cast polypropylene，cpp)、聚乙烯(polyethylene，pe)、定向聚丙烯(oriented polypropylene，opp)或适合于双重标签的特定实施方式的另一种类型的介电材料。在一些示例中，载体基底202可以由非导电、有机纸浆衍生的材料(例如，纸、纸板、织物等)形成。此外，载体基底202可以充当电介质。载体基底202的厚度可能有所不同。在一些示例中，基板的厚度可能是双重标签的rf电容器的工作频率的一个因素。例如，在一些示例中，载体基底202可以非常薄。薄的载体基底202允许制造工作在8.2mhz的非常小的rf电路。表2描述了图2的标签200的每一层并从最外层(图表的顶部)到最内层(图表的底部)识别由一个或多个层组成的部件，如下所示：
[0035][0036]
表2
[0037]
在表2所示的示例中，衬底具有大约50μm的厚度。除了其他因素之外，对载体基底202的材料选择和载体基底202的厚度是两个示例性因素，它们对所得rf电路的工作频率有贡献。
[0038]
在图2所示的示例中，rfid部件210包括第一金属层214，该第一金属层214通过一层粘合剂212粘附到载体基底202上。第一金属层214可以被处理(例如，通过刻蚀)以形成rfid天线，其可以包括近场天线和远场天线中的一个或两个，以及用于连接集成电路(ic)芯片的一个或多个连接器焊盘。在一些示例中，rfid部件210的ic芯片216被调谐到近场和远场天线的可操作频率范围。rfid元件ic芯片216可以通过直接附着方法连接到近场天线。例如，ic芯片216可以用导电粘合剂218在一个或多个连接焊盘处固定到近场天线。热和/或压力可用于固化粘合剂218，从而在ic芯片和连接焊盘之间产生强结合。在一些示例中，粘合剂218是各向异性导电胶。在标签200的制造中，抗蚀剂层220可以施加到第一金属层214的与载体基底202相对的表面。在一个示例中，抗蚀剂220可以是墨水或任何基于溶剂的抗蚀剂，并且可以用于形成近场天线、远场天线和一个或多个连接器焊盘中的一个或多个。可以在沉积粘合层218之前去除抗蚀剂220。
[0039]
在一些示例中，远场天线形成为uhf远场偶极天线，其可以配置有适当的操作范围。在一些示例中，uhf远场偶极天线的工作范围可以是从0.8到2.5ghz范围内的谐振频率。在一些示例中，近场天线形成为uhf近场环形天线，其可以配置有适当的操作范围。在一些示例中，uhf近场环形天线的工作范围可以在范围从0.8到2.5ghz的谐振频率。在一些示例中，uhf远场偶极天线和uhf近场天线被配置为具有相同的工作范围。在所说明的实例中，近场环形天线和远场偶极天线位于载体基底202上，以彼此物理隔离。或者，在一些示例中，这些天线可以位于载体基底202上，以彼此物理连接。
[0040]
在一些示例中，eas部件250包括保护膜层252，该保护膜层252通过粘合层204粘附到载体基底202。保护膜层252可以是pet或纸。其上沉积有抗蚀剂层256的第二金属层258通过粘合层204粘附到载体基底202上。第二金属层258和抗蚀剂256可以被处理(例如，通过刻蚀)以形成rf天线。可以作为opp膜提供的介电层262通过粘合层260粘附到第二金属层258，其通过粘合层264粘附到第三金属层266。沉积在第三金属层266上的抗蚀剂268可以被处理以形成rf电容器，包括两个电容器电极。
[0041]
可以是pet或纸的保护膜层252可以用粘合层254粘附到第三金属层266和抗蚀剂268。粘合层282可以位于eas部件250之下，以形成标签200的基底部分，该基底部分被粘贴到释放衬垫280上，用于将标签200粘贴到销售物品或商品上。释放衬垫280可以由任何合适的材料形成，包括但不限于纸或塑料膜。面板230可进一步位于rfid部件210上，并用粘合剂232固定，以形成标签200的顶部。面板230可以是纸面板或聚合物膜，例如pet层。
[0042]
eas部件250可以作为rf设备提供。在一些示例中，eas部件250可替换地或附加地包括声磁(am)设备、低功率蓝牙(ble)设备或其他合适的eas设备。为了实现这些附加的或替代的装置，eas部件250内的一些层在数量上可以不同、更少或更多，但是eas部件250相对于载体基底202和rfid部件210的位置将保持相同。
[0043]
eas部件250还可以包括一个或多个辅助层，例如泡沫隔离物，这是在某些应用中维持标签200的性能所必需的。在一些示例中，在抗蚀剂层268和用于释放衬垫280的粘合剂282之间提供辅助层和粘合剂层。对于uhf rfid和rf部件，如果标签放在金属物品上，可能会产生场干扰。添加一个或多个辅助层可以减轻潜在的负场效应。
[0044]
粘合层204、212、232、254和264可以是任何合适的粘合剂以产生叠层，包括但不限于热熔粘合剂、层压胶和热封胶。粘合剂282可以是任何合适的粘合剂，包括热熔粘合剂或
压敏粘合剂，例如乳液、溶剂、丙烯酸、橡胶等。此外，粘合层204、212、232、254、264和282可以以任何合适的厚度提供。
[0045]
载体基底202、面板230、保护膜层252和介电层262可由任何合适的材料形成，包括但不限于纸、pet、opp或其它聚合材料，这取决于所需的功能特性。
[0046]
如图2所示，第一金属层214具有第一厚度，第二金属层258具有第二厚度，第三金属层266具有第三厚度。然而，第一、第二和第三金属层214、258、266的实际厚度以及它们之间的任何厚度差可以变化。这种变化可能取决于例如包括由网状结构形成的天线的频率要求、双重标签的期望刚性、为标签做出的设计选择、影响双重标签制造过程的后续步骤的设计选择以及其他因素在内的因素。此外，在一些示例中，第一、第二和第三金属层的厚度可以相同。
[0047]
第一、第二和第三金属层214、258、266可以由铝形成。其它材料可以用于各个层，应理解金属-基板-金属网的一部分可以用于形成电容器，并且每个金属层的一部分用于形成天线。在这些元件形成用于双重标签的示例中，选择用于网状结构的材料以使这些元件能够用于最终的双重标签。
[0048]
在一些示例中，抗蚀剂层256、抗蚀剂层268和在第一金属层214和粘合层218之间沉积(和移除)的抗蚀剂层可以是不同类型的抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，每个抗蚀剂可以通过不同的去除工艺来去除。例如，抗蚀剂层256可以是一种类型的抗蚀剂材料，可通过第一类型的去除工艺去除，并且抗蚀剂层268可以是第二类型的抗蚀剂材料，可通过第二类型的去除工艺去除。一个抗蚀剂层268的去除工艺可能不会去除另一个抗蚀剂层256。例如，抗蚀剂层256可以是不容易去除的抗蚀剂(例如，基于溶剂的抗蚀剂)，并且抗蚀剂层268可以是比抗蚀剂层256更容易去除的抗蚀剂。
[0049]
在一些示例中，抗蚀剂层256、抗蚀剂层268、在第一金属层214和粘合层218之间沉积(和移除)的抗蚀剂层可以是相同的抗蚀剂材料。在一些实例中，其中所有的抗蚀剂层是相同的，所有的抗蚀剂材料可以在单个去除步骤中被去除。抗蚀剂层256、抗蚀剂层268和在第一金属层214和粘合层218之间沉积(和去除)的抗蚀剂层中的一个或全部可以是可印刷的抗蚀剂材料，使得制造工艺的一个或多个沉积步骤可以包括将第一或第二抗蚀剂印刷到相应的金属层上。
[0050]
双重标签的示例也在图3、4、5中示出。在图3所示的示例中，标签300基本上类似于标签200，除了eas部件350内的元件被颠倒以外。表3描述了图3的标签300的每一层并从最外层(图表的顶部)到最内层(图表的底部)识别由一个或多个层组成的部件，如下所示：
[0051][0052]
表3
[0053]
如同标签200一样，标签300包括位于rfid部件310和eas部件350之间的载体基底302。rfid部件310包括第一金属层314，该第一金属层314通过一层粘合剂312粘附到载体基底302上。第一金属层314可以被处理以形成rfid天线，其可以包括近场天线和远场天线中的一个或两个，以及用于连接ic芯片316的一个或多个连接器焊盘。ic芯片316可以用粘合剂318(例如各向异性导电胶)在一个或多个连接焊盘处固定到近场天线。
[0054]
在图3所示的示例中，eas部件350包括保护膜层352，其可以是聚合物膜或纸，通过粘合层304直接固定到载体基底302上。其上沉积有抗蚀剂层368的第三金属层366通过粘合剂层354粘附到保护膜层352上。第三金属层366和抗蚀剂368可以被处理以形成rf电容器。可以作为opp膜提供的介电层362通过粘合层364粘附到第三金属层358。第二金属层358通过粘合层360直接粘合到介电层362。抗蚀剂356可以沉积在第二金属层358上，并且它们可以一起被处理以形成rf天线。
[0055]
粘合层382可以位于eas部件350之下，以形成标签300的底部，其被贴附到释放衬垫380上，用于将标签300贴附到销售物品或商品上。释放衬垫380可以由任何合适的材料形成，包括但不限于纸或塑料膜。面板330可以进一步放置在rfid部件310上并用粘合剂332固定，以完成标签300。面板330可以是纸面板或聚合物膜，例如pet层。
[0056]
图4示出了示例标签400的材料层。表4标识了图4的标签的材料层，如下所示：
[0057][0058]
表4
[0059]
标签400基本上类似于标签200，除了rfid部件和eas部件被倒置在标签的最外层内，其中载体基底保留在它们之间。在图2中，eas部件位于标签200的底部附近，rfid部件位于标签200的顶部附近。而在图4中，eas部件450位于标签400的顶部附近，rfid部件410位于标签400的底部附近。rfid部件和eas部件在载体基底周围的这种交替放置可能具有某些优点，例如，在一些示例中，eas部件可能对载体基底引起的可能屏蔽敏感，或者可能在机械上有利于远离衬垫放置。
[0060]
eas部件150、250、350、450没有特别限制，并且可以根据特定用途或预期应用的需要进行选择。此外，图2-4所示的eas部件的配置是合适的eas部件的示例。应当理解，eas部件可以具有本领域技术人员现在已知或以后可获得的任何配置。
[0061]
在一些示例中，处理步骤可以以任何顺序执行，并且本领域技术人员将认识到，通过改变顺序，可以修改处理的一些部分以适应处理步骤顺序的改变。例如，天线的制造可以通过将一种或多种类型的抗蚀剂材料沉积到相应的金属层上来进行。这些抗蚀剂沉积步骤可以以任何期望的顺序进行。此外，抗蚀剂沉积步骤可以同时进行，例如，如果在两个或更多个沉积步骤中使用相同的抗蚀剂材料的话。在一些示例中，通过首先将eas部件直接定点施加到释放衬垫上，随后将rfid部件定点施加到其上，来制造本公开的双重标签。这提供了允许选择不同类型的eas部件(rf、am、ble)并应用于标签的优点。
[0062]
图5示出了具有rfid部件510的刻蚀天线和eas部件550的刻蚀天线的标签500的示例。rfid部件510的刻蚀天线，包括远场天线的内环530和偶极子540，并且eas部件550被提供在载体基底502的相对侧。在所示的示例中，eas部件550的足迹不与rfid部件510的足迹重叠
[0063]
标签500还包括屏蔽条590，屏蔽条590可以提供的好处是，无论eas部件550的大小
和位置如何，rfid部件510的uhf天线都具有恒定的阻抗，这是由于定点公差(spotting tolerance)，在一些示例中，其可以是大约 /-3mhz。在eas部件550基本上填充屏蔽条590内的整个区域的情况下，屏蔽条590可能对标签在定点公差方面的整体调谐几乎没有影响。然而，在eas部件550没有基本上填充屏蔽条590内的整个区域的情况下，屏蔽条590提供了避免重新调谐uhf天线的需要的额外优点。
[0064]
图5示出了屏蔽条590的示例配置和布置。在一些示例中，屏蔽条可以被设置在载体基底502与图5所示相对的一侧。在一些示例中，标签可以设置有两个或更多个屏蔽条。在包括多个屏蔽条的一些示例中，屏蔽条可以各自被设置在载体基底的同侧。在一些这样的示例中，屏蔽条可以被设置在载体基底的相对侧。在一些示例中，屏蔽条可以与eas部件集成或一体形成。
[0065]
虽然相对于包括执行本实用新型的当前优选模式的具体示例描述了本实用新型，但是本领域技术人员将理解，存在上述系统和技术的许多变型和置换。应当理解，在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构和功能修改。因此，本实用新型的精神和范围应该如所附权利要求中阐述的那样被宽泛地解释。