电子标签的电极布置制造技术

一种电容式耦合射频识别RFID标签和读取该标签的方法，该标签包括半导体衬底，该半导体衬底具有第一平坦表面和远离该第一平坦表面的第二平坦表面。形成在该半导体衬底的该第一平坦表面上的金属垫。形成在该半导体衬底上并与该金属垫和该半导体衬底的该第二平坦表面电性连接的电路，该电路被配置为提供通过改变该金属垫和该半导体衬底的该第二平坦表面之间的阻抗而编码的数据信号来响应RF输入信号，其中，形成在该第一平坦表面上的该金属垫延伸超出该半导体衬底。其中，该金属垫是矩形、细长形或T形的，和/或该电容式耦合RFID标签进一步包括与该第二平坦表面电接触的金属电极。一步包括与该第二平坦表面电接触的金属电极。一步包括与该第二平坦表面电接触的金属电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子标签的电极布置


[0001]本专利技术涉及一种电容式耦合RFID(射频识别)标签及其操作方法。

技术介绍

[0002]电容式耦合标签(CC
‑
标签或CCT)在提供真实性和追踪功能的同时，也提高了安全性。在安全性和真实性至关重要的情况下，这项技术被广泛用于追踪工艺品。然而，当CC
‑
标签的尺寸可以缩小且其效率可以提高时，潜在的应用数量就会增加。
[0003]存在其他类型的RFID标签，这些标签可以包括用于接收来自读取器的RF(射频)信号的天线，以便为器件供电，并使用同一天线以信号做出响应。然而，使用这种天线会增大器件尺寸，提高制造复杂度，并因此限制了它们的应用。此外，这种天线可能会引入导致器件不那么稳固的故障点。CC
‑
标签不使用天线，而是通过改变其阻抗与读取器提供的RF信号相互作用，这影响到读取器产生的电场，读取器反过来又会检测到阻抗变化。当这种阻抗变化被调制时，这种调制可以被解码以提供数据(例如CC
‑
标签的标识符)。
[0004]“0.075x 0.075mm2 Ultra
‑
Small 7.5μm Ultra
‑
Thin RFID
‑
Chip Mounting Technology”,Hideyuki Noda and Mitsuo Usami,978
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14244
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2231
‑
9/08,2008IEEE,2008Electronic Components and Technology Conference，第366至370页描述了制造包括天线的小型RFID芯片。然而，制造这种RFID芯片，特别大批量制造，提供了技术上的困难，在制造过程中会降低产量并且增大故障率。
[0005]“Powder RFID Chip Technology”,Mitsuo Usami,Hitachi,Ltd.,978
‑1‑
4244
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2342
‑
2/08,2008IEEE，第1220至1223页描述了另一种小型RFID标签及其制造方法，这同样需要在RFID芯片上放置天线结构。这将标签的尺寸限制在较低的限度内。
[0006]“26.6
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A0.05x0.05mm2 RFID Chip with Easily Scaled
‑
Down ID
‑
Memory”,Mitsuo Usami,Hisao Tanabe,Akira Sato,Isao Sakama,Yukio Maki,Toshiaki Iwamatsu,Takashi Ipposhi,Yasuo Inoue,Hitachi,ISSCC 2007/SESSION26/NON
‑
VOLATILE MEMORIES/26.6,1
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4244
‑
0852
‑
0/07,2007IEEE,第482至483页描述了一种RFID芯片，该RFID芯片具有唯一IP地址并使用双表面电极。
[0007]另一个需求是，RFID标签在有其他RFID标签的情况下可以被读取。这对于非常小的RFID标签来说可能特别困难，因为这些标签可能被嵌入在许多以堆叠或紧挨方式放置的独立物品中。
[0008]因此，需要一种电容式耦合标签和操作方法，以克服这些问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种电容式耦合RFID标签(CC
‑
标签或RFID标签)，它很薄(例如厚度为100μm、50μm或更小)，形成在诸如硅之类的半导体衬底上，半导体衬底例如为硅，其一个表面覆盖着金属层(例如镀金铝层)，另一相对表面是裸露的半导体表面，这些表面共同作为可调谐阻抗。该半导体衬底上或内部的电路或芯片(如集成电路IC)控制着器件，并利用
电极改变从通过CC
‑
标签施加电场的外部读取器(以电学方式)所看到的器件电学性能。该CC
‑
标签由外部施加的RF电场供电，并通过改变其电学性能(特别是其阻抗)对电场的存在做出回应。该CC
‑
标签电容性地耦合到该读取器，并且该集成电路调制其电学性能以编码数据信号，该数据信号由该读取器解码。通过改变该金属层和相对的半导体层之间的阻抗来改变电学性能。
[0010]当一个以上或一摞这样的CC
‑
标签被放置在由该读取器生成的电场内时，那么只有其中一个CC
‑
标签被配置为响应。在一示例性实施方案中，其余的CC
‑
标签可以(例如静态地)降低它们的阻抗，例如通过在金属表面和相对的半导体表面之间施加短路来降低它们的阻抗，这样每个CC
‑
标签可以依次和孤立地响应并通过调制RF输入信号来提供其输出信号。
[0011]本专利技术还提供了一种制造电容式耦合RFID标签的方法，即，提供具有相对的平坦表面的半导体衬底(例如硅)，在其中一个平坦表面上设置金属层，并(例如使用光刻技术)在另一个平坦表面上或内部形成本说明中所述的电路(例如CMOS电路)。优选地，厚度(即相对的平坦表面之间的距离)等于或小于50μm(或25μm、100μm或150μm)。衬底可以是方形、矩形或其他形状。优选地，衬底和最终的器件的宽度和/或长度在50至700μm之间。
[0012]这些概念的应用包括但不限于钞票、签证、邮票、官方文件、全息图、铝箔、任何种类的香烟和烟草制品(如标准香烟和电子烟)、瓶子、签条、食品、食品包装、片剂和其他医药产品(包括其涂层和包装)以及其他需要这种小型和微米级厚度解决方案的包装类型。CC
‑
标签可以被嵌入或结合到这类物品上。
[0013]在前文描述的背景下，根据第一方面，提供了一种电容式耦合射频识别(radio frequency identification，RFID)标签(例如CC
‑
标签)，包括：
[0014]半导体衬底，具有第一平坦表面和远离第一平坦表面的第二平坦表面；
[0015]形成在该半导体衬底的该第一平坦表面上的金属垫；
[0016]形成在该半导体衬底上并与该金属垫和该半导体衬底的该第二平坦表面电性连接的电路，该电路被配置为通过提供通过改变金属垫和半导体衬底的第二平坦表面之间的阻抗而编码的数据信号来响应RF输入信号。在一侧提供金属垫并且在另一侧具有半导体表面，由于半导体表面是由衬底提供的，减少了制造的复杂度(例如，相对于可能在每一侧都有金属垫的CC
‑
标签)，同时允许相对的表面提供通过改变表面之间的器件阻抗可以改变的电容。平面例如可以是平坦的或弯曲的(例如，为了适应标签所附着的物体的形状)，同时不影响标签的功能。
[0017]优选地，通过改变该金属垫和该半导体衬底的该第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电容式耦合RFID标签，包括：半导体衬底，具有第一平坦表面和远离第一平坦表面的第二平坦表面；形成在所述半导体衬底的所述第一平坦表面上的金属垫；形成在所述半导体衬底上并与所述金属垫和所述半导体衬底的所述第二平坦表面电性连接的电路，所述电路被配置为通过提供改变所述金属垫和所述半导体衬底的所述第二平坦表面之间的阻抗而编码的数据信号来响应RF输入信号，其中，形成在所述第一平坦表面上的所述金属垫延伸超出所述半导体衬底；其中，所述金属垫是矩形、细长形或T形的，和/或所述电容式耦合RFID标签进一步包括与所述第二平坦表面电接触的金属电极。2.根据权利要求1所述的电容式耦合RFID标签，其中，与所述第二平坦表面电接触的所述金属电极被配置为与读取器的电极对齐，所述读取器包括RF信号发生器和解码器，所述解码器被配置为解码所述数据信号。3.根据权利要求1或权利要求2所述的电容式耦合RFID标签，其中所述金属垫和与所述第二平坦表面电接触的所述金属电极被配置为形成H形。4.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，通过改变所述金属垫和所述半导体衬底的所述第二平坦表面之间的阻抗调制所述RF输入信号而对所述数据信号进行编码。5.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，RF输入信号由外部读取器提供。6.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路进一步被配置为由所述RF输入信号供电。7.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路进一步被配置为对在所述RF输入信号内编码的信号进行解码，并且进一步地，其中，所述数据信号被提供以响应所述解码信号。8.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路通过改变所述RF输入信号的频率、振幅和/或相位对其进行调制。9.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路形成在所述半导体衬底的所述第二平坦表面上。10.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路被配置为通过在所述金属垫和所述半导体衬底的所述第二平坦表面之间施加短路来改变所述金属垫和所述半导体衬底的所述第二平坦表面之间的所述阻抗。11.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述金属垫的外表面与所述半导体衬底的所述第二平坦表面之间的距离等于或小于100μm。12.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路进一步被配置为检测一个或多个另外的电容式耦合RFID标签的存在，并且作为响应，停止提供所述数据信号。13.根据权利要求12所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路被配置为通过在所述金属垫和所述半导体衬底的所述第二平坦表面之间施加短路来停止提供所述数据信号。14.根据权利要求12或权利要求13所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路被配置
为停止提供所述数据信号，直到所述一个或多个另外的电容式耦合RFID标签提供其数据信号。15.根据权利要求12至14中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电路进一步被配置为根据防冲突协议停止提供所述数据信号。16.根据权利要求15所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述防冲突协议是基于所述一个或多个电容式耦合RFID标签之间的通信：根据预先确定的响应顺序、根据所述一个或多个电容式耦合RFID标签之间的协商响应、或随机数字发生器。17.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述第一平坦表面与所述第二平坦表面平行。18.根据前述权利要求中任一项所述的电容式耦合RFID标签，其中，所述电容式耦合RFID标...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：弗里森斯有限公司，
类型：发明
国别省市：