CN1170919A - 防盗标签及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于电子物件监视系统的防盗标签,该系统使用一定检测频率范围内第一频率的电磁能检测该标签在一监视区内的存在,该防盗标签包括第一主面和相反的第二主面、一外周边缘和一可以该检测率范围内一频率共振的共振电路。该防盗标签还包括一隔离件,该隔离件在一实施例中为一不连续导电件,该隔离件电绝缘共振电路,从而便于在制造过程的早期阶段当共振电路尚在卷材上时测试该共振电路。

Description

防盗标签及其制造方法
本发明涉及电子防盗系统中用来检测物品未经许可被取走的防盗标签，特别涉及更容易制造的共振标签。
用来检测并防止物品或货物未经许可被从零售店和/或图书馆等等其它设施取走的电子物品监视(EAS)防盗系统是公知公用的。这类防盗系统一般使用粘贴在、联接于或固定在受保护物件或其包装上。防盗标签视所使用的防盗系统的具体类型、该物件的种类和大小等等因素而有多种不同大小、形状和形式。这类防盗系统一般在(装在受保护物件上的)一防盗标签通过防盗区或监视区或从防盗检查点或监视站近旁通过时检测该防盗标签的存在。
某些现有防盗标签主要与射频(RF)电磁场干扰传感电子防盗系统配套使用。这类电子防盗系统一般在物件从受控房间被取走时必须通过的受控区中建立一电磁场。装在每一物件上的标签都有一共振电路，防盗系统的一接收部检测到该共振电路在该受控区的存在后发出警报而表示物件未经许可被取走。该共振电路可由经授权的人员从被许可从房间中取走(即购买或检出)的物件上使之失效、去谐、屏蔽或取下，从而该物件可通过受控区而不发现警报。
在制造过程中，一般以卷材形加工R F标签电路，然后从该卷材上冲切下互相端接的一片片标签。图6示出标签生产过程中其上有许多标签102的一部分典型卷材100。所示卷材部分100有四行、四列标签、但实际生产中的卷材100的标签可比四列多得多。卷材100的宽度约为8英寸(约20cm)，制成的标签102约为1.5×1.5英寸。在卷材形式下，各标签102的共振电路互相电连接，从而在制造过程的该工序中不会以检测频率共振。因此某一标签102的共振频率的测试必须等到制造过程中相当后面阶段从卷材100上冲切下该标签电路从而与卷材100的其它电路分离之后才能进行。
最好能在制造过程的早期阶段并最好远在标签102从卷材100上冲切下来之前就可测试各标签102的共振频率。若在制造过程的早期阶段就能测量各标签102的共振频率，就可对制造过程中其后每一步骤的有效性即刻提供反馈，例如，制造过程中的一个工序是把标签102的基质两面上的导电迹线焊接或连接在一起。若该工序正确，该电路就会以某一共振频率、最好以与该标签配套使用的一防盗系统的检测频率或相近频率共振。若在焊接后该电路不共振，就可用这一信息在大批标签焊接不合格之前调整焊接过程。此外，在预定频率范围之外共振的电路可在把大量时间和材料浪费在加工不合格标签电路之前的早期阶段就予以放弃或修改，而不是等到加工完后。
现有标签的制造过程中有若干因素会影响到该电路的最终频率，包括从卷材100上冲切标签102的精度，它部分地决定着标签的电感线圈的大小。RF电路的共振频率最好尽可能接近其检测频率(例如8.2MHz)，以便检测系统的天线可从工作环境所产生的噪声中识别出RF电路。因此，若在制造过程的早期、最好在标签电路尚在卷材上时就能测定标签电路的共振频率，就可即时获得反馈，从而直接进行工艺调整而矫正在预定范围之外共振的电路的共振频率或者收紧公差而使电路频率比不进行这种早期、直接调整远更接近共振频率。因此，最好在电路尚在卷材上时就能测试标签的共振频率。
本发明提供了一种隔离件，它可以是沿着每一标签的基质的外周边缘的一部分，但最好是全部伸展从而环绕共振电路的一非导电件或一非连续导电件。这样，所有标签在卷材上时就彼此电隔离或电绝缘，从而可在制造过程的早期或者必要时在整个制造过程中测试标签的频率和其它特性并进行调整。当从卷材上冲切标签时，可冲切该隔离件部分而不是象现有技术中那样冲切电感线圈部分，从而标签在冲切时的定位公差可更大，各电感线圈的大小更一致，从而共振频率的稳定性更好。
简单说来，本发明包括一用于电子防盗系统的防盗标签，该系统包括用一定检测频率范围中的一频率的电磁能检测一防盗标签在一监视区中的存在的装置。该防盗标签包括一具有第一主要面、反面的第二主要面和外周边缘的介电基质。至少一个共振电路包括设置在基质第一面上的第一导电图案和设置在基质第二面上的第二导电图案。该共振电路可以预定检测频率范围中的一频率共振。一隔离件(在一优选实施例中为一非连续导电件)沿着该基质的外周边缘的至少一部分伸展从而环绕至少一部分该共振电路。该导电件与共振电路有效地电隔离而使该共振电路电绝缘而便于该防盗标签制造过程中该共振电路尚在卷材上时测试该共振电路。
结合附图可更好理解上述简介以及对本发明优选实施例的下述详细说明。为了例示出本发明，附图所示实施例是当前的优选实施例，但应看到，本发明并不限于所公开的结构和方法细节。附图中：
图1为本发明一优选实施例的印刷电路防盗标签第一面的放大平面图；
图2为现有印刷电路防盗标签的一面的放大平面图；
图3为图1印刷电路防盗标签第2面的放大平面图；
图4为本发明防盗标签一优选实施例所使用的共振电路示意图；
图5为本发明另一实施例的印刷电路防盗标签的放大平面图；
图6为印刷电路防盗标签的现有卷材的一面的平面图；
图7为本发明一优选实施例的印刷电路防盗标签卷材的一面的平面图。
下述说明中的某些术语的使用只是为了方便而非限制性的。词语“顶”、“底”、“下”、“上”指的参照的附图中的方向。术语包括以上专门举出的词语，其派生词以及类似含义的词语。
下面参看附图，其中相同部件用同一标号表示，图1、3和4示出本发明一优选实施例的防盗标签。下文中除了某些例外，标签10一般为在现有电子物件防盗系统中所公知的那种标签，如所公知的，标签10可固定或系在要防盗的一物件上或其包装上。标签10可固定在零售店等处的物件或其包装上，或最好由制造商或批发商固定或装入物件或其包装中。
标签10与电子物件防盗系统(未画出)、特别是射频(RF)型电子物件防盗系统配套使用。这类电子物件防盗系统是公知的，因此对于理解本发明来说无需详述这类电子物件防盗系统的结构和工作情况，而只须知道，这类电子物件防盗系统一般在靠近零售店之类设施的进出口处建立起一监视区。该防盗系统的作用是检测其上或其包装上固定有一有效防盗标签的物件在该监视区的存在。
图4简示出防盗标签10的电路。在本实施例的情况下，防盗标签10只有下文详述的元件，它们构成一共振电路12，该共振电路12当置于一定检测共振频率或相近频率下的电磁场中时会发生共振。使用该标签10的典型电子物件防盗系统包括把防盗标签10的共振频率或相近频率的电磁能发送到监视区的装置以及检测由一有效防盗标签的共振电路造成的场干扰而确定监视区中存在有防盗标签10从而受保护物件的装置。该共振电路12可包括一个或多个与一个或多个电容件电连接的电感件。在一优选实施例中，该共振电路为由单个电感件、电感或线圈L与单个电容件或电容C串联而成的一环圈。这种共振电路的详情可见作为本发明参考材料的美国专利No.5,276,431。电感L的大小和电容C的值决定于共振电路12的所需共振频率以及电容器两极板间的电感应电压要低这一要求。在该优选实施例中，标签10最好以8.2MHz左右的频率共振，许多制造商的电子防盗系统通常都使用这一频率，尽管本领域技术人士显然可知，EAS系统的频率可适当地条件和规章而有变动。因此，这一特殊频率不应看成对本发明有所限制。
尽管标签10只有一个电感件L和一个电容件C，但也可使用多个电感和电容件。例如，在比方说作为本发明参考材料的题为“用于电子防盗系统中的可激活/可失效的防盗标签”的美国专利No.5,103,210描述的电子防盗和监视技术中就公知有多个元件的共振电路。这类共振电路的结构可通过使用遥控电子装置而予以改变。这类电路改变可发生在比方说厂家，或者当有人购买粘贴有或埋置有标签10的物品时也可发生在检查台处，这视标签10的用途而定。一般在销售点使标签失效，从而防止共振电路在检测频率范围内共振，从而当该物件通过电子防盗系统的监视区时该电子防盗系统不再检测它。
图1和3示出图4所简示防盗标签10的实体的一优选实施例的相反两面。在其优选实施例中，标签10包括一最好是柔性的方块形绝缘或介电基质14。只要基质14绝缘而可用作电介质，它可以用任何固体材料制成或为各种材料的合成结构。基质14最好用绝缘的介电材料制成，比方说聚乙烯之类的聚合材料。但是，本领域技术人员不难看出，也可用其它介电材料制成基质14。
该基质14包括第一或主要表面16(图1)、第二或主要表面18(图3)和外周边缘20。在基质14的两主要表面上用导电材料制成布线图案即形成共振电路12的电路元件和部件。第一导电图案22制成在任选为标签10正面的基质14的第一面16(图1)上；第二导电图案24制成在基质14的有时称作背面或底面的第二面(图3)上。导电图案22、24可用电子物件监视技术中现有类型的导电材料和公知的方法分别制成在基质表面16、18上。导电材料最好用蚀刻之类工艺制成图案，因此一般用印刷上去的防腐蚀墨保护好须保留部分后再用化学剂涂去不需要部分。在优选实施例中，导电材料为铝。但也可用其它导电材料(例如金、镍、铜、磷青铜、黄铜、焊锡、高密度石墨和掺银环氧树脂)代替铝而不改变共振电路的性质或其工作情况。
标签10可用作为本发明参考材料的、题为“平面电路制作工艺”的美国专利No.3,913,219所述工艺制造。但也可使用其它制造工艺，几乎任何电路制造方法或工艺都可用来制造标签10。
第一和第二导电图案22、24构成至少一个共振电路、例如共振电路12，其共振频率落在与防盗标签10一起使用的电子物件监视系统的预定检测频率范围之内。如上文结合图4所述，共振电路12由单一电感件、电感或线圈L与单一电容件或电容C电串联成一圈而成。电感件L由第一导电图案22的线圈部26构成。该线圈部26为基质14第一主面16上的一导电材料螺旋形圈。电容件C包括由第一导电图案22的方块部28构成的第一极板和由第二导电图案24的与之对齐的方块部30构成的第二极板。本领域技术人员很容易看出，第一和第二极板一般对齐而由电基质14隔开。同样，电容件C的第二极板即导电方块部30由在第二面18上方块延长部32处穿过基质14的一焊接线电连接到电感线圈26的另一端，从而以公知方式串联电感件L与电容件C。
如上文简述，把标签10的共振频率改变到预定检测频率范围之外或改变共振电路而使电路12根本不再共振，即可使防盗标签失效。某些方法需确定防盗标签在防盗物件中的位置后比方说用于撕去防盗标签或用金属贴条之类屏蔽或去谐装置盖住该标签。其它方法涉及用高能辐射标签，而在标签中造成短路，从而改变其共振特征。可通过使用一在遭到足够能量幅射时以预定方式可靠改变的薄弱区造成短路。
在该优选实施例中，该防盗标签还包括使标签10失效的部件，例如短接电容C两极板的部件。为了便于用电磁能短接电容C，方块导电区28、30之一或二者上设有一个或多个刻痕或“凹痕”34。
上述标签10及其备选实施例是在电子防盗和监视技术中公知公用的那种标签。在制作这类防盗标签时，线圈26的面积和电容极板28、30的面积和重叠区应严加选择，从而所形成的共振电路12具有与使用标签10的电子物件防盗系统的检测频率相同或相近的预定共振频率。
图2示出现有防盗标签50的一面。与标签10一样，该标签50包括一由一线圈型电感52和一位于基质相反两面的电容构成的共振电路。在现有技术中，电感线圈52一般伸展到并环绕基质的外周边缘。但是，很容易看出，由于电感线圈52伸展到并环绕标签50的外周边缘，因此当从卷材100冲切标签50时，标签50的定位必须很精确不能冲切下线圈52的尺寸很正确的标签50。冲切时标签100的定位稍有偏差就会造成标签50的共振频率设计值出现偏差。
本发明提供一沿着基质14外周边缘20的至少一部分伸展从而环绕共振电路12的至少一部分的非连接导电件或隔离轨36。隔离轨36可用与电感L同样的材料并用相同方法即蚀刻制成。尽管本实施例中该隔离轨36用导电材料制成，但本领域技术人员可看到，该隔离轨36可用非导电材料(见图5)制成，从而在基质14的外边缘20与共振电路之间形成一非导电屏障而在卷材上把各共振电路12相互隔离开来。
转让给本申请人的美国专利No.5,182,544旨在一种具有静电放电(ESD)保护的特殊防盗标签。该防盗标签的两面上有一连续的(即环绕整个标签)导电框件通过一易断连接件与共振电路电连接。该框件把标签电路所有电容的相对两极板暂时连接在一起而使所有电容器极板保持同一电位，从而在标签创造、运输和存储时防止静电经电容器放电。在使用防盗标签时，断开电容器两极板之间的连接。即使在该易断连接断开后该框件仍与标签的电感一面上的电容器极板电接触。
上述美国专利No.5,182,544用一环绕防盗标签的边缘的连续导电件把电容器的两极板连接起来，与此相反，本发明标签10的导电件36不与共振电路12电连接，不把电容器C的两极板电连接在一起。该导电件36用作环绕电路12的隔离轨。因此在使用标签10前无需折断与电路的连接线。
由于基质第一面16上的电感线圈26比基质第二面18上的电容器极板30更靠近边缘20，因此在本实施例中导电件36主要位于电感一面也即基质14的第一面上。但本领域技术人员显然可知，一导电件36a(见图3)可位于基质14的另一面18上或位于基质14的两面上。导电件36(或36a)上有一个或多个间隙或间断38(或38a)，从而导电件36只环绕基质14的一部分周边20。虽然间断38的大小可变，但该间断应足够大，以便在蚀刻工艺后在导电件36(或36a)中形成明显的间断。在该实施例中，导电件上有一宽约0.02英寸(约合0.5mm)的间断38，但在某些应用场合它可大可小。导电件36与电感线圈26也相间距而与共振电路12电隔绝，在该实施例中最好相距至少0.02英寸(约合0.5mm)。但是，尽管导电件36与电感线圈26相间距，但本领域技术人员不难看出，导电件36与线圈26仍有一定程度的电感耦合。
图5示出由图4示意的防盗标签的另一实施例60。与标签10相同，标签60包括一最好为柔性的、由与基质14相同材料制成的方块形绝缘或介电基质62。该基质62包括第一面或主面64、第二面或主面(未示出)和一外周边缘20。标签60的电路元件和部件与标签10相同，也是用导电材料在基质62的两主面上制出布线图案。第一导电图案22制成在基质62的任选为标签60顶面的第一面64上，而第二导电图案(未示出)制成在基质62的另一面或第二面上，该导电图案最好与图3所示导电图案24相同。标签60与上述标签10相同，只是标签60不包括一环绕外周边缘20的导电件36，而是包括其材料最好与基质62相同的一非导电隔离件38b。从而标签60的基质62在基质62的外周边缘与共振电路12之间有一非导电屏障。
如上所述，本发明防盗标签10以卷材形式加工。图7示出其上有许多防盗标签106的一卷材104。一般来说，卷材104包括四行标签和许多列标签(图中示出四列)。为了使卷材104上的每一电路可在标签106冲切或互相分离之前进行测试，本发明使各标签106互相电隔离。也即，卷材104上的每一电路的导电迹线(所示网状部是导电的)与其它电路电绝缘。在本发明中，环绕各电路的外部迹线108的导电材料被蚀刻掉。环绕各独立电路的导电材料的余下部分110因在卷材104上每一电路处的导电材料110中蚀刻出一间断112而成为不连续。而且，基质14第一面上的导电图案22与基质14反面上的导电图案24电连接。由于当电路尚在卷材上时即电绝缘各共振电路，因此可以在冲切标签之前测试各电路，从而较之现有制造方法具有很大优点。在电路制造完后，按照冲切尺寸，即可制成其上有不连续导电隔离轨36的防盗标签10(见图1)。
按本发明制成的防盗标签10最好制成为头尾相接的细长条。第一面16上通常涂有把防盗标签10粘到物件或包装上的粘胶，粘胶上粘有保护撕条(未示出)。(标签10在粘到一物件上之前撕去该撕条)。标签10的第二面18上用胶粘有一层纸(未示出)。
从上述说明可看到，该实施例包括一用于电子防盗系统的一防盗标签。本领域技术人员不难看出，在本发明的新颖原理范围内可对本发明上述实施例作出种种变动。因此应该看到，本发明不限于所公开的特殊实施例，而应包括在由后附权利要求界定的本发明范围和精神内作出的任何修正。

Claims (18)

1、一种用于电子防盗系统的防盗标签，该标签系统具有使用一定检测频率范围内某一频率的电磁能检测一防盗标签在一监视区内的存在的装置，该防盗标签包括：
一具有第一主面、与第一主面相反的第二主面和外周边缘的介电基质；
至少一个共振电路，包括位于基质第一面上的第一导电图案和位于基质第二面上的第二导电图案；该共振电路可以该一定检测频率范围内的一频率共振；以及
沿着该基质的外周边缘的至少一部分伸展从而环绕至少一部分共振电路的不连续导电件，该导电件与共振电路可靠地电绝缘，从而便于在标签制造过程中当共振电路尚在卷材上时测试该共振电路。
2、按权利要求1所述的防盗标签，其中，第一导电图案包括一电感件，该导电件位于基质的第一面上。
3、按权利要求2所述的防盗标签，其中，该导电件位于基质的第一和第二面上。
4、按权利要求1所述的防盗标签，其中，该导电件上有至少一个使该导电件不连续的间隙；该至少一个间隙至少宽0.02英寸(约合0.5mm)。
5、按权利要求1所述的防盗标签，其中，该共振电路包括基质两主面上的经蚀刻铝箔。
6、按权利要求1所述的防盗标签，其中，该导电件包括经蚀刻铝箔。
7、按权利要求1所述的防盗标签，其中，该导电件与共振电路间距一段足以电绝缘的距离。
8、按权利要求7所述的防盗标签，其中，该段距离至少为0.02英寸((约合0.5mm)。
9、一种用于电子防盗系统的防盗标签，该防盗系统具有使用一定检测频率范围内某一频率的电磁能检测一防盗标签在一监视区内的存在的装置，该防盗标签包括：
一具有第一面、与第一面相反的第二面和外周边缘的介电基质；
至少一个共振电路，包括位于基质第一面上的第一导电图案和位于基质第二面上的第二导电图案；该共振电路可以该一定检测频率范围内的一频率共振；以及
一隔离件，它沿着该基质的外周边缘的至少一部分伸展从而环绕至少一部分共振电路而电绝缘该共振电路从而便于在标签制造过程当共振电路尚在卷材上时测试该共振电路。
10、按权利要求9所述的防盗标签，其中，该隔离件包括导电材料。
11、按权利要求10所述的防盗标签，其中，该隔离件不连续且与共振电路可靠地电绝缘。
12、按权利要求9所述的防盗标签，其中，第一导电图案包括一电感件，而该隔离件大致环绕整个电感件。
13、按权利要求12所述的防盗标签，其中，该隔离件和基质由同一材料构成。
14、按权利要求12所述的防盗标签，其中，该隔离件由与共振电路同样的材料构成。
15、按权利要求9所述的防盗标签，其中，该隔离件位于基质第一面上。
16、按权利要求15所述的防盗标签，其中，该隔离件位于基质的第一以及第二面上。
17、按权利要求10所述的防盗标签，其中，该隔离件上有至少一个间隙而使该隔离件电断开。
18、按权利要求17所述的防盗标签，其中，该至少一个间隙至少宽0.02英寸(约合0.5mm)。
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