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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schwingkreise und, mehr insbesondere,
auf deaktivierbare Schwingkreisetiketten zur Verwendung bei elektronischen
Sicherheits- und anderen Systemen zur Erfassung der unbefugten Mitnahme
von Artikeln.
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Elektronische
Warenüberwachungs(electronic
article surveillance oder EAS)-Systeme zum Erkennen und Verhindern
von Diebstahl oder unbefugter Mitnahme von Artikeln oder Waren aus
Einzelhandelsgeschäften
und/oder anderen Einrichtungen wie Bibliotheken sind gut bekannt
und weit verbreitet in Gebrauch. Im Allgemeinen wird in solchen
Sicherheitssystemen ein Etikett oder Sicherheitsetikett verwendet,
das an einem zu schützenden
Artikel oder an dessen Verpackung befestigt oder dem oder derselben
zugeordnet oder anderweitig daran befestigt ist. Sicherheitsetiketten
können
viele verschiedene Größen, Gestalten
und Formen annehmen, was von dem besonderen Typ von Sicherheitssystem
abhängig
ist, der verwendet wird, dem Typ und der Größe des Artikels, usw. Im Allgemeinen
erkennen diese Sicherheitssysteme die Anwesenheit eines aktiven
Sicherheitsetiketts, wenn das Sicherheitsetikett (und somit der
geschützte
Artikel) durch eine Überwachungszone
hindurchbewegt oder an oder nahe bei einem Sicherheitskontrollpunkt
vorbeibewegt wird.
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Manche
bekannte Sicherheitsetiketten arbeiten hauptsächlich mit elektronischen Sicherheitssystemen,
die die Störung
eines elektrischen Feldes erkennen und mit Radiofrequenz (RF) arbeiten,
wie beispielsweise diejenigen, ohne dass darunter eine Beschränkung verstanden
werden soll, die aus der US-A-3 810 147, der US-A-3 863 244 und der
US-A-5 276 431 bekannt sind. Solche elektronischen Sicherheitssysteme
bauen im Allgemeinen ein elektromagnetisches Feld in einem kontrollierten
Bereich auf, den Artikel passieren müssen, wenn sie aus kontrollierten
Gebäuden
mitgenommen werden. Ein Etikett, das einen Schwingkreis hat, ist
an jedem Artikel befestigt, und die Anwesenheit des Schwingkreises
in dem kontrollierten Bereich wird durch ein Empfangssystem erfasst,
um die unbefugte Mitnahme eines Artikels festzuhalten. Der Schwingkreis
kann deaktiviert, verstimmt, abgeschirmt oder entfernt werden durch befugtes
Personal von irgendeinem Artikel, der befugt aus den Gebäuden mitgenommen
werden darf (d.h. gekauft worden ist oder ausgecheckt wird), wodurch
dem Artikel gestattet wird, den kontrollierten Bereich zu passieren,
ohne dass ein Alarm ausgelöst wird.
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Sicherheitsetiketten
können
an dem Artikel, der gesichert oder geschützt wird, auf vielfältige Art und
Weise befestigt oder diesem zugeordnet werden. Das Entfernen eines
Etiketts, das an einem Artikel befestigt ist, kann schwierig und
zeitraubend sein und verlangt in einigen Fällen das zusätzliche
Entfernen von Ausrüstung
und/oder spezielles Training. Zum Beispiel das Verstimmen des Sicherheitsetiketts durch
Bedecken desselben mit einer speziellen Abschirmvorrichtung wie
zum Beispiel einem metallisierten Aufkleber ist auch zeitraubend
und ineffizient. Darüber
hinaus verlangen diese beiden Deaktivierungsmethoden, dass das Sicherheitsetikett
identifizierbar und zugänglich
ist, was die Verwendung von Etiketten verbietet, die in dem Handelsgut
an unbekannten Stellen eingebettet sind, oder von Etiketten, die
in oder auf der Verpackung verborgen sind.
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Der
Trend in der elektronischen Artikelüberwachungsindustrie besteht
nun darin, das Etikett in einem Produkt zu der Zeit zu installieren,
zu welcher das Produkt hergestellt wird, da es in dieser Phase relativ
billig ist, das Etikett zu installieren, und weil das Etikett verstreckt
oder vor dem Blick verborgen werden kann. Da Einbetten des Etiketts
in das Produkt oder in die Verpackung des Produkts verlangt, dass
das Etikett ferndeaktivierbar ist.
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Die
elektronische Deaktivierung beinhaltet das Verändern oder Ändern der Frequenz, bei welcher
die Etikettschaltung in Resonanz schwingt, oder das Verhindern,
dass die Etikettschaltung überhaupt in
Resonanz schwingt, so dass das Etikett nicht länger erkannt wird, wenn es
durch die Überwachungszone
hindurchbewegt wird. Diese Etiketten können bequem an einem Checkout-Schalter
oder an einer anderen derartigen Stelle deaktiviert werden, indem sie
vorübergehend
oberhalb von oder nahe bei einer Deaktivierungsvorrichtung platziert
werden, die das Etikett mit elektromagnetischer
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Energie
mit einem Energiewert beaufschlagt, der ausreicht, um zu bewirken,
dass ein oder mehrere Bauelemente des Schwingkreises des Sicherheitsetiketts
entweder kurzgeschlossen oder unterbrochen werden, was von dem besonderen
Aufbau des Etiketts abhängig
ist.
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Es
sind viele Verfahren verfügbar
zum Erzielen der elektronischen Deaktivierung. Ein Verfahren zur
Deaktivierung beinhaltet das Kurzschließen des Schwingkreises des
Etiketts. Dieser Typ von elektronisch deaktivierbaren Etiketten
beinhaltet, dass ein schwaches Verbindungsglied erzeugt wird, indem eine
Vertiefung in dem Etikett gebildet wird, welche die Beläge eines
durch die Metallisierungen von zwei verschiedenen Teilen des Schwingkreises
des Etiketts auf entgegengesetzten Seiten des Etikettsubstrats gebildeten
Kondensators näher
zueinander bringt, wodurch ein elektrischer Durchschlag bei mäßigen Energiewerten
erlaubt wird. Ein solcher Durchschlag verursacht einen Kurzschluss
zwischen den beiden Metallisierungen.
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Ein
weiteres Deaktivierungsverfahren ist in der US-A-4 021 705 beschrieben,
die einen Etikettenschwingkreis offenbart, der ein schmelzbares
Verbindungsglied hat, welches eine oder mehrere Windungen einer
planaren Drosselspule überbrückt. Gemäß der Darstellung
in 1, auf die nun Bezug genommen wird, umfasst ein
leitfähiger
Pfad 10, welcher einen Teil einer Windung einer Drosselspule
eines Schwingkreises bildet, ein schmelzbares Verbindungsglied 12.
Das schmelzbare Verbindungsglied 12 umfasst einen verengten
oder eingezogenen Teil des leitfähigen
Pfades 10. Das schmelzbare Verbindungsglied 12 wird
durch die Beaufschlagung mit Energie, welche höher ist als diejenige, die
zum Erfassen verwendet wird, durchgebrannt, um die abgestimmte Schaltung
entweder zu aktivieren oder zu deaktivieren. Das heißt, das
schmelzbare Verbindungsglied 12 ist so dimensioniert, dass
es schmilzt, wenn ein vorbestimmter starker Strom hindurchfließt, der
durch ein angelegtes elektromagnetisches Feld verursacht wird und
die Drosselspule kurzschließt. Das
Kurzschließen
der Drosselspule senkt den Q-Wert des Schwingkreises, was dessen
Resonanzfrequenz erhöht.
Dieses Verfahren, obgleich es effektiv ist, verlangt einen relativ
starken Strom zum Unterbrechen der Schmelzsicherung. Darüber hinaus
ist es häufig
schwierig, eine solche Sicherung beständig und wiederholt zu bilden,
indem Standardmakroätztechniken
verwendet werden, welche im Allgemeinen zum Herstellen der Etiketten
eingesetzt werden.
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Ähnliche
einfache Sicherungsgebilde sind aus der oben erwähnten US-A-3 863 244 und aus der US-A-3 967 161
bekannt, die jeweils leitfähige
Bereiche offenbaren, welche durch einen leitfähigen Pfad miteinander verbunden
sind, der so dimensioniert ist, dass er bei Energiezufuhr durch
ein vorbestimmtes elektromagnetisches Feld schmilzt, um die Resonanzeigenschaften
eines Etikettenschwingkreises zu verändern oder zu zerstören.
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Noch
ein weiteres Deaktivierungsverfahren ist aus der US-A-4 835 524
bekannt. Gemäß der Darstellung
in 2, auf die nun Bezug genommen wird, enthält ein leitfähiger Pfad 14 eine
Lücke oder
Unterbrechung, die durch eine Sicherung 16 überbrückt ist. Die
Sicherung 16 umfasst ein leitfähiges Material wie zum Beispiel
eine leitfähige
Farbe, die mit einer Beschleunigersubstanz wie Kaliumpermanganat
vermischt ist, welche als ein explosives Mittel dient, um das Öffnen der
Sicherung mechanisch zu unterstützen.
Das ist bekannt als eine Sicherung des explosiven Typs. Das Vorsehen
der Beschleunigersubstanz macht die Sicherung 16 für induzierten
Strom sehr empfindlich.
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Es
gibt einen Bedarf an einem Sicherungsgebilde zur Verwendung bei
einem Etikett, das einen deaktivierbaren Schwingkreis hat, der effektiv
ist, unter Einsatz von mäßiger Energie
deaktiviert werden kann und zu sehr niedrigen Kosten hergestellt
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Sicherungsgebilde zur Verwendung bei
einem Resonanzetikett, das einen Schwingkreis aufweist, der in Resonanz
schwingt, wenn er mit elektromagnetischer Energie mit einer Frequenz
innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsfrequenzbereiches beaufschlagt
wird. Das Sicherungsgebilde umfasst einen Träger, wenigstens einen Sicherungsstreifen,
der auf einer Oberfläche
des Trägers
angebracht ist, und einen ersten und einen zweiten Kontaktfleck,
die mit den entgegengesetzten Enden des wenigstens einen Sicherungsstreifens
verbunden sind, wobei wenigstens eines der entgegengesetzten Enden
mit dem betreffenden Kontaktfleck über ein leitfähiges Element
verbunden ist.
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Das
Sicherungsgebilde nach der vorliegenden Erfindung hat eine sehr
kleine Größe und ist
einfach herstellbar, insbesondere dann, wenn das elektrisch leitfähige Element
eine von mehreren dreieckförmigen
Schichten leitfähigen
Materials ist, die auf der Oberfläche des Trägers des Sicherungsgebildes in
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung angeordnet sind, oder es erlaubt, entweder ein kleineres
Etikett herzustellen oder ein Etikett mit verbesserten Erfassungsmöglichkeiten,
insbesondere dann, wenn das elektrisch leitfähige Element ein Kondensator
ist wie in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Die
vorstehende Darstellung der Erfindung sowie die folgende ausführliche
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
wird besser verständlich,
wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
Zum Zweck des Veranschaulichens der Erfindung sind in den Zeichnungen
Ausführungs formen
gezeigt, die gegenwärtig
bevorzugt werden, wobei aber klar ist, dass sich die Erfindung nicht
auf die genaue Anordnung und Instrumentierungen, die dargestellt
sind, beschränkt.
In den Zeichnungen ist:
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1 eine
vergrößerte Draufsicht
auf einen Teil eines leitfähigen
Musters auf einer Seite eines ersten bekannten Sicherheitsetiketts,
das eine gedruckte Schaltung umfasst;
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2 eine
vergrößerte Draufsicht
auf einen Teil eines leitfähigen
Musters auf einer Seite eines zweiten bekannten Sicherheitsetiketts,
das eine gedruckte Schaltung umfasst;
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3 eine
vergrößerte Draufsicht
auf einen Teil eines leitfähigen
Musters auf einer Seite eines eine gedruckte Schaltung umfassenden
Sicherheitsetiketts gemäß einer
ersten Ausführungsform
eines Sicherheitsetiketts;
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4 eine
vergrößerte Draufsicht
auf eine Sicherung, die in einer Lücke in einer Drosselspule eines
Schwingkreises angeordnet ist;
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5 eine
vergrößerte Draufsicht
auf eine Sicherung, die auf einer Drosselspule eines Schwingkreises
nahe bei einer Lücke
in der Resonanzspule gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet ist;
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6 eine
schematische Querschnittansicht der an dem Substrat befestigten
und durch Draht mit dem leitfähigen
Muster verbundenen Sicherung nach 3;
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7 eine
stark vergrößerte Draufsicht
auf ein Sicherungsgebilde nach der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
stark vergrößerte Draufsicht
auf ein Resonanzetikett mit dem Sicherungsgebilde nach 7;
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9 ein
Funktionsblockschaltbild einer alternativen Ausführungsform eines Sicherungsgebildes
nach der vorliegenden Erfindung; und
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10 eine
stark vergrößerte Draufsicht
auf ein Resonanzetikett, welches das Sicherungsgebilde nach 9 aufweist.
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Eine
gewisse Terminologie, die in der folgenden Beschreibung lediglich
der Einfachheit halber verwendet wird, ist nicht als Einschränkung zu
verstehen. Die Wörter „oben", „unten" „unterer" und „oberer" bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen,
auf die Bezug genommen wird. Der Begriff „Gebrauch" oder „normaler Gebrauch", wenn er in Bezug auf
einen Artikel oder eine Produkt verwendet wird, in welchen oder
welches ein Etikett eingebettet ist, bezieht sich auf den Gebrauch
des Artikels oder Produkts über
die Lebensdauer des Produkts, das heißt beinhaltet alle Pflege und
alle Abnutzung des Produkts ab der Zeit, zu welcher das Produkt
hergestellt wird, bis das Produkt weggeworfen wird. Die Terminologie
beinhaltet die oben speziell erwähnten
Wörter,
Ableitungen derselben und Wörter
von ähnlicher Bedeutung.
In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszahlen entsprechende
Elemente in den verschiedenen Figuren.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Sicherungsgebilde zur Verwendung
bei einem Schwingkreis gerichtet, der bei einem elektronischen Artikelüberwachungs(EAS)-System
verwendet werden kann. Das System ist dafür ausgebildet, einen Resonanzzustand
in dem Schwingkreis hervorzurufen und zu erkennen. Das heißt, der
Schwingkreis schwingt in Resonanz bei einer Frequenz innerhalb eines
vorbestimmten Erfassungsfrequenzbereiches, wenn er mit elektromagnetischer
Energie beaufschlagt wird. Der Schwingkreis ist auf einem dielektrischen
Substrat in Form eines Etiketts aufgebaut, wie es dem einschlägigen Fachmann
bekannt und in einem oder mehreren der oben zitierten Patente beschrieben
ist.
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In
den 3 und 6, auf die nun Bezug genommen
wird, ist eine erste Ausführungsform
eines Teils eines deaktivierbaren Etikettenschwingkreises gezeigt.
In seiner bevorzugten Ausführungsform weist
das Etikett ein insgesamt quadratisches, planares, isolierendes
oder dielektrisches Substrat 20 auf (6),
das eine erste Hauptfläche
oder obere Seite 22 und eine zweite, entgegengesetzte Hauptfläche oder
untere Seite 24 hat. Das Substratmaterial kann ein massives
Material oder ein Verbundaufbau von Materialien sein, solange es
isoliert und als ein Dielektrikum verwendet werden kann. Bevorzugt
ist das Substrat 20 als ein isoliertes dielektrisches Material eines
Typs ausgebildet, der im Stand der Technik gut bekannt ist, zum
Beispiel ein polymeres Material wie Polyethylen. Für den einschlägigen Fachmann
ist jedoch klar, dass andere dielektrische Materialien alternativ
zum Bilden des Substrats 20 verwendet werden können. Weiter
ist die Form des Substrats und/oder Etiketts keine Beschränkung, denn
das Etikett kann praktisch irgendeine Form wie zum Beispiel oval, kreisförmig, dreieckig
usw. haben.
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Das
Etikett hat weiter eine Schaltungseinrichtung, die auf dem Substrat 20 angeordnet
ist, um wenigstens einen Schwingkreis zu bilden durch Ausbilden
von vorbestimmten Schaltungs- oder Bauelementen. Die Schaltungsanordnung
ist, wie zuvor erläutert,
dafür ausgebildet,
in Resonanz zu schwingen, wenn sie mit elektromagnetischer Energie
mit einer Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsfrequenzbereiches
beaufschlagt wird. Die Schaltungs- und Bauelemente werden üblicherweise auf
beiden Hauptflächen
des Substrats 20 durch Strukturieren von leitfähigem Material
gebildet, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
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Der
Schwingkreis kann durch die Kombination eines einzelnen induktiven
Elements, einer Drosselspule oder Spule L gebildet werden, die mit
einem einzelnen kapazitiven Element oder einer Kapazität in einer
Reihenschaltung elektrisch verbunden ist, wie es in der eingangs
erwähnten
US-A-5 276 431 gezeigt und beschrieben ist. Die Drosselspule wird wenigstens
zum Teil auf einer der Hauptflächen
des Substrats 20 gebildet. In den 3 und 6 ist
die Drosselspule gebildet auf der ersten Hauptfläche 22 des Substrats 20 gezeigt.
Für den
einschlägigen Fachmann
ist jedoch klar, dass die Drosselspule auf jeder Seite oder Fläche des
Substrats 20 gebildet werden könnte. Die Drosselspule umfasst
ein erstes leitfähiges
Muster 26, das in Form einer Spirale auf der ersten Hauptfläche 22 des
Substrats 20 gebildet ist, wobei diese Hauptfläche als
die obere Fläche
des Etiketts willkürlich
ausgewählt
ist. Der Schwingkreis umfasst weiter ein zweites leitfähiges Muster 28,
das auf die entgegengesetzte oder zweite Seite oder Fläche 24 des
Substrats 20 aufgebracht ist, die manchmal auch als die
Rück- oder
untere Fläche
bezeichnet wird. Die leitfähigen
Muster 26, 28 können auf den Substratflächen 22 bzw. 24 aus
elektrisch leitfähigen
Materialien eines bekannten Typs und auf eine in der elektronischen
Artikelüberwachungstechnik gut
bekannte Art und Weise gebildet werden. Dem einschlägigen Fachmann
ist klar, dass die tatsächliche
Form der Drosselspule so lange verändert werden kann, wie passende
induktive Elemente und Werte geschaffen werden, um dem Schwingkreis
zu erlauben, innerhalb der vorbestimmten Resonanzfrequenz in Resonanz
zu schwingen, wenn er aktiviert wird.
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Das
leitfähige
Material wird vorzugsweise durch einen subtraktiven Prozess (d.h. Ätzen) strukturiert,
durch den unerwünschtes
Material durch chemischen Angriff entfernt wird, nachdem das erwünschte Material
geschützt
worden ist, typisch mit einer aufgedruckten ätzbeständigen Farbe. In der bevorzugten
Ausführungsform
ist das leitfähige
Material Aluminium oder Aluminiumfolie. Es können jedoch andere leitfähige Materialien
(z. B. Gold, Nickel, Kupfer, Phosporbronzen, Messing, Weichlot,
hochdichtes Graphit oder mit Silber versetzte leitfähige Epoxidharze)
statt Aluminium eingesetzt werden, ohne die Natur des Schwingkreises
oder seiner Arbeitsweise zu verändern.
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Das
erste und das zweite leitfähige
Muster 26, 28 bilden wenigstens einen Schwingkreis,
der eine Resonanzfrequenz innerhalb des vorbestimmten Erfassungsfrequenzbereiches
eines elektronischen Artikelüberwachungssystems
hat, bei dem das Etikett verwendet wird. Das Etikett kann durch
Prozesse hergestellt werden, die in der US-A-3 913 219 beschrieben
sind. Es können
jedoch andere Fertigungspro zesse verwendet werden und es könnte nahezu
jedes Verfahren oder jeder Prozess zum Herstellen von Leiterplatten
verwendet werden, um das Etikett herzustellen. In einer Ausführungsform
des Etiketts sind die Spulenleiterbahnen der Drosselspule, die durch
das leitfähige
Muster 26 gebildet wird, ungefähr 1,02 mm (0.04 Zoll) breit
und haben einen gegenseitigen Abstand von ungefähr 0,38 mm (0.015 Zoll).
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Der
Schwingkreis hat wenigstens eine Stromkreisunterbrechung, die vorzugsweise
durch eine Lücke 30 gebildet
wird, in dem ersten leitfähigen Muster 26,
welches die Drosselspule bildet, so dass eine Diskontinuität in der
Drosselspule gebildet ist. Die Lücke 30 bildet
einen ersten Spulenbereich 32 und einen zweiten Spulenbereich 34 auf
den entgegengesetzten Teilen oder Seiten des ersten leitfähigen Musters 26 benachbart
zu der Lücke 30.
Die Lücke 30 ist
vorzugsweise zwischen etwa 0,25 mm (0.010 Zoll) und etwa 0.38 mm
(0.015 Zoll) breit und kann durch Ätzen zu der Zeit, zu der die
Spule gebildet wird, gebildet werden.
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Ein
Sicherungsgebilde 36 nach der vorliegenden Erfindung ist
nahe bei der Lücke 30 positioniert
und an dem Resonanzetikett befestigt, beispielsweise durch Kleben.
Vorzugsweise ist das Sicherungsgebilde 36 an dem Resonanzetikett
mit einer Vergussmasse wie z.B. einer kleinen Menge an mittels ultraviolettem
(UV) Licht härtbarem
Epoxidharz 38 (6) befestigt oder fest angebracht.
In 3, auf die Bezug genommen wird, ist das Sicherungsgebilde 36 positioniert
benachbart zu einer lateralen Seite des ersten leitfähigen Musters 26 nahe bei
der Lücke 30 in
dem leitfähigen
Muster 26 gezeigt und ist an dem Substrat 20 befestigt.
Das Sicherungsgebilde 36 kann auch in der Lücke 30 positioniert
sein, wie es in 4 gezeigt ist. Alternativ und wie
gegenwärtig
bevorzugt kann das Sicherungsgebilde 36 an einem Teil des
leitfähigen
Musters 26 auf einer Seite der Lücke 30 positioniert
und befestigt sein, wie z.B. innerhalb des ersten Spulenbereiches 32,
wie es in 5 gezeigt ist. Vorzugsweise
wird das Sicherungsgebilde 36 auf dem leitfähigen Muster 26 positioniert,
weil das leitfähige
Muster zusätzliche Abstützung für das Sicherungsgebilde 36 bietet, wenn
das Sicherungsgebilde 36 daran befestigt wird. Es wird
zwar gegenwärtig
bevorzugt, dass die Lücke 30 in
der Drosselspule angeordnet ist und dass das Sicherungsgebilde 36 nahe
dazu positioniert wird, dem Fachmann ist jedoch klar, dass das Sicherungsgebilde 36 an
einer anderen Stelle befestigt werden könnte, beispielsweise in irgend
einem leitfähigen Bereich.
Zum Beispiel könnte
das Sicherungsgebilde 36 an einem Kondensatorbelag des
Schwingkreises befestigt werden (nicht gezeigt).
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Ein
elektrischer Verbinder verbindet das Sicherungsgebilde 36 mit
dem leitfähigen
Muster 26 derart, dass der Verbinder und das Sicherungsgebilde 36 die Lücke 30 elektrisch
schließen
(d.h. den Stromkreis schließen).
In der gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
weist der elektrische Verbinder einen ersten und einen zweiten Draht 40, 42 auf,
die mit dem ersten bzw. zweiten Spulenbereich 32, 34 nahe
bei der Lücke 30 und
mit dem Sicherungsgebilde 36 verbunden sind. Die Drähte 40, 42 können durch
Drahtbonden mit dem leitfähigen
Muster 26 und der Sicherung 36 unter Verwendung
einer Ultraschall-Aluminiumkeil-Drahtbondentechnik verbunden werden,
wie es dem Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von Halbleiterbauelementen
bekannt ist. Zum Schutz der Drahtbonds und der Drähte 40, 42 können das
Sicherungsgebilde 36, die Drähte 40, 42 und
der erste und der zweite Spulenbereich 32, 34 mit
einer Vergussmasse 44 (6) bedeckt
sein, wie z.B. der UV-härtbaren
Vergussmasse, die zum Befestigen des Sicherungsgebildes 36 an
dem Substrat 20 (oder dem leitfähigen Muster 26) verwendet
wird. Die Vergußmasse 44 schützt die
Drahtbonds vor körperlicher
Beschädigung
während
der Verarbeitung und Handhabung.
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Der
Schwingkreis einschließlich
des Sicherungsgebildes 36 wird durch die Verwendung von entfernten
elektronischen Vorrichtungen verändert. Diese
Schaltungsveränderung
kann z.B. in einem Fertigungsbetrieb, einer Verteilstelle oder an
einem Auscheckschalter erfolgen und kann vorgenommen werden, um
den Schwingkreis entweder zu aktivieren oder zu deaktivieren. Eine
Frequenzverschiebung, die typisch in dem Fertigungsbetrieb erfolgt, ändert die
Frequenz, bei welcher der Schwingkreis in Resonanz schwingt. Die
Reaktivierung erfolgt üblicherweise
an dem Auscheckschalter, wenn eine Person einen Artikel mit einem
daran befestigten oder darin eingebetteten Sicherheitsetikett kauft.
Die Deaktivierung des Etikettschwingkreises verhindert, dass der Schwingkreis
in Resonanz schwingt, so dass das elektronische Sicherheitssystem
nicht länger
erkennt, wenn ein Artikel mit dem daran befestigten Etikett durch
die Überwachungszone
des elektronischen Sicherheitssystems hindurchbewegt wird. Die Deaktivierung
beinhaltet das Beaufschlagen des Etiketts mit einem Energiewert,
der ausreichend hoch ist, um einen Strom zu induzieren, der durch
die Drosselspule fließt
und ausreichend stark ist, um einen Sicherungsstreifen des Sicherungsgebildes 36 zu
schmelzen, so dass der erste und der zweite Spulenbereich 32, 34 nicht
länger
elektrisch verbunden sind (Stromkreisunterbrechungszustand), was
die Resonanzkenndaten des Schwingkreises verändert. Zum Beispiel hat es
sich gezeigt, dass ein Energiewert von über 14 Volt (Scheitel-Scheitel)
in dem Etikett einen ausreichend starken Strom zum Schmelzen des
Sicherungsstreifens induziert hat. Das heißt, der Stromkreisunterbrechungszustand verhindert,
dass der Schwingkreis bei einer Frequenz innerhalb des vorbestimmten
Erfassungsfrequenzbereiches in Resonanz schwingt, oder verhindert,
dass der Schwingkreis überhaupt
in Resonanz schwingt. Dem Fachmann ist klar, dass die vorliegende
Erfindung in Verbindung mit anderen Einrichtungen zum Verändern der
Resonanzfrequenz des Etikettenschwingkreises verwendet werden kann,
z.B. einer Einrichtung zum Kurzschließen eines Kondensators des
Schwingkreises.
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Gemäß 7,
auf die nun Bezug genommen wird, weist das Sicherungsgebilde 36 vorzugsweise
einen Leiter oder ein leitfähiges
Material wie z.B. Aluminium auf, der bzw. das auf einem nichtleitfähigen oder
halbleitfähigen
Träger 46 aufgebracht oder
aufgetragen ist. Der Träger 46 kann
aus einem nichtleitfähigen
Material wie z.B. Silicium oder einem halbleitfähigen Material wie z.B. Polysiliciumoxid oder
Aluminiumoxid aufgebaut sein. Das Sicherungsgebilde hat weiter wenigstens
einen Sicherungsstreifen 48 sowie einen ersten und einen
zweiten Kontaktfleck 50, 52, die mit entgegengesetzten
Enden des (der) Sicherungsstreifens) 48 verbunden sind.
Der Sicherungsstreifen 48 umfasst vorzugsweise eine Metallisierungsschicht
auf einer Hauptfläche
des Trägers 46.
Die Kontaktflecken 50, 52 umfassen eine Passivierungsschichtöffnung,
die auf einer Metallschicht 54a, 54b angeordnet
ist, und sind vorzugsweise mit dem (den) Sicherungsstreifen 48 über insgesamt
dreieckförmige
Schichten 56 leitfähigen
Materials, die auf der Oberfläche
des Trägers 46 angeordnet
sind, verbunden.
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Das
Sicherungsgebilde 36 hat eine sehr geringe Größe und ist
in der gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
weniger als etwa 6,45 mm2 (0.01 Quadratzoll)
groß.
Das Sicherungsgebilde 36 ist jedoch relativ leicht herstellbar,
da gut erprobte Mikroelektronikprozesse verwendet werden, um das
Sicherungsgebilde 36 herzustellen. Ein Beispiel des Sicherungsgebildes 36 wurde
hergestellt, bei welchem die Metallschichten 54a, 54b ungefähr 229 μm mal 90 μm betragen
und die Kontaktflecken ungefähr
89 μm mal
70 μm. Die
beiden Sicherungsstreifen 48, die in 7 gezeigt
sind, messen in etwa 1,5 μm
mal 3,0 μm,
und die insgesamt dreieckförmigen
Schichten 56 leitfähigen
Materials haben eine Höhe
von etwa 115 μm
und eine Breite von 23 μm.
Diese kleine Dimensionierung relativ zu der Größe des leitfähigen Musters 26 gewährleistet,
dass die Sicherung 36 gemäß seinem angestrebten Zweck
funktioniert, aber groß genug
ist, um dem Schwingkreis zu erlauben, in Resonanz zu schwingen,
wenn er mit einem Abfragesignal beaufschlagt wird, ohne dass die
Sicherungsstreifen 48 unterbrochen werden oder schmelzen.
Das Sicherungsgebilde 36, das in 7 gezeigt
ist, umfasst zwar zwei Sicherungsstreifen 48, dem Fachmann
ist jedoch klar, dass das Sicherungsgebilde 36 entweder einen
oder eine Vielzahl von derartigen Sicherungsstreifen haben kann.
Darüber
hinaus sind die Sicherungsstreifen 48 zwar mit insgesamt
rechteckiger Form gezeigt, die Sicherungsstreifen 48 könnten jedoch
andere Formen wie kreisförmig,
zylindrisch oder polygonal aufweisen. Darüber hinaus brauchen die insgesamt
dreieckförmigen
Schichten 56 leitfähigen
Materials nicht notwendi gerweise dreieckig zu sein, sondern könnten anders
geformt sein einschließlich
zylindrisch, rechteckig usw.
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8 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf einen Schwingkreis 58, der das Sicherungsgebilde 36 nach
der vorliegenden Erfindung aufweist. Der Etikettenschwingkreis hat
eine Induktionsspule 66, die durch eine leitfähige Schicht
auf einer Oberfläche
eines Substrats gebildet ist, und einen Kondensator, der durch aufeinander
ausgerichtete Beläge
auf den Seiten des Etiketts 58 gebildet ist. Einer der
Kondensatorbeläge
ist in 8 bei 68 gezeigt. Die Induktionsspule 66 hat
insgesamt die Form einer Spirale, die ein erstes, äußeres Ende 70 nahe
bei einem äußeren Rand des Etiketts 58 und ein zweites,
inneres Ende 72 nahe bei einem zentralen Bereich des Etiketts 58 hat.
Der Pfeil A bezeichnet die Richtung der Spirale, welche sich von
der Außenseite
des Etiketts 58 zu einem inneren oder zentralen Gebiet
des Etiketts 58 windet.
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Die
Spule 66 weist eine in ihr gebildete Lücke 74 auf, die einen
ersten Spulenbereich festlegt, der sich von dem äußeren Spulenende 70 zu
der Lücke 74 erstreckt,
und einen zweiten Spulenbereich, der sich von der Lücke 74 zu
dem inneren Spulenende 72 erstreckt. Das Sicherungsgebilde 36 ist
nahe bei der Lücke 74 positioniert,
wie es mit Bezug auf die 3–6 erläutert worden
ist, und angeschlossen durch Drahtbonden mit dem ersten und dem zweiten
Drahtbond 40, 42. Das Sicherungsgebilde 36 und
die Lücke 74 sind
zwar angeordnet in der Nähe des
inneren oder zentralen Gebietes des Etiketts 58 gezeigt,
dem Fachmann ist jedoch klar, dass die Lücke 74 an verschiedenen
anderen Stellen angeordnet sein kann, beispielsweise an dem äußeren Spulenende 70 oder
in der Mitte zwischen dem äußeren Spulenende 70 und
dem inneren Spulenende 72.
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In 9,
auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Schaltbild einer zweiten
Ausführungsform
eines Sicherungsgebildes 60 gezeigt. Das Sicherungsgebilde 60 weist
einen Träger 61 auf,
der wenigstens einen Kondensator 62 hat, z.B. einen an
der Oberfläche
montierten Kondensator, der mit einem Sicherungsstreifen 64 zwischen
dem ersten und dem zweiten Kontaktfleck 50, 52 elektrisch
in Reihe geschaltet ist. Dem Fachmann ist bekannt, dass ein Schwingkreis,
wie die Schwingkreise, die in elektronischen Artikelüberwachungssystemen
verwendet werden, sowohl eine Drosselspule als auch einen Kondensator
aufweist.
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10 ist
eine vergrößere Draufsicht
auf ein Resonanzetikett 65, welches das Sicherungsgebilde 60 aufweist.
Der Etikettenschwingkreis enthält
eine Induk tionsspule 66, die durch eine leitfähige Schicht auf
einer Oberfläche
eines Substrats gebildet ist. Im Gegensatz zu bekannten Entwürfen, bei
denen der Kondensator durch aufeinander ausgerichtete Beläge auf den
Seiten des Substrats gebildet wird, ist der Kondensator 62 jedoch
nun auf dem Träger 61 des Sicherungsgebildes 60 angeordnet.
Daher sind die Kondensatorbeläge
wie der Kondensatorbelag 68 (8) nicht
länger
erforderlich oder es können
kleinere Kondensatorbeläge
verwendet werden, was für den
Fachmann ohne weiteres klar ist. Es wird als sehr vorteilhaft angesehen,
in der Lage zu sein, ein Etikett herstellen zu können, das nicht länger die
relativ großen
Kondensatorbeläge
erfordert, die traditionell benutzt werden, um bei solchen Etiketten
den Kondensator zu bilden. Das Eliminieren der Fläche, die
für die
Kondensatorbeläge
erforderlich ist, erlaubt entweder ein kleineres Etikett herzustellen
oder ein Etikett mit verbesserten Erfassungsmöglichkeiten.
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Zum
Schützen
des Etikettenschwingkreises vor Beschädigung, die verursacht wird,
wenn das Etikett 65, das eine statische Aufladung hat,
geerdet wird, und um zu verhindern, dass der Sicherungsstreifen 64 vorzeitig
durchbrennt, ist das Sicherungsgebilde 60 vorzugsweise
so angeschlossen, dass der Kondensator 62 mit dem ersten
Spulenbereich (d.h. dem Spulenbereich zwischen der Lücke 74 und
dem äußeren Spulenende 70)
verbunden ist und dass der Sicherungsstreifen 64 mit dem
zweiten Spulenbereich verbunden ist, der sich zu dem inneren Spulenende 72 erstreckt.
Wenn sich eine Ladung auf dem Kondensator 62 aufgrund von
statischer Aufladung aufbaut, bewegt sich daher wenn die Spule 66 geerdet
wird, die Ladung von dem Kondensator 62 zur Masse (dem äußeren Rand
der Spule), geht nicht durch den Sicherungsstreifen 64 hindurch
und wird durch die Spule 66 begrenzt und beschädigt deshalb nicht
oder unterbricht deshalb nicht den Sicherungsstreifen 64.
Ein solches Etikett hat somit einen eingebauten Schutz, der bei
statischer Aufladung wirksam wird.
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Gemäß der vorstehenden
Beschreibung kann ein deaktivierbares Resonanzetikett bei einem elektronischen
Sicherheitssystem verwendet werden. Der Fachmann wird erkennen,
dass Änderungen
an den oben beschriebenen Ausführungsformen der
Erfindung vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist. Beispielsweise kann ein Schwingkreis hergestellt werden, der
eine Vielzahl von offenen Stromkreisen und entsprechenden Sicherungsgebilden 36, 60 und
deren zugeordneten elektrischen Verbindungen umfasst, welche erlauben,
dass das Etikett durch „Durchbrennen" von dem einen oder
den mehreren Sicherungsgebilden aktiviert und/oder deaktiviert wird.
Das Sicherungsgebilde kann auch bei anderen Typen von Resonanzetiketten
verwendet werden, z.B. bei sogenannten „Hart"-Etiketten, die hergestellt werden,
indem ein ge wundener Draht für
die große
Spule und ein diskreter Kondensator verwendet werden, im Gegensatz
zu leitfähigen
Schichten. Es ist deshalb klar, dass sich die Erfindung nicht auf
die beschriebene besondere Ausführungsform
beschränkt,
sondern dass sie jegliche Modifizierungen abdeckt, die innerhalb
des Schutzbereiches der Erfindung liegen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist.