專(zhuān)利名稱(chēng)：識(shí)別標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及識(shí)別系統(tǒng)，其中通過(guò)聲學(xué)遠(yuǎn)程輪詢(xún)來(lái)識(shí)別與目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的識(shí)別芯片。
本發(fā)明特別涉及嵌入到目標(biāo)中的識(shí)別芯片，該目標(biāo)在需被識(shí)別時(shí)位于液體中。
背景技術(shù)：
存在著為處于液體，諸如水，包括鹽水中的目標(biāo)加標(biāo)簽的需要。
特別是養(yǎng)漁業(yè)的發(fā)展，具有對(duì)質(zhì)量控制和可追蹤能力的不斷增長(zhǎng)的需求，已經(jīng)導(dǎo)致了為水中的活生物體，特別是魚(yú)加標(biāo)簽和進(jìn)行識(shí)別的需要。
因此，需要一種識(shí)別芯片，該芯片能夠簡(jiǎn)單、快速和廉價(jià)地植入到諸如活魚(yú)的活生物體中，該芯片能夠永久植入在魚(yú)中，而對(duì)魚(yú)、對(duì)魚(yú)的生長(zhǎng)，或者對(duì)隨后用魚(yú)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有任何不便，該芯片的制造廉價(jià)，不需要儲(chǔ)備的能量就可以工作，能和廉價(jià)并且簡(jiǎn)單的檢測(cè)/傳感設(shè)備一起使用，其允許大量不同的識(shí)別代碼，允許在穿過(guò)魚(yú)的組織時(shí)、在穿過(guò)水時(shí)和在魚(yú)活動(dòng)時(shí)的有效和可靠的探測(cè)/讀取，其在可變壓強(qiáng)條件下，從大氣壓到很深處的水壓都能夠令人滿(mǎn)意地工作，在可變溫度條件下能夠令人滿(mǎn)意地工作，并且該芯片難于假造。
現(xiàn)有技術(shù)狀況NO-884144描述了用于識(shí)別魚(yú)的識(shí)別系統(tǒng)，其中在魚(yú)中植入了組合的接收器、編程和發(fā)射器。該組合的可植入體被描述為具有電子電路的芯片，并且在實(shí)施例中聲稱(chēng)能夠發(fā)送“回聲能量”，其可歸因于通過(guò)發(fā)送器/讀取器體發(fā)送的能量。該出版物沒(méi)有指出為了獲得識(shí)別芯片，該芯片是如何植入的解決方案，其不需要內(nèi)部能量存儲(chǔ)或者供應(yīng)，其提供大量的不同的識(shí)別組合，并且其允許在穿過(guò)魚(yú)的組織時(shí)、在穿過(guò)水時(shí)和在魚(yú)活動(dòng)時(shí)進(jìn)行有效且可靠的識(shí)別。
US-5134370描述了用于檢測(cè)識(shí)別芯片的裝置，其中芯片可以植入到魚(yú)中。在這種情況中，芯片是基于利用電磁信號(hào)進(jìn)行輪詢(xún)的。由于水對(duì)電磁信號(hào)的吸收，這種設(shè)備不適合用于水中的目標(biāo)，諸如活魚(yú)的識(shí)別。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供適合于識(shí)別位于諸如水的液體，包括鹽水中的目標(biāo)的識(shí)別芯片。
本發(fā)明的第二目的是提供一種方法，用于為位于液體中的需被識(shí)別的目標(biāo)加標(biāo)簽。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供用于為液體中的目標(biāo)加標(biāo)簽并且進(jìn)行識(shí)別的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于為液體中的目標(biāo)加標(biāo)簽并且進(jìn)行識(shí)別的系統(tǒng)。
通過(guò)由下面的專(zhuān)利權(quán)利要求而顯而易見(jiàn)的特征，獲得了本發(fā)明的上述目標(biāo)和其它優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述通過(guò)參考附圖，本發(fā)明現(xiàn)將以?xún)?yōu)選實(shí)施例的方式得到更詳細(xì)的描述，附圖中


圖1A-1B是根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片的頂視圖和截面圖，圖2A-2E是根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片的不同實(shí)施例的截面圖，圖3A-3B是使用了根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片的識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，圖4A-4B是適用于嵌入到魚(yú)中的識(shí)別芯片的截面圖，圖5A-5B是通過(guò)表面微機(jī)械加工制造的、根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片中的諧振器的截面的截面圖。
發(fā)明詳述
圖1A是根據(jù)本發(fā)明用于識(shí)別在液體中的目標(biāo)的識(shí)別芯片的頂視圖。
圖1B是沿
圖1A中的A-A軸的識(shí)別芯片的截面圖。
該芯片包括聲學(xué)諧振器100并由其組成，其呈現(xiàn)了多個(gè)不同的諧振頻率，其中諧振頻率的組合對(duì)于該識(shí)別芯片是唯-的。這允許通過(guò)使芯片暴露于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)下、測(cè)量聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)和分析響應(yīng)信號(hào)的頻率來(lái)識(shí)別該識(shí)別芯片。
諧振器100包括空腔形成部分110、120和膜片(membrane)130。該諧振器的聲學(xué)諧振頻率是通過(guò)空腔形成部分110、120和膜片140包圍的六個(gè)空腔140確定的。
空腔形成部分110、120包括具有上表面的基板110和具有附著于基板110的上表面的下表面的可刻蝕盤(pán)120。該基板110包括玻璃晶片，而可刻蝕盤(pán)120由硅制作。
可刻蝕盤(pán)120的上表面同樣附著于膜片130的下表面。該可刻蝕盤(pán)120進(jìn)一步包括在下表面和上表面之間的六個(gè)穿通的圓形開(kāi)口，結(jié)果該六個(gè)空腔中的每一個(gè)由基板、相應(yīng)的穿通開(kāi)口和膜片包圍。
圖1B是沿
圖1A的A-A軸的識(shí)別芯片的截面圖。因此，該圖說(shuō)明了包括在由A-A軸橫切的諧振器100中的總共六個(gè)空腔140中的三個(gè)。
圖1B說(shuō)明了每一個(gè)空腔由基板110、可刻蝕盤(pán)120和膜片130包圍。
圖1A說(shuō)明了從上面觀(guān)察，諧振器100可以是矩形形狀。在實(shí)際的實(shí)施例中，該形狀可以比
圖1A所示更延長(zhǎng)或者是桿形狀。這在將識(shí)別芯片嵌入到諸如魚(yú)的生物體中時(shí)提供了實(shí)用的優(yōu)勢(shì)，其中該嵌入將通過(guò)具有最小可能的橫截面的孔而有利地執(zhí)行。
圖1A-1B說(shuō)明了空腔具有不同的尺寸，特別具有不同的橫截面，并且更具體地，在每一個(gè)空腔的橫截面是圓形時(shí)具有不同的直徑。
空腔的數(shù)目對(duì)于可能的編碼組合的數(shù)目是決定性的。如果具有不同諧振頻率的空腔數(shù)目指定為n，則可能的編碼組合的數(shù)目是2n-1。
可以直接制造具有不同空腔橫截面組合的諧振器，或者可以利用全套的空腔組合來(lái)制造芯片，其隨后通過(guò)破壞那些將不包括在代碼中的空腔的膜片來(lái)進(jìn)行編碼。
圖2A-2E說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片的不同實(shí)施例的截面圖。
圖2A說(shuō)明了用于植入到諸如魚(yú)的活生物體中的識(shí)別芯片的第一該識(shí)別芯片包括聲學(xué)諧振器100，其呈現(xiàn)多個(gè)不同的諧振頻率，其中諧振頻率的組合對(duì)于識(shí)別芯片是唯一的。這允許通過(guò)使該芯片暴露于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)下、測(cè)量聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)和分析響應(yīng)信號(hào)的頻率來(lái)識(shí)別該識(shí)別芯片。
該諧振器100包括空腔形成部分，其在圖2A的實(shí)施例中包括玻璃晶片110形式的基板和硅晶片120形式的可刻蝕部分。硅晶片120的下表面通過(guò)陽(yáng)極接合的方式來(lái)附著于玻璃晶片110的上表面。硅晶片120包括在下表面和上表面之間的兩個(gè)穿通開(kāi)口。
硅晶片120的上表面同樣附著于由氮化硅制成的膜片130的下表面。優(yōu)選地，膜片利用適度的預(yù)加應(yīng)力，其典型地是50MPa-500MPa的量級(jí)，優(yōu)選在100MPa-300MPa的范圍內(nèi)。
穿通開(kāi)口的壁是傾斜的，結(jié)果是硅晶片的下表面上的開(kāi)口大于上表面上的開(kāi)口。該形狀是制造工藝的結(jié)果，該制造工藝基于氮化硅膜片，全包覆的硅層預(yù)先附著于其上，隨后利用氫氧化鉀KOH進(jìn)行各向異性濕法刻蝕以去掉對(duì)應(yīng)于最后的開(kāi)口的硅材料。這種工藝產(chǎn)生了具有傾斜(54.7°)側(cè)壁的正方形膜片部分。
由此，玻璃晶片110、硅晶片120和膜片130包圍了兩個(gè)不同尺寸的空腔140。這些空腔決定了諧振器100的兩個(gè)不同的諧振頻率。
圖2B說(shuō)明了識(shí)別芯片的一個(gè)實(shí)施例，其中硅晶片120僅具有一個(gè)在下表面和上表面之間的穿通開(kāi)口，結(jié)果該芯片包括一個(gè)空腔。然而，該膜片130的下表面包括由硅材料覆蓋的區(qū)域122。在下表面上沒(méi)有被硅覆蓋的膜片部分具有不同尺寸。由于此，只要波束122中的剛性足夠大使得膜片部分彼此相當(dāng)獨(dú)立地振動(dòng)，芯片100仍將呈現(xiàn)數(shù)個(gè)不同的諧振頻率。
與圖2A的實(shí)施例相比，該實(shí)施例需要較小的總基板面積，由此允許更好地由硅材料制成。然而，一定數(shù)量的聲學(xué)耦合將發(fā)生在未覆蓋的膜片部分之間，并且由于在多個(gè)點(diǎn)處沒(méi)有膜片的附著，所以該芯片將具有可接受最大壓強(qiáng)的較小值。
圖2C說(shuō)明了類(lèi)似于
圖1A-B的實(shí)施例的識(shí)別芯片的實(shí)施例，其中硅晶片120在下表面和上表面之間具有四個(gè)穿通開(kāi)口，結(jié)果是該芯片包括四個(gè)空腔。
穿通開(kāi)口的壁垂直于玻璃晶片、硅晶片和膜片的公共水平方向，結(jié)果是硅片的下表面上的開(kāi)口幾乎與上表面上的開(kāi)口一樣。這個(gè)形狀是制造工藝的結(jié)果，其基于氮化硅膜片，完全覆蓋的硅層預(yù)先附著于其上，并且隨后進(jìn)行干法反應(yīng)離子刻蝕(RIE刻蝕)用以去掉對(duì)應(yīng)于最后開(kāi)口的硅材料。這種工藝導(dǎo)致了具有近似直線(xiàn)的壁的膜片部分。這提供了非常好的空間利用性，但是需要更復(fù)雜的制造工藝。
圖2D說(shuō)明了一種識(shí)別芯片，其中空腔形成部分僅包括玻璃晶片110形式的基板。玻璃晶片110的上表面具有面積不同但深度相同的4個(gè)凹陷。膜片130的下表面附著于玻璃晶片110的上表面。這導(dǎo)致四個(gè)空腔中的每一個(gè)均由凹陷和膜片130的一部分包圍。
該實(shí)施例的制造中的第一階段是利用刻蝕在玻璃晶片中形成凹陷140。然后附加氮化硅膜片，初始附著于硅晶片上，在其上通過(guò)刻蝕去掉全部硅材料。
在圖2E中，膜片130的上表面附著于硅晶片150的下表面，其具有穿通開(kāi)口。每一個(gè)開(kāi)口與玻璃晶片110中的3個(gè)刻蝕凹陷之一重合。
在圖2A-2E的所有實(shí)施例中，空腔140優(yōu)選地包含真空。用氣體替代真空也是可行的，在這種情況下如果所述氣體是空氣或者具有大的“重”分子的氣體，這將是有利的。
這樣做的目的在于能夠盡可能地限制擴(kuò)散?！爸亍睔怏w的例子是氟化烴和SF6。
在圖2A-2E的所有實(shí)施例中，識(shí)別芯片有利地包括具有預(yù)定義諧振頻率的基準(zhǔn)空腔以用于校準(zhǔn)和補(bǔ)償壓強(qiáng)和溫度的變化。前面的陳述，即該空腔可以包含真空、空氣或者其它氣體，同樣可以用于該基準(zhǔn)空腔。
在圖2A-2E的所有實(shí)施例中，識(shí)別芯片可以有利地包括諧振器周?chē)姆庋b(未示出)。該封裝優(yōu)選地由生物相容材料制成，例如為冰的水或者具有類(lèi)似水特性的聲學(xué)特性的其它材料，因此確保該封裝基本不影響諧振器的聲學(xué)特性?？商鎿Q地，該芯片可以包括沒(méi)有封裝的諧振器。
圖3A說(shuō)明了其中使用了根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片的識(shí)別系統(tǒng)的框圖。
該系統(tǒng)基于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)的發(fā)射和聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)的測(cè)量。識(shí)別芯片包括呈現(xiàn)諧振頻率組合的諧振器。通過(guò)比較發(fā)射的和檢測(cè)的信號(hào)的特征，該系統(tǒng)被設(shè)置為產(chǎn)生與該識(shí)別芯片相關(guān)聯(lián)的唯一身份。
用根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片100為通常是魚(yú)或者其它活生物體的目標(biāo)加標(biāo)簽。發(fā)射變換器30被設(shè)置為向目標(biāo)10發(fā)射聲波，而接收變換器40被設(shè)置為接收來(lái)自目標(biāo)10的聲波。
在目標(biāo)10和每一個(gè)變換器30，40之間的是液體，通常是水，包括鹽水。
該系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制單元50，其控制信號(hào)發(fā)生器34和記錄單元46。信號(hào)發(fā)生器34被設(shè)置為提供信號(hào)，該信號(hào)包括在超聲范圍的頻率，特別是在頻率范圍20kHz-3MHz之間，并且更優(yōu)選在100kHz和300kHz之間。該信號(hào)可以是窄帶，控制單元被設(shè)置為在一段時(shí)間內(nèi)在較廣的區(qū)域上改變或者掃描信號(hào)頻率。可替換的，該信號(hào)可以是具有已知頻譜的寬帶。該信號(hào)利用放大器32進(jìn)行放大，其向發(fā)射變換器30提供放大的信號(hào)。
接收變換器40被設(shè)置為截取反射或者散射的聲學(xué)信號(hào)，其受到目標(biāo)10中的識(shí)別芯片100所影響。
來(lái)自接收變換器40的信號(hào)被饋送到放大器42，并且由此輸出的信號(hào)通過(guò)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器44轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被饋送到記錄單元46，其還接收來(lái)自控制單元50的控制信號(hào)。該記錄單元包括帶有程序的計(jì)算機(jī)，其在執(zhí)行過(guò)程中比較發(fā)射的聲學(xué)信號(hào)和接收的聲學(xué)信號(hào)上的信息，并且通過(guò)建立諧振頻率得到與識(shí)別芯片100相關(guān)聯(lián)的識(shí)別。
圖3B說(shuō)明該系統(tǒng)的可替換的實(shí)施例，其中代替分別的發(fā)射變換器30和接收變換器40，使用組合的發(fā)射和接收變換器36，其被設(shè)置為在不同時(shí)期用作發(fā)射器和接收器。該變換器36連接到發(fā)射/接收開(kāi)關(guān)38，其在用作發(fā)射器時(shí)將由放大器32提供的信號(hào)引導(dǎo)至該變換器36，或者在其用作接收器時(shí)將由該變換器接收的信號(hào)引導(dǎo)至放大器42。在圖3B中，還在目標(biāo)10的相對(duì)側(cè)上提供反射器12。這引起由變換器36接收的信號(hào)首先穿過(guò)包含識(shí)別芯片100的目標(biāo)發(fā)射，并且然后由該反射器反射。也可以在沒(méi)有反射器12的情況下實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。
其它組合和替換對(duì)于該系統(tǒng)是可能的，例如，在如圖3A中所示不使用反射器的情況下，可以在測(cè)量設(shè)備中使用具有公共發(fā)射和接收變換器36的測(cè)量設(shè)置?；趫D3A，另一個(gè)變化是在目標(biāo)的相對(duì)側(cè)上放置發(fā)射和接收變換器。為了覆蓋更寬的總頻率范圍，使用多于一個(gè)的、具有不同交疊頻率范圍或者中心頻率的發(fā)射和/或接收變換器也是有利的。
圖4A說(shuō)明了適用于輕易嵌入到魚(yú)中的識(shí)別芯片的截面圖。
識(shí)別芯片1包括根據(jù)上述實(shí)施例的任一實(shí)施例的聲學(xué)諧振器100。該諧振器也可以包括如上面提到的封裝。
芯片1進(jìn)一步包括尖的外殼200，該外殼由能夠在活生物體中融化、溶解或者分解的材料制成。使用優(yōu)選用冰制成。該外殼200簡(jiǎn)化了在生物體中嵌入識(shí)別芯片。
圖4B說(shuō)明了適用于輕易嵌入到魚(yú)中的識(shí)別芯片的變化的截面圖。
識(shí)別芯片包括根據(jù)上述實(shí)施例的任一實(shí)施例的聲學(xué)諧振器100。該諧振器也可以如包括上面提到的封裝。
該芯片1進(jìn)一步包括針狀擴(kuò)展部分202，該擴(kuò)展部分由能夠在活生物體中融化、溶解或者分解的材料制成。使用優(yōu)選用冰制成。該擴(kuò)展部分202簡(jiǎn)化了在生物體中嵌入識(shí)別芯片。
圖5A-5D說(shuō)明通過(guò)表面微機(jī)械加工制造的根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別芯片中的諧振器的截面的截面圖。
在圖5A-5D的每一個(gè)圖中，說(shuō)明了在識(shí)別芯片中的聲學(xué)諧振器100中的多個(gè)空腔中的一個(gè)，用于位于液體中的目標(biāo)識(shí)別。該聲學(xué)諧振器100呈現(xiàn)多個(gè)不同的諧振頻率，其中諧振頻率的組合對(duì)于該識(shí)別芯片是唯一的。諧振器100包括空腔形成部分110和膜片130。該聲學(xué)諧振頻率由至少一個(gè)空腔140確定，其由空腔形成部分110和膜片130包圍。通過(guò)表面微機(jī)械加工制造該諧振器100。
空腔形成部分110優(yōu)選是硅基板，但是玻璃可以是可替換的可能方案。制造過(guò)程基于Si晶片，在其上通過(guò)始終從晶片的同一側(cè)進(jìn)行淀積膜、對(duì)膜構(gòu)圖和刻蝕來(lái)形成所需要的結(jié)構(gòu)。在這些所使用的工藝中的重要特征是所謂的犧牲層，其是嵌入在結(jié)構(gòu)中的層，以便通過(guò)刻蝕掉該犧牲層使覆蓋層隨后與那些位于下面的層分離。從犧牲層被淀積起直到其被刻蝕掉，該犧牲層必須能夠承受晶片所必須經(jīng)歷的工藝階段，例如為使隨后的層具有期望的特性而必須進(jìn)行的加熱。犧牲層還必須能夠通過(guò)刻蝕移除而不損傷晶片的其它部分。為此目的，該犧牲層通常包含或多或少摻雜的氧化硅，或者可替換地是光敏抗蝕劑或者金屬。
可以通過(guò)首先在平面Si晶片上淀積氧化硅形式的犧牲層來(lái)制造諧振器100?？商鎿Q地，可以使用玻璃晶片。該犧牲層被進(jìn)一步構(gòu)圖，以便呈現(xiàn)出所期望的空腔140的形式。然后須施加形成膜片130的膜，優(yōu)選地包含多晶硅或者氮化硅。然后通過(guò)刻蝕去掉犧牲層。這通常是通過(guò)在膜片130中刻蝕一個(gè)或者優(yōu)選的多個(gè)孔來(lái)執(zhí)行，通過(guò)這些小孔刻蝕劑可以達(dá)到該犧牲層。這些孔之后必須被密封，這可以通過(guò)施加較厚的膜片材料層完成，或者通過(guò)將犧牲材料的“通道”中實(shí)際膜片外部的犧牲層的開(kāi)口設(shè)置在實(shí)際空腔之外來(lái)完成。然后通過(guò)將材料僅放置于孔的附近、并且讓實(shí)際膜片成為如同它在初始淀積之后的樣子來(lái)密封該孔。以這種方式通常更容易控制最終的膜片厚度。
圖5A說(shuō)明了利用表面微機(jī)械加工制造的諧振器100中的空腔140。膜片130具有隆起的部分，而基板110是平坦的。在該實(shí)施例的制造中，例如氧化硅的犧牲層首先被均勻淀積在整個(gè)Si晶片上面。然后通過(guò)刻蝕對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖，結(jié)果是僅留下對(duì)應(yīng)于所需要的空腔140的犧牲層的部分?？涛g劑不侵蝕基板晶片，結(jié)果是在刻蝕工藝之后該基板110保持平坦。在整個(gè)晶片上淀積膜片膜。然后為膜片膜開(kāi)口通向犧牲層，刻蝕掉該犧牲層，并且密封該刻蝕孔。
圖5B同樣說(shuō)明了利用表面微機(jī)械加工制造的諧振器100中的空腔140。膜片130具有隆起部分，而基板110在將要定義空腔140的區(qū)域內(nèi)具有凹陷。該實(shí)施例通過(guò)首先用薄的氮化硅膜片覆蓋基板110而制造，該氮化硅膜片從將要定義空腔140的區(qū)域內(nèi)去掉。然后通過(guò)蒸汽加熱該晶片，結(jié)果是在去掉氮化物的地方生長(zhǎng)了二氧化硅層。這里的二氧化硅層構(gòu)成了犧牲層。然后可以去掉氮化硅。然后在整個(gè)晶片上淀積實(shí)際的膜片膜(例如氮化硅)。然后對(duì)其開(kāi)口通向犧牲層，這是刻蝕出來(lái)的，并且密封該刻蝕孔。因?yàn)镾i晶片的氧化消耗了少量的Si材料，所以該空腔140呈現(xiàn)出向Si晶片內(nèi)的部分下陷。圖5B的實(shí)施例類(lèi)似圖2D所示的實(shí)施例，但是在圖2D的描述中，基板材料具體為玻璃，而這可能涉及需要“硅熔合接合”以便在基板和膜片或膜之間得到充分好的接合。
圖5C還說(shuō)明了利用表面微機(jī)械加工制造的諧振器100中的空腔140。膜片130具有隆起部分，而基板110也具有在將要定義空腔140的區(qū)域中的隆起部分，雖然該隆起部分較低。在制造該實(shí)施例中，首先在整個(gè)Si晶片上均勻淀積或者生長(zhǎng)犧牲層。然后通過(guò)刻蝕對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖。如果使用的刻蝕技術(shù)同樣侵蝕Si晶片，則最終的諧振器將呈現(xiàn)出在晶片表面之上的略微隆起。膜片膜被淀積在整個(gè)晶片上，在其上刻蝕掉犧牲層，如上所述。
圖5D還說(shuō)明了利用表面微機(jī)械加工制造的諧振器100中的空腔140。這里膜片130是平坦的，與圖2A-2E所示的實(shí)施例為相同的方式?；?10在定義空腔140的區(qū)域內(nèi)具有凹陷。為了得到這個(gè)結(jié)構(gòu)，將膜片膜從第二基板轉(zhuǎn)移。在這種情況中，首先必須刻蝕出凹陷，或者必須建立圍繞該凹陷的區(qū)域，并且在頂部接合平坦的膜。這在實(shí)踐中通過(guò)在第二基板上形成膜來(lái)完成，其然后將接合至具有面對(duì)該晶片的膜的原始晶片。然后可以刻蝕掉該膜的支承晶片。
對(duì)于本發(fā)明的所有實(shí)施例正確的是，諧振頻率受到下列因素影響，即，膜片中撓曲強(qiáng)度和彈性、膜片的尺寸和形狀、沿周界的膜片的附著、以及膜片下面的空腔的高度h且如果膜片下面的空腔是以具有壓強(qiáng)P的氣體填充的，其中h/p＜10μm/atm。然而，如果抽空該空腔，那么高度h對(duì)于諧振頻率將不是重要的，假設(shè)高度h足夠大(h＞1μm)以便確保在由輪詢(xún)信號(hào)的激發(fā)期間膜片不會(huì)觸擊空腔的底部。
可以理解，對(duì)于識(shí)別芯片上的空腔的布局存在多種可能方案。例如，該空腔可以被設(shè)置為1、2、3或者4行。在伸長(zhǎng)或者桿形狀的實(shí)施例中，其對(duì)于在魚(yú)中植入芯片是優(yōu)選的，則一單一行將是適合的。
權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別位于液體中的目標(biāo)的識(shí)別芯片，其特征在于，它包括聲學(xué)諧振器(100)，其呈現(xiàn)多個(gè)不同的諧振頻率，其中諧振頻率的組合對(duì)于該識(shí)別芯片是唯一的，因此使得該識(shí)別芯片通過(guò)使該芯片暴露于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)下、測(cè)量聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)和分析響應(yīng)信號(hào)的頻率而被識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的識(shí)別芯片，其中諧振器(100)包括空腔形成部分(110，120)和膜片(130)，并且其中聲學(xué)諧振頻率是通過(guò)至少一個(gè)空腔(140)來(lái)確定的，其由空腔形成部分(110，120)和膜片(130)包圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的識(shí)別芯片，其中空腔形成部分(110，120)包括-具有包含至少一個(gè)凹陷的上表面的基板(110)，并且其中膜片(130)的下表面通過(guò)至少一個(gè)空腔由至少一個(gè)凹陷和膜片(130)包圍的方式附著于基板的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的識(shí)別芯片，其中膜片(130)的上表面附著于可刻蝕晶片(150)的下表面，而其中可刻蝕晶片(150)包括穿通開(kāi)口，其與基板(110)中的至少一個(gè)凹陷重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的識(shí)別芯片，其中空腔形成部分(110，120)包括-具有上表面的基板(110)，和-具有附著于基板(110)的上表面的下表面的可刻蝕晶片(120)，其中可刻蝕晶片的上表面還附著于該膜片(130)的下表面，并且其中可刻蝕晶片(120)包括在下和上表面之間的至少一個(gè)穿通開(kāi)口，結(jié)果是至少一個(gè)空腔由該基板、至少一個(gè)穿通開(kāi)口和該膜片包圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的識(shí)別芯片，其中可刻蝕晶片(120)具有一個(gè)在下和上表面之間的穿通開(kāi)口，結(jié)果是該芯片包括一個(gè)空腔，并且其中不同的諧振頻率由包括由可刻蝕材料(122)覆蓋的區(qū)域的膜片的下表面產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6的其中之一的識(shí)別芯片，包括多個(gè)不同尺寸的空腔，結(jié)果是該識(shí)別芯片呈現(xiàn)多個(gè)不同的諧振頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7的其中之一的識(shí)別芯片，其中基板包括玻璃制成的晶片，其中可刻蝕晶片由硅制成，并且其中膜片由氮化硅制成。
9，根據(jù)權(quán)利要求1-8的其中之一的識(shí)別芯片，用于植入諸如魚(yú)的活生物體中，其中該芯片進(jìn)一步包括栓劑形狀的延伸部分或者尖的外殼，由能夠在活生物體中溶解或者分解的材料制成，其中該延伸部分或者外殼簡(jiǎn)化了該識(shí)別芯片的植入。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的識(shí)別芯片，其中該延伸部分或者外殼由冰制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-10的其中之一的識(shí)別芯片，其中利用表面微機(jī)械加工制造該諧振器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的識(shí)別芯片，其中該空腔形成部分(110，120)包括基本平坦的基板(110)，而其中膜片(130)具有至少一個(gè)隆起區(qū)域，并且其中膜片(130)的下表面附著于基板的上表面，結(jié)果是至少一個(gè)空腔由基板和膜片(130)的隆起區(qū)域所包圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的識(shí)別芯片，其中基本平坦的基板(110)是平坦的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 2的識(shí)別芯片，其中基本平坦的基板(110)在對(duì)應(yīng)于空腔(140)的區(qū)域中下陷或者隆起。
15.根據(jù)權(quán)利要求2-14的其中之一的識(shí)別芯片，其中聲學(xué)諧振頻率取決于膜片的特性，特別是膜片的撓曲強(qiáng)度、彈性、尺寸和形狀。
16.一種用于為位于液體中的目標(biāo)加標(biāo)簽并且進(jìn)行識(shí)別的方法，其特征在于包括以下步驟-為目標(biāo)裝配如權(quán)利要求1-10的其中之一所述的識(shí)別芯片，-使該目標(biāo)和由此的識(shí)別芯片暴露于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)下，-測(cè)量聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)，-分析該響應(yīng)信號(hào)的頻率，和-根據(jù)該分析，識(shí)別該識(shí)別芯片和由此的目標(biāo)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中目標(biāo)是諸如魚(yú)的活生物體，并且其中為目標(biāo)裝配識(shí)別芯片的步驟包括將該識(shí)別芯片嵌入到該生物體中。
18.一種用于為位于液體中的目標(biāo)加標(biāo)簽并且進(jìn)行識(shí)別的系統(tǒng)，包括-加標(biāo)簽設(shè)備，被設(shè)置用于為該目標(biāo)裝配如權(quán)利要求1-10的其中之一所述的識(shí)別芯片，-聲學(xué)發(fā)射設(shè)備，用于使該目標(biāo)和由此的識(shí)別芯片暴露于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)下，-測(cè)量設(shè)備，用于測(cè)量聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)，-計(jì)算機(jī)，被設(shè)置為-讀取和分析該響應(yīng)信號(hào)的頻率，和-根據(jù)該分析，識(shí)別該識(shí)別芯片和由此的目標(biāo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中目標(biāo)是諸如魚(yú)的活生物體，并且其中加標(biāo)簽設(shè)備被設(shè)置為將該識(shí)別芯片嵌入到該生物體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于嵌入到位于液體中的目標(biāo)的識(shí)別芯片。該識(shí)別芯片包括諧振器(100)，其呈現(xiàn)多個(gè)不同的諧振頻率，其中諧振頻率的組合對(duì)于該識(shí)別芯片是唯一的。通過(guò)使芯片暴露于聲學(xué)輪詢(xún)信號(hào)、測(cè)量聲學(xué)響應(yīng)信號(hào)和分析響應(yīng)信號(hào)的頻率，能夠識(shí)別該識(shí)別芯片。該諧振器(100)包括空腔形成部分(110，120)和膜片(130)。聲學(xué)諧振頻率是通過(guò)至少一個(gè)空腔(140)來(lái)確定的，其由空腔形成部分(110，120)和膜片(130)包圍。該識(shí)別芯片可以植入到魚(yú)中，其目的在于當(dāng)魚(yú)位于水中時(shí)識(shí)別魚(yú)。
文檔編號(hào)A01K61/00GK1618078SQ02827555
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者J·布倫戈特, L·霍夫, S·霍爾姆, A·隆內(nèi)克萊夫, D·T·王, R·W·貝恩斯泰因 申請(qǐng)人:維維德有限公司