BRPI0618940A2 - processo de laminação de etiqueta de identificação de radiofreqüência (rfid) utilizando forro - Google Patents

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Abstract

PROCESSO DE LAMINAçAO DE ETIQUETA DE IDENTIFICAçAO DE RADIOFREQüêNCIA (RFID) UTILIZANDO FORRO Um método para construir uma unidade RFID pode incluir utilizar uma camada protetora para fixar um módulo de chip de circuito integrado a uma camada de substrato com uma unidade de antena enquanto um adesivo condutor ainda não foi completamente colocado.

Description

PROCESSO DE LAMINAÇÃO DE ETIQUETA DE IDENTIFICAÇÃO DE RADIOFREQÜÊNCIA (RFID) UTILIZANDO FORRO
REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE
O Pedido de Patente U.S. No. 11/284/761, intitulado "Processo de Laminação de Etiqueta de Identificação de Radiofreqüência (RFID) Utilizando Forro" por Robert R. Oberle, depositado em 2 de novembro de 005 [Documento do Procurador No. RCDT-01007US0].
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Etiquetas de Identificação de Radiofreqüência (RFID) são normalmente objetos pequenos que podem ser fixados a ou incorporados em um produto. Etiquetas RFID contêm antenas para permitir que as mesmas recebam e respondam a solicitações de radiofreqüência provenientes de um transceptor RFID. As etiquetas RFID são utilizadas em um provedor de indústrias para fins tais como controle de inventário, segurança, identificação pessoal e similares.
As etiquetas RFID podem ser passivas ou ativas. Dispositivos ativos possuem seu próprio fornecimento de energia. Dispositivos passivos dependem de energização proveniente do transceptor RFID. Etiquetas RFID passivas e ativas podem utilizar chips de circuito integrado para modular a resposta de identificação.
A construção de unidades RFID pode consistir na fixação de um módulo de chip a um substrato com uma unidade de antena. O módulo de chip é normalmente fixado ao substrato com um adesivo eletricamente condutor e em seguida a unidade combinada pode ser ainda processada depois do adesivo se fixar.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma unidade RFID de uma modalidade.
A Figura 2 é uma vista superior de uma unidade RFID de uma modalidade.
A Figura 3 é um diagrama de um aparelho para construir uma unidade RFID de uma modalidade.
As Figuras 4A-4C mostram exemplos de um sistema que utiliza forros.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Uma modalidade da presente invenção compreende um método para construir uma unidade RFID. O método compreende fixar um chip de circuito integrado a um substrato com uma unidade de antena que utiliza um adesivo; e laminar uma camada protetora sobre pelo menos uma porção do chip de circuito integrado enquanto o adesivo ainda não está completamente fixado.
A Figura 1 ilustra um diagrama de seção transversal de uma unidade RFID 100 de uma modalidade. Nesta modalidade, o circuito integrado 102 é parte de um módulo 104 que também inclui elementos de suporte de chumbo 10 6 e 108. Outros elementos de conexão que não um suporte de chumbo poderiam ser utilizados no módulo 104. O módulo 104 é adesivamente conectado ao substrato 110 que inclui elementos de antena 112 e 114 que utilizam um adesivo condutor 116. 0 adesivo condutor 116 pode ser um adesivo condutor isotrõpico convencional, adesivo condutor anisotrópico ou mesmo solda tal como pasta de solda.
A Figura 2 ilustra uma vista superior em que o módulo 202 com IC 204 e suporte de chumbo 2 06 e 2 08 são conectados utilizando o adesivo condutor para a unidade de antena 210 para formar a unidade RFID 2 00.
Observando-se novamente a Figura 1, a camada protetora 12 0 pode ser laminada sobre o módulo 104 que inclui o circuito integrado 102. A camada protetora 12 0 pode manter o módulo 102 no lugar enquanto o adesivo condutor 116 é fixado.
A camada protetora de laminação pode ser feita de muitos tipos de materiais que incluem material termoplástico, material de consolidação a quente, poliéster, poliestireno, polipropileno, polietileno. A camada protetora pode possuir uma camada adesiva. Em uma modalidade, a camada protetora é relativamente estirável e se conformará ao formato do módulo ou chip de circuito integrado. Em uma modalidade, uma vez que a laminação é feita antes do adesivo estar completamente fixado, não tem que haver qualquer tempo de permanência entre as etapas de fixação e laminação. Em uma modalidade, o tempo de permanência pode ser reduzido abaixo de um minuto. A etapa de fixação pode ser feita em uma taxa elevada devido à falta de exigência para o adesivo condutor estar completamente fixado. Em uma modalidade, a fixação é feita em uma taxa de uma fixação por segundo ou superior. O adesivo condutor pode ser tal que leve um tempo longo para estar completamente fixado, uma vez que a camada protetora mantém o módulo no lugar. Sendo assim, o adesivo condutor pode levar mais do que um dia para estar completamente fixado, o que pode aumentar enormemente o tempo de envasamento do adesivo no aparelho para produzir as unidades RFID. Em uma modalidade, o adesivo condutor pode levar mais do que uma hora para estar completamente fixado.
A camada protetora pode possuir um adesivo curável a calor ou radiação. Em uma modalidade, a camada protetora possui um adesivo curável por ultravioleta (UV) que pode ser curado em uma etapa posterior.
A Figura 3 ilustra um aparelho de uma modalidade. Nesta modalidade, a camada protetora de laminação é mantida em uma tira ou rolo 302. Se a camada protetora possuir um forro, o mesmo pode ser removido do rolo 304. Um rolo 3 05 que contém uma tira com módulos de chip pode ser fornecido ao dispositivo 307 que pode ser fixado ao módulo de chip de cabeça para baixo sobre a camada protetora 3 08. O material de antena pode ser uma tira sobre rolo 310. O adesivo condutor pode ser fornecido por um dispensador de adesivo 314 para fornecer sobre módulo, tal como sobre o suporte de chumbo do módulo. Uma unidade de fixação 316 fixa a camada protetora 308 com módulos à tira de material de antena 309., Dançarinas 320 e 321 podem ser utilizadas para registrar a tira de substrato que possui unidades de antena com os módulos sobre a camada protetora 308. Uma unidade de laminação 322 pode posteriormente ser utilizada para laminar a camada protetora sobre o módulo de chip de circuito integrado. 0 material finalizado pode ser enrolado em um rolo 324 que pode ser mantido para processamento posterior. 0 processamento posterior pode incluir a etapa de cura que pode ser feita em uma localização separada do aparelho 300. A unidade de laminação 322 pode utilizar cilindros quentes. A unidade de fixação 316 pode operar em uma taxa maior do que uma fixação por segundo ou superior. Em um exemplo da Figura 3, o chip de circuito integrado (como parte do módulo de chip) é fixado à camada protetora antes da unidade de fixação. Este não precisa ser o caso, porém pode permitir que os chips sejam espaçados sobre uma tira de modo que os chips registrarão em posição com a tira de substrato que possui uma unidade de antena. Em uma modalidade alternativa, o chip de circuito integrado, como parte do módulo de chip, é fixado ao substrato com a antena primeiro seguido pela laminação da camada protetora.
As Figuras 4A-4C mostram exemplos de um sistema que utiliza forros. Na Figura 4A, um chip de circuito integrado 404 é fixado a um substrato 402 que utiliza adesivo 406 conforme mostrado na Figura 4B. Uma camada protetora 408 pode ser laminada sobre o chip de circuito integrado 404 antes do adesivo 406 ser fixado. A camada protetora pode incluir um forro 408b e um segundo adesivo 408a. O segundo adesivo 408a pode ser um adesivo de consolidação a quente, fundido a quente, ativado por calor, sensível a pressão, ou outro tipo de adesivo. O forro 408b pode ser removido conforme mostrado na Figura 4C.
A camada protetora pode também ser um adesivo de duas partes não curado, tal como um epóxi como poliuretano. O adesivo de duas partes pode ser fixado ao forro e em seguida colocado sobre o substrato com IC fixado. O adesivo de duas partes pode em seguida ser curado para formar um dispositivo RFID encapsulado, tal como um cartão de crédito ou identificação.
O adesivo de camada protetora pode ser utilizado para fixar a unidade a outro elemento, tal como uma caixa ou produto para rastreamento de RFID. Em uma modalidade, a unidade age como uma etiqueta que pode ser fixada ao elemento. Podem ser impressos indícios, tais como a etiqueta, sobre um lado do substrato.
Uma modalidade da presente invenção é um método para construir uma unidade RFID que compreende utilizar um adesivo condutor para fixar um módulo de chip de circuito integrado a um substrato com uma unidade de antena; e laminar uma camada protetora sobre pelo menos uma parte do módulo de chip de circuito integrado enquanto o adesivo condutor ainda não foi completamente colocado.
Uma modalidade da presente invenção é um método para construir uma unidade RFID que compreende colocar um módulo de chip de circuito integrado sobre uma camada protetora, em que a camada protetora inclui um adesivo para manter o módulo de circuito integrado; colocar um adesivo condutor sobre pelos menos porções do módulo de chip de circuito integrado; e fixar o módulo de chip de circuito integrado a um substrato com uma unidade de antena.
Uma modalidade da presente invenção é uma unidade RFID que compreende um substrato com uma unidade de antena; um chip de circuito integrado para o substrato com uma unidade de antena que utiliza um adesivo; e uma camada protetora laminada sobre pelo menos uma parte do chip de circuito integrado enquanto o adesivo ainda não foi completamente colocado.
O módulo de chip pode ser um único chip fixado a um suporte de chumbo ou substrato adequado com conexões elétricas apropriadas para fixação à antena - exemplos de módulos de chip são oferecidas por Phillips Eletronics, Países Baixos (embalagem FCP) e Alien Technologies de Morgan Hill, CA (Tira Alien) . O suporte de chumbo pode terminar em dois chumaços, que se destinam a fixar-se ao circuito RFID por um adesivo condutor. Módulos de chip podem ser utilizados a fim de reduzir as dificuldades que normalmente surgem ao colocar circuitos integrados pequenos (circuitos integrados normais possuem < Imm2, e a densidade real de circuitos integrados é normalmente muito baixa, < 0,03875 unidades/cm2) . Em aplicação tradicional, a montagem de circuitos integrados pequenos sem um suporte de chumbo conduz a rendimento baixo do processo devido ao atraso de tempo inerente à localização e colocação de tal circuito integrado pequeno.
As desvantagens de processos anteriores referem-se ao rendimento de processo e confiabilidade. A aplicação de epóxi não condutor sob o circuito integrado e epóxi condutor aos condutores externos resulta em um conjunto mecânica e eletricamente confiável, contudo o tempo de permanência para o circuito, isto é, aquele tempo que o circuito deve ser imobilizado enquanto os adesivos curam, é normalmente de diversos minutos. Isto pode ser diminuído ao utilizar resinas de epóxi de cura mais rápidas, entretanto a instabilidade química inerente das chamadas resinas de cura de pressão torna o manuseio difícil e conduz a perda de produção excessiva ou desperdício de material elevado. Adesivos anisotrópicos, tanto fitas quanto pastas, oferecem maior rendimento com relação a adesivos de epóxi, entretanto o tempo de permanência por fixação é normalmente de diversos segundos e durante o tempo de permanência o módulo deve ser mantido imóvel sobre o substrato utilizando pressão considerável para realizar uma conexão elétrica confiável. 0 uso de uma camada protetora laminada pode produzir uma saída em excesso de uma fixação por segundo que garante estabilidade mecânica do dispositivo. 0 equipamento pode ser relativamente simples para manter um custo muito baixo de propriedade do processo global. Isto pode ser tão baixo quanto $ 0,01 ou menos por fixação ao considerar-se o custo global de materiais e amortização de equipamento.
Em uma modalidade, um adesivo condutor tradicional pode ser colocado sobre os terminais do circuito aos quais o módulo deve ser fixado ou colocado sobre os terminais do módulo antes do conjunto.
O módulo pode ser colocado sobre o substrato com contato dos terminais do módulo sobre o terminal apropriado do circuito. De forma alternativa, o módulo pode ser temporariamente fixado a uma fita que é subseqüentemente laminada ao circuito.
Uma camada protetora pode ser laminada sobre o módulo de uma fita que mantém o módulo no lugar enquanto o adesivo é curado (parcial ou completamente) . A fita pode ser mantida no lugar por uma variedade de adesivos que inclui um adesivo selecionado a partir de qualquer de diversos tipos de adesivos; fundido a quente, sensível a pressão, de cura por UV, de consolidação a quente, etc. Este laminado pode cobrir o módulo completa ou parcialmente ou pode ser vantajoso para utilizar adesivos segmentados ou múltiplos para usos específicos.
Uma etapa de cura pode ser feita para colocar, tal como cura, o adesivo condutor. Esta etapa pode ser de um tipo que inicie a cura do adesivo que prossegue após o circuito ter sido removido da adjacência imediata da fixação e/ou estação de cura.
A camada protetora pode formar uma cobertura protetora para o módulo, especificamente se o laminado se conforma intimamente ao formato do módulo após laminação. Não há exigência para tempo de permanência no equipamento de colocação. Isto significa que partes com um adesivo parcialmente curado podem ser seguramente enroladas e armazenadas enquanto o processo de cura acontece. Isto possui o beneficio duplo de aumentar o rendimento do processo e reduzir custos de perda de material. O equipamento de laminação de fita atualmente disponível pode ser modificado para se adequar a esta aplicação. O rendimento do equipamento de saída é suficiente para preencher a exigência de um processo de rendimento elevado de baixo custo para colocação e fixação do módulo.
Em modalidades alternativas, um adesivo curável pode;, ser colocado sobre o módulo de forma contemporânea com o adesivo condutor; um adesivo anisotrópico pode ser utilizado ao invés de adesivo condutor tradicional; e/ou um adesivo anisotrópico pode ser utilizado no lugar tanto do adesivo condutor tradicional quanto do adesivo de laminação.
Uma modalidade alternativa é um método para construir um circuito flexível que compreende fixar um chip de circuito integrado a um substrato com traços de circuito utilizando um adesivo; e laminar uma camada protetora sobre pelo menos parte do chip de circuito integrado enquanto o adesivo ainda não foi completamente colocado. A descrição anterior de modalidades preferidas da presente invenção foi propiciada par fins de ilustração e descrição. Não se destina a ser exaustiva ou limitar a invenção às formas precisas descritas. Muitas modalidades foram escolhidas e descritas a fim de melhor explicar os princípios da invenção e sua aplicação prática, permitindo deste modo que outros versados na técnica entendam a invenção para diversas modalidades e com diversas modificações que são adequadas ao uso específico contemplado. Pretende-se que o âmbito da invenção seja definido pelas reivindicações e seus equivalentes.

Claims (15)

1. Método para construir uma unidade RFID, caracterizado pelo fato de compreender: fixar um chip de circuito integrado a um substrato com uma unidade de antena que utiliza um adesivo eletricamente condutor; laminar uma camada protetora com um forro sobre pelo menos parte do chip de circuito integrado enquanto o adesivo eletricamente condutor ainda não foi completamente colocado; e remover o forro da camada protetora.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do chip de circuito integrado ser parte de um módulo de chip.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da etapa de fixação compreender utilizar o adesivo para conectar um elemento de conexão do módulo à unidade de antena sobre o substrato.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de qualquer tempo de permanência entre as etapas de fixação e laminação ser inferior a um minuto.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do adesivo levar mais de uma hora para ser completamente colocado.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do adesivo condutor ser pasta de solda.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do chip de circuito integrado ser fixado ã camada protetora antes da etapa de fixação.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da camada protetora ser um adesivo.
9. Aparelho para construir uma unidade RFID, caracterizado pelo fato de compreender: uma unidade para fixar um chip de circuito integrado a um substrato com uma unidade de antena que utiliza um adesivo eletricamente condutor; e uma unidade para laminar uma camada protetora com um forro sobre pelo menos parte do chip de circuito integrado enquanto o adesivo eletricamente condutor ainda não foi completamente colocado.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato da unidade de laminação conectar uma tira da camada protetora a uma tira do substrato.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato da unidade de laminação utilizar cilindros quentes.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato da unidade de fixação operar em uma taxa de uma fixação por segundo ou superior.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do chip de circuito integrado ser fixado à camada protetora antes da unidade de fixação.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do forro ser removido.
15. Método para construir um circuito flexível, caracterizado pelo fato de compreender: fixar um chip de circuito integrado a um substrato com traços de circuito utilizando um adesivo eletricamente condutor; laminar uma camada protetora com um forro sobre pelo menos parte do chip de circuito integrado enquanto o adesivo eletricamente condutor ainda não foi completamente colocado; e remover o forro da camada protetora.
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