專利名稱：高速rfid電路放置方法與器件的制作方法
技術領域：
0001本發明一般涉及電子器件的組裝。更具體地，本發明涉及射頻識別(RFID)插入件、嵌入物和/或標簽的組裝。
背景技術：
0002射頻識別(RFID)標簽和標記本說明書中共同稱其為“器件”)廣泛用于將物品與識別碼聯系起來。RFID器件通常具有天線與模擬和/或數字電子設備的組合，例如，模擬和/或數字電子設備包括通信電子設備、數據存儲器和控制邏輯。此外，RFID器件包括支撐和保護天線和電子設備并將天線和電子設備安裝或附著(attach)到物品上的結構。例如，RFID標簽與汽車安全鎖結合使用，還用于建筑物的出入控制和追蹤庫存品與包裹。一些RFID標簽和標志的例子出現在美國專利第6,107,920、6,206,292和6,262,292號中，所有這些專利作為參考文獻整體并入本申請中。
0003如上文所指出的，RFID器件通常被分類為標志或標簽。RFID標志是黏附地或以其它方式直接附著于物品上。與之不同，RFID標簽通過其它方式固定到物品上，例如使用塑料鎖扣、線或其它緊固方式。此外，如下文所述，作為RFID標簽和標志的替代性選擇，在物品上直接安裝或結合天線和電子設備中的一些或全部是可能的。正如本說明書中所使用的，術語“發射應答器”既指RFID器件又指天線與模擬和/或數字電子設備的RFID組合，其中天線和/或電子設備直接安裝在物品上。
0004在很多應用中，RFID器件的尺寸和形狀(形狀因子)以及諸如柔韌性的機械性質是至關重要的。由于諸如安全、美觀和生產效率的原因，形狀因子有很強的向更小的方向發展的趨勢。在需要薄度(thinness)和柔韌性時，避免使用增加RFID標簽或標志的不適當的厚度或剛性的材料(諸如大的電子設備)和結構是很重要的。另一方面，RFID器件應具有充分的電連接、機械支撐和適當的組件(芯片、芯片連接器、天線)布置。針對這些目的的結構會增加RFID器件的復雜度、厚度和剛性。
0005例如在薄平的標簽和標志中，另一個重要的形狀因子是器件面積，并且天線的性能要求會影響該面積。例如，在偶極子天線的情況下，天線通常應具有約為射頻器件的工作頻率的半波長的物理長度。盡管對于RF標簽的工作頻率，此類天線的長度可能不夠，但其仍大于很多期望的RFID器件的形狀因子。
0006RFID標簽和標志通常包括附著于天線的集成電路芯片。通常在連續的網狀物上提供天線，并且通過使用商業上可獲得的取放機(pick-and-place machine)，RFID芯片被精確地放置在天線上。這些機器相對較慢，并且經常需要轉位過程(indexing process)，因此當芯片被放置到天線網狀物上的天線上時，天線網狀物停止一小段時間。因為天線網狀物上天線的間距可以相當大，例如5到8厘米(2到3英寸)，生產過程的速度會進一步減小，原因是在進行下一個放置操作前天線網狀物必須移動相對較大的距離。當芯片放置位置非常接近的時候，取放設備一般具有最高的放置速度。
0007在很多應用中，需要盡量減小電子組件的尺寸。為了在RFID引入線(inlet)中互連天線和微小芯片，眾所周知，可以采用一種被以不同的名稱稱呼的“插入件”、“條帶”、或“承載件(carrier)”的結構以幫助器件制造。插入件包括傳導導線或者與芯片的接觸墊片電耦合的墊片，用于芯片與天線耦合。相較于沒有插入件而直接放置的精確對準的芯片，這些墊片可用于提供更大的有效電接觸面積。更大的面積降低了制造過程中對芯片放置的準確性要求，同時仍提供有效的電連接。芯片的放置與安裝嚴重制約了高速制造。現有技術公開了多種RFID條帶或者插入件結構，通常使用承載條帶的接觸墊片或導線的柔性襯底。結合了條帶或插入件的RFID器件已經被公開了，例如，在美國專利第6,606,247號和歐洲專利出版物第1,039,543號中，這兩個專利都作為參考整體并入本申請中。
0008盡管在將RFID芯片附著到天線上的過程中，使用條帶或插入件是額外的步驟，但是在轉移或傳送(transfer)至天線結構的網狀物的速度方面，條帶或者插入件提供了優勢。插入件的第二個優勢是降低了放置到天線上的準確度要求。插入件和天線上的接觸墊片可比RFID芯片連接所要求的接觸墊片大得多，使得使用較低精確度要求的插入件放置設備成為可能。
0009插入件提供了這樣的優勢它們可以被附著至移動網狀物上的天線。但是，網狀物速度和生產速度仍然很低。由于運載網狀物上的條帶或插入件的間距不同、以及插入件將要附著至的天線結構的間距不同，出現了一些困難。
0010組裝插入件的一個方法以插入件導線或墊片的網狀物和RFID芯片的網狀物開始。通常RFID芯片與網狀物分開，并且通過使用取放技術被放置到插入件導線上。芯片可以利用旋轉的取放器件放置到插入件導線上，該旋轉取放器件用于拾取RFID芯片并將芯片放置到網狀物上的插入件導線上，以此形成插入件。替代性地，芯片的網狀物可直接層疊至插入件導線的網狀物。
0011正如本專利申請的說明書和權利要求書中所使用的，術語“RFID電路”既包括芯片，也包括結合了芯片的插入件。
0012通常，網狀物上的RFID芯片的“間距”，也被稱作相鄰元件之間的中心至中心的距離，可不同于網狀物上的插入件導線或其它電子組件的間距。在以下方向上，芯片的間距可以不同于將要形成的一排RFID標簽或標志的間距(a)在縱向(也被稱為“沿網狀物方向”)、(b)在橫向(也稱為“與網狀物交叉方向”)、或(c)在這兩個方向。例如，間距的不同可由例如元件本身的尺寸、制造考慮因素、和/或效率考慮因素引起。但是，當將RFID芯片從具有第一間距的網狀物放置到具有第二間距的網狀物上的插入件導線時，芯片必須被轉位或換位(index)至插入件導線，或反之亦然。與之類似，當將插入件從具有第一間距的網狀物放置到具有第二間距的網狀物上的天線結構時，插入件和/或天線結構必須被轉位。為了提高效率，轉位過程應盡量無縫執行，最好不干擾包含插入件或天線結構的網狀物的前進。
0013因此，希望提供一種方法和器件，以從具有第一間距的第一網狀物將電子組件放置到具有第二間距的第二網狀物上的電子組件上，其中組件的任何轉位被執行時，都不妨礙電子組件的第二網狀物的前進。
0014從上文中可以看出，RFID發射應答器制造工藝存在改進的余地。
發明內容
0015本發明提供了一種將芯片放置到電子組件上的方法，該方法包含將RFID電路固定到沿圓周表面具有至少一個管嘴的轉移滾筒；旋轉轉移滾筒；并將芯片放置到移動網狀物上的電子組件上。旋轉轉移滾筒包括加速轉移滾筒，以使得當芯片被放置到電子組件上時，至少一個管嘴的切向速度與移動網狀物的線速度基本相等。當轉移滾筒靜止時，芯片可以固定至轉移滾筒，此后當旋轉轉移滾筒時，轉移滾筒被加速。
0016在一個實施例中，RFID電路包含RFID插入件，其包括安裝至芯片的條帶導線，并且放置步驟包括將插入件導線耦合至電子組件。電子組件可以是天線，并且放置步驟將插入件導線耦合至天線。
0017在另一個實施例中，RFID電路包含RFID插入件，所述方法可進一步包括在固定步驟之前，從運載網狀物或片上分開或者分離插入物的步驟。替代性地，固定步驟可包括將RFID插入件從另一轉移構件轉移至轉移滾筒。
0018轉移滾筒可沿其圓周表面包括一個或更多個管嘴。在多個管嘴的情況下，管嘴優選繞著轉移滾筒的圓周表面均勻分開。在一個實施例中，轉移滾筒包括繞著轉移滾筒的圓周表面均勻分開的三個管嘴。例如，當轉移滾筒靜止時，管嘴可在12點鐘、8點鐘、和4點鐘位置。在該實施例中，RFID電路可固定至位于12點鐘位置的滾筒，并且被放置在位于6點鐘位置的電子組件上。根據本發明的另一方面，提供了一種將RFID電路放置到電子組件上的方法，該方法包括將RFID電路固定至轉移滾筒，旋轉轉移滾筒，并將RFID電路放置到移動網狀物上的電子組件上。旋轉轉移滾筒包括加速轉移滾筒，以使得當RFID電路被放置到電子組件上時，RFID電路的切向速度與移動網狀物的線速度基本相等。
0019根據本發明的另一方面，提供了一種將RFID電路放置到電子組件上的方法，該方法包括將RFID電路固定至主(primary)滾筒，將RFID電路從主滾筒轉移至副(secondary)滾筒，并利用副滾筒將RFID電路放置到移動網狀物上的電子組件上。轉移步驟包括調整主滾筒和副滾筒中的至少一個的圓周速度，以使得每個滾筒的圓周速度基本相等。放置步驟包括調整副滾筒的圓周速度，以使得副滾筒的圓周速度與移動網狀物的速度基本相等。
0020根據本發明的又一方面，提供了一種放置器件，其包含至少一個主滾筒，其沿圓周表面具有至少一個主管嘴；至少一個副滾筒，其沿圓周表面具有至少一個副管嘴；至少一個馬達，其可操作地耦合至滾筒中的至少一個；其中當主管嘴中的一個的軸與副管嘴中的一個的軸成一條直線時，滾筒的圓周速度基本相等，并且其中至少一個副滾筒以可變速率旋轉，該可變速率是副管嘴的軸與主管嘴的軸是否成一條直線的函數。
0021根據本發明的另一方面，提供了一種放置器件，其包含至少一個主滾筒，其沿圓周表面具有至少一個主管嘴；至少一個副滾筒，其沿圓周表面具有至少一個副管嘴；驅動工具，其耦合于至少一個滾筒；其中當主管嘴中的一個的軸與副管嘴中的一個的軸成一條直線時，滾筒的圓周速度基本相等，并且其中至少一個副滾筒以可變速率旋轉，該可變速率是副管嘴的軸與主管嘴的軸是否成一條直線的函數。
0022為達到前述和相關目標，本發明包含將在后文充分描述和在權利要求中特別指出的特征。以下的描述和附圖詳細闡明本發明的某些示例性實施例。盡管如此，這些實施例僅說明了一些可應用本發明的原理的不同方式。參照以下本發明的詳細描述并結合附圖，本發明的其它目標、優勢和新特性將顯而易見。
0023附圖并不必然地依照比例繪制，其中，0024圖1是示出了本發明的一種方法的流程圖；0025圖2A是根據本發明的單一滾筒、一個管嘴放置器件的側視圖；0026圖2B是根據本發明的單一滾筒、一個管嘴放置器件的側視圖；0027圖3A是示出了轉移滾筒的速度分布的曲線圖；
0028圖3B是示出了轉移滾筒的速度分布的曲線圖；0029圖4是根據本發明的單一滾筒、三個管嘴放置器件的側視圖；0030圖5是根據本發明的單一滾筒、三個管嘴放置器件的側視圖；0031圖6是示出了本發明的一種方法的流程圖；0032圖7是根據本發明的兩個滾筒、三個管嘴放置器件的側視圖；0033圖8是根據本發明的兩個滾筒、三個管嘴放置器件的斜視圖；0034圖9是兩個滾筒、三個管嘴放置器件的側視圖，其示出了在芯片從主滾筒轉移至副滾筒期間的主滾筒和副滾筒；0035圖10是兩個滾筒、三個管嘴放置器件的側視圖，其示出了將芯片放置到網狀物上的天線結構上的副滾筒；0036圖11是兩個滾筒、三個管嘴放置器件的側視圖，其示出了在芯片從主滾筒轉移至副滾筒期間的主滾筒和副滾筒；0037圖12是本發明的實施例的分解圖；以及，0038圖13是本發明的實施例的示意圖。
具體實施例方式
0039一種高速工藝包括從具有第一間距的運載網狀物上取下RFID電路，并將RFID電路轉移至具有第二間距的移動網狀物上的諸如RFID天線結構的電子組件。通常，第二間距大于第一間距。根據一種方法，通過在轉移滾筒靜止時拾取芯片，并在轉移滾筒旋轉以使得轉移滾筒的切向速度與移動網狀物的線速度基本相等時將芯片轉移至移動網狀物，轉移滾筒將RFID電路轉移至諸如天線的電子組件的移動網狀物。根據另一種方法，主滾筒從具有第一間距的運載網狀物上取下RFID電路，并且將RFID電路轉移至間歇地或不定地旋轉的副滾筒，此后，該副滾筒將RFID電路放置到具有第二間距的移動網狀物上的電子組件上。
0040在圖1中，所示出的流程圖描述了將RFID電路放置到移動網狀物上的天線上的方法5。下文將針對具有單一真空端口(port)或管嘴的轉移滾筒描述圖1中的方法5。盡管如此，應當理解，方法5對于多管嘴轉移滾筒的任一單一管嘴是同樣適用的。此外，盡管針對管嘴或孔描述該方法，但該方法不需管嘴或孔。
0041方法5以工序14開始，在工序14傳輸滾筒上的管嘴拾取單個化的(singulated)芯片。在這個實施例中，當轉移滾筒上的位于12點鐘位置的管嘴拾取RFID電路時，轉移滾筒短暫地靜止。在工序16中，轉移滾筒被加速以使得當管嘴到達6點鐘的位置時，管嘴的切向速度與電子組件的移動網狀物的線速度基本相等。此后，在工序18中，RFID電路被從管嘴轉移至電子組件的移動網狀物。在RFID電路被轉移至電子器件的移動網狀物上后，在工序20中，轉移滾筒被減速，以使得滾筒回到12點鐘位置，在該位置上，管嘴位于適當位置以拾取另一個芯片，以將其轉移至電子組件的移動網狀物。
0042在轉移滾筒的管嘴的一個實現方案中，管嘴是通過使用負壓和正壓來吸取和釋放RFID電路的真空固定器。盡管如此，本發明也包括RFID電路至轉移滾筒的機械固定或抓握(securement)，并且正如本專利申請中所使用的，術語“管嘴”不僅包括真空固定，還包括RFID電路的機械固定。
0043參見圖2A和2B，它們示出了一種高速放置器件30，其包括諸如送料裝置(magazine)的RFID電路供給器件32；和具有單一真空端口或管嘴36的轉移滾筒34，其用于將RFID電路38從供給器件32轉移至電子組件42的網狀物40；以及基輥(base roller)44。正如圖2A中所示，轉移滾筒34位于RFID電路供給器件32與基輥44之間，管嘴36在12點鐘位置。基輥44通常以適當的速度順時針旋轉，以此使電子組件42的網狀物以恒定的速度從左到右前進。當轉移滾筒34旋轉時，其逆時針旋轉。在該實施例中，通過選擇性施加負壓，當轉移滾筒34短暫地靜止而管嘴36位于12點鐘位置時，管嘴36從供給器件32拾取RFID電路38。一旦RFID電路38被固定到管嘴36，轉移滾筒34逆時針旋轉并加速至放置速度，此時管嘴36和RFID電路38具有與移動網狀物40的線速度基本相等的切向速度。在圖2B中，示出了位于6點鐘位置的管嘴36，RFID電路38被固定到其上，轉移滾筒34旋轉以使得管嘴36和/或RFID電路38的切向速度與移動網狀物40的線速度基本相等。此后，通過選擇性地撤掉負壓和/或施加正壓，RFID電路38被轉移至網狀物40上的電子組件42。由RFID電路38和電子組件42的組合而產生的RFID器件46繼續在網狀物40上移動。轉移滾筒34可位于這樣的位置使得管嘴36向著網狀物40上的電子組件42用力推RFID電路38。在放置RFID電路38后，轉移滾筒34繼續逆時針旋轉，以此將管嘴36送回12點鐘位置，在該位置，管嘴36再次靜止并且位于適當位置以從供給器件32拾取另一個RFID電路38。
0044在本實施例中，轉移滾筒從12點鐘位置的0 RPM(圈每分鐘)加速至6點鐘位置的放置速度，并且回到12點鐘的0 RPM。因而，轉移滾筒34必須在180度(也即，在1 2點鐘的拾取位置與6點鐘的放置位置之間)旋轉內，從靜止加速到放置速度。應當意識到，放置滾筒34在旋轉一周的過程中的加速和減速方式(本說明書中，其也被稱為放置滾筒的速度分布)，可以是任意適當的方式，其取決于多種因素，諸如放置器件30的總吞吐速度(total throughput rate)，能將RFID電路38提供給轉移滾筒34的速度，將RFID電路38固定到轉移滾筒34的真空端口或管嘴36所需要的最少時間，等等。
0045在RFID電路是單個化的并且此后被固定至轉移滾筒的實施例中，轉移滾筒的速度分布通常會包括停留時間，或者轉移滾筒保持靜止以接收和固定單個化RFID電路的時間間隔。圖3A和3B示出了轉移滾筒的兩個示例性速度分布。圖3A示出了從靜止到全速直線增加的速度分布，而圖3B示出了拱形速度分布的例子。這些轉移滾筒速度分布中的每個都可用于具有三個管嘴的轉移滾筒，并且這些分布包括位于旋轉周期中的0度、120度和240度的停留區域。其它轉移滾筒配置也可具有類似的速度分布。
0046現參見圖4和圖5，下文將描述一種高速放置器件50，其具有三個管嘴的轉移滾筒54。該實施例中的管嘴56a、56b、56c沿轉移滾筒54的圓周以120度的間距排列。因而，在圖4中，管嘴56a位于12點鐘，管嘴56b位于8點鐘，管嘴56c位于4點鐘。RFID電路供給器件52位于轉移滾筒54的12點鐘位置之上。電子組件62的網狀物60通過基輥64在轉移滾筒54之下從左到右移動。在圖4中，轉移滾筒54短暫地靜止，以允許管嘴56a從供給器件52拾取RFID電路58。
0047一旦RFID電路58被固定至管嘴56a，轉移滾筒54開始對逆時針旋轉進行加速。在本發明的三管嘴配置中，轉移滾筒54必須從靜止加速至放置速度，并且此后經過120度的弧度減速回靜止。因而，如圖4中所見，轉移滾筒54必須在60度的弧A內達到放置速度，以此旋轉56b至6點鐘位置以放置先前從RFID電路供給器件52拾取的RFID電路58。固定至管嘴56b的RFID電路52的切向速度，在其到達6點鐘位置時，與電子組件62的移動網狀物60的線速度基本相等。因而，RFID器件66形成于網狀物60上。在RFID電路58被放置后，轉移滾筒54在圖5中所示的60度的弧B內減速至0 RPM，因此將管嘴56c帶至12點鐘位置。
0048應當意識到，在本實施例中，轉移滾筒54間歇地以120度的間隔旋轉。在每個120度的旋轉間隔期間，位于12點鐘位置的第一管嘴(其可以是管嘴56a、56b或56c中的任意一個)，當轉移滾筒54靜止時，從供給器件52拾取RFID電路58。此后，轉移滾筒54加速通過60度的弧，直到適當的第二管嘴56a、56b或56c旋轉以使得管嘴的切向速度與移動網狀物60的線速度基本相等，此時RFID電路58被轉移至網狀物60上的電子組件62。在RFID電路58被放置之后，轉移滾筒54在60度的弧上減速，直到適當的第三管嘴56a、56b或56c旋轉到從供給器件52拾取RFID電路58的位置。應當意識到，管嘴的其它配置和/或多個RFID電路供給器件52是可以接受的。此外，盡管上面的描述以位于12點鐘位置的管嘴56a開始，管嘴56a、56b或56c中的任意一個可以12點鐘位置開始，而余下的兩個管嘴適當地采用余下的兩個相對位置。因此，上面的描述僅僅描述了可與本發明結合使用的多種可能的管嘴配置中的一種。
0049作為上述包括三個管嘴的轉移滾筒的替代性選擇，管嘴的其它配置和數量是可以接受的。具有圍繞轉移滾筒均勻分開的奇數個管嘴的配置與速度分布的優選類型相兼容，在該速度分布中轉移滾筒在靜止時在12點鐘位置接收RFID器件，在6點鐘位置加速到放置速度并在12點鐘位置(可能經過一系列圖3A、3B中的子周期)恢復到0 RPM。盡管如此，具有偶數個管嘴的配置也是可以接受的，諸如具有位于9點鐘(RFID電路在此位置固定至轉移滾筒)和3點鐘的駐留區域的雙管嘴配置。將管嘴數量增加到超過一定數量是不合需求的，原因是這會減小轉移滾筒加速和減速發生所經過的角度間距。
0050在圖6中，示出了描述方法105的流程圖，該方法通過使用根據本發明的雙滾筒放置器件，將RFID電路高速放置到網狀物上的天線上。方法105以工序114開始，其中RFID電路由主滾筒拾取。主滾筒可裝備真空源，該真空源用于為臨時將RFID電路固定到主滾筒提供吸力。此后，在工序116中，RFID電路被從主滾筒轉移至副滾筒。RFID從主滾筒轉移至副滾筒可于主滾筒和副滾筒短暫地靜止時發生，也可于主滾筒和副滾筒以基本相同的圓周速度旋轉時發生。在工序118中，副滾筒被加速或減速以使得副滾筒的圓周速度與諸如天線結構的電子組件的網狀物的速度基本相等。此后，在工序120中，RFID電路被放置到天線網狀物上的天線結構上。此后，在工序122中，副滾筒被適當地加速或減速，以使得副滾筒的圓周速度與主滾筒的圓周速度基本相等，以此為另一個RFID電路從主滾筒轉移至副滾筒做準備。在RFID電路被放置到天線結構上之后，RFID電路隨后可以任意適當的方式與天線結構耦合。下文將關于圖7-13進一步描述方法105。
0051在圖7和圖8中，示出了一種高速放置器件200。在這兩個附圖中，天線結構222的網狀物220在器件200之下從左到右前進。運送RFID電路252的網狀物250通過狹槽260進入高速放置器件200。RFID電路252在剝離端(peel tip)262處被從網狀物250取下，并且網狀物250在狹槽264處退出器件200。隨著RFID電路252在剝離端處與網狀物250分開，RFID電路252由主滾筒270拾取。通過主滾筒表面272中的多個主管嘴273施加真空，主滾筒270可固定RFID電路252。在主滾筒表面272上，也排列了多個凹口274和/或隆起部275，用于接收RFID電路252。
0052在圖7和圖8中示出的實施例中，主滾筒270以順時針方式旋轉，而副滾筒280逆時針旋轉。當主滾筒270旋轉時，被主滾筒270拾取的RFID電路252接近轉移位置276。在該說明性實施例中，轉移位置276對應于主滾筒270的6點鐘位置和副滾筒280的12點鐘位置。其它轉移位置是可以接受的，諸如對應于主滾筒270的4點鐘位置和副滾筒280的10點鐘位置的轉移位置。與之類似，可圍繞副滾筒的圓周安置多于一個的主滾筒，以此使得RFID電路252能夠在多于一個位置轉移至副滾筒280。例如，副滾筒280可具有兩個主滾筒，它們分別位于副滾筒280的2點鐘位置和10點鐘位置。
0053在轉移位置276，RFID電路252被從主滾筒270轉移至副滾筒280。在將RFID電路252從主滾筒270轉移至副滾筒280之前，副滾筒被加速或減速，以使得在轉移時，副滾筒的表面282的圓周速度與主滾筒270的表面272的圓周速度基本相等。
0054為了使得將RFID電路252從主滾筒270轉移至副滾筒280更加便利，主滾筒270中的真空源被解除，以此去掉表面272上對RFID電路252的固定力。此外，滾筒280中的真空源被激活，以將RFID電路252固定至其表面282。為了輔助RFID電路252從主滾筒270的釋放，主滾筒270可施加正壓，以此向表面272上的RFID電路252提供分離力。在將RFID電路252從表面272轉移到表面282的過程中，主滾筒270和副滾筒280可靜止，或者替代性地，主滾筒270和副滾筒280可在RFID電路252轉移期間旋轉。
0055隨著天線結構222的網狀物220從左到右前進，天線結構222移動進入用于接受RFID電路252的放置位置290。隨著天線結構222進入放置位置290，副滾筒280適當地加速或減速，以使得副滾筒280的表面282的圓周速度與網狀物220的速度基本相等。滾筒280的旋轉和速度被設定，以使得保持在表面282上的RFID電路252在放置位置290與網狀物220上的天線結構222相接觸。此時，副滾筒280中的真空源被去除，并且RFID電路252被放置到移動網狀物220上的天線結構222上。副滾筒280可施加正壓，以此向表面272上的RFID電路252提供分離力。
0056網狀物220可包括粘合劑或其它工具，以將RFID電路252固定至天線結構222，以此使得將RFID電路252從副滾筒表面282轉移至網狀物220上的天線結構222更加便利。例如，在天線結構222到達放置位置290之前，粘合劑可施加于網狀物220、天線結構222或二者。通常，在將RFID電路252放置到天線結構222期間，副滾筒280不需與網狀物220或天線結構222進行接觸。盡管如此，在某些情況下，諸如當使用壓敏粘合劑以將RFID電路252耦合至天線結構222時，副滾筒280可與網狀物220和/或天線結構222進行接觸，以此提供壓力以激活壓敏粘合劑。為了這個目的，背輥(backing roller)或其它構件，諸如圖2A、2B中的44處所示，圖4和圖5中64處所示，圖7-10中295處所示，可形成輥隙壓力(pressure nip)以使得將RFID電路轉移至網狀物更加便利。
0057現參見圖9-11，將詳細描述放置器件200的操作，尤其是主和副滾筒270和280的操作。在圖9中，示出了主滾筒270和副滾筒280。主滾筒270包括多個主管嘴273，用于接收RFID電路252的凹口274和/或隆起部275。主滾筒270還包括用于將吸力指引至主滾筒表面272的真空源，以將RFID電路252臨時固定于其上。在該實施例中，主滾筒270順時針旋轉。示出的RFID電路252通過由真空源提供的吸力固定至主滾筒270。當主滾筒270順時針旋轉時，固定至主滾筒表面272的RFID電路252旋轉進入轉移位置276，在該位置RFID電路252被轉移至副滾筒280。主滾筒270可連續旋轉、間歇旋轉、或可變速地旋轉，這取決于具體應用。
0058在說明性實施例中，副滾筒280包括三個副管嘴284a、284b、284c，它們圍繞副滾筒280的表面282以120度的間距部署。應當意識到在實踐中，可以使用任意適當數量的副管嘴；盡管如此，為簡化解釋，此處示出了三個副管嘴。副滾筒280也包括真空源，其用于將吸力指引至副管嘴以將RFID電路252臨時固定至副管嘴。
0059在圖9中，主管嘴273和副管嘴284a處于轉移位置276。在轉移位置276，主管嘴273和副管嘴284a的軸成一條直線。示出的副管嘴284b有芯片252固定于其上。副管嘴284c沒有芯片固定于其上。在圖9和圖10中，示出的天線結構222的網狀物220處于副滾筒280之下，并且從左到右前進。
0060在圖10中，副滾筒280從圖9中所示的位置逆時針旋轉了約60度。示出的副管嘴284a現在有RFID電路252固定于其上，如圖9中所示的那樣，RFID電路252被從主滾筒270轉移。副管嘴284b現位于放置位置290。副管嘴284c，如圖9中所示的那樣，剛剛將RFID電路252放置到天線結構222上，副管嘴284c正接近放置位置276，在該位置，另一個RFID電路252將被轉移至其上。在圖10中，網狀物220從左到右前進，以使得天線結構222處于放置位置290。此時，副滾筒280和/或副管嘴284b的圓周速度與網狀物220的速度基本相等，副滾筒已被加速或減速以使得副管嘴284b的圓周速度與網狀物220的速度基本相等。因而，盡管網狀物220可以高速前進，但實質上，副管嘴284b和網狀物220之間并不存在相對運動。當副管嘴284b處于放置位置290時，向副管嘴284b提供吸力的真空源被撤除，因此消除將RFID電路252固定至副管嘴284b的力，并且RFID電路252被放置到天線結構222上。
0061在將RFID電路放置到天線結構222上后，副滾筒280繼續逆時針旋轉以使得副管嘴284c前進到轉移位置276，如圖11中所示。隨著副管嘴284c接近轉移位置276，副滾筒280被加速或減速，以使得在轉移位置276處，副滾筒280的副管嘴284c的圓周速度與主滾筒270的表面272和/或主噴嘴273的圓周速度基本相等。正如上文所提到的，主滾筒270和副滾筒280在轉移工序期間，可以短暫地靜止。
0062應當注意到通過主滾筒270和/或副滾筒252的可變速旋轉、或加速和/或減速，可實現將RFID電路252轉位至天線結構222。因而，本實施例的雙滾筒放置器件允許將RFID電路轉位至具有比單一滾筒放置器件更大的間距的電子組件，原因是主滾筒和副滾筒都能執行一部分轉位功能。主滾筒可間歇地旋轉以執行轉位功能，其間歇旋轉的方式與副滾筒間歇旋轉的方式相同，以將RFID電路轉位至電子組件的網狀物上。
0063現參見圖12，其示出了根據本發明的另一個實施例的高速放置器件300的分解圖。器件300包括剝離點(peel point)362，兩個主滾筒370，和一個副滾筒380。在該實施例中，兩個主滾筒370將RFID電路轉移至副滾筒380的副噴嘴384a、384b和384c(圖12中未示出382c)。在這種配置中，副滾筒380可將RFID電路放置到具有多于一道天線結構的網狀物。器件300還包括主滾筒370每側上的側板390。軸承402支撐副滾筒380，并且上外殼412和下外殼414封住該器件。
0064在圖13中，示意圖示出了一種高速放置器件400，其包括主滾筒470，耦合至主滾筒470的馬達478，耦合至主滾筒470的真空源479。副滾筒480包括馬達488和耦合至副滾筒480的真空源489。應當意識到，單一馬達和單一真空源既可耦合至主滾筒470，也可耦合至副滾筒480。可使用任意適當的馬達以向滾筒提供旋轉力。例如，電動馬達或液壓馬達可被耦合至滾筒以提供旋轉力。此外，可使用適當的傳動齒輪和變速箱組件以將馬達或其它驅動工具耦合至滾筒。
0065應當意識到，可使用任意適當數量的主滾筒以將芯片或條帶轉移至一個或更多個副滾筒。主滾筒可沿共用軸布置，以將RFID電路轉移至一個或更多個如圖12中所示的副滾筒，以此允許同時將多于一個RFID電路放置到一個或更多個網狀物上的多于一道中的多個天線結構。還應意識到，多于一個主滾筒可將RFID電路轉移至副滾筒，其中主滾筒沿副滾筒的圓周布置在不同的圓周位置。
0066也應當意識到，在任一上面的實施例中，主滾筒與副滾筒的相對速度可通過適當的齒輪和/或電動馬達控制。例如，步進馬達驅動器可用于控制滾筒的相對速度。通過允許對高速放置器件的簡單調整，以適應具有許多種組件間距的RFID電路網狀物和天線網狀物，使用具有計算機或其它數字控制的步進馬達驅動器是極具優勢的。
0067在RFID電路至天線結構的典型應用中，當副管嘴在轉移位置與放置位置之間旋轉時，副滾筒將被加速，以使得在放置位置，特定副管嘴的圓周速度比在拾取位置時的圓周速度大。因為在放置位置，副管嘴的圓周速度可被調整，并且天線結構的網狀物的前進速度可被調整，所以本發明允許將RFID電路放置到具有多種間距的網狀物上的天線結構上。
0068還應意識到，為了幫助將RFID電路放置到天線結構上，可采用視覺系統以讀取坐標點和/或天線位置，并向控制主滾筒和副滾筒的控制系統、RFID電路運載網狀物、和/或天線結構的網狀物提供反饋。此外，可使用不同于剝離端的方法以將RFID電路從運載網狀物單個化(singulate)。例如，運載網狀物可被沖切(die cut)，以此在由主滾筒拾取RFID電路之前，對RFID電路進行單個化處理。替代性地，運載網狀物可在刀具構件和主滾筒之間通過，其中，通過將主滾筒作為鐵砧使用來切割網狀物，刀具構件對RFID電路進行單個化處理。
0069上面描述的放置器件允許第一運載網狀物上的第一間距(通常相對較小)的RFID電路被轉移至第二網狀物上的天線或其它電子組件，第二網狀物具有第二間距(通常相對較大)，而第二網狀物的速度沒有變化。RFID電路運載網狀物可根據需要具有恒定的、間歇的或可變的速度，以向主滾筒提供適當數量的RFID電路。與之類似，主滾筒可根據需要具有恒定的、間歇的、可變的旋轉速度，以從運載網狀物接收足夠的RFID電路，并向副滾筒提供足夠的RFID電路。
0070應當意識到，在上述任一實施例中，在放置期間，固定至滾筒的RFID電路的切向或圓周速度可與移動網狀物的線速度基本相等。貫穿上述描述，當RFID電路被放置到移動網狀物上的電子組件上時，提到了滾筒表面的切向或圓周速度，其與網狀物的線速度基本相等。盡管如此，在某些配置中，尤其在采用了從滾筒的圓周表面向外伸出的管嘴的配置中，應當意識到是管嘴和/或固定于其上的RFID電路的切向速度與電子組件的移動網狀物的線速度基本相等。因此，應當理解，滾筒表面被設計為RFID電路所固定至的表面。
0071在閱讀前面的描述后，本領域內的技術人員可以想出某些修改和改進。應當理解，本發明并不限于任一特定類型的無線通信器件、或插入件。術語“電子組件”可包含電子電路或電子器件，并且在優選實施例中，其包含天線。天線可包括單一天線部分，或多個分開的天線部分。此外，本發明可使用多種天線設計，諸如環天線、縫隙天線、或貼片天線。在本申請中，“耦合”既可包括機械耦合，又可包括電耦合。機械耦合包括將插入件物理固定至電子組件。電耦合包括在插入件與電子組件之間形成電連接。電連接包括將插入件直接連接或電抗耦合至電子組件。電抗耦合定義為電容性耦合或電感性耦合，或者二者的組合。電容性耦合可包含將插入件放到與電子組件接近的位置，電介質墊片位于其間，以允許插入件與電子組件之間的電容性耦合。電介質墊片可包括諸如壓敏粘合劑的非導電粘合劑，例如可從Avery Dennison公司獲得的Fasson粘合劑S4800和S333；和諸如鈦化合物的高介電常數材料，例如二氧化鈦或鈦酸鋇。電介質墊片具有有效介電常數，其是電介質墊片厚度的非常數方程。例如，電介質墊片可包括諸如鋁和/或鎳顆粒的導電顆粒，以使厚度變化對電容性耦合的影響最小。電介質墊片可具有約0.025毫米(0.001英寸)或更小的厚度。
0072盡管本發明的方法是針對RFID芯片、條帶、插入件和天線結構描述的，但是對于直接將芯片放置到天線或將芯片放置到插入件導線之上，本發明的方法是極具優勢的。例如，在上面的實施例中的任一個中，插入件導線可替換天線結構，并且芯片可被放置到插入件導線上而非天線結構上。
0073本領域內的普通技術人員將認識到這些元件能以不同的方式實現本發明。本發明意在涵蓋所要求的權利和任意等效物。本說明書中所使用的特定實施例是用于幫助理解本發明的，并不應被用于以窄于權利要求和其等效物的方式來限制本發明的范圍。
0074雖然參照某一或某些實施例對本發明進行了展示和描述，但是很明顯，通過對本說明書和附圖的閱讀和理解，本領域內的技術人員可以做出其它等效的變更或修改。特別是參照上述元件(組件、組裝部件、器件、合成體等)所執行的不同功能，除非另外指出，即使其結構上不等效于執行本說明中的本發明的說明性、示例性實施例中的功能的所公開的結構，用于描述這些元件的術語(包括提到的“工具”)是用于與執行所描述的元件的指定功能的任何元件對應的(即，功能上等效)。此外，盡管只參照幾個說明性實施例中的一個或幾個描述了本發明的特定特征，但此特征可與其它實施例的一個或多個其它特征相組合，其對于其它任意給定或特定的應用，也是需要的和極具優勢的。
權利要求
1.一種將RFID電路放置到電子組件上的方法，所述方法包含將RFID電路(38，58，252)固定至轉移滾筒(34，54，280，480)；旋轉所述轉移滾筒；和將所述RFID電路從所述轉移滾筒放置到移動網狀物(40，60，220)上的電子組件(42，62，222)上；其中旋轉所述轉移滾筒包括將所述轉移滾筒從所述固定期間的較低的圓周速度加速到所述放置期間的較高的圓周速度，以使得當所述RFID電路被放置到所述電子組件上時，所述RFID電路的切向速度與所述移動網狀物的線速度基本相等。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述固定進一步包括對真空源的選擇性應用，所述真空源可操作地耦合至所述轉移滾筒的圓周表面上的至少一個管嘴(36，56a，56b，56c，284a，284b，284c)。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述轉移滾筒包括多個圍繞其圓周表面的用于接收RFID電路的管嘴(56a，56b，56c，284a，284b，284c)。
4.根據權利要求1到3中的任一項所述的方法，其中所述RFID電路包含RFID插入件，其包括安裝至RFID芯片的插入件導線；并且，其中所述放置步驟包含將所述RFID插入件放置到移動網狀物上的天線上。
5.根據權利要求1到3中的任一項所述的方法，其中所述放置步驟包括將RFID電路放置到所述移動網狀物上的天線(222)上。
6.根據權利要求1到5中的任一項所述的方法，其中所述轉移滾筒在所述固定期間基本靜止。
7.根據權利要求1到6中的任一項所述的方法，其中所述固定包括將所述RFID電路從供給器件(32，52)轉移至所述轉移滾筒。
8.一種將RFID電路放置到電子組件上的方法，所述方法包含將RFID電路(252)固定至主滾筒(270，470)；將所述RFID電路從所述主滾筒轉移至副滾筒(280，480)；和將所述RFID電路從所述副滾筒放置到移動網狀物(220)上的電子組件(222)上；其中所述轉移包括調整所述主和副滾筒中的至少一個的圓周速度，以使得每個所述滾筒的所述圓周速度基本相等；其中所述放置包括調整所述副滾筒的所述圓周速度，以使得所述副滾筒的所述圓周速度與所述移動網狀物的速度基本相等；其中所述轉移和所述放置中的至少一個包括增加所述主和副滾筒中的至少一個的所述圓周速度，以使得所述RFID電路的速度從所述固定期間的相對較低的圓周速度增加至所述放置期間的相對較高的圓周速度。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述轉移還包括對真空源的選擇性應用，所述真空源可操作地耦合至所述主轉移滾筒的圓周表面上的至少一個主管嘴(273)和所述副轉移滾筒的圓周表面上的至少一個副管嘴(284a，284b，284c)。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述轉移包括使所述主滾筒的所述主管嘴中的一個的軸與所述副滾筒的所述副噴嘴中的一個的軸成一條直線。
11.根據權利要求8到10中的任一項所述的方法，其中所述RFID電路包括RFID插入件，其包括安裝至所述RFID電路的插入件導線。
12.根據權利要求8到11中的任一項所述的方法，其中所述主滾筒在所述固定期間基本靜止。
13.根據權利要求8到12中的任一項所述的方法，其中所述主滾筒包括多個圍繞所述圓周表面的用于接收所述RFID電路的凹口(274)。
14.根據權利要求8到13中的任一項所述的方法，其中所述主滾筒包括用于將所述RFID電路臨時固定至所述主滾筒的主真空源(479)。
15.根據權利要求8到14中的任一項所述的方法，其中所述副滾筒包括至少一個管嘴(284a，284b，284c)。
16.根據權利要求8到15中的任一項所述的方法，其中所述主滾筒和所述副滾筒在同一平面上以相反的方向旋轉。
全文摘要
一種高速工藝包括從具有第一間距的運載網狀物(carrier web)上取下芯片或插入件，并將所述芯片或插入件轉移至具有第二間距的移動網狀物上的諸如RFID天線結構之類的電子組件。根據一種方法，通過在轉移或傳送滾筒(transfer drum)靜止時拾取芯片，并在轉移滾筒旋轉以使得轉移滾筒的切向速度與移動網狀物的線速度基本相等時將芯片轉移至移動網狀物，轉移滾筒(34)將芯片或插入件(38)轉移至電子組件(42)的移動網狀物(40)。
文檔編號G06K19/077GK101069196SQ200580032076
公開日2007年11月7日 申請日期2005年9月21日 優先權日2004年9月22日
發明者J·芒恩 申請人:艾利丹尼森公司