高速放置射频识别电路的方法和装置的制作方法

专利名称：高速放置射频识别电路的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及电子装置的组装。更具体地，本发明涉及射频识 别(RFID)插入物，嵌体，标牌和标签有关。
背景技术：
射频识别(RFID)标牌和标签(在此处统称为RFID"装置")广泛 地用来关联物体和识别码。RFID装置通常具有天线和模拟和/或数字电 子设备的组合，这些设备可能包括，例如，通信电子设备，数据存储器， 和控制逻辑。RFID装置一般还包括支撑和保护天线和电子设备并将它们 安装或附着到物体上的结构。例如，RFID标牌可以与车的安全锁一起使 用，可以用于对建筑的访问控制，还可以用来跟踪库存量和包裹。 一些 RFID标牌与标签的例子描述在美国专利第6,107,920号，第6,206,292号， 第6,262,692号中，这些专利的公开内容以参考方式整体并入本申请中。
如上所述，RFID装置通常归类为标签或标牌。RFID标签一般为 大体平面的RFID装置，其胶粘地或其它方式直接附着到物体上。相反， RFID标牌通过其它手段固定到物体上，比如，利用塑料扣件、带子、或 其它紧固手段。在很多应用中，RFID装置的大小和形状(也就是形状因数)以及 它们的机械属性(比如弹性)都非常重要。出于诸如安全、美学和生产 效率的原因，较小的形状因数更受青睐。为了得到薄度和弹性，重要的 是避免使用给RFID标牌和标签增加过分厚度和硬度的材料(例如笨重的 电子设备)和构造。另一方面，RFID装置必须具备坚固的电子连接，机 械支撑和恰当的元件(也就是芯片、芯片连接器、天线)定位以经受如 运输和装载的严峻考验。具备这些目的的结构会给RFID装置增加复杂 性、厚度和不屈性。例如，在扁平标牌和标签中的另一个重要的形状因数是装置的面
7积，并且天线的性能要求可以显著地影响这个因数。比如，在偶极天线 的情况下，天线的物理长度一般应当近似为射频装置工作频率的半波长。 RFID标牌和标签一般包括一个与天线电气耦合的集成电路微芯片 ("芯片")。 一般地，天线被提供在连续的板材或网状物上，并且利 用商业上现有的拾放机器可将RFID电路精确地放置到特定的天线上。这 些机器相对比较慢，通常需要间歇导引处理(intermittent indexing process)，由此天线网状物在芯片被放置到天线网状物上的天线时会停 止一小段时间。由于天线网状物上天线的间距可以相对较大，比如相隔5 到8厘米(2到3英寸)，因此生产过程的速度会进一步降低，因为天线 网状物必须移动相对较大的一段距离以进行下一次放置操作。拾放设备 通常在芯片放置位置非常接近时具有最高的放置速率。
在很多应用中，都希望尽可能地降低电子设备的大小。为了在 RFID嵌体(inlay)中互连非常小的芯片和天线，众所周知，使用在不同 场合称作"插入物"、"带条"和"载体"的中间互连或耦合结构以便 于装置制造。插入物(interposer)包括导电引线或焊盘，其电气耦合至 芯片的输入/输出("I/O")触点用以与天线耦合。与芯片在没有插入物 的情况下被准确排列进行直接放置相比，这些焊盘可以用来提供更大的 有效电接触区域。由插入物提供的较大耦合区域减少了在制造过程中芯 片放置所需的准确度，同时还为芯片和天线之间提供了有效的电气连接。 芯片放置和安装是高速生产制造的严重限制。现有技术公开了各式各样 的RFID带条或插入物结构，这些构造一般使用带有带条触点或引线的弹 性基座。比如，含有带条或插入物的RFID装置公开在美国专利第 6,606,247号和欧洲专利公告1 038 543，它们在这里全部作为参考文献并 入本申请中。 2003年1月17日提交的国际申请序列号PCT/US03/01513描述了 一种形成RFID装置的方法。在PCT/US03/01513中，将芯片或插入物从 第一网状物辨识抽离(singulate)，并传送到第二网状物上的天线。第一 网状物上芯片或插入物的间距通常小于第二网状物上天线的间距。芯片 或插入物通常由连续运动的传送构件辨识抽离并传送到第二网状物上， 所述传送构件将芯片或带条(strap)拾放到第二网状物的天线上。芯片或带条由传送构件导引至天线。 2004年9月22日提交的美国专利申请第10/947,010号描述了另一 种将RFID电路放置到电子部件上的方法。在10/947,010中，通过在传送 筒静止时拾起芯片并且在传送筒旋转时将芯片传送到移动的网状物上， 传送筒将芯片或插入物传送到移动的电子部件网状物上，这样传送筒的 切向速度大致等于移动网状物的线性速度。通过改变传送筒的旋转速率， 传送筒可以在静止时拾起芯片，并将该芯片放置在移动网状物的电子部 件上，从而将芯片导引至电子部件。虽然带条或插入物的使用在把RFID电路附着到天线的过程中会 引入额外的步骤，但带条或插入物提供了向天线结构网状物传送速度方 面的优势。插入物的第二个优势是降低了对放置到天线上准确度的要求。 插入物和天线的各自触点可能比RFID电路到天线的连接中所需的触点 大很多，从而使得插入物放置设备能够在更高速度工作并要求更低的精 度。插入物提供了它们可以附着到移动网状物上的天线的优势。然而， 网状物速度和生产率仍然很低。载体网状物上带条或插入物的间距与插 入物要附着的天线结构的间距之间的差异引起了一些困难。比如，PCT 申请WO 2004/088571 A2描述了一种将RFID "模块"即插入物组件附着 到移动网状物上的天线的工艺和装置。 —种组装插入物的方法始于插入物引线或焊盘网状物以及RFID 芯片网状物。 一般使用拾放技术将RFID芯片从网状物中分离并放置到插 入物引线上。芯片可以用拾取RFID芯片并将芯片放置在网状物上的插入 物弓I线上的旋转拾放装置被放置在插入物引线上，从而形成插入物组件。 替代地，芯片网状物可以直接被层制(laminate)到插入物引线网状物上。
如本专利申请的说明书和权利要求中所用的术语"RFID电路"包 括插入物和与插入物电气耦合的RFID芯片。通常地，第一网状物上的RFID电路的"间距"，也被称作相连 元件之间的中心到中心的距离，可能与第二网状物上的插入物引线或其 它电气部件的间距不同。芯片的间距可能在下列方向上不同于待形成的 阵列RFID标牌和标签的间距(a)纵向(也被称作"沿着网状物"方
9向)；(b)横向(或"横穿网状物"方向)；或者(c)两个方向。间 距的不同可能由于，比如，元件本身的大小，制造的考虑，和/或效率的 考虑。 一般而言，从效率的观点，优选的是第一网状物上的芯片之间的 间距尽可能最小。由于与天线或其它电子元件相比，芯片或带条的尺寸 比较小，因此芯片或带条相对会更加紧密地隔幵。因而，当将具有第一 间距来自网状物的RFID电路放置到具有第二间距的网状物上的天线时， 芯片必须被导引至天线上，反之亦然。为了效率，导引处理应该尽可能 地无缝操作，优选不干扰含有天线结构的网状物的推进。
因此，提供一种高速方法和装置，用来从具有第一间距的第一网 状物辨识抽离或分离插入物，并把该插入物转送到传送装置，由此插入 物可以被导引和放置到具有第二间距的第二网状物上的电子部件上。

发明内容
根据本发明的示例，提供了一种将RFID电路放置到电子部件上 的方法。这种方法包括从RFID电路网状物分离RFID电路，并用放置装 置将RFID电路放置到电子部件上。该分离包括将RFID电路定向到放置 装置的传送筒，并将RFID电路可拆分地耦合到传送筒。
在另一个示例中，提供了一种制造RFID装置的新型机器，它包 括RFID分离装置和旋转放置装置。RFID电路分离装置包括一个钻孔构 件，该钻孔构件被配置成从RFID电路网状物分离出至少一个RFID电路， 并将至少一个RFID电路定向到旋转装置的传送筒上。
在另一个示例中，提供了一种制造RFID装置的机器，它包括网 状物推进装置和位于RFID电路分离装置下游的废网状物清除装置，所述 网状物推进装置被配置成推进RFID电路网状物经过RFID分离装置。网 状物推进装置和废网状物清除装置经配置以协作地推进RFID电路网状 物经过RFID电路分离装置，从而防止当RFID电路网状物穿过RFID电 路分离装置时RFID电路网状物的弯曲。在又一个示例中，提供了一种制造RFID装置的方法。该方法包 括测试RFID电路网状物上的RFID电路。如果通过该测试确定RFID电 路是无缺陷的，则将此无缺陷的RFID电路定位到RFID电路分离装置中，
10利用钻孔构件从RFID电路网状物分离此无缺陷的RFID电路，并利用钻 孔构件将此无缺陷的RFID电路定向到旋转放置装置上，通过旋转放置装 置将此无缺陷的RFID电路放置到电子部件上。如果通过该测试确定 RFID电路是有缺陷的，则将此有缺陷的RFID电路推进到废RFID网状 物清除装置，用废RFID网状物清除装置将该有缺陷的RFID电路从网状 物上清除。为了达到上述的相关目标，本发明包括在后面详细描述的并在权 利要求中具体指出的特征。以下的说明书和附图详细阐明了本发明的某 些示例。然而，这些实施例仅表示了以各种方式使用本发明原理的一些 方式。通过下面本发明的详细描述并结合附图考虑，本发明的其它目标、 优势和新颖特征将显现出来，其中类似的参考数字用来标识一个或多个 附图中所示的类似元件。


图1是按照本发明示例的流程图，说明了一种从供应装置拾取芯
片或插入物并将其放置到设在移动网状物上的电子部件上；图2A是根据本发明的单筒一喷嘴放置装置的局部侧视图，所示
位于第一旋转位置；图2B是图2A的单筒一喷嘴放置装置的局部侧视图，所示位于第 二旋转位置；图3A图解说明了传送筒一种可能的速度变化图；图3B图解说明了传送筒另一种可能的速度变化图；图4是根据本发明的单筒三喷嘴放置装置的局部侧视图，所示位
于第一旋转位置；图5是图4的单筒三喷嘴放置装置的局部侧视图，所示位于第二 旋转位置；图6是本发明的装置的一示例的示意性框图；
图7是按照本发明的装置的另一示例的局部侧视图；
图8是图7的装置的放大详细图；
图9是按照本发明的另一个示例的斜视图10是图9的实施例的插入物网状物的放大图；图11是图9的实施例的天线网状物上的插入物的放大图；禾口图12是说明按照本发明的一示例的方法的流程图。
具体实施例 —种将RFID电路放置到电子部件上的高速机器和方法包括从 RFID电路网状物分离RFID电路，并利用放置装置将RFID电路放置到 电子部件上。该分离包括将RFID电路定向到放置装置的传送筒上，并将 RFID电路可拆分地耦合到传送筒。根据一种方法，分离器装置将芯片或 插入物分离并定向到放置装置上。根据另一种方法，芯片或插入物在从 网状物中分离之前被测试。如果芯片或插入物是合格的，则从网状物中 分离，定向到放置装置上，并放置到电子部件上。如果芯片或插入物有 缺陷，则不被定向到放置装置上，并由废网状物清除装置清除。
在图1中显示了一个流程图，描述了一种将RFID电路放置到设 在移动网状物上的天线的方法5。图1的方法5将与具有单个真空端口或 喷嘴的传送筒有关进行描述。然而，应该理解的是，通过适当的修改， 方法5同样可以应用于多喷嘴传送筒的任意一个喷嘴。在多喷嘴传送筒 的情况下，在特定喷嘴回到12点钟位置之前，加速步骤16和减速步骤 20会重复多个周期(一般对应于喷嘴的个数)。将芯片/插入物放置在移 动网状物上的步骤18会在这些周期之一的加速步骤16后发生。此外， 尽管该方法参照为分别抓紧和释放传送构件而由负压或正压所驱动的喷 嘴或端口进行描述，此方法并不需要这样的喷嘴或端口，而另外与其它 部件抓紧和释放机构兼容。方法5从处理步骤14开始，其中包含RFID芯片或RFID插入物 电路的RFID电路(例如，从这类电路的供应盒中分发)被传送筒上的喷 嘴拾取。在该实施例中，传送筒会在RFID电路被传送筒上12点钟位置 的喷嘴拾取时暂时停止。在处理步骤16中，传送筒被加速以致当喷嘴到 达6点钟位置时，喷嘴的切向速度大致等于移动的电子部件网状物的线 性速度。然后在处理步骤18中，RFID电路从喷嘴传送到移动的电子部 件网状物上。在RFID电路被传送至移动的电子装置网状物后，在处理步骤20中传送筒被减速，这样喷嘴回到12点钟位置，在那里喷嘴就位以 拾取另一芯片，进而传送至移动的电子部件网状物。
在传送筒的喷嘴的一种实施方式中，喷嘴是一个真空保持器，分 别使用负压和正压啮合和释放RFID电路。然而，发明还包含RFID电路 至传送筒的机械可拆分的耦合，在本专利申请中所用的术语"喷嘴"不 仅包含真空可拆分的耦合，还包含RFID电路的机械、电磁和静电可拆分
的孝禺^。转向图2A和图2B，显示了高速放置装置30，其包括RFID电路 供应装置32 (比如插入物盒)、传送筒34以及基辊44，所述传送筒34 拥有单个真空端口或喷嘴36用以将RFID电路38从供应装置32传送到 电子部件42的移动网状物40上。如图2A所示，传送筒34位于RFID 电路供应装置32和基辊44之间，而喷嘴36设置在12点钟位置。基辊 44 一般以合适的速度顺时针旋转，从而把电子部件42的网状物40从左 向右匀速推进。基辊44还可以是导辊。当旋转时，传送筒34逆时针旋 转。在所示的具体实施例中，当传送筒34暂时停止而喷嘴36处在12点 钟位置时，通过选择性施加负压，喷嘴36从供应装置32拾取RFID电路 38。 一旦RFID电路38可拆分地耦合至喷嘴36，传送筒34逆时针旋转 并加速到放置速度，此时喷嘴36和RFID电路38的切向速度大致等于移 动网状物40的线性速度。在图2B中，具有可拆分地耦合到其上的RFID 电路38的喷嘴36所示处在6点钟位置，而传送筒34旋转使得喷嘴36 和RFID电路38的切向速度大致与移动网状物40的线性速度相等。通过 选择性地移除负压和/或施加正压，RFID电路38被传送到网状物40上的 电子部件42。在一些实施例中，喷嘴上的压力变化可能会伴随喷嘴上的 静电荷变化，以辅助或影响RFID电路从中释放。传送筒34可以被设置 以致喷嘴36迫使RFID电路38靠着网状物40上的电子部件42。电子部 件可能包括粘贴剂，该粘贴剂在放置过程中实现RFID电路对部件的"定 位"。放置完RFID电路38后，传送筒34继续逆时针旋转，从而使喷嘴 36回到12点钟位置，在那里喷嘴34再次暂停，并就位从供应装置32拾 取另一个RFID电路38。在示意的实施例中，传送筒的转速从12点钟位置的每分钟转数(RPM)为0加速到6点钟位置的放置速度，再回到12点钟位置的零 RPM。因此，传送筒34必须在旋转的180度内(即，在12点钟的拾取 位置和6点钟的放置位置之间)从静止加速到放置速度。需要理解的是， 放置筒34在一个回转期间加速和减速的方式(这里也被称作放置筒的速 度变化图)根据不同的因素可以是任何适当的方式，所述因素例如放置 装置30的总吞吐率、向传送筒34提供RFID电路38的速率、RFID电路 38可拆分地耦合到传送筒34的真空端口或喷嘴36所需的最小时间、电 子部件的间距等等。在一些实施例中，放置筒34可以比6点钟位置的放 置速度更快的中间速度进行旋转。在一个示例中，RFID电路首先被辨识抽离，然后可拆分地耦合至 传送筒，传送筒的速度变化图一般会包括停留时间或者传送筒保持静止 以接收并容纳所辨识抽离的RFID电路的时间间隔。图3A和图3B示出 了图2A和图2B的传送筒34的两种可能的速度变化图。图3A显示的速 度变化图中速度以直线从静止增长到全速，而图3B示出了弓形速度变化 图的实例。这些传送筒的速度变化图每个都对应于含有三个喷嘴的传送 筒，因而这些速度变化图包括位于旋转周期的O度、120度和240度的停
留区域。其它传送筒结构也可能具备类似的速度变化图。
现在参看图4和图5，图示了具有三喷嘴传送筒54的高速放置装 置50。在这个具体的示例中，喷嘴56a, 56b和56c按120度的间隔分布 在传送筒54的周围。因此，如图4所示，喷嘴56a位于12点钟位置， 喷嘴56b位于8点钟位置，喷嘴56c位于4点钟位置。RFID电路供应装 置52位于传送筒54的12点钟位置的上方。电子部件62的网状物60在 传送筒54下方通过基辊64从左向右移动。在图4中，传送筒54暂时静 止，使得喷嘴56a从供应装置52拾取RFID电路58。
—旦RFID电路58可拆分地耦合至喷嘴56a，传送筒54开始加速 逆时针旋转。在图示的三个喷嘴实施例中，传送筒54必须通过120度的 圆弧从静止加速到放置速度，中间可能以大于放置速度的速度旋转，然 后减速回到静止。因而，如图4所示，传送筒54必须在60度的圆弧A 内达到放置速度，从而将喷嘴56b旋转至6点钟位置用以放置先前从 RFID电路供应装置52拾取的RFID电路58。当可拆分地耦合至喷嘴56b
14的RFID电路52到达6点钟位置时，它的切向速度大致等于电子部件62 的移动网状物60的线性速度。RFID电路58被放置后，传送筒54在图5 所示的60度圆弧B内减速至零RPM，中间传送筒54可能以大于放置速 度的速度旋转，从而将喷嘴56c带回12点钟位置。
要理解的是，在该实施例中，传送筒54间歇地以120度增量旋转。 在每个120度增量期间，在12点钟位置的第一喷嘴，可能是三个喷嘴56a， 56b和56c中的任意一个，其在传送筒54静止时从供应装置52挑选一个 RFID电路58。然后，传送筒54通过60度圆弧加速，直到第二个喷嘴 56a、 56b或56c恰当地旋转，使得喷嘴的切向速度大致等于移动网状物 60的线性速度，此时将RFID电路58传送至网状物60上的电子部件62。 在RFID电路58被放置后，传送筒54通过60度圆弧减速，直到第三个 喷嘴56a、 56b或56c恰当地旋转到适当位置，以便从供应装置52中拾 取RFID电路58。如上所述，要理解的是，其它喷嘴的配置和/或多个RFID 电路供应装置52也是可能的。另外，虽然以上描述从喷嘴56a在12点 钟位置开始，但在其余两个喷嘴假定其它两个相对位置均合适的情况下， 三个喷嘴56a、 56b和56c中的任意一个都可以从12点钟位置开始。因 此，以上说明仅仅描述了可以用于本发明的多种可能喷嘴配置中的一种。
作为上述包含三个喷嘴的传送筒配置的替换，可能有其他配置和 喷嘴数量。奇数个喷嘴、平均分布在传送筒周围的配置与优选形式的速 度分布图兼容，其中传送筒在12点钟位置静止时接收RFID装置，在6 点钟位置加速至放置速度，并在返回12点钟位置时把速度降回到每分钟 转数为0 (可能包括如图3A、图3B所示的一系列子周期)。具有偶数 个喷嘴的配置也是可能的，比如具有在9点钟位置(在此处RFID电路可 拆分地耦合至传送筒)和3点钟位置的停留区域的两喷嘴配置。然而， 如同本领域技术人员了解的一样，喷嘴数量的增长超过一定数目是不可 取的，因为这样会降低传送筒加速和减速的间隔角，从而增加传送筒需 要的加速和减速的量。还要理解的是，为了帮助将RFID电路放置到天线结构上，视觉 系统可以有利地用来读取坐标点和/或天线位置，并将反馈提供给控制传 送筒的控制系统、RFID电路载体网状物和/或天线结构网状物。另外，任何合适的方法都可以用来将RFID电路从载体网状物中辨识抽离。例如， 载体网状物可能被冲切，从而在被传送筒拾取前辨识抽离RFID电路。替 代地，载体网状物可能在切割构件和传送筒之间传递，其中切割构件通 过把传送筒作为铁砧切割网状物，辨识抽离RFID电路。
上述的放置装置能够在不改变第二网状物速度的情况下，把第一 载体网状物上第一间距(一般相对较小)的RFID电路传送到第二网状物 上具有第二间距(一般相对较大)的天线或其它电子部件。RFID电路载 体网状物可以根据需要拥有不变的、间歇的或者可变的速度，以便向传 送筒提供合适数目的RFID电路。类似地，传送筒可以根据需要拥有不变 的、间歇的或可变的旋转速度，以便从载体网状物中接收足够的RFID电 路并向第二网状物提供足够的RFID电路。要理解的是，在上述任何一个实施例中，可拆分地耦合至传送筒 的RFID电路的切向或圆周速度在放置过程中可能大致等于移动网状物 的线性速度。在整个前述中，设定了基准当RFID电路被放置在网状物 上的电子部件上时，传送筒表面的切向或圆周速度大致等于网状物的线 性速度。然而在一些配置中，尤其在采用超出筒的外围表面的喷嘴的配 置中，要理解的是，喷嘴和/或可拆分地耦合到其上的RFID电路的切向 速度大致等于电子部件移动网状物的线性速度。因此，要理解的是，传 送筒的表面是用来可拆分地耦合RFID电路的表面。
还要理解的是，在将RFID电路放置到天线结构上的过程中，在 RFID电路和天线装置之间可能形成永久的接合。在适于天线网状物的高 速运动的另一替代实施例中，RFID电路可能被暂时固定到天线结构，并 且在后续的处理过程中永久的接合可能形成于这些结构之间。例如，压 力可以用于暂时的固定，并且在后续的处理过程中，利用热、光化辐射、 或其它手段形成永久的接合。在图6中，示意图说明了放置装置400，它包括一个传送筒470， 耦合至传送筒470的电机478，以及耦合至传送筒470的真空源479。任 何合适的电机可以用来为传送筒470提供旋转动力。例如，电动步进器、 或伺服驱动电机、或液压马达可以耦合至传送筒，以提供旋转动力。另 外，合适的传动和变速箱组件可以用来将电机或其它驱动装置耦合到该筒。现在转向图7和图8，显示了高速放置装置500的另一示例，其 包括插入物分离装置510，旋转的传送筒512，网状物推进装置514以及 废插入物清除装置516。旋转的传送筒512在操作上可能类似于上述传送 筒。在操作中，与废网状物清除装置516协同工作的网状物推进装置514 恰当地推进插入物520从左向右地通过机器500。要理解的是，所示实施例中的网状物推进装置514位于插入物分 离装置510的上游，而废插入物网状物清除装置516位于插入物分离装 置510的下游。网状物推进装置514和废网状物清除装置516可以是轧 辊、传送带、或其它任意合适的用于推进材料网状物的装置。在图示的 实施例中，推进装置514包括一对反向的带子，其可以压縮地或以其它 方式啮合插入物520以推进插入物520。废网状物清除装置516包括一对 反向轮子或转筒，其也压縮地或以其它方式啮合插入物520以推进插入 物520。要理解的是，推进装置514和废网状物清除装置516协同工作以 推进插入物网状物520经过插入物分离装置510。在一些示例中，尤其是 当该网状物520比较薄和/或有弹性时，操作废网状物清除516可能是有 利的，这样，在网状物520由推进装置514推进穿过插入物分离装置510 时可以防止插入物网状物520的弯曲。通过使废插入物网状物清除装置 516的工作速率等于或稍大于推进装置514推进网状物520的速率，可以 达到此目的。在这种情况下，微张力可以被引入或保留在网状物520中， 从而防止弯曲变形。更厚和/或更硬的插入物网状物520可能不需要废插 入物网状物清除装置516的协助来防止弯曲。在一些应用中，仅用废网状物清除装置516来拉动废网状物520 经过插入物分离装置510从而推进网状物520可能是有利的。在这种应 用中，网状物推进装置514可以脱离网状物520,或完全从高速机器500移除。插入物网状物520上的插入物521由分离装置510进行辨识抽离 并从插入物网状物520传送到旋转的传送筒512。 一旦插入物521被传送 到旋转的传送筒512，则旋转的传送筒512旋转，并以与上述实施例中大
17致相同的方式将插入物521放置到天线装置526或其它电子部件的网状 物上。如图7所示，插入物520的网状物在进入网状物推进装置514之 前经过一系列的轧辊和张力调节进行缠绕。这一系列的轧辊和张力调节 过程可以用来保证插入物网状物520在进入网状物推进装置516前被适 当排列并且张力适当。插入物网状物520由网状物推进装置514按预定 间隔送进分离装置510。对插入物521合适的位置检测(传感器)可能影 响上述的预定间隔，导致插入物521在分离装置510中的更理想定位。 网状物推进装置514包括一个位于上方的传送带517和一个位于下方的 传送带518，两个传送带协同工作以将插入物网状物520间歇地推进分离 装置510。推进装置514推进插入物网状物520，以致插入物521被恰当 地定位，使分离装置510将其从插入物网状物520分离。
分离装置510包括一个含有一个切头532和一个真空端口 534的 打孔机530。打孔机530安放在分离装置外壳536中，并被配置用于相对 传送筒512的相互正交运动，从而执行切削或打孔动作。打孔机530的 切头532被配置成当使打孔机530紧靠插入物521和/或插入物网状物 520时，将插入物521从插入物网状物520辨识抽离。 一旦将插入物521 从插入物网状物520辨识抽离，所辨识抽离的插入物521可能通过真空 端口 534可拆分地耦合至打孔机530。将辨识抽离出的插入物521可拆分 地耦合至打孔机530可能有利于在打孔机530的后续运动中稳定所辨识 抽离出的插入物521。要理解的是，分离装置510的外壳536可以包括一个或多个导向 装置，用于在推进网状物经过分离装置510时导向和/或对准插入物网状 物520。比如，这种导向装置可能是外壳536中合适大小的沟槽或通道， 经此插入物网状物520被导向。为了适应不同尺寸的插入物网状物520， 导向装置可以是可调整的，或者替代地，导向装置可以是可互换的设计， 由此一个或多个导向装置可以安装在外壳536中，与特定大小的插入物 网状物520 —起使用。在分离装置510将插入物521从插入物网状物520辨识抽离后， 打孔机530继续向下延伸，从而将所辨识抽离出的插入物521定向到旋转的传送筒512上的喷嘴542上。然后，通过从打孔机530的真空端口 534移除真空并同时将真空经过旋转的传送筒512的喷嘴542上的真空端 口 544施加到插入物521上，可将辨识抽离出的插入物521传送到旋转 传送筒的喷嘴542上。从插入物网状物520中辨识抽离和传送插入物521 可以在插入物网状物520和旋转的传送筒512暂时静止时执行。
如前面实施例所述的， 一旦插入物521被辨识抽离并传送到旋转 的传送筒512的喷嘴542上，旋转的传送筒512可能开始加速旋转，使 得当喷嘴在传送筒的6点钟位置时，喷嘴542的切向速度大致相等于电 子部件网状物524的线性速度。辨识抽离出的插入物521可以按前面描 述的方式放置到电子部件网状物上。要理解的是，插入物521可以按任意适当的方式比如切割或打孔 从插入物网状物520分离。这样，打孔构件530可以被配置成切割、剪、 打孔或以其它方式将插入物521从网状物520中分离。激光也可以用来 从网状物520分离插入物521。在一些应用中，插入物521可以通过横切 网状物520从插入物网状物520中进行辨识抽离。在这种情况下，辨识 抽离出的插入物521 (其包括含有相同插入物的部分网状物520)被传送 至旋转的传送筒512，用于放置到电子部件网状物524上，并且废插入物 网状物清除装置516不是必需的。在其它应用中，插入物521可能从插 入物网状物520中进行辨识抽离，留下部分或所有的网状物520。在这种 情况下，废插入物网状物清除装置516可以用来清除废网状物。
在图9中，示出了按照本发明的另一个示例的斜视图。高速机器 500包括插入物分离装置510，旋转的传送筒512，和位于插入物分离装 置510上游的推进装置514。废插入物网状物清除装置516位于插入物分 离装置510的下游。旋转的传送筒512可能与前面描述的传送筒的操作 类似。在操作中，与废网状物清除装置516协同工作的推进装置514恰 当地推进插入物网状物520从左向右经过机器500。
要理解的是，所示实施例中的推进装置514位于插入物分离装置 510的上游，而废网状物清除装置516位于插入物分离装置510的下游。 与前面的示例类似，推进装置514和废网状物清除装置516可以是轧辊、 传送带、或其它任意合适的用于推进材料网状物的装置。
还要理解的是，推进装置514和废网状物清除装置516可以协同工作以推进插入物网状物520经过插入物分离装置510。有时，尤其当网状物520比较薄和/或有弹性时，操作废网状物清除516可能是有利的，这样，在网状物推进装置514推进网状物520经过插入物分离装置510时可以防止插入物520的弯曲。可以通过使废插入物网状物清除装置516的工作速率等于或稍大于网状物推进装置514推进网状物520的速率达到此目的。这样，微张力可以引入或保留在网状物520中，从而防止弯曲。更厚和/或更硬的插入物520可能不需要废网状物清除装置516的协助来防止弯曲。与废插入物网状物556的清除相结合，可以使用位于废插入物网状物清除装置516下游的裁切机570和容器572来切割和丢弃废插入物网状物。裁切机570可以是刀片、激光、或其它任何适当的用于切割网状物520的装置。可配置容器572以接收经切割的废插入物网状物。要理解的是，可以使用任何合适的清除废插入物网状物556的方法，包括真空或盘缆器装置。废插入物网状物清除装置516还可以清除被确定为有缺陷的插入物521。例如，在从网状物520分离插入物521之前，可以测试插入物521以判定其是否有缺陷。如果插入物521被确定为有缺陷，该已知的有缺陷的插入物521可能由推进装置514推出打孔机530，直到这个己知的有缺陷的插入物521位于废插入物网状物清除装置516的下游。接着，裁切机可能切割废插入物网状物部分556，该网状物部分556含有该已知的有缺陷的插入物。然后，含有已知有缺陷的插入物的废插入物网状物部分556可能收集在容器中或者以其它合适的方式加以清除，例如用真空装置。替代地，在不需要裁切操作的情况下，还可以使用真空拉紧盘缆器(spooler)或驱动复绕机来清除废插入物网状物部分556。
要理解的是，插入物521可以在推进到插入物分离装置510之前立即接受测试，并且如果发现有缺陷，则不从网状物520分离，直接穿过插入物分离装置510。替代地，插入物网状物520可能被测试，并且有缺陷的插入物521的位置可以被标记在网状物520上或者存储在存储装置中。网状物推进装置514可以包括合适的视觉系统来读取所标记的有缺陷的插入物521。替代地，控制系统可以用来控制网状物推进装置514，并且利用存储在存储装置中的数据以如下方式来推进网状物520:确保只有无缺陷的插入物521从网状物520中被辨识抽离。剩下的有缺陷的插入物521可以由废网状物清除装置516清除。如图10所示，插入物网状物520上的插入物521 —般包括一个芯片522和引线523。引线523 —般与插入物网状物520相对共面，而芯片522从插入物网状物520向上延伸。插入物521从插入物网状物520中被辨识抽离并被传送至旋转的传送筒512，以致插入物521的芯片522被放置在传送筒512上。 一旦插入物521被传送至旋转的传送筒512，旋转的传送筒512旋转并将插入物521放置在天线部件526或其它电子部件的网状物524上，其操作方式大致与上述示例相同。如图9所示，天线装置的网状物526可以包括位于天线部分之间的凹槽527，所述天线部分经配置以便在将插入物521放置到网状物524上时接收芯片522，从而达到如图11所示的相对平坦的轮廓。
在图9至图11的实施例中，当插入物521进入插入物分离装置510时，其被排列成芯片522面朝上。辨识抽离出的插入物521可拆分地耦合至旋转的传送筒512，而芯片522从旋转的传送筒512的表面径向朝外。 一旦插入物被传送至网状物524，其被定向使得芯片522面朝下。如同上面提到的，插入物可以被放置在网状物524上，而芯片522位于凹槽527中。现在参看图12，显示了插入物测试过程600的流程图。测试过程从过程步骤610开始，其中插入物被测试。任何适当的测试装置可以用来测试插入物的多种参数，以判定插入物是否有缺陷。如果插入物被判定为有缺陷，或者识别到预先测试并标记为有缺陷的插入物，则插入物网状物被向前推进经过插入物分离装置而不从网状物中进行辨识抽离，这样，有缺陷的插入物在过程步骤630中位于插入物分离装置510的下游，并且使得只有已知合格的插入物从插入物网状物中被辨识抽离用以放置到天线上。在过程步骤632中，有缺陷的插入物被废插入物清除装置清除。如果插入物被判定为合格，则此插入物在过程步骤640中被定位到插入物分离装置中。在过程步骤642中，插入物从插入物网状物中被分离并定向到放置装置上。接着在过程步骤644中，插入物被放置到电子部件上。要理解的是，在插入物被打孔机从插入物网状物分离之前，可以使用任意合适的插入物测试装置和方法来识别有缺陷的插入物。当探测到有缺陷的插入物，推进装置可以以更快的速率推进插入物网状物520，这样已知的合格的插入物会出现在分离装置510中而没有时延。比如，在插入物网状物520上的插入物521的间距为X而推进插入物网状物520的速率为Y的情况下，在探测到有缺陷的插入物时，推进装置516将以两倍Y的速率推进网状物520两倍X的距离。如此，插入物521会处在适当的位置以进行辨识抽离和放置，而无需延迟后续的操作和/或浪费其它材料。这种设置在与本申请所述的旋转传送筒相连时尤其有利，其中插入物最终被放置到其上的电子部件网状物是运动的。
要理解的是，在上述任意实施例中，插入物分离装置可以辨识抽离插入物，或者替代地，根据需要可以从插入物网状物分离多个插入物。
本领域技术人员在阅读过前面描述后会做一定的修改和改良。应当理解，本发明不限于任何特定类型的无线通信装置，或插入物。术语"电子部件"可能包括电子电路或电子装置，并且在优选的实施例中包含天线。天线可能包括单个天线部分，或多个分离的天线部分。另外，很多种天线设计可以与本发明一起使用，比如回路天线、隙缝天线和贴片天线。为了应用，耦合可能包含机械耦合和电子耦合。机械耦合包括在物理上把插入物固定到电子部件。电子耦合包括在插入物和电子部件之间形成电连接。插入物和电子部件之间的电连接可能包括欧姆连接、电容连接或电感连接，或上述连接的组合。反应耦合被定义为要么是电容耦合，要么是电感耦合，或者是两者的组合。电容耦合可能包括将插入物放置在紧密靠近电子部件的周围，并在两者之间设有绝缘填充，使插入物和电子部件之间的电容耦合以射频频率发生。绝缘填充可能包括不导电的粘贴剂，比如压力敏感的粘贴剂，如可从Avery Dennison公司得到的Fasson粘贴剂S4800和S333，和高介电常数材料，如钛化合物，比如二氧化钛或钛酸钡。在这种实施例中，绝缘垫/填充的有效介电常数是绝缘垫厚度的非固定函数。比如，绝缘垫可能包括导电颗粒，例如铝
22和/或镍颗粒，用来最小化电容耦合厚度变化产生的影响。绝缘垫的厚度
可能大约为0.025毫米(0.001英寸)或更薄。如本领域的技术人员理解的一样，本发明的方法，虽然描述时与RFID电路、带条，插入物和天线结构有关，但该方法可以有利地用于将芯片直接放置在天线上，或将芯片放置在插入物引线上。例如，在上述任意示例中，可以用天线结构代替插入物引线，以及芯片可以放置在插入物引线上，而不是在天线装置上。本领域一般的技术人员可以认识这些元件可以有很多不同方式来实现本发明。本发明用来覆盖权利要求中所保护的以及任何等价物。这里所用的特定实施例是为了帮助理解本发明，而不应该以比权利要求中所描述的及其等价物更窄的方式限制本发明的范畴。
虽然本发明用某一特定实施例或一些实施例进行了表示和描述，但是很明显，但显而易见的是，本领域的技术人员在阅读和理解本说明书和附图后可做等效的更改和修改。尤其关于由上述元件(部件、组件、装置、构成等等)所执行的各种功能，除非以其它方式表明，用以描述这些元件的术语(包括对"装置"的参考)旨在对应于执行所述的元件的指定功能的任意元件(即其是功能性等效的)，即使在结构上与执行在本发明所示的一个或多个实施例中的功能的被公开结构不等效。另外，虽然本发明的具体特征可能参照几个所示实施例中仅一个或多个进行了描述，但这种特征可以与其它实施例中的一个或多个其它特征组合，这对于任何特定或具体应用可能是希望的并且是有利的。
权利要求
1.一种将RFID电路(38，58)放置到电子部件(42，62)上的方法，所述方法包括从RFID电路网状物中分离RFID电路(38，58)；和，用放置装置(30，400，500)将所述RFID电路(38，58)放置到电子部件(42，62)上；其中该分离包括将所述RFID电路(38，58)定向到所述放置装置(30，400，500)上的传送筒(34，54，470，512)上；并将所述RFID电路(38，58)可拆分地耦合到所述传送筒(34，54，470，512)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述传送筒(34,54,470,512)在 所述RFID电路(38,58)被可拆分地耦合到其上时是静止的。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中从所述RFID电路网状物中分离 所述RFID电路(38，58)包括从所述RFID电路网状物中切割所述RFID 电路(38,58)。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中从所述RFID电路网状物中分离 所述RFID电路(38,58)包括将所述放置装置(30,400,500)用作铁砧来打 孔所述RFID电路(38,58)。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述RFID电路(38,58)放置 到电子部件(42,62)上包括旋转所述传送筒(34,54,470,512)。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中至少一个RFID电路(38,58)包 括RFID插入物，所述插入物包括安装至RFID芯片的插入物引线。
7. —种用于制造RFID装置的机器，包括 RFID电路分离装置(510);和 旋转放置装置(30,400,500);其中所述RFID电路分离装置(510)包括打孔构件(530)，该打孔构 件(530)经配置从RFID电路网状物中分离至少一个RFID电路(38，58)， 并将所述至少一个RFID电路(38,58 )定向到所述旋转放置装置 (30,400,500)的传送筒(34,54,470,512)上。
8. 根据权利要求7所述的机器，其中所述旋转放置装置(30,400,500) 包括至少一个真空喷嘴(36,56,542)，所述真空喷嘴被配置成将所述至少一 个RFID电路(38,58)可拆分地耦合到其上。
9. 根据权利要求7所述的机器，其中所述打孔构件(530)包括刀刃， 该刀刃被配置成从所述RFID电路网状物中切割所述至少一个RFID电路(38,58)。
10. 根据权利要求7所述的机器，其中所述打孔构件(530)包括一个 真空喷嘴(36,56,542)，该真空喷嘴被配置成在将所述RFID电路(38,58) 定向到所述旋转放置装置(30,400,500)的所述传送筒(34,54,470,512)上 时将所述至少一个RFID电路(38,58)可拆分地耦合到其上。
11. 根据权利要求7所述的机器，其中所述打孔构件(530)被配置成 使所述RFID电路网状物与所述旋转放置装置(30,400,500)抵靠啮合。
12. 根据权利要求7所述的机器，其中所述旋转放置装置(30,400,500) 包括至少一个传送筒(34，54，470,512)，所述传送筒(34，54，470，512)沿其圆周表面具有至少一个真空喷嘴(36,56,542);和其中所述至少一个真空喷嘴(36,56,542)被配置成接收和可拆分地耦 合由所述打孔构件(530)定向到那里的RFID电路(38,58)。
13. 根据权利要求7所述的机器，其中所述打孔构件(530)被配置成 将所述旋转放置装置(30，400，500)用作铁砧从所述RFID电路网状物中切 割所述至少一个RFID电路(38,58)。
14. 一种用于制造RFID装置的机器，包括网状物推进装置(514)，其被配置成推进RFID电路网状物经过RFID 电路分离装置(510);禾口，位于所述RFID电路分离装置下游的废网状物清除装置(516);其中所述网状物推进装置(514)和废网状物清除装置(516)被配置 成协作地推进所述RFID电路网状物经过所述RFID电路分离装置(510)， 从而防止所述RFID电路网状物在其经过所述RFID电路分离装置(510) 时的弯曲。
15. 根据权利要求14所述的机器，其中所述网状物推进装置(514) 以第一速率推进所述RFID电路网状物；且其中所述废网状物清除装置(516)以大于所述第一速率的第二速率推 进该网状物，从而在所述网状物推进装置(514)和所述废网状物清除装置 (516)之间的所述RFID电路网状物中引入张力。
16. 根据权利要求14所述的机器，其中所述网状物推进装置(514) 还包括一对反向轧辊，这对反向轧辊被配置成啮合所述RFID电路网状物。
17. 根据权利要求14所述的机器，其中所述废网状物清除装置(516)还包括一对反向轧辊，这对反向轧辊被配置成啮合RFID电路网状物。
18. —种制造RFID装置的方法，包括 测试位于RFID电路网状物上的RFID电路(38,58); 如果通过该测试判定该RFID是无缺陷的，贝U将无缺陷的RFID电路(38，58)定位到RFID电路分离装置(510)中；用打孔构件(530)从所述RFID电路网状物中分离所述无缺陷的 RFID电路(38,58);用所述打孔构件(530)将所述无缺陷的RFID电路(38,58)定向 到旋转方夂置装置(30,400,500)上；禾口用所述旋转放置装置(30，400，500)将所述无缺陷的RFID电路 (38,58)放置到电子部件(42，62)上；如果通过该测试判定该RFID电路(38,58)是有缺陷的，则将所述有缺陷的RFID电路(38,58)推进到废网状物清除装置 (516);和用所述废网状物清除装置(516)将所述有缺陷的RFID电路 (38,58)从该网状物中清除。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中推进该网状物上所述有缺陷的 RFID电路(38，58)包括将所述有缺陷的RFID电路(38,58)推进到所述 RFID电路分离装置(510)下游的位置。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中用所述废RFID网状物清除装 置(516)清除所述有缺陷的RFID电路(38,58)包括切割所述RFID电路网状物。
21.根据权利要求18所述的方法，其中用废RFID网状物清除装置 (516)清除所述有缺陷的RFID电路(38,58)包括在容器(572)中收集 废RFID电路网状物。
全文摘要
将RFID电路(38，58)放置到电子部件上的高速机器和方法包括从RFID电路网状物中分离RFID电路(38，58)，并用放置装置将RFID电路(38，58)放置到电子部件上。该分离包括将RFID电路(38，58)定向到放置装置(30，400，500)的传送筒(34，54，470，512)上，并将RFID电路(38，58)可拆分地耦合到传送筒(34，54，470，512)。根据一种方法，分离装置分离并定向芯片或插入物到放置装置(30，400，500)上。根据另一种方法，在把芯片或插入物从网状物分离出来之前对其进行测试，如果合格，则将其从网状物中分离，定向到放置装置(30，400，500)上，并放置到电子部件上。如果有缺陷，则芯片或插入物不被定向到放置装置(30，400，500)上，并由废网状物清除装置(516)移除。
文档编号G06K19/077GK101496038SQ200680012004
公开日2009年7月29日 申请日期2006年4月25日 优先权日2005年4月25日
发明者R·林科曼尼, S·W·弗格森, W·基恩 申请人:艾利丹尼森公司