MÉTODO PARA FABRICAR PRODUCTOS QUE COMPRENDEN TRANSPONDEDORES.

Un método para fabricar productos que comprenden transpondedores,

comprendiendo la introducción de una banda (107) comprendiendo en su superficie módulos estructurales secuenciales (1), comprendiendo cada módulo estructural un circuito integrado (3), teniendo los módulos estructurales (1) una primera distancia entre ellos, cortar la banda (107) de tal manera que los módulos estructurales secuenciales (1) estén separados uno de otro, aplicar los módulos estructurales (1) a un sustrato de producto, para que los módulos estructurales secuenciales (1) tengan una segunda distancia entre ellos, siendo la segunda distancia mayor que la primera distancia, que se caracteriza porque: cada módulo estructural (1) de la banda (107) comprende un elemento acoplador de impedancias (2) conectado eléctricamente al circuito integrado (3) aplicando el circuito integrado (3) al elemento acoplador de impedancias (2) por medio de al menos dos protuberancias de fijación (12), en el que: el elemento acoplador de impedancias (2) comprende un bucle primario (2a) y un bucle secundario (2b), y el bucle primario (2a) es activado cuando una dicha protuberancia de fijación (12) es aplicada al bucle primario (2a) mientras que el bucle secundario (2b) es activado cuando una dicha protuberancia de fijación (12) es aplicada al bucle secundario (2b), y porque el método comprende además: aplicar cada elemento acoplador de impedancias (2) a una antena (4), formando el elemento acoplador de impedancias (2) y la antena (4) una conexión eléctrica

Campo del invento

El invento presente se refiere a un método para fabricar productos que comprenden transpondedores, cada transpondedor comprende un módulo estructural y una antena. El módulo estructural comprende un elemento acoplador de impedancias y un circuito integrado en un chip. La antena puede estar acoplada capacitativamente al 5 elemento acoplador de impedancias o puede tener un contacto óhmico con el elemento acoplador de impedancias. Los productos en los que puede ser integrado el transpondedor son usualmente materiales para empaquetar, paquetes, o etiquetas.

Antecedentes del invento

El gran inconveniente que todavía persiste para la adopción de la tecnología de RFID es su funcionalidad y 10 costo, especialmente el costo y el rendimiento de los transpondedores. Las aplicaciones están muy fragmentadas y requieren transpondedores específicos para la aplicación, pero esto aumenta significativamente los costos de fabricación de transpondedores del tipo de “inlay”, o inserción, ya que no se pueden confeccionar los “tags”, o etiquetas RFID, para cada uso final.

El desarrollo del mercado de la RFID está actualmente en una fase de planificación para iniciar la fabricación 15 a gran escala. Cuando se adopte la producción en masa, los compradores esperarán que haya disponibles transpondedores UHF de costo extraordinariamente bajo. Para conseguirlo, deben tenerse en cuenta unos tamaños fijos para los transpondedores y nuevos métodos de fabricación. El método de fabricación tiene que ser diseñado a la vista de los productos y procesos finales exactos de cada fabricante de paquetes o etiquetas, ya que esas características son muy diferentes entre fabricantes. 20

El costo básico de la fabricación proviene de las secciones siguientes: costo de la materia prima, costo de la fabricación de la antena, costo del ensamblaje del circuito integrado (CI), costo de la conversión, rendimientos del proceso y eficiencia del proceso en conjunto, necesidades de mano de obra por número de transpondedores producido y complejidad de la gestión del proceso, y costos del equipo.

Para satisfacer las directrices de un negocio creciente, el proceso de fabricación tiene que ser no sólo 25 rentable y fiable sino también capaz de producir tags y etiquetas en un número de unidades por hora suficiente. Los productos tienen que ser confeccionados en masa. En la fabricación rodillo a rodillo, esto se traduce en que los tiempos de formación de las máquinas tienen que ser cortos y los rendimientos alcanzables elevados, independientemente del producto a ser fabricado.

El suministrador de tags RFID necesita ser flexible con los tags específicos del comprador ya sea debido a 30 los requisitos de tamaño o debido a los materiales necesarios o a los rendimientos de RF. Como el etiquetado RFID cambiará del nivel del pallet a los niveles del envoltorio y del artículo, se presentarán nuevos retos para los tags: restricciones de diseño del paquete, proximidad a una variedad más amplia de materiales intermedios, y el reciclado de los paquetes. Los tags deberán producirse acomodándose más al cometido.

La cadena de suministro al por menor es presionada para que desarrolle continuamente operaciones 35 destinadas al consumidor. Los minoristas esperan de sus productores que les rellenen los estantes de la tienda de acuerdo con el consumo. Los tiempos de entrega se miden en horas, no en días. Esta presión está pasando actualmente de los productores a los suministradores de paquetes y de etiquetas, para evitar gastos de capital en existencias de reserva. Este desarrollo no admite operaciones bajo pedido convencionales. Los convertidores tendrán que integrarse con sus compradores y realizar operaciones ajustadas. La orientación hacia el consumidor es 40 un prerrequisito.

Hasta ahora se han hecho intentos para minimizar los costos relacionados con la fabricación de transpondedores desarrollando principalmente varios tipos de conceptos de fabricación de módulos estructurales a bajo costo y minimizando los tamaños de las antenas sin tener realmente en cuenta el valor conjunto de la cadena, los flujos del proceso de los productos finales, el costo de los materiales, los rendimientos a conseguir, y el gasto 45 total de capital en los equipos.

El ensamblaje de los circuitos integrados en los chips es considerado generalmente el cuello de la botella y el factor de mayor costo en la fabricación de transpondedores. Desgraciadamente, el cuello de botella y el problema del costo de la fabricación del transpondedor conjunto no se resuelve aumentando las unidades de CIs ensamblados a la hora. Además, mediante optimización parcial y sin tener en cuenta el conjunto de la cadena de fabricación, se 50 retrasan normalmente los problemas más graves al siguiente paso de la cadena de producción. Éste es el caso de los productos modulares estructurales de la técnica anterior. Los módulos estructurales son de una baja calidad y de un bajo rendimiento (todos los CIs, incluyendo los de mala calidad, son ensamblados a partir de “wafers”, obleas, y los CIs no son clasificados mientras se retiran de la oblea), caros de ensamblar en las inserciones finales, los procesos de ensamblaje de módulos estructurales no son fiables, y esas inserciones requieren todavía una 55 conversión adicional en etiquetas o suministro si se quiere integrarlas en paquetes. Además, ningún proceso ha avanzado hasta el nivel industrial.

Todos los suministradores de CIs que planean ofrecer CIs empaquetados en formato de módulo estructural se centran en minimizar el tamaño del módulo estructural para hacer que el módulo estructural sea tan barato como sea posible (menor consumo y costo del sustrato del módulo estructural, mayor densidad de empaquetamiento en el 60

ensamblaje del CI). El ahorro de costos es marginal, y de esta manera los costos son transferidos a procesos posteriores. La minimización del tamaño se traduce, en la práctica, en que los módulos estructurales no incluyen ningún elemento de acoplamiento conjugado para hacer más pequeño el tamaño del módulo estructural que, a su vez, quiere decir que los módulos estructurales tienen que ser conectados a la antena mediante un contacto óhmico. Cuando la estructura de la antena incluye el elemento de acoplamiento, una simple cinta deja de funcionar como una 5 antena, y tienen que usarse estructuras de antena más avanzadas y específicas de la aplicación.

En el mercado existen unos pocos transpondedores avanzados. Ejemplos de transpondedores con una antena tag pequeña y una antena booster mayor acopladas capacitativamente incluyen el tag de Tagsys Kernel y los tags de antena dual de KSW Taurus. El tag de Tagsys Kernel está destinado a resolver el problema de etiquetar a nivel del artículo. Un pequeño booster tag es aplicado a un paquete primario que se acopla a una antena mayor 10 impresa en un paquete secundario. Taurus proporciona los tags con mejores rendimientos de lectura-escritura de corto alcance.

Otra manera de realizar el ensamblaje de CIs es ensamblar el CI directamente en la antena del transpondedor, ya sea con un formato de banda ancha o de banda estrecha. Un problema de esto es que la densidad del empaquetamiento de los CIs en la banda es relativamente baja, lo que retrasa a la vez las operaciones 15 de recogida y colocación y de unión final. Además, para formar la etiqueta final, el fabricante de la inserción debe hacer primero la inserción mediante varios pasos de proceso, y a continuación el convertidor de etiquetas debe convertirla en una etiqueta. Esto requiere varios desenrollados y enrollados, reduce los rendimientos, requiere equipos caros, y reduce el número de unidades por hora de las líneas de impresión, debido a que no puede realizarse una inspección de salida eléctrica en bandas que vayan a muy alta velocidad. 20

El documento US 5.305.008 describe un sistema de transpondedor. El sistema comprende una etiqueta que responde a una señal que incluye una primera antena para recibir una señal de interrogación y para emitir una señal de respuesta, una impedancia conectada a la primera antena, medios para generar la señal de respuesta y medios para variar la impedancia conectada a la primera antena de acuerdo con la señal de respuesta; y un interrogador que comprende una segunda antena para transmitir una señal de interrogación y para recibir la señal de respuesta, 25 un transmisor conectado a la segunda antena e incluye un generador de energía de radiofrecuencia de impulsos, medios para separar la señal...

1. Un método para fabricar productos que comprenden transpondedores, comprendiendo la introducción de una banda (107) comprendiendo en su superficie módulos estructurales secuenciales (1), comprendiendo cada módulo estructural un circuito integrado (3), teniendo los módulos estructurales (1) una primera distancia entre ellos, 5

cortar la banda (107) de tal manera que los módulos estructurales secuenciales (1) estén separados uno de otro,

aplicar los módulos estructurales (1) a un sustrato de producto, para que los módulos estructurales secuenciales (1) tengan una segunda distancia entre ellos, siendo la segunda distancia mayor que la primera distancia, que se caracteriza porque: 10

cada módulo estructural (1) de la banda (107) comprende un elemento acoplador de impedancias (2) conectado eléctricamente al circuito integrado (3) aplicando el circuito integrado (3) al elemento acoplador de impedancias (2) por medio de al menos dos protuberancias de fijación (12), en el que:

el elemento acoplador de impedancias (2) comprende un bucle primario (2a) y un bucle 15 secundario (2b), y

el bucle primario (2a) es activado cuando una dicha protuberancia de fijación (12) es aplicada al bucle primario (2a) mientras que el bucle secundario (2b) es activado cuando una dicha protuberancia de fijación (12) es aplicada al bucle secundario (2b), y

porque el método comprende además: 20

aplicar cada elemento acoplador de impedancias (2) a una antena (4), formando el elemento acoplador de impedancias (2) y la antena (4) una conexión eléctrica.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque la banda (107) comprende los módulos estructurales (1) uno al lado de otro en la dirección transversal de la banda (107), teniendo los módulos estructurales (1) una primera distancia en la direccional transversal entre ellos, y el método 25 comprende:

- cortar la banda (107) de tal manera que los módulos estructurales (1) uno al lado de otro estén separados entre sí, y

- aplicar los módulos estructurales (1) a un sustrato de producto, teniendo los módulos estructurales (1) una segunda distancia en la dirección transversal entre ellos, siendo la segunda distancia en la 30 dirección transversal mayor que la primera distancia en la dirección transversal.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,que se caracteriza porque la conexión eléctrica es una conexión capacitativa.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque la conexión eléctrica es una conexión óhmica. 35

5. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que se caracteriza porque el elemento acoplador de impedancias (2) está grabado o impreso.

6. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que se caracteriza porque el circuito integrado (3) está en un chip de silicio y el chip es aplicado al elemento acoplador de impedancias mediante un adhesivo de conducción anisotrópica. 40

7. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente 1 – 5, que se caracteriza porque el circuito integrado (3) está en un chip de polímero que es impreso junto con el elemento acoplador de impedancias (2) para formar un módulo estructural (1).

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza porque el módulo estructural (1) que comprende el chip de polímero está conectado capacitativamente a la antena (4). 45

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza porque el módulo estructural (1) que comprende el chip de polímero está conectado a la antena (4) mediante un contacto óhmico que está formado por una pasta conductora de la electricidad.

10. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que se caracteriza porque la antena (4) es impresa mediante una tinta conductora de la electricidad. 50

11. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente 1 – 9, que se caracteriza porque la antena (4) está hecha de una lámina metálica.

12. El método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que se caracteriza porque los elementos acopladores de impedancias (2) son formados en la superficie de la banda antes de aplicar los chips en la misma línea de producción.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los módulos estructurales (1) son probados para verificar que funcionan apropiadamente, y los módulos estructurales (1) inoperativos son 5 retirados antes de aplicarlos al sustrato de producto.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el sustrato de producto tiene forma de banda.