CN105229854A - 冲压天线和制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种冲压天线和一种制造方法包括：提供用于第一部分冲压的金属材料片。所述第一部分冲压形成包括迹线、触点、连接到所述迹线的承载体以及在所述迹线之间的连杆的天线。之后将压敏粘合剂结合到所述天线的所述迹线。之后对包括压敏粘合剂的所述天线执行第二完成冲压以移除所述承载体和所述连杆。一种用于制造天线的中间产品包括：压敏粘合剂、与所述压敏粘合剂结合的一个或多个冲压迹线、以及连接在所述一个或多个迹线之间的至少一个连杆，所述至少一个连杆支撑所述一个或多个迹线。

Description

冲压天线和制造方法
技术领域
本发明涉及冲压天线和制造冲压天线的方法，并且更具体地涉及制造包括从金属片对天线的第一部分初始冲压和对天线的随后完成冲压的制造天线的方法。
背景技术
随着通信技术继续进步，对天线的使用变得越来越普遍并且可能的应用正在变宽。各种类型的天线不仅用于大规模通信，而且用于在用于识别目的并且甚至用于电子设备充电的设备之间的小规模通信。
近场通信(NFC)设备对于在彼此靠近的两个设备之间转移数据变得越来越流行。NFC建立在诸如智能电话以及NFC标签的具有NFC天线的两个设备之间的无线电连接，所述NFC标签是含有具有NFC天线的NFC芯片的无动力设备。NFC设备当非常靠近时能够进行与彼此的双向通信。该双向通信允许设备来回转移数据。额外地，NFC设备能够与NFC标签进行单向通信，使得NFC设备能够从标签获得数据，但是不能够向标签转移信息。NFC标签能够用于管理库存和各种各样的商品的销售以及与商品有关的数据的识别。因此，NFC标签可以用于保留用户能够通过使标签与NFC设备接合获得的数据。
类似地，射频识别(RFID)标签发现增加的和普遍的使用，因为越来越多的***被开发并被投入服务以管理库存和各种各样的商品的销售。这些RFID标签被应用到商品并采用电子电路响应于无线射频(RF)信号以提供与商品有关的容易监测的识别数据。
NFC设备、NFC标签和RFID标签全部包括连接到其他电路部件的天线。因为存在保持设备小的压力，所以其跟随着期望针对这些设备的天线是紧凑的且薄的，导致天线具有薄宽度以及窄迹线，其中，在迹线之间具有小间隔。随着技术进步，对携带NFC和RFID天线的甚至更加紧凑的产品的期望增加。
NFC和RFID天线通常占据采用天线的产品的面积尺寸的相当大部分，并且常常为了灵活性并且为了最大效率由相对薄的铜箔构建。许多天线当前通过涉及光化学蚀刻的过程来制造。光化学蚀刻相较于其他金属加工技术能够常常是昂贵的。
因此，将期望的并且还没有提供的是一种改进的天线和制造方法。
发明内容
本发明涉及冲压天线和制造方法。提供金属材料片并且对所述金属材料执行第一部分冲压。所述第一部分冲压形成包括迹线、触点、连接到所述迹线的承载体以及在所述迹线之间的连杆的天线。之后将压敏粘合剂结合到所述天线的所述迹线。之后对包括压敏粘合剂的所述天线执行第二完成的冲压以移除所述承载体和所述连杆。
附图说明
本公开的前述特征将从结合附图进行的下面详细描述变得显而易见，在附图中：
图1是用于制造天线的顺序制造线的图解图示；
图2A是示出了在第一冲压之后的本公开的近场通信天线坯的俯视图；
图2B是示出了第一次冲压的本公开的单个近场通信天线的示例的俯视图；
图3A是本公开的压敏粘合剂垫的俯视图；
图3B是其中部分移除离型衬底的示出了粘合剂的图案的图3A的压敏粘合剂垫的透视图；
图3C是其中完全移除离型衬底的示出了粘合剂的图案的图3A的压敏粘合剂垫的俯视图；
图4是用于接纳压敏粘合剂和第一冲压的天线以用于进一步处理的固定装置的透视图；
图5是在图4的固定装置上的图3C的压敏粘合剂垫的透视图；
图6是在包括图5的压敏粘合剂的固定装置上的图2A至图2B的近场通信天线坯的透视图；
图7是在固定装置上的图2A至图2B的近场通信天线坯和图5的压敏粘合剂的俯视图；
图8是在已经被放置到固定装置上的近场通信天线坯上放置的离型衬底的透视图；
图9是在第二冲压之后的近场通信天线和离型衬底的俯视图；
图10是其中从天线卸载离型衬底的图9的在第二冲压之后的近场通信天线的透视图；
图11是在第二冲压之后的本公开的单个近场通信天线的俯视图；
图12是本公开的铁氧体屏蔽装配片的俯视图；
图13是在应用铁氧体屏蔽之前在固定装置上的近场通信天线坯的透视图；
图14是具有被放置在其上的图12的铁氧体屏蔽装配片的图13的近场通信天线坯的透视图；
图15是具有应用的铁氧体层的近场通信天线坯的俯视图；
图16是具有应用的铁氧体层的单个近场通信天线的俯视图；
图17是具有应用的铁氧体层的单个近场通信天线的仰视图；
图18是能够用于制造冲压天线的托盘的俯视图；
图19是图18的托盘的透视图；
图20是被放置到图18的托盘上的图2的近场通信天线坯的透视图；
图21是在第一固定装置或托盘上放置的铁氧体屏蔽装配片的俯视图；
图22A是在第一固定装置上的铁氧体屏蔽的俯视图；
图22B是在第二固定装置或托盘上的多个天线的俯视图；
图22C是多个粘合卡的俯视图；
图23是示出了其被应用的顺序的粘合卡、天线和铁氧体屏蔽的俯视图；
图24是包括铁氧体屏蔽的完成的天线的分解视图；以及
图25是用于应用铁氧体屏蔽的样品制造过程的平面视图。
具体实施方式
本发明涉及一种制造冲压天线的方法。
图1是用于制造冲压天线的顺序制造线的图解图示并且提供了制造过程的总体概览。本领域普通技术人员应当理解，该制造过程能够被用于制造包括薄迹线的任何天线，例如在射频识别标签、感应充电电路等中使用的天线。在关于制造线10顺序布置的多个站处制造天线。供带盘12将天线材料(例如诸如铜箔的铜薄片)馈送到包括用于执行对天线的第一部分冲压的第一精确高速冲压机的第一站14。图2A是在由第一冲压机的第一部分冲压之后的近场通信天线的组16的俯视图。在第一冲压之后，天线18a-e包括用于增加部分冲压天线的稳定性和支撑的连杆20和承载体22。在每组天线之后，铜片被切割使得近场通信天线坯(biscuit)被创建具有一组天线，例如图2A中示出的为五个。坯16包括与承载体22和一系列连杆20连接的天线18a-e，所述一系列连杆在天线18a-e之间延伸并且在每个相应的天线18a-e内延伸。另外，在每个天线18a-e内并且在天线18a-e之间的连杆20支撑天线18a-e并且防止天线18a-e扭曲变形。坯16还包括多个导向孔24，将更详细地讨论所述多个导向孔。
图2B是更详细地示出了单个天线18a的来自近场通信天线坯16的单个天线18a的俯视图。如能够在图2B中看到的，天线18a包括连接到两个板片28或触点的薄迹线26的复杂形状。迹线26通过一系列连杆20互连并且连接到承载体22。一系列连杆20和承载体22为天线18a的薄迹线26提供稳定、支撑和强度，使得迹线26能够在没有破损的风险的情况下被进一步处理。在第二站27处，两个触点28能够被镀金。
在第三站29处，压敏粘合剂(PSA)垫30被放置到固定装置32或夹具上。图3A是包括离型衬底(releaselinear)34的PSA垫30的顶视图。图3B是其中部分移除离型衬底34的图3A的PSA垫30的透视图。图3C是其中完全移除离型衬底34的图3A的PSA垫30的透视图。对离型衬底34的移除使具有天线的大体形状的多个粘合区36暴露。PSA垫30包括离型衬底34、粘合区36和多个模切孔38。图3A至图3C的PSA垫30包括用于与五个天线18a-e匹配的五个粘合区36。粘合区36的位置和形状与五个天线18a-e匹配，使得天线迹线26和触点28与粘合区36结合。多个模切孔38能够沿PSA垫30的周长定位。模切孔38与固定装置32或夹具上的任何固定装置销42以及天线坯16的导向孔24匹配，并且促进PSA垫30在固定装置32上的对齐和PSA垫30与天线坯16的对齐。
图4是用于接纳PSA垫30和天线坯16的固定装置32的透视图。固定装置32包括主体40和用于将PSA垫30和天线坯16对齐的多个销42。
图5是在图4的固定装置32上的PSA垫30的透视图。PSA垫30被放置在固定装置32上，使得多个销42被***到PSA垫30的模切孔38中。在将PSA垫30放置到固定装置32上之前移除PSA垫30的离型衬底34。
天线坯16之后被转移到第三站29以与PSA垫30和固定装置32对齐。图6是在具有已经被放置在其上的PSA垫30的固定装置32上的图1的天线组16的透视图。多个固定装置销42延伸通过PSA垫30的模切孔38并且促进PSA垫30和近场通信天线坯16的对齐。近场通信天线坯16被放置到固定装置32上，使得固定装置销42延伸通过导向孔24。图7是在固定装置32上的近场通信天线坯16和PSA垫30的俯视图。如能够看到的，每个天线18a-e的迹线26与PSA垫30的粘合部分36重叠。先前移除的离型衬底34之后被放置在近场通信天线坯16的顶部上，如图8所示。将离型衬底34放置在近场通信天线坯16上在额外的冲压过程期间保护PSA垫30。
固定装置32、PSA垫30和天线坯16被转移到第四站44以将天线坯16与PSA垫30结合。第四站44包括辊(roller)，所述辊提供用于激活PSA30并且将天线坯16与PSA垫30结合的压力。一旦被结合，现在具有PSA层30的天线坯16被推进到包括用于执行第二天线冲压的第二精确高速冲压机的第五站46。第二冲压机执行对天线坯16的第二冲压操作，其中，连杆20被冲压并从每个天线18a-e被移除。第二冲压机通过构成连杆20、结合到连杆20的PSA和离型衬底34的箔进行冲压。承载体22将在对连杆20的冲压之后消失，因为承载体22一般在PSA垫30的粘合区36的外部。像这样，第二冲压操作有效地将每个单个天线18a-e从天线坯16移除，使得每个天线18a-e由其自身而非由PSA垫30支撑。图9是在二次冲压之后的天线坯16、PSA垫30和离型衬底34的俯视图。天线坯16和PSA垫30不能够看到，因为它们由离型衬底34覆盖。如能够看到的，多个连杆20和承载体22已经被冲压掉并且被移除。第二冲压过程还能够对多个引导孔48进行冲压以用于未来铁氧体屏蔽应用，将更详细地讨论未来铁氧体屏蔽应用。
一旦完成第二冲压，离型衬底34能够被剥离，如图10所示，图10是示出了从天线坯16移除离型衬底34的透视图。当移除离型衬底时，结合到单片PSA垫30的五个单个的且不连接的天线18a-e保留。在一个实施例中，PSA垫30可以被切割，使得每个单个天线18a-e彼此分离。图11是在第二冲压之后并且与其他单个天线18b-e分离的单个天线18a的俯视图。完成的天线18a不再包括连接迹线26或触点28的连杆20。完成的天线18a-e能够之后被发送到第六站50，在第六站处它们被包装以用于分布。
在备选实施例中，图10的天线坯16和PSA垫30，例如在没有离型衬底34的情况下，能够被发送到备选第六站52，在备选第六站处代替被切割成单个天线，其代替地与铁氧体屏蔽结合。图12是可以使用的铁氧体屏蔽54装配片的视图。铁氧体屏蔽装配片54包括衬底56、一系列铁氧体屏蔽58和多个导向孔60。铁氧体屏蔽装配片54的大小、尺寸和布置大体被设计使得每个单个铁氧体屏蔽58与天线坯16的相应天线18a-e大体重叠。
图13是被放置在固定装置上的天线18a-e和PSA垫30子装配体的透视图，其中，天线18a-e面朝上，并且PSA垫30与固定装置62邻接。固定装置62包括主体64和多个引导销66，所述多个引导销与PSA垫30的引导孔48对齐并且被***到PSA垫30的引导孔48中。如图14的透视图中示出的，图12的铁氧体屏蔽装配片54被放置到固定装置62上，使得固定装置62的引导销66与铁氧体屏蔽装配片54的导向孔60对齐并且被***到铁氧体屏蔽装配片54的导向孔60中。铁氧体屏蔽装配片54被取向使得一系列铁氧体屏蔽58面向铜天线18a-e。当铁氧体屏蔽装配片54被放置在固定装置62上时，铁氧体屏蔽58与天线18a-e重叠，使得对于每个单个天线18a-e存在一个铁氧体屏蔽58。铁氧体屏蔽58之后借助于本领域中已知的方式(例如真空粘合剂)被结合到相应天线18a-e。一旦被结合，铁氧体屏蔽衬底56能够被移除，留下每个具有被结合到其的铁氧体屏蔽58的五个单个天线18a-e的系列，如图15所示。由PSA垫30作为组保持在一起的天线18a-e能够被切割成单个天线18a-e，并且PSA垫30能够被移除。图16和图17示出了具有铁氧体屏蔽58的天线18a。
图18至图20示出了其中使用托盘70代替固定装置32的备选实施例。托盘70包括主体72、从主体72延伸的手柄74、多个导向孔76、多个引导销78和多个移除区段80。多个导向孔76被定位为与冲压机器的引导销匹配，使得托盘在与该冲压机器接合时合适地被对齐。多个引导销78促进在制造期间对PSA垫30、天线坯16和铁氧体屏蔽装配片54的定位。引导销78确保PSA垫30和天线坯16被定位使得连杆20、承载体22和需要通过压印被切割的部分被定位在移除区段80上。移除区段80允许通过PSA垫30和天线坯16压印冲模，由此促进对连杆20和承载体22的移除。
图21至图25示出了用于应用铁氧体屏蔽层的另一方法。图21是在第一固定装置或托盘84上放置的铁氧体屏蔽装配片82的俯视图。铁氧体屏蔽装配片82包括衬底86和多个铁氧体屏蔽88。铁氧体屏蔽装配片82在第一固定装置84上放置，使得铁氧体屏蔽88在第一固定装置84上面朝下，例如与第一固定装置84相邻，并且衬底86面朝上。第一固定装置84能够包括将铁氧体屏蔽88保持在一定位置中的真空或磁体。因此，衬底86能够从铁氧体屏蔽88移除，并且铁氧体屏蔽88将由固定装置84被保持在一定位置中。
图22A是在第一固定装置84上的铁氧体屏蔽88的俯视图。图22B是在第二固定装置或托盘90上的多个天线18a-e的俯视图。图22C是多个粘合卡92的俯视图。多个粘合卡92中的每个包括底部离型衬底(未示出)、顶部衬底94、粘合区96、两个对齐孔98。底部离型衬底是跨越诸如示出的五个粘合卡92的粘合卡中的一个或多个的连续衬底，并且在装配期间被移除以使粘合区96暴露。顶部衬底94被切割成延伸到粘合区96的边缘以外的方形/矩形。两个对齐孔98促进粘合卡92与拾取垫的对齐。
图23是示出了其被装配的顺序的粘合卡92、天线18a和铁氧体屏蔽88的俯视图。如图23所示，粘合卡92首先被应用到天线18a，并在之后铁氧体屏蔽88被应用在天线18a上并且被应用到粘合卡92上。结合图25更详细地讨论该应用过程。图24是包括铁氧体屏蔽88的完成的天线100的分解侧视图。完成的天线100包括多个层，所述多个层从上到下包括顶部衬底94、粘合区96、天线18a和铁氧体屏蔽88。
图25是用于应用铁氧体屏蔽88的样品制造过程的平面视图。一旦在图1的第四站44处将PSA30与天线坯结合，具有PSA层30的天线坯能够被转移到加载站102，在加载站处其被加载到传送带或轨道104上。天线坯被转移到第二冲压站或完成的冲压站106，在第二冲压站或完成的冲压站处通过第二冲压过程将连杆移除并且将天线单一化，所述第二冲压过程是根据以上描述的图1的第五站46的。单个天线由传送机104递送到托盘加载站108，在托盘加载站处天线被放置在托盘或盘上。托盘能够被配置为类似于图18至图20中示出的托盘70。托盘能够保持任何数量的天线，例如五个天线。具有天线的托盘之后被传送到装配站110。
装配站110能够包括能够具有3轴移动的机器人设备112、粘合剂施加装置114和机器人汽缸116。装配站110接纳天线并且附接铁氧体屏蔽88。在将铁氧体屏蔽88应用到天线的准备中，粘合剂施加装置114移除粘合卡92的底部衬底，使移除的底部衬底滚动到废料辊，并且将每个粘合卡92放置到机器人汽缸116的盘中。机器人汽缸116将粘合卡92转移到机器人设备112。机器人设备112能够是机器人拾取垫，所述机器人拾取垫能够是附接到机器人设备112的臂的一端以拾取粘合卡92的真空垫。机器人设备112包括与粘合卡92的对齐孔98接合并且对粘合卡92进行定位/对齐的导向销。一旦粘合卡92准备好用于转移，机器人设备112就将粘合卡92移动为在由托盘70转移的天线上对齐。机器人112之后将粘合卡92冲压到天线上，使得粘合区96与天线接合，并且拾取天线。接下来，机器人设备112将粘合卡92和天线子装配体移动在含有铁氧体屏蔽88的第一固定装置84上，并且对铁氧体屏蔽88向下冲压以将铁氧体屏蔽88结合到天线和粘合卡92。包括粘合卡92和铁氧体屏蔽88的天线之后沿传送带被转移到拾取和包装站118，在拾取和包装站118处，天线从传送机104被移除，废料被移除，并且天线被包装。
已经由此详细描述了本发明，应理解，前述描述不旨在限制本发明的精神和范围。想要保护的内容被阐述在权利要求书中。

Claims (20)

1.一种制造天线的方法，包括：
提供金属材料片；
执行对所述金属材料片的第一冲压以形成至少一个天线，所述至少一个天线包括迹线、触点、连接到所述迹线的承载体以及连接在所述迹线之间的至少一个连杆；
将压敏粘合剂结合到所述至少一个天线的所述迹线；以及
执行对所述至少一个天线和所述压敏粘合剂的第二冲压以移除连接到所述迹线的所述至少一个承载体和所述至少一个连杆。
2.根据权利要求1所述的制造天线的方法，其中，所述第一冲压形成超过一个天线作为由至少一个连杆或所述承载体连接的组。
3.根据权利要求2所述的制造天线的方法，其中，所述压敏粘合剂是具有超过一个压敏粘合区的压敏粘合剂垫。
4.根据权利要求3所述的制造天线的方法，其中，所述超过一个天线在所述第二冲压之后彼此分离。
5.根据权利要求1所述的制造天线的方法，其中，所述承载体包括至少一个导向孔，并且所述压敏粘合剂包括至少一个模切孔。
6.根据权利要求5所述的制造天线的方法，还包括：
将第一次冲压的所述天线放置在具有至少一个固定装置销的固定装置上，所述固定装置销通过所述至少一个导向孔被***；
将所述压敏粘合剂放置在所述固定装置上，所述固定装置销通过所述至少一个模切孔被***；
其中，所述固定装置销与第一冲压的天线和所述压敏粘合剂对齐使得所述压敏粘合剂的粘合区域被定位在所述天线的所述迹线上。
7.根据权利要求6所述的制造天线的方法，其中，所述固定装置是托盘。
8.根据权利要求1所述的制造天线的方法，其中，所述金属材料片是铜。
9.根据权利要求1所述的制造天线的方法，其中，所述至少一个天线是近场通信天线。
10.根据权利要求1所述的制造天线的方法，其中，所述至少一个天线是射频识别天线。
11.根据权利要求1所述的制造天线的方法，其中，所述至少一个天线是用于感应充电的天线。
12.根据权利要求1所述的制造天线的方法，还包括：
将铁氧体屏蔽结合到第二次冲压的所述至少一个天线。
13.根据权利要求12所述的制造天线的方法，其中，所述承载体包括导向孔，所述压敏粘合剂包括第一模切孔和第二模切孔，并且所述铁氧体屏蔽包括导向孔。
14.根据权利要求13所述的制造天线的方法，还包括：
将第一次冲压的所述天线放置在具有至少一个固定装置销的第一固定装置上，所述固定装置销通过所述导向孔被***；
将所述压敏粘合剂放置在所述第一固定装置上，所述固定装置销通过所述第一模切孔被***；
其中，所述固定装置销与第一冲压的天线和所述压敏粘合剂对齐使得所述压敏粘合剂的粘合区被定位在所述天线的所述迹线上。
15.根据权利要求14所述的制造天线的方法，其中，所述第一固定装置是托盘。
16.根据权利要求12所述的制造天线的方法，还包括：
将第二次冲压的所述天线放置在第二固定装置上；
将所述铁氧体屏蔽放置在第三固定装置上；
将粘合剂结合到所述天线并从所述第二固定装置移除所述天线；
将所述粘合剂和所述天线放置在所述第三固定装置上使得所述天线被放置在所述铁氧体屏蔽上；以及
将所述粘合剂结合到所述铁氧体屏蔽；
其中，所述天线被定位在所述粘合剂和所述铁氧体屏蔽之间。
17.根据权利要求16所述的制造天线的方法，其中，所述第二固定装置和所述第三固定装置是托盘。
18.一种制造天线的中间产品，包括：
压敏粘合剂；
与所述压敏粘合剂结合的一个或多个冲压迹线；以及
连接在所述一个或多个迹线之间的至少一个连杆；
其中，所述至少一个连杆支撑所述一个或多个迹线。
19.根据权利要求18所述的中间产品，其中，所述一个或多个迹线从铜片冲压。
20.根据权利要求18所述的制造天线的方法，其中，所述压敏粘合剂是具有超过一个压敏粘合区的压敏粘合剂垫。
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