TW201544615A - 射頻辨識金屬內安裝以及用於濺鍍標靶之隔離 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於一濺鍍標靶/背襯板總成之RFID標籤圍阻組合。一孔設置於該標靶或該背襯板中且經調適用於將一插塞緊貼收納於其中。該插塞包含一凹入部分，該凹入部分經組態以於其中攜載該RFID標籤。

Description

射頻辨識金屬內安裝以及用於濺鍍標靶之隔離 【相關申請案之交叉參考】
本申請案主張2014年5月30申請之美國臨時專利申請案第62/004,939號及2014年12月16日申請之美國臨時專利申請案第62/092,419號的優先權。
本發明係關於一種濺鍍標靶/背襯板總成，其具備藉由一插塞及對應孔嵌入於該標靶或該背襯板中之任一者中的一RFID標籤，該插塞及對應孔經組態以準確地定位用於與一RFID讀取器進行讀取/寫入通訊之晶片。
射頻辨識(radio frequency identification；RFID)技術在多種環境中使用以提供對多種貨物之無線自動辨識及工作。RFID系統典型地包括安裝至待辨識之貨物或裝置的被稱作「標籤」之應答器及與應答器通訊之「標籤」讀取器。
在許多狀況下，標籤或應答器對藉由RF標籤讀取器經由天線傳輸至標籤或應答器之無線協商信號做出回應。回應被轉遞至電腦以將回應轉譯成可使用格式。
濺鍍塗佈或物理沈積方法被廣泛用於將材料薄層沈積於多 種基板上。基本上，此製程需要以由待沈積之材料形成之面作為基板上之薄膜或層的濺鍍標靶的氣體離子轟擊。標靶之離子轟擊不僅使標靶材料之原子或分子被濺鍍，而且將相當大的熱能賦予標靶。此熱將藉由使用典型地在與標靶成熱交換關係定位之導熱背襯板下或周圍循環之冷卻流體來消耗。
陰極總成在沈積面上經受真空室且在對置面上經受冷卻 水。每一表面需要具有用陶瓷環壓縮以完成密封之O形環。至陰極總成之任何附加特徵必須不使此等密封件降級，此係因為密封對效能而言係必要的。
標靶形成陰極總成之部分，陰極總成係與陽極一起置放於含有惰性氣體(較佳為氬氣)之真空室中。在陰極及陽極上施加高壓電場。惰性氣體藉由與自陰極噴出之電子碰撞而電離。帶正電之氣體離子被吸引至陰極，且在衝擊標靶表面後使標靶材料變位。變位之標靶材料穿過真空殼體且在通常接近陽極定位之所要求之基板上沈積為薄膜。
在典型標靶陰極總成中，標靶附接至非磁性背襯板。背襯板通常經水冷卻以帶走藉由標靶之離子轟擊產生之熱。磁體典型地以熟知部署配置在背襯板下以便形成圍繞標靶之曝露面延伸的迴圈或隧道形式之磁場。
在過去，RFID標籤係使用環氧樹脂黏附以囊封接近標靶之凸緣部分的標籤或晶片。歸因於用以形成此等環氧樹脂結構之人工製程，晶片與側壁之距離係隨機的，在總成與總成之間不具有均一最佳化。此外， 環氧樹脂配方改變且常常併入氣泡，從而不利地影響RF信號之接收及傳輸。
在一個例示性具體實例中，提供一種為以下類型之濺鍍標靶/背襯板總成，其中一RFID標籤嵌入於該總成中。因此呈現一種圍阻組合，其包括形成於該背襯板或該濺鍍標靶中之一者中的一孔及經調適用於緊貼***至該孔中的一插塞。該插塞包含一外表面及一凹入部分。提供該插塞之一實心區段，其毗鄰該凹入插塞部分之至少一部分。該插塞之該凹入部分經組態以將一RFID標籤牢固地收納於其中。一O形環在該插塞收納於該孔中時密封該插塞。
在其他例示性具體實例中，需要該背襯板或該標靶中之一孔以允許O形環壓縮且形成真空密封及水密封。簡單地附接於表面中之一者上的RFID標籤將不允許形成恰當密封。
在其他例示性具體實例中，該孔係沿著該背襯板之一周邊表面部分安置。在一些狀況下，該背襯板之此表面係沿著該背襯板的經調適用於在上面衝擊冷卻水之背側或水側設置。
在其他具體實例中，該插塞及該O形環允許小位移。在一些狀況下，此情形對於形成有效密封以達成真空密封或水密封中之任一者可為必要的。
在又其他具體實例中，該插塞之該外表面及該背襯板之該周邊部分一起界定一平坦表面。
在又其他具體實例中，該插塞中包含一周邊凹槽。另一凹槽 係沿著該孔之一表面形成。該插塞之該周邊凹槽及設置於該孔中之此第二凹槽在該插塞緊貼***至該孔中之後界定一配合界面表面。
該插塞之該凹入部分可包含一工具安裝凹面，其經調適用於 將一小工具或其類似者***於其中以有助於晶片於該凹部中之置放及移除。此外，在某些具體實例中，該插塞之該凹入部分係藉由一平行四邊形界定，該平行四邊形之每一邊以一切成圓角之區段連接至另一邊。此外，在某些具體實例中，該凹部之邊中之每一者距該插塞之截面邊界的距離相等。
在其他具體實例中，該平行四邊形(亦即，該插塞之凹入區域之四條邊的組態)可為一矩形。
在一較佳具體實例中，該插塞搭扣配合至該孔中，且該插塞係由一塑膠材料(即，「縮醛樹脂(Delrin)」縮醛均聚物)組成。
在另一較佳具體實例中，O形環密封不需要如環氧樹脂溶液所需要的固化時間。
該背襯板可由任何金屬(諸如鋁合金或銅合金)組成。
現將結合本發明之某些具體實例之附圖來進一步描述本發明。此等圖式說明某些本發明具體實例且不應解釋為對本發明之限制。
圖1為標靶/背襯板總成之背側或水側的透視圖，其展示RFID晶片、晶片外殼插塞及背襯板孔(晶片及插塞收納於背襯板孔中)之組合；圖2為自插塞之開口側截取的晶片外殼插塞之底部平面圖，插塞經調 適用於沿著背襯板孔之底部定位；圖3為沿著圖2之線及箭頭3-3截取的插塞之截面圖；且圖4為類似於圖2所示之平面圖的平面圖，惟以下除外：晶片現展示為緊貼地囊封於插塞之凹入區域內。
轉而參看諸圖式中之圖1，展示背襯板2之水側或背側。應注意，濺鍍標靶(圖中未示)係沿著與背襯板2之此背側對置之側置放，其中標靶之凸緣上覆背襯板2之外周邊。圖1中所示的背襯板2之側通常被稱作水側，此係因為冷卻水電路或類似設計在此處衝擊在背襯板上以在操作期間將熱量自上覆標靶移除。
進一步回顧圖1，孔4係設置於背襯板之此水側中。該孔包含圍繞該孔形成之凹槽6。RFID晶片在此圖中經展示為8，且如可見的，***於晶片外殼(亦即，插塞)10與孔4之底表面之間。O形環12係圍繞該插塞設置且經調適用於收納於形成於該背襯板中之凹槽6中。
圖2說明插塞10之其他特徵。該插塞包含環繞凹部24之實心區段20。該凹部經調適用於將晶片緊貼收納於其中。如所示，該凹部大體上經塑形為一平行四邊形，其具有設置於該平行四邊形之相交邊中之每一者處的切成圓角之拐角26、28、30、32。另外，安裝凹面34係沿著該等邊中之一者設置。此凹面34經調適用於收納小工具或其類似者以輔助進行晶片自凹部24之置放及移除。
在圖3中所說明之具體實例中，展示了該插塞之外表面40。當該插塞完全收納於孔4內時，此外表面40將為背襯板2之背側提供一光 滑的平坦表面。凹槽42係設置於該插塞的接近外表面40之上部部分中。此凹槽42將收納圖1中所示之O形環12且將與圖1中所示之孔的凹槽6配合以便提供水密密封，從而密封RFID晶片以防止在濺鍍製程之操作或中斷期間可能衝擊在背襯板2上之冷卻水或其類似者。傾斜邊緣44係沿著插塞10之底側形成以便提供插塞10至背襯板之孔4中之簡易的摩擦或搭扣配合。因此，歸因於插塞在孔內之摩擦或搭扣配合，不需要焊接或其他廣泛黏結技術以提供插塞在孔內之牢固附接。
在圖4中，RFID晶片經展示為緊貼地附接在凹部24內。插 塞之實心區段20環繞凹部24，且該實心區段與該凹部之間的界限係藉由直線型表面50、52、54、56及前述切成圓角之拐角26、28、30及32界定。 應注意，在本發明之此具體實例中，晶片8之邊部分中之每一者與插塞之截面周邊邊界(在圖中展示為60)大致上等距。
因此根據上文顯而易見，本發明維持濺鍍標靶凸緣部分及底 線背襯板周邊內的最佳化位置，此允許最大讀取及寫入範圍以及隔離RFID標籤與在濺鍍製程中存在之元素，尤其液體。卡扣式配合經設計以允許個人僅用手即牢固地按壓且將插塞及相關聯晶片搭扣至適當位置。此嚙合一O形環，其將晶片密封在較佳地由「縮醛樹脂」縮醛均聚物製成之外殼內。 此保持晶片以精確之規劃尺寸水平地且垂直地最佳置放。
如上所述，先前提議之設計利用環氧樹脂將晶片囊封至凸緣 中。先前技術設計不能保證與側壁之最佳化距離，先前技術設計亦不能保證用於環氧樹脂之準確配方。歸因於製備環氧樹脂調配物所需之人工製程，環氧樹脂常常導致空氣氣泡形成。
本設計利用「縮醛樹脂」來固持可購得之辨識標籤。作為比 較，環氧樹脂具有3.6之介電常數，而縮醛樹脂具有3.1之介電常數。介電常數愈高，反射之RF能量愈多，且使天線失諧。
本設計利用「縮醛樹脂」來固持可購得之辨識標籤。作為比 較，環氧樹脂具有在其可用於現場中之前需要的固化時間，而縮醛樹脂總成不需要任何固化時間。典型固化時間為20分鐘至24小時。固化時間之消除減少在製造期間弄髒總成之風險，且減少循環時間。
不知道其他金屬內殼體可用於濺鍍標靶內。此外殼經設計以 允許最佳信號強度返回至詢問機且提供最大讀取/寫入能力。此外，可購得之所有預製設計未考慮將元素、尤其水與製造分開的要求。本設計以所需之準確距離固持晶片，同時阻止任何水經由利用O形環而進入RFID室。
根據本發明的具有RFID晶片之濺鍍標靶/背襯板總成導致 凹穴最佳化。此需要與濺鍍室之最佳化雙向通訊以達成最大讀取/寫入範圍而不違反原始設備製造商之設計指令。本發明可能需要植入於金屬表面內以便不危害針對恰當功能性的原始設備製造商之要求的設計空間。凹穴表面必須維持晶片垂直於外部天線之傳輸路徑，且凹穴亦必須與標靶外徑相切。

Claims (14)

  1. 一種在一濺鍍標靶/背襯板總成中之RFID標籤圍阻組合，其包含：形成於該背襯板或該濺鍍標靶中之一者中的一孔及經調適用於緊貼***至該孔中的一插塞；該插塞包含一外表面、一凹入部分及一實心區段，該插塞之該實心區段毗鄰該凹入部分之至少一部分；該凹入部分經組態以將該RFID標籤牢固地收納於其中。
  2. 如申請專利範圍第1項之組合，其中該孔係沿著該背襯板之一周邊部分安置。
  3. 如申請專利範圍第2項之組合，其中該插塞之該外表面及該背襯板之該周邊部分一起界定一平坦表面。
  4. 如申請專利範圍第3項之組合，其進一步包含將該插塞密封於該孔中的一O形環，其中該插塞包含一周邊凹槽、沿著該孔之一表面形成之一第二凹槽，該周邊凹槽及該第二凹槽在進行該插塞於該孔中的該緊貼***之後提供一配合界面表面，該O形環係沿著該界面表面安放。
  5. 如申請專利範圍第4項之組合，其中該插塞凹部包含一工具安裝凹面，其經調適用於將一工具***於其中以有助於晶片於該凹部中之置放。
  6. 如申請專利範圍第5項之組合，其中該插塞凹部係藉由一平行四邊形界定，該平行四邊形之每一邊以一切成圓角之區段連接至另一邊。
  7. 如申請專利範圍第6項之組合，其中每一該邊距該插塞之截面邊界之距離相等。
  8. 如申請專利範圍第7項之組合，其中該平行四邊形為一矩形。
  9. 如申請專利範圍第1項之組合，其中該插塞搭扣配合至該孔中。
  10. 如申請專利範圍第9項之組合，其中該插塞由塑膠組成。
  11. 如申請專利範圍第10項之組合，其中該塑膠為一縮醛均聚物。
  12. 如申請專利範圍第9項之組合，其中該背襯板由金屬組成。
  13. 如申請專利範圍第12項之組合，其中該金屬為Al、Al合金、Cu、Cu合金、Ti、Ti合金、Mo、Mo合金、Ta、Ta合金、Ni、Ni合金、Co、Co合金。
  14. 如申請專利範圍第13項之組合，其中該Al合金為Al 0.5 Cu。
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