ES2955073T3 - Dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia que utiliza una antena compuesta por un hilo textil y una cinta conductora, y etiqueta electrónica asociada - Google Patents

Abstract

Dispositivo de transmisión-recepción (D) de radiofrecuencia que comprende un chip (1) que comprende un circuito de transmisión-recepción (4) y dos terminales de conexión (4a, 4b) conectados eléctricamente al circuito de transmisión-recepción (4) y una antena dipolo (7a, 7b) acoplada al circuito de transmisión-recepción (4) del chip (1). Según la invención, la antena dipolo (7a, 7b) comprende un hilo textil y al menos una cinta formada por un material eléctricamente conductor, enrollándose la cinta por vueltas alrededor del hilo textil para cubrirlo al menos en parte. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia que utiliza una antena compuesta por un hilo textil y una cinta conductora, y etiqueta electrónica asociada

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia, tal como una etiqueta RFID (“ RFID tag” , según la terminología anglosajona). Más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia que presenta un factor de forma alámbrico. Un dispositivo de este tipo encuentra una aplicación en el campo del etiquetado de objetos, y muy particularmente de objetos susceptibles de deformarse, como es el caso, por ejemplo, en el campo de la confección o en el de los neumáticos.

Antecedentes tecnológicos de la invención

Por los documentos US-8.471.773, WO 2016038342, WO 2011161336, GB 2472025, GB 2472026, JP 2013189718 o WO 2008080245, se conoce un dispositivo que lleva incorporado un circuito integrado en un hilo de naturaleza textil, permitiendo así conferir a este dispositivo un factor de forma alámbrico. En el documento US-2019391560, dos hilos de antena formados por conductores eléctricos van soldados, respectivamente, a los pines de un chip de emisiónrecepción de radiofrecuencia (RF) según la realización de la tecnología “ E-Thread™” .

Esta soldadura se puede realizar en unas ranuras dispuestas en caras laterales y opuestas del chip. Convencionalmente, el hilo de antena está constituido por una hebra de material electroconductor (o de una pluralidad de tales hebras), y presenta una sección sensiblemente circular cuyo diámetro está comprendido típicamente entre 50 y 200 micrómetros, lo cual permite insertarlo en una ranura formada en un flanco del chip, comprendiéndose típicamente la altura de este chip entre 300 y 500 micrómetros.

Independiente de la manera en que se realice la conexión eléctrica entre los pines del chip de emisión-recepción y el hilo de antena, esta conexión no deja de ser relativamente frágil. Así ocurre, principalmente, frente a los esfuerzos de tracción, de torsión o de cizalladura que pueden aplicarse sobre los hilos de antena cuando el dispositivo de emisiónrecepción está integrado en un objeto, o en el transcurso de su integración en ese objeto.

Para hacer más robusto el dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia frente a al menos algunos de estos esfuerzos, y sin perder su carácter flexible y su factor de forma alámbrico, algunos documentos del estado de la técnica, tal como el documento WO 2019175509, prevén fijar el dispositivo con un hilo textil. Puede ser, por ejemplo, una operación de recubrimiento del dispositivo alrededor de un hilo de núcleo textil.

Esta operación de recubrimiento es particularmente delicada en su realización, pues precisa que se manipulen cadenas de dispositivos de emisión-recepción de RF. Los esfuerzos aplicados a esta cadena en una operación de este tipo, especialmente en correspondencia con las conexiones eléctricas entre el chip y los hilos de antena, pueden llevar a su desvinculación, lo que hace que este dispositivo de funcionar después de haber sido singularizado.

Objeto de la invención

El objeto de la presente invención se orienta a solucionar, al menos en parte, este problema. Más particularmente, una finalidad de la invención es proponer un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia que presente un factor de forma alámbrico, que sea al menos tan robusto frente a los esfuerzos de tracción, flexión o cizalladura, como los del estado de la técnica, pero más sencillo en su realización.

Breve descripción de la invención

Con el fin de lograr este objetivo, el objeto de la invención propone un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia que comprende:

- un chip que comprende un circuito de emisión-recepción, y al menos dos pines de conexión unidos eléctricamente al circuito de emisión-recepción;

- una antena dipolo acoplada al circuito de emisión-recepción del chip.

Según la invención, la antena dipolo comprende un hilo textil y al menos una cinta formada por un material electroconductor, estando la cinta enrollada en espiras alrededor del hilo textil, para recubrirlo al menos en parte. Según otras características ventajosas y no limitativas de la invención, tomadas solas o según cualquier combinación técnicamente realizable:

- la antena dipolo está constituida por dos hilos de antena respectivamente unidos eléctricamente a los dos pines de conexión del chip;

- los dos hilos de antena están alojados , respectivamente, en dos ranuras longitudinales dispuestas en caras opuestas del chip;

- la antena dipolo comprende un lazo de adaptación de impedancia;

- los dos hilos de antena están ensamblados, respectivamente, a los dos pines de conexión del chip mediante un material de unión;

- el(los) material(es) constituyente(s) del hilo textil se escoge(n) de modo que, cuando se ponga el hilo en tensión bajo una carga de 2 N, un calentamiento local del hilo a una temperatura determinada escogida entre 80 °C y 300 °C no provoque su rotura;

- el(los) material(es) constituyente(s) del hilo textil presenta(n) una temperatura de transición vítrea superior a 150 °C;

- el hilo textil presenta un poder de elongación elástica superior o igual al 5 %, 20 %, 50 %, e incluso al 100 % de su longitud en reposo;

- el hilo textil está compuesto de fibras aramidas o de un poliéster aromático;

- el hilo textil presenta un poder de elongación elástica inferior al 5 %;

- la cinta está constituida por un hilo metálico laminado;

- la cinta presenta un espesor inferior o igual a 30 veces un diámetro del hilo textil, ventajosamente inferior o igual a 10 veces ese diámetro;

- las espiras son no adyacentes, espaciadas entre sí, o son adyacentes o se solapan;

- una pluralidad de cintas formadas por materiales electroconductores están enrolladas en espiras alrededor del hilo textil.

Según otro aspecto, la invención se refiere a una etiqueta electrónica que comprende una pieza textil y, colocado y/o incorporado a la pieza textil, un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia según el expuesto anteriormente.

Breve descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención, se desprenderán de la siguiente descripción detallada de la invención, haciendo referencia a las figuras adjuntas en las que:

[Figura 1a]

[Figura 1 b]

Las Figuras 1a, 1b representan, respectivamente, una vista general y una sección transversal de un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia según una realización;

[Figura 1c]

La Figura 1c representa una variante del dispositivo representado en la Figura 1a.

Descripción detallada de la invención

Las Figuras 1a, 1b representan, respectivamente, una vista general y en sección transversal de un dispositivo D de emisión-recepción de radiofrecuencia según una realización.

El dispositivo D comprende un circuito electrónico integrado en forma de un chip 1 de semiconductores (denominado simplemente como “ chip” en lo sucesivo). En la realización, tomada de manera ilustrativa, y tal como puede verse en la Figura 1b, el chip 1 está formado por un substrato 3 que incluye un circuito 4 funcional de emisión-recepción 4. El chip comprende asimismo una cubierta 5, que aquí presenta una sección transversal en T, estando ensamblado el pie de la T con una cara principal del substrato 3. De esta forma, se constituyen, en dos caras laterales opuestas del chip 1, entre la barra de la T de la cubierta 5 y la superficie principal del substrato 3, dos ranuras longitudinales 2a, 2b. Estas ranuras están destinadas a alojar sendas partes longitudinales de dos hilos 7a, 7b de antena, constituyendo los dos hilos de antena una antena dipolo del circuito 4 de emisión-recepción. Las ranuras 2a, 2b se extienden a lo largo del chip 1, y presentan una altura y una profundidad comprendidas típicamente cada una de ellas entre 50 y 200 micrómetros, de modo que en las ranuras puedan alojarse por completo partes de los hilos 7a, 7b de antena y, ventajosamente, sin forzar su encastre.

El chip 1 comprende también al menos dos pines 4a, 4b de conexión dispuestos, en el ejemplo representado en la Figura 1b, en la cara principal del substrato 3 y, respectivamente, desembocando en una y otra de las ranuras 2a, 2b. Estos pines 4a, 4b, dispuestos sobre y en el sustrato 3, están unidos eléctricamente al circuito 4 de emisión-recepción del chip 1 mediante pistas y/o vías conductoras. De esta forma, se pueden poner los hilos 7a, 7b de antena en contacto eléctrico con los pines 4a, 4b de conexión, cuando estos hilos estén alojados en las ranuras 2a, 2b, y hacer que cooperen con el circuito 4 de emisión-recepción. La unión eléctrica de los hilos 7a, 7b de antena con las pines 4a, 4b de conexión, se realiza ventajosamente mediante un material de unión, que puede ser un material 17 de soldadura o una cola conductora. El material de unión se encarga también de la permanencia mecánica de los hilos 7a, 7b de antena en el chip 1. También es posible la opción de unir eléctricamente los hilos 7a, 7b de antena a los pines 4a, 4b de conexión por “wire bonding” (o “ unión por hilo” , en español), unión esta que utiliza un hilo conductor, por ejemplo, de oro, que se une los dos elementos para interconectarlos, típicamente mediante la aplicación de ultrasonidos.

Cuando esta unión se realiza por soldadura, la etapa de soldadura expone el material de soldadura a una temperatura comprendida típicamente entre 80 °C y 300 °C, lo cual permite, al realizar esta soldadura, no exponer el chip 1, el circuito 4 y los hilos 7a, 7b de antena, a una temperatura excesiva, susceptible de dañarlos. El material 17 de soldadura puede consistir en cualquier material conductor que convenga, por ejemplo, un metal o una aleación de metales, por ejemplo, una aleación de estaño, de plata y de cobre. La fusión del material de soldadura puede realizarse por cualquier medio: aplicación de una radiación electromagnética, por ultrasonidos, por un flujo de aire caliente, etc. Como alternativa a una soldadura, se puede emplear, como material de unión, una cola conductora cuya polimerización se realice a temperatura y/o mediante aplicación de una radiación UV. En otra variante más, los hilos 7a, 7b de antena se encastran en las ranuras, a fin de forzar el contacto entre estos hilos y los pines 4a, 4b de conexión. En este caso, el material 17 de unión no es necesario, y la unión se efectúa a temperatura ambiente y sin aportación de energía térmica.

En todos los casos, se evitará exponer el chip 1, el circuito 4 y los hilos de antena, a una temperatura de unión (temperatura de soldadura o de polimerización del material de unión) excesiva, por ejemplo, que exceda de 300 °C, como se puntualizó en el párrafo anterior. Esta temperatura de unión está comprendida típicamente entre 80 °C y 300 °C.

Obsérvese que, en su uso, el dispositivo D puede exponerse a temperaturas relativamente acusadas (por ejemplo, en el transcurso de una etapa de teñido, cuando este dispositivo está integrado en una pieza textil, o en el transcurso de su integración en un dispositivo final, por ejemplo, por extrusión), que pueden elevarse, por ejemplo, hasta 300 °C, de tal manera que la resistencia del dispositivo y de los elementos que lo constituyen a la temperatura, debe ser apta para cumplir estos requerimientos.

Por motivos de protección mecánica y química, el chip 1 preferiblemente está encapsulado y recubierto de un material 19 de protección, tal como una resina rígida y estanca.

Se pueden introducir numerosas variantes y adiciones al ejemplo del dispositivo D representado en las Figuras 1a, 1b. Así, el circuito de emisión-recepción 4 no necesariamente se incorpora en el substrato 3, puede incorporarse, al menos en parte, en la cubierta 5. Se dotará esta cubierta 5, si se considera necesario o útil, de pines de conexión, de pistas y de vías, de manera similar a los formados sobre el substrato 3 del chip 1 ilustrado en las figuras. El circuito 4 puede presentar otras funcionalidades distintas a la de emisión-recepción y el chip 1 (el substrato 3 y/o la cubierta 5, en el ejemplo representado), o incorporar otros circuitos distintos al circuito 4 de emisión-recepción. Puede tratarse principalmente de sensores (de temperatura, de presión...), de circuitos de cálculo, de memoria, de fuentes de energía (batería, células solares...), de circuitos ópticamente activos, como un diodo electroluminiscente. Para las aplicaciones de etiquetado presentadas en la introducción de esta solicitud, el circuito 4 de emisión-recepción determina ventajosamente un circuito de identificación RFID.

En la vista general del dispositivo D de emisión-recepción de radiofrecuencia de la Figura 1a, nos encontramos con el chip 1, que incluye el circuito 4 de emisión-recepción unido eléctricamente a los dos pines 4a, 4b, presentando los dos hilos 7a, 7b de antena una parte de su longitud alojada en las ranuras del chip 1, estando estos dos hilos, respectivamente, unidos eléctricamente a los dos pines.

Los dos hilos de antena constituyen una antena dipolo del dispositivo D, estando dispuesto el chip 1 entre estos dos hilos. Por “ antena dipolo” , se designa toda antena apta para acoplarse a un dispositivo lector mediante el componente eléctrico del campo electromagnético que se propaga entre estos dos elementos, y no mediante solo un campo magnético inductivo. La transmisión y/o la recepción de una radiación electromagnética de transmisión se realiza aplicando o percibiendo una señal eléctrica, mediante el circuito 4 de emisión-recepción, entre y/o sobre los dos hilos 7a, 7b.

En la configuración ventajosa representada en la Figura 1a, el primer hilo 7a de antena se extiende a ambos lados del chip 1. En otras palabras, una parte central del primer hilo 7a de antena se aloja en la ranura 2a del chip 1. Esta parte central está unida eléctricamente al pin 4a de conexión del circuito 4, mediante el material 17 de unión en el ejemplo representado. El segundo hilo 7b de antena, por su parte, está unido eléctricamente al otro pin 4b de conexión en correspondencia con un primer extremo. Por lo tanto, el segundo hilo 7b solo se extiende a un lado del chip 1. El segundo extremo, opuesto al alojado en la ranura 2b, está en contacto eléctrico con el primer hilo 7a de antena, a fin de realizar un lazo b de adaptación de impedancia.

En otra configuración ventajosa representada en la Figura 1c, que es funcionalmente idéntica a la de la Figura 1a, el lazo b de adaptación de impedancia se realiza conectando un extremo del segundo hilo 7b de antena, que se extiende a ambos lados del chip 1, al primer hilo 7a de antena, que solo se extiende a un lado del chip 1.

De una manera más general, los dos hilos 7a, 7b de antena están en contacto eléctrico entre sí para configurar el lazo b, que permite adaptar la impedancia de la antena a la del circuito 4 de emisión-recepción. La longitud del lazo se escoge para adecuar lo mejor posible la impedancia de la antena a la del circuito 4 de emisión-recepción del chip 1.

Para evitar que los dos hilos 7a, 7b de antena entren en contacto eléctrico fuera del punto de contacto escogido para formar este lazo b, se puede prever recubrir las partes salientes de estos dos hilos (o al menos uno de ellos) con un material eléctricamente aislante, tal como una resina.

Se puede consultar el documento US-2019391560 para obtener un posible procedimiento de fabricación de dicho dispositivo D de emisión-recepción. Según este documento, el chip 1 está ensamblado a los hilos de antena, manteniéndose en tensión los dos hilos y sensiblemente paralelos entre sí, en esta etapa de ensamblaje.

Según un aspecto importante, y con la finalidad de hacer robusto el dispositivo D frente a las tensiones mecánicas que podría llegar a experimentar, los hilos 7a, 7b de antena están ambos constituidos por un hilo textil sobre el cual está enrollada, en espiras, una cinta de material electroconductor. Por “ cinta” , se designa una película alargada, flexible y plana. Esta cinta puede estar constituida, por ejemplo, por un hilo metálico laminado. Esta cinta está enrollada contra el hilo textil, ligeramente apretada contra este hilo. No es necesario prever material adhesivo entre el hilo textil y la cinta.

Ventajosamente, el hilo textil se escoge para presentar un carácter extensible, es decir, en este caso, el hilo presenta un poder de elongación elástica que puede ser superior o igual al 5 %, 20 %, 50 %, e incluso al 100 % de su longitud en reposo. Pero esta característica no es esencial, y la invención es perfectamente compatible con un hilo textil no extensible, por ejemplo, que presente una elongación elástica inferior al 5 %.

El material constituyente del hilo textil se escoge para que resista los tratamientos térmicos de fabricación y de uso del dispositivo D, que anteriormente se han apuntado. Más específicamente, el material constituyente del hilo textil se escoge de modo que, cuando se ponga el hilo textil en tensión bajo una carga de 2 N, el calentamiento local del hilo a la temperatura de unión de los hilos 7a, 7b de antena al chip 1, no provoque su rotura. Como se ha visto, este calentamiento puede alcanzar los 300 °C. Esto asegura la compatibilidad del hilo textil con la etapa de ensamblaje. Ventajosamente, este calentamiento local provoca una elongación del hilo que no sobrepasa el 20 %. Aún más específicamente, el(los) material(es) constituyente(s) del hilo textil presenta(n) una temperatura de transición vítrea superior a 150 °C.

A modo de ejemplo, el hilo textil puede estar compuesto de fibras aramidas, y formar así un hilo multifilamento metaaramidas (por ejemplo, el conocido con la denominación comercial Nomex™), un hilo de fibras cortas o largas metaaramidas, tal como una poliamida-imida (por ejemplo, el conocido con la denominación comercial Kermel™). Alternativamente, puede ser un hilo PBO [poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazol)], conocido con la denominación comercial Zylon™. Puede también estar formado a partir de un poliéster aromático (por ejemplo, el conocido con la denominación comercial Vectran™). Puede también ser un hilo formado por un polímero tal como PEAK (poliaril-étercetona), por fibras naturales, por fibras de vidrio, por fibras de carbono, por fibras PPS (sulfuro de polifenileno), o por fibras de acero. Se puede prever que, además de estas fibras o en su sustitución, el hilo textil comprenda una hebra conductora (o una pluralidad de hebras conductoras) de un diámetro inferior a 20 micrómetros. El hilo textil es ventajosamente un aislante eléctrico o eléctricamente poco conductor, sin embargo, no se descarta la posibilidad de que este hilo textil sea conductor.

El hilo presenta ventajosamente una sección transversal circular, y su diámetro está comprendido entre 10 micrómetros y 500 micrómetros.

La cinta de material electroconductor, por su parte, puede estar constituida por un metal o una pluralidad de metales. Como se ha visto, puede tratarse de un hilo metálico laminado. En este caso, y ventajosamente, esta laminación se realiza en frío. Preferiblemente, no viene seguida de recocido térmico. Este procedimiento aumenta el endurecimiento por deformación en frío del material constituyente de la tira y, por tanto, su resistencia a la fatiga.

La cinta puede estar constituida por o comprender cobre, latón, bronce, cobre-níquel, una aleación de cobre con más del 96 % en masa de cobre, níquel.

Se puede prever que esta cinta esté constituida por una capa principal de un primer material, recubriéndose esta capa principal, en al menos una de sus caras, de un revestimiento conductor. De este modo, la capa principal puede ser de acero revestido con un revestimiento realizado de un material seleccionado del grupo constituido por los siguientes materiales: plata, oro, cobre, estaño, níquel, latón, cinc y aleaciones de estaño. Alternativamente, la capa principal puede realizarse de un material seleccionado del grupo constituido por los siguientes materiales: acero inoxidable, una aleación de níquel en donde el níquel represente por sí solo al menos el 45 % de la masa de la aleación, de una aleación de titanio en la que el titanio represente por sí solo al menos el 70 % de la masa de la aleación, níquel.

Ventajosamente, el revestimiento presenta una resistividad eléctrica inferior a la del material determinante de la capa principal. Puede seleccionarse por sus propiedades anticorrosivas, por ejemplo, constituirse de plata. El revestimiento puede formarse por deposición sobre la capa principal, antes o después de una etapa de laminación, como se describió en un párrafo anterior. Esta cinta puede enrollarse sobre el hilo textil, para constituir un hilo 7a, 7b de antena, a fin de exponer el revestimiento. Se aprovecha entonces la relativa escasa resistividad de este revestimiento, para favorecer, por efecto pelicular, la conducción eléctrica de una señal originada en el hilo de antena mediante una radiación electromagnética.

Independiente de la naturaleza seleccionada para la cinta, esta presenta un escaso espesor, inferior a 50 micrómetros, y comprendido típicamente entre 5 micrómetros y 20 micrómetros, y ventajosamente entre 5 micrómetros y 10 micrómetros, a fin de poder ser suficientemente flexible para ser enrollada en espiras sobre el hilo textil. Es apta para deformarse elástica o plásticamente. Típicamente, la cinta presenta un espesor de 10 a 20 veces, incluso 30 veces, inferior al diámetro del hilo textil. Por lo tanto, el diámetro de los hilos 7a, 7b de antena viene determinado esencialmente por el del hilo textil. Este diámetro es perfectamente compatible con la altura y la profundidad de las ranuras 2a, 2b dispuestas en el chip 1 del dispositivo D, en donde se pretende alojar los hilos de antena.

La cinta de material electroconductor puede presentar una anchura comprendida entre 40 micrómetros y 200 micrómetros, sin que, con todo, esta característica constituya limitación alguna. En ciertos casos, esta anchura puede elegirse para que sea más extensa que la longitud del chip, es decir, la dimensión del chip según la cual se establecen las ranuras longitudinales 2a, 2b y/o los hilos de antena (típicamente del orden de 500 micrómetros). De esta forma, una espira puede ocupar por completo una ranura. Se facilita, entonces, el ensamblaje de los hilos 7a, 7b de antena al chip 1 y, principalmente, durante la unión eléctrica de los hilos a los pines 4a, 4b de conexión cuando las espiras de la cinta no sean compactas.

El enrollado de la cinta en espiras alrededor de la película textil se puede realizar de múltiples maneras. De este modo, y como se representa en la Figura 1a, las espiras pueden no ser compactas, es decir, que dos espiras sucesivas estén separadas una de otra y no se toquen. Alternativamente, se puede prever enrollar la cinta en espiras compactas o en espiras solapantes. Unas espiras compactas contribuyen a mejorar la conductividad eléctrica del hilo.

Se puede prever, por otro lado, una pluralidad de cintas electroconductoras, enrolladas todas ellas en espiras sobre el hilo textil, para formar un hilo 7a, 7b de antena. De esta forma se mejora la robustez mecánica y eléctrica del hilo. Se asegura principalmente la continuidad eléctrica del hilo de antena, aun después de la rotura de una de las cintas. En tal caso, las direcciones del enrollado de las cintas sobre el hilo textil pueden ser todas idénticas o ser diferentes. Las cintas se constituyen de materiales electroconductores que pueden ser todos idénticos o diferir entre sí.

Independiente del número, la naturaleza y la dirección de enrollado de la(s) cinta(s) sobre el hilo textil, al final de esta etapa previa de preparación, se dispone de un hilo de antena que permite constituir una antena dipolo robusta, es decir, que presenta una gran resistencia mecánica, y es flexible, es decir, apta para absorber esfuerzos de tracción, torsión y/o flexión, sin deteriorarse, aun después de repetirse estos esfuerzos, en ciclo, muchas veces.

Así, el relativo escaso espesor de la cinta, combinado con la naturaleza textil del hilo, permite que la antena sea flexible y, por tanto, deformarse, por ejemplo, por doblado. Como ya se ha señalado, la fabricación de la cinta puede hacerla particularmente resistente a la fatiga. La disposición en espiras de la cinta sobre el hilo textil permite, principalmente, absorber esfuerzos de tracción aplicados al hilo de antena. La dimensión (su diámetro) del hilo de antena puede ser idéntica a la de un hilo conductor convencional.

Estas propiedades no podrían obtenerse idénticamente mediante una antena realizada mediante un hilo conductor convencional, que presentara una sección transversal circular y se constituyera por completo de un conductor eléctrico, aunque el mismo estuviera dispuesto en espiras. Tal es el caso, principalmente, para su deformación a tracción.

Obsérvese, asimismo, que la configuración de los hilos de antena que se acaba de presentar es perfectamente compatible con el procedimiento de fabricación de un dispositivo de emisión-recepción de radiofrecuencia D, tal como el que se describe principalmente en el documento US-2019391560. El enrollado de la cinta sobre el hilo textil se puede realizar antes de la etapa de ensamblaje del chip 1 a los dos hilos de antena. Nuevamente, dicho hilo de antena presenta un factor de forma y, principalmente, un diámetro, similar en todo al de un hilo convencional, que presenta una sección transversal circular y se constituye por completo de un conductor.

Un hilo de antena que comprenda el enrollado en espiras de la cinta conductora, presenta otras ventajas, principalmente de naturaleza eléctrica. Presenta una impedancia que presenta un componente inductivo mayor que el de un simple hilo conductor convencional. En consecuencia, es posible reducir la dimensión del lazo b de adaptación de impedancia de la antena dipolo. Se hace más robusto el dispositivo, y se reduce la cantidad de resina protectora con la que a veces se recubre este lazo b, o los hilos que componen este lazo. Se forma un dispositivo de emisiónrecepción con una parte rígida que es de menor dimensión que la de las soluciones conocidas. Además, se puede reducir la longitud del hilo conductor 7a, sin afectar a la capacidad de transmisión-recepción de la antena dipolo, lo cual permite hacer más compacto el dispositivo D. Este es el caso, en particular, cuando el dispositivo D forma una etiqueta RFID, y el circuito de emisión-recepción 4 se destina para que funcione en un margen de frecuencias normalizado, alrededor de 900 megahercios.

Es también posible cortar la cinta sin cortar el hilo textil, lo cual permite romper la continuidad eléctrica del hilo, por ejemplo, para acortar la longitud efectiva de la antena, sin romper la continuidad mecánica del hilo de antena. Se puede sacar provecho de esta característica, principalmente en la fabricación de una pluralidad de dispositivos, concatenados entre sí mediante dos hilos textiles de gran longitud, cortándose regularmente las cintas enrolladas en espiras sobre estos dos hilos textiles de gran longitud, para definir antenas respectivamente asociadas a cada chip. Esto permite hacer funcionales a los dispositivos, aun cuando se presenten en forma concatenada.

Evidentemente, la invención no se limita a la realización descrita, y pueden aportarse variantes de realización a la misma, sin salir del alcance de la invención tal como se define por las reivindicaciones.

De este modo, el dispositivo D no queda, en modo alguno, limitado a incorporar un chip 1 dotado de ranuras 2a, 2b, como se representó a modo ilustrativo con referencia a las figuras. Las ranuras facilitan la colocación de los hilos 7a, 7b de antena con respecto al chip 1 durante su ensamblaje. Se puede prever que la cubierta 5 se ensamble sobre el substrato 3, tan solo temporalmente, para facilitar esta etapa de unión, pero que se retire después de la misma. Tal procedimiento de ensamblaje está descrito principalmente en el documento ^u S-2020335475.

Asimismo, se puede prever un solo hilo de antena, y que el mismo no esté eléctricamente en contacto con el chip 1. De este modo, y como se expone, por ejemplo, en el documento US-2010321161, los pines 4a, 4b de conexión del chip 1 pueden unirse a una antena de lazo inductivo. Esta antena puede estar determinada por una pista conductora dispuesta en lazo sobre un soporte. El chip 1 descansa sobre el soporte, para poner de forma precisa en contacto eléctrico sus pines con esta pista, directa o indirectamente. Este conjunto puede estar encapsulado, por ejemplo, con un material plástico, para formar un dispositivo monolítico. El dispositivo monolítico está asociado a un único hilo de antena según la presente descripción, es decir, constituido por un hilo textil y por al menos una cinta enrollada en espiras alrededor de este hilo. El hilo de antena único se halla dispuesto próximo al dispositivo monolítico, de modo que la antena de lazo inductivo pueda acoplarse eléctricamente al mismo. El hilo de antena puede colocarse o integrarse en un tejido sobre el que se haya fijado el dispositivo monolítico.

Cualquiera que sea la configuración elegida para el dispositivo D de emisión-recepción de radiofrecuencia, el mismo está formado por un chip 1 que comprende un circuito 4 de emisión-recepción y dos pines 4a, 4b de conexión unidos eléctricamente al circuito 4 de emisión-recepción. Al menos un hilo de antena está acoplado al chip, y ese hilo de antena está constituido por un hilo textil y por al menos una cinta enrollada en espiras alrededor del hilo textil.

Un dispositivo según la presente descripción puede colocarse o incorporarse ventajosamente (por ejemplo, bordado o tejido) en una pieza textil, por ejemplo, para formar una etiqueta electrónica (por ejemplo, una etiqueta RFID). Dicha etiqueta puede tener su aplicación en el campo de la confección (para asociarse a una prenda de ropa) o de la lavandería (para asociarse a una sábana, por ejemplo). Para facilitar su manipulación, se puede recubrir un dispositivo según la invención, con un hilo o con una pluralidad de hilos textiles de recubrimiento. La robustez mecánica del dispositivo le permite, sin perder sus funcionalidades, sufrir tratamientos de lavado que lo sometan mecánica y térmicamente, lo cual, por tanto, hace del suyo un uso particularmente bien adaptado al campo de la confección y de la lavandería.

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES

   i. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia que comprende:

   -un chip (1) que comprende un circuito (4) de emisión-recepción y al menos dos pines (4a, 4b) de conexión unidos eléctricamente al circuito (4) de emisión-recepción;

   -una antena dipolo (7a, 7b) acoplada al circuito (4) de emisión-recepción del chip (1);

   estando el dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia caracterizado porque la antena (7a, 7b) comprende un hilo textil y al menos una cinta formada por un material electroconductor, estando la cinta enrollada en espiras alrededor del hilo textil para recubrirlo al menos en parte.
2. 2. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según la reivindicación anterior, en donde la antena se constituye de dos hilos (7a, 7b) de antena respectivamente unidos eléctricamente a los dos pines (4a, 4b) de conexión del chip (1).
3. 3. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según la reivindicación anterior, en donde los dos hilos (7a, 7b) de antena se alojan, respectivamente, en dos ranuras longitudinales (2a, 2b) dispuestas en caras opuestas del chip (1).
4. 4. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las dos reivindicaciones anteriores, en donde la antena dipolo comprende un lazo (b) de adaptación de impedancia.
5. 5. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones 2 a 4, en donde los dos hilos (7a, 7b) de antena están ensamblados, respectivamente, a los dos (4a, 4b) pines de conexión del chip (1) mediante un material de unión.
6. 6. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el(los) material(es) constituyente(s) del hilo textil se elige(n) de modo que, cuando se ponga el hilo en tensión bajo una carga de 2 N, un calentamiento local del hilo a una temperatura determinada escogida entre 80 ° y 300 °C no provoque su rotura.
7. 7. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según la reivindicación anterior, en donde el(los) material(es) constituyente(s) del hilo textil presenta(n) una temperatura de transición vítrea superior a 150 °C.
8. 8. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el hilo textil presenta un poder de elongación elástica superior o igual al 5 %, 20 %, 50 %, e incluso al 100 % de su longitud en reposo.
9. 9. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según la reivindicación anterior, en donde el hilo textil está compuesto de fibras aramidas o de un poliéster aromático.
10. 10. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el hilo textil presenta un poder de elongación elástica inferior al 5 %.
11. 11. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la cinta está constituida de un hilo metálico laminado.
12. 12. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la cinta presenta un espesor inferior o igual a 30 veces un diámetro del hilo textil, ventajosamente inferior o igual a 10 veces ese diámetro.
13. 13. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores, en donde las espiras son no compactas, separadas entre sí.
14. 14. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde las espiras son compactas o se solapan.
15. 15. Dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de cintas formadas por materiales electroconductores y enrolladas en espiras alrededor del hilo textil.
16. 16. Etiqueta electrónica que comprende una pieza textil y, añadido y/o incorporado a la pieza textil, un dispositivo (D) de emisión-recepción de radiofrecuencia según una de las reivindicaciones anteriores.