JP4358225B2 - マイクロチップモジュールをアンテナと結合するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分の通り、応答機、特にスマートラベルを製造するために、少なくとも１つの第２の支持体から第１の支持体上の所定の位置へマイクロチップモジュールを移送して、少なくとも１つの第１の支持体上に配置されたアンテナにマイクロチップモジュールを結合するための装置に関する。本発明は、さらに、請求項９の前提部分の通り、応答機、特にスマートラベルを製造するために、少なくとも１つの第１の支持体上に配置されたアンテナにマイクロチップモジュールを結合するための方法に関する。

欧州特許出願公開第１０４３９２５号明細書Ａ２は、複数の同一の電子構成部品を、基板ストリップ上に配置された複数の回路に自動的に移送するための装置及び方法を開示している。この基板ストリップは、ロールから繰り出され、主ロールを介してアンテナ移送ロールに連結されており、これによって、個々のアンテナを１つずつ基板ストリップに取り付ける。次いで、主ロールに接触している他のロールを介して、個々の電子構成部品が、１つずつ基板ストリップに取り付けられて、複数の応答機が得られる。

そのような装置は、まず、基板ストリップにアンテナを取り付けるステップと、電子構成部品を取り付けるステップの２つの移送ステップを必要とする。次に、基板への電子構成部品の移送は、主ロールを離れた基板ストリップが、電子構成部品を運ぶロールに接近した領域内で行われる。この場合、基板ストリップ及び電子構成部品は、ロール表面上におけるそれらの配置によって接触する位置で、環状の表面上を進むように配置される。この環状の進路のために、そのような構成は、他のロールから構成部品を分離し、基板ストリップに構成部品を移送し、基板ストリップに構成部品を結合するための特殊な装置を必要とするが、これらの装置は、それらの構成の点から複雑なものとなり、製造コストが高くなる。さらに、一列に配置された構成部品及び基板ストリップの環状の配置によって、構成部品を分離し、移送し、結合する動作は、さらに技術的に複雑な構成でのみ同時に実行することができる。

独国特許出願公開第１０１３６３５９号明細書Ａ１は、第１の支持ストリップ上に配置されたアンテナにマイクロチップモジュールを結合して、応答機を製造するための方法であって、第２の支持ストリップに鋭い刃を通過させることによって、マイクロチップモジュールが、第１の支持ストリップに取り付けられるために、前もって第２の支持ストリップから分離される方法を開示している。そのような構成は、切断動作によって支持ストリップからマイクロチップモジュールを分離するのには適切でなく、そしてそれは、複合物からあるタイプのマイクロチップモジュールを分離するために多くの場合必要である。

そこで、本発明は、支持体上に配置されたアンテナにマイクロチップモジュールを結合して応答機を製造するための装置であって、たとえマイクロチップモジュールをそれらの支持体から分離するための切断動作がすでに行われていたとしても、一方の支持体から、すでにアンテナを移送した他方の支持体へ、マイクロチップモジュールを簡単且つ迅速に移送することが可能であり、そして、簡単な且つ費用対効果が大きくなるように構成された装置を提供することを１つの目的とする。本発明の他の目的は、支持体上に配置されたアンテナに、マイクロチップモジュールを結合するための方法を提供することである。

この目的は、装置に関する請求項１の特徴に従って、並びに方法に関する請求項９の特徴に従って実現される。

本発明の１つの重要な態様は、応答機、特にスマートラベルを製造するために、少なくとも１つの第２の支持体から第１の支持体上の所定の位置へマイクロチップモジュールを移送して、少なくとも１つの第１の支持体上に配置されたアンテナにマイクロチップモジュールを結合するための装置において、これらの支持体は、断続的に(in steps)又は連続的に互いに上下の位置関係で移動することができ、好ましくは所定の位置で互いに並行に配置され、これらの支持体の間には、第２の支持体から第１の支持体へ回転動作により個々のマイクロチップモジュールを移送するための回転ヘッド装置が配置されているものとして考慮しなければならない。回転ヘッド装置は、支持体の幅方向に延びる軸の周りを好ましくは１８０°回転することができ、真空発生装置を用いて、第２の支持体から予め分離されている個々のマイクロチップモジュールに吸引力を働かせ、１８０°回転し、その下方にある第１の支持体上に前記マイクロチップモジュールを配置する。次いで、マイクロチップモジュールは、ツールにより、第１の支持体上に自動的に押圧され、好ましくは固定される。この場合、結合動作及び分離動作は、同時に実行することができ、その結果、分離、移送、及び結合動作のすべてを迅速且つ簡単に実行することが可能となる。

多側面を有する回転ヘッド装置を使用すると、回転ヘッド装置のすべての側面がこれらの動作のそれぞれを実行するように構成することができる。このため、第１の支持体上にマイクロチップモジュールを配置する位置から、第２の支持体からマイクロチップモジュールを分離してマイクロチップモジュールに吸引力を働かせる位置へ、回転ヘッド装置が回転して戻ることを不要にできる。一例として、回転ヘッド装置は、それぞれの場合においてちょうど９０°の回転動作が必要となるように、４つの側面を備えることができる。これは、結果として、製造時間の節約となる。

支持体は、好適には、支持ストリップ、支持シート、又は支持バンドとして構成される。

好適には、第１及び／又は第２の支持ストリップは、２列のストリップ又は多列のストリップとして構成することができ、これによって、互いに並行に配置されたいくつかの支持ストリップ及びマイクロチップモジュールを同時に処理することを可能にする。これは、製造時間のさらなる節約をもたらす。

第２の支持ストリップからマイクロチップモジュールを分離するための分離装置の下方で、且つ回転ヘッド装置の上方に、マイクロチップモジュール（挿入物）を正確に位置決めするために、インデックス装置が備えられ、これによって、第２のストリップを進行方向及び横方向に案内する。分離装置は、切断装置、打抜き装置、又はレーザ切断装置として構成することができる。

支持ストリップは、それぞれの場合において、第１のロールから繰り出し、第２のロール上に巻きつけることができる。

固定動作のために備えられた組立てツールは、打撃装置と連結されており、この打撃装置のための電磁駆動装置により駆動される。これによって、押圧されるマイクロチップモジュールの方向に加速されるように組立てツールを移動させ、マイクロチップモジュールを第１の支持ストリップに所定の差し込み深さで押圧する押圧動作を実行する。

打撃装置は、ハンマーのような要素を備えており、この要素は、好ましくは電磁的に又は圧縮応力を与えられたばねにより駆動される。

電磁駆動装置は、調整装置に連結されており、この調整装置により、所定の調整可能な力を超えたときにのみ、すぐに駆動装置が動作するのを可能にしており、これによって、結合する力及びパルスのようなプロセスパラメータを変化させることができる。

１つの好ましい実施形態によれば、電磁駆動装置は、切断装置、回転ヘッド装置、及び押圧されるマイクロチップモジュールのその時点の位置に応じて、制御装置により動作が制御され、それによって、これらのさまざまな装置の動作順序の調整がなされて、衝突のない順序で動作し、各動作サイクルの時間が短縮される。

応答機を製造するために、少なくとも１つの第１の支持体上に配置されたアンテナにマイクロチップモジュールを結合する、本発明に係る方法においては、マイクロチップモジュールが少なくとも１つの第２の支持体から分離されて、第１の支持体上の所定の位置に取り付けられ、２つの支持体が互いに上下の位置関係で移動させられ、互いに上下の位置関係で移動させられる支持体が互いに所定の位置で並行に延びており、支持体の間に配置された回転可能な回転ヘッド装置によって個々のマイクロチップモジュールが第２の支持体から第１の支持体へ移送される。このため、回転ヘッド装置が、第２の支持体から予め分離された少なくとも１つのマイクロチップモジュールに、作り出された真空状態により吸引力を働かせ、好ましくは１８０°の回転動作によって、第２の支持体の下方に位置する第１の支持体上の所定の位置にマイクロチップモジュールを配置する。

たとえば第２の支持体から個々のマイクロチップモジュールを切断することによる分離動作、及び第１の支持体上に他の個々のマイクロチップモジュールを押圧する、特に固定する組立て動作が同時に行われる場合、時間が最適化された動作プロセスが実現される。

他の好適な実施形態は、従属請求項から明らかになる。

利点及び好都合な特徴は、図面に関連した以下の説明で理解することができる。

図１は、本発明に係る装置に関する基本的な原理を、簡略化した概略図で示している。この装置では、第１の支持ストリップ１が、第１のロール２から繰り出され、第２のロール３上に巻きつけられる。第１の支持ストリップ１の進行方向は、矢印４によって示されている。

第１の支持ストリップ１の上部には、例えば電気溶着によって製造することができるアンテナ（ここでは図示せず）が配置されている。

第２の支持ストリップ５は、第１の支持ストリップ１に並行に、しかも第１の支持ストリップ１の上方で延びており、この第２の支持ストリップ５には、マイクロチップモジュール（ここでは図示せず）が配置されている。また、第２の支持ストリップ５は、他の第１のロール６から繰り出され、他の第２のロール７上に巻きつけられる。第２の支持ストリップ５の進行方向は、矢印８によって示されている。

２つの支持ストリップ１と５との間には、回転ヘッド装置９が配置されており、この回転ヘッド装置９の上部及び下部には、回転ヘッド側面部９ａ、９ｂが備えられている。この回転ヘッド装置９は、図面の平面に対して垂直に延びる軸９ｃの周りを、矢印１１に示すように回転できるようになっている。回転ヘッド側面部９ａ、９ｂの両方は、切断装置１０によって第２の支持ストリップ５から切断されたマイクロチップモジュール上に吸引力を働かせ、さらに第１の支持ストリップ１上にマイクロチップモジュールを配置するように構成されている。

図２は、装置の基本的な原理を簡略化した概略平面図で示したものである。この図から分かるように、第２の支持ストリップ５は、２つの支持ストリップ５ａ、５ｂから構成され、この２つの支持ストリップ５ａ、５ｂは、互いに隣接して配置され、互いに並行に延びている。２つの支持ストリップ５ａ、５ｂには、マイクロチップモジュール１２が配置されており、このマイクロチップモジュール１２は、切断装置１０によって第２の支持ストリップ５ａ、５ｂから切断することができる。この切断装置は、マイクロチップモジュール上に位置するように、変位動作１０ａを実行することができる。

検出システム１３は、上流部分に配置され、好ましくはカメラ又は評価要素を備えるセンサ要素を有する視覚装置として構成されており、第１の支持ストリップ１上に配置されたアンテナを検出及び位置決めし、また、アンテナをチップモジュールの組立てのための駆動装置に対して位置決めするように作用する。

電磁駆動装置１４は、パルスを生成し、それをツールに伝えるために、打撃装置と一緒に作用する。このツールは、（押圧装置１６として構成された）回転ヘッド装置と一体化されており、モジュールを第１の支持ストリップ１上に固定するために備えられている。この固定は、第１の支持ストリップ１上に配置されているマイクロチップモジュールを所定の差し込み深さで結合することにより行われる。変位動作は、加速パルスによってもたらされ、矢印１５によって示されている。組立て動作中、このツールは、金敷の形をした支持装置に向かって動作し、前記支持装置はその位置に固定されている。

チップモジュールを結合する動作中、このツールは結合する対象物に接続され、復元装置により回転ヘッド装置９内の元の位置に移動させられる。

回転ヘッドを回転させるとともに、第１の支持ストリップ１を移動させるためには、対応する構成部品を解放する必要がある。そのためには、支持装置（金敷）を下方に下げ、第２の支持ストリップ用のインデックスガイド装置を上方に上げる。

インデックスガイド装置は、切断装置１０に対して、支持ストリップ５ａ、５ｂの横方向及び進行方向における正確な位置決めを確実にする。この場合は、第１及び第２の支持ストリップ１、５ａ、５ｂの前進動作と切断装置の動作とを同期させるために、制御装置（ここでは図示せず）によって段階的な前進動作が実行される。

図３は、概略側面図であり、本発明に係る回転ヘッド装置を備える装置の一部分を、本発明の一実施形態に従って示している。回転ヘッド装置９は、２つの回転ヘッド側面部９ａ、９ｂから構成されている。これにより、マイクロチップモジュールの移送動作の際、真空装置により吸引力を働かせることによって、上部の第２の支持ストリップ５から下部の第１の支持ストリップ１へマイクロチップモジュール１２を移送するように、回転ヘッドが１８０°回転する。このようにするために、回転ヘッドは回転軸９ｃの周りを回転する。

回転ヘッドを回転させることにより、マイクロチップモジュール１２が第１の支持ストリップ１の真上に配置されるとすぐに、電磁駆動装置（ここでは図示せず）に引き起こされた（矢印２０によって示されるような）力のパルスにより、ハンマーを一体化して備えた打撃装置１９が（矢印２１によって示されるように）旋回する。この旋回によりツール２２が下方へ移動し、押圧装置１６に嵌合した結合ツール２３が支持ストリップ１に対して押し当てられ、固定動作が行われる。金敷２４は、結合動作中、適切な対抗部分となる。

次いで、復元装置２５が上方へ移動することによって、ツール２２を初期位置に戻す。

モジュール上に吸引力を働かせるための真空吸引板（より詳細に図示せず）は、押圧装置１６に取り付けられている。

チップモジュールを分離して組み立てるためのすべての装置、及び打撃装置は、第１の支持ストリップ１の上方で、ストリップの移動方向に対して直交する方向に調整及び変位させることができ、また制御要素を用いて位置決めすることができる。

図４は、概略側面図であり、本発明の一実施形態に係る切断装置１０を示している。この切断装置１０は、個々のマイクロチップモジュール１２を第２の支持ストリップ５から切断するためのブレード２７を有するブレードホルダ２６を備えている。このブレードホルダ２６は、矢印２９、３０の方向に変位させることができる。このため、切断装置１０は、モジュール１２を切り取るための少なくとも２つのブレード２７を有し、前記ブレードはガイドウェブ２８によって案内される。矢印２９は切断方向を示し、矢印３０はブレードのストロークを示している。

図５は、概略平面図で、第２のストリップ５を、横方向及び前進方向に案内するためのインデックスガイド装置３１を示している。このため、インデックスガイド装置３１は、２つのガイドレール３２及びスライド３３を有しており、スライド３３は、ストリップ５を前進移動させるために、２つのガイドレール３２上で矢印３４に示すように変位させることができる。また、スライド３５は、矢印３６で示すように横方向に変位させるためにある。

打撃装置のための電磁駆動装置１４（図６に示す）は、打撃用のピンとして構成されたその前方部分１４ａのスライド動作によって、組立てツールに作用する。前記組立てツールは、第１の支持ストリップ１上にマイクロチップモジュールを固定するために必要である。打撃用のピン１４ａは、磁気力を調整するための調整装置に連結され、前記調整装置は、実質的に、基台フレーム３８，２つの締付け楔３９，及び渦巻ばね４０で構成されている。磁気力は、磁石３７によって生成される。

本出願書類内で開示されたすべての特徴は、個別でも又は組合せても、従来技術に対して新規なものであるので、本発明に不可欠なものとして特許請求の範囲に請求されている。

本発明に係る装置に関する基本的な原理を示す簡略化した概略側面図で。 図１に示した本発明に係る装置に関する基本的な原理を示す簡略化した概略平面図である。 本発明の一実施形態による、回転ヘッド装置を備える本発明に係る装置の一部を示す概略側面図である。 本発明の一実施形態による切断装置に関する概略側面図である。 本発明の一実施形態によるインデックスガイド装置を示すの概略平面図である。 本発明の一実施形態による電磁駆動装置に関する概略平面図である。

符号の説明

１ 第１の支持ストリップ
２、６ 第１のロール
３、７ 第２のロール
４、８ ストリップの進行方向
５、５ａ、５ｂ 第２の支持ストリップ
９、９ａ、９ｂ 回転ヘッド装置
１０ 切断装置
１０ａ 切断装置の変位方向
１１ 回転ヘッド装置の回転動作
１２ マイクロチップモジュール
１３ カメラ
１４ 電磁駆動装置
１４ａ 電磁駆動装置の前方部分
１５ 駆動装置の変位方向
１６ 押圧装置
１７ インデックスガイド装置の変位方向
１８ アンテナ
１９ 打撃装置
２０ 力のパルス
２１ 旋回方向
２２ ツール
２３ 結合ツール
２４ 金敷
２５ 復元装置
２６ ブレードホルダ
２７ ブレード
２８ ガイドウェブ
２９ 切断方向
３０ ブレードストローク
３１ インデックスガイド装置
３２ ガイドレール
３３、３５ スライド
３４、３６ スライドの変位
３７ 磁石
３８ 基台フレーム
３９ 締付け楔
４０ 渦巻ばね

Claims (11)

1. 応答機を製造するために、少なくとも１つの第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から第１の支持体（１）上の所定の位置へマイクロチップモジュール（１２）を移送して、前記少なくとも１つの第１の支持体（１）上に配置されたアンテナ（１８）に前記マイクロチップモジュールを結合し、前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）は、断続的に又は連続的に互いに上下の位置関係で移動することができる装置であって、
   互いに上下の位置関係で移動することができる前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）が所定の位置で互いに並行に配置され、
   前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）の間には、前記第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から前記第１の支持体（１）へ回転動作（１１）により個々のマイクロチップモジュール（１２）を移送するための回転ヘッド装置（９）が配置され、
   前記回転ヘッド装置が前記第１の支持体及び第２の支持体の幅方向に延びる軸の周りを回転可能であり、
   少なくとも１つの組立てツール（２２、２３）が、前記回転ヘッド装置（９）に備えられており、これによって、前記回転ヘッド装置（９）により前記第１の支持体（１）上の所定の位置に配置された前記マイクロチップモジュール（１２）を、前記第１の支持体（１）上の前記アンテナ（１８）の領域内に押圧することを特徴とする装置。
2. 前記回転ヘッド装置（９）は、真空発生装置に連結されており、これによって、前記第２の支持体から分離された少なくとも１つのマイクロチップモジュール（１２）に吸引力を働かせることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記回転ヘッド装置（９）は、１８０°又は９０°回転することができることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記組立てツール（２２、２３）を駆動する電磁駆動装置（１４）をさらに備え、前記組立てツール（２２、２３）は、前記電磁駆動装置（１４）により、押圧される前記マイクロチップモジュール（１２）の方向に加速されるように移動され、前記マイクロチップモジュール（１２）を前記第１の支持体（１）に所定の差し込み深さで押圧する押圧動作を実行しており、
   前記駆動装置（１４）は、当該駆動装置（１４）の作動により生じる予め設定可能な力を設定するための調整装置（３８、３９、４０）に連結されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 分離装置（１０）により、前記第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から前記マイクロチップモジュール（１２）を分離することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
6. 前記分離装置（１０）は、少なくとも１つのブレード要素（２７）を備える切断装置であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. インデックスガイド装置（３１）により、前記第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）を進行方向及び横方向に案内し、これによって、前記分離装置（１０）及び前記回転ヘッド装置（９）に対する個々のマイクロチップモジュール（１２）の正確な位置決めを行うことを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
8. 前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）は、支持ストリップとして、第１のロール（２、６）から繰り出され、第２のロール（３、７）上に巻きつけられることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 応答機を製造するために、少なくとも１つの第１の支持体（１）に配置されたアンテナ（１８）にマイクロチップモジュールを結合し、前記マイクロチップモジュール（１２）が少なくとも１つの第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から分離されて、前記第１の支持体（１）上の所定の位置に取り付けられ、前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）が互いに上下の位置関係で移動させられる方法であって、
   互いに上下の位置関係で移動させられる前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）が所定の位置で互いに並行に延びており、
   前記第１の支持体（１）及び第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）の間で前記第１の支持体及び第２の支持体の幅方向に延びる軸の周りに回転することができる回転ヘッド装置（９）により、個々のマイクロチップモジュール（１２）が、前記第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から前記第１の支持体（１）へ回転動作（１１）によって移送され、
   前記回転ヘッド装置（９）に備えられた少なくとも１つの組立てツール（２２、２３）によって、前記回転ヘッド装置（９）により前記第１の支持体（１）上の所定の位置に配置された前記マイクロチップモジュール（１２）を、前記第１の支持体（１）上に押圧することを特徴とする方法。
10. 前記回転ヘッド装置（９）により、前記第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から予め分離された少なくとも１つのマイクロチップモジュール（１２）に、作り出された真空状態により吸引力を働かせ、しかも１８０°の回転動作によって、前記第２の支持体の下方に位置する前記第１の支持体（１）上の所定の位置に前記マイクロチップモジュール（１２）を配置することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２の支持体（５、５ａ、５ｂ）から個々のマイクロチップモジュール（１２）を分離するための分離動作、及び、前記第１の支持体（１）上に他の個々のマイクロチップモジュール（１２）を押圧するための押圧動作が同時に行われることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。

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