MX2008000627A - Un brazalete rfid y metodo para fabricar un brazalete rfid. - Google Patents
Un brazalete rfid y metodo para fabricar un brazalete rfid.Info
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Abstract
Un brazalete RFID y un metodo para fabricar el mismo, en donde el brazalete esta compuesto de una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior, un microprocesador de identificacion de radiofrecuencia unido a la superficie superior de la capa inferior, una antena, operativamente acoplada al microprocesador de identificacion de radiofrecuencia y unida a la superficie superior de la capa inferior, una capa nucleo, colocada encima de la capa inferior y unida a la capa inferior, el microprocesador de identificacion de radiofrecuencia y la antena, y una capa superior, colocada encima de la capa nucleo y unida a la capa nucleo.
Description
UN BRAZALETE RFID Y MÉTODO PARA FABRICAR UN BRAZALETE RFID
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Los brazaletes tienen numerosas aplicaciones desde funcionales hasta en cuestiones de moda. Por ejemplo, un brazalete se puede utilizar como un boleto para indicar que el usuario del brazalete tiene derecho de entrada a un lugar de reunión o espectáculo. Un brazalete es ideal en casos donde está involucrada actividad física vigorosa o en donde resulta conflictivo que un patrocinador se mantenga al día con un boleto, tal como un parque acuático o concierto. Los chips de identificación de radiofrecuencia ("RFID") se pueden incorporar en brazaletes para proporcionarles una funcionalidad incrementada. Generalmente, los chips RFID se utilizan para rastrear productos. Un artículo que posee un chip RFID puede ser rastreado por un sistema de red. Debido al RFID, el sistema de red puede identificar la ubicación del chip RFID y, por lo tanto, al usuario del brazalete.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Generalmente, en brazaletes que tienen un chip RFID, se utiliza un adhesivo sensible a la presión para unir dos substratos, en donde uno de los substratos contiene el chip RFID. Esta construcción proporciona poca o ninguna protección para el chip RFID. Específicamente, los brazaletes convencionales emplean el uso de substratos delgados que tienen la capacidad para absorber únicamente pequeñas cantidades de choque. Además, los materiales utilizados en brazaletes convencionales que tienen un chip RFID son delgados y tienen una tendencia a separarse y perder continuidad cuando son estirados. Por lo tanto, se requiere un brazalete y método para construir el brazalete que tenga la capacidad de producir un brazalete RFID para absorber cantidades incremencadas de choque, proteger la circuitería RFID y que tenga una resistencia a la tracción incrementada .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Una modalidad de la invención se refiere a un brazalete que comprende una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior, un microprocesador de identificación de radiofrecuencia unido a la superficie superior de la capa inferior, una antena, operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia y unida a la superficie superior de la capa inferior, una capa núcleo, colocada encima de la capa inferior y unida a la capa inferior, el microprocesador de identificación de radiofrecuencia y la antena y una capa superior, colocados encima de la capa núcleo y unidos a la capa núcleo. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el brazalete además comprende una batería operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia . De acuerdo con otra modalidad todavía de la invención, un método para fabricar un brazalete incluye proveer una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior, unir un microprocesador de identificación de radiofrecuencia a la superficie superior de la capa inferior, formar una antena en la superficie superior de la capa inferior, en donde la antena está operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia, formar una cola de inhabilitación en la superficie superior de la capa inferior, en donde la cola de inhabilitación está operativamente acoplada a la antena, cargar la capa inferior en un aparato de moldeo por inyección, cargar la capa superior, colocada por encima de la superficie superior de la capa inferior, en el aparato de moldeo por inyección e inyectar material polimérico termoendurecible entre la capa superior y la superficie superior de la capa inferior. Se entenderá que la descripción general anterior y la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicatorios únicamente, y no son una restricción de la invención tal como se reclama.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción, reivindicaciones anexas, y modalidades ejemplares anexas que se muestran en las figuras, las cuales se describen de manera breve a continuación. La figura 1 es una vista en sección transversal superior de un brazalete RFID de acuerdo con una modalidad de la invención. La figura 2 es una vista en sección transversal lateral de un brazalete RFID de acuerdo con otra modalidad de la invención. La figura 3 es una vista agrandada de un brazalete RFID de acuerdo con una modalidad de la invención. La figura 4 es una vista en sección transversal lateral de un brazalete RFID en un aparato de moldeo por inyección antes de la inyección de una capa núcleo. La figura 5 es una vista en sección transversal de un brazalete RFID en un aparato de moldeo por inyección después de la inyección de una capa núcleo. La figura 6 es una vista en sección transversal superior de dos brazaletes RFID de acuerdo con una modalidad de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
Las modalidades de la presente invención se describirán a continuación con referencia a las figuras anexas. Se deberá entender que la siguiente descripción está destinada a describir modalidades ejemplares de la invención, y no a limitar la misma. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, como se muestra en las figuras 1 y 2, el brazalete 1 comprende un microprocesador de identificación de radiofrecuencia ("RFID") 10, una antena 20, una capa inferior 30, una capa superior 40 y una capa núcleo 50. Además, el brazalete 1 incluye bucles de extremidad 60 para sujetar el brazalete 1 a la muñeca de un usuario. La capa inferior 30 tiene una superficie superior 31 y una superficie inferior 32. La capa inferior 30 está compuesta de cualquier material de plástico convencional conocido que no conduzca electricidad. Por ejemplo, la capa inferior 30 puede estar compuesta de PVC, nylon, poliéster, polipropileno, policarbonato o teslin. La superficie inferior 32 de la capa inferior 30 está configurada para desplegar escritura o cualquier tipo de marcas de identificación. La superficie superior 31 de la capa inferior 30 puede estar compuesta de un compuesto de plástico que sea conveniente para recibir tinta conductiva. Como se muestra en la figura 1 y como se describe a continuación, la superficie superior 31 de la capa inferior 30 está configurada para recibir y estabilizar verticalmente una pluralidad de componentes de circuito. Como se describió anteriormente, una pluralidad de componentes de circuito se puede unir a la superficie superior 31 de la capa inferior 30. La pluralidad de componentes de circuito se puede colocar en cualquier parte sobre la superficie superior 31 de la capa inferior 30 según se desee. El propósito y funcionalidad del diseño del brazalete 1 dictarán la posición de los componentes del circuito. La funcionalidad también dictará qué tipos de componentes de circuito están incluidos dentro del brazalete 1. Para propósitos de ejemplo únicamente, en el brazalete 1 se podría colocar una batería 70, una antena 20, y un microprocesador RFID 10. Además, componentes de circuito adicionales pueden incluir, pero no se limitan a LED, pantallas flexibles y emuladores. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la superficie superior 31 de la capa inferior 30 está configurada para recibir un microprocesador RFID 10, una batería 70 y una antena 20 (que se muestran en la figura 1) . El microprocesador RFID 10 puede ser cualquiera de varios procesadores RFID conocidos. Por ejemplo, un chip Phillips SL2 ICS20 se puede utilizar como el microprocesador RFID 10. En una modalidad de la invención, un empaque flip-chip FCP2 se utiliza como el microprocesador RFID 10. El microprocesador RFID 10 está conectado de manera operativa a una batería 70 y una antena 20 a través de barridos de circuito 5. Como se muestra en la figura 1, de acuerdo con una modalidad de la invención, la antena 20 se deposita sobre la superficie superior 31 de la capa inferior 30. La antena 20 puede estar compuesta de cualquiera de un número de materiales. Por ejemplo, la antena 20 puede estar compuesta de cable de cobre sólido. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la antena 20 es impresa sobre la superficie superior 31 de la capa inferior 30 con tinta conductiva. Como se muestra en la figura 1, una cola de inhabilitación también esta operativamente conectada a la antena 20. De acuerdo con una modalidad de la invención, como se muestra en la figura 3, dos capas de tinta conductiva forman los barridos de circuito 5 sobre la superficie superior 31 de la capa inferior 30. Una primera capa de tinta conductiva 5a forma los bucles principales de la antena 20 y rodea la cola de inhabilitación 80. La primera capa de tinta conductiva 5a también se extiende alrededor de los bucles 60 del brazalete 1. La segunda capa de tinta conductiva 5b se aplica después de la primera capa de tinta conductiva. Como se muestra en la figura 3, un recubrimiento dieléctrico 15 está colocado sobre la parte superior de la primera capa de tinta conductiva 5a, en donde la segunda capa de tinta conductiva 5b se cruza con la primera capa de tinta conductiva 5a. Como se muestra en la figura 2, la capa superior 40 tiene una superficie inferior 41 y una superficie superior 42. La capa superior 40 está compuesta de cualquier material de plástico convencional conocido que no conduzca electricidad. Por ejemplo, la capa superior 40 puede estar compuesta de PVC, nylon, poliéster, polipropileno, policarbonato o teslin. La superficie superior 42 de la capa superior 40 está configurada para desplegar escritura o cualquier tipo de marcas de identificación. La superficie inferior 41 está configurada para entrar en contacto con una capa núcleo 50. La capa núcleo 50 está colocada entre la capa superior 40 y la capa inferior 30 y está en contacto continuo con la superficie inferior 41 de la capa superior 40 y la superficie superior 31 de la capa inferior 30. La capa núcleo 50 está compuesta de material configurado para estabilizar los componentes del circuito colocados en la superficie superior 31 de la capa inferior 30 en las direcciones vertical y horizontal. Además, la capa núcleo 50 protege los componentes del circuito contra el daño físico. El grosor de la capa núcleo 50 se ubica en el rango de 0.0127 - 0.254 centímetros. De preferencia, la capa núcleo 50 es 50% más gruesa que el grosor de los componentes del circuito presentes en la superficie superior de la capa inferior 30. De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa núcleo 50 está compuesta de cualquiera de un número de materiales poliméricos termoendurecibles. Debido a sus propiedades de unión y adhesión, una capa polimérica termoendurecible núcleo 50 integra la capa inferior 30 con la capa superior 40 y los componentes restantes para formar un brazalete 1. Los materiales termoendurecibles preferidos son poliuretano, epoxi y materiales poliméricos de poliéster no saturados. Específicamente, los poliuretanos hechos a través de reacciones de condensación de isocianato y un poliol derivado de óxido de propileno u óxido de triclorobutileno son los preferidos. De los diversos poliésteres que se pueden utilizar, aquello que se pueden caracterizar además como "insaturados etilénicos" son particularmente preferidos debido a su capacidad para ser reticulados a través de sus enlaces dobles con monómeros compatibles (que también contienen insaturación de etileno) y con los materiales de entre los cuales se elaboran las capas superior 40 e inferior 30. Los materiales de epoxi más preferidos para uso en la práctica de la presente invención serán aquellos hechos a partir de epiclorohidrina y bisfenol A, o epiclorohidrina, y un poliol alifático (tal como glicerol) . Estos son particularmente preferidos debido a su capacidad para enlazarse con algunos de los materiales más preferidos (por ejemplo, cloruro de polivinilo) de entre los cuales se elaboran las capas superior 40 e inferior 30. Ahora se describirá un método para fabricar un brazalete RFID 1 , de acuerdo con la presente invención. Primero, se proporciona una capa inferior 30. La capa inferior 30 tiene una superficie superior 31 y una superficie inferior 32. Los barridos de circuito 5 están presentes en la superficie superior 31 de la capa inferior 30. A continuación, una pluralidad de componentes de circuito son colocados sobre la superficie superior 31 de la capa inferior 30 y son eléctricamente conectados a los barridos de circuito 5. Como se muestra en la figura 4, la capa inferior 30 es entonces cargada como una hoja completa en un aparato de moldeo por inyección. Una superficie superior 40 es colocada en el aparato de moldeo por inyección y colocada de forma que la capa superior 40 queda encima de la superficie superior 31 de la capa inferior 30. Específicamente, el aparato de moldeo por inyección puede ser una máquina de moldeo por inyección de reacción (la cual con frecuencia se denomina individualmente como "RIM") . Estas máquinas están asociadas con una carcasa de molde superior 90 y una carcasa de molde inferior 95 que tienen la capacidad de realizar operaciones de formación, a baja presión, en frío, por lo menos en una de las hojas de material polimérico (por ejemplo, PVC) que constituye las capas superior 40 e inferior 30. Dichas carcasas de molde superior e inferior 90, 95 cooperan en formas que son muy conocidas por aquellos expertos en la técnica del moldeo de materiales poliméricos. El aparato de moldeo por inyección entonces inyecta material polimérico termoendurecible a través de una boquilla 100 (que se muestra en las figuras 4 y 5) entre la capa superior 40 y la capa inferior 30 formando la capa núcleo 50 a partir de material polimérico termoendurecible.
Las condiciones de formación de baja presión en frío, por lo general se refieren a condiciones de formación en donde la' temperatura de la capa núcleo 50, consistente de material polimérico termoendurecible, es menor que la temperatura de distorsión térmica de las capas superior 40 e inferior 30, y la presión es menor que aproximadamente 500 psi. De preferencia, las temperaturas de formación en frío serán por lo menos -12.2°C menos que la temperatura de distorsión térmica de los revestimientos superior 40 e inferior 30. La temperatura de distorsión térmica de muchos materiales de cloruro de polivinilo (PVC) es de aproximadamente 110 °C. De preferencia, se emplean compuertas que están ahusadas hacia abajo desde un área de entrada de flujo relativamente grande a una región núcleo relativamente angosta que finaliza en o cerca de los bordes anteriores del cuerpo de brazalete 1 que se está formando. Con mayor preferencia, estas compuertas se reducirán a partir de un puerto de inyección de diámetro relativamente ancho (por ejemplo, de alrededor de 5 a aproximadamente lOmm) que está en conexión de fluido con el canal de colada que suministra el material termoendurecible, a un borde de brazalete/compuerta de diámetro relativamente delgado (por ejemplo, O.lOmm), en donde la compuerta alimenta el material termoendurecible hacia el espacio hueco que por último se convierte en el centro o núcleo del brazalete terminado 1. Las compuertas que se ahusan desde un diámetro inicial de aproximadamente 7.0 milímetros a un diámetro mínimo de alrededor de 1.3 milímetros producirá resultados especialmente buenos bajo las condiciones de inyección de baja presión en frío preferidas. Otra característica opcional que se puede emplear es el uso de carcasas de molde que tienen uno o más receptáculos para recibir el "exceso" de material polimérico que puede ser inyectado a propósito en el espacio hueco entre las capas superior 40 e inferior 30 a fin de expulsar aire y/u otros gases (por ejemplo, aquellos gases formados por las reacciones químicas exotérmicas que ocurren cuando los ingredientes utilizados para formular la mayoría de los materiales termoendurecibles poliméricos se mezclan entre sí) de dicho espacio hueco. Estos ingredientes termoendurecibles de preferencia se mezclan justo antes de (por ejemplo, aproximadamente 30 segundos antes) su inyección en el espacio hueco. Una vez que se ha inyectado la capa núcleo 50, la estructura moldeada es retirada del aparato de moldeo por inyección. De acuerdo con una modalidad de la invención, varios brazaletes 1 son cortados de una hoja moldeada. La figura 6 muestra varios brazaletes 1 formados en una hoja. Los brazaletes terminados 1 son entonces removidos del material polimérico en exceso (por ejemplo, mediante desbarbado) y cortados a ciertos tamaños predeterminados. El proceso de desbarbado también puede remover el material en exceso en una operación de corte/desbarbado. También será muy apreciado, por aquellos expertos en la técnica, que los dispositivos de moldeo utilizados para elaborar dichos brazaletes 1, en operaciones de producción comercial, con mayor preferencia tendrán carcasas de molde con múltiples cavidades (por ejemplo, 2, 4, 6, 8, etc.) para elaborar varios de dichos brazaletes 1 simultáneamente . La presente invención tiene varias ventajas, incluyendo una forma efectiva en costo para producir uno o más brazaletes RFID 1. La capa núcleo 50 proporciona mayor protección para los componentes del circuito dentro del brazalete 1 durante la fabricación y desgaste que, a su vez, reduce los costos de producción e incrementa la salida de la producción. Además, el método de la presente invención se puede adaptar fácilmente para producir múltiples brazaletes 1 a la vez. La descripción anterior de una modalidad preferida de la invención se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción. No pretende ser exhaustiva o limitar la invención a la forma precisa descrita, y son posibles modificaciones y variaciones en virtud de las enseñanzas anteriores o se pueden adquirir a través de la práctica de la invención. La modalidad se eligió y describió para explicar los principios de la invención y como una aplicación práctica a fin de permitir a un experto en la técnica utilizar la invención en varias modalidades, y varias modificaciones son convenientes para el uso particular contemplado. Se pretende que el alcance de la invención quede definido por las reivindicaciones anexas al presente y sus equivalentes.
Claims (17)
1.- Un brazalete que comprende: una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior; un microprocesador de identificación de radiofrecuencia unido a la superficie superior de la capa inferior; una antena, operativamente acoplada al microprocesador de identifi'-ación de radiofrecuencia y unida a la superficie superior de la capa inferior; una capa núcleo, colocada encima de la capa inferior y unida a la capa inferior, el microprocesador de identificación de radiofrecuencia y la antena; y una capa superior, colocada encima de la capa núcleo y unida a la capa núcleo.
2.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende una batería operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia.
3.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie superior de la capa inferior tiene una pluralidad de barridos de circuito configurados para acoplar de manera operativa la antena al microprocesador de identificación de radiofrecuencia .
4.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la pluralidad de barridos de circuito tienen una primera capa de circuito y una segunda capa de circuito, en donde un recubrimiento dieléctrico está colocado entre la primera y segunda capas de circuito en ubicaciones en la superficie superior de la capa inferior donde cruzan la primera capa de circuito y la segunda capa de circuito.
5.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque los barridos de circuito están formados con tinta conductiva.
6.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa inferior y la capa superior están compuestas de material de plástico no conductor.
7.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa núcleo está compuesta de material polimérico termoendurecible.
8. - El brazalete de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende una pluralidad de bucles de extremidad para sujetar el brazalete a la muñeca de un usuario.
9.- Un brazalete que comprende: una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior; un microprocesador de identificación de radiofrecuencia unido a la superficie superior de la capa inferior; una antena, operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia y unida a la superficie superior de la capa inferior; una batería, operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia y unida a la superficie superior de la capa inferior; una capa núcleo, colocada encima de la capa inferior y unida a la capa inferior, el microprocesador de identificación de radiofrecuencia y la antena; y una capa superior, colocada encima de la capa núcleo y unida a la capa núcleo.
10.- Un brazalete que comprende: una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior; una pluralidad de componentes de circuito unidos a la superficie superior de la capa inferior; una antena, operativamente acoplada a la pluralidad de componentes de circuito y unida a la superficie superior de la capa inferior; una capa núcleo, colocada encima de la capa inferior y unida a la capa inferior, la pluralidad de componentes de circuito y la antena; y una capa superior, colocada encima de la capa núcleo y unida a la capa núcleo.
11.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque uno de la pluralidad de componentes de circuito incluye por lo menos un microprocesador de identificación de radiofrecuencia.
12.- El brazalete de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque uno de la pluralidad de componentes de circuito incluye por lo menos una batería, operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia.
13.- Un método para fabricar un brazalete que comprende : proveer una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior; unir un microprocesador de identificación de radiofrecuencia a la superficie superior de la capa inferior; formar una antena en la superficie superior de la capa inferior, en donde la antena está operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia; formar una cola de inhabilitación en la superficie superior de la capa inferior, en donde la cola de inhabilitación está operativamente acoplada a la antena; cargar la capa inferior en un aparato de moldeo por inyección; cargar la capa superior, colocada encima de la superficie superior de la capa inferior, en el aparato de moldeo por inyección; e inyectar material polimérico termoendurecible entre la capa superior y la superficie superior de la capa inferior.
14.- El método de conformidad con la reivindicación 13, que además comprende formar una pluralidad de bucles de extremidad en el brazalete para sujetar el brazalete a la muñeca de un usuario.
15.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque una pluralidad de brazaletes está formada desde una capa inferior.
16.- El método de conformidad con la reivindicación 15, que además comprende: remover las capas superior e inferior inyectadas del aparato de moldeo por inyección y cortar la pluralidad de brazaletes.
17.- Un método para fabricar un brazalete que comprende: proveer una capa inferior que tiene una superficie superior y una superficie inferior; unir un microprocesador de identificación de radiofrecuencia a la superficie superior de la capa inferior; unir una batería a la superficie superior de la capa inferior, de maner que provea energía al microprocesador de identificación de radiofrecuencia; formar una antena en la superficie superior de la capa inferior, en donde la antena está operativamente acoplada al microprocesador de identificación de radiofrecuencia; formar una cola de inhabilitación en la superficie superior de la capa inferior, en donde la cola de inhabilitación está operativamente acoplada a la antena; cargar la capa inferior en un aparato de moldeo por inyección; cargar la capa superior, colocada encima de la superficie superior de la capa inferior, en el aparato de moldeo por inyección; e inyectar material polimérico termoendurecible entre la capa superior y la superficie superior de la capa inferior.
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