RU2758742C1

RU2758742C1 - Method for manufacturing apparatus for radio frequency identification of textile articles

Info

Publication number: RU2758742C1
Application number: RU2020134468A
Authority: RU
Inventors: Алексей Олегович Ящак
Original assignee: Алексей Олегович Ящак
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2021-11-01

Abstract

FIELD: testing.

SUBSTANCE: invention can be used for manufacture of an apparatus for radio frequency identification of textile articles. A steel cable is separated using a laser emission source while simultaneously welding the individual threads of the cable at the ends thereof into a single steel ball. Tin is applied to the contact platform of the printed circuit board with an identification microchip. The metal cable is mounted onto the contact platform, wherein said cable is welded together with the tin using a laser emission source. The power of laser emission is selected from the condition of partial melting of the steel of the cable and connection with the tin on the contact platform. Welding is executed by laser emission pulses with a pulse length within the millisecond range. The cable is exposed to laser emission in the aerial atmosphere or in the environment of protective gases.

EFFECT: method allows for high-quality and strong mounting of a steel cable to a printed circuit board with an identification microchip.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для изготовления устройства радиочастотной идентификации текстильных изделий.The invention relates to radio engineering and can be used to manufacture a device for radio frequency identification of textiles.

Из уровня техники известно устройство радиочастотной идентификации текстильных изделий, которое состоит из герметичного корпуса, внутри которого размещена плата радиочастотной метки, содержащая электронную часть и устройство согласования и укорочения антенны. При этом антенна выполнена в виде гибкого металлического троса, а именно переплетенных между собой тонких металлических нитей, которые имеют электрическое соединение с платой. (RU 169 436 U1).A device for radio frequency identification of textiles is known from the prior art, which consists of a sealed housing, inside which is placed a radio frequency tag board containing an electronic part and a device for matching and shortening the antenna. In this case, the antenna is made in the form of a flexible metal cable, namely thin metal threads intertwined with each other, which are electrically connected to the board. (RU 169 436 U1).

Настоящее изобретение описывает технологическую операцию электрического соединения металлического троса и печатной платы. The present invention describes a process step for electrical connection of a metal cable and a printed circuit board.

Из уровня техники известен способ лужения стальных изделий с помощью флюсов, состоящих из неорганических кислот. При этом следует отметить, что использование флюсов на основе неорганических кислот не допускается для пайки печатных узлов (ГОСТ Р МЭК 61191-1-2017). Кроме того, при лужении стального троса, который состоит из множества переплетенных меду собой нитей флюс попадает глубоко между волокнами, и последующая его отмывка не представляется возможной, что в последствии приводит к деградации стального троса или паянного соединения.A method of tinning steel products using fluxes consisting of inorganic acids is known from the prior art. It should be noted that the use of fluxes based on inorganic acids is not allowed for soldering printed circuit boards (GOST R IEC 61191-1-2017). In addition, when tinning a steel cable, which consists of many threads intertwined with honey, the flux gets deep between the fibers, and its subsequent washing is not possible, which subsequently leads to degradation of the steel cable or soldered joint.

Техническим результатом и положительным эффектом заявленного изобретения является возможность качественного и прочного монтажа стального троса к печатной плате с идентификационной микросхемой. Для этого используется процесс лазерной сварки, где лазер используется в качестве энергетического источника. Учитывая, что толщина контактных площадок на печатной плате в десятки раз тоньше, чем толщина троса, то необходимым условием качественного монтажа является достаточное количество металла на поверхности контактных площадок печатной платы, в качестве такого металла предлагается использовать олово. При этом мощность излучения лазера должна быть не меньше необходимой мощности для частичного расплавления стали, в противном случае олово не соединится со сталью.The technical result and the positive effect of the claimed invention is the possibility of high-quality and durable installation of a steel cable to a printed circuit board with an identification microcircuit. For this, a laser welding process is used, where a laser is used as an energy source. Considering that the thickness of the contact pads on the printed circuit board is tens of times thinner than the thickness of the cable, then a necessary condition for high-quality installation is a sufficient amount of metal on the surface of the contact pads of the printed circuit board; it is proposed to use tin as such a metal. In this case, the laser radiation power must not be less than the required power for partial melting of the steel, otherwise the tin will not combine with the steel.

Для того, чтобы стальной трос не разматывался, все нити, из которых состоит трос предварительно свариваются лазерным излучением друг с другом, образуя стальной шарик, одновременно с этим происходит разделение троса. Воздействие лазерного излучения на трос при разделении или монтаже на печатную плату может выполняться в атмосфере воздуха или в среде защитных газов (аргона, гелия или углекислого газа).To prevent the steel cable from unwinding, all the threads that make up the cable are pre-welded with laser radiation to each other, forming a steel ball, at the same time the cable is separated. Exposure of the cable to laser radiation during separation or mounting on a printed circuit board can be carried out in an atmosphere of air or in an environment of protective gases (argon, helium or carbon dioxide).

Для выполнения операций по разделению и монтажу троса на контактную площадку печатной платы может быть использован импульсный лазерный источник излучения с длиной импульса в миллисекундном диапазоне.A pulsed laser source of radiation with a pulse length in the millisecond range can be used to perform operations for separating and installing the cable on the contact area of the printed circuit board.

Изобретение поясняется с помощью фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6 на которых показана последовательность действий, выполняемых для монтажа стального троса на контактную дорожку печатной платы. На фиг. 1, 2, 3 и 4 показан процесс разделения стального троса с одновременным свариванием отдельных волокон троса друг с другом. На фиг. 5 показано позиционирование стального троса относительно контактной площадки печатной платы, на фиг. 6 показан результат монтажа стального троса к контактной площадке печатной платы с помощью лазерного излучения.The invention is illustrated using FIG. 1, 2, 3, 4, 5, and 6, which show the sequence of steps taken to mount a steel cable to the contact track of the printed circuit board. FIG. 1, 2, 3 and 4 show the process of separating a steel cable while welding the individual fibers of the cable to each other. FIG. 5 shows the positioning of the steel cable relative to the PCB contact area, FIG. 6 shows the result of the installation of a steel cable to the contact pad of the printed circuit board using laser radiation.

1. Катушка со стальным тросом;1. Reel with steel cable;

2. Источник лазерного излучения;2. Source of laser radiation;

3. Лазерный луч;3. Laser beam;

4. Печатная плата;4. Printed circuit board;

5. Контактная площадка;5. Contact area;

6. Олово на поверхности контактной площадки;6. Tin on the surface of the contact pad;

7. Стальной трос.7. Steel cable.

8. Сваренные нити троса друг с другом, образуя стальной шарик.8. Welded rope strands together to form a steel ball.

9. Идентификационная микросхема.9. Identification microcircuit.

Claims

1. A method of mounting a steel cable of an RFID device on the contact pad of a printed circuit board with an identification microcircuit, including dividing the steel cable using a laser radiation source with simultaneous welding of individual strands of the cable at its ends into a single steel ball and applying tin to the contact pad of the printed circuit board, after whereby, using a laser radiation source, said cable is welded to tin, while the laser radiation power is selected from the condition of partial melting of the cable steel and connection with tin on the contact pad of the printed circuit board.

2. The method according to claim 1, characterized in that the steel cable is positioned over the tin, and its welding with the tin is carried out by pulses of laser radiation with a pulse length in the millisecond range.

3. The method according to claim 1, characterized in that the action of laser radiation on the cable when it is divided or mounted on a printed circuit board is carried out in an atmosphere of air or in an environment of protective gases, in particular argon or helium, or carbon dioxide.