(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接通信アンテナを製造およびチューニングするための方法であって、
１つまたは複数のフェライト基板をワークステーション上に装填することと、
アンテナビスケットを前記ワークステーション上に装填することとを備え、前記アンテナビスケットは、１つまたは複数の相互接続されたアンテナを備え、前記方法はさらに、
１つまたは複数の個々のアンテナを形成するために前記アンテナビスケットをスタンプすることと、
前記個々のアンテナを接着剤カードに接着するために、１つまたは複数の前記接着剤カードを前記個々のアンテナに配置することと、
１つまたは複数のアンテナアセンブリを形成するために前記個々のアンテナを前記フェライト基板上に位置決めすることと、
前記アンテナアセンブリの１つまたは複数の機能的特性を測定することと、
前記アンテナアセンブリの機能的特性を調整するために前記フェライト基板に対して前記個々のアンテナの前記位置を調整することと、
前記アンテナアセンブリの前記フェライト基板に対して前記個々のアンテナの前記調整された位置をセットすることとを備える、方法。
【請求項２】
前記アンテナアセンブリを適合性および品質管理のために、テストすることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記機能的特性は、周波数およびインダクタンスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記調整された位置をセットすることは、前記１つまたは複数のアンテナと前記１つまたは複数のフェライト基板との間の各々の接点を固めるために、アンテナアセンブリをゴム製止め具でプレスすることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
近接通信アンテナを製造およびチューニングするための方法であって、
１つまたは複数のフェライト基板の第１の組をワークステーション上に装填することと、
アンテナビスケットを前記ワークステーション上に装填することとを備え、前記アンテナビスケットは１つまたは複数の相互接続されたアンテナを備え、前記方法はさらに、
１つまたは複数の個々のアンテナの第１の組を形成するために前記アンテナビスケットをスタンプすること、
前記個々のアンテナを接着剤カードに接着するために、１つまたは複数の接着剤カードを個々のアンテナ上に配置することと、
１つまたは複数のアンテナアセンブリの第１の組を形成するために前記個々のアンテナを前記フェライト基板上に位置決めすることと、
前記アンテナアセンブリの１つまたは複数の機能的特性を測定することと、
１つまたは複数のアンテナの第２の組のための配置位置を１つまたは複数のフェライト基板の第２の組上で調整し、そこから形成されるアンテナアセンブリの第２の組の機能的特性を調整することを備える方法。
【請求項６】
前記アンテナアセンブリを適合性および品質管理のためにテストすることをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記機能的特性は、周波数およびインダクタンスを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数のアンテナと前記１つまたは複数のフェライト基板との間の各々の接点を固めるために、前記アンテナアセンブリをゴム製止め具でプレスすることをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
近接通信アンテナを製造およびチューニングするための方法であって、
接着剤カードをパレット上に分注することを備え、前記接着剤カードの接着面は下を向き、前記方法はさらに、
前記接着剤カードを前記パレットから持ち上げることと、
前記接着剤カードの前記接着面を第１のアンテナに貼ることと、
前記接着剤カードをそこに接着された前記アンテナとともに持ち上げることと、
前記接着剤カードおよびアンテナを第１のフェライト基板上に配置することとを備え、前記アンテナおよびフェライト基板はアンテナアセンブリを形成し、前記方法はさらに、
前記アンテナアセンブリの１つまたは複数の機能的特性を測定することと、
第２のフェライト基板上の第２のアンテナの相対配置を調整し、そこから形成される第２のアンテナアセンブリの機能的特性を調整することとを備える、方法。
【請求項１０】
前記第１のおよび第２のアンテナを形成するために、スタンプすることをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アンテナアセンブリを適合性および品質管理のためにテストすることをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記機能的特性は周波数およびインダクタンスを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記アンテナと前記フェライト基板との間の接点を固めるために前記アンテナアセンブリをゴム製止め具でプレスすることをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記パレットは、前記接着剤カードをそこに保持するために、複数のポケットを有する保持トレイである、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
近接通信アンテナを製造およびチューニングするためのシステムであって、
１つまたは複数のフェライト基板の第１の組のワークステーション上への装填を容易にするするよう構成されるフェライトステーションと、
１つまたは複数の個々のアンテナの第１の組の前記ワークステーション上への装填を容易にするよう構成されるアンテナステーションと、
１つまたは複数のアンテナアセンブリの第１の組を形成するために、前記１つまたは複数の個々のアンテナを前記１つまたは複数のフェライト基板に適用し、アンテナアセンブリの第２の組の機能的特性を調整するために、個々のアンテナの第２の組の配置をフェライト基板の第２の組に対し調整するよう構成されるロボットアームを含むアンテナ適用およびチューニングステーションとを備える、システム。
【請求項１６】
前記個々のアンテナを品質管理のためにテストするよう構成されるテストステーションさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記機能的特性は、周波数およびインダクタンスを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アンテナステーションで前記ワークステーション上に装填されたときにアンテナビスケットを形成するために、前記１つまたは複数のアンテナは、互いと相互接続され、前記１つまたは複数の個々のアンテナを形成するために前記アンテナビスケットをスタンプするよう構成されるスタンプステーションをさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アンテナとフェライト基板との各々の間の接点をさらに固めるよう構成されるプレスステーションをさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記アンテナ適用およびチューニングステーションは、前記１つまたは複数の個々のアンテナを１つまたは複数のフェライト基板に適用するためのロボットアームを備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記アンテナ適用およびチューニングステーションは、前記１つまたは複数の個々のアンテナを前記１つまたは複数のフェライト基板に適用するために、接着剤カードを分注するラベル機械を備える、請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
開示の分野
本開示は、近接通信アンテナを製造し、チューニングすることに関する。さらに具体的には、本開示は、スタンプされた金属アンテナの位置をフェライト基板に対して調整することによって近接通信アンテナをチューニングすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術
近接通信（ＮＦＣ）アンテナおよびアンテナアセンブリは、様々な電子デバイス、より具体的にはスマートフォンにおいて一般的に使用される。そのようなデバイスでは、アンテナはフェライト基板に固定される。アンテナは、化学エッチングプロセスを介してフェライト基板上に形成されることができる。フェライト基板は、フェライトの異なるバッチにわたって一貫性がなく、インダクタンスなどのアンテナアセンブリの特定の機能特性に影響する多孔性を有する。
【０００３】
所望されているがまだ提供されていないのは、所望の機能特性を得るためにアンテナアセンブリをチューニングまたは最適化するための効率的かつ効果的な方法である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
本開示は、ＮＦＣ（近接通信）アンテナをチューニングするための方法に関する。さらに具体的には、開示は、スタンプされた金属アンテナの配置をフェライト基板に対して調整／変更することによってＮＦＣアンテナアセンブリをチューニングおよび／または最適化するための方法に関する。配置は、ロボティックシステムによって行われることができ、方法は、適応型および／または手動フィードバックシステムを使用することができる。
【０００５】
開示の特徴は、添付図面に関連して以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＮＦＣアンテナを製造しチューニングするための一連のステーションワークフローを示す図である。
【図２】ＮＦＣアンテナの製造およびチューニングのステップを示すフローチャートである。
【図３】フェライト基板にアンテナを適用するステップを示すフローチャートである。
【図４】ＮＦＣアンテナを最適化するのに使用されるパレットの図である。
【図５】図４のパレットに適用されたフェライトの図である。
【図６】図４のパレットにビスケットを適用した図である。
【図７】フェライトとそこにビスケットが取り付けられたパレットの図である。
【図８】スタンピングステーションの図である。
【図９】スクラップ除去ステーションの図である。
【図１０】単一化されたアンテナを有するパレットの図である。
【図１１】アンテナ適用およびチューニングステーションで使用されるラベリング機械の図である。
【図１２ａ】アンテナ適用およびチューニングステーションにおける保持トレイ上の接着剤カードの図である。
【図１２ｂ】図１２ａの拡大図である。
【図１３】アンテナ適用およびチューニングステーションにおける保持トレイおよびパレットの図である。
【図１４】プレスステーションの図である。
【図１５】テストステーションの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
詳細な説明
本開示はＮＦＣ（近接通信）アンテナをチューニングするための方法に関し、図面と関連して以下に詳細に議論される。
【０００８】
図１は、ＮＦＣアンテナを製造しチューニングするための一連のステーション２０（たとえばアセンブリライン）を示す図である。ラインは、フェライトステーション２２で始まり、ここでは１つまたは複数のフェライト基板は、パレットといったワークステーション上に（たとえば、移動可能または固定的に）装填される。アンテナステーション２４において、１つまたは複数のアンテナ（たとえば、金属アンテナ）を有するアンテナビスケットは、パレット上に装填される。複数のアンテナは、ビスケットを形成するために互いにおよび／またはフレームに相互接続される。スタンピングステーション２６では、個々のアンテナは互いからおよびそれらの支持から分離される（たとえば、単一化される）。スクラップ除去ステーション２８では、スタンピングステーション２６からのビスケットの残されたスクラップは、パレットから除去される。
【０００９】
コイルおよび接点ステーション３０では、ワイヤレス充電器ためのコイルおよび接点は、追加され、コイルは、接点にレーザーはんだされる。アンテナ適用およびチューニングステーション３４では、１つまたは複数の個々の（たとえば、単一化された）アンテナは各々、１つまたは複数のフェライト基板にそれぞれ適用される。プレスステーション３６では、フェライトに対するアンテナの位置は、アンテナとフェライト基板の各々の間の固体接点を確実にしさらに固めるためにプレスされる。目視検査ステーション３８では、個々のおよび／またはコンピュータシステム（たとえば、人工知能を用いて）フェライトに適用されたアンテナを目視検査する（たとえば、任意の明らかな欠陥）。テストステーション４０では、個々のアンテナは、それらが所望の仕様を満たすということを確実にするために、適合性および品質管理のためにテストされる（たとえば、手動または自動的に）。欠陥または不完全であることが判明したアンテナは分けられ、さらなる解析のために保管される。
【００１０】
前述のステーションの多くは、相互互換性を有し、このためそれらは様々な順序で行われることができる（たとえば、フェライトステーションはアンテナステーションの後であってもよい、等。）。さらに、いくつかのステーションは、１つのステーションに組み合わせられることができ（たとえば、フェライトステーションおよびアンテナステーションは、装填ステーションに組み合わされることができる）、または単一のステーションは、複数ステーションに分離されることができる（たとえば、コイルおよび接点ステーションは、コイルおよび接点装填ステーションとレーザーはんだステーションとに分離されることができる）。追加的に、いくつかの前述のステーションは完全に省略されることができる（たとえば、コイルおよび接点ステーション等。）。
【００１１】
図２は、ＮＦＣアンテナの製造およびチューニングのステップを示すフローチャート５０である。ステップ５２では、パレットおよび／またはパドルは、トラック上に装填される。トラックは、パレットおよびパドルがステーション間で移動することを可能とする（たとえば、手動または自動的に）。ステーションは、上記の図１を参照して説明される。トラックが具体的に開示されるが、ステーション間でいずれか適した移動が利用されることができる。ステップ５４では、１つまたは複数のフェライト基板は、パレット上のガイドピンを使用することによってパレット上に装填される。（たとえば、手動または自動的に）。ステップ５６では、フェライトに対するライナーの除去を容易にするために、真空がパレットに印加される。真空は、ライナーが除去される間に、パレットに対して各フェライト基板を所定の場所に維持する。一度ライナーが除去されると、真空は、ステップ５７において解放される。
【００１２】
ステップ５８では、１つまたは複数のアンテナを有するアンテナビスケットがパレット上に装填される。ステップ６０では、アンテナは、ビスケットから個々のアンテナへと分離される。（たとえば、ビスケットフレームからの）ビスケットスクラップは、（たとえば、真空によって）パレットから除去される。ステップ６４では、ワイヤレス充電器ためのコイルおよび接点は、パレット、アンテナの各々、および／またはフェライト基板の各々に追加されることができる。ステップ６６では、コイルはワイヤレス充電器ための接点にはんだされる。
【００１３】
ステップ６８では、以下により詳細に議論されるが、アンテナはフェライトに適用され、フェライトに対するアンテナの位置は調整される。ステップ７０では、アンテナアセンブリがセットされたということを確実にするためとアンテナとフェライト基板との間の接点をさらに固めるために、アンテナは再びプレスされる。ステップ７２では、アンテナは、品質管理のためにテストされる。ステップ７４では、品質管理テストを合格したアンテナは、不合格のものから分けられる。
【００１４】
図３は、たとえばラベリング機械を使用してフェライト基板にアンテナを適用するステップを示すフローチャートである。ステップ８０では、ラベリング機械（または操作者）は、望ましくは接着面が下を向くように、１つまたは複数の接着剤カードを保持パレット上に分注する。ステップ８２では、ラベリング機械のロボットアームが接着剤カードを、望ましくはカードの頂部から（たとえば、吸引によって）ピックアップする。ステップ８４では、ロボットアームは、すべての接着剤カードを保持し、そして各アンテナが接着剤カードの接着面に接着するように接着剤カードをアンテナへと下げて／載置する。このようにして、ロボットアームが接着剤カードを再び持ち上げるときに、アンテナもまた持ち上げられる。ステップ８６では、ロボットアームはそして、アンテナおよび接着剤カードをフェライト上に下げ／配置する。ステップ８８では、ロボットアームを持ち上げる前に、システムおよび／またはユーザはフェライトに対するアンテナの位置を調整する。フェライトに対するアンテナの位置を調整することは、周波数およびインダクタンスに関するものといった、アンテナアセンブリの機能的特性における調整を提供する。
【００１５】
図４〜１５は、上記で説明されるステーションを使用するＮＦＣアンテナの製造およびチューニングの図である。図４〜７は、フェライト基板およびアンテナビスケットとともにセットアップされたパレットを示す図である。さらに具体的には、図４は、パレット１００およびパドル１０６の図である。示されるように、パレット１００は、フェライト基板エリア１０２および１つまたは複数のアンテナを受けるパドル１０６ためのパドルエリア１０４を含む。図５は、フェライト装填ステーション２２（上述）においてパレット１００に適用されたフェライト基板１０８のライナー１０７の図である。フェライト基板エリア１０２は、パレット上へのフェライト１０８の装填を容易にするためのガイドピンを含むことができる。一度装填されると、真空はパレットに印加されることができ、これによりフェライト基板１０８は、フェライトライナー除去のためにパレット１００に対して固定される。真空に加えて、（またはその代わりに）、フェライト基板１０８の相対的位置を固定するために磁石がパレット１００内に提供されることができる。一度固定されると、ライナー１０７は、パレット１００に対するフェライト基板１０８の位置を変えることなく、フェライト基板１０８から除去される。図６は、アンテナ装填するステーション２４においてパレット１００上のパドル１０６に適用されたアンテナビスケット１１０の図である。ビスケット１１０は、（たとえば、フレームによって）互いに相互接続される複数のアンテナ１１２を有する。図７は、アンテナ装填ステーション２４でパレット１００に適用された（複数のアンテナ１１２を有する）フェライト基板１０８およびアンテナビスケット１１０を有するパレット１００の図である。
【００１６】
図８〜１０は、スタンプおよびアンテナビスケットのアンテナからの分離に関する図である。さらに具体的には、図８は、スタンピングステーション２６の図である。示されるように、ステーション２６はスタンププレス１１４およびロボットアーム１１８を有するロボティックシステム１１６を含む。ロボティックシステム１１６は、コントロールシステム１２０からコントロールおよびプログラム可能である。ロボットアーム１１８は、パドルをパレット１００からスタンププレス１１４にピックアップして移動し、そこではアンテナビスケット１１０は、スタンプされ、アンテナ１１２は、互いからおよびビスケットから分離される。
【００１７】
図９は、スクラップ除去ステーション２８の図である。スクラップ除去ステーション２８では、単一化されたアンテナおよびフェライト基板は、パレット内の磁石によってパレット上の所定の場所に固定される。スクラップ除去ステーション２８でのロボットアーム１２２は、アンテナビスケットのフレームをピックアップして載置するための、ロボットアーム１２２の下側上のポートを有する真空を含む。残りのスクラップは、ユーザおよび／またはロボットシステムによってエンドエフェクタから吹き飛ばすことができる。図１０は、スクラップが除去された後の単一化されたアンテナ１１２を有するパレット１００の図である。
【００１８】
図１１から１３は、アンテナ適用およびチューニングステーション３４の図である。さらに具体的には、図１１は、アンテナ適用およびチューニングステーション３４で使用されるラベリング機械１２４の図である。ラベリング機械１２４は、接着剤カードを以下に説明されるように分注する。接着剤カードを分注することができるいずれの適した機械またはラベリング機械は使用されることができる。
【００１９】
図１２ａは、アンテナ適用およびチューニングステーション３４における保持トレイ１２６上の接着剤カード１３０の図である。図１２ｂは図１２ａの拡大図である。示されるように、接着剤カード１３０は、（たとえば、接着剤カード１３０を保持トレイ１２６上に吹き付けることによって）保持トレイ１２６上の受容ポケット１２８上に、ラベル機械によって接着剤側を下方にして分配される。受容ポケット１２８は、保持トレイ１２６上に接着カードを保持する。受容ポケットは、接着剤カード１３０の外側境界のみが保持トレイ１２６の任意の部分に接触するように、好ましくはリップ１２９を有し、接着カード１３０上の接着剤を保護する。
【００２０】
図１３は、ラベルステーション３４における保持トレイ１２６およびパレット１００の図である。示されるように、ラベルステーション３４は、複数の接着剤カードおよびアンテナを一度に扱うことができる。ロボティックシステムのロボットアーム１３２は、ロボットアーム１３２の下側に吸引ポートを含む。ロボットアーム１３２は、保持トレイ１２６上へと下降し、接着剤カードを保持トレイ１２６から吸引ポートを使用してピックアップする。保持トレイ１２６は、接着剤カードをラベル機械から受ける位置と、ロボットアームが接着剤カードへのアクセスを提供する位置といった、いくつかの位置の間で移動することができる。
【００２１】
ロボットアーム１３２は、接着剤カードを保持トレイ１２６から持ち上げ、接着剤カードをアンテナ１１２の上に位置決めする。ロボットアーム１３２は接着剤カードをアンテナ１１２上に下降させ、これによってアンテナ１１２は、接着剤カードに接着される。ロボットアーム１３２はそして、接着剤カードに固定されたアンテナ１１２を持ち上げ、アンテナ１１２および接着剤カードをフェライト基板１０８上に位置決める。一度アンテナ１１２が、フェライト基板１０８に対して所望の位置となると、アンテナ１１２は、フェライト基板１０８上に下降される。 ロボットアーム１３２は、アンテナ１１２がフェライト基板１０８に接する前にアンテナ１１２を位置決める。ロボットアーム１３２は、アンテナ１１２をフェライト１０８に接着する前に、アンテナ１１２をフェライト基板１０８に対して（たとえば、ナノメータごとに）ずらすことができる。たとえば、異なるフェライトバッチ間のフェライト多孔度の変化を補償するために、最終アンテナアセンブリの機能特性（例えば、周波数、インダクタンス）を調整しチューニングするために、そのような移動は、左右であることができる。２つの特性の間に相関があるため、インダクタンスを変更すると、アンテナアセンブリの周波数が変化する。
【００２２】
アンテナアセンブリはそして、フェライト基板１０８に対するアンテナ１１２の位置における変化に対するインダクタンスを測定することによって最適化されることができる。さらに具体的には、アンテナアセンブリは、特定のフェライトバッチに対して、アンテナ１１２をフェライト基板１０８に対する特定の位置に適用し、その特定のアセンブリの機能的特性をテストすることによって最適化される。フェライト基板１０８に対するアンテナ１１２の位置は、テストの結果に基づいて再較正され、その後再試験される（ただし、代替的に、同じフェライトバッチからの異なるアンテナおよび異なるフェライト基板が使用され得る）。再調整および再テストは、アンテナアセンブリの機能特性が特定のフェライトバッチに対して最適化され、そしてその特定の位置が特定のフェライトバッチに対して適用されるまで続けられる（各フェライトバッチ内のフェライト基板１０８は通常、または非常によく似た特性を有する）。この最適化手順は、フェライト基板１０８の特性が異なるフェライトバッチ間で変化するため、各フェライトバッチに対して繰り返される。次に、それぞれが所望の最適化された機能特性を有することを保証し、問題が生じた場合にシステムを再較正することができるように、アンテナアセンブリを監視して（後述するように）テストする。適応フィードバックシステムを使用して、位置調整を行うこともできる。
【００２３】
図１４は、プレスステーション３８の図である。示されるように、パレット１００およびアンテナアセンブリがゴムまたは他のストップのような天井１３４の下のストップと接触するまで、プレスはアンテナアセンブリを含むパレット１００を軌道から持ち上げる。プレスステーション天井１３４とパレットとの間の圧力は、アンテナアセンブリの接続部をさらに固定して固めさせる。
【００２４】
図１５は、テストステーション４０の図である。 示されるように、テストステーション４０は、パレットからアンテナアセンブリを持ち上げてテスト装置１３９上に置くロボットアーム１３８を含む。次に、品質管理を確実にするために、テストベッド１３９によって複数のアンテナアセンブリがテストされる（たとえばインピーダンス、インダクタンス、抵抗など）。テストベッド１３９は、インダクタンスまたは他の機能的特性をテストするためのプローブを含む。追加的に、アンテナアセンブリが、テストされる間にプリンタヘッドが識別情報（たとえば、コード）をアンテナアセンブリ上に印刷することができる。 すべてのアンテナアセンブリがテストに合格した場合、それらは適合コンテナ１４０のコンパートメント１４２に置かれる。 アンテナアセンブリのうちのいずれか１つがテストに合格しなかった場合、そのバッチのアンテナアセンブリのすべてが非適合コンテナ１４４内に配置される。非適合コンテナ１４４内に配置されたコンテナはその後、特定の非適合アンテナアセンブリを見つけるために再テストされることができる。しかしながら、システムは、バッチのどの特定のアンテナアセンブリがテストに不合格であったかを区別し、特定のアンテナアセンブリのみを非適合コンテナ１４４内に配置することもできる。
【００２５】
このように本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明は、その精神または範囲を限定するものではないことを理解されたい。本明細書に記載された本発明の実施形態は単なる例示であり、当業者は本発明の精神および範囲から逸脱することなく任意の変形および修正を行うことができることが理解されるだろう。上記で考察したものを含めて、そのようなすべての変形および修正は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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