專利名稱：覆蓋模制的電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及含有鐵氧體磁芯、粉末金屬磁芯和高能材料磁芯的覆蓋模制的電子器件和裝置領(lǐng)域中的產(chǎn)品和材料，具體而言，本發(fā)明涉及上述材料及通過(guò)對(duì)含該材料的電子器件進(jìn)行覆蓋模制而制得的產(chǎn)品。本發(fā)明尤其可用于通過(guò)覆蓋模制過(guò)程制造的電子識(shí)別(“EID”)或無(wú)線電頻率識(shí)別(“RFID”)器件和裝置領(lǐng)域。
得益于使用鐵氧體磁芯作為電路一部分的應(yīng)用例子是用于EID或RFID系統(tǒng)的電子識(shí)別(“FID”)或無(wú)線電頻率識(shí)別(“RFID”)轉(zhuǎn)發(fā)器電路。EID和RFID系統(tǒng)通常包含信號(hào)發(fā)射機(jī)或“讀出器”，可發(fā)射千赫(KHz)頻段的高頻信號(hào)或兆赫(MHz)頻段的超高頻信號(hào)。由讀出器發(fā)射的信號(hào)被“轉(zhuǎn)發(fā)器”接收，后者在檢測(cè)或接收讀出器信號(hào)時(shí)以某種方式啟動(dòng)。在EID和RFID系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生信號(hào)或電感性耦合至讀出器，使后者從轉(zhuǎn)發(fā)器的存儲(chǔ)器中獲得識(shí)別碼或數(shù)據(jù)。
通常，EID或RFID系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)器包含附于諸如線圈等天線的信號(hào)處理電路。對(duì)某些應(yīng)用，該線圈可纏繞在鐵氧體芯、金屬粉末芯或磁芯上。信號(hào)處理電路如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，包括許多包含不同工作器件的集成電路，其中即使不是所有工作器件也是許多工作器件均可制成一個(gè)作為EID和RFID設(shè)備信號(hào)處理電路主器件的單個(gè)集成電路中。
例如，某類“有源”RTID轉(zhuǎn)發(fā)器可包含電池等電源，也附于電路板和集成電路。電池用于在轉(zhuǎn)發(fā)器工作期間向信號(hào)處理電路供電。其它類型的轉(zhuǎn)換器，例如“半雙工”(“HDX”)轉(zhuǎn)發(fā)器包含從讀出器接收能量的元件(如線圈)和轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)能量的元件(如變壓器/電容器)。在HDX系統(tǒng)中，讀出器產(chǎn)生的發(fā)射信號(hào)按周期接通和斷開，在發(fā)射周期電感性耦合至線圈，對(duì)電容器充電。在讀取器發(fā)射信號(hào)停止時(shí)，電容器對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器電路放電以對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器供電，從而該轉(zhuǎn)發(fā)器可發(fā)射或產(chǎn)生讀取器接收的信號(hào)。
作為比較，“全雙工”(“FDX”)系統(tǒng)包含的轉(zhuǎn)發(fā)器通常不含電池或存儲(chǔ)能量的元件。代之以，在FDX轉(zhuǎn)發(fā)器中，讀取器發(fā)射的場(chǎng)的能量電感耦合至轉(zhuǎn)發(fā)器的天線或線圈并傳至整流器，以獲得電力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)處理電路并與發(fā)送讀出器發(fā)射信號(hào)的同時(shí)產(chǎn)生對(duì)讀出器的響應(yīng)。
HDX和FDX有源轉(zhuǎn)發(fā)器的許多不同電路設(shè)計(jì)是本技術(shù)領(lǐng)域熟知的并在許多公告專利中已有敘述，因而這里不再詳細(xì)說(shuō)明。目前使用的許多種EID和RFID轉(zhuǎn)發(fā)器具有的特定優(yōu)點(diǎn)源由其可以某種方式植入或埋置在識(shí)別對(duì)象中從而可隱藏而免于被可視觀察或檢測(cè)。對(duì)這類應(yīng)用，最好整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器封閉在密封部件中，從而例如允許植入待識(shí)別的生物物品中，或可用于浸沒(méi)、腐蝕或易誤用的環(huán)境中。各參考文獻(xiàn)，包括專利號(hào)為4262632、525550、5211129、5223851、5281855和5482008的美國(guó)專利揭示了把各轉(zhuǎn)發(fā)器電路完全密封在陶瓷、玻璃或金屬容器中的方案。
為密封轉(zhuǎn)發(fā)器，通常是先組裝轉(zhuǎn)發(fā)器電路，然后把該電路插入一端已密封的玻璃、陶瓷或金屬柱體中。通常玻璃圓柱體的開啟端用火焰熔化從而形成密封的容器。如例如專利號(hào)為5482008的美國(guó)專利中所述，其它類型的玻璃、陶瓷或金屬容器通過(guò)把一個(gè)蓋粘接或機(jī)械結(jié)合至柱體開啟端而用該蓋密封開啟端。進(jìn)而，如上述專利所討論的那樣，為防止轉(zhuǎn)發(fā)器電路在容器內(nèi)側(cè)移動(dòng)，已知可利用環(huán)氧樹脂材料把轉(zhuǎn)發(fā)器電路粘合在容器內(nèi)表面。
如例如USP4262632(該專利通過(guò)引用與本申請(qǐng)結(jié)合)所示，把EID和RFID用于例如家畜識(shí)別等生物應(yīng)用的潛在優(yōu)點(diǎn)已研究了多年。如USP 4262632中所討論，研究表明，如果EID“丸”狀轉(zhuǎn)發(fā)器比重為2或2以上和/或其總重量超過(guò)60克，該丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器適用于放置在反芻動(dòng)物的蜂窩胃中并保持在其中不定時(shí)間。由于EID電路僅需要集成電路、天線和少量其它元件，其通常很小且很輕，從而對(duì)這類應(yīng)用，丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器常要求配重部件。例如在USP4262632中已計(jì)論，在包含EID轉(zhuǎn)發(fā)器的密封物中放置鐵氧體配重件。
適用于反芻動(dòng)物的丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)也來(lái)自適當(dāng)使用磁芯或鐵氧體芯以增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)發(fā)送特性，同時(shí)提供必要重量使該丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器比重為2或大于2和/或其總重超過(guò)60克。但是為使EID丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器裝置對(duì)于反芻動(dòng)物的應(yīng)用被普遍接收，該裝置的設(shè)計(jì)和制造還必須理解家畜應(yīng)用的物理和經(jīng)濟(jì)要求。這樣，盡管研究用于蜂窩胃環(huán)境的陶瓷密封的丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器，陶瓷的成本及其易碎的物理性能卻影響其付諸商用。從而制造EID轉(zhuǎn)換器容器或殼體的密封物不受陶瓷、玻璃或金屬密封物限制，尤其對(duì)于丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器將十分有利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明關(guān)注對(duì)電子裝置進(jìn)行覆蓋模制的方法、設(shè)備和材料，該電子裝置包含鐵氧體芯、粉末金屬芯和磁芯材料及相關(guān)電路(如用于EID或RFID轉(zhuǎn)發(fā)器的電路)，從而密封材料是適于要應(yīng)用的環(huán)境的塑料、聚合物或彈性體(橡膠)或其它可注塑模制的材料。根據(jù)本發(fā)明，密封材料可用于注模或擠壓模制處理中以對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器中的芯和電路進(jìn)行覆蓋模制。進(jìn)而，本發(fā)明關(guān)注一種對(duì)于保護(hù)電子部件免受環(huán)境破壞特別有用的新被覆材料。


圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的含覆蓋模制芯的轉(zhuǎn)發(fā)器的側(cè)視剖面圖。
圖2是圖1所示轉(zhuǎn)發(fā)器的剖面圖。
圖3是用于進(jìn)行覆蓋模制處理以制造圖1所示轉(zhuǎn)發(fā)器的模制工具的立體圖。
圖4是在把模制材料注入模制工具開始階段期間圖3所示模制工具的剖面圖。
圖5是表示模制過(guò)程稍后階段的圖3所示模制工具的第2剖面圖。
圖6是表示模制過(guò)程更后階段的圖3所示的模制工具的另一剖面圖。
圖7是圖3所示工具的另一剖面圖，表示芯的中央插腳縮回工具的模制過(guò)程。
圖8是尚未被模壓材料覆蓋的轉(zhuǎn)發(fā)器另一結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖9是圖8所示轉(zhuǎn)發(fā)器的前視圖。
圖10表示在注模過(guò)程與圖6所示相同階段置入圖3所示模制工具的圖8和圖9所示轉(zhuǎn)發(fā)器。
圖11表示在覆蓋模制注模過(guò)程中與圖6所示步驟相同的階段置入圖3所示工具的易碎芯件。
圖12是根據(jù)本發(fā)明方法用覆蓋模制材料覆蓋模制的易碎芯的剖面圖。
圖13是模制工具另一設(shè)計(jì)中在覆蓋模制過(guò)程由一個(gè)或一個(gè)以上中央部件定位的轉(zhuǎn)發(fā)器的立體圖。
圖14是圖13所示中央部件的立體圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)敘述圖1是根據(jù)本發(fā)明制成的轉(zhuǎn)發(fā)器10的側(cè)視剖面圖。圖2是圖1的轉(zhuǎn)發(fā)器10的端視圖。轉(zhuǎn)發(fā)器10包含信號(hào)處理電路，如與電容器16等其它電路元件一起安裝在電路板14上的集成電路12。該信號(hào)處理電路可是有源、半雙工(HDX)或全雙工(FDX)轉(zhuǎn)發(fā)器電路。
集成電路12和電容器16附于電路板14并在導(dǎo)電線18的引線端或末端22和24，電耦聯(lián)至構(gòu)成線圈20的該導(dǎo)線。在圖1和圖2所示實(shí)施例中，線圈20繞在繞線管26上后覆蓋芯30，并與附于芯30一端的電路板14一起形成轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a。如下所述，轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a最好覆蓋模制在注模材料32中以形成完整轉(zhuǎn)發(fā)器10，注模材料可是塑料、聚合或環(huán)氧樹脂材料。
線圈20圍繞芯30的軸向相對(duì)位置對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器10的最佳動(dòng)作十分重要。具體而言，轉(zhuǎn)發(fā)器10最好包含調(diào)諧線圈20與電容器16的組合。通常，在轉(zhuǎn)發(fā)器中，通過(guò)使構(gòu)成線圈20的導(dǎo)線18的長(zhǎng)度與電容器16的容量相匹配來(lái)完成調(diào)諧。然而，必須把導(dǎo)線18繞到繞線管26后裝在芯30外面時(shí)，在設(shè)計(jì)和制造期間不能有利地控制導(dǎo)線18的精確長(zhǎng)度及其電感，使線圈20的電感與電容器16的容量匹配從而調(diào)諧轉(zhuǎn)發(fā)器10。應(yīng)理解，如果不適當(dāng)調(diào)諧轉(zhuǎn)發(fā)器，則會(huì)降低數(shù)據(jù)讀取和轉(zhuǎn)發(fā)能力。
但業(yè)已發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榫€圈20的電感量隨鐵氧體芯30的軸向定位而變，從而即使導(dǎo)線18的長(zhǎng)度不是最佳，也可通過(guò)把芯30置于線圈20中的合適軸向位置而調(diào)諧轉(zhuǎn)發(fā)器10。對(duì)于鐵氧體芯30和線圈20組合的一組給定設(shè)計(jì)參數(shù)(包含芯周長(zhǎng)和長(zhǎng)度、導(dǎo)線18的長(zhǎng)度和電容器16的容量)，在制造過(guò)程中可進(jìn)行下述步驟制成調(diào)諧的轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a沿鐵氧體芯30的長(zhǎng)軸軸向移動(dòng)線圈20直到建立諧振的電感/電容系統(tǒng)，然后把帶有線圈20的線管26固定在鐵氧體芯30上。
在組裝轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a的電路后，把轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a轉(zhuǎn)移到注塑成型機(jī)中。具體而言，轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a置于示于圖3～7中的模制工具40、42中。圖3是其中不放置轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a的模制工件40、42的立體圖。該模制工具40、42在閉合時(shí)限定一個(gè)空腔44，其尺寸適合在用塑料、聚合物或環(huán)氧樹脂等注模材料32覆蓋模制的準(zhǔn)備工序中接納轉(zhuǎn)發(fā)器10a。但應(yīng)注意，雖然表示為圓柱形，但在有助于特定應(yīng)用時(shí)，模制工具40、42的內(nèi)壁的表面特征可限定完整轉(zhuǎn)發(fā)器10外表面的各種形狀或圖形。完整轉(zhuǎn)發(fā)器的外形設(shè)計(jì)的潛在變化，例如可是圓柱形、彈丸形、兩相對(duì)側(cè)錐形或扁平橢圓形，其外壁可是光滑、粗糙或高低不平的，取決于預(yù)期的應(yīng)用。
如圖3所示，模制工具40、42包含向里突出的銷46、48，用于在注模過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a進(jìn)行定位并固定在工具40、42中。銷46、48構(gòu)成為可由壓力響應(yīng)銷收縮器50、52在注入周期將結(jié)束時(shí)縮至模制工具40、42加。模制工具40、42的一端是注入口56，經(jīng)該注入口由注模機(jī)(未圖示)注入注模材料32。立體圖3還顯示，制模工具40、42可包含工具42上的導(dǎo)向銷60，該導(dǎo)向銷在模制工具閉合時(shí)與工具40上的導(dǎo)向銷接收孔62對(duì)準(zhǔn)并與之嚙合，以在注入周期中保持模制工具40、42對(duì)準(zhǔn)。
圖4～圖7是模制工具40、42和在其中定位的轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a的剖面圖，用于順序說(shuō)明在注模過(guò)程中塑模材料32的進(jìn)展。如圖所示，銷46、48用于在模具腔44中對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a進(jìn)行同軸和中央定位。在注模機(jī)壓力下注入熱塑化模制材料32時(shí)，塑化模制材料32經(jīng)注入口56注入并如箭頭70所示碰撞芯30的端64，并把芯30軸向壓向定位成與轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a的相對(duì)端66接觸的銷48。
模制材料32然后如圖4和圖5箭頭72所示，沿鐵氧體芯30的端部64徑向向外流動(dòng)。當(dāng)已有足夠的模制材料32注入并填滿空腔44的端部時(shí)，則如圖6箭頭74所示，模制材料32的前進(jìn)面沿轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a的徑向外表面68前進(jìn)。該覆蓋模制注入過(guò)程在整個(gè)注入周期的任何時(shí)候僅使芯30經(jīng)受壓縮負(fù)荷，而不使芯30經(jīng)受伸張負(fù)荷。從而，通過(guò)本發(fā)明的覆蓋模制注入過(guò)程，芯30不會(huì)以可降低芯電或磁特性的方式受到損害。
塑化模制材料32完全充滿模腔44時(shí)，腔44中的內(nèi)壓力增大。在腔44內(nèi)定位轉(zhuǎn)發(fā)器組件10a的銷46、48與壓力敏感的銷收縮器50、52相聯(lián)。在模腔中壓力達(dá)到預(yù)定級(jí)時(shí)，銷46、48如箭頭76、78所示縮回到模腔，從而如圖7所示，銷46、48騰出的空間被模制材料32所充滿。但因模制材料32已封閉轉(zhuǎn)發(fā)器10，在注入覆蓋模制周期的固化或變硬階段，模制材料32將使轉(zhuǎn)發(fā)器10保持就位。覆蓋模制處理完成時(shí)，模制工具40、42開啟并使完成的轉(zhuǎn)發(fā)器10出模。
圖8和圖9分別是轉(zhuǎn)發(fā)器80另一實(shí)施例的側(cè)視圖和前視圖，該轉(zhuǎn)發(fā)器不包含圖1轉(zhuǎn)發(fā)器1的芯30，代之以，構(gòu)成線圈20的導(dǎo)線18圍繞其上安裝集成電路12和電容器16的電路板纏繞。如上述參照?qǐng)D1討論過(guò)的那樣，線圈20經(jīng)引線22和24互連至電路板14及其上的集成電路12。圖8和圖9的轉(zhuǎn)發(fā)器80通常比圖1的組件小得多，轉(zhuǎn)發(fā)器80中不含芯30從而不會(huì)因使用圖1的芯30而帶來(lái)的附加重量和體積。但是圖8和圖9的轉(zhuǎn)發(fā)器80也可以與上述參照?qǐng)D4-7所示的處理相似的處理進(jìn)行覆蓋模制。
為了簡(jiǎn)要說(shuō)明該處理，轉(zhuǎn)發(fā)器80如圖10所示畫成置于組裝的，與圖3～圖7所討論的模制工具40和42類似的模制工具中。在圖10的說(shuō)明中，塑化模制材料32注入已進(jìn)展至與圖6所示大致相同的階段，其中，模制材料32的前進(jìn)面縱向前進(jìn)至轉(zhuǎn)發(fā)器80的外表面，銷46和48把轉(zhuǎn)發(fā)器80中央定位于模制工具40、42中。形成的覆蓋模制轉(zhuǎn)發(fā)器組件60的外形也可是任何期望形狀，僅受形狀成型性限制。應(yīng)注意，在覆蓋模制處理前，轉(zhuǎn)發(fā)器80可封閉在玻璃中，但該玻璃容器未顯示。
圖11表示本發(fā)明覆蓋模制處理的另一種應(yīng)用，其中，易碎的芯110置于圖3的模制工具40和42中并在覆蓋模制處理過(guò)程中由銷46和48定位。覆蓋模制處理大體上以與參照?qǐng)D4～圖7所討論的方式相同的方式進(jìn)行。圖11說(shuō)明大致與圖6相應(yīng)的階段，其中，塑化模制材料32的前進(jìn)面沿易碎芯110的徑向外表面縱向前進(jìn)。完成覆蓋模制處理后，從模制工具彈出密封的易碎芯110。如圖12剖面圖所示，完成的組件100是密封在覆蓋模制材料112中的易碎芯110。在本實(shí)施例中，易碎芯可由鐵氧體、粉末金屬或釤-鈷和釹-鐵-硼等高能材料磁性材料構(gòu)成。
圖13是另一種設(shè)計(jì)的模制工具中的轉(zhuǎn)發(fā)器的剖面圖，該轉(zhuǎn)發(fā)器在覆蓋模制過(guò)程中由一個(gè)或多個(gè)中心部件120定位以制成類似于圖1所示的轉(zhuǎn)發(fā)器。該中心部件120設(shè)計(jì)成具有一個(gè)圍繞芯30的中心部分如套筒22。該中心部件120還可包含徑向向外突出的肋或銷124，用于在覆蓋模制處理過(guò)程中使轉(zhuǎn)發(fā)器位于中央，從而不需要上述討論并圖示的可收縮的銷。
本發(fā)明的覆蓋模制處理把易碎芯110密封在保護(hù)殼體中，從而使易碎芯材料可用于原本不允許這種材料易碎物理特性的應(yīng)用中。例如，用覆蓋模制處理密封在相對(duì)簿的塑料或聚合材料覆蓋物中的釤-鈷和釹-鐵-硼磁體，可用于原本會(huì)導(dǎo)致磁芯破裂、斷裂或其它物理和磁損害的經(jīng)受沖擊、碰撞或振動(dòng)負(fù)荷的對(duì)象。
圖14是中央部件120的立體圖，其中顯示套筒122和徑向突出肋或銷124。該中央部件120可由塑料或與覆蓋模制轉(zhuǎn)發(fā)器所用材料同類型的材料構(gòu)成。還可設(shè)想中央部件可簡(jiǎn)單地是圖1的繞線管26的一部分或與之相連，其中，銷124直接從繞線管一端或兩端徑向向外延伸。
選用于覆蓋模制轉(zhuǎn)換器組件10a、轉(zhuǎn)發(fā)器60或易碎芯的材料部分取決于所完成部件的具體應(yīng)用。各類熱塑性材料可用于這類部件的注模。按照這里的用詞，熱塑性應(yīng)廣義解釋，包括例如受熱時(shí)軟化或塑化而在冷卻至環(huán)境溫度時(shí)回復(fù)至硬化狀態(tài)的線型聚合物和直鏈或支鏈大分子。術(shù)語(yǔ)聚合物應(yīng)廣義理解為包含任何類型聚合物，如無(wú)規(guī)聚合物、嵌段聚合物和接枝聚合物。
大量熱塑性聚合材料預(yù)期對(duì)本發(fā)明覆蓋模制轉(zhuǎn)發(fā)器和易碎芯是有用的。這些熱塑性材料可單獨(dú)或混合使用。適宜的熱塑性材料包括(但不限于)橡膠改性聚烯烴、金屬茂、聚醚酯嵌段共聚物、聚醚-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯與丁烯和馬來(lái)酸酐的共聚物、氫化馬來(lái)酸酐、聚酯聚己內(nèi)酯、聚酯聚己二酸酯、聚丁二醇醚、熱塑性彈性體、聚丙烯、乙烯類熱塑性物質(zhì)、氯化聚醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基戊烯、聚硅酮、聚氯乙烯、熱塑性聚氯酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丁烯、聚乙烯、及其混合物。
最好熱塑性材料包括橡膠改性聚烯烴、金屬茂、聚醚-酰胺嵌段共聚物和聚醚酯嵌段共聚物。最好橡膠改性聚烯烴是市售的Advanced Elastomer System公司的商品名為VISTAFLEXTM、Shell公司的KRATONTM、Montell公司的HIFAXTM、M.A.Hanna的X1019-28TM、DSM公司的SAR LINKTM和Advanced Elastomer System公司的SANTOPRENETM。最好金屬茂是市售的DOW公司的ENGAGETM和AFFINITYTM。最好聚醚-酰胺嵌段共聚物是市售的EIG Auto-Chem的PEBAXTM。最好聚醚酯嵌段共聚物是市售的DuPong公司的HYTRELTM。
本發(fā)明的熱塑性覆蓋模制殼體還可包含適當(dāng)?shù)奶畛湮锘蚺渲夭牧弦哉{(diào)節(jié)完成的殼體和/或轉(zhuǎn)發(fā)器的性能。例如通過(guò)附加適當(dāng)?shù)牟牧峡烧{(diào)整覆蓋模制殼體的比重和密度，這些材料是如硫酸鋇、氧化鋅、碳酸鈣、二氧化鈦、碳黑、高嶺土、硅酸鋁鎂、二氧化硅、氧化鐵、玻璃球和硅灰石。充堆物和配重材料存在量將調(diào)節(jié)覆蓋模制殼體和制成的轉(zhuǎn)發(fā)器的比重。配重材料附加范圍從約重量5％至約重量70％。此外，本發(fā)明殼體的覆蓋模制材料還可包含適當(dāng)?shù)脑鏊軇┗蚱渌砑觿┮愿倪M(jìn)覆蓋模制材料的加工性能和物理特性，如流動(dòng)性和可起模性。增塑劑存在量將調(diào)節(jié)各種應(yīng)用必需的注模期間的流動(dòng)性。
值得注意的是，對(duì)于上述各類注模材料，尤其是那些通過(guò)附加增稠劑而密度增大的材料，在其注入過(guò)程的增塑狀態(tài)具有較低粘滯性。從而，這類材料的注模要求高注入壓力，轉(zhuǎn)而導(dǎo)致高應(yīng)力在注入過(guò)程中施加于芯材料。由于上述理由，強(qiáng)烈希望在注入過(guò)程中把除壓負(fù)荷外的其它加至易碎芯的負(fù)荷減至最小或加以避免。
本發(fā)明的覆蓋模制殼體最好其壁厚為約0.010英寸至大于1英寸，但對(duì)多數(shù)應(yīng)用，壁厚最好小于0.5英寸。取決于完成組件的期望外形和芯的形狀，殼體壁厚可是均勻的或在芯的不同位置顯著變化。
對(duì)于試圖用于反芻動(dòng)物體內(nèi)的丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器10，其覆蓋模制殼體材料必須具有特定物理性能。覆蓋模制殼體材料必須能耐受反芻動(dòng)物消化系統(tǒng)中的酸環(huán)境，該材料必須對(duì)反芻動(dòng)物消化系統(tǒng)中活性的微化物和酶是不可滲透的，且最好具有一定物理性能使在用于反芻動(dòng)物前丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器10易于裝運(yùn)和處理。此外，丸形轉(zhuǎn)發(fā)器10其比重至少為1.7較佳，最好至少為2。通常希望使用配重材料以增大覆蓋模制材料的容積密度或比重，從而，使覆蓋模制材料有特定比重以有助于把制成的丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器10的比重保持在期望范圍中。
從而對(duì)丸形轉(zhuǎn)發(fā)器10已確定，DuPont公司的熱塑性聚酯彈性體HYTREL3078TM與硫酸鋇混合作為增稠劑的較佳組合提供一種可接受組合用作丸狀覆蓋模制材料，并以適當(dāng)比率提供一種具有比重范圍在1.7至2之間的注模材料。
提供一種特定例子，可接受的覆蓋模制材料可由下述混合物制得HYTREL3078TM或類似的熱塑性聚酯彈性體(TPE)與硫酸鋇以約20～90％TPE與80％至10％的硫酸鋇的比例混合。該混合物提供一種合適的覆蓋模制材料以構(gòu)成丸形轉(zhuǎn)發(fā)器10的殼體。如例如對(duì)美國(guó)Cyanamid公司頒發(fā)的美國(guó)專利No.5322697中所述，最好凈化的USP級(jí)硫酸鋇或重晶石細(xì)粉用作增稠劑，因?yàn)檫@些材料已與巴西棕櫚蠟及藥物混合形成用于反芻動(dòng)物的丸劑。
已發(fā)現(xiàn)上述方法用于制造丸劑的優(yōu)點(diǎn)是顯著的。首先，避免了必須密封陶瓷，從而與陶瓷密封丸劑的制造成本比較，可顯著降低材料價(jià)格。此外，由于與注模過(guò)程相關(guān)的效率和自動(dòng)化，顯著降低了制造成本，即降低了制造與器件成本區(qū)分的丸劑的成本。從而，對(duì)于制造密封在陶瓷材料中的丸形轉(zhuǎn)發(fā)器的等價(jià)成本，總成本的節(jié)省超過(guò)50％。且，已發(fā)現(xiàn)陶瓷密封丸狀體相對(duì)較脆弱，從而在跌落或甚至運(yùn)送過(guò)程中卡搭碰在一起也可能受到損害，用含硫酸鋇的熱塑性聚酯橡膠(TPE)覆蓋模制材料密封的丸狀體具有已證明的物理特性，可避免上述問(wèn)題。此外，本發(fā)明的丸狀轉(zhuǎn)發(fā)器10可封裝在具有最少封裝材料的容積中，因?yàn)樵诟魍锠铙w運(yùn)送期間的振動(dòng)不會(huì)引起破裂。最后，TPE硫酸鋇組合提供用于反芻動(dòng)物胃中所需的物理特性。該混合物不受酸環(huán)境影響，對(duì)于生物菌、微生物和酶是中性的，該混合物具有較佳的比重從而可滯留在反芻動(dòng)物胃中。
對(duì)于試圖用于植入應(yīng)用的圖8～圖10所示的轉(zhuǎn)發(fā)器80，最好使用6醫(yī)藥級(jí)環(huán)氧樹脂?；蛘撸捎霉椒ò艳D(zhuǎn)發(fā)器80密封在玻璃材料中，然后用這里討論的塑料或聚合材料覆蓋模制，以提供玻璃密封轉(zhuǎn)發(fā)器缺少的性能，即提供附加強(qiáng)度、抗沖擊性能及韌性。
應(yīng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦閱讀了本發(fā)明的上述說(shuō)明，本發(fā)明的替換和變化即是顯而易見的。從而，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于電子識(shí)別系統(tǒng)的覆蓋模制轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于它包括天線；含電互連至所述天線的信號(hào)處理電路的轉(zhuǎn)發(fā)器電路；其上安裝所述天線和轉(zhuǎn)發(fā)器電路的芯部件；通過(guò)下述過(guò)程形成的覆蓋模制殼體把所述天線、轉(zhuǎn)發(fā)器電路和芯部件置于注模設(shè)備的模制工具形成的空腔中并向所述空腔注入殼體材料，從而密封所述芯部件、轉(zhuǎn)發(fā)器電路和天線。
2.一種覆蓋模制器件，其特征在于它包括由易碎材料形成的芯部件；通過(guò)下述過(guò)程形成的覆蓋模制殼體把所述芯部件置于注模設(shè)備的模制工具形成的空腔中并向所述空腔注入殼體材料，從而密封所述芯部件的易碎材料而不使其經(jīng)受拉伸負(fù)荷。
3.一種形成用于電子識(shí)別系統(tǒng)的覆蓋模制轉(zhuǎn)發(fā)器的方法，其特征在于，它包括下述步驟提供含與天線電互連的信號(hào)處理電路的轉(zhuǎn)發(fā)器電路；把所述天線和轉(zhuǎn)發(fā)器電路安裝在芯部件上構(gòu)成一組件；把所述轉(zhuǎn)發(fā)器電路和芯部件組件置于注入模制設(shè)備中模制工具形成的空腔中并把殼體材料注入所述空腔，從而覆蓋模制并密封所述芯部件和所述轉(zhuǎn)發(fā)器電路。
4.一種含易碎芯的部件的覆蓋模制方法，其特征在于包括下述步驟把易碎芯置于注模設(shè)備中模制工具形成的空腔中；對(duì)所述易碎芯進(jìn)行定位，使所述易碎芯與所述工具隔開；把殼體材料注入所述空腔，使向所述易碎芯主要施加壓負(fù)荷而實(shí)質(zhì)上不施加拉負(fù)荷和彎曲負(fù)荷從而把所述易碎芯密封在所述殼體材料中；使所述殼體材料固化；從所述空腔使所述部件出模。
5.一種適于覆蓋電子部件的殼體材料，其特征在于包括熱塑性聚酯彈性體即TPE與硫酸鋇以約20％至90％的TPE與80％至10％的硫酸鋇的比例混合的混合物。
6.一種適用于覆蓋電子或易碎部件的殼體材料，其特征在于包括重量約20％至90％的熱塑性材料，該材料選自下列組中的一組或多組橡膠改性聚烯烴、金屬茂、聚醚酯嵌段共聚物、聚醚-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯與丁烯及馬來(lái)酸酐的共聚物、氫化馬來(lái)酸酐、聚酯聚己內(nèi)酯、聚酯聚己二酸酯、聚丁二醇醚、熱塑性彈性體、聚丙烯、乙烯基類熱塑性物質(zhì)、氯化聚醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基戊烯、聚硅酮、聚氯乙烯、熱塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丁烯、聚乙烯；取決于所選熱塑性材料重量百分比，重量約80％至10％的選自下述組的配重材料硫酸鋇、氧化鋅、碳酸鈣、二氧化鈦、炭黑、高嶺土、硅酸鋁鎂、二氧化硅、氧化鐵、玻璃球和硅灰石。
7.如權(quán)利要求1至6中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料提供的壁厚在約0.010英寸至1英寸之間。
8.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料選自塑料、聚合物和環(huán)氧樹脂材料組成的組。
9.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是熱塑性聚酯彈性體即TPE與硫酸鋇以約20％至90％的TPE與80％至10％的硫酸鋇的比例混合的混合物。
10.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是熱塑性材料，該熱塑性材料選自加熱時(shí)軟化或塑化而冷卻時(shí)返回硬化狀態(tài)的線型聚合物和直鏈及支鏈大分子組成的組。
11.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是選自無(wú)規(guī)聚合物、嵌段聚合物和接枝聚合物組成的組的聚合物。
12.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是熱塑性材料，選自橡膠改性聚烯烴、金屬茂、聚醚酯嵌段共聚物、聚醚-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯與丁烯及馬來(lái)酸酐的共聚物、氫化馬來(lái)酸酐、聚酯聚己內(nèi)酯、聚酯聚己二酸酯、聚丁二醇醚、熱塑性彈性體、聚丙烯、乙烯基類熱塑性物質(zhì)、氯化聚醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基戊烯、聚硅酮、聚氯乙烯、熱塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丁烯、聚乙烯及上述材料混合物構(gòu)成的組。
13.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料包含配重材料，選自硫酸鋇、氧化鋅、碳酸鈣、二氧化鈦、炭黑、高嶺土、硅酸鋁鎂、二氧化硅、氧化鐵、玻璃球和硅灰石組成的組。
14.如權(quán)利要求13所述的發(fā)明，其特征在于，所述配重材料存在量在約5％(重量)至約70％(重量)之間。
15.如權(quán)利要求1至6中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料還包括數(shù)量足以在注模過(guò)程中調(diào)節(jié)流動(dòng)特性的增塑劑。
16.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是熱塑性聚酯彈性體即TPE與硫酸鋇及增塑劑的混合物。
17.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是下述材料的組合熱塑性材料，選自下述材料中的至少一組橡膠改性聚烯烴、金屬茂、聚醚酯嵌段共聚物、聚醚-酰胺嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯與丁烯及馬來(lái)酸酐的共聚物、氫化馬來(lái)酸酐、聚酯聚己內(nèi)酯、聚酯聚己二酸酯、聚丁二醇醚、熱塑性彈性體、聚丙烯、乙烯基類熱塑性物質(zhì)、氯化聚醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基戊烯、聚硅酮、聚氯乙烯、熱塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丁烯、聚乙烯及其混合物構(gòu)成的組；配重材料，選自下述材料組成的組硫酸鋇、氧化鋅、碳酸鈣、二氧化鈦、炭黑、高嶺土、硅酸鋁鎂、二氧化硅、氧化鐵、玻璃球和硅灰石。
18.如權(quán)利要求1至4中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述殼體材料是熱塑性聚酯彈性體即TPE與硫酸鋇以約20％至90％的TPE與80％至10％的硫酸鋇的比例混合的混合物；其比重在約1.7至2范圍中。
19.如權(quán)利要求1至3中任一所述的發(fā)明，其特征在于，所述芯部件由構(gòu)成易碎芯的易碎材料制成。
20.如權(quán)利要求4或19所述的發(fā)明，其特征在于，所述易碎芯由選自鐵氧體、粉末金屬及釤-鈷和釹-鐵-硼等高能產(chǎn)品彈性體組成的組的材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種制造、組成覆蓋模制部件(32)的方法,該覆蓋模制部件由上述方法制造并組裝有例如用于無(wú)線電頻率識(shí)別裝置的覆蓋模制轉(zhuǎn)發(fā)器(10)電路。
文檔編號(hào)B29C45/14GK1361906SQ00810358
公開日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2000年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月17日
發(fā)明者J·約卡姆 申請(qǐng)人:埃維德鑒定體系股份有限公司