專利名稱：增強(qiáng)型射頻標(biāo)識裝置支撐及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被用于集成到諸如安全文檔的物體中的射頻標(biāo)識裝置，并特別涉及用 于護(hù)照的增強(qiáng)型射頻標(biāo)識裝置的支撐及其制造方法。
背景技術(shù)：
無接觸射頻標(biāo)識裝置(RFID)越來越多地用于標(biāo)識在受控的接近區(qū)域內(nèi)移動(dòng)或從 一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一區(qū)域的人。無接觸RFID裝置是由天線和與天線的端子連接的芯片制 成的裝置。芯片通常不被供電，并且通過讀取器的天線和RFID的天線之間的電磁耦合接收 其能量，信息在RFID和讀取器之間被交換，特別是存儲(chǔ)在芯片中的涉及放置有RFID的物體 的持有人的標(biāo)識和他/她的進(jìn)入受控的接近區(qū)域中的授權(quán)的信息。這樣，護(hù)照可包含標(biāo)識護(hù)照持有人的RFID。芯片存儲(chǔ)器包含諸如護(hù)照持有人的身 份、他/她的出生國家、他/她的國籍、訪問的不同的國家的簽證、入境日期、活動(dòng)限制、生物 統(tǒng)計(jì)元素等的信息。RFID裝置一般被加入護(hù)照的底封面板中。于是在護(hù)照封面的增強(qiáng)的底 封面板上通過使用加載有導(dǎo)電粒子的墨印制天線。然后，將芯片通過膠合與天線的連接端 子連接。然后，護(hù)照頁的一折白頁被對貼在增強(qiáng)的頂部封面板的背面。RFID裝置還可與護(hù)照分開地被制造，以便然后通過在例如護(hù)照的封面和底白頁之 間通過膠合而被加入。包括連接在一起的天線和芯片的RFID裝置然后與紙、塑料或其它的 “鑲嵌體”一體化。作為裸芯片的替代，還通過一般稱為集成電路模塊的封裝芯片來發(fā)展RFID裝置。 這些模塊的小型化的最新發(fā)展實(shí)際上允許在不增加護(hù)照的厚度或剛度的情況下將它們加 入護(hù)照中。制造集成模塊的RFID裝置支撐的問題在于模塊與天線的連接。實(shí)際上，例如，用 于連接模塊與銅天線的諸如焊接的傳統(tǒng)連接不適用于印制的天線。在天線支撐的天線連接 點(diǎn)和模塊接觸點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)模塊與天線的連接。由于在很小的面積上制成這種連接，因此它 必須是可靠的和堅(jiān)固的。在天線由導(dǎo)電墨構(gòu)成的情況下，通過導(dǎo)電性粘合劑進(jìn)行這種連接。 制作這種連接需要以下的制造步驟-在支撐上印制包括接觸點(diǎn)的天線；-在天線接觸點(diǎn)上沉積導(dǎo)電粘合劑點(diǎn)；-將電子模塊置于導(dǎo)電粘合劑點(diǎn)上；_導(dǎo)電粘合劑通過穿過爐子而交聯(lián)。然后，通過一般地對天線支撐兩側(cè)的上、下卡體熱壓成形，實(shí)施構(gòu)成卡的各層的常 規(guī)的層壓步驟。這種連接具有缺點(diǎn)。當(dāng)施加導(dǎo)電粘接劑時(shí)，會(huì)出現(xiàn)與模塊的短路。并且，在層壓步 驟中或另外在護(hù)照上施加的撞擊和沖擊中施加的壓力下，在交聯(lián)中硬化的導(dǎo)電粘合劑點(diǎn)可 能使天線接觸點(diǎn)開裂。從而，最終的風(fēng)險(xiǎn)是破壞天線和集成電路模塊之間的電接觸并由此 最終地?fù)p壞射頻標(biāo)識裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于通過提供使得能夠保證集成電路模塊和天線之間的可靠 的連接的射頻標(biāo)識裝置的支撐的制造方法，來補(bǔ)救這些缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的在于，提供諸如集成這種射頻標(biāo)識裝置的護(hù)照的身份小冊子， 在該小冊子的封面的外側(cè)沒有任何芯片的可見標(biāo)記。因此，本發(fā)明的目的在于一種用于制造射頻標(biāo)識裝置(RFID)的方法，該裝置包括 天線和與天線連接的芯片，該方法包括以下步驟-在紙制或合成紙制支撐上印制包括連接點(diǎn)的天線；-在天線的連接點(diǎn)之間放置粘性介電材料；-在支撐上定位集成電路模塊，模塊包括接觸區(qū)和連接到模塊的封裝內(nèi)的接觸區(qū) 上的芯片，使得所述模塊的接觸區(qū)與所述天線的連接點(diǎn)相對；-在支撐上放置熱塑性材料層和紙或合成紙層，這兩個(gè)層在模塊的封裝的位置上 具有空腔；和-將這三個(gè)層即天線支撐層、熱塑性材料層和紙或合成紙層層壓在一起，以使得模 塊電連接到天線上并使得各層聚集在一起。


結(jié)合附圖閱讀以下的描述，本發(fā)明的目的、目標(biāo)和特征將變得更加明顯，其中，圖1表示電子模塊的截面，圖2表示構(gòu)成層壓之前的RFID裝置支撐的各層，圖3表示RFID裝置支撐的截面。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1，集成電路模塊包括芯片12、至少兩個(gè)連接區(qū)17和18。通過在英語中稱 為“引線接合(wire bonding)”的非常小的導(dǎo)線或連接電纜制成芯片和連接區(qū)17和18之 間的連接。芯片12和導(dǎo)線被封入基于不導(dǎo)電的抗性強(qiáng)的材料的保護(hù)樹脂14中。封裝14在 某種意義上是包含芯片及其布線以使其不容易損壞并更容易操作的硬殼。封裝具有在200 和240 ym之間的厚度。模塊由此在其上面存在與封裝14的上部對應(yīng)的平坦表面，并在其 下面存在用于與電路連接的接觸區(qū)17和18。接觸區(qū)17和18由導(dǎo)體材料制成，諸如鋁，并 且它們的厚度在70和100 ii m之間。根據(jù)本制造方法的第一步驟，在支撐層20上實(shí)現(xiàn)天線。天線包括一個(gè)或多個(gè)線圈 的集合。通過絲網(wǎng)印刷、苯胺橡皮版印刷、照相凹版印刷、膠版印刷或采用基于加有諸如例 如銀或金的導(dǎo)電粒子的環(huán)氧墨類型的導(dǎo)電墨或基于導(dǎo)電聚合物的噴墨印刷制成線圈。支 撐層20是不流動(dòng)的材料制成的，諸如紙或合成紙。紙由漿狀微植物纖維制成，并且結(jié)果具 有纖維結(jié)構(gòu)。紙芯(l，Smedu papier)當(dāng)經(jīng)受剪切應(yīng)力時(shí)趨于分層，而非纖維合成紙具 有微孔結(jié)構(gòu)并且具有低密度。與紙類似，合成紙簡化在160°C的量級的溫度下實(shí)施的分層 操作，原因是它在這些溫度下是穩(wěn)定的；與諸如PVC或PETG的熱塑性材料不同，它不流動(dòng) (fluer)。使用的合成紙由聚合物的非取向單一層構(gòu)成，聚合物為諸如加有在40%和80%之間的礦物的聚乙烯或聚丙烯。通過其微孔網(wǎng)絡(luò)，其成分使其具有0. 57g/cm3的量級的低 密度。支撐層的厚度最好在140和180iim之間。圖2所示的模塊10用于連接到天線的連接點(diǎn)上。在本發(fā)明中，僅兩個(gè)連接點(diǎn)31 和32足以連接模塊。連接點(diǎn)31和32為天線的連續(xù)體，作為結(jié)果，它們處于天線的線圈的 延伸部分中，并且一般由與天線相同的材料制成。由此，也通過絲網(wǎng)印刷、苯胺橡皮版印刷、 照相凹版印刷、膠版印刷或采用基于加有諸如例如銀或金的導(dǎo)電粒子的環(huán)氧墨類型的導(dǎo)電 墨或基于導(dǎo)電聚合物的噴墨印刷制成連接點(diǎn)。連接點(diǎn)的厚度在5和lOym之間。在連接點(diǎn) 的制造中使用的墨是柔性的和非彈性的。因此，用于天線連接點(diǎn)的墨可能與用于制造天線 的其余部分的墨不同。圖2所示的模塊通過粘性材料34被膠合到天線支撐層20上，使得模塊的接觸區(qū) 17和18與天線的連接點(diǎn)31和32相對。一旦構(gòu)成連接點(diǎn)的墨變干并且粘性材料被施加，模 塊就被放置于天線支撐層上。天線支撐層上的模塊的膠合必須在制造方法的整個(gè)持續(xù)過程 中將模塊保持和固定在其位置上。使用的粘性材料是將模塊固定到支撐層20上的粘合劑。 使用氰基丙烯酸鹽粘合劑。還能夠使用用于卡中并在插入卡中之前被設(shè)置在模塊下的膜型 “熱熔”粘接劑。該膠合不被用作支撐和天線之間的電連接。然后，為了層壓步驟，在天線支撐上放置構(gòu)成RFID裝置支撐的各層。第一熱塑性 材料層22被直接定位于天線支撐層20上。對于層22使用的熱塑性材料優(yōu)選為聚氯乙烯 (PVC)，但也可以為聚酯(PET、PETG)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)或丙烯睛-丁二烯-苯乙 烯(ABS)或聚氨酯(PU)膜。熱塑性材料層22的厚度在100和leOym之間。層22包括尺 寸接近于模塊的被封裝部分的上部的平坦表面的尺寸的空腔21。這樣，空腔的邊緣與模塊 的被封裝部分的邊緣匹配(配對)。這樣，當(dāng)層22被置于天線支撐20的層上的適當(dāng)位置 時(shí)，模塊10位于空腔21中。第二層24位于第一層22上。層24由對于天線支撐層20描 述的合成紙或紙制成。層24還有最好具有與空腔21相同的尺寸的空腔23。當(dāng)為了層壓步 驟放置所有的層時(shí)，空腔21和23重疊。RFID裝置支撐制造方法的最后步驟在于將3個(gè)層即天線支撐層20、熱塑性材料層 22和紙或合成紙的層24層壓在一起。層壓步驟在于使所有的層經(jīng)受直到150°C的溫度升高 和直到20巴的壓強(qiáng)升高，然后降低溫度和壓強(qiáng)，整個(gè)根據(jù)一組確定持續(xù)時(shí)間的循環(huán)。優(yōu)選 在恒定壓強(qiáng)下完成環(huán)境溫度的降低，然后降低壓強(qiáng)。在層壓時(shí)，層22的PVC流體化并且俘 獲天線和模塊的大部分。在層壓時(shí)施加的壓強(qiáng)與各層垂直并由此與接觸區(qū)17和18垂直。圖3表示層壓步驟之后的模塊和模塊附近的3個(gè)層的截面。在層壓步驟中，構(gòu)成 RFID裝置支撐的三個(gè)層的厚度減小。這樣，紙或合成紙層20和24損失它們的厚度的約 22%。例如，初始厚度為180 iim的層20或24在層壓之后具有140 iim的厚度。熱塑性材 料層22減小其厚度55%。層壓時(shí)在整個(gè)模塊上施加壓強(qiáng)。模塊的接觸區(qū)壓于天線的連接點(diǎn)上，從而導(dǎo)致連 接點(diǎn)和支撐層20的變形。該變形為型腔(empreinte)的形式，型腔內(nèi)表面精確地與連接區(qū) 的外表面匹配。這樣，在模塊的連接區(qū)和連接點(diǎn)18的導(dǎo)電墨之間的最大接觸表面上存在緊 密接觸。構(gòu)成支撐層20的材料以及連接點(diǎn)18的導(dǎo)電墨是可變形的和非彈性的，因此即使 當(dāng)壓力被釋放時(shí)，這兩種材料也不趨于返回它們的初始形狀。并且，在層壓時(shí)，層22的變軟的熱塑性材料完全與模塊的輪廓和位于層22的任一側(cè)的層20和24的內(nèi)表面匹配。熱塑性材料用作層20和24之間的粘合劑，使得一旦硬化 就完全粘接于各層和模塊上。熱塑性材料層的任一側(cè)的兩個(gè)層20和24在層壓時(shí)壓強(qiáng)的作 用下被施加應(yīng)力，并且，在模塊的接觸區(qū)上保持施加的應(yīng)力，使得一旦層24的熱塑性材料 硬化，模塊和天線之間的電接觸就是永久的和可靠的。層壓步驟由此使得能夠使模塊與天 線電連接并且將層20、22和24聚結(jié)在一起。這樣，與通過芯片一旦被安裝在天線連接點(diǎn)之 間就與天線電連接的稱為“倒裝芯片”的方法安裝裸芯片相比，模塊的定位步驟僅使得能夠 將后者機(jī)械保持在天線之間。通過與使用的材料組合實(shí)現(xiàn)的方法，模塊與天線電連接。實(shí) 際上，紙或合成紙層20和22在接觸區(qū)的位置上擠夾模塊，并且，通過一旦冷卻就硬化的熱 塑性材料層22保持?jǐn)D夾效果。在模塊的封裝的和剛硬的部分上施加的壓強(qiáng)趨于進(jìn)一步壓縮支撐層20的正位于 其正下方的部分。這種效果趨于使得RFID裝置支撐在其整個(gè)表面上具有相等的厚度。這 樣，當(dāng)被插入護(hù)照封面中時(shí)，模塊的位置是不可見的。根據(jù)本發(fā)明的制造方法使得獲得可靠和抗性強(qiáng)的射頻標(biāo)識裝置。對于該裝置在諸 如護(hù)照的安全文檔中的使用，該優(yōu)點(diǎn)是明顯的。實(shí)際上，護(hù)照頁和支撐RFID裝置的封面會(huì) 經(jīng)受來自蓋印或簽證粘貼的沖擊，這種沖擊將使電子芯片暴露于不可忽視的破壞風(fēng)險(xiǎn)中。 另外，模塊和天線之間的電連接不具有諸如焊錫或?qū)щ娬辰觿┑氖沟媚K關(guān)于天線不可動(dòng) 的任何剛性元件，結(jié)果是更加堅(jiān)固和更加可靠。
權(quán)利要求
一種用于制造射頻標(biāo)識裝置(RFID)的方法，所述裝置包括天線和連接到所述天線的芯片(12)，所述方法包括以下步驟在紙制或合成紙制支撐(20)上印制包括連接點(diǎn)(17和19)的天線(12)；在天線的所述連接點(diǎn)之間放置粘性介電材料；在所述支撐上定位集成電路模塊(10)，所述模塊包括接觸區(qū)(17、18)和連接到模塊的封裝(14)內(nèi)接觸區(qū)上的芯片(12)，使得所述模塊的接觸區(qū)與所述天線的連接點(diǎn)相對；在所述支撐上放置熱塑性材料層(22)和紙或合成紙層(24)，這兩個(gè)層(22和24)在模塊(10)的封裝(14)的位置上具有空腔(21、23)；和將這三個(gè)層即天線支撐層(20)、熱塑性材料層(22)和紙或合成紙層(24)層壓在一起，以使得模塊電連接到天線上并使得各層(20、22和24)聚集在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，所述空腔(21、23)的形狀使得這些空腔與封裝的 形狀匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述空腔(21、23)具有相同的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中的任一項(xiàng)的方法，其中，在模塊定位步驟之前，在所述支撐 (20)上在所述天線的連接點(diǎn)(31、32)之間放置粘性介電材料(34)，以將所述模塊(10)相 對于所述支撐層(20)保持在固定位置上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中被放置在天線支撐層(20)上的粘性材 料(34)是氰基丙烯酸鹽粘合劑。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中用于制成天線連接點(diǎn)的墨是柔性的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中，在層壓步驟中冷卻在壓力下實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造射頻標(biāo)識裝置(RFID)的方法，所述裝置包括天線和連接到所述天線的芯片(12)，所述方法包括以下步驟在紙制或合成紙制支撐(20)上印制包括連接點(diǎn)(17和19)的天線(12)；在天線的所述連接點(diǎn)之間放置粘性介電材料；在所述支撐上定位集成電路模塊(10)，所述模塊包括接觸區(qū)(17、18)和連接到模塊的封裝(14)內(nèi)的接觸區(qū)上的芯片(12)，使得所述模塊的接觸區(qū)與所述天線的連接點(diǎn)相對；在所述支撐上放置熱塑性材料層(22)和紙或合成紙層(24)，這兩個(gè)層(22和24)在模塊(10)的封裝(14)的位置上具有空腔(21、23)；和將這三個(gè)層即天線支撐層(20)、熱塑性材料層(22)和紙或合成紙層(24)層壓在一起，以使得模塊電連接到天線上并使得各層(20、22和24)聚集在一起。
文檔編號G06K19/077GK101861592SQ200880116089
公開日2010年10月13日 申請日期2008年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者C·哈洛普, O·馬扎布羅 申請人:Ask股份有限公司