TWI469875B - 用於護照的射頻辨識裝置支座及其製造方法 - Google Patents

Description

用於護照的射頻辨識裝置支座及其製造方法

本發明係關於被設計成內建在物件(諸如：一安全文件)中的射頻辨識裝置元件，並且係明確地關於一種用於護照之射頻辨識裝置支座以及其製造方法。

非接觸式射頻辨識裝置(RFID)係已經逐漸地用於辨識在出入管制區附近移動的人或是用來辨識從一區移動至另一區的人。一非接觸式射頻辨識裝置係為一種由一天線及被連接至該天線之終端的一晶片所組成的裝置。該晶片通常不會被供電，而且係藉由讀取器的天線與射頻辨識裝置的天線之間的電磁耦合來接收其能量。資訊係在該射頻辨識裝置與該讀取器之間進行交換，並且該晶片中所儲存之資訊特別係關於辨識其上設置著該射頻辨識裝置之物件的持有人、以及關於他/她進入一出入管制區的授權。

依此方式，護照係能併入射頻辨識裝置以辨識護照持有人。該晶片之記憶體係含有各種資訊，諸如：護照持有人的身份、他/她的祖籍、他/她的國籍、已造訪之不同國家的簽證、進入日期、行動限制、人體辨識元件等等。

一般來說，該射頻辨識裝置係亦能與該護照分開地被製造，以便後來例如藉由黏著在該護照的底部扉頁以及該封面之間而被併入。特點為該天線以及該晶片經連接在一起之射頻辨識裝置接著係被整合至一由紙張、塑膠或是其它「一般被稱為鑲嵌件(inlay)」為材料所製成的支座內。

此等支座通常係包含至少兩層之間被插入該射頻辨識裝置的硬固層。此等支座之不利因素係由於多重疊層結構而缺少可撓性。

這就是為何本發明之目的係藉由提供一種射頻辨識裝置的製造方法來反擊該些不利因素，其中該射頻辨識裝置係被設計成要被併入諸如一護照之一身份別冊，以具有良好的可饒性特性同時確保該積體電路模組以及該天線之間的一可靠連接。

本發明之另一目的係提供一用於諸如一護照之一身份別冊的封面，其中該護照係整合此一射頻辨識裝置而在該身份別冊之封面的外側上沒有該晶片之任何可視標記。

本發明之目的因此係一身份別冊封面的一種製造方法，其中該身份別冊封面係設有一射頻辨識裝置(RFID)，該射頻辨識裝置之特點係為一天線、以及一被連接至該天線之晶片，該方法係包含下列步驟：-產生一天線，其之特點係在一紙張或合成紙張支座上具有接觸面；-在該天線的接觸面之間建立一凹部；-將膠黏介電材料置放在該天線之支座上的接觸面附近；-將一積體電路模組定位在該支座上，該積體電路模組之特點係為接觸面群、以及在其之一封裝體內部被連接至該等接觸面群的晶片，以至於該積體電路模組之接觸面群係相對於該天線之接觸面，並且該積體電路模組係被封裝入該凹部內；-將熱膠黏薄膜中至少一層置放在特點為該天線之支座的面部上；-將一封面層置放在熱膠黏薄膜中一層或多層上；-將支座層、熱膠黏薄膜中一層或更多、以及護照層層疊在一起。

根據該製造方法之第一步驟，一天線係被製造在一支座層10上。該天線之特點係為一組一匝或更多線圈。該一匝或更多線圈係藉由以裝載導電粒子(諸如：例如銀質或金質)之環氧樹脂型導電油墨或是以一導電聚合物進行網板印刷(screen printing)、彈性凸板印刷(flexography)、輪轉凹板印刷(rotogravure)、平板印刷(offset printing)或噴墨印刷(inkjet printing)而被製成。該支座層10係由一種諸如紙張或是合成紙張之材料所製成。該紙張係由成漿植物纖維所製成，並且所以係具有一纖維結構。該紙張之核心在遭受剪切應力時係傾向分層，反之非纖維合成紙張係具有一微孔結構以及係具有一低密度。和紙張一樣，該合成紙張係簡化於溫度160度左右所實現的層疊動作，其中該合成紙張於該所述溫度左右係為穩定的；不像諸如聚氯乙烯(PVC)或是二醇類改質聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)之熱塑性材料，該合成紙張在該所述溫度左右係不發生潛變。所使用之合成紙張係由一單一非定向的聚合物層所組成，諸如聚乙烯(polyethylene)或是裝載介於40%以及80%之礦物的聚丙烯(polypropylene)。該合成紙張的成份係由於其之微孔網絡而給予一大約0.57g/cm³ 的低密度。該支座層之厚度係在240以及280微米之間，並且較佳係為250微米。該支座層10之特點係為一開口11，其係對應於該身份別冊之接縫的地方。

根據圖2，一積體電路模組19之特點係為一晶片35、至少兩接觸面群33以及34。介於該晶片12以及該等兩接觸面群33與34之連接係以非常小型的導電銲線或是連接纜線(被稱作為「銲線接合36」)所製成。該晶片35以及該等銲線係被包封在一電阻材料型保護樹脂37，其係不導通電力。封裝體37在某種程度上係為一包含該晶片以及其配線之硬固殼層，以為致使該晶片較不脆弱並且易於處理。該封裝體37係具有一介於200以及240微米的厚度。該積體電路模組因而在其上部面部上係呈現一對應於該封裝體37之上部部分的平坦表面，並且在其下部面部上係呈現被設計成連接至一電路的兩接觸面群33以及34。該等兩接觸面群33以及34係由諸如鋁質之導電材料所製成，並且它們的厚度係在70以及100微米之間。

圖2中所示之積體電路模組19係被設計成連接至接觸面上的天線。作為本發明之部分，只有兩個接觸面13以及14係足夠連接至該積體電路模組。該等接觸面13以及14係為該天線之接續；所以它們係在該天線之線圈的延伸上，並且通常係由與該天線相同之材料所製成。該等接觸面13以及14因而係亦藉由以裝載導電粒子(諸如：例如銀質或金質)之環氧樹脂型導電油墨或是以一導電聚合物進行網板印刷、彈性凸板印刷、輪轉凹板印刷、平板印刷或噴墨印刷而被製成。該等接觸面13以及14之厚度係在5與10微米之間。

根據圖3以及4中所示本發明之一變化例，該支座層10係被浮雕圖案一在50以及60微米之間的厚度。該浮雕圖案步驟係在於使用一壓印來壓縮該支座層10的一部分，以至於該支座層10因而維持該壓印的一印痕。所使用壓印之形狀係致使留下一稍微大於該積體電路模組之矩形印痕17。該浮雕圖案步驟係在製作該天線之前先被完成。關於不具有浮雕圖案之方法的所有其次步驟係保持不改變，並且特別是該積體電路之安裝步驟將跟隨的說明係相同的。該支座層10在此實例之厚度較佳係等於300微米。

該積體電路模組19係經由膠黏材料之兩個接觸點25以及26(係被置放在該天線之接觸面的側邊)而被黏著至該天線的支座層10上，以至於該天線之接觸面13以及14係相對於該積體電路模組之兩接觸面群33以及34、並且該積體電路模組之經包封部分或是封裝體37係在該凹部20中。所使用於該等接觸點25以及26之膠黏材料係為一種僅僅將該積體電路模組固定至該支座層10的黏著劑；並且因為此黏著劑並無導通能力，所以其係不參與該積體電路模組以及該天線之間的電氣連接。所使用黏著劑係為氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)型黏著劑。少量黏著劑係被置放在該支座層10上靠近該天線之支座處，以至於當該積體電路模組19被安裝在該凹部時，該等接觸點25以及26之膠黏劑係被該積體電路模組之兩接觸面群所擠壓，直到該等兩接觸面群與該天線之接觸面相接觸。該少量黏著劑接著係達到相同或大致上相同於該天線之接觸面的厚度，並且係變成佈滿該天線之接觸面。該天線以及該少量黏著劑之鄰近係確保該電氣連接的可靠性。依此方式，該積體電路模組19一經被安裝在該凹部20中，則該電氣連接係藉由與該積體電路模組之兩接觸面群以及該天線之接觸面13與14相接觸的部分所製成。如此所獲得之支座係為依天線支座，其係配備該支座之一整合模組並且係被電氣連接至該天線。較佳的是，該天線之接觸面係具有一凹面或中空形狀或是被挖空成像是一環形物，以至於膠黏材料之接觸係被置放在該凹面形狀之中空部分內或是該開口內。在本發明一較佳實施例中，該天線之接觸面係為U型，以至於膠黏材料之接觸係被置放在該U內並且因而幾乎整個被該天線之接觸面所包圍。如此方式，該電器連接係具有不以銲接或供應材料所製成的優勢。

該方法之下一個步驟係根據兩個不同模式而被顯示在圖5以及6中。在第一實施範例中並且參考圖5，一熱膠黏薄膜層40係直接地被置放在天線之支座上、該天線之側邊上、以及該積體電路模組之下部面部上。一第二層70係被置放在該熱膠黏薄膜層40上。該第二層70係對應於該身份別冊之封面，並且係具有近似350微米之一厚度。該第二(封面)層70係具有由一聚酯層所覆蓋之一紙張或紡織的基礎成分。亦能在該第二(封面)層70之閒置側邊上包含一使得抵抗損害的一特定紋理。然而，係亦可能使該別冊封面的閒置側邊在層疊期間或之後經過一印板，其係具有特定浮雕設計以在該封面上產生一特定紋理。

在本發明之一第二實施範例中並且參考圖6，初始之熱膠黏薄膜層50係直接地被置放在天線之支座上、該天線之側邊上、以及該積體電路模組之下部面部上。該熱膠黏薄膜層50之特點係一凹部52，其之圍度係接近該積體電路模組之總表面的圍度。依此方式，該凹部52之邊緣係匹配該積體電路模組之外部邊緣(包含該等兩接觸面群)。依此方式，當該熱膠黏薄膜層50在該天線之支座層10上的適當地方時，該積體電路模組19係位於該凹部52中。一第二層60係被定位在該熱膠黏薄膜層50(初始層)上。該第二層60係亦為一熱膠黏薄膜，其較佳之特點係與該熱膠黏薄膜層50的性質相同但是沒有任何凹部。疊層70係被置放在熱膠黏薄膜層60上。該等熱膠黏薄膜層40、50以及60之膠黏性質係在熱作用下被活化。該些熱膠黏薄膜層各別係具有近似50微米之一厚度。

對應於一單一之熱膠黏薄膜層40的第一實施範例係更加調應其中該支座層10依據圖3以4而被浮雕圖案於該積體電路模組處的個案中。事實上在此個案中，該積體電路模組之兩接觸面群係部分或是全部地被埋置於該支座層10之後度中，並且因此，僅僅一層熱膠黏薄膜層係足夠消除由於該積體電路模組的浮雕設計。具有熱膠黏薄膜層50以及60兩層之第二實施範例係更加適應其中該支座層並未被浮雕圖案的個案中。然而，上述偏好係沒有限制。

在該第一實施範例之情形中所參考疊層10、40以及70與在該第二實施範例之情形中所參考疊層10、50、60以及70係藉由層疊而彼此被組裝。該層疊步驟係在於使所有疊層遭受高達150度的溫度增加以及從0.5巴至高達數巴(近似10N/m² )的壓力增加、而隨之在後為減低溫度以及壓力，其中步驟大多係依據限定期間的一組循環。在層疊期間，該第一實施範例中之疊層40的熱膠黏薄膜以及該第二實施範例中之疊層50與60的熱膠黏薄膜係被係流體化、並且係將該天線以及該積體電路模組陷捕在質塊中。在層疊期間所施加之壓力係垂直地被指向該等疊層，並且因而係垂直地被指向該積體電路模組之兩接觸面群33以及34與該天線之接觸面13與14相接觸的表面。

圖7係表示在該層疊步驟之後該積體電路模組以及3層不同材料的一截面。在該層疊步驟期間，組成該射頻辨識裝置之支座的三層在厚度上係降低。該等三層之總厚度在層疊之前係達到680毫米，其係詳細地對應於下列分配：-封面層70：350毫米，-各別為40毫米之兩層熱膠黏薄膜，-支座層10：250毫米。

在層疊之後，在隨後之說明中明白為電子封面之所獲得三明治夾層係具有在640以及650微米之間的一厚度。

在該層疊期間，一壓力係被施加在整個積體電路模組上。該積體電路模組之兩接觸面群係壓迫該天線之接觸面，以造成接觸面以及該支座層20的變形。此變形係為一印痕的形式，其之內部表面係匹配該等兩接觸面群之外部表面。在此情形中，係在該積體電路模組的兩接觸面群33與34以及該等接觸面13與14的導電油墨之間的一最大接觸表面上存有一緊密接觸。組成該支座層10以及組成該等接觸面13與14之導電油墨的材料係可變形並且不具彈性的，該兩種材料甚至在釋放該壓力時仍然係不傾向回歸它們原來的形狀。

再者，在該層疊期間，該等熱膠黏薄膜層40或50及60係變為柔軟的，並且係完全地匹配該積體電路模組之內部表面的輪廓。該等熱膠黏薄膜層40或50及60在該封面層70以及該天線的支座層10之間係充當一黏著劑，以至於一旦硬化後係完全地黏附至該支座層10與該第封面層70兩者、以及至該積體電路模組。在層疊期間，熱塑性層中任一側上之支座層100以及封面層70兩層在壓力效應下係受到壓迫，並且所施加應力係被維持在該積體電路模組之兩接觸面群上，以至於一旦該等熱膠黏薄膜層40或50及60已經硬化，則在該積體電路模組以及該天線之間的電氣接觸係永久並且可靠的。

所說明在圖式6到9之本發明另一實施方法係在於以組成該射頻辨識裝置之支座的疊層在沒有該封面層70的情況下來建立一第一預先層疊步驟。此預先層疊係在於部分地活化該等熱膠黏薄膜層40或50及60以為將上述疊層「黏著」至該天線之支座10，並且藉此保持在另外的層疊步驟期間再次活化該熱膠黏薄膜層40(或是活化該等熱膠黏薄膜層50及60)的可能性。該預先層疊步驟係在於藉由維持3分鐘而使所有疊層遭受溫度上的一增加直到介於50度以及70度之一最大溫度，並且遭受壓力上的一增加。在該預先層疊步驟期間，圖8之第一實例的熱膠黏薄膜層40以及圖9之第二實例的熱膠黏薄膜層50與60係流體化、並且係將該天線以及該積體電路模組陷捕在質塊中。在該預先層疊步驟後所獲得之射頻辨識裝置51的支座係為一天線支座，其係相稱於被連接至該天線的一電子模組。該射頻辨識裝置51之支座的特點為該天線之支座層10以及一熱膠黏薄膜層53，其係對應於初始的熱膠黏薄膜層40或熱膠黏薄膜層50及60。一疊層80係被置放在該熱膠黏薄膜層53上。該熱膠黏薄膜層53之膠黏性質係在熱作用下被活化。因此，該支座層10、該熱膠黏薄膜層53以及該疊層80係藉由層疊而彼此被組裝。此層疊步驟係相似於先前在圖5到7中所述。相似地，一旦該熱膠黏薄膜層53已經硬化，則在該積體電路模組以及該天線之間的電氣接觸係永久並且可靠的。

圖12係顯示一被提供以作為一封面之支座100的俯視圖，該封面係配備用於一組身份別冊的一射頻辨識裝置。該支座100之特點係一封面層90，其係具有一大於一身份別側之寬度的寬度以及一能含有數個根據本發明之射頻辨識裝置支座的長度。吾人亦能在紙張中或合成紙張中看到對應於該天線之支座層的一疊層92、以及在該疊層92之凹部20中可看見的一群積體電路模組19。一身份別冊之截去位置係藉由一條虛線101而被顯示在圖12中。該身份別冊接著係藉由安裝一疊對摺的內頁而被完全地形成。

依據本發明之製造方法係提供一可靠以及抵抗的射頻辨識裝置。再者，該封面之紋理在該等層疊步驟期間係不受到損害。

10．．．支座層

11．．．開口

12．．．天線

13,14．．．接觸面

19．．．積體電路模組

20．．．凹部

25,26．．．接觸點

33,34．．．接觸面群

35．．．晶片

36．．．銲線接合

37．．．封裝體

40,50,60．．．熱膠黏薄膜層

51．．．射頻辨識裝置

52．．．凹部

53．．．熱膠黏薄膜層

70．．．第二(封面)層

80．．．疊層

90．．．封面層

92．．．疊層

100．．．虛線

101．．．支座

從上文說明在配合後附圖式時，本發明之目的、目標以及特徵係將變為更加顯明，其中：

圖1係表示根據本發明射頻辨識裝置之天線支座以及天線的俯視圖，

圖2係表示根據圖1中一D-D截面的天線支座以及積體電路模組，

圖3係表示根據本發明一變形的射頻辨識裝置之天線支座以及天線的俯視圖，

圖4係表示根據圖3中一D-D截面的天線支座以及積體電路模組，

圖5係表示組成本發明根據一第一實施範例的電子封面之各種疊層的一截面，

圖6係表示組成本發明根據一第二實施範例的電子封面之各種疊層的一截面，

圖7係表示該射頻辨識裝置在層疊之後的一截面，

圖8係表示組成根據本發明一變形例之一第一實施範例的射頻辨識裝置支座之各種疊層的一剖面圖，

圖9係表示組成根據本發明一變形例之一第二實施範例的射頻辨識裝置支座之各種疊層的一剖面圖，

圖10係表示根據本發明變形例在一第一層疊步驟之後的射頻辨識裝置支座之一剖面圖，

圖11係表示根據本發明變形例組成該射頻辨識裝置支座之各種疊層的一剖面圖，

圖12係表示根據本發明之兩個射頻辨識裝置支座以及身份別冊的封面。

10．．．支座層

12．．．天線

13,14．．．接觸面

19．．．積體電路模組

20．．．凹部

25,26．．．接觸點

33,34．．．接觸面群

35．．．晶片

36．．．銲線接合

37．．．封裝體

Claims (10)

1. 一種用於製造一身份別冊之方法，其中該身份別冊係設有一射頻辨識裝置(RFID)，該射頻辨識裝置之特點係為一天線(12)、以及一被連接至該天線之晶片，該方法係包含下列步驟：-產生天線(12)，其係在一由紙張或合成紙張所製造的支座(10)上具有接觸面(13以及14)；-在該天線的接觸面(13以及14)之間建立一凹部(20)；-將膠黏介電材料(25、26)置放在該天線之接觸面附近的支座(10)上；-將一積體電路模組(19)定位在該支座上，該積體電路模組(19)之特點係為接觸面群(33、34)、以及在該積體電路模組之一封裝體(37)內被連接至該等接觸面群(33、34)的晶片，以至於該積體電路模組之接觸面群係相對於該天線之接觸面，並且該積體電路模組係被包封至該凹部(20)內；-將熱膠黏薄膜層(40、50、60)中至少一層置放在特點為該天線之面部上；-將一封面層(70)置放在該熱膠黏薄膜層(40)或是該等熱膠黏薄膜層(50以及60)上；-將該支座層(10)、該熱膠黏薄膜層(40)或是該等熱膠黏薄膜層(50以及60)、以及該封面層(70)層疊在一起。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該天線之製造步驟的一初始步驟係在於在該支座層10的一部分上浮雕圖案一介於50以及60微米之厚度，該浮雕圖案之一形狀係因而被建立地稍微大於該積體電路模組。
3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵係在於被直接施加至該天線之支座(10)上的熱膠黏薄膜層係在該積體電路模組(19)的位置處設有凹部(20)，使得該凹部(20)之形狀係匹配該積體電路模組之下部面部的邊緣。
4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中被施加至該天線之支座層(10)的膠黏材料(25、26)係為一氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)黏著劑。
5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該天線之接觸面係具有一凹面或中空形狀或是被挖空成像是一環形物，以至於膠黏材料之接觸點係被置放在該凹面形狀之中空部分內或是該開口內。
6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該天線之接觸面係為U形，並且膠黏介電材料係被置放在該U形內部。
7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該支座(10)之合成紙張係由一不會潛變之材料所製造，也就是當溫度增加時，該材料係不會變形。
8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該等熱膠黏薄膜層係具有50毫米之一厚度。
9. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該天線12係藉由使用導電油墨之網板印刷而被製成。
10. 一種裝置，其特徵係在於藉由根據前述申請專利範圍任一項之方法所獲得。