專利名稱：用于rfid系統(tǒng)的芯片模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于RFID系統(tǒng)的芯片模塊，帶有該芯片模塊的 RFID系統(tǒng)和自粘附的RFID標簽，以及其制造方法。
背景技術(shù)：
在制造RFID標簽時使用了所謂的芯片模塊，其具有RFID微芯 片和電連接觸點，芯片模塊通過這些電連接觸點與天線相連接。德國 專利申請102006052517描述了 一種相應的芯片模塊，其中在帶狀載 體材料上設(shè)置了一個RFID芯片和一個與RFID芯片電連接、尤其是 電流連接的耦合天線。使用這種芯片模塊來制造RFID標簽，其中一 個設(shè)置在載體薄膜上的芯片模塊被位置固定地粘貼在一個平面狀的 次級天線上，使得耦合天線和RFID天線電感耦合。
在德國專利申請102007026720中描述了一種用于RFID系統(tǒng)的 自粘附的天線，它由厚度為lnm至20jim、尤其是約為lOjim的鋁箔 沖壓而成，并被粘貼到粘附材料的正面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種相應的芯片模塊，它能夠用諸如鋁和紙 這樣的在很大程度上可循環(huán)利用的材料制造符合環(huán)保要求的RFID系 統(tǒng)。
該任務通過權(quán)利要求1所述的特征來解決。
有利的是，如權(quán)利要求2所述，帶狀或拱形的栽體材料是帶有紙 質(zhì)承載層的粘附材料。
如權(quán)利要求3所述，通過成本低廉和符合環(huán)保要求的方式，耦合 天線可以由鋁箔切割而成、尤其是沖壓而成。作為替代，也可以用含有鋁的印刷油墨來印制耦合天線。
權(quán)利要求5至9包含了 RFID系統(tǒng)的優(yōu)選的、因而特別有利的實 施方式，其中該系統(tǒng)的耦合天線和次級天線電感耦合。尤其有利的是， 該次級天線由可循環(huán)利用的鋁制成，并且用于該次級天線的天線薄膜 是帶有同樣可循環(huán)利用的紙質(zhì)的承載層的粘附材料。這樣也簡化了系 統(tǒng)的生產(chǎn)過程，因為所使用的材料數(shù)目是有限的。
如權(quán)利要求IO所述的自粘附的RFID標簽可以有利地簡單制造， 因為對于鑲嵌材料而言，包括其粘膠層，使用的是和帶有標簽相應粘 膠層的覆蓋材料相同的材料。
根據(jù)權(quán)利要求11，尤其有利的是可以這樣來制造RFID標簽，
其中對所有載體材料都采用了帶有紙質(zhì)承載層的粘附材料，其中紙能 夠被環(huán)保地循環(huán)利用。
權(quán)利要求12和13包含了用于制造本發(fā)明所述芯片模塊的特別有 利的方法。


下面將借助實施例更詳細地描述本發(fā)明，其中在不同的實施方式 中同樣的特征帶有相同的附圖標記。替代特征用附加的"a，，和"b，，加以 區(qū)分。
圖1示出了一個固定在栽體薄膜上的芯片模塊，及其在次級天線 上的定位。
圖2a示意性地示出了制造用于芯片模塊的耦合天線的方法。 圖2b示意性地示出了一種替代方法。
圖3a在俯視圖中示出了如圖2a所示方法中制造耦合天線的各個步驟。
圖3b示出了如圖2b所示替代方法中的制造步驟。
圖4示出了用于制造耦合天線的鋁-粘膠復合材料的結(jié)構(gòu)。
圖5示出了耦合天線的沖壓過程。
圖6示出了芯片模塊的一個截面。了在第二種實施方式中圖6中的截面C-C。 圖8示出了在把芯片固定到耦合天線上之前耦合天線的條狀結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
在圖1中示出了兩個芯片模塊l,它們分別包含一個耦合天線2 和一個設(shè)置在耦合天線2上的RFID芯片3。 RFID芯片3與耦合天線 電連接、尤其是電流連接。帶有RFID芯片3的耦合天線2被設(shè)置在 帶狀或拱形的載體材料4的上側(cè)面。載體材料4在其下側(cè)面具有一個 粘膠層IO，這個粘膠層被一個可撕下的帶狀或拱形的分隔材料6、尤 其是硅紙所覆蓋。
耦合天線2由厚度為lpm至20nm、尤其是3nm至12nm的鋁 層構(gòu)成。在這個實施例中，鋁層的厚度約為10nm。優(yōu)選的是，耦合 天線2由具有同樣厚度的鋁箔7切割而成。如該例所示，這可以通過 沖壓來實現(xiàn)，或者通過用激光射線進行切割來實現(xiàn)。作為替代，也可 以用含有鋁的油墨把耦合天線2印制到載體材料4上。
載體材料4包括最好由紙制成的承載層4。同樣，載體材料4也 可以由諸如PP或PE的塑料制成。優(yōu)選的是，使用帶狀或拱形的鋁-粘膠復合材料作為制造芯片模塊的原材料，其結(jié)構(gòu)在圖4中示出。
在帶狀或拱形的紙質(zhì)載體材料4的上側(cè)面上借助粘膠層9固定粘 貼了鋁箔7。由這種鋁-粘膠復合材料，首先通過下面描述的方式?jīng)_壓 出耦合天線2。
這種鋁-粘膠復合材料由厚度為lpm至20jim、尤其是3jim至 12nm、本例中約為10m的鋁箔7，強度在50g/m2至900g/m2之間、 本例中厚度為70nm的紙質(zhì)栽體材料，以及厚度為50nm至60nm的 硅紙制成的分隔層構(gòu)成。
如圖2a中所示，鋁-粘膠復合材料借助牽引輥12從一個巻筒11 上被取下，并被傳送至后面的沖頭13。借助沖頭13沖壓出耦合天線2的內(nèi)輪廓14，其切面穿過鋁-粘膠復合材料的所有的層。如圖3a的 左側(cè)所看到的，在一條所述復合材料的中間有一個由所述內(nèi)輪廓14 所限定的孔。在沖壓過程中產(chǎn)生的切削廢料被去除，例如被吸出。在 后面所設(shè)置的另一個沖壓裝置15中，緊接著沖壓出用于RFID芯片 的接觸點16a。在這種沖壓過程中，切面至少穿過鋁箔7和位于其下 面的粘膠層9，其中栽體材料4沒有被完全穿透。該沖壓步驟的作用 是使得先前自身封閉的耦合天線2借助分離步驟被分隔開，從而不會 出現(xiàn)電氣短路。同時，從鋁箔7中切割出一個不導電區(qū)域，在該區(qū)域 內(nèi)可以設(shè)置芯片3的所謂"支撐凸起"。在這一沖壓過程中在鋁箔7中 剝露出來的區(qū)域在圖7a中示出。
緊挨著沖壓裝置15設(shè)置的是另外一個沖壓裝置18a，借助這個 沖壓裝置18a切割出耦合天線2的外輪廓19。在這一沖壓過程中，切 面到達分隔層6。在圖2a中，用于接觸點和沖壓過程和用于外輪廓的 沖壓過程被顯示為兩個步驟。但這兩個沖壓過程也可以僅用 一個旋轉(zhuǎn) 刀具來實現(xiàn)，如圖5所示。此時沖壓刀具20具有兩個切割深度不同 的沖刀21、 22，其中沖刀21所切割出的接觸點16的切面到達用作載 體材料的紙4，而沖刀22所切割出的外輪廓的切面到達分隔層6。
在沖壓裝置18a的沖壓過程之后，取下沖壓網(wǎng)格，并將其纏繞到 輥子23上。分隔層6和位于其上的耦合天線2被纏繞到一個輥子24 上。如圖8所示，多個耦合天線2以一定的前后間距設(shè)置在分隔層6 上。其也被構(gòu)造為條狀的，使得耦合天線2在后續(xù)處理中可以在多個 路徑上、并分別前后地被引導。在后續(xù)的處理步驟中，在每個耦合天 線2上固定有一個RFID芯片3,如圖6所示。
在圖2b中示出了一種替代方法，其中耦合天線2的內(nèi)輪廓14 和外輪廓19在一個切面中沖壓而成，該切面到達分隔層6。其中內(nèi)輪 廓14由沖壓輥18b軋入并被吸出，隨后可以進行廢料處理。接著在 沖壓裝置15中沖壓出用于RFID芯片3的接觸點16。在這個實施例 中，如圖3b和圖7b所示，該RFID芯片3如直的切面16b那樣形成 一條直的分隔縫隙。如在圖6和圖7a、 7b中所示，最上面的層中的鋁箔7形成了耦 合天線2的導電線路。當與芯片3裝配到一起時，在鋁箔7中、在某 些情況下還在位于其下面的粘膠層9中壓入被表示為"凸起"17的芯片 腳。因而出現(xiàn)了用于"凸起"17的電流接觸的某種合型。耦合天線2的 接觸點在裝配之前敷設(shè)了粘附劑25，將芯片3固定在其位置上。該粘 附劑25通常是一種昂貴的導電粘附劑，含有銀顆粒作為導電物質(zhì)。
在圖7a中示出了一種實施方式，其中接觸點16a具有大體為半 圓形的溝槽，這些溝槽是從鋁箔7中被沖壓出來的。鋁箔7與RFID 芯片的接觸是通過下面的凸起17a來實現(xiàn)的，這些凸起通過鋁箔7中 的另一分隔切面16a彼此電氣隔離，以避免電氣短路。
在圖7b中示出了一種具有優(yōu)點的替代可能，其中在由鋁箔7沖 壓出的耦合天線2與RFID芯片3之間形成接觸點16。在這種實施方 式中，位于上部的兩個凸起17僅具有支撐芯片3的功能，它們和芯 片3沒有導電連接。電氣接觸是通過位于下部的兩個凸起17a實現(xiàn)的。 這兩個接觸凸起17a由一個直線狀的切面16b彼此電氣隔離。在沖壓 該直線狀的切面16b時，鋁箔7的兩個邊緣相互巻邊，從而形成一個 隔離溝槽，該溝槽避免了接觸。如果需要達到絕緣效果，可以附帶地 在隔離溝槽16b中壓入絕緣的粘附劑，它在硬化后使得鋁箔7的兩個 邊緣相互保持一定距離。這種塑料最好同時還用來把凸起17以及進 而把RFID芯片3牢固地固定在鋁箔7上。
本發(fā)明也可以用不導電的廉價的粘附劑來代替粘附劑25。其中 應當注意，使得在耦合天線2的接觸點處可能出現(xiàn)的鋁氧化層不至于 不利地妨礙電接觸。為了預先避免形成不利的氧化層，可以在鋁箔7 上涂覆一層薄的保護漆，作為防氧化保護。其中保護漆根據(jù)其粘稠度 及其在鋁上的粘附性來選擇，使得它在進行接觸時、也就是在把芯片 3裝配到耦合天線2的接觸點上時被涂覆，并露出針對電流連接而未 被氧化的接觸面。
帶有芯片3的芯片模塊1已經(jīng)可以在非常狹窄的鄰近區(qū)域內(nèi)被用 作RFID系統(tǒng)，因為耦合天線2作為UHF天線工作。對于更大的覆材料。作為替代，也可以用諸如PE或PP的塑料作為承載 層。優(yōu)選的是，如圖1中所示，載體材料的粘膠層由帶狀或拱形的分 隔材料27所覆蓋。次級天線26從而被設(shè)置在分隔材料27的上側(cè)面 上。優(yōu)選的是，次級天線26也由厚度為lfim至20nm、尤其是3jim 至12jim、例如約為10nm的鋁箔制成。與耦合天線2相類似，次級 天線26最好也由相應厚度的鋁箔切割而成，尤其是沖壓而成。優(yōu)選 的是，同樣像對于耦合天線2那樣采用帶有紙質(zhì)承載層的粘附材料作 為次級天線26的載體材料，從而將所用的材料數(shù)保持得較小，并在 需要時采用相同的材料。由芯片模塊和次級天線組成的RFID系統(tǒng)最好被用于制造自粘 附的RFID標簽。其中RFID系統(tǒng)作為RFID鑲嵌部件被設(shè)置在拱形 的、在下側(cè)面帶有粘膠層的覆蓋材料和帶狀或拱形的載體材料之間， 所述載體材料可以從所述粘膠層被撕下。優(yōu)選的是，采用和帶有標簽 粘膠層的覆蓋材料相同的材料作為RFID鑲嵌部件及其粘膠層的載體 材料。特別優(yōu)選的是，對于所有栽體材料均使用帶有紙質(zhì)承載層的粘 貼材料。這樣，在制造RFID標簽時只使用紙和鋁，后者用于制造天 線。
權(quán)利要求
1.一種用于RFID系統(tǒng)的芯片模塊，具有帶狀或拱形的載體材料(4)，在載體材料的上側(cè)面設(shè)置有耦合天線(2)和與該耦合天線(2)電連接、尤其是電流連接的RFID芯片(3)，而在載體材料的下側(cè)面設(shè)置有粘膠層(9)，其特征在于，所述耦合天線(2)由厚度為1μm至20μm、尤其是3μm至12μm的鋁箔(7)制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的芯片模塊，其特征在于，使用帶有紙質(zhì)承 栽層的粘附材料作為帶狀或拱形的栽體材料(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的芯片模塊，其特征在于，所述耦合天 線(2)由鋁箔(7)切割而成、尤其是沖壓而成，或者用含有鋁的油 墨印制而成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的芯片模塊，其特征在于，所 述載體材料(4)的粘膠層(10)被可撕下的帶狀或拱形的分隔材料(6)所覆蓋。
5. 尤其是用作用于RFID標簽的RFID鑲嵌部件的RFID系統(tǒng)， 其特征在于，如權(quán)利要求1至3中任一項所述的芯片模塊(1)以其 栽體材料(4)被定位粘貼在一個平面狀的次級天線(26)上，使得 耦合天線(2)和所述次級天線(26)電感耦合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述次級天線 (26)由厚度為ljim至20nm、尤其是3jun至12nm的鋁箔(7)制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述次級天線(26) 由鋁箔切割而成，尤其是沖壓而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項的RFID系統(tǒng)，其特征在于， 使用帶有紙質(zhì)承載層的粘附材料作為用于次級天線(26 )的載體材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項的RFID系統(tǒng)，其特征在于， 用于次級天線(26)的栽體材料的粘膠層被帶狀或拱形的分隔材料(27) 所覆蓋。
10. —種自粘附的RFID標簽，其特征在于，如權(quán)利要求5 至9中任一項所述的RFID系統(tǒng)被設(shè)置在帶狀或拱形的、在下側(cè)面帶 有粘膠層的覆蓋材料和帶狀或拱形的栽體材料之間，所述載體材料能 夠從所述粘膠層被撕下，其中采用和標簽的覆蓋材料相同的材料作為 RFID鑲嵌部件及其粘膠層的載體材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標簽，其特征在于，對于所有 載體材料均使用帶有紙質(zhì)承栽層的粘貼材料。
12. —種用于制造如權(quán)利要求1至4中任一項所述的芯片模塊 的方法，其特征在于，由帶狀或拱形的鋁-粘膠復合材料出發(fā)，該復合 材料由在載體材料(4)的上側(cè)面粘有鋁箔(7)及在下側(cè)面粘有分隔 層(6)、尤其是硅紙的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，首先-以穿過粘膠復合材料的所有層的切面切割出、最好是沖壓出耦 合天線(2)的內(nèi)輪廓(14),并去除切割廢料，-接著借助穿過鋁箔(7)和位于其下的粘膠層(9)的切面切割 出RFID芯片(3)的接觸點(16)，并借助沒有穿透分隔層(6)的 切面切割出耦合天線(2)的外輪廓(19)，以及-在此之后去除切割廢料。
13. —種用于制造如權(quán)利要求1至4中任一項所述的芯片模塊 的方法，其特征在于，以帶狀或拱形的鋁-粘膠復合材料作為原材料， 該復合材料由在載體材料(4)的上側(cè)面粘有鋁箔(7)及在下側(cè)面粘 有分隔層(6)、尤其是硅紙的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，-以到達分隔層(6)的切面穿透切割出耦合天線的內(nèi)輪廓(14)和外輪廓(19 )，-接著去除、最好是吸出內(nèi)輪廓(14)的廢料，以及 -之后在RFID芯片(3)的接觸點(16)處設(shè)置起隔離作用的切面(16a, 16b)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其特征在于，耦合天線(2 ) 的內(nèi)輪廓(14)和外輪廓(19)、以及用于RFID芯片(3)的接觸 點(16)均被沖壓而成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項的方法，其特征在于，接 觸點(16)處隔離作用的切面作為直線切面(16b)實現(xiàn)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項的方法，其特征在于，使 用鋁-粘膠復合材料，該復合材料由厚度為ljim至20ftm、尤其是3nm 至12jiin的鋁蕩(7)，強度在50g/m2至卯0g/m2之間的紙質(zhì)載體材 料(4 )，以及厚度為50jim至60pm的硅紙制成的分隔層(6 )構(gòu)成， 其中鋁箔(7)借助厚度為3nm至7jim的粘膠層(9)被粘貼到載體 材料(4)上，硅載體薄膜(6)借助15jim至25jim之間的粘膠層(10) 被粘貼到載體材料(4)的下側(cè)面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于RFID系統(tǒng)的芯片模塊，具有帶狀或拱形的載體材料(4)，在載體材料的上側(cè)面設(shè)置有耦合天線(2)和與該耦合天線(2)電連接、尤其是電流連接的RFID芯片(3)，而在載體材料的下側(cè)面設(shè)置有粘膠層(9)。所述耦合天線(2)由厚度為1μm至20μm、尤其是3μm至12μm的鋁箔(7)制成。
文檔編號G06K19/077GK101663678SQ200880012499
公開日2010年3月3日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
發(fā)明者M·博恩 申請人:必諾·羅伊澤有限及兩合公司