DE102008022016A1

DE102008022016A1 - RFID-Inlays für elektronische Identifikationsdokumente und Herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102008022016A1
Application number: DE200810022016
Authority: DE
Inventors: Thomas FLÖCK
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-11-05
Anticipated expiration: 2028-05-03
Also published as: DE102008022016B4

Abstract

Es wird ein RFID-Inlay für elektronische Identifikationsdokumente gezeigt, mit mindestens einem Trägersubstrat (1), auf oder in welchem mindestens einer Antenne (2), (2a) und ein elektronisches Bauteil (3), (3a), welches mit der Antenne (2), (2a) elektrisch verbunden ist, angeordnet sind, wobei auf mindestens einer Oberfläche (1a) des Trägersubstrates (1) mindestens eine erste Folie (4) aus zumindest teilweise bestehendem thermoplastischem Polyurethan zumindest teilweise angeordnet ist. Es wird ein Herstellungsverfahren für ein RFID-Inlay gezeigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein RFID-Inlays für elektronische Identifikationsdokumente, mit mindestens einem Trägersubstrat, auf und/oder in welchem mindestens eine Antenne und ein elektronisches Bauteil, welches mit der Antenne elektrisch verbunden ist, angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Des Weiterem betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein derartiges RFID-Inlays.
Herkömmlicherweise werden sogenannte RFID-Inlays, die üblicherweise aus einem Trägersubstrat mit einer darauf angebrachten Antenne eine und ebenso darauf angebrachten elektronischen Bauteil, wie beispielsweise einen Chip oder ein Chipmodul, bestehen, derart hergestellt, dass auf einer PVC-Folie, die als steifes Material vorliegt, ein Antennendraht verlegt oder aufgedruckt wird.
Alternativ zu einem Polyvinylchlorid-Material (PVC) werden Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat (PET oder PET-G) verwendet. Anschließend wird zum Schutz und aus Sicherheitsgründen ein derartiger Aufbau ober- und unterseitig einlaminiert, wobei wiederum als ober- und unterseitig abdeckendes Folien-Material PVC, PET, PET-G oder Polycarbonat verwendet werden.
Derartig aufgebaute Inlays sind aufgrund der Verwendung von gleichen oder ähnlichen Materialien für die einzelnen Folien mit einer relativ hohen Insichsteifigkeit ausgestattet, woraus sich nachteilhaft ergibt, dass diese Inlays insbesondere nach einem längeren Gebrauch Brucherscheinungen aufweisen. Häufig geschieht dies voranging im Positionierungsbereich des Chips beziehungsweise des Chipmodules, da in diesem Bereich die Folien aufgrund der gegenüber der Umgebung höheren Ausgestaltung des Chips beziehungsweise des Chipmodules nach dem Laminierungsprozesses – auch hinsichtlich der Klebeflächen, die die einzelnen Folien miteinander verbinden – vermehrt auf Spannung und auf außenseitigen Druck beansprucht sind. Dies hat zur Folge, dass derartige RFID-Inlays eine geringere Dauerfestigkeit aufweisen und nach einer gewissen Anzahl an Jahren in Abhängigkeit von deren Beanspruchung zur Funktionsunfähigkeit neigen.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein RFID-Inlay sowie ein Herstellungsverfahren hierfür für elektronische Identifikationsdokumente mit mindestens einem Trägersubstrat, auf und/oder in welchem mindestens eine Antenne und ein elektronisches Bauteil angeordnet sind, zur Verfügung zu stellen, welches eine mechanisch flexiblere Ausbildung des Gesamtaufbaues des Inlays ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erzeugnisseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und verfahrensseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 8 gelöst.
Kerngedanke der Erfindung ist es, dass bei einem RFID-Inlay für elektronische Identifikationsdokumente, mit mindestens einem Trägersubstrat, auf und/oder in welchem mindestens eine Antenne oder ein elektronisches Bauteil, welches mit der Antenne elektrisch verbunden ist, angeordnet sind, auf mindestens einer Oberfläche des Trägersubstrates mindestens eine ersten Folie, aus zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) bestehend, zumindest teilweise angeordnet ist. Eine derartige erste Folie ist aufgrund der Verwendung des TPU-Materiales in Kombination mit dem Material des Trägersubstrates, welches vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), PET-G, Papier, synthetischen Papier, Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbon (PC) oder Kombinationen daraus besteht, sehr flexibel ausgebildet und ermöglicht die Erzeugung eines RFID-Inlays, welches insbesondere auch im Bereich des elektronischen Bauteiles, welches ein Chip oder ein Chipmodul darstellen kann, aufgrund der Flexibilität bruchfest und somit dauerhaft funktionsfähig ausgebildet ist.
Die Folie aus TPU kann mit einer hitzeaktivierbaren Beschichtung, ggf. als Klebstoffbeschichtung, wobei die Beschichtung auch als Folie ausgebildet sein kann, bedeckt sein, so fern dies aufgrund von Sicherheitsbestimmungen oder durch die Vorgaben für das Endprodukt notwendig ist.
Vorzugsweise ist nicht nur diejenige Oberfläche des Trägersubstrat, die mit dem elektronischen Bauteil und der Antenne ausgestattet ist, sondern auch die gegenüberliegende, unterseitige Oberfläche des Trägersubstrates mit einer Folie aus zumindest teilweise bestehendem thermoplastischem Polyurethan (TPU) abgedeckt und/oder laminiert, sodass sich ein Gesamtschichtaufbau aus insgesamt drei Folien, nämlich den zwei TPU-Folien und der dazwischenliegenden Trägerfolie aus PET, PET-G, Papier, PVC, PC, synthetischen Papier oder dergleichen Materialien beziehungsweise Kombinationen daraus ergibt.
Die oberseitig angeordnete erste Folie weist vorzugsweise im Bereich des elektronischen Bauteiles, welches gegenüber der restlichen Trägersubstratoberfläche und auch gegenüber der Antenne eine größere Höhe aufweist, eine Aussparung und/oder eine Durchgangsöffnung für die Aufnahme dieses elektronischen Bauteiles auf. Vorzugsweise ist diese Aussparung oder Durchgangsöffnung mit derartigen Abmessungen versehen, dass sie das elektronische Bauteil eng anliegend umfassen kann, sodass zugleich eine Fixierung des Bauteiles gegenüber dem restlichen Aufbau des RFID-Inlays, zusätzlich zu der unterseitigen Fixierung des Bauteiles auf dem Trägersubstrat, erzeugt wird.
Für die Aufbringung der Antenne beziehungsweise des Antennendrahtes auf der Oberfläche des Trägersubstrates oder zumindest teilweise in dem Trägersubstrat wird vorzugsweise ein Ätzverfahren, ein Drahtverlegeverfahren, ein Bedruckungsverfahren, ein chemisches Additivverfahren oder ein Heißprägeverfahren verwendet. Durch die Verwendung der TPU-Folien ist nahezu jede Art von Herstellungsverfahren für die Erzeugung der Antenne auf oder in dem Trägersubstrat anwendbar, ohne dass, wie bisher, durch ein Laminierverfahren eine Zerstörung der Antenne und eine Funktionsunfähigkeit herbeigeführt wird. Hinzu kommt, dass auch eine nachträgliche Zerstörung der Antenne bei ordnungsgemäßer Verwendung des RFID-Inlays für elektronische Identifikationsdokumente, wie beispielsweise Passports oder ein e-Cover für Passports oder dergleichen, aufgrund der hohen Flexibilität des Gesamtaufbaues des RFID-Inlays nicht möglich ist. Zudem werden vorteilhaft Mikrorisse, die vorrangig im Bereich der Chipaussparung beziehungsweise der Aussparung für das elektronische Bauteil entstehen könnten, vermieden.
Zusätzlich kann das RFID-Inlay ober- und/oder unterseitig von jeweils mindestens einer Laminierfolie abgedeckt werden, um hierdurch eine sogenannte Holderpage für Pässe zu erhalten. Diese Laminierfolien können auf einer Seite des Inlays über den Randbereich des Inlays hinweg überstehen, so dass dieser überstehende Anteil mittels einer Nahtverbindung in ein buchartiges Dokument, wie beispielsweise einem Pass, eingebracht werden kann und somit eine dauerhafte Verbindung der Holderpage mit dem buchartigen Dokument hergestellt wird. Hierbei übernimmt dieser überstehende Anteil die Funktion eines Schaniers für die Holderpage innerhalb des buchartigen Dokumentes.
Sofern ein derartiges erfindungsgemäßes Inlay für die Herstellung eines e-Covers, beispielsweise in Form einer Umschlagseite eines Passportes, verwendet werden soll, kann dieses direkt mit dem Covermaterial und dem Vorsatzpapier mittels eines Laminierprozesses verklebt werden, um hierdurch einen zusätzlichen Klebstoffauftrag in Form eines flüssigen Klebers oder einer Haftfolie zu vermeiden.
Die zusätzliche Laminierfolie beziehungsweise Folien kann/können aus einem Material ausgewählt aus PC, PVC, PET, PET-G, synthetischen Papier oder einer Kombination daraus bestehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu Herstellung des RFID-Inlays für elektronische Identifikationsdokumente werden die Schritte des Zurverfügungstellens des Trägersubstrates mit mindestens der auf und/oder dem Trägersubstrat angeordneten mindestens einen Antenne und dem mindestens einen elektronischen Bauteil sowie des Anordnens mindestens einer Folie aus zumindest teilweise thermoplastischen Polyurethan (TPU) auf zumindest Teilen der Oberfläche angewendet.
In einem nachfolgenden oder zugleich stattfindenden Schritt kann eine weitere Folie, zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) bestehend, auf einer weiteren Oberfläche des Trägersubstrates angeordnet werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen.
Hierbei zeigt die einzige Figur einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen RFID-Inlays.
Das erfindungsgemäße RFID-Inlay besteht aus einem Trägersubstrat (1) für die Anordnung einer Antenne (2) und einem elektronischen Bauteil (3), welches beispielsweise ein Chipmodul oder ein Chip sein kann. Das Trägersubstrat ist vorzugsweise aus PC, PVC, PET, PET-G, Papier, synthetischen Papier (Teslin) oder dergleichen Materialien aufgebaut.
Das Trägersubstrat (1) weist an seiner Oberfläche (1a) die Antenne (2), welche querschnittsartig mit den einzelnen Antennen andeutungsweise dargestellt ist, auf. Der Antennendraht kann sowohl auf als auch zumindest teilweise in dem Trägersubstrat angeordnet sein.
Zwei Antennenanschlüsse (2a) der Antenne sind mit Chipanschlussflächen (3a) beziehungsweise Chipmodulanschlussflächen (3a) verbunden, so dass eine elektrische Verbindung mit dem elektronischen Bauteil und den Antennen besteht.
Das Chipmodul beziehungsweise der Chip weist eine gewisse Bauhöhe auf, die die Bauhöhe der umliegenden Antennendrähte übersteigt.
In einem nachfolgendem Schritt nach Auftragung der Antenne und des Chipmodules/des Chips wird ober- und unterseitig jeweils eine Abdeckfolie aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) angeordnet. Dies kann beispielsweise mittels eines Laminierungsprozesses erfolgen. Hierbei wird eine erste Folie (4) auf der Oberfläche (1a) und der Antenne (2) sowie dem elektronischen Bauteil (3) angeordnet und eine Folie (6) wird unterseitig auf einer Oberfläche (1b) des Trägersubstrates (1) angeordnet.
Für die Schaffung einer besseren Verbindung der Abdeckfolie (4) mit der Oberfläche (1a) des Trägersubstrates und für eine geringere Druckbelastung des Chips/Chipmodules weist die Abdeckfolie (4) eine Ausnehmung (5) auf, die entweder als Durchgangsöffnung oder lediglich als unterseitig angeordnete Aussparung vorhanden sein kann.
Vorzugsweise ist diese Ausnehmung (5) in ihrer Breiten- und Längsrichtung derart ausgestaltet, dass sie das Chipmodul/den Chip randseitig begrenzt und somit eine zusätzliche Stabilisierung für dieses elektronische Bauteil schafft.
Durch eine derartige Aussparung kann selbst in Randbereichen der Abdeckfolie (4), die an dieser Ausnehmung angrenzen, eine gute Verbindung beispielsweise in Form einer Klebeverbindung zu der Oberfläche (1a) des Trägersubstrates (1) erhalten werden. Dies führt zur Verringerung der Gefahr der Bildung von Mikrorissen in diesem Bereich, wobei hierfür entscheidend die Verwendung des Materiales des thermoplastischen Polyurethans für die Abdeckfolie (4) ist.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

1: Trägersubstrat
1a: oberseitige Oberfläche des Trägersubstrates
1b: unterseitige Oberfläche des Trägersubstrates
2: Antenne
2a: Antennenanschlüsse
3: Elektronisches Bauteil
3a: Chipanschlussfläche/Chipmodulanschlussfläche
4: Abdeckfolie
5: Ausnehmung
6: Folie

Claims

RFID-Inlay für elektronische Identifikationsdokumente, mit mindestens einem Trägersubstrat (1), auf und/oder in welchem mindestens einer Antenne (2, 2a) und ein elektronisches Bauteil (3, 3a), welches mit der Antenne (2, 2a) elektrisch verbunden ist, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Oberfläche (1a) des Trägersubstrates (1) mindestens eine erste Folie (4), zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan bestehen zumindest teilweise angeordnet ist.
RFID-Inlay nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Folie (4) auf einer oberseitigen Oberfläche (1a) und mindestens eine zweite Folie (6) auf einer unterseitigen Oberfläche (1b) des Trägersubstrats (1) zumindest teilweise angeordnet sind.
RFID-Inlay nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Folie (4) mindestens eine Aussparung (5) und/oder eine Durchgangsöffnung für die Aufnahme des elektronischen Bauteils (3) aufweist.
RFID-Inlay nach einem vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (1) aus mindestens einem Material, ausgewählt aus PET, PET-G, Papier, PVC, PC, synthetischem Papier oder dergleichen Materialien oder einer Kombination daraus besteht.
RFID-Inlay nach einem vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) auf und/oder in dem Trägersubstrat (1) mittels einem Ätzverfahren, einem Drahtverlegeverfahren, einem Bedruckungsverfahren, einem chemischen Additivverfahren oder einem Heißprägeverfahren angeordnet ist.
RFID-Inlay nach einem vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Inlay ober- und unterseitig von jeweils mindestens einer Laminierfolie abgedeckt ist.
RFID-Inlay nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laminierfolie aus einem Material ausgewählt aus PC, PVC, PET, PET-G, synthetischen Papier oder einer Kombination daraus, besteht.
Verfahren zur Herstellung eines RFID-Inlays für elektronische Identifikationsdokumente mit folgenden Schritten: – Zurverfügungstellen eines Trägersubstrates (1) mit mindestens einer auf und/oder in einer Oberfläche (1a) des Trägersubstrates (1) angeordneten Antenne (2) und mindestens einem elektronischen Bauteil (3), und – Anordnen mindestens einer Folie (4), zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan bestehend, auf zumindest Teilen der Oberfläche (1a).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Folie (6) aus zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan bestehend, auf einer weiteren Oberfläche (1b) des Trägersubstrates (1) angeordnet ist.