IT201800001694A1 - Tag RFID - Google Patents

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Klaus Ackerstaff
Damien Pachoud
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Description

DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione si riferisce a un tag RFID includente un microchip e un'antenna accoppiati tra loro in modo induttivo, e disposto su un supporto o portante flessibile. Più in particolare, il microchip include un'antenna di campo vicino, l’antenna è un'antenna di campo lontano, e il microchip e l'antenna di campo lontano sono frapposti tra il supporto e un altro strato flessibile accoppiato e fissato al supporto.
Tecnica antecedente
Tag RFID includenti un substrato flessibile adatto per supportare un'antenna di campo lontano e un microchip accoppiati in modo induttivo sono ben noti, per esempio nell' applicazione tessile in cui il tag RFID viene usato per identificare articoli da bucato. In questo caso, il supporto può essere un nucleo di tessuto su cui l'antenna, per esempio formata da un cavo flessibile, è fissata in una forma predeterminata, per esempio mediante ricamo o colla. Il microchip è disposto sullo stesso supporto su cui è posata anche l'antenna, per esempio, di un avvolgimento dell'antenna, e pertanto è accoppiato in modo induttivo all'antenna senza contatti con essa. L'antenna e il microchip sono coperti da uno strato flessibile di materiale protettivo, per esempio un altro nucleo dì tessuto, fissato al supporto. Ulteriori strati, per esempio formati da materiale polimerico, possono essere usati per proteggere il microchip e l’antenna, per impedire rotture, per esempio uno o più strati esterni, formando insieme un involucro.
Quando si usano i tag RFID del tipo descritto prima, specialmente per certe applicazioni, per esempio dove il tag è fissato agli articoli da bucato, essi sono soggetti a tensione meccanica che può causare lo spostamento del microchip, ossia i movimenti del microchip o dell'antenna, uno rispetto all'altra, nella misura in cui l'antenna può toccare il microchip, causando pertanto malfunzionamento o danni strutturali all'antenna o al microchip stesso.
Più in particolare, La Richiedente ha notato che questo problema è causato spesso dalla differenza tra lo spessore dell'antenna e lo spessore del microchip, essendo quest'ultimo generalmente più sottile rispetto all'antenna. In realtà, il microchip e l'antenna sono disposti sul supporto e lo strato di materiale protettivo è incollato su una parte superiore del microchip, dell'antenna e del supporto; tuttavia, a causa della fase formata dal microchip con il supporto, lo strato può fissarsi solo parzialmente sulla porzione dell'antenna immediatamente attorno al microchìp, e formare una sorta di bolla d'aria attorno al microchip. A causa dell'adesione ridotta dello strato sull'antenna attorno al microchip, in presenza di sollecitazione, piegamento o altro tipo di tensione, il microchip e la porzione dell'antenna attorno a esso, possono staccarsi e spostarsi nella bolla d'aria. Una volta staccati dal supporto, essi diventano molto più soggetti a rotture e, naturalmente, possono muoversi con moto alternativo uno rispetto all'altra per entrare in contatto, in tutti questi casi impedendo il funzionamento del tag RFID e infine l'identificazione degli articoli.
Il problema alla base della presente invenzione è quello di rendere disponibile un tag RFID adatto a proteggere meglio un'antenna e un microchip accoppiati in modo induttivo al suo interno, specialmente quando il supporto del tag RFID è flessibile, soggetto a tensione, come piegamento o allungamento, per esempio quando il tag RFID viene usato nelle applicazioni tessili, dove è fissato a un articolo tessile da lavare, sotto forma di un tag intelligente, e pertanto rendere disponibile un tag RFID che sia in grado di superare tutti i limiti citati in precedenza, impedendo il distacco dell'antenna e del microchip, o relative rotture.
Sommario dell'Invenzione
L'idea alla base della presente invenzione è quella di rendere disponibile un tag RFID includente una struttura multistrato in cui l'antenna e il microchip del tag RFID sono disposti tra strati diversi della struttura multistrato.
Per esempio, l'antenna è disposta tra due strati A, B che sono incollati insieme e che aderiscono perfettamente all'antenna, impedendo i movimenti dell'antenna in una sua qualsiasi porzione, e il microchip è disposto a un livello superiore o inferiore della struttura multistrato, tra due strati diversi C, D o tra uno tra lo strato A dell'antenna e un altro strato C, disposto sulla parte superiore o inferiore di detto uno strato A, impedendo pertanto che l'antenna e il chip entrino in contatto anche dopo il movimento dovuto alla sollecitazione su di esso o sulla struttura di tag RFID (gli strati).
In una forma di realizzazione, almeno uno degli strati disposti tra l'antenna e il microchip è elettricamente isolante, ed evita qualsiasi scorciatoia anche quando è solo lo strato a impedire il contatto fisico tra l'antenna e il microchip.
In una forma di realizzazione, l'area di uno o più strati della struttura multistrato è diversa dall'area di un altro strato della struttura multistrato. Per esempio, il microchip può essere disposto tra un primo strato e un secondo strato, con il primo strato più ampio della superficie superiore del microchip e meno ampio del secondo strato, che copre preferibilmente solo la parte superiore del microchip e un'area predeterminata attorno a esso. Tale area può essere da 1% al 20% dell'area della porzione superiore del microchip. L'antenna può essere disposta tra il secondo strato e il terzo strato aventi una stessa area, e uno loop chiuso o aperto dell'antenna può essere attorno all'area predeterminata del secondo strato all'interno del quale il microchip è disposto. In questo modo, il microchip può spostarsi solo all'interno dell'area predeterminata, poiché il primo strato sulla parte superiore del microchip impedisce l'ulteriore movimento del chip.
Secondo altri aspetti dell'invenzione, un ulteriore strato, per esempio delle stesse dimensioni del primo strato, può essere disposto nella parte di fondo del microchip e nella parte superiore del secondo strato. La Richiedente ha scoperto che questa disposizione può impedire i contatti tra l'antenna e il microchip e anche migliorare in modo significativo la resistenza e la durabilità del tag RFID, anche quando gli strati flessibili sono usati per la struttura multistrato, migliorando anche quindi la resilienza del tag RFID in molte applicazioni, includendo le applicazioni tessili.
Sulla base dell'idea di soluzione citata in precedenza, il problema tecnico alla base dell'invenzione viene risolto mediante un tag RFID (1) includente
- un microchip comprendente un'antenna di campo vicino; - un'antenna di campo lontano accoppiata in modo induttivo al microchip;
- almeno un primo e un secondo strato tra i quali il microchip e l'antenna di campo lontano sono frapposti, caratterizzato dall'inclusione di
- almeno un terzo strato, in cui il microchip è frapposto tra il primo strato e il terzo strato e l'antenna di campo lontano è racchiusa a sandwich tra il terzo strato e il secondo strato.
Preferibilmente, il primo strato copre il microchip e una porzione del terzo strato, e una porzione rimanente del terzo strato è libera dal primo strato.
In un aspetto dell'invenzione, l'antenna di campo lontano include almeno un loop aperto o chiuso attorno al microchip.
Preferibilmente, il bordo periferico del primo strato è disposto all'interno del loop aperto o chiuso dell'antenna di campo lontano.
In un altro aspetto della presente invenzione, almeno un ulteriore (quarto) strato è disposto tra il terzo strato e il primo strato o tra il terzo strato e il secondo strato.
Per esempio, il quarto strato è disposto tra il primo strato o il secondo strato. Il quarto strato è in contatto con un lato opposto del terzo strato rispetto a un lato del terzo strato su cui è disposto il primo strato, e il quarto strato copre il loop aperto o chiuso dell'antenna di campo lontano, e una porzione rimanente dell'antenna è libera dal primo strato.
In un'altra forma di realizzazione dell'invenzione, il primo, il secondo e il terzo strato, e il quarto strato se presente, hanno le stesse dimensioni.
Secondo vantaggiosamente un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, il secondo strato su cui l'antenna è posata può essere una rete, per esempio ottenuta da un pezzo di tessuto, e l'antenna di campo lontano è fissata al secondo strato attraverso un ricamo.
Uno strato superiore può anche essere disposto sulla parte superiore del primo strato e uno strato inferiore può essere disposto su una parte di fondo del secondo strato.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del tag RFID secondo la presente invenzione saranno evidenti da una forma di realizzazione della stessa data nella descrizione qui di seguito con riferimento ai disegni allegati solo a titolo esemplificativo e senza limitare l'ambito di protezione della presente invenzione.
Breve descrizione dei disegni
La figura 1 rappresenta schematicamente una vista laterale esplosa del tag RFID secondo la presente invenzione.
La figura 2 rappresenta schematicamente una vista dall'alto del tag RFID secondo la figura 1.
La figura 3 rappresenta schematicamente una vista laterale esplosa dell'tag RFID secondo un'altra forma di realizzazione della presente invenzione.
La figura 4 rappresenta schematicamente una vista dall'alto del tag RFID secondo la figura 3.
La figura 5 rappresenta schematicamente un particolare della figura 4 relativo a un primo strato fissato a un terzo strato tra cui è racchiuso un microchip.
Le figure 5a-5b, 8 rappresentano schematicamente il particolare due della figura 4 in due diverse forme di realizzazione.
La figura 6 rappresenta schematicamente una vista laterale esplosa del tag RFID secondo un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione.
La figura 7 rappresenta schematicamente una vista dall'alto del tag RFID secondo la figura 6.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Con riferimento alle figure allegate, viene rappresentato schematicamente un tag RFID secondo la presente invenzione, e più in particolare un tag RFID 1 includente un microchip 2 comprendente un'antenna di campo vicino, e un'antenna di campo lontano 3 accoppiate in modo induttivo al microchip 2. Il tag RFID 1 comprende una struttura multistrato includente un primo strato 4 e un secondo strato 5, tra cui sono disposti il microchip 2 e l'antenna di campo lontano 3, come spiegato di seguito.
Il secondo strato 5 forma un supporto per l'antenna 3 e può includere un nucleo di tessuto con uno strato di materiale elastomerico associato con esso. Il nucleo di tessuto è progettato per fornire resistenza contro le tensioni, in modo tale da impedire potenzialmente la creazione di una trazione da danneggiamento sull'antenna, mentre lo strato di materiale elastomerico fornisce impermeabilità e flessibilità per la stessa antenna. Preferibilmente, il tessuto del secondo strato 5 è fatto di un filato, per esempio cotone, poliestere, nylon, ecc. È possibile usare anche una fibra di vetro. Il tag RFID con questo tipo di strato è adatto nello specifico per alcune applicazioni, per esempio applicazioni tessili dove è fissato a un indumento.
Tuttavia, secondo un’altra forma di realizzazione, in base all' applicazione, il supporto non è un tessuto.
Il primo strato 4 allo stesso modo può includere un nucleo di tessuto con uno strato di materiale elastomerico associato con esso, come il secondo strato, o può essere di un materiale diverso.
Secondo l'invenzione, un terzo strato 6 è disposto tra il primo strato 4 e il secondo strato 5, con il microchip 2 racchiuso a sandwich tra il primo strato 4 e il terzo strato 6, e l'antenna 3 racchiusa a sandwich tra il secondo strato 5 e il terzo strato 6. Anche il terzo strato 6 può includere un nucleo di tessuto con uno strato di materiale elastomerico associato con esso. Come spiegato in precedenza, è possibile usare un altro materiale anche per il terzo strato 6
In una forma di realizzazione, il primo strato 4 è aderente al microchip 2, e preferibilmente aderente alle pareti verticali del microchip 1 e a una superficie superiore dello stesso, mentre la superficie inferiore del microchip 2 è disposta su una superficie superiore del terzo strato 6 che è almeno in parte coperta dal primo strato 4. In una forma di realizzazione, una colla viene anche fornita tra la superficie inferiore del microchip 2 e il terzo strato 6.
Il primo strato 4 può estendersi su tutta la superficie del terzo strato 6 e fissato ai bordi periferici dello stesso, come rappresentato schematicamente nella figura 1 e 2, o solo su una porzione 6a del terzo strato 6 come rappresentato schematicamente nella figura 3 e 4, formando una copertura 4 (o coppa, come spiegato di seguito) sul microchip 2 e racchiudendolo in uno spazio chiuso tra la copertura 4 e il terzo strato 6. La copertura 4 può coprire anche una porzione 6a del terzo strato 6, per esempio avente una dimensione superiore a 1% e 20% rispetto a un'area del microchip 2.
Secondo diversi aspetti della presente invenzione, la copertura o coppa 4 può avere forme diverse.
In una forma di realizzazione, la copertura 4 ha una porzione superiore piatta che copre ed è in contatto con una porzione superiore rettangolare del microchip 2 e ha quattro lati laterali inclinati verso la parte di fondo e che collegano la superfìcie della porzione superiore piatta con la superficie del terzo strato 6, lungo la porzione 6a dello stesso. Secondo questa forma di realizzazione, il primo strato (copertura) 4 è piatto prima di essere applicato al terzo strato 6 e, dopo l'applicazione, forma porzioni inclinate fissate in corrispondenza della parte di fondo al terzo strato 6, per esempio incollate o termocompresse su di esso. La figura 5 è una vista laterale rappresentante il tag RFID secondo questa forma di realizzazione.
La copertura 4 ha una superficie maggiore di una superficie del microchip. Più in particolare, la copertura 4 ha una prima superficie 4a che è fissata a una superficie superiore (generalmente piatta) del microchip 2, una seconda superficie 4b attorno ai lati laterali del microchip e una terza superficie 4c fissata al terzo strato 6. Sebbene la seconda superficie 4b nella figura 5 sia inclinata, possono essere fornite forme di realizzazione diverse in cui la seconda superficie 4b è curva in modo concavo dalla prima superficie 4a verso la terza superficie 4c (figura 5a) o in cui la seconda superficie è perpendicolare al terzo strato 6 (figura 5b), indicando che aderisce ai lati laterali del microchip (quest'ultimo essendo generalmente piatto). Preferibilmente, le dimensioni della terza superficie 4c sono da 3 a 10 volte le dimensioni del lato laterale del microchip; queste dimensioni permettono un'adesione perfetta della terza superficie 4c al terzo strato 6.
Un bordo periferico 4d della copertura corrisponde alla porzione più esterna della terza superficie 4c fissata al terzo strato 6. il bordo periferico 4d è preferibilmente all'interno di un loop aperto o chiuso formato dall'antenna di campo lontano; in altre parole una distanza dai lati opposti del bordo periferico 4d è inferiore a un diametro del loop chiuso o aperto 3a dell'antenna, all'interno del quale è disposto il microchip.
In un'altra forma di realizzazione, il bordo periferico 4d è esterno al loop chiuso o aperto formato dall'antenna di campo lontano. Preferibilmente, in questa forma di realizzazione, una porzione interna della terza superficie 4c è fissata al terzo strato 6 anche all'interno del loop aperto o chiuso 3a, ossia una distanza dai lati opposti della porzione interna è inferiore a un diametro del loop chiuso o aperto 3 a dell'antenna (figura 8).
In un'altra forma di realizzazione, il primo strato 4 ha una forma predeterminata prima di essere applicato al terzo strato 6 che corrisponde sostanzialmente alla sua forma dopo l'applicazione, per esempio la forma di una coppa. Al riguardo, il termine "strato" nella presente applicazione è usato anche per indicare un pezzo di tessuto e/o materiale elastomerico o altro materiale usato per coprire il microchip 2 e racchiuso a sandwich, insieme con il microchip 2, tra ulteriori strati della struttura multistrato inclusa nel tag RFID. In altre parole, il termine "strato" non si limita a un substrato piatto avente le stesse dimensioni di uno strato superiore o di uno strato inferiore disposto sopra o sotto di esso, ma include anche altre forme, per esempio, la forma di una coppa emisferica. La coppa può essere rigida in modo da delimitare una sporgenza nella struttura multistrato anche dopo l'applicazione dell' altro strato. La sporgenza può infine non essere visibile a occhio nudo, poiché racchiusa all'interno della struttura multistrato. Le figure 6 e 7 sono viste schematiche rappresentanti questa forma di realizzazione della presente invenzione.
Vantaggiosamente, l'antenna di campo lontano include almeno una porzione che è disposta attorno al primo strato (coppa) 4 e quindi anche attorno al microchip.
L'antenna di campo lontano 3 è strettamente legata tra il terzo e il secondo strato disposti, rispettivamente, in corrispondenza della sua parte superiore e inferiore, che aderisce perfettamente, a causa dello spessore ridotto del cavo che forma l'antenna. Pertanto, è veramente difficile che l'antenna si sposti o si stacchi da tali strati, anche quando il tag RFID è soggetto a tensione e sollecitazioni elevate. In caso di distacco accidentale di una porzione dell'antenna di campo lontano, tuttavia, il primo strato 4 e il terzo strato 6 che racchiudono il microchip 2 impediscono che il microchip entri in contatto con l'antenna.
Ulteriori strati protettivi 8, 9 possono essere fissati in corrispondenza della parte di fondo del secondo strato e/o in corrispondenza della parte superiore del primo strato. Il materiale dello strato superiore e di fondo viene scelto in base all'applicazione.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Tag RFID (1) includente - un microchip (2) comprendente un'antenna di campo vicino; - un'antenna di campo lontano (3) accoppiata in modo induttivo al microchip (2); - almeno un primo (4) e un secondo strato (5) tra i quali il microchip (2) e l'antenna di campo lontano (3) sono frapposti, caratterizzato dall'inclusione di - almeno un terzo strato (6), in cui il microchip è frapposto tra il primo strato (4) e il terzo strato (6) e l'antenna di campo lontano (3} è frapposta tra il terzo strato (6) e il secondo strato (5).
  2. 2. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 1 in cui il primo strato (4) copre il microchip (2) e una porzione (6a) del terzo strato (6), e una porzione rimanente (6b) del terzo strato (6) è libera dal primo strato (4).
  3. 3. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 1 in cui l'antenna di campo lontano include almeno un loop aperto o chiuso (3a) attorno al microchip (2).
  4. 4. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 3 in cui un bordo periferico (4d) del primo strato (4) è all'interno di detto loop aperto o chiuso (3) dell'antenna.
  5. 5. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 3 e 4 in cui il bordo periferico (4a) del primo strato (4) è disposto all'interno del loop aperto o chiuso (3a) dell'antenna di campo lontano.
  6. 6. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 1 includente almeno un quarto strato (7) tra il terzo strato (6) e detto primo strato (4) o secondo strato (5).
  7. 7. Tag RFID (1) secondo le rivendicazioni 5-6 in cui il quarto strato (7) è in contatto con un lato opposto del terzo strato (6) rispetto a un lato del terzo strato su cui è disposto il primo strato (4), e in cui il quarto strato (7) copre il loop aperto o chiuso (3a) dell'antenna di campo lontano, e una porzione rimanente dell'antenna è libera dal primo strato (4).
  8. 8. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 1 in cui detto primo (4), secondo (5) e terzo (6) strato hanno una stessa dimensione.
  9. 9. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 1 in cui detto secondo strato è una rete e l'antenna di campo lontano è fissata al secondo strato attraverso un ricamo,
  10. 10. Tag RFID (1) secondo la rivendicazione 1 includente inoltre uno strato superiore (8) sulla parte superiore del primo strato (4) uno strato inferiore (9) su una parte di fondo del secondo strato (5).
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