WO2003107266A1 - Procede de fabrication d'antennes pour transpondeur rfid - Google Patents

Procede de fabrication d'antennes pour transpondeur rfid Download PDF

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WO2003107266A1
WO2003107266A1 PCT/FR2003/001748 FR0301748W WO03107266A1 WO 2003107266 A1 WO2003107266 A1 WO 2003107266A1 FR 0301748 W FR0301748 W FR 0301748W WO 03107266 A1 WO03107266 A1 WO 03107266A1
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WO
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antenna
film
manufacturing
support
conduction property
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PCT/FR2003/001748
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English (en)
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Claude Trapletti
Eric Hilpipre
Original Assignee
Sequoias
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Definitions

  • RFID - Radio Frequency IDentification in the form of cards or labels include a transponder consisting of an antenna connected to an electronic chip.
  • the antenna is an electrically conductive spiral whose shape can vary.
  • the current antenna manufacturing processes are:
  • radio frequency cards eg FR2743649
  • labels eg US 5,972,156
  • antennas made up of conductive turns, of different composition and proportions according to the manufacturing processes, which are printed or glued on a carrier support.
  • a micromodule chip
  • this carrier support can be a self-adhesive on which a second support is optionally laminated to protect the antenna after the addition of the chip.
  • the said carrier support, the antenna and the chip which are attached to it are integrated into the finished card, between the two outer faces.
  • the chip inside or outside of the turns, must be connected to the two ends of the said turns of the antenna.
  • the micromodule being of small dimensions it is sometimes necessary to bring the two ends of the antenna closer; for this, an insulating bridge is added above the turns on which the conductive extension of one of the ends is passed in order to bring it closer to the second.
  • a label is prepared which will be used to set up the bridge to bring the two ends of the antenna closer together.
  • a self-adhesive backing composed of a glassine backing (1) (silicone kraft type for example) and an electrical insulating front (2) on which we cut half-fleshed labels the size of the insulating bridge.
  • This wire can be laminated directly using a marking glue, or by inserting it between the first self-adhesive support and a second self-adhesive support: synthetic film or paper strip (4). Then cut half-flesh on the back (1) this wire (3) and possibly the second film (4) to obtain the complex final label which will bring the
  • Figures 1 & 2 ends of the antenna.
  • Figures 1 & 2 represent this complex, in section respectively according to the development and according to the width.
  • this conductive wire can be replaced by a coating of conductive material, possibly integrated into the second self-adhesive support (4), then glued onto the non-conductive parts.
  • a conductive metal film (7) with an intermediate support strip (9) is complexed with a system of dry glue with low grip (8).
  • Dry glue is a known gluing system which once delaminated leaves no sticky traces but a dry feel.
  • a half-cut (10) of the metal film is practiced in the shape of the antenna and of the contact terminals provided for the micromodule.
  • the conductive film is then glued to the cut places which will form the turns of the antenna and the contact terminals.
  • the complex obtained is laminated with the final carrier support (5) of the antenna.
  • the conductive film (7) therefore only adheres to the carrier support (5) at the level of the conductive pattern to be preserved.
  • the antenna is almost complete, with its turns and the terminals to which the micromodule will be connected. Finally, by locating the adhesive label (2 + 3 or 2 + 3 + 4) in order to establish the electrical contact between one of the terminals (12) and the opposite end (11) of the coil; the other terminal already being an extension of the other end (13).
  • the carrier support is a PETG
  • the metal film is an aluminum film about 25 ⁇ thick
  • the intermediate support is a very resistant Kraft paper.
  • Aluminum can be replaced by copper or any other highly electrically conductive material.
  • the carrier and the finished product support can be replaced by other materials (kraft paper, PP, PVC, PET etc.)
  • Figures 1 and 2 show in section, respectively side and front, the label used for the insulating bridge and conductive extension of one of the ends.
  • Figure 3 shows in section, before weeding, the complex: intermediate support and dry glue used for weeding, cut conductive film without weeding, permanent adhesive to the shape of the antenna and final support of the antenna.
  • FIG. 4 represents a form of antenna, with the coil and the terminals for the transponder micromodule before the label of FIGS. 1 and 2 is removed.
  • FIG. 5 represents a form of antenna, with the coil and the terminals for the transponder micromodule, after removal of the label from FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 6 represents an example of an adhesive label before it is deposited on the shape of the antenna.
  • the online industrial manufacturing method of antennas for RFID transponders comprises cutting and gluing of a film with a high electrically conductive property.
  • the conductive film is laminated with dry glue on an intermediate support and then cut to the shape of the antenna.
  • the conductive film is then glued with a permanent glue to the places to keep for the antenna and is laminated on the final antenna support.
  • the intermediate support is removed, spreading the shape of the turns of the antenna in places not glued with permanent glue.
  • the online industrial production method of antennas for RFID transponders provides for the laminating, with a dry glue with low adhesion, of a film with a high electrically conductive property on an intermediate support, followed by cutting. half-flesh of the conductive film in the shape of the antenna, the gluing of this shape with a glue with strong grip, and the laminating of the complex thus obtained on the final carrier support of the antenna so that at delamination of the intermediate support, the antenna alone remains fixed on the carrier support and the superfluous parts of the conductive film are carried by the intermediate support.
  • Said locations of the film (7) with a high electrical conduction property to be retained to achieve the shape of the antenna include, in addition to the shape of the antenna, terminals (12, 13) for contacting the antenna.
  • the shape of the antenna comprises a turn or several turns (21) as shown in Figures 4 and 5.
  • the two ends (11, 13) of the antenna are brought together by straddling the turns (21) of said antenna, an adhesive label (2, 3), insulating (2) below at the turns ( 21) but conductive (3) above (or at its heart in Figures 1 and 2) and ends (23, 24), in order to connect one (11) of the ends of the antenna to a terminal (12) located near another terminal (13) extending the opposite end (13b) of the antenna.
  • the first contact terminal (12) is located at a distance from said at least one turn (21).
  • Said at least one turn (21) of the antenna has two ends (13b, 11), including a second end (11) and a first end (13b) which is extended by the second contact terminal (13) of the antenna.
  • the first contact terminal (12) is therefore located at a distance from the ends (11, 13b), and for example as shown inside the turns (21).
  • an adhesive label (22) is also prepared.
  • the adhesive label (22) has at least one electrically conductive area (3) having two first and second electrically conductive ends (23, 24) and an electrically conductive intermediate portion (25) located between said two first and second ends (23, 24) electrically conductive of the zone (3).
  • the adhesive label (22) further comprises at least one bridge (2) insulating electricity below said intermediate portion (25) electrically conductive. Is deposited on said at least one turn (21) of the antenna said adhesive label (22) positioned so that the insulating bridge (2) is on said at least one turn (21), so that the first end (23) electrically conductive of the area (3) is in electrical contact with said first contact terminal (12) and so that the second electrically conductive end (24) of the area (3) is in electrical contact with the second end (11) of the at least one turn (21).

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Abstract

Suivant l'invention, le procédé comprend les étapes opératoires dans lesquelles on lamine avec une colle sèche (8) un film (7) à forte propriété de conduction électrique sur un support intermédiaire (9), puis on pratique une découpe (10) mi-chair du film (7) à la forme de l'antenne, on encolle aux endroits à conserver pour réaliser la forme de l'antenne le film (7) avec une colle (6) à forte accroche, pour obtenir ainsi un complexe (6, 7, 8, 9), on lamine le complexe (6, 7, 8, 9) avec un support d'antenne définitif (5) sur les endroits encollés du film (7), le support intermédiaire (9) étant apte à être délaminé, de façon que seuls les endroits à conserver du film (7) restent fixés sur le support d'antenne définitif (5) et que les parties superflues du film (7) soient emmenées par le support intermédiaire (9).

Description

Procédé de fabrication d'antennes pour transpondeur RFID
Les systèmes d'identifications sans contact par radiofréquence (du type
RFID - Radio Frequency IDentification) sous forme de cartes ou d'étiquettes intègrent un transpondeur constitué d'une antenne reliée à une puce électronique. L'antenne est une spirale électriquement conductrice dont la forme peut varier. Les procédés de fabrication d'antenne actuels sont :
> le bobinage de fil de cuivre fin (cité dans le brevet US 6 078 259). Ce procédé est coûteux et lent, mais très fiable
> La gravure chimique d'un film métallique avec des méthodes comparable à la gravure de circuits imprimés, procédé fiable, moins coûteux et moins lent.
> L'impression en sérigraphie d'encre conductrice (cité dans le brevet WO 9 721 118), procédé encore moins coûteux et plus rapide, mais peu fiable sur une longue durée.
De nombreux brevets exposent les méthodes de fabrication de cartes (ex. FR2743649) ou d'étiquettes (ex. US 5 972 156) à radiofréquence; tous intègrent des antennes constituée de spires conductrices, de composition et de proportions différentes selon les procédés de fabrication, qui sont imprimées ou collées sur un support transporteur. Un micromodule (puce) est ensuite déposé sur cette antenne pour compléter le dispositif à radiofréquence. Dans le cas d'une étiquette ce support transporteur peut être un autoadhésif sur lequel on lamine éventuellement un second support pour protéger l'antenne après l'ajout de la puce. Dans le cas de cartes, après l'ajout du micromodule, le-dit support transporteur, l'antenne et la puce qui y sont fixés, sont intégrés à la carte finie, entre les deux faces extérieures.
La puce, à l'intérieur ou à l'extérieur des spires, doit être reliée aux deux extrémités des-dites spires de l'antenne. Le micromodule étant de faibles dimensions on doit parfois rapprocher les deux extrémités de l'antenne; on ajoute pour cela un pont isolant au dessus des spires sur lequel on fait passer le prolongement conducteur d'une des extrémités afin de la rapprocher de la seconde.
Certains brevets (US 6 333 721 , GB 2 284 324) proposent l'utilisation de film aluminium taillé ou matrice en formes de spires pour obtenir une antenne, mais dans le cas d'une découpe le problème de l'échenillage du film aluminium superflu en particulier dans un contexte industriel n'est pas abordé. Suivant l'invention, le procédé proposé est caractérisé par la production en ligne et de façon industrielle (sur machines rotatives par exemple), de supports transportant des antennes pour transpondeur, par la découpe, le collage repéré et l'échenillage d'un film à forte propriété conductrice d'électricité, d'une épaisseur pouvant varier entre 10 et 150 μm par exemple.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés.
Dans un premier temps on prépare une étiquette qui servira à mettre en place le pont pour rapprocher les deux extrémités de l'antenne. On utilise un support auto-adhésif composé d'un dorsal glassine(1) (type kraft siliconé par exemple) et d'un frontal isolant électrique (2) sur lequel on découpe mi-chair des étiquettes de la taille du pont isolant. Sur ce support échenillé, on dépose coté frontal isolant un fil conducteur fin (3). Ce fil peut être laminé directement à l'aide d'une colle en repérage, ou en l'insérant entre le premier support autoadhésif et un second support autoadhésif : film synthétique ou bande de papier (4). On découpe ensuite mi-chair sur le dorsal (1) ce fil (3) et éventuellement le second film(4) pour obtenir le complexe étiquette définitif qui permettra de rapprocher les
2 extrémités de l'antenne. Les figures 1 & 2 représentent ce complexe, en coupe respectivement selon le développement et selon la laize.
Dans une des applications ce fil conducteur peut être remplacé par un couchage de matière conductrice, éventuellement intégré au second support autoadhésif (4), encollé alors sur les parties non conductrices.
Dans un second temps, sur une machine en ligne, on complexe avec un système de colle sèche à faible accroche(8) un film de métal conducteur (7) avec une bande de support intermédiaire (9). La colle sèche est un système connu de collage qui une fois délaminé ne laisse aucune trace poisseuse mais un toucher sec.
Sur ce complexe on pratique une découpe mi-chair (10) du film métallique à la forme de l'antenne et des bornes de contact prévues pour le micromodule. Avec une colle permanente (6) on encolle ensuite le film conducteur aux endroits découpés qui formeront les spires de l'antenne et les bornes de contact. On lamine le complexe obtenu avec le support transporteur définitif (5) de l'antenne. Le film conducteur (7) n'adhère donc au support transporteur (5) qu'au niveau du motif conducteur à conserver.
On échenille le métal superflu en délaminant le support intermédiaire (9). Aux endroits enduits de colle permanente (6) côté transporteur (5) la colle sèche(8), faiblement adhésive, va céder et la partie découpée correspondante du film conducteur(7) va se décoller du support intermédiaire (9) pour rester fixée définitivement sur le transporteur (5) du produit fini. Le reste du film conducteur (7) adhère uniquement au support intermédiaire (9) par la colle sèche (8) et est emporté avec lui.
L'antenne est presque complète, avec ses spires et les bornes sur lesquelles vont être connecté le micromodule. On dépose enfin en repérage l'étiquette adhésive (2+3 ou 2+3+4) afin d'établir le contact électrique entre l'une des bornes (12) et l'extrémité opposé (11) de la spire; l'autre borne étant déjà le prolongement de l'autre extrémité (13).
Dans une des applications le support transporteur est un PETG, le film métallique est un film d'aluminium d'environ 25μ d'épaisseur et le support intermédiaire un papier Kraft très résistant. L'aluminium peut être remplacé par du cuivre ou toute autre matière fortement conductrice d'électricité. Le transporteur et le support produit fini peuvent être remplacé par d'autres matières (papier kraft, PP, PVC, PET etc. )
Les figures 1 et 2 représentent en coupe, respectivement latérale et de face, l'étiquette utilisée pour le pont isolant et prolongement conducteur d'une des extrémités.
La figure 3 représente en coupe, avant échenillage, le complexe : support intermédiaire et colle sèche servant à écheniller, film conducteur découpée non échenille, adhésif permanent à la forme de l'antenne et support définitif de l'antenne.
La figure 4 représente une forme d'antenne, avec la spire et les bornes pour le micromodule transpondeur avant la dépose de l'étiquette des figures 1 et 2.
La figure 5 représente une forme d'antenne, avec la spire et les bornes pour le micromodule transpondeur, après la dépose de l'étiquette des figures 1 et 2. La figure 6 représente un exemple d'étiquette adhésive avant sa dépose sur la forme de l'antenne.
Suivant un mode de réalisation, le procédé de fabrication industrielle, en ligne, d'antennes pour transpondeurs RFID comprend une découpe et un collage repéré d'un film à forte propriété conductrice d'électricité. Le film conducteur est laminé en colle sèche sur un support intermédiaire puis découpé à la forme de l'antenne. Le film conducteur est ensuite encollé avec une colle permanente aux endroits à conserver pour l'antenne et est laminé sur le support définitif d'antenne. Le support intermédiaire est retiré, échenillant la forme des spires de l'antenne aux endroits non encollés par la colle permanente.
Suivant un mode de réalisation, le procédé de production industrielle en ligne d'antennes pour transpondeurs RFID prévoit le laminage, avec une colle sèche à faible accroche, d'un film à forte propriété conductrice électriquement sur un support intermédiaire, suivi d'une découpe mi-chair du film conducteur à la forme de l'antenne, de l'encollage de cette forme avec une colle à forte accroche, et du laminage du complexe ainsi obtenu sur le support transporteur final de l'antenne de façon qu'au délaminage du support intermédiaire, l'antenne seule reste fixée sur le support transporteur et les parties superflues du film conducteur soient emmenées par le support intermédiaire.
Dans un exemple non limitatif :
- Lesdits endroits du film (7) à forte propriété de conduction électrique à conserver pour réaliser la forme de l'antenne comprennent, en plus de la forme de l'antenne, des bornes (12, 13) de contact de l'antenne.
- La forme de l'antenne comprend une spire ou plusieurs spires (21) ainsi que représenté aux figures 4 et 5.
- On effectue le rapprochement des deux extrémités (11 , 13) de l'antenne en déposant à cheval sur les spires (21) de ladite antenne, une étiquette adhésive (2, 3), isolante (2) dessous au niveau des spires (21) mais conductrice (3) au-dessus (ou en son cœur aux figures 1 et 2) et aux extrémités (23, 24), afin de relier une (11) des extrémités de l'antenne à une borne (12) située près d'une autre borne (13) prolongeant l'extrémité (13b) opposée de l'antenne.
- La première borne (12) de contact se trouve à distance de ladite au moins une spire (21). Ladite au moins une spire (21) de l'antenne comporte deux extrémités (13b, 11), dont une deuxième extrémité (11) et une première extrémité (13b) qui est prolongée par la deuxième borne (13) de contact de l'antenne. La première borne (12) de contact se trouve donc à distance des extrémités (11 , 13b), et par exemple ainsi que représenté à l'intérieur des spires (21). Ainsi que représenté à la figure 6, on prépare en outre une étiquette adhésive (22). L'étiquette adhésive (22) comporte au moins une zone (3) conductrice de l'électricité ayant deux première et deuxième extrémités (23, 24) conductrices de l'électricité et une partie intermédiaire (25) conductrice de l'électricité située entre lesdites deux première et deuxième extrémités (23, 24) conductrices de l'électricité de la zone (3). L'étiquette adhésive (22) comporte en outre au moins un pont (2) isolant de l'électricité au-dessous de ladite partie intermédiaire (25) conductrice de l'électricité. On dépose sur ladite au moins une spire (21) de l'antenne ladite étiquette adhésive (22) positionnée pour que le pont isolant (2) se trouve sur ladite au moins une spire (21), pour que la première extrémité (23) conductrice de l'électricité de la zone (3) soit en contact électrique avec ladite première borne (12) de contact et pour que la deuxième extrémité (24) conductrice de l'électricité de la zone (3) soit en contact électrique avec la deuxième extrémité (11) de la au moins une spire (21).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'antennes pour transpondeur RFID, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes opératoires dans lesquelles on lamine avec une colle sèche (8) à faible accroche un film (7) à forte propriété de conduction électrique sur un support intermédiaire (9), puis on pratique une découpe (10) mi-chair du film (7) à forte propriété de conduction électrique à la forme de l'antenne, on encolle aux endroits à conserver pour réaliser la forme de l'antenne le film (7) à forte propriété de conduction électrique avec une colle
(6) à forte accroche, pour obtenir ainsi un complexe (6, 7, 8, 9), on lamine le complexe obtenu (6, 7, 8, 9) avec un support d'antenne définitif (5) sur les endroits encollés du film (7) à forte propriété de conduction électrique, le support intermédiaire (9) du complexe laminé avec le support d'antenne définitif (5) étant apte à être délaminé, de façon que seuls les endroits à conserver du film (7) à forte propriété de conduction électrique pour réaliser la forme de l'antenne restent fixés sur le support d'antenne définitif (5) et que les parties du film (7) à forte propriété de conduction autres que lesdits endroits à conserver soient emmenées par le support intermédiaire (9).
2. Procédé de fabrication suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on effectue une opération de délaminage du support intermédiaire (9) du complexe laminé avec le support d'antenne définitif (5), de façon que seuls les endroits à conserver du film (7) à forte propriété de conduction électrique pour réaliser la forme de l'antenne restent fixés sur le support d'antenne définitif (5) et que les parties du film (7) à forte propriété de conduction autres que lesdits endroits à conserver soient emmenées par le support intermédiaire (9).
3. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits endroits du film
(7) à forte propriété de conduction électrique à conserver pour réaliser la forme de l'antenne comprennent, en plus de la forme de l'antenne, des première et deuxième bornes (12, 13) de contact de l'antenne.
4. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme de l'antenne comprend au moins une spire (21).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le rapprochement des deux extrémités (11 , 13) de l'antenne en déposant à cheval sur les spires (21) de ladite antenne, une étiquette adhésive (2, 3), isolante (2) dessous au niveau des spires (21) mais conductrice (3) au- dessus (ou en son cœur) et aux extrémités (23, 24), afin de relier une (11) des extrémités de l'antenne à une borne (12) située près d'une autre borne (13) prolongeant l'extrémité (13b) opposée de l'antenne.
6. Procédé de fabrication suivant les revendications 1 , 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la première borne (12) de contact se trouve à distance de ladite au moins une spire (21), ladite au moins une spire (21) de l'antenne comporte deux extrémités (13b, 11), dont une première extrémité (13b) prolongée par la deuxième borne (13) de contact de l'antenne, et une deuxième extrémité (11), l'on prépare en outre une étiquette adhésive (22), comportant au moins
- une zone (3) conductrice de l'électricité ayant deux première et deuxième extrémités (23, 24) conductrices de l'électricité, et une partie intermédiaire (25) conductrice de l'électricité située entre lesdites deux première et deuxième extrémités (23, 24) conductrices de l'électricité de la zone (3),
- un pont (2) isolant de l'électricité au-dessous de ladite partie intermédiaire (25) conductrice de l'électricité, et l'on dépose sur ladite au moins une spire (21) de l'antenne ladite étiquette adhésive (22) positionnée pour que le pont isolant (2) se trouve sur ladite au moins une spire (21) et que la première extrémité (23) conductrice de l'électricité de la zone (3) soit en contact électrique avec ladite première borne (12) de contact et que la deuxième extrémité (24) conductrice de l'électricité de la zone (3) soit en contact électrique avec la deuxième extrémité (11) de la au moins une spire (21).
7. Procédé de fabrication suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la zone (3) conductrice de l'électricité est un fil (3) conducteur de l'électricité.
8. Procédé de fabrication suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la zone (3) conductrice de l'électricité est un couchage de matière conductrice.
9. Procédé de fabrication suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lors de la préparation de l'étiquette adhésive, la zone (3) conductrice de l'électricité est insérée entre un premier support autoadhésif (1) et un second support autoadhésif (4).
10. Procédé de fabrication suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lors de la préparation de l'étiquette adhésive, la zone (3) conductrice de l'électricité est laminée directement à l'aide d'une colle en repérage.
11. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que colle sèche (8) à faible accroche est apte à céder pour permettre ledit délaminage du support intermédiaire (9).
12. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (5) d'antenne définitif est un PTEG.
13. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film (7) à forte propriété de conduction électrique est métallique.
14. Procédé de fabrication suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le film (7) à forte propriété de conduction électrique est en aluminium ou en cuivre.
15. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'antenne définitif (5) est l'un parmi un papier Kraft, un PP. un PVC, un PET.
16. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support intermédiaire (9) est l'un parmi un papier Kraft, un PP, un PVC, un PET.
17. Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film (7) à forte propriété de conduction électrique a une épaisseur comprise entre 10 et 150 micromètres.
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