JP5379803B2 - パスポートのための無線周波数識別装置およびその製作方法 - Google Patents

Description

本発明は、機密文書のような対象物に組み入れられるべく設計された無線周波数識別装置に関し、特にパスポートに対する無線周波数識別装置の保持体ならびにその製造方法に関する。

非接触型無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）は、規制された立ち入り区域内で移動し、またはある区域から他の区域に移動する人の識別のために、使用頻度が増大してきている。非接触型ＲＦＩＤは、アンテナとアンテナの端子に接続されたチップとで構成された装置である。このチップは通常は電源が供給されておらず、読み取り機のアンテナとＲＦＩＤのアンテナ間の電磁的結合によってエネルギを受け取り、情報、特にＲＦＩＤが取り付けられた対象物の所有者の識別に関係し、かつ彼／彼女が規制された立ち入り区域に入るための認証に関係したチップに格納された情報は、ＲＦＩＤと読み取り機の間で交換される。

このようにして、パスポートはＲＦＩＤを内蔵してパスポート所有者を識別することができる。チップのメモリは、パスポート所有者の個人情報、彼／彼女の出身国、彼／彼女の国籍、訪問した他国のビザ、入国年月日、移動の制限、生体認証要素（biometric elements)、などのような情報を含んでいる。

一般的に、ＲＦＩＤ装置はパスポートとは別に製造されて、例えば後でパスポート巻末の白紙とカバーとの間に接着によって組入れられる。そして、互いに接続されているアンテナおよびチップを特色として有するＲＦＩＤ装置は、紙、プラスチックまたはその他から作られた保持体に組込まれる（通例「はめ込み」といわれる）。

このような保持体は通常は少なくとも２つの堅固な層を含み、その間にＲＦＩＤ装置が挿入される。このような保持体の欠点はそれらの多層構造により柔軟性が欠如することである。

このことが、柔軟性のある優れた特性を有しかつ集積回路モジュールとアンテナ間に信頼性のある接続を確実にするべく、パスポートのような個人情報小冊子に組み入れられるべく設計されたＲＦＩＤを提供することによって、これらの複数の欠点を対策することが本発明の目的とされる理由である。

本発明のもう一つの目的は、パスポートのような個人情報小冊子のために、該小冊子のカバー外側にチップが目に見える跡を残さずに、無線周波数識別装置を組み込むカバーを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明は、無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）が備わった個人情報小冊子カバーの製造方法であり、該装置はアンテナと、アンテナに接続されたチップを特色として有し、該方法は以下のステップを包む：
− 紙または合成紙で作られた保持体（１０）上に接触部（１３および１４）を有するアンテナ（１２）を製造するステップ、
− 前記アンテナの複数の接触部（１３および１４）の間に逃げ（２０）を生成するステップ、
− 前記複数のアンテナ接触部近くの前記保持体（１０）上に接着誘電体材料（２５、２６）を配置するステップ、
− 前記保持体上に集積回路モジュール（１９）を位置付けするステップであって、前記モジュールは当該モジュールの封止体（３７）内部に複数の接触部（３３、３４）のグループと複数の接触部グループに接続された当該チップを特色として有し、前記モジュールの複数の接触部グループは前記アンテナの前記複数の接触部に相対しており、かつ当該モジュールは当該逃げ（２０）内に封じ込められるように、位置づけし、前記モジュールが逃げ内に設置されるとすぐに、前記モジュールの複数の接触部グループと前記アンテナの接触部との接触によって電気的に接続されるステップ、
− 当該アンテナを特色として有する前記保持体の面上に、熱接着フィルム（４０、５０、６０）の少なくとも１つの層を設置するステップ、
− 熱接着フィルムの層または複数の層（４０または５０および６０）の上にカバー層（７０）を設置するステップ、
− 保持体（１０）、熱接着フィルムの層または複数の層（４０または５０および６０）、およびカバー層（７０）を一緒に積層するステップ。

本発明の意図、目的、および特質は、添付の図面との関連でなされる以下の説明からより一層明らかになるであろう。

本発明の実施形態であるＲＦＩＤ装置のアンテナ保持体およびアンテナの平面図である。 図１のＤ−Ｄ断面に対応するアンテナ保持体および集積回路モジュールの断面図である。 本発明の変形によるＲＦＩＤ装置のアンテナ保持体およびアンテナの平面図である。 図３のＤ−Ｄ断面に対応するアンテナ保持体および集積回路モジュールの断面図である。 本発明の第一実施形態による電子カバーを構成するさまざまな層の断面図である。 本発明の第二実施例による電子カバーを構成するさまざまな層の断面図である。 ＲＦＩＤ装置保持体の積層後の断面図である。 本発明の変形の第一実施形態によるＲＦＩＤ装置保持体を構成するさまざまな層の断面図である。 本発明の変形の第二実施例によるＲＦＩＤ装置保持体を構成するさまざまな層の断面図である。 本発明の変形による第一積層ステップ後のＲＦＩＤ装置保持体の断面図である。 本発明の変形によるＲＦＩＤ装置保持体を構成するさまざまな層の断面図である。 本発明による２つのＲＦＩＤ装置保持体および個人情報小冊子のカバーを示す図である。

本製造方法の第一のステップによれば、アンテナは保持体層１０の上に作られる。アンテナは１巻き以上の巻きセット１２を特色として有する。当該複数の巻きはスクリーン印刷、フレキソ印刷、輪転グラビア印刷、例えば金や銀のような導電性粒子、または導電性ポリマーが装荷されたエポキシ型導電インクによるオフセット印刷またはインクジェット印刷、によって形成される。

保持体層１０は紙または合成紙のような材料で作られる。紙はパルプ状にされた植物繊維から作られ、結果的に繊維状の構造を有する。紙の芯部はせん断応力が懸けられると薄片に裂かれる傾向があるのに対して、非繊維質合成紙は微細多孔質構造と低密度を有する。紙と同様に合成紙は、１６０℃前後の温度（この近辺の温度で安定しているので）で行われる積層作業を容易にし；ＰＶＣとかＰＥＴＧのような熱可塑性フィルム材とは違ってクリープを起こさない。使用される合成紙は、４０から８０％の間のミネラルが加えられたポリエチレンまたはポリプロピレンのようなポリマーの方向性を持たない単一層からなる。その組成は微細多孔質網によって、０．５７ｇ／ｃｍ３近辺の低密度を与える。保持体層の厚さは２４０〜２８０μｍであり、好ましくは２５０μｍである。保持体１０は個人情報小冊子の綴合わせ部の位置に対応する開口部１１を特色として有する。

図２を参照して、集積回路モジュール１９はチップ３５、少なくとも２つの接触部（端子：contacts）グループ３３、３４、を特色として有する。チップとグループ３３および３４間の接続は非常に細い導線または接続ケーブルでなされ、「ワイヤボンディング」といわれる。チップ３５とワイヤは抵抗力のある材料をベースにした非導電性の保護樹脂３７の中に封じ込められる。封止体３７は、ある意味では堅固なシェルでチップとそのワイヤを含み、壊れにくくかつ取り扱いを容易にしている。この封止体は２００〜２４０μｍの厚さを有する。

このようにモジュールは、上面は封止体３７の上部に対応して平坦な表面を呈し、その下面には、回路を接続するべく設計された複数の接触部グループ３３、３４を呈する。該グループ３３、３４は、アルミニウムなどの導電性材料で作られ、その厚さは７０〜１００μｍである。

図２のモジュール１９は複数のアンテナ接触部においてアンテナと接続されるべく設計される。本発明の役目としては、モジュールを接続するのには２つの接触部（端子：contacts）１３および１４で十分である。接触部１３および１４はアンテナから一続きであり；結果としてそれらはアンテナの巻き線の延長であり、通常はアンテナと同じ材料で作られる。複数の接触部は従って、同じくスクリーン印刷、フレキソ印刷、輪転グラビア印刷、例えば金や銀のような導電性粒子、または導電性ポリマーによって装荷されたエポキシ型導電性インクによるオフセット印刷またはインクジェット印刷によって形成される。接触部の厚さは５〜１０μｍである。

図３および図４に示される本発明の変形においては、保持体層１０は厚さ５０〜６０μｍで型押しされる。型押しステップは保持体層１０の一部を、プレスの押印を保持するようにプレスを用いて加圧することからなる。使用される型押し形状は、モジュールより僅かに大きい長方形の押印１７が残るようにする。型押しのステップはアンテナを作る前に行われる。引き続くすべてのステップは、型押しを除いた方法を基準にして変更なく保たれ、特に引続くモジュールの取り付けステップの説明は同様である。保持体層１０の厚さは、この場合においては３００μｍであることが好ましい。

モジュール１９は、アンテナ接触部の側面近くに配置された接着材料２５および２６の２つの接触部によってアンテナ保持体層１０に接着され、アンテナ接触部１３および１４がモジュールの接触部グループ３３および３４と相対するようにして、モジュールの封じ込められた部分すなわち封止体３７が逃げ（リセス、凹部、穴：recess）２０内に有るようにする。

また特に、接触部１３および１４は、接着材料で覆われない接触部グループ３３、３４と相対する部分である。接触部２５および２６に対して使用される接着材料は当該モジュールのみを保持体層１０に固定する接着剤であり、この接着剤は非導電性であるので、モジュールとアンテナ間の電気的接続に直接参加するものではない。この使用される接着剤はシアノアクリレート型の接着剤である。

接着剤の複数のスポットはアンテナ保持体近くの保持体層１０の上に位置され、モジュール１９が逃げ２０内に設置されたときに、複数の接触部の接着剤がアンテナ接触部に接触するまでモジュールの複数の接触部グループによって押しつぶされるようにする。接着剤の複数のスポットはアンテナ接触部と同じかまたは実質的に同じ厚さに達し、アンテナ接触部と同一面となる。接着剤の複数のスポットと複数のアンテナ接触部との近接により電気的接続の信頼性が確保される。

このようにして、モジュール１９が逃げ２０内に設置されるとすぐに、該モジュールの複数の接触部グループとアンテナの接触部１３および１４との接触部分によって電気的接続がなされる。

このようにして得られた保持体は、該保持体とアンテナへ電気的に接続されている統合されたモジュールが備わったアンテナ保持体である。好ましくは、アンテナ接触部は凹型またはくぼんだ形状を有するか、またはリング状にくり抜かれていて、その結果、接着剤材料の接触が凹部形状のくぼんだ部分内部かまたは溝（リセス、凹部：recess）の内部で起こる。

本発明の好ましい実施形態では、複数のアンテナ接触部はＵ字型であり、それにより接着材料の接触はＵ字の内部で起こり、そのためアンテナ接触部によってほぼ全体が囲まれる。このようにして、電気的接続は溶接無しで材料の供給で行われるという利点となる。

本方法の次のステップが図５および図６に２つの異なったモードで示されている。第一の実施例では、図５を参照して、熱接着フィルムの層４０がアンテナ側で、かつモジュールのより低い面上のアンテナ保持体上に直接位置される。第二の層７０が該熱接着フィルムの層４０上に位置される。この層は個人情報小冊子のカバーに対応し、かつおよそ３５０μｍの厚さを有する。このカバー層７０はポリエステルの層で覆われた紙もしくは布をベースに有する。この層はその自由面側７２に耐タンパー性を形成すべく特殊な粒状物を含ませている。しかしながらまた、当該小冊子のカバーの自由面側に積層工程中またはその後に、カバー上に特殊な粒状物を施すべく特別の浮彫りにした図柄を有する鍍金をかけることも可能である。

本発明の第二の実施例では、図６を参照して、接着フィルムの層５０の初めの層が、アンテナ側でかつモジュールのより低い部分上のアンテナ保持体上に直接位置される。層５０はその大きさが当該モジュールの全表面の大きさとほぼ近似する逃げ（リセス、凹部、穴：recess）５２を特色として有する。

このようにして、逃げ５２の複数の端部は当該モジュールの複数の外側端部と合い、接触する。こうして、層５０がアンテナ保持体１０の層上に位置されると、モジュール１９は逃げ５２内に設置される。第二の層６０は第一の層５０の上に位置付けされる。層６０もまた、好ましくは層５０と同じ特性を特色として有する熱接着フィルムであるが、逃げ（リセス：recess）は特色として有していない。層７０は熱接着フィルム層６０の上に置かれる。熱接着フィルム層４０、５０および６０の接着特性は熱の作用下で活性化される。これらの層はそれぞれおよそ５０μｍの厚さを有する。

単一の熱接着フィルム層４０に対応する第一の実施例は、保持体層１０が図３および図４を参照して当該モジュールの位置で型押しされる場合により良く適合する。実際にはこの場合に、当該モジュールの複数の接触部グループは、保持体層１０の厚さの一部または全体が埋め込まれ、結果として１つの熱接着層のみでモジュールのために浮き出させた図柄を消すには十分である。２つの熱接着層５０および６０を伴う第二の実施例は、保持体層が型打ちされない場合により良く適合する。しかしながらこの好ましさは限定的ではない。

第一の実施例の場合に取り上げられた層１０、４０および７０、および第二の実施例の場合の層１０、５０、６０および７０は、互いに重ねあわされて組み付けられる。積層ステップは全ての層の温度を１５０℃まで上昇させ、圧力を０．５バールから数バール（およそ１０ Ｎ／ｍ²）まで上昇させて、引続いて温度を下げ、圧力を下げることからなり、全体ロットを規定時間のサイクルセットに従わせる。積層時に第一実施例の層４０の熱接着フィルムおよび第二実施例の層５０および６０の熱接着フィルムは、液体化し、アンテナおよびモジュールをまとめて閉じ込める。積層時に作用する圧力は複数の層に対して垂直に方向付けされ、従ってモジュールの接触部グループ３３および３４がアンテナの接触部１３および１４と接触する面に垂直である。

図７は、モジュールと異なった材料の３つの層との積層後の横断面図を示す。積層ステップ時にＲＦＩＤ装置の保持体を形成する複数の層は厚さが減少する。積層前の複数の層の合計厚さは６８０μｍに達し、細かくは以下の区分に対応する：
− カバー７０： ３５０μｍ
− ２つの熱接着フィルムが４０μｍ
− 保持体層１０： ２５０μｍ。
積層後、以下に説明される電子カバーとして知られるサンドイッチ構造が得られ、厚さは６４０μｍ〜６５０μｍである。

積層時にモジュール全体に圧力が作用する。モジュールの複数の接触部グループはアンテナの複数の接触部を押付け、複数の接触部と保持体層１０を変形させる。この変形は押印の形状をなし、その内面は複数の接触部グループの外面にぴったり合う。このようにして、当該モジュールの複数の接触部グループ３３、３４と複数の接触部１３，１４の導電性インクとの間の緊密な接触が最大接触面に亘って存在する様になる。保持体層１０ならびに複数の接触部１８の導電性インクを形成する材料は、変形可能で弾性体でなく、これらの２つの材料は圧力が開放された場合でも元の形状に戻る傾向にはない。

さらに積層時に、層４０または５０および６０の熱接着フィルムは柔らくなり当該モジュールの内面形状にぴったりと完全に合う。層４０または５０および６０の熱接着フィルムはカバー層７０およびアンテナ保持体１０の層との間の接着剤として機能し、ひとたび硬化すると、双方の層と当該モジュールとに完全に接着する。熱可塑性層のどちらか側にある２つの層１０および７０は、積層時の圧力効果の下でストレスを受け、加えられたストレスは当該モジュールの複数の接触部グループ上に維持され、ひとたび層４０または５０および６０の熱接着フィルムが硬化すると、モジュールとアンテナ間の電気的接触は永久かつ信頼性のあるものとなる。

本発明のもう一つの実施方法は図６から図９に図示されているが、第一の積層前ステップをＲＦＩＤ装置の保持体を形成する複数の層に対して、しかしカバー層７０は無しで行うことからなっている。この積層前ステップは層４０または熱接着フィルムの複数の層５０および６０を、それらをアンテナ保持体１０に「接着」するために部分的に活性化することからなり、もう一度別の積層ステップの間に再度それを活性化（またはそれらを活性化）することが出来るように保つ。この積層前ステップは、全ての層の最高温度を５０℃から７０℃の間まで上げてそれを３分間維持し、圧力をあげることからなる。積層前の間に、図８の第一例の層４０の熱接着フィルム、および図９の第二例の層５０および６０の熱接着フィルムは液体化して、アンテナとモジュールをまとめて閉じ込める。この積層前ステップ後に得られるＲＦＩＤ装置５１の保持体はアンテナに接続された電気的なモジュールがはめ込まれたアンテナ保持体である。当該ＲＦＩＤ装置５１の保持体は、アンテナ保持体の層１０および第一番目の層４０に対応する熱接着フィルム層５３または熱接着フィルムの複数の第一番目の層５０および６０を特色として有する。層８０は熱接着フィルム層５３上に位置される。該熱接着フィルム層５３の接着特性は熱の作用によって活性化される。こうして層１０、５３および８０は互いに積層されて組付けされる。この積層ステップは図５から図７において前に説明したものと同じである。同様に当該モジュールとアンテナ間の電気的接続は、ひとたび層５３の熱接着フィルムが硬化すると永久かつ信頼性の高いものである。

図１２は、個人情報小冊子のセットのためのＲＦＩＤ装置が装着されたカバーとして使われるべく提供される保持体１００の平面図を示す。それは、個人情報小冊子の幅よりも広い幅と、本発明によるＲＦＩＤ装置のいくつかを収容することが出来る長さ、を有するカバー層９０を特色とする。また紙または合成紙で出来たアンテナ保持体層に対応する層９２が視認可能であり、かつ複数のモジュールのグループ１９が層９２の複数の逃げ２０の中に視認できる。個人情報小冊子の切抜き部の位置は図上点線で示されている。個人情報小冊子はこうして内部ページの二つ折れ構成により完全に構成される。

本発明による製造方法は、信頼性の高い、抵抗力のある無線周波数識別装置を提供する。さらに、カバーの粒状物は積層ステップの間に損なわれることはない。

１０ 保持体層、保持体
１１ 開口
１２ 巻き線セット
１３，１４ 接触部
１８ 接触部
１９ 集積回路モジュール
２０ 逃げ
２５，２６ 接着材料、接触部
３３，３４ 接触部
３５ チップ
３７ 保護樹脂、封止体
４０ 熱接着フィルム（層）、一番初めの層
５０ 熱接着フィルム（層）、（第一の）層
５１ ＲＦＩＤ装置
５２ 逃げ
５３ 熱接着フィルム層
６０ 熱接着フィルム（層）、第二の（層）
７０ 第二の層、カバー層
８０ 層
９２ 層

Claims (10)

1. 無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）を備えた個人情報小冊子カバーを製作するための方法であって、前記装置はアンテナと該アンテナに接続されたチップ（１２）を特色として有し、前記方法は以下のステップを包含する：
   − 紙または合成紙で作られた保持体（１０）上に接触部（１３および１４）を有するアンテナ（１２）を製造するステップ、
   − 前記アンテナの複数の接触部（１３および１４）の間に逃げ（２０）を生成するステップ、
   − 前記複数のアンテナ接触部近くの前記保持体（１０）上に接着誘電体材料（２５、２６）を配置するステップ、
   − 前記保持体上に集積回路モジュール（１９）を位置付けするステップであって、前記モジュールは当該モジュールの封止体（３７）内部に複数の接触部（３３、３４）のグループと複数の接触部グループに接続された当該チップを特色として有し、前記モジュールの複数の接触部グループは前記アンテナの前記複数の接触部に相対しており、かつ当該モジュールは当該逃げ（２０）内に封じ込められるように、位置づけし、前記モジュールが逃げ内に設置されるとすぐに、前記モジュールの複数の接触部グループと前記アンテナの接触部との接触によって電気的に接続されるステップ、
   − 当該アンテナを特色として有する前記保持体の面上に、熱接着フィルム（４０、５０、６０）の少なくとも１つの層を設置するステップ、
   − 熱接着フィルムの層または複数の層（４０または５０および６０）の上にカバー層（７０）を設置するステップ、
   − 保持体（１０）、熱接着フィルムの層または複数の層（４０または５０および６０）、およびカバー層（７０）を一緒に積層するステップ。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記アンテナの製造ステップに先行するステップが、厚さ５０〜６０μｍの厚さで前記モジュールの位置に前記保持体層（１０）の部分を浮き出さすことからなり、このように生成された浮き出しは当該モジュールより僅かに大きな形状である方法。
3. 請求項１または２に記載の方法であって、前記保持体（１０）上に直接施された熱接着フィルムの層は、前記モジュール（１９）の位置に逃げ（２０）が設けられており、当該
   逃げ（２０）の形状は当該モジュールの低い方の面の複数の端部に合うようにされていることを特徴とする方法。
4. 請求項１、２または３に記載の方法であって、前記保持体（１０）に施された接着誘電体材料（２５、２６）はシアノアクリレート接着剤である方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法であって、前記複数のアンテナ接触部は凹形状またはリングの様に周囲を残してくり抜かれた形状を有し、接着誘電体材料の接触部が当該凹形状のへこみ内部またはリングの様に周囲を残してくり抜かれた形状の開口部の内側に配置されるようにされた方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の方法であって、前記複数のアンテナ接触部はＵ字形状をしていて該接着誘電体材料が該Ｕ字形状の内部に配置される方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法であって、前記保持体（１０）の合成紙がクリープを起こさない材料、すなわち温度が上昇したときに変形しない材料で作られる方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、熱接着フィルムの複数の前記層は厚さ５０μｍを有する方法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の方法であって、前記アンテナ（１２）は導電性インクを使用したスクリーン印刷によって作られる方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の方法によって得られることを特徴とする無線周波数識別装置。

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