HUT76996A - Rádiófrekvenciás toldalék vékony, flexibilis tokozásban - Google Patents

Description

A találmány tárgya vékony, flexibilis tokozású rádiófrekvenciás toldalékra vonatkozik, amely rádiófrekvenciás áramkört és memóriát tartalmaz.

Az elektronikus áramköröket általában nyomtatott áramköri lapokon vagy flexibilis hordozókon építik fel. A nyomtatott áramköri lapok epoxi műgyanta vagy epoxi üveg anyagú lapok lehetnek, ahol az ilyen lapokra vonatkozó egyik általános osztály közismert nevén az FR4-es osztály. Egy másik lehetséges megoldás szerint flexibilis hordozókat használnak, amelyek poliamidon lévő réz struktúrákat foglalnak magukban. Ezeket az áramköröket elsősorban gépjárművekben, szórakoztató elektronikai berendezésekben és általában kapcsolatok megvalósításánál használják.

A félvezető áramköri elemek közismert néven csípek jól ismert technológia szerint ún. huzalkötéssel (wirebonding) csatlakoznak a nyomtatott áramköri laphoz vagy flexibilis hordozóhoz. Ezek a huzalkötések igen vékony, 25 μπι nagyságrendű átmérőjű és igen rövid huzalokból állnak. A huzalkötésekhez használt egyes huzal hossza általában 1 mm nagyságrendű, és ezt a hosszúságot több, alább felsorolt ok indokolja:

1) A kis huzal átmérő erősen legyengíti a huzalt.

2) Általában egy áramköri elemet sok huzallal kell bekötni, és a hosszabb huzalok megnövelnék a villamos rövidzár veszélyét.

3) A huzalok hosszúságának a megnövelése mind a huzalok önindukcióját mind kölcsönös indukcióját megnöveli, ami csökkenti az áramkör villamos teljesítményét.

A rádiófrekvenciás azonosítás (Rádió Frequency Identification, RFID) csupán az egyik technológia a tárgyak azonosítására szolgáló számos ismert technológia közül. A rádiófrekvenciás azonosító rendszer lelke egy információ hordozó toldalékban van, amely egy bázisállomástól kapott kódolt rádiófrekvenciás jelre válaszolva lép működésbe. A toldalék a beeső rádiófrekvenciás vivőjelet visszaveri, pontosabban visszaküldi a bázisállomáshoz. Az információ úgy kerül átvitelre, hogy a toldalék a visszavert szignált előre programozott információs protokolljának megfelelően modulálja.

• · · ·

-2A toldalék rádiófrekvenciás áramköri elemeket, logikát és memóriát tartalmazó félvezető csipből áll. A toldalékhoz tartozik továbbá antenna, gyakran különálló alkatrészek, kapacitások, diódák, aktív toldalékok esetében telep, az alkatrészeket tartó hordozó, az alkatrészek közötti kapcsolatot megvalósító kötések, valamint valamilyen fizikai védelmet biztosító burok. A toldalékok egy másik csoportja, nevezetesen a passzív toldalékok nem rendelkeznek teleppel, hanem energiájukat a lekérdezésükre használt rádiófrekvenciás jelből nyerik. A rádiófrekvenciás azonosító toldalékokat általában a különálló elemek nyomtatott áramköri lapra történő szerelésével gyártják. Ezt vagy rövid huzalkötésekkel vagy a lap és az áramköri elemek közötti forrasztott kötésekkel valósítják meg. A nyomtatott áramköri lap vagy kerámia, vagy epoxi-üvegszál összetételű lehet. Az antennát általában az áramköri lapra forrasztott vezetékhurkok alkotják, vagy a nyomtatott áramköri lapon kimart vagy felvitt fém minta. Az egész szerelvényt műanyag házba tokozzák, vagy háromdimenziós műanyag tömbbe kiöntik. Ezek a toldalékok igen nagy méretűek, és hagyományos nyomtatott áramköri lapokon diszkrét alkatrészekből vannak felépítve és szilárd, flexibilisnek nem mondható házakban, tokokban vannak elrendezve.

Ismerünk olyan toldalékokat, melyek hosszúsága és szélessége megegyezik a közismert hitelkártya hasonló méreteivel. Ezek a kártyák általában több mint 2,5 mm vastagok, és flexibilisnek nem mondható tokozásúak. Ugyancsak léteznek olyan toldalékok, melyek hitelkártya hosszúságúak és szélességűek de felületükön különböző kidudorodások vannak ott, ahol az elektronikus áramkör található, így ezek túlságosan vastagok ahhoz, hogy a szokásos kártyaolvasó készülékekbe be lehessen őket helyezni.

Ismerünk néhány olyan elektronikus termékvédelmi rendszert, például üzleti lopások megakadályozására szolgáló rendszereket, melyek olyan bélyegeket használnak, amelyek vékonyak, (általában 0,3 mm vastagságúak), azonban jellemző és általános módon igen korlátozott információ mennyiséget, legtöbbször csak 1 bitet tartalmaznak. Ezen árukísérő bélyegek közül néhányat ki lehet kapcsolni, ám ismételt visszakapcsolásukra, aktiválásukra nincs lehetőség.

Rajzainkon az 1A ábrán egy ismert, a technika állásához tartozó rádiófrekvenciás 105 toldalék felépítését tüntettük fel vázlatosan. A 105 toldalékban 115 hordozón 110 félvezető • · ♦

-3 áramkör van felszerelve. Ennek a 110 félvezető áramkörnek olyan 120 érintkezései vannak, amelyek a 115 hordozóhoz rögzített egyéb villamos áramkörökhöz, áramköri elemekhez vannak 125 huzalkötésekkel kapcsolva. A 110 félvezető áramkört a káros környezeti behatásoktól ráöntött 130 tokozás védi. A bemutatott 105 toldalék vastagságát a felsorolt áramkörök, pontosabban a 115 hordozó, a 110 félvezető áramkör, az annak a tetején kiképzett 120 csatlakozások és végül, de nem utolsó sorban a 125 huzalkötések együttes magassága határozza meg. Az ilyen jellegű 105 toldalékokban lévő 115 hordozók szokásos vastagsága 0,25 mm, és a 110 félvezető áramkör vastagsága a 125 huzalkötések technológiailag szükséges 122 huzalhullámát is beleértve 0,5 - 1,0 mm között változik, a 130 tokozás magassága ugyancsak kb. 0,25 mm. Ha ezt összegezzük az ilyen felépítésű 105 toldalékok vastagsága legkevesebb 1,0 - 1,5 mm-t tesz ki, és ez az érték számos alkalmazáshoz túlságosan nagy.

Az 1B ábra egy másik ismert 150 toldalék felépítést mutat, szintén vázlatosan, amelyben a 120 érintkezésekkel ellátott 110 félvezető áramkör villamosán vezető 160 ragasztóval van áramköri 155 csatlakozásokhoz hozzákötve. Ennek a 150 toldaléknak a 165 hordozója általában RF4 jelzésű (1-1,5 mm vastagságú) nyomtatott áramköri lapból, vagy 0,25 mm vastagságú flexibilis hordozóból áll. A 110 félvezető áramkör és a 160 ragasztó további 0,51,0 mm-rel járul hozzá a 150 toldalék vastagságához és a 130 tokozás is további 0,25-0,5 mm vastagságot jelent. A 150 toldalék teljes vastagsága tehát 2-3,5 mm tartományon belül változó, és látható, hogy óhatatlanul vastagabb mint az 1A ábrán bemutatott 105 toldalék.

A szóban forgó területen más, céljaink számára túlságosan vastag szerkezeti kialakítást is ismerünk, melyek alkotórészét quad fiat pák (QFP) és/vagy small outline pák (SOP) néven ismert egységek alkotják. Az ilyen kialakítású szerkezetek legalább 1 mm, de általában 2-3 mm vastagok.

A DE A 4 319 878 számú szabadalmi leírás olyan nagyfrekvenciás azonosító kártyát ismertet, amelyben egy hordozó réteg tart egy integrált áramkört. Az integrált áramkör szitázással kialakított vezető antennacsík párhoz csatlakozik. A hordozórétegen ezen kívül az egységet energiával ellátó négyszögletes, vékony elempár is el van rendezve. Az integrált áramkört és az elemeket teljesen hermetikusan a külvilágtól lezáró fedélelem borítja.

-4Az általunk is ismert kiindulási alapként tekintett műszaki szint tanítása szerint régi és erőteljes igény áll fenn flexibilis hordozókra felépített rádiófrekvenciás azonosító toldalékok iránt. Míg ez az igény fennáll, az eddigi ismert igyekezetek ezt az igényt nem tudták minden szempontból kielégítően teljesíteni. Egy ismert azonosító toldalék 1,5-2,0 mm vastagságú, mely vastagság önmagában behatárolja az azonosító toldalék alkalmazási területét illetve alkalmazhatóságát. Például ez az azonosító toldalék sokkal vastagabb, mint az ISO szabvány szerinti 0,76 mm hitelkártya vastagság és így nem használható hitelkártyákban és nem helyezhető hitelkártya leolvasó készülékekbe sem.

Az ismert megoldások álláspontunk szerint azért vallottak kudarcot kellően vékony azonosító toldalékok előállításában, mert nem ügyeltek eléggé arra, hogy a toldalékot alkotó minden egyes alkotóelem a lehető legvékonyabb legyen, az egyes alkatrészeket egyszerűen egymás tetejére helyezték, és az antenna és a csatlakozó vezetékek egynél több síkú elektromos huzalozást igényeltek, azaz a kialakítások a szükséges átkötések megvalósításához egymást keresztező vezetékekkel, huzalokkal számoltak és terveztek. Az egymásra helyezett elemek számával és huzalozási, átkötési rétetek számával a toldalék egyre vastagabb lett és ennek hatására flexibilitása is egyre inkább csökkent.

Ismerünk olyan rádiófrekvenciás toldalékot, amelynek teljes vastagsága 0,8 mm. Ugyan ez az érték kedvezőbb mint az előbb ismertetett kialakításnál, még mindig nagyobb mint az ISO szabvány szerinti 0,76 mm-es hitelkártya vastagság. A megoldás további hiányossága, hogy bár vékony elemeket, alkatrészeket használ, nem fordít kellő figyelmet arra, hogy kellően flexibilis alkatrészeket használjon. így az alkatrészek egy szokásos merev nyomtatott áramköri lapra vannak felerősítve és műanyaggal bevonva (kemény alatt azt értjük, hogy a nyomtatott áramköri lapot nem lehet kézzel könnyen meghajlítani). Az ismertetett intézkedések eredménye, hogy vékony, de merev tokozás jön létre és ez nem helyezhető be például azokba a vékony, rugalmas laminátum borítást biztosító berendezésekbe, amelyek kiváló védelmet jelentenének a tennék számára. A termék összefoglalva túlságosan vastag és rugalmatlan.

Az US-A 4 725 924 számú szabadalmi leírás elsősorban mikroáramköri kártyák gyártásánál használt kis elektronikus egységet ismertet. A kis elektronikus egység szigetelő anyagból

-5 készült flexibilis lap nyílásában elhelyezett integrált áramkört tartalmaz és ez a lap a nyílásba nyúló elektromosan vezető vezetőcsíkokat hordoz, amelyek az integrált áramkör kivezetéseivel vannak összeerősítve, ahhoz hozzáforrasztva, vagy adhezív kötéssel hozzákötve. A flexibilis lapot vagy közvetlenül vagy a vezetőcsíkokon keresztül hajlító és csavaró igénybevétel esetén deformálódó tartóelem tartja. A flexibilis lapnak legalább a nyílást körülvevő területe a tartóelemhez képest például szabadon képes mozogni, és lényegében elválasztja az integrált áramkört és a vezetőcsíkokat a tartóelem deformálódásaiból eredő igénybevételektől.

Az EP A 0 231 937 számú szabadalmi leírás kártyákban használható félvezető elrendezést ismertet. A kártyaszerü félvezető eszköz műgyantából készült áramköri lapot valamint arra szerelt félvezető szemcsét tartalmaz és a félvezető szemcsének azon az oldalán, amelyik nem a félvezető áramkört tartalmazza fémréteg van kiképezve. A félvezető szemcsét úgy rögzítik az áramköri laphoz, hogy ezt a fémréteget hozzáerősítik az áramköri laphoz, és polimer anyaggal hermetikusan lezárják. A megoldás hiányossága, hogy egyáltalán nem flexibilis.

A találmánnyal célunk az ismert megoldásokkal összehasonlítva lényegesen jobb tulajdonságokkal rendelkező vékony rádiófrekvenciás toldalék kialakítása. Ezen belül célunk olyan flexibilis rádiófrekvenciás toldalék kialakítása, amely vékony flexibilis védő laminált réteggel van ellátva. Célunk továbbá, hogy a flexibilis rádiófrekvenciás toldalék beleessen a hitelkártyákra vonatkozó ISO szabványban előírt mérettartományba, és így el lehessen helyezni egy hitelkártya tokban, útlevélborítóban, borítékban, alkalmazni lehessen lopásgátló eszközként vagy azonosító vagy belépő jegyként.

A kitűzött feladat megoldása során olyan rádiófrekvenciás toldatot vettünk alapul vékony flexibilis tokozásban, amely szigetelő flexibilis hordozót, annak integrált részét alkotó, csatlakozásokat tartalmazó antennát, modulátor fokozatot, logikai fokozatot, memória fokozatot és csatlakozásokat magában foglaló félvezető áramkört tartalmaz, amely a hordozón van az antenna közvetlen közelében elrendezve, továbbá az antenna csatlakozások és a félvezető áramkör csatlakozások között egy vagy több, az antennával és az antenna csatlakozásokkal azonos síkban fekvő összekötő vezetőt tartalmaz. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztet-6tük tovább, hogy a hordozónak a félvezető áramkört befogadó nyílása van, és a félvezető áramkör a hordozó nyílását a hordozó és a félvezető áramkör között kitöltő tokozással van beburkolva.

A találmány szerinti rádiófrekvenciás toldalék egy előnyös kiviteli alakja értelmében a hordozó poliamidot és poliésztert tartalmazó szerves anyag.

A találmány szerinti rádiófrekvenciás toldalék egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a toldalék áttetsző anyagú.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha az összekötő vezetők termokompressziós, ultrahangos egypontos, forrasztásos és villamosán vezető ragasztásos kötési módok bármelyikével megvalósított kötéseket képeznek.

Előnyös továbbá a találmány szerint, ha a félvezető áramkört a tokozást a hordozót és az antennát szerves burkolat veszi körül.

Fentieken túlmenően előnyös, ha egy vagy több rétegű laminátumot tartalmaz.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha kétrétegű laminátummal van körülvéve, amely egy szívós külső bevonatból és egy belső ragasztóból áll, és a bevonat réteget poliésztert, milárt, poliimidet és polietilént magukban foglaló anyagcsoport valamelyik anyaga alkotja, és a ragasztó réteget etil-vinil-acetátot, fenolos vajsavat és szilikon ragasztót magában foglaló anyagcsoport valamelyik tagja alkotja.

A találmány szerinti rádiófrekvenciás toldalék egy további előnyös kiviteli alakja értelmében legalább egyik vagy mindkét oldalán laminált.

Előnyös továbbá, ha az antenna rezonáns antennaként van kiképezve, és hajtogatott dipólus, félhullámú dipólus és hurokantenna valamelyikeként van megvalósítva.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a hordozóhoz az antenna közvetlen szomszédságában telep van erősítve, és egy vagy több vezetőn keresztül a félvezető áramkör csatlakozásaihoz kapcsolódik és a vezetők és a telep csatlakozásai egy síkba esnek az antennával és az összekötő vezetőkkel.

·«*·

-7Fentieken túlmenően előnyös, ha a telep csatlakozások ponthegesztést, forrasztást, termokompressziós kötést, vezetőképes ragasztásos kötést magában foglaló bármely kötési móddal vannak a telepet csatlakoztató vezetőkhöz hozzákötve.

Ugyancsak előnyös, ha a telep csatlakozásai ponthegesztéssel vannak csatlakoztatva és a félvezető áramkör csatlakozásai termokompressziós kötéssel vannak az antennához csatlakoztatva.

Továbbá előnyös, ha a félvezető áramkörnek legalább egyik irányú mérete kisebb mint 300 pm, az antenna legalább egyik irányú mérete kisebb mint 35 pm, és a hordozónak egyik irányú mérete kisebb mint 125 pm, míg a toldalék egyik irányú mérete kisebb mint 508 pm.

A találmány szerinti rádiófrekvenciás toldalék egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a félvezető áramkör memóriája feladásra vonatkozó információt tartalmaz és a toldalék postaküldemény levélhez vagy csomaghoz van társítva.

Előnyös továbbá, ha bélyegbe, csomagon vagy borítékon belülre, csomag vagy boríték anyagába, útlevélbe, belépőjegybe, árucikkbe van beépítve és utóbbi esetben lopást meggátló információt tartalmaz, vagy vezetői engedélybe van beépítve.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha legalább egyik irányú mérete kisebb mint 760 pm.

Előnyös végül, ha ISO szabvány szerinti hitelkártya méretű tokozásban van elhelyezve.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt rádiófrekvenciás toldalék néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

1A. ábra a technika állásához tartozó, ismert rádiófrekvenciás toldalék vázlatos keresztmetszete, az

1B ábra egy további ismert a technika állásához tartozó rádiófrekvenciás toldalék felépítését mutatja metszetben, a * I

	-8-
2. ábrán	vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalék lehetséges kiviteli alakjának keresztmetszete látható, a
3. ábrán	a találmány szerinti vékony flexibilis rádiófrekvenciás azonosító toldalék olyan kiviteli alakjának a keresztmetszetét tüntettük fel, amelynél a hordozóban egy nyílás van kiképezve, a
4. ábra	egy vékony rádiófrekvenciás toldalék felülnézete az ahhoz kapcsolódó dipólus antennával, az
5. ábra	egy további lehetséges vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalék felülnézete két hurokantennával, a
6. ábra	egy vékony flexibilis rádiófrekvenciás azonosító toldalék felülnézete, amely hurokantennához kapcsolódik és tápláló elemet tartalmaz, a
7 A ábrán	a félvezető áramkör és a hordozó közötti termokompressziós kötés látható, a
7B ábrán	a félvezető áramkör és a hordozó közötti ultrahangos kötés látható, a
7C ábrán	a félvezető áramkör és a hordozó közötti forrasztott kötés látható, a
7D ábrán	a félvezető áramkör és a hordozó közötti vezető ragasztott kötés látható, a
7E ábrán	a félvezető áramkör és a hordozó közötti ponthegesztéses kötés látható, a
8. ábra	bélyegként alkalmazott vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalékot mutat, a
9. ábra	rezonáns hurokantennát használó, egy útlevél borítójába épített vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalékot mutat, a

-910. ábra belépőjegyen elhelyezett találmány szerinti vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalékot mutat, a

11. ábrán lopásgátló eszközként használt vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalék látható egy CD lemeztokban, a

12. ábrán hitelkártya belsejében elhelyezett vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalék látható és a

13. ábra vezetői engedélybe helyezett vékony rádiófrekvenciás azonosító toldalékot mutat.

A találmányunk szempontjából kiindulási alapként tekintett ismert, technika állásához tartozó rádiófrekvenciás azonosító toldalékokat bemutató IA. és IB. ábrákat leírásunk bevezető részében már érintettük. A 2. ábrán egy újszerű, találmány szerinti rádiófrekvenciás azonosító 200 toldalék oldalnézete, részbeni metszete látható. A 200 toldalékban 210 félvezető áramkör flexibilis 220 hordozón helyezkedik el. A 210 félvezető áramkör 222 csatlakozásokat tartalmaz, amelyek 225 forraszpámákon keresztül kapcsolódnak a 220 hordozón kiképzett 230 antennához. A csomagolt vékony flexibilis 270 laminátum zárja le hermetikusan, amely egy belső, hőre megolvadó 250 ragasztó rétegből, például etil-vinil-acetátból, valamint egy külső, durva polimer anyagból készült 260 bevonatból tevődik össze. A 230 antenna a 220 hordozó integrált részeként van kiképezve. A 230 antenna általában vékony, 25-35 pm vastagságú rézvezető, amely vagy rá van marva egy réz/szerves laminátumra vagy a szerves felületre van felvíve. A réz vastagsága biztosítja a 220 hordozó flexibilitását. Szerves anyagként általában poliésztert vagy poliimidet használnak, amelyre lágyított réz van ráhengerelve vagy galvanizálva. A réz a kötés elősegítése érdekében rézzel vagy ónnal is bevonható. A 210 félvezető áramkör a 225 forraszpárnákon keresztül kapcsolódik a 230 antennához, ahol a 225 forraszpámák termokompressziós kötés esetén aranyból, vagy forrasztott kötés esetén normális C4 típusjelű forraszanyagból állhatnak. Ezek a 225 forraszpámák veszik át az összekötő vezeték szerepét. Mivel csupán 25 μπι nagyságrendbe esnek, az áramkör elektromos teljesítményét nem rontják le nem kívánt induktancia bevezetésével. A bemutatott újszerű kialakításban egyetlen fémréteg található keresztezések nélkül a flexi- 10bilis folyamatos filmben. Azzal, hogy a 230 antenna és az összekötések megvalósítására csupán egyetlen fémréteget használunk a csomagot kellőképpen vékonyan tarthatjuk. Ezen túlmenően az alkatrészeket (a 210 félvezető áramkört, a 230 antennát és adott esetben egy, az ábrán nem látható telepet) egymás közvetlen szomszédságában is elhelyezhetjük. Ez azt eredményezi, hogy az alkatrészek közel lesznek egymáshoz de mégsem egymás tetején helyezkednek el.

Az egymáshoz közeli elhelyezkedést úgy biztosítjuk, hogy a 210 félvezető áramkört közvetlenül hozzákötjük a 230 antennához, átkötések és hosszabb összekötések nélkül. Ezt azzal biztosíthatjuk, hogy vagy dipólus vagy pedig megtört dipólus 230 antennát használunk, amely az alkalmazott rezonancián rezonáns, ahelyett, hogy mindenképpen átkötéseket igénylő többhurkú antennát alkalmaznánk. A fentiek eredményeképpen az összes összekötést és átkötést egyetlen síkban ki tudjuk alakítani. Azáltal, hogy a 230 antennát a 210 félvezető áramkör szomszédságában alakítjuk ki, elkerüljük a kereszteződéseket és az egymásra sorolást és a tokozást mindenképpen vékonyan tudjuk tartani.

A tokozás vékonyságának a fenntartása érdekében a 210 félvezető áramkört kigyengítéssel 225-375 μπι vastagságúra készítjük. A félvezetőket általában akár 1 mm vastagságot is elérő lapkákon gyártják. A gyengítés azt jelenti, hogy ezeket a lapkákat a gyártást követően polírozzuk vagy a lapkák hátsó oldalát leköszörüljük. Az összes elemet és kötést nagyon vékony értéken tartjuk. Néhány érték ennek alátámasztására: a 210 félvezető áramkör (és, amennyiben van, a telep) vastagsága 250-300 pm vagy annál kevesebb; az összekötést végző szerkezeti elemek legfeljebb 50 pm vastagságúak, a lamináló anyagok egy oldalon 50125 pm vastagak; ennek alapján előnyösen kb. 500 pm, de legfeljebb 750 pm teljes vastagság tokozást kapunk. A megoldásnál alkalmazott kötések a 200 toldalék vastagságát nem növelik, ahogy az más módszerekkel, például huzalkötéssel elkerülhetetlen lenne.

Jóllehet nem feltétlenül szükséges, a tokozás egyik vagy mindkét oldalára egy-egy flexibilis 270 laminátumot vihetünk fel. Egy másik előnyös kiviteli alak értelmében ez a 270 laminátum két rétegből, nevezetesen egy belső 250 ragasztó rétegből és egy külső 260 bevonatból áll. A 270 laminátum belső 250 ragasztó rétege lágy kopolimer, például etil-vinilacetát lehet, míg a 260 bevonat szívós poliészterből készülhet. Ez a kombináció kellő kör9 9

-11 nyezeti védelmet biztosít, de fenntartja a tokozás flexibilis jellegét is. A 270 laminátum vastagsága általában 50-125 gm lehet. Egy további alternatíva értelmében a tokozás borítására egyetlen rétegből, például polietilén rétegből álló 270 laminátumot használhatunk.

A 3. ábrán a találmány szerinti rádiófrekvenciás azonosító 300 toldalék egy további lehetséges kiviteli alakját tüntettük fel, részben metszetben. A 300 toldalék 310 félvezető áramköre 322 csatlakozásokkal van ellátva, és a 320 hordozó 315 nyílásán keresztül 330 antennához van 325 forraszpámákon keresztül kötve. Egy még előnyösebb kiviteli alaknál a 310 félvezető áramkör, a 322 csatlakozásoknál lévő 325 forraszpámák és a 330 antenna környezeti behatásoktól való védelmére 340 tokozást alkalmazunk. Egy még előnyösebb kiviteli alaknál az egész csomagot vékony flexibilis 370 laminátummal burkoljuk be, amely belső oldalán hőre olvadó 350 ragasztó réteget, például etil-vinil-acetát réteget, külső oldalán pedig szívós polimer anyagból készült 360 bevonatot tartalmaz. Egy alternatív kialakítás értelmében a 370 laminátumot egyetlen szerves anyagréteg is alkothatja.

Annak érdekében, hogy a csomag vastagságát tovább csökkenthessük, a 320 hordozót látható módon olyan benne lévő 315 nyílással gyártjuk, amely lehetővé teszi, hogy a 310 félvezető áramkört besüllyesszük. Ennek következtében a 320 hordozó vastagságához nem adódik hozzá a 310 félvezető áramkör vastagsága, legalábbis részben nem adódik hozzá. Ezt a 315 nyílást szerves anyagokban, például poliimid vagy poliészter anyagban vagy marással, vagy kivágással állítjuk elő. Ezen túlmenően a 315 nyílást arra is felhasználhatjuk, hogy a 310 félvezető áramkört vékony tokozó anyaggal bevonjuk. Erre a célra tapasztalataink szerint megfelelő a Dexter Corporation, Califomia, USA cég, Hysol néven védjegyezett epoxi terméke. A 340 tokozás nem járul hozzá lényegesen a teljes csomag vastagságának növekedéséhez, bár feltehetőleg 50 pm-rel megnöveli azt, ehhez képest lényeges védelmet nyújt a 310 félvezető áramkör számára a káros környezeti behatásokkal szemben. Ilyen 340 tokozásként áttetsző anyagokat használhatunk, amelyek védik a 310 félvezető áramkör fényérzékeny áramköri részeit. A bemutatott kiviteli alaknál a 330 antenna és a 310 félvezető áramkör egy síkba eső is lehet.

A 4. ábra egy további vékony rádiófrekvenciás azonosító 400 toldalék felülnézetét mutatja. A 400 toldalék 410 félvezető áramköre flexibilis 420 hordozóban kialakított 450 nyílásban • · • ·

- 12van elrendezve. A 410 félvezető áramkör a flexibilis 420 hordozó 425 csatlakozásaihoz van erősítve, amelyek ugyancsak a 420 hordozón elrendezett dipólus 430 antennával állnak kapcsolatban.

Az 5. ábrán egy további lehetséges rádiófrekvenciás azonosító 500 toldalék felülnézete látható. Az 500 toldalék 510 félvezető áramköre 550 nyílásba van behelyezve és a flexibilis 520 hordozón kiképzett 525 csatlakozásokkal van összekötve, amelyek az 520 hordozón kialakított és rögzített hajlított dipólus 530 és 531 antennákhoz csatlakoznak.

A 6. ábra a találmány szerinti vékony rádiófrekvenciás azonosító 600 toldalék felülnézetét mutatja. A 600 toldalék 610 félvezető áramköre 625 csatlakozások révén hajtogatott dipólus 630 antennához kapcsolódik. A 630 antennát a korábbiakhoz hasonló módon a 620 hordozó foglalja magában. A 610 félvezető áramkörhöz 661 és 662 vezetőkön át vékony 660 telep kapcsolódik, ahol a 661 és 662 vezetők is 625 csatlakozásokhoz kapcsolódnak.

A 660 telep a 610 félvezető áramkörrel igen rövid távolságon összekötő 661 és 662 vezetőn keresztül kapcsolódik. Ez azt jelenti, hogy a 660 telep a 610 félvezető áramkör közvetlen közelében, de amellett nem pedig afelett van elhelyezve. A kb. 0,25 mm-es 660 telep vastagság nem gátolja az elkészült csomag rugalmasságát. A 630 antenna úgy van kiképezve, hogy ugyancsak a 660 telep szomszédságában húzódik és sehol semmilyen átfedés nem található. Ez azt jelenti, hogy az összekötő vezetékezést ennél a kiviteli alaknál is egyetlen síkban tudtuk megvalósítani, és az összes felsorolt elem, tehát 610 félvezető áramkör, a 660 telep, a 630 antenna egy síkban helyezkedik el, így nincs egymás fölötti többsíkú elrendezés. Ennek eredményeképpen a javasolt csomag vékony és flexibilis lehet.

A telepeknek az ismert rádiófrekvenciás toldalékokhoz csatlakoztatására szolgáló kötési módszerek különböző ismert technikákat tartalmaztak például forrasztást, vezetőképes ragasztóval történő összeragasztást, huzalkötést, ponthegesztést, és stb. A 7E. ábrán bemutatott ponthegesztésnél a telep csatlakozópontjai a hordozón kiképzett csatlakozásokra vannak rászorítva, miközben a két fémet kis feszültségű nagy áramú impulzus összeköti egymással.

• · · ·

- 13 Egy előnyös kiviteli alak értelmében a 660 telep, a 610 félvezető áramkör és a 620 hordozó metallurgiája olyan, hogy a 660 telepet csatlakoztató módszer konzisztens a 610 félvezető áramkört csatlakoztató módszerrel. Például a 620 hordozón felvitt ónbevonat, amely biztosítja a 610 félvezető áramkör ráerősítését, eleve kizárja a 660 telep rögzítésére vezetőképes ragasztó használatát, de ónbevonat helyett aranybevonat alkalmazása mindkettőt lehetővé teszi.

Egy még előnyösebb kiviteli alaknál a vékony flexibilis rugalmas csomag és tokozás előállítása során robusztus félvezető áramkör rögzítési technikákat, például termokompressziós kötést használunk. Ha a 610 félvezető áramkör felerősítésére termokompressziós kötést alkalmazunk, a 660 telep felerősítésére pedig ponthegesztést alkalmazunk, így az összeerősítő technológiák olyan újszerű kombinációját valósítjuk meg, amellyel a 660 telepet hozzá tudjuk erősíteni a flexibilis 620 hordozóhoz. Egy előnyös kiviteli alak esetén a 620 hordozó poliimid vagy poliészter lehet.

A 7A-7E ábrák különböző típusú összekötési lehetőségeket illetve variációkat mutatnak be, amelyekkel a hagyományos toldalékokban a félvezető áramköröket a hordozón lévő egyéb áramköri elemekhez kapcsolták rádiófrekvenciás toldalékok előállítása során. Ide tartozik a termokompressziós kötés, az ultrahangos egypontos kötés, a forrasztás és a villamosán vezető ragasztóanyag alkalmazása.

A 7A ábrán termokompressziós kötés vázlatát tüntettük fel. Ennek a során a megfelelő fém felületeket 750 erő kifejtésével kapcsolatba hozzuk, és 720 melegítő dugattyúval 740 hőt adunk át, amellyel fém-fém 760 kötést alakítunk ki a 710 félvezető áramkör általában aranyból készült 730 forraszpárnái és a 705 hordozó aranybevonatú 706 csatlakozásai között. A 705 hordozó a 720 melegítő dugattyú ellendarabjaként szolgáló alsó 780 melegítő dugattyún helyezkedik el. A módszer sajátossága, hogy egyidejűleg sok kötést létre tudunk hozni, és ezt a módszert elsősorban gyártósorokon végzett automatikus kötéseknél alkalmazzák.

A 7B ábra olyan egypontos ultrahangos kötést mutat be, amelyet a termokompressziós kötés egy változatának tekinthetünk, ahol a nyomást ultrahang energia helyettesíti. Egy továb• ·

- 14bi eltérés, hogy egyidejűleg csupán egyetlen kötés készíthető el. Ez a technológia aranyarany metallurgiát igényel. A 751 kötőhegy 731 nyomást és 741 ultrahang energiát fejt ki, miközben 721 kivezetést az alsó 705 hordozón nyugvó 711 félvezető áramkör 725 forraszpárnájának szorítja.

A 7C ábrán forrasztott kötés vázlatát tüntettük fel, ahol a 716 félvezető áramkör és a 736 hordozó 726 csatlakozásai között forraszónból készült kis méretű 746 forraszpámákat használunk. A 746 forraszpámák megfolyatását akkor végezzük, mikor a 736 hordozót az őt alátámasztó 756 felülettel együtt 786 kemencén végigvezetjük. Ehhez általában az szükséges, hogy a forraszanyag megfolyatásához megfelelő hőmérsékletet és adott esetben folyasztószert használjunk.

A 7D ábra villamosán vezető ragasztóval valósított kötést mutat be, ahol a villamos vezetőképességet biztosító fémrészecskékkel adalékolt 744 ragasztó képezi az összekötő közeget a 714 félvezető áramkör 740 csatlakozásai és a 734 hordozón lévő 724 csatlakozások között. A nevezett alkatrészek melegítésére szolgáló 764 és 754 melegítő dugattyúkkal biztosítjuk a kötés létrejöttéhez szükséges 774 hőt és 784 nyomást.

A 7E ábra ponthegesztést mutat, ahol 775 réssel szétválasztott 755 és 765 hegesztőhegyek 745 vezetőnek nekiszorulva tartják azt helyén és érintkezésben a szigetelő 725 hordozón elhelyezett 735 vezetővel. 785 áram a 755 és 765 hegesztő hegyeken átfolyva hozza létre a kötéshez szükséges felhevülést és megolvadást.

A 8. ábrán 800 postabélyeget tüntettünk fel, amely vékony rádiófrekvenciás 810 toldalékot tartalmaz. A 810 toldalék 815 antennából, 820 telepből és 830 félvezető áramkörből áll és 840 borítékhoz vagy csomaghoz van erősítve. A 810 toldalék a korábban bemutatott kiviteli alakok bármelyike lehet. Ebben az alkalmazásban a burkolat (tipikusan a 2. ábra 270 és a 3. ábra 370 laminátuma) a bélyeget alkotó papír. A 810 toldaléknak a vékony papírrétegek közé történő szendvicsszerű beillesztéséhez és rögzítéséhez ragasztót, például akril ragasztót használhatunk. Ezek a ragasztók felelnek meg ebben az esetben a 2. ábra 250 ragasztójának és a 3. ábra 350 ragasztó rétegének. A felső felületet (a 270, 370 laminátumok egyik oldalán) megfelelő grafikával nyomtathatjuk meg, míg a másik, alsó felületet nyomásérzékeny • · · · ···· • · · · · · • · · · · « · · · · · · · •··· · ··· ·

- 15 ragasztóval láthatjuk el, ami ugyancsak akril ragasztó lehet és a bélyeg csomagra vagy borítékra való felragasztására szolgál. A rádiófrekvenciás 810 toldalék információt tartalmazhat a küldeményről, és a bélyeggel ellátott levél vagy csomag nyomon követésére használhatjuk. Egy alternatív lehetőség szerint 850 toldalékot 840 boríték falába, vagy egy csomag csomagolásába is bezárhatjuk. Egy másik lehetséges kiviteli alaknál a rádiófrekvenciás 850 toldalékot a boríték vagy a csomag belsejében is elhelyezhetjük.

A 9. ábrán vékony rádiófrekvenciás 920 toldalékot mutatunk, amely 930 útlevél 910 borítójába van beágyazva és így rádiófrekvenciás 900 útlevelet alkot. A 920 toldalék a 930 útlevél borítójának papír rétegei közé van szendvicsszerűen beillesztve. A 920 toldalék a korábban leírtaknak megfelelően 270, 370 laminátumot tartalmazhat, vagy alternatív módon a 930 útlevél 910 borítóját használhatjuk fel a 920 toldalék 270, 370 laminátumaként. A 920 toldalék memóriájában a 930 útlevél tulajdonosának azonosítására, vízumokra, belépési dátumokra, korlátozásokra vonatkozó információ vagy bármely más szükséges információ eltárolható. Az információ nagyobb biztonság érdekében kódolt formátumú is lehet.

A kódoláshoz használt kulcs olyan szoftver kód lehet, amelyet kizárólag a 930 útlevet kibocsátó hatóság ismer és használ. A dekódoló kulcs viszont nyilvános lehet, úgy, hogy bárki (aki ezzel a nyilvánosságra hozott dekódoló kulccsal rendelkezik) el tudja olvasni a 920 toldalék memóriájába írt információt, de csupán a kódoló kulccsal rendelkező hatóság képes ezt az információt módosítani, törölni vagy újraírni.

A 10. ábrán rádiófrekvenciás 1020 toldalékot tartalmazó 1010 belépőjegyet tüntettünk fel. Az 1020 toldalék ennél a kialakításnál is papírrétegek között vagy más laminátumok bezártan helyezkedik el. Az 1010 belépőjegy akár közönséges belépőjegy vagy értékesebb szolgáltatásokra feljogosító jegy, például repülőjegy vagy ételjegy lehet. Az 1020 toldalékkal ellátott 1010 belépőjegy ezzel együtt természetesen nyomkövetésre is felhasználható.

All. ábrán 1140 CD lemez látható szokásos 1120 CD borítójában, amelyhez lopást megakadályozó rádiófrekvenciás azonosító 1130 toldalék van rögzítve. Az 1130 toldalék egyrészt helyettesíti az azonosító vonalkódot, a leltárszámot, a POS (Point of Sale) eszközt, és eredeti céljának megfelelően egyben lopás elleni védelemként is szolgál. A 1130 toldalékra a • ·

- 16termékre, az árra, a gyártás dátumára és az árusításra vonatkozó információ is rányomtatható. Az 1130 toldalék memóriájában lévő információ egyes bitjeit az eladás időpontjában meg tudjuk változtatni, jelezve ezzel, hogy a terméket annak rendje és módja szerint vitték el az üzletből.

A 12. ábra egy ISO szabvány szerinti 1210 hitelkártyát mutat, amely rádiófrekvenciás 1220 toldalékot tartalmaz. Az 1210 hitelkártya ATM kártya, könyvtár kártya, telefonkártya, repülő törzsutas kártya, alkalmazotti azonosító kártya, társadalombiztosítási azonosító kártya, benzinkúti hitelkártya vagy bármilyen más hitel vagy debit kártya lehet. Az 1220 toldalék külső határoló rétegei (melyek megfelelnek a 270, 370 laminátumoknak) az 1210 hitelkártya előnyösen PVC laminátumai lehetnek. A 0,5 mm vastagságú 1210 hitelkártya magban a gyártás során megfelelő méretű nyílást alakítanak ki, és az ugyancsak 0,5 mm vastag 1220 toldalék csomagot ebbe a nyílásba helyezzük be, majd az 1210 hitelkártyát ezután lamináljuk. Az eredményül kapott 1210 hitelkártya, amely már tartalmazza a rádiófrekvenciás 1220 toldalékot is, nem csupán az ISO szabvány szerinti hosszúsággal és szélességgel, hanem az annak megfelelő vastagsággal is készült.

A találmány egy további lehetséges kiviteli alakjánál, amelyet a 13. ábrán tüntettünk fel a rádiófrekvenciás 1320 toldalék járművezetői 1310 engedélyben van ahhoz hasonló módon elhelyezve, amint azt az 1210 hitelkártyánál írtuk. A rádiófrekvenciás 1320 toldalékban lévő információt így fel tudjuk használni személyazonosításra, szervadó donor információra, korlátozásokra, azonosság és kor ellenőrzésére, stb. Ha szükséges biztonsági célokból az 1320 toldalékban tárolt információt kódolhatjuk.

Claims (16)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Rádiófrekvenciás toldat vékony flexibilis tokozásban, amely szigetelő flexibilis hordozót, annak integrált részét alkotó, csatlakozásokat tartalmazó antennát, modulátor fokozatot, logikai fokozatot, memória fokozatot és csatlakozásokat magában foglaló félvezető áramkört tartalmaz, amely a hordozón van az antenna közvetlen közelében elrendezve, továbbá az antenna csatlakozások és a félvezető áramkör csatlakozások között egy vagy több, az antennával és az antenna csatlakozásokkal azonos síkban fekvő összekötő vezetőt tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a hordozónak (320) a félvezető áramkört befogadó nyílása (315) van, és a félvezető áramkör (310) a hordozó nyílását a hordozó és a félvezető áramkör között kitöltő tokozással (340) van beburkolva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék, azzal jellemezve, hogy a hordozó (310) poliamidot és poliésztert tartalmazó szerves anyag.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a toldaléké (340) áttetsző anyagú.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy az összekötő vezetők termokompressziós, ultrahangos egypontos, forrasztásos és villamosán vezető ragasztásos kötési módok bármelyikével megvalósított kötéseket képeznek.
5. 5. A 4. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a félvezető áramkört (310) a tokozást (340) a hordozót (320) és az antennát (330) szerves burkolat veszi körül.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy egy vagy több rétegű laminátumot (270, 370) tartalmaz.
7. 7. A 6. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy kétrétegű laminátummal (270, 370) van körülvéve, amely egy szívós külső bevonatból (260, 360) és egy belső ragasztóból (250, 350) áll, és a bevonat (260, 360) réteget poliésztert, milárt, poliimidet és polietilént magukban foglaló anyagcsoport valamelyik anyaga alkotja, és a ra··· · • · · · · · ···· · · ··

   - 18 gasztó (250, 350) réteget etil-vinil-acetátot, fenolos vajsavat és szilikon ragasztót magában foglaló anyagcsoport valamelyik tagja alkotja.
8. 8. A 6. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy legalább egyik vagy mindkét oldalán laminált.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy az antenna (330) rezonáns antennaként (330) van kiképezve, és hajtogatott dipólus, félhullámú dipólus és hurokantenna valamelyikeként van megvalósítva.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a hordozóhoz (620) az antenna (630) közvetlen szomszédságában telep (660) van erősítve, és egy vagy több vezetőn (661, 662) keresztül a félvezető áramkör (610) csatlakozásaihoz (625) kapcsolódik és a vezetők (661, 662) és a telep (660) csatlakozásai egy síkba esnek az antennával (630) és az összekötő vezetőkkel.
11. 11. A 10. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a telep (660) csatlakozások (625) ponthegesztést, forrasztást, termokompressziós kötést, vezetőképes ragasztásos kötést magában foglaló bármely kötési móddal vannak a telepet (660) csatlakoztató vezetőkhöz (661, 662) hozzákötve.
12. 12. A 10. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a telep (660) csatlakozásai (625) ponthegesztéssel vannak csatlakoztatva és a félvezető áramkör (610) csatlakozásai (625) termokompressziós kötéssel vannak az antennához (630) csatlakoztatva.
13. 13. Az 1. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a félvezető áramkörnek (610) legalább egyik irányú mérete kisebb mint 300 pm, az antenna (630) legalább egyik irányú mérete kisebb mint 35 prn, és a hordozónak (620) egyik irányú mérete kisebb mint 125 μιη, míg a toldalék (600) egyik irányú mérete kisebb mint 508 μην
14. 14. A 13. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy a félvezető áramkör (610) memóriája feladásra vonatkozó információt tartalmaz és a toldalék (600) postaküldemény levélhez vagy csomaghoz van társítva.

    - 1915. A 14. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy bélyegbe (800), csomagon vagy borítékon belülre, csomag vagy boríték anyagába, útlevélbe (910), belépőjegybe (1010), árucikkbe van beépítve és utóbbi esetben lopást meggátló információt tartalmaz, vagy vezetői engedélybe (1310) van beépítve.
15. 16. A 6. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy legalább egyik irányú mérete kisebb mint 760 μητ.
16. 17. A 16. igénypont szerinti rádiófrekvenciás toldalék azzal jellemezve, hogy ISO szabvány szerinti hitelkártya méretű tokozásban van elhelyezve.