Elemento laminado funcional.

Elemento laminado funcional (6), que comprende por lo menos un componente eléctricamente conductor

(2.1, 2.1', 2.2), en particular una bobina de antena o una pista, dispuesto sobre un sustrato no tejido poroso (1) caracterizado por que el sustrato no tejido poroso presenta un gramaje inferior 5 a 10 g/m2.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06024978.

Solicitante: HID GLOBAL GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM KLINGENWEG 6A 65396 WALLUF ALEMANIA.

Inventor/es: MICHALK,MANFRED, HIRSCHFELD,KAY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES... > Soportes de registro para utilización con máquinas... > G06K19/077 (Detalles de estructura, p. ej. montaje de circuitos en el soporte)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Circuitos impresos (conjuntos consistentes en una... > H05K1/03 (Empleo de materiales para realizar el sustrato)

PDF original: ES-2546269_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Elemento laminado funcional.

Campo de la invención La presente invención se refiere a elementos laminados funcionales, particularmente para su utilización como cableado flexible, por ejemplo en ropa inteligente o como sustratos para módulos de chips.

Dichos elementos laminados funcionales han de ser muy flexibles y resistentes a tensión ambiental como temperaturas, presión y humedad extremas. Cuando se insertan módulos de chips en el elemento laminado funcional, han de protegerse bien. Los soportes de información sin contacto tales como las tarjetas de ID sin contacto han conquistado el mercado a lo largo de los últimos años. Se producen tarjetas de ID sin contacto a gran escala utilizando técnica de laminación multicapa. Se describe una técnica de este tipo en el documento DE 43 37 921 A1, en el que se produce una entrada de tarjeta en una primera etapa de laminación. Entonces se añaden hojas de cubierta o protección durante una segunda etapa de laminación. Este procedimiento en dos etapas, con la producción de la entrada en primer lugar, se ha extendido ampliamente para la fabricación de toda clase de productos con transpondedor. La función principal del empaquetado de entrada es proteger y mantener juntos los elementos activos del transpondedor, tales como un módulo de chips y una bobina de antena conectados entre sí. Se producen las entradas, por ejemplo, disponiendo el transpondedor, que comprende un chip IC y una bobina de antena conectados entre sí, sobre una primera chapa de plástico, cubriéndola con una segunda chapa de plástico, y realizando laminación en caliente del conjunto. Normalmente, se utiliza PVC o un material idéntico como material de chapa. Alternativamente, los transpondedores pueden suministrarse incluso dispuestos sobre el primer sustrato de chapa, sin ninguna capa de cobertura laminada.

Reduciendo la cantidad de utilización de material de sustrato o utilizando plástico más liso tal como poliuretano (PU) pueden producirse elementos laminados funcionales más gruesos o más flexibles pero su resistencia y solidez disminuyen al mismo tiempo.

El documento EP 0 913 268 A1 describe un módulo IC flexible que comprende un sustrato flexible que presenta compresibilidad en la dirección del espesor, propiedad de autounión por presión y propiedad de impregnación de resina y una parte montada soportada por dicho sustrato flexible, insertándose dicha parte en una indentación formada por compresión en una parte del sustrato flexible, mediante lo cual el sustrato flexible puede ser un material textil no tejido.

Los elementos laminados funcionales conocidos son o bien demasiado rígidos o bien demasiado gruesos o tienden a deslaminarse bajo un esfuerzo mecánico como doblado.

El documento EP 1 361 538 muestra un transpondedor mediante el cual el soporte es un papel con un gramaje de 20-400 g/m2.

Sumario de la invención Por consiguiente un objetivo de la presente invención es proporcionar un elemento laminado funcional mejorado.

Con ese objetivo a la vista, la presente invención sugiere un elemento laminado funcional, que comprende por lo menos un componente eléctricamente conductor, particularmente una bobina de antena o una pista, dispuesta sobre un sustrato no tejido poroso con un gramaje inferior a 10 g/m2. No tejido significa materiales textiles, cuyas fibras ni se tricotan ni se tejen. En su lugar, las fibras se reúnen en forma de una hoja o banda y se unen entre sí mecánicamente (por lo menos mediante fricción entre fibras) , térmicamente o por medio de un adhesivo. Fue una sorpresa descubrir que un material no tejido delgado y poroso (casi evanescente) de este tipo podía ser un sustrato adecuado para fijar una antena u otro componente eléctricamente conductor. No era obvio que un material no tejido ligero fuera lo suficientemente resistente como para soportar la antena y que pudiera presentar suficiente resistencia como para mantener sus almohadillas conductoras en posición.

Preferiblemente, el sustrato no tejido es impermeable al agua o incluso resistente al agua hirviendo, de modo que el elemento laminado funcional puede lavarse cuando se utiliza en ropa inteligente o similar.

En una realización preferida de la invención, el sustrato no tejido contiene fibras largas y naturales con menos de 25 micrómetros de diámetro. Particularmente, la longitud de las fibras es por lo menos de dos a tres veces el espesor del componente conductor, lo más preferible de 2 mm a 10 mm. Por tanto, el material no tejido adquiere una mejor resistencia mecánica debido a su fricción entre fibras mejorada y forma una estructura similar a una telaraña para soportar el componente conductor y mantenerlo en una posición definida por lo menos temporalmente.

En una realización preferida de la invención, el componente conductor es un cable. Los cables pueden doblarse fácilmente y están disponibles a bajo coste. Alternativamente, el componente conductor puede presentan la forma de

un tira metálica plana. El cable puede fijarse sobre el sustrato no tejido mediante diferentes técnicas de la técnica, como por ejemplo la técnica de transferencia de cable descrita en el documento EP1352551 o la técnica de inserción de cable descrita en el documento EP08800754.

En una realización preferida, el cable se esmalta con un barniz termoendurecible, mediante lo cual se fija el cable al sustrato no tejido para garantizar una mejor fijación del cable sobre el sustrato no tejido. Cuando se fija el cable al sustrato no tejido, el barniz termoendurecible se activa mediante calor y/o presión, de modo que penetra parcialmente en el sustrato no tejido y se solidifica cuando se enfría. Una alternativa podría ser cubrir la chapa no tejida con una capa de adhesivo termoendurecible delgada, por ejemplo.

En una realización particularmente preferida, se dispone un segundo sustrato no tejido sobre el componente conductor. Se rellena un espacio entre los dos sustratos no tejidos con un material de relleno, particularmente un material de plástico, por ejemplo poliuretano (PU) o un adhesivo de fusión en caliente. El segundo sustrato no tejido puede presentar las mismas propiedades materiales que el primero descrito anteriormente. Preferiblemente, las tres capas se laminan entre sí con el componente conductor en el interior. El resultado es una estructura de elemento laminado plana con el sustrato no tejido penetrado por lo menos parcialmente por el material de relleno. Como los sustratos no tejidos son muy delgados y porosos, el material de relleno puede penetrar fácilmente en ellos, haciendo que la laminación sea mucho más fácil. Una ventaja sorprendente es que el material de relleno liso se refuerza enormemente mediante los sustratos no tejidos muy delgados. El elemento laminado funcional resultante puede absorber tensiones y fuerza de cizallamiento. Es resistente a la deformación plástica y vuelve a su forma inicial tras doblarse. Es muy sorprendente que, debido a las chapas no tejidas, la contracción del material de relleno durante y tras la laminación casi desaparece, incluso a mayores temperaturas. Esto permite que se lleve a cabo la laminación a altas temperaturas cerca del punto de debilitamiento del material de relleno, de modo que el material de relleno es lo suficientemente blando como para fluir alrededor del componente conductor y por tanto se evita la tensión mecánica para el componente conductor. Además, se evitan el abarquillado u otras deformaciones de la geometría del elemento laminado funcional. Las fibras naturales, por ejemplo compuestas por planta de plátano, están favorecidas frente a fibras sintéticas para el sustrato no tejido porque se encadenan mejor con PU como material de relleno. El material de relleno puede aplicarse alternativamente en forma... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Elemento laminado funcional (6) , que comprende por lo menos un componente eléctricamente conductor (2.1, 2.1, 2.2) , en particular una bobina de antena o una pista, dispuesto sobre un sustrato no tejido poroso (1) 5 caracterizado por que el sustrato no tejido poroso presenta un gramaje inferior a 10 g/m2.

2. Elemento laminado funcional (6) según la reivindicación 1, caracterizado por que el sustrato no tejido (1) es impermeable al agua.

3. Elemento laminado funcional (6) según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el sustrato no tejido (1) contiene fibras naturales largas con menos de 25 micrómetros de diámetro.

4. Elemento laminado funcional (6) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el componente conductor (2.1, 2.1) es un cable. 15

5. Elemento laminado funcional (6) según la reivindicación 4, caracterizado por que el cable está esmaltado con un barniz (5) termoendurecible, mediante el cual el cable queda fijado al sustrato no tejido (1) .

6. Elemento laminado funcional (6) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que un segundo sustrato no

tejido (1) está dispuesto sobre el componente conductor (2.1, 2.1, 2.2) , y en el que un espacio entre los dos sustratos no tejidos (1, 1) está relleno con un material de relleno (11) , particularmente un material de plástico o un adhesivo de fusión en caliente.

7. Elemento laminado funcional (6) según la reivindicación 6, en el que la distancia entre los dos sustratos no 25 tejidos (1, 1) corresponde aproximadamente al espesor del componente conductor (2.1, 2.1, 2.2) .

8. Elemento laminado funcional (6) según una de las reivindicaciones 6 a 7, en el que un rebaje (17) para alojar un módulo (8) de chips se extiende por lo menos parcialmente a través de por lo menos uno de los dos sustratos no tejidos (1, 1) y/o el material de relleno (11) .

9. Transpondedor con un módulo (8) de chips dispuesto en un elemento laminado funcional (6) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente conductor (2.1, 2.1, 2.2) formado como una bobina de antena está eléctricamente conectado al módulo (8) de chips uniendo partes del componente conductor (2.1, 2.1, 2.2) sobre unas almohadillas de contacto (9, 9) del módulo (8) de chips.

10. Transpondedor según la reivindicación 9, en el que por lo menos uno de los sustratos no tejidos (1, 1) está por lo menos parcialmente interrumpido en la región alrededor de la parte unida del componente conductor (2.1, 2.1, 2.2) .