DE102006001005A1

DE102006001005A1 - Radio frequency identification transponder adapting method for wireless identification system, involves determining position of chip based on measured and simulation values, and arranging and contacting chip with matching network

Info

Publication number: DE102006001005A1
Application number: DE200610001005
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Camp
Original assignee: Smart Devices & Co KG Pro GmbH; Smart Devices & Co KG Produktionstechnisches Zentrum Hannover GmbH
Current assignee: Smart Devices & Co KG Pro GmbH; Smart Devices & Co KG Produktionstechnisches Zentrum Hannover GmbH
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-12

Abstract

The method involves determining a position of a chip (3) of a radio frequency identification transponder (1) in a matching network (2) of an antenna based on the determined measured-and simulation values, and arranging and contacting the chip with a predetermined orientation on the matching network. The impedance of the chip is detected, and coordinates of the chip in the plane of the antenna of the transponder is varied for rough matching. The changing of position and/or the orientation of the chip in the plane of the antenna is performed for fine matching. An independent claim is also included for an antenna structure for a radio frequency identification transponder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung von RFID-Transpondern an eine vorbestimmte Applikation und/oder Abstimmung der Elemente des RFID-Transponders umfassend zumindest einen Chip und eine ein Anpassungsnetzwerk aufweisende Antenne, insbesondere für drahtlose Identifikationssysteme. Weiterhin betrifft die Erfindung eine für einen RFID-Transponder bestimmte Antennenstruktur mit einem Chip und mit einer ein Anpassungsnetzwerk aufweisenden Antenne.The The invention relates to a method for adapting RFID transponders to a predetermined application and / or tuning of the elements of the RFID transponder comprising at least one chip and one Adaptive network antenna, especially for wireless identification systems. Furthermore, the invention relates to an antenna structure intended for an RFID transponder with a chip and with a matching network Antenna.

Mit einem RFID-Transponder lassen sich auf kurze Distanz kontaktlos Informationen übertragen. Solche drahtlosen Identifikationssysteme (RFID-Systeme) sind heute bereits weit verbreitet und finden Anwendung beispielsweise in der Personenzugangskontrolle an Gebäuden, Liftanlagen oder für Automatisierungs- und Logistikzwecke. Die Funktionsweise liegt dabei typischerweise in einem Entfernungsbereich von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern.With An RFID transponder can be contactless at a short distance Transfer information. Such wireless identification systems (RFID systems) are already today widely used and find application for example in the passenger access control on buildings, Lifts or for Automation and logistics purposes. The functionality is thereby typically in a distance range of a few centimeters up to several meters.

Ein typisches RFID-System besteht prinzipiell aus den folgenden Komponenten: Die Übertragung von Energie und Daten zwischen der Schreib-/Leseeinheit und dem RFID-Transponder erfolgt entweder durch eine induktive Kopplung oder durch die Kopplung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen. Nimmt der Transponder die zum Betrieb benötigte Energie aus dem Ansprechfeld der Schreib-/Leseeinheit auf, so wird er als passiv bezeichnet.One typical RFID system basically consists of the following components: The transfer of energy and data between the read / write unit and the RFID transponder is done either by an inductive coupling or by coupling with the help of electromagnetic waves. takes the transponder the energy required for operation from the response field the read / write unit, it is referred to as passive.

Verfügt er hingegen über eine eigene Energie-Versorgung so handelt es sich um einen aktiven Transponder. Die Kommunikation mit Hilfe der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen ermöglicht deutlich höhere Reichweiten.On the other hand, he has one own energy supply so it is an active transponder. Communication with the help of the propagation of electromagnetic Waves makes it possible higher Ranges.

Die Vorteile der Anwendung elektromagnetisch gekoppelter Systeme liegen nicht nur in der Überbrückung größerer Distanzen. Da diese Systeme im UHF und Mikrowellenbereich eingesetzt werden, können aufgrund hoher Bandbreiten entsprechend weitaus höhere Datenraten übertragen werden.The Advantages of using electromagnetically coupled systems lie not only in bridging larger distances. Since these systems are used in the UHF and microwave range, can due to high bandwidths correspondingly much higher data rates transmitted become.

Bedingt durch eine große Vielfalt an Systemen beispielsweise WLAN, Bluetooth, Mikrowellen, die ebenfalls die von den nationalen und internationalen Regulierungsbehörden freigegebenen ISM-Bänder für ihre Anwendungen nutzen, ergeben sich in diesen Frequenz-Bereichen hohe Störpegel, die eine nachteilige Wirkung auf die Systemperformance elektromagnetisch gekoppelter Systeme haben können.conditioned through a big one Variety of systems such as WLAN, Bluetooth, microwaves, the also approved by national and international regulators ISM bands for your Applications use, resulting in these frequency ranges high noise level, the adverse effect on the system performance electromagnetic coupled systems.

Da passive Transponder über keine eigene Energieversorgung verfügen, muss die zum Betrieb notwendige Energie aus dem elektromagnetischen Feld der Schreib-/Leseeinheit aufgenommen werden. Große Reichweiten im Bereich mehrerer Meter verlangen demzufolge eine gute Anpassung der Antenne an die Chipimpedanz. Die Impedanzeigenschaften der Antennen werden durch die Materialparameter des zu kennzeichnenden Objekts stark beeinflusst.There passive transponder over do not have their own energy supply, must be necessary for the operation Energy from the electromagnetic field of the read / write unit be recorded. Size Ranges in the range of several meters demand accordingly good adaptation of the antenna to the chip impedance. The impedance properties The antennas are characterized by the material parameters of the Object heavily influenced.

Die Einflüsse der Umgebung und die herstellungsbedingten Schwankungen der Impedanzen der Chips und Antennen müssen durch eine ausreichende Bandbreite der Antennen berücksichtigt werden. Die üblicherweise beschränkten Abmessungen der Objekte, auf denen ein Transponder angebracht wird, erfordern zudem kleine Antennen.The influences the environment and the manufacturing variations of the impedances the chips and antennas need considered by a sufficient bandwidth of the antennas become. The usual limited Dimensions of the objects on which a transponder is mounted require also small antennas.

Durch die DE 600 04 683 T2 ist weiterhin auch ein Datenlesesystem bekannt, aufweisend einen optischen Datenleser mit einer Antenne zum Überwachen elektronischer Artikel, welches bei Frequenzen betrieben wird, die für eine Überwachungsfunktion geeignet ist, wobei die Antrenne eine charakteristische Impedanz aufweist. Das Datenlesesystem weist weiterhin einen Radiofrequenz-Identifikations-Leser und ein Impedanz-Anpassungsnetzwerk auf, welches eine charakteristische Impedanz aufweist, die an die charakteristische Impedanz der Antenne angepasst ist.By the DE 600 04 683 T2 Furthermore, a data reading system is also known, comprising an optical data reader with an antenna for monitoring electronic articles, which is operated at frequencies that is suitable for a monitoring function, wherein the Antrenne has a characteristic impedance. The data read system further includes a radio frequency identification reader and an impedance matching network having a characteristic impedance matched to the characteristic impedance of the antenna.

Die DE 695 31 804 T2 beschreibt ein adaptives Antennen-Anpassungsnetzwerk für ein Funktelefon, das für den Betrieb in einem System ausgebildet ist, in dem die Impedanz des Anpassungsnetzwerkes abhängig von der Betriebsumgebung der Antenne während des gesamten Betriebes des Funktelefons eingestellt wird. Hierzu dient eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen des Pegels reflektierter Signale und einer darauf reagierenden Einrichtung zum kontinuierlichen Adaptieren der Impedanz des Anpassungsnetzwerkes ohne die Übertragung in merklichem Ausmaß zu beeinflussen. Die Impedanzanpassung erfolgt mittels passiver variabler Blindleistungskomponenten, das auf von einem Digitalprozessor oder Analogprozessor empfangene Signale hin adaptiert wird.The DE 695 31 804 T2 describes an antenna adaptive adaptive network for a radiotelephone adapted to operate in a system in which the impedance of the matching network is adjusted depending on the operating environment of the antenna throughout the operation of the radiotelephone. This is done by means for continuously measuring the level of reflected signals and responsive means for continuously adapting the impedance of the matching network without significantly affecting transmission. The impedance matching is done by means of passive variable reactive power components adapted to signals received from a digital processor or analog processor.

Als nachteilig erweist sich bei dem derzeitigen Einsatz einfach strukturierter Antennensysteme, dass die Einkopplung in die Antennenstruktur nicht optimal erfolgt. Eine Optimierung der Antennenparameter hinsichtlich nationaler Unterschiede ist nicht möglich. Ebenso ist die Anpassung der Eingangsimpedanzen der integrierten Bauelemente nur eingeschränkt möglich. Hieraus resultieren geringe Reichweiten sowie die Anfälligkeit für Übertragungsfehler.When disadvantage is found in the current use simply structured Antenna systems that the coupling into the antenna structure is not optimal he follows. An optimization of antenna parameters with regard to national Differences is not possible. Likewise, the adaptation of the input impedances of the integrated Components only restricted possible. This results in short ranges and susceptibility for transmission errors.

In der Praxis ist es daher üblich, jeden Transponder nach der Positionierung des Chips messtechnisch zu erfassen. Die Anpassung des Chips an die Antenne erfolgt dann aufgrund der Messwerte durch eine Nachbearbeitung, beispielsweise mittels Trennen oder Abtragen von Teilbereichen des Anpassungsnetzwerkes.In practice, it is therefore common to measure each transponder after positioning the chip to capture. The adaptation of the chip to the antenna then takes place on the basis of the measured values by a post-processing, for example by means of separating or ablating parts of the matching network.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht hinsichtlich des Verfahrens darin, einerseits eine optimale Einkopplung elektromagnetischer Wellen in die Antenne zur Optimierung der Nutzsignalenergie in das System, andererseits eine optimale Anpassung der Antenne an den Chip zur Optimierung der in dem Chip zuführbaren Nutzsignalenergie zu erreichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit dem Verfahren realisierbare Halbleiterstruktur zu schaffen.The The object underlying the invention is with regard to Procedure therein, on the one hand, an optimal coupling of electromagnetic waves into the antenna to optimize the useful signal energy into the system, on the other hand, an optimal adaptation of the antenna to the chip for Optimization of the feedable in the chip To reach useful signal energy. Furthermore, the invention is the Task underlying a realizable with the method semiconductor structure to accomplish.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The The first object is achieved with a method according to the features of Claim 1 solved. The dependent claims 2 to 8 relate to particularly expedient developments of the method according to the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem zunächst aufgrund zuvor ermittelter Messwerte eine Position des Chips auf dem Antennensystem (mit oder ohne Anpassungsnetzwerk) bestimmt und der Chip anschließend mit einer vorbestimmten Orientierung auf dem Antennensystem angeordnet und kontaktiert wird. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Funktion, insbesondere also die Reichweite der Halbleiterstruktur dann in besonders einfacher Weise verbessert werden kann, wenn die Anpassung der Halbleiterstruktur an eine vorbestimmte Applikation bzw. die Abstimmung des Chips auf die Antenne durch die individuelle Positionierung und Orientierung des Chips erreicht wird, so dass eine Nachbe arbeitung der so geschaffenen Strukturen nicht erforderlich ist. Insbesondere ist also ein Abtragen von Strukturbereichen zur Impedanzanpassung nicht erforderlich. Der Fertigungsprozess kann dadurch wesentlich vereinfacht und die Impedanzanpassung optimiert werden, weil die Antennenstruktur auch für Chips mit verschiedenen Eingangsimpedanzen oder beim Aufbringen der Transponder auf verschiedene Materialien dabei grundsätzlich unverändert erhalten bleibt.According to the invention is thus a method is provided in which initially based on previously determined Readings a position of the chip on the antenna system (with or without matching network) and then the chip with a predetermined orientation arranged on the antenna system and is contacted. The invention is based on the consideration from that function, in particular the range of the semiconductor structure then can be improved in a particularly simple manner when adjusting the semiconductor structure to a predetermined application or the Matching the chip to the antenna by individual positioning and orientation of the chip is achieved, so that a Nachbe processing the structures created in this way is not required. Especially is thus a removal of structure areas for impedance matching not mandatory. The manufacturing process can be essential simplifies and optimizes the impedance matching, because the Antenna structure also for Chips with different input impedances or when applied the transponder on different materials basically unchanged remains.

Besonders vorteilhaft ist es dabei auch, wenn hierzu insbesondere die Impedanz zumindest eines Chips einer zugeordneten Losgröße einer vorbestimmten Anzahl von Chips messtechnisch erfasst wird. Hierdurch kann je nach Anwendungszweck eine messtechnische Erfassung einer statistisch zweckmäßigen Anzahl von Chips durchgeführt werden, um so den Herstellungsprozess zu vereinfachen. Selbstverständlich kann dabei auch jeder einzelne Chip erfasst werden. Auf diese Weise können sowohl der Herstellungsaufwand als auch die Funktionseigenschaften der Struktur in optimaler Weise aufeinander abgestimmt und dadurch die Reichweite verbessert werden.Especially It is also advantageous if, in particular, the impedance at least one chip of an associated lot size of a predetermined number is detected by chips metrologically. As a result, depending on the purpose of a metrological recording of a statistically appropriate number performed by chips to simplify the manufacturing process. Of course you can every single chip can be detected. That way, both the production cost as well as the functional properties of Structure optimally matched and thus the Range can be improved.

Dabei können die Prozessschritte der Positionierung und der Orientierung grundsätzlich unabhängig voneinander durchgeführt werden. Besonders sinnvoll ist hingegen eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dem zur Grobanpassung zunächst eine Veränderung der X-Y-Koordinaten des Chips in der Ebene der Antenne, insbesondere des Anpassungsnetzwerkes durchgeführt wird, so dass eine schnelle Anpassung innerhalb vorbestimmter Toleranzgrenzen durchgeführt werden kann, um so zunächst lediglich eine effiziente Annäherung an den vorbestimmten Wert zu erreichen.there can the process steps of positioning and orientation are basically independent of each other carried out become. By contrast, an embodiment of the method according to the invention is particularly useful in the case of coarse adjustment first a change the X-Y coordinates of the chip in the plane of the antenna, in particular of the matching network is performed, allowing a fast Adaptation can be carried out within predetermined tolerance limits, at first just an efficient approach to reach the predetermined value.

Anschließend wird eine Feinanpassung durch eine Veränderung der Orientierung des Chips in der Ebene der Antenne, insbesondere des Anpassungsnetzwerkes durchgeführt. Hierdurch werden die Anforderungen an die Systemsteuerung der Fertigungstechnik verringert und zugleich die erzielbaren Ergebnisse wesentlich verbessert.Subsequently, will a fine adjustment by changing the orientation of the Chips in the plane of the antenna, in particular the matching network carried out. As a result, the demands on the system control of manufacturing technology while substantially improving the achievable results.

Eine weitere besonders Erfolg versprechende Ausgestaltung des Verfahrens wird auch dadurch erreicht, dass einerseits eine Anpassung durch geeignete Auswahl der Positionierung oder der Orientierung des Chips und andererseits eine Verkürzung oder Unterbrechung der Leiterbahnen des Anpassungsnetzwerkes durchgeführt wird. Hierdurch wird mit einem geringen Aufwand die auf diese Weise erreichbare Anpassung an die jeweiligen Applikation weiter verbessert, die bedarfsweise auch im Anschluss an den Herstellungsprozess des RFID-Transponders oder nach der Anordnung des RFID-Transponders an oder in einem Objekt durchgeführt wird. Hierzu kann das Anpassungsnetzwerk beispielsweise mit Sollbruchstellen oder problemlos entfernbaren Bereichen innerhalb der Struktur ausgestattet sein.A Another particularly promising embodiment of the method is also achieved by, on the one hand, an adaptation by appropriate selection of the positioning or orientation of the chip and on the other hand, a shortening or Interruption of the tracks of the matching network is performed. As a result, achievable in this way with a little effort Adaptation to the respective application further improved, if necessary also following the manufacturing process of the RFID transponder or is carried out after the arrangement of the RFID transponder on or in an object. For this purpose, the matching network, for example, with predetermined breaking points or easily removable areas within the structure be.

Grundsätzlich kann die Durchführung des Verfahrens mittels einer an sich bekannten Fertigungstechnik erfolgen. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn die Änderung der Positionierung oder der Orientierung des Chips zur Anpassung an ein den RFID-Transponder tragendes Substrat während der Herstellung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren durchgeführt wird. Hierdurch können die Herstellkosten wesentlich reduziert und zugleich aufgrund der erfassten Messwerte der Struktur oder des Chips auf den Herstellungsprozess eingewirkt werden. Die erzielbaren Ergebnisse können dadurch weiter optimiert werden. Zugleich wird es dadurch möglich, einen Regelkreis des Herstellungsprozesses abzubilden und die Produktion dadurch weiter zu verbessern.Basically the implementation the method by means of a known production technology respectively. However, it is particularly promising if the change the positioning or orientation of the chip for adaptation to an RFID transponder carrying substrate during the production is carried out in the roll-to-roll process. This allows the production costs significantly reduced and at the same time due to the recorded measurements of the structure or the chip on the manufacturing process be acted. The achievable results can thereby be further optimized become. At the same time, this makes it possible to create a control loop of the Reproduce the production process and thereby further the production to improve.

Besonders praxisgerecht ist es dabei auch, wenn der Chip mit einem Kontaktpunkte aufweisenden Träger (sogenannte Interposer) verbunden und durch diesen kontaktierbar ist, so dass die Anpassung durch eine Änderung der Positionierung oder der Orientierung des Trägers durchgeführt wird. Hierdurch wird die Abstimmung durch eine Änderung der Position oder der Orientierung des Chips aufgrund erfasster Messwerte weiter vereinfacht, indem die Anforderungen an die gewünschte Positionierungsgenauigkeit mittels des als Interposer ausgeführten Trägers verringert werden und die Anforderungen an die Genauigkeit sich dadurch von dem Bereich weniger µm in den Bereich von wenigen mm verlagern. Zugleich werden dadurch die Freiheitsgrade bei der Positionierung und Orientierung des so ausgestatteten Chips erhöht, indem der Interposer eine weitaus höhere Variabilität bei der Orientierung und Positionierung, beispielsweise auch in Verbindung mit mehrfachen Kontaktpunkten gestattet.It is also very practical when the chip is connected to and contacted by a contact point-bearing carrier (so-called interposer), so that the adaptation is carried out by a change in the positioning or the orientation of the carrier. This further simplifies the tuning by changing the position or the orientation of the chip on the basis of detected measured values by reducing the requirements for the desired positioning accuracy by means of the carrier designed as an interposer and thereby reducing the accuracy requirements from the range of a few μm in the Shift range of a few mm. At the same time, this increases the degrees of freedom in the positioning and orientation of the chip thus equipped by allowing the interposer a much higher variability in the orientation and positioning, for example, also in connection with multiple contact points.

Beim Einsatz eines Anpassungsnetzwerkes kann dieses grundsätzlich eine beliebige Formgebung aufweisen, Besonders vorteilhaft ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Halbleiterstruktur, insbesondere das Anpassungsnetzwerk hinsichtlich zumindest einer der Parameter Meanderlänge, Meanderbreite, Meanderzahl, Leiterbahnhöhe, Leiterbahnbreite, Substratlänge, Substratbreite und Substratdicke variiert wird. Hierdurch wird eine größtmögliche Variabilität hinsichtlich der erwünschten individuellen Positionierung des Chips erreicht.At the Use of a matching network can this basically a have any shape, on the other hand is particularly advantageous Modification of the present invention, in which the semiconductor structure, in particular the matching network with regard to at least one the parameter meander length, Meander width, Meander number, trace height, trace width, substrate length, substrate width and substrate thickness is varied. This results in the greatest possible variability in terms of the desired individual positioning of the chip achieved.

Die zweitgenannte Aufgabe, mit dem Verfahren realisierbare RFID-Transponder zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Anpassungsnetzwerk zur Anordnung des Chips in unterschiedlicher Position und/oder Orientierung aufgrund zuvor ermittelter Mess- oder Simulationswerte ausgeführt ist, um so in einfacher Weise eine individuelle Impedanz- Anpassung oder Applikationsanpassung durchführen zu können. Eine Nachbearbeitung des Anpassungsnetzwerkes ist dabei grundsätzlich nicht erforderlich.The second task, with the method realizable RFID transponder to create is inventively characterized achieved that the matching network to the arrangement of the chip in different position and / or orientation due to previously determined measuring or Simulation values executed is to so easily perform an individual impedance adjustment or application adjustment can. A post-processing of the matching network is basically not required.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dabei dadurch erreicht, dass der RFID-Transponder eine logarithmisch periodische Antennenstruktur, eine logarithmische spiralförmige oder eine Bowtie-Antennenstruktur aufweist. Hierdurch wird das Antennendesign hinsichtlich einer erhöhten Reichweite sowie reduzierter Übertragungsfehler wesentlich verbessert. In manchen Fällen ist die Berandungsfunktion der Antennenstrukturen bereits ausreichend um die Impedanzanpassung der Transponderantenne an den Transponderchip zu erreichen. Als Basisfunktionen der logarithmisch periodischen Strukturen eignen sich besonders Treppen-, Trapez-, Zickzack-, Sinus-, Cosinus- oder Fraktale-Funktionen. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht in der zusätzlichen Modulation der Berandung der Antennen. Hier sind ebenfalls am Besten Treppen-, Trapez-, Zickzack-, Sinus-, Cosinus- oder Fraktale-Funktionen geeignet. Des Weiteren sind polygonale Spiralen ebenfalls mit oder ohne Berandungsmodulation geeignet.A particularly advantageous embodiment The present invention is achieved in that the RFID transponder a logarithmic periodic antenna structure, a logarithmic spiral or a bowtie antenna structure. This will change the antenna design in terms of increased Range and reduced transmission errors significantly improved. In some cases, the boundary function the antenna structures already sufficient for the impedance matching the transponder antenna to reach the transponder chip. When Basic functions of logarithmic periodic structures are suitable especially stair, trapezoid, zigzag, sine, cosine or Fractal functions. A further advantageous embodiment consists in the additional modulation the boundary of the antennas. Here are also best stairs, Trapezoidal, zigzag, sine, cosine or fractal functions are suitable. Of Further, polygonal spirals are also with or without boundary modulation suitable.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind verschiedene Ausführungsformen in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigen jeweils in einer Prinzipdarstellung inThe Invention leaves different embodiments to. To further clarify their basic principle are different embodiments shown in the drawing and are described below. These show each in a schematic diagram in

1 eine RFID-Antennenstruktur mit einem Anpassungsnetzwerk und möglichen Chippositionen zur komplexen Leistungsanpassung der Antennenimpedanz an die Chipimpedanz. 1 an RFID antenna structure with a matching network and possible chip positions for the complex power matching of the antenna impedance to the chip impedance.

2 eine RFID-Antennenstruktur mit einem Bereich für ein eventuell vorhandenes Anpassungsnetzwerk. 2 an RFID antenna structure with an area for a possibly existing matching network.

3 Kombination verschiedener Antennen zur Anpassung des Chips durch Rotation. 3 Combination of different antennas to adapt the chip by rotation.

4 Speziell entwickelte Antennendesigns zum Einsatz des Verfahrens oder auch zum Einsatz als Einzelantenne ohne variable Chippositionierung. 4 Specially developed antenna designs for the use of the method or even for use as a single antenna without variable chip positioning.

1 zeigt einen RFID-Transponder 1 mit einem Anpassungsnetzwerk 2 und einem darin lediglich beispielhaft in mehreren möglichen Positionen dargestellten Chip 3. Zur Anpassung an eine vorbestimmte Applikation (Aufbringen des Transponders auf verschiedene Materialien) oder zur Impedanzanpassung des Chips 3 wird dieser aufgrund zuvor ermittelter Messwerte entsprechend auf dem Anpassungsnetzwerk 2 mit einer vorbestimmten Orientierung positio niert und mit diesem elektrisch kontaktiert. Eine Nachbearbeitung der so geschaffenen RFID-Antennenstruktur ist daher nicht erforderlich. Insbesondere ist ein Abtragen von Strukturbereichen des Anpassungsnetzwerks 2 zur Impedanzanpassung nicht erforderlich, weil durch die individuelle Positionierung des Chips 3 eine optimale Anpassung erreicht wird. Der Fertigungsprozess kann dadurch wesentlich vereinfacht und die Impedanzanpassung optimiert werden, weil die Halbleiterstruktur 1 dabei grundsätzlich unverändert erhalten bleibt. 1 shows an RFID transponder 1 with a customization network 2 and a chip shown therein by way of example only in several possible positions 3 , For adaptation to a predetermined application (application of the transponder to different materials) or for impedance matching of the chip 3 this is based on previously determined measurements on the matching network 2 positio ned with a predetermined orientation and electrically contacted with this. A post-processing of the thus created RFID antenna structure is therefore not required. In particular, a removal of structural areas of the matching network 2 not required for impedance matching because of the individual positioning of the chip 3 optimal adaptation is achieved. The manufacturing process can thereby be significantly simplified and the impedance matching optimized because the semiconductor structure 1 basically unchanged.

2 zeigt ergänzend einen solchen RFID-Transponder 4, mit den Parametern Meanderlänge 5, Meanderbreite 6, Meanderzahl 7, Leiterbahnhöhe 8, Leiterbahnbreite 9, Substratlänge 10, Substratbreite 11 oder Substratdicke 12, wobei der gezeigte RFID-Transponder 4 einen Bereich des in 1 gezeigten Anpassungsnetzwerkes 2 ausspart. Die Antennenstruktur kann einen beliebigen Verlauf aufweisen. Die Darstellung einer meanderförmigen Antenne ist rein beispielhaft. 2 additionally shows such an RFID transponder 4 , with the parameters meander length 5 Meander width 6 , Meander number 7 , Track height 8th , Trace width 9 , Substrate length 10 , Substrate width 11 or substrate thickness 12 wherein the RFID transponder shown 4 an area of in 1 shown adjustment network 2 spares. The antenna structure can have an arbitrary profile. The representation of a meandering Antenna is purely exemplary.

3 zeigt die Kombination zweier verschiedener Antennen die zusammen auf einem gemeinsamen Antennensubstratträger gefertigt werden können. Durch Rotation des Chips kann jeweils Antenne 13 oder Antenne 14 kontaktiert werden und so die Antennenimpedanz auf die Chipimpedanz abgestimmt werden. 3 shows the combination of two different antennas that can be fabricated together on a common antenna substrate carrier. By rotation of the chip can each antenna 13 or antenna 14 be contacted and so the antenna impedance are matched to the chip impedance.

Die 4a bis 4c zeigen spezielle Antennendesigns die besonders geeignet sind zum Einsatz dieses Verfahrens, die aber auch als Einzelantenne ohne Anwendung des Verfahrens für RFID-Transponder anwendbar sind. Dargestellt sind im Einzelnen:

– logarithmisch periodische Antenne 15 mit Treppenbasisfunktion
– logarithmisch periodische Antenne 16 mit Trapezbasisfunktion
– logarithmisch periodische Antenne 17 mit Zickzackbasisfunktion
– logarithmisch periodische Antenne 18 mit Sinusbasisfunktion
– logarithmisch periodische Antenne 19 mit fraktaler Basisfunktion (Koch-Fraktal, Minkowski-Fraktal)
– logarithmisch periodische Antenne 20 mit Zickzackbasisfunktion und der Randkurve überlagerter Kochfraktal sowie mit überlagertem Minkowski-Fraktal
– Logarithmische Spiralantenne 21 mit fraktaler Berandungsfunktion
– Polygonale Spiralantenne 22 mit und ohne fraktale Berandungsfunktion

The 4a to 4c show special antenna designs which are particularly suitable for use of this method, but which are also applicable as a single antenna without application of the method for RFID transponders. In detail:

- logarithmic periodic antenna 15 with staircase base function
- logarithmic periodic antenna 16 with trapezoidal base function
- logarithmic periodic antenna 17 with zigzag base function
- logarithmic periodic antenna 18 with sine base function
- logarithmic periodic antenna 19 with fractal basis function (Koch fractal, Minkowski fractal)
- logarithmic periodic antenna 20 with zigzag base function and the edge curve superimposed cooking fractal and superimposed Minkowski fractal
- Logarithmic spiral antenna 21 with fractal boundary function
- Polygonal spiral antenna 22 with and without fractal boundary function

Claims

Method for adapting RFID transponders to a predetermined application and / or tuning of the elements of the RFID transponder comprising at least one chip and an antenna having an adaptation network, in particular for wireless identification systems, characterized in that first based on previously determined measurement and / or Simulation values a position of the chip in the matching network determined and the chip is then arranged and contacted with a predetermined orientation on the matching network.

Method according to claim 1, characterized in that the impedance of at least one chip of an associated lot size of a predetermined number of chips is detected by measurement.

Process according to claims 1 or 2, characterized that for coarse adjustment first a change the coordinates of the chip in the plane of the antenna, in particular the matching network is performed.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that for fine adjustment a change the orientation of the chip in the plane of the antenna, in particular the matching network is performed.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that both an adaptation by suitable Selection of the positioning and / or orientation of the chip as also a shortening and / or interrupting the tracks of the matching network carried out becomes.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the change of positioning and / or the orientation of the chip to match a semiconductor structure carrying substrate during the production in the roll-to-roll process carried out becomes.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the chip has a contact point carrier connected and contacted by this, so that the adjustment by a change of Positioning and / or orientation of the carrier is performed.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the semiconductor structure, in particular the matching network with regard to at least one of the parameters Meanderlänge, Meander width, Meander number, trace height, trace width, substrate length, substrate width and substrate thickness is varied.

An antenna structure intended for an RFID transponder ( 1 . 4 . 13 to 21 ) with a chip ( 3 ) and with an adaptation network ( 2 ), characterized in that the matching network ( 2 ) for the arrangement of the chip ( 3 ) in different positions and / or orientation based on previously determined measured values.

Antenna structure ( 1 . 4 . 13 to 21 ) according to claim 9, characterized by a logarithmic periodic antenna structure ( 15 to 21 ).

Antenna structure ( 1 . 4 . 13 to 21 ) according to claim 9, characterized by a logarithmically spiral antenna structure ( 21 ) or a bowtie antenna structure.