DE102006029250A1

DE102006029250A1 - Verfahren zur Herstellung eines Transponders

Info

Publication number: DE102006029250A1
Application number: DE102006029250A
Authority: DE
Inventors: Klaus Finkenzeller; Stefan Kluge
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2007-12-27
Also published as: WO2008000425A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Transponders (1) mit einem integrierten Schaltkreis (2) zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein quaderförmiger Träger (3) mit sechs Außenflächen (4, 5, 6, 7, 8, 9) hergestellt. Parallel zu einer ersten Außenfläche (4), einer zweiten Außenfläche (5), einer dritten Außenfläche (6), einer vierten Außenfläche (7) und einer fünften Außenfläche (9) des Trägers (3) wird jeweils eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (20, 21, 27, 28, 34, 41) ausgebildet. Im Bereich einer sechsten Außenfläche (8) wird der Träger (3) elektrisch isolierend ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Transponders. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Transponder und eine Transponderanordnung.
Transponder sind in vielfältigen Ausführungen und für viele verschiedene Anwendungsfälle bekannt und weisen in der Regel einen integrierten Schaltkreis zur Speicherung und/oder Verarbeitung von Daten und eine daran angeschlossene Antenne zur kontaktlosen Übertragung von Daten auf. Abhängig von der Übertragungswellenlänge, der gewünschten Reichweite, der Einsatzumgebung usw. kann die Bauform der Antenne erheblich variieren. Die Herstellung einer derartigen Antenne ist mitunter sehr aufwendig. Außerdem kann es schwierig sein, einen zuverlässigen Signalpfad zwischen dem integrierten Schaltkreis und der Antenne auszubilden.
Aus J. D. Kraus „Antennas for all applications" 3rd edition, Mc Graw Hill (2002) Seiten 304-307 ist es bekannt, zur Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen eine Schlitzantenne zu verwenden. Zur Ausbildung einer Schlitzantenne wird in einem Metallblech ein länglicher Schlitz ausgespart. Die Länge des Schlitzes entspricht der Hälfte der Wellenlänge der abgestrahlten Wellen. Die Breite des Schlitzes ist deutlich geringer. An die beiden Längsseiten des Schlitzes sind Signalleitungen angeschlossen, über die der Schlitzantenne das abzustrahlende HF-Signal zugeführt wird.
Bei einer Weiterbildung der Schlitzantenne ist der Schlitz als eine quaderförmige Vertiefung ausgebildet, deren Seitenwände und Boden aus einem leitfähigen Material bestehen. Diese Bauform wird auch als gekapselte (boxed-in) Schlitzantenne bezeichnet. Die Tiefe der Vertiefung beträgt vorzugsweise ein Viertel der Wellenlänge der mit der Schlitzantenne abgestrahlten Wellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit vertretbarem Aufwand einen Transponder herzustellen, der sich insbesondere für eine Montage im Bereich einer elektrisch leitenden Fläche eignet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines Transponders mit einem integrierten Schaltkreis zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein quaderförmiger Träger mit sechs Außenflächen hergestellt. Parallel zu einer ersten Außenfläche, einer zweiten Außenfläche, einer dritten Außenfläche, einer vierten Außenfläche und einer fünften Außenfläche des Trägers wird jeweils eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht ausgebildet. Im Bereich einer sechsten Außenfläche wird der Träger elektrisch isolierend ausgebildet.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass auf relativ einfache Weise ein Transponder hergestellt werden kann, der sich für den Betrieb mit einer Schlitzantenne eignet und somit insbesondere im Bereich einer elektrisch leitenden Fläche montiert werden kann. Hierfür ist lediglich ein Schlitz in der elektrisch leitenden Fläche vorzusehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass angesichts der Bauform des Transponders bereits existierende Herstellungsanlagen für Chipkarten genutzt werden können, die lediglich geringfügig modifiziert werden müssen.
Die erste Außenfläche, die zweite Außenfläche, die dritte Außenfläche, die vierte Außenfläche und/oder die fünfte Außenfläche können jeweils durch die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht ausgebildet werden. Dies bedeutet dass der Transponder unmittelbar auf den Außenflächen elektrisch leitend ist und somit die Abmessungen des Trägers optimal genutzt werden können und eine elektrische Kontaktierung der Außenflächen problemlos möglich ist.
Ebenso ist es auch möglich, dass die erste Außenfläche, die zweite Außenfläche, die dritte Außenfläche, die vierte Außenfläche und/oder die fünfte Außenfläche des Trägers jeweils durch eine elektrisch isolierende Schicht gebildet werden, welche die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht abdeckt. Durch die isolierende Schicht wird die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht beispielsweise vor äußeren mechanischen Einwirkungen geschützt. Insbesondere ist auch eine Kombination der beiden Ausbildungen möglich, bei der wenigstens eine Außenfläche durch die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht und wenigstens eine weitere Außenfläche durch die elektrisch isolierende Schicht gebildet wird, welche die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht abdeckt.
Vorzugsweise werden die parallel zur ersten Außenfläche, zur zweiten Außenfläche, zur dritten Außenfläche, zur vierten Außenfläche und zur fünften Außenfläche des Trägers ausgebildeten wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schichten miteinander elektrisch leitend verbunden.
Zwischen dem integrierten Schaltkreis und der parallel zur ersten Außenfläche und/oder der parallel zur zweiten Außenfläche ausgebildeten wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schicht kann ein Signalpfad ausgebildet werden. Dies ermöglicht einen einfachen elektrischen Anschluss des Transponders in der vorgesehenen Einbauumgebung. Der Signalpfad kann durch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem integrierten Schalt kreis und der wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schicht ausgebildet werden. Ebenso ist es auch möglich, den Signalpfad durch eine kapazitive Kopplung zwischen dem integrierten Schaltkreis und der wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schicht auszubilden. Hierzu kann in den Träger eine kapazitive Koppelfläche eingebettet werden. Die kapazitive Kopplung hat den Vorteil, dass ein gleichstrommäßiger Kurzschluss des integrierten Schaltkreises über die miteinander elektrisch leitend verbundenen Schichten verhindert wird.
Die erste Außenfläche und die zweite Außenfläche werden vorzugsweise als Hauptflächen des Trägers ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Außenfläche und die zweite Außenfläche eine Länge aufweisen, welche der Hälfte einer für eine kontaktlose Datenübertragung mit dem integrierten Schaltkreis vorgesehenen Wellenlänge entspricht und/oder eine Breite, welche einem Viertel der Wellenlänge entspricht. Diese Abmessungen haben sich bei gekapselten Schlitzantennen bewährt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Träger vorzugsweise aus wenigstens einer Folie hergestellt. Insbesondere wird der Träger durch Lamination mehrerer Folien hergestellt. Auf diese Weise lässt sich der integrierte Schaltkreis mit wenig Aufwand in den Träger einbetten und es besteht großer Gestaltungsspielraum beim Aufbau des Trägers.
Der Träger kann aus wenigstens einer Kunststofffolie hergestellt werden. Kunststofffolien sind kostengünstig verfügbar und lassen sich gut verarbeiten. Ebenso ist es auch möglich, den Träger aus wenigstens einer Verbundfolie herzustellen, die eine Kunststofffolie und eine Metallfolie aufweist. Je nach Verfahrensvariante ermöglicht die Verwendung einer Verbundfolie, dass auf die Ausbildung einer Metallisierung während der Herstellung des Transponders verzichtet werden kann. Die Verbundfolie kann insbesondere so ausgebildet sein, dass die Kunststofffolie sich lediglich über einen Teilbereich der Metallfolie erstreckt. Dadurch lässt sich eine weitere Verfahrensvereinfachung erzielen.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Folie gefaltet wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn bei der Verbundfolie ausschließlich Teilbereiche gefaltet werden, die keine Kunststofffolie aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Folie ganz oder teilweise durchtrennt wird und dadurch ein Teil der Folie entfernt wird.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein Halbzeug mit größeren Abmessungen als den vorgesehenen Abmessungen des Trägers hergestellt. Dies hat fertigungstechnische Vorteile. Insbesondere ermöglicht diese Vorgehensweise die Nutzung bereits existierender Fertigungsanlagen für Chipkarten. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass das Halbzeug entlang eines ersten Umrisses durchtrennt wird, der größer als die vorgesehenen Abmessungen des Trägers ist. Falls nach dem Durchtrennen entlang des ersten Umrisses eine Personalisierung durchgeführt werden soll, können hierfür bereits existierende Anlagen für die Personalisierung von Chipkarten genutzt werden. Weiterhin kann das Halbzeug entlang eines zweiten Umrisses durchtrennt werden, der den vorgesehenen Abmessungen des Trägers entspricht.
Im Randbereich der ersten Außenfläche und/oder der zweiten Außenfläche können mehrere Lochungen ausgebildet werden. Dabei kann ein Abschnitt des Randbereichs der ersten Außenfläche und/oder der zweiten Außenfläche, an den die sechste Außenfläche angrenzt, bei der Ausbildung der Lo chungen ausgespart werden. Die Lochungen können mit einem elektrisch leitenden Material wenigstens partiell gefüllt werden. Diese Vorgehensweise stellt eine von mehreren Möglichkeiten der Herstellung der wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schichten dar. Ebenso ist es in diesem Zusammenhang auch möglich, im Randbereich der ersten Außenfläche und/oder der zweiten Außenfläche wenigstens eine langgestreckte Durchbrechung auszubilden. Bei dieser Variante ist es in analoger Weise von Vorteil, wenn ein Abschnitt des Randbereichs der ersten Außenfläche und/oder der zweiten Außenfläche, an den die sechste Außenfläche angrenzt, bei der Ausbildung der Durchbrechung ausgespart wird. Die Durchbrechung kann wenigstens partiell mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt werden.
Insbesondere um Material zu sparen besteht die Möglichkeit, dass die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht gemäß einem vorgegebenen Muster für elektrisch leitende Teilbereiche ausgebildet wird.
Die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht kann beispielsweise drucktechnisch oder galvanisch hergestellt werden. Beide Vorgehensweisen ermöglichen einen präzisen und sparsamen Materialauftrag.
Der integrierte Schaltkreis kann in den Träger eingebettet werden und dadurch zuverlässig vor äußeren Einwirkungen geschützt werden. Dabei besteht die Möglichkeit, die ebenfalls in den Träger eingebetteten Anschlüsse des integrierten Schaltkreises durch einen Materialabtrag freizulegen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Träger wenigstens eine Befestigungseinrichtung ausgebildet wird. Dadurch kann eine spätere Montage des Transponders erheblich erleichtert werden. Die Befestigungseinrichtung wird vorzugsweise einteilig mit dem Träger ausgebildet. Dies hat fertigungstech nische Vorteile und kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Träger entlang der gewünschten Kontur der Befestigungseinrichtung durchtrennt wird. Insbesondere wird die Befestigungseinrichtung mit wenigstens einem Hinterschnitt ausgestattet. Dies hat den Vorteil, dass die spätere Montage des Transponders schnell und einfach durchgeführt werden kann und zudem eine sehr haltbare Befestigung erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vor allem zur Herstellung von Transpondern, die im UHF-Bereich betreibbar sind.
Der erfindungsgemäße Transponder weist einen integrierten Schaltkreis zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten und einen flachstückartigen Träger mit zwei Hauptflächen und wenigstens zwei Stirnflächen auf, die sich jeweils zwischen den Hautflächen erstrecken. Parallel zu den Hauptflächen und parallel zu wenigstens einer der Stirnflächen des Trägers ist jeweils eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht ausgebildet. Im Bereich wenigstens einer der Stirnflächen ist der Träger elektrisch isolierend ausgebildet.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Transponderanordnung mit einem erfindungsgemäß hergestellten Transponder und einer elektrisch leitenden Fläche, die einen Schlitz aufweist, wobei der Transponder im Bereich des Schlitzes der elektrisch leitenden Fläche angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei ist als ein Transponder im Sinn der Erfindung ein Rechnersystem anzusehen, bei dem die Ressourcen, d.h. Speicherressourcen und/oder Rechenkapazität (Rechenleistung) begrenzt sind.
Der Transponder ist in der Lage, wenigstens eine unidirektionale Kommunikation mit einem Lesegerät auf kontaktlose Weise durchzuführen.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Transponders in einer schematischen Perspektivdarstellung,
2 ein Ausführungsbeispiel des Transponders mit kapazitiver Kopplung des integrierten Schaltkreises in einer schematischen Perspektivdarstellung,
3 das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Transponders in einer schematischen Aufsicht auf die lange Stirnfläche,
4 bis 14 verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders gemäß einer ersten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung,
15, 16 je ein Ausführungsbeispiel des mit der ersten Verfahrensvariante hergestellten Transponders in einer schematischen Aufsicht auf die Hauptfläche,
17 eine Momentaufnahme während der Herstellung des Transponders gemäß einer zweiten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung,
18 bis 20 verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders gemäß einer dritten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung,
21, 22 je ein Ausführungsbeispiel des mit der dritten Verfahrensvariante hergestellten Transponders in einer schematischen Aufsicht auf die Hauptfläche,
23, 24 verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders gemäß einer vierten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung,
25 ein Ausführungsbeispiel des mit der vierten Verfahrensvariante hergestellten Transponders in einer schematischen Aufsicht auf die Hauptfläche,
26 bis 33 verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders gemäß einer fünften Verfahrensvariante in einer schematischen Aufsicht auf die lange Stirnfläche,
34 den gemäß der fünften Verfahrensvariante hergestellten Transponder in einer schematischen Aufsicht auf die Hauptfläche, die in der Darstellung der 32 die Unterseite des Laminatkörpers bildet,
35 bis 38 verschieden Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders gemäß einer sechsten Verfahrensvariante in einer schematischen Aufsicht und
39 bis 44 verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders gemäß einer siebten Verfahrensvariante in einer schematischen Aufsicht auf die lange Stirnfläche 8 ein Schaltbild für eine Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels der Chipkarte.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Transponders 1 in einer schematischen Perspektivdarstellung. Die Darstellung ist vereinfacht und nicht maßstabsgetreu. Dies gilt jeweils auch für die weiteren Figuren.
Der Transponder 1 weist einen integrierten Schaltkreis 2 auf, der in einen quaderförmigen Träger 3 eingebettet ist. Der integrierte Schaltkreis 2 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er eine kontaktlose Datenübertragung im UHF-Bereich unterstützt. Dabei kann der integrierte Schaltkreis 2 als ein reiner Speicherbaustein ausgebildet sein, in dem Daten gespeichert sind. Weiterhin ist es auch möglich, dass der integrierte Schaltkreis 2 in der Lage ist, eine Verarbeitung der Daten durchzuführen.
Der Träger 3 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, hergestellt. Der Träger 3 weist zwei Hauptflächen 4 und 5 auf, die einander parallel gegenüber liegen. In der Darstellung der 1 verlaufen die beiden Hauptflächen 4 und 5 parallel zur Zeichenebene und weisen je zwei vertikal ausgerichtete Schmalseiten und je zwei horizontal ausgerichtete Längsseiten auf. Zwischen den beiden Schmalseiten der Hauptfläche 4 und den beiden Schmalseiten der Hauptfläche 5 sind zwei kurze Stirnflächen 6 und 7 ausgebildet. Zwischen den beiden Längsseiten der Hauptflächen 4 und den beiden Längsseiten der Hauptflächen 5 sind zwei lange Stirnflächen 8 und 9 ausgebildet. Die beiden Hauptflächen 4 und 5, die bei den kurzen Stirnflächen 6 und 7 sowie die lange Stirnfläche 9 sind jeweils elektrisch leitend ausgebildet und untereinander elektrisch leitend verbunden. Elektrisch leitende Flächen sind in 1 und auch in allen anderen Figuren durch eine einfache Schraffur gekennzeichnet. Die lange Stirnfläche 8, die in der Darstellung der 1 auf der oberen Seite des Trägers 3 angeordnet ist, ist elektrisch isolierend ausgebildet. Elektrisch isolierende Flächen sind in 1 und auch in allen anderen Figuren durch eine Kreuzschraffur gekennzeichnet.
Somit sind sämtliche Außenflächen des Transponders 1 mit Ausnahme der langen Stirnfläche 8 elektrisch leitend ausgebildet. Zur Erzeugung der elektrischen Leitfähigkeit kann eine Metallisierung aufgebracht werden, wobei die lange Stirnfläche 8 entweder ausgespart bleibt oder einer zusätzlichen Behandlung zur Entfernung der Metallisierung unterzogen wird. Die Metallisierung kann entweder als eine vollflächige Schicht oder in Form eines Netzes oder einer ähnlichen Struktur ausgebildet werden. Die Metallisierung kann beispielsweise durch eine metallische Folie, drucktechnisch, galvanisch usw. ausgebildet werden. Eine Entfernung der Metallisierung ist beispielsweise durch Stanzen oder Fräsen möglich.
Zwischen dem integrierten Schaltkreis 2 und den beiden Hauptflächen 4 und 5 des Trägers 3 ist ein Signalpfad ausgebildet. Hierzu können die Hauptflächen 4 und 5 des Trägers 3 elektrisch leitend mit dafür vorgesehenen Anschlüssen des integrierten Schaltkreises 2 verbunden sein. Anstelle einer elektrisch leitenden Verbindung ist beispielsweise auch eine kapazitive Kopplung möglich. Dies wird anhand der 2 und 3 erläutert.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Transponders 1 mit kapazitiver Kopplung des integrierten Schaltkreises 2 in einer schematischen Perspek tivdarstellung. Eine zugehörige schematische Aufsicht auf die lange Stirnfläche 8 ist in 3 dargestellt.
Das in den 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Transponders 1 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der 1. Allerdings weist das in den 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel als eine zusätzliche Komponente eine kapazitive Koppelfläche 10 auf, die innerhalb des Trägers 3 in einem geringen Abstand zur Hauptfläche 4 angeordnet ist. Somit wird durch die Hauptfläche 4 und die Koppelfläche 10 eine Kapazität ausgebildet, wobei das Material des Trägers 3 zwischen der Hauptfläche 4 und der Koppelfläche 10 als Dielektrikum wirkt. Der integrierte Schaltkreis 2 ist über elektrisch leitende Verbindungen an die Koppelfläche 10 und an die Hauptfläche 5 des Trägers 3 angeschlossen, die in einem größeren Abstand zur Koppelfläche 10 angeordnet ist als die Hauptfläche 4. Dies bedeutet, dass der integrierte Schaltkreis 2 mit der Hauptfläche 5 elektrisch leitend verbunden ist und mit der Hauptfläche 4 kapazitiv gekoppelt ist. Dadurch wird verhindert, dass der integrierte Schaltkreis 2 durch die zwischen den Hauptflächen 4 und 5 bestehende elektrisch leitende Verbindung gleichstrommäßig kurzgeschlossen wird.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Koppelfläche 10 kann auch auf sonstige Weise eine Kapazität in den Signalpfad geschaltet werden, um einen gleichstrommäßigen Kurzschluss zu verhindern. Beispielsweise kann ein Kondensator als ein diskretes Bauteil, insbesondere in SMD-Bauweise, vorgesehen werden. Ebenso ist es auch möglich, eine Kapazität durch eine geeignete Leitungsführung auszubilden oder eine Kapazität bereits im integrierten Schaltkreis 2 vorzusehen. Schließlich kann der integrierte Schaltkreis 2 auch so ausgebildet sein, dass er ohne eine Kapazität im Signalpfad betrieben werden kann. Ohne dies jeweils explizit zu erwähnen wird im folgenden davon ausgegangen, dass eine geeignete Kapazität vorhanden ist, soweit dies erforderlich ist.
Die Herstellung des Transponders 1 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Einige besonders vorteilhafte Vorgehensweisen werden im folgenden beschrieben.
4 bis 14 zeigen verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer ersten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung. Bei der ersten Verfahrensvariante und auch bei den im folgenden beschriebenen weiteren Verfahrensvarianten wird der Träger 3 gemäß einer Technologie gefertigt, die üblicherweise bei der Herstellung von Kartenkörpern für Chipkarten zum Einsatz kommt. Beispielsweise wird der Träger 3 durch Heißlamination mehrerer Folien, insbesondere aus Kunststoff, hergestellt, wobei die Folien vorzugsweise im Bogenformat verarbeitet werden.
Beispielsweise kann im Rahmen der ersten Verfahrensvariante die Hauptfläche 5 durch eine erste Kunststofffolie 11 ausgebildet werden, die in 4 dargestellt ist. In 4 sind zusätzlich ein Umriss 12 eines Standardkartenkörpers für Chipkarten und ein Umriss 13 des fertigen Transponders 1 eingezeichnet. Die erste Kunststofffolie 11 kann eine Einzelfolie oder ein Vorlaminat mehrerer Einzelfolien sein.
Wie in 5 dargestellt ist, wird in die erste Kunststofffolie 11 eine Vertiefung 14 für den integrierten Schaltkreis 2 eingefräst. Die Vertiefung 14 wird innerhalb des Bereichs der ersten Kunststofffolie 11 eingefräst, der durch den Umriss 13 des fertigen Transponders 1 begrenzt ist. Dabei wird die Vertie fung 14 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie dem Umriss 13 des fertigen Transponders 1 unmittelbar benachbart ist.
In einem darauf folgenden Bearbeitungsschritt wird der integrierte Schaltkreis 2, der sich in einem Standard-Gehäuse befinden kann und Kontaktfähnchen 15 aufweisen kann, in die Vertiefung 14 der ersten Folie 11 eingesetzt. Dies ist in 6 dargestellt.
Danach wird eine zweite Kunststofffolie 16, welche die Hauptfläche 4 ausbildet, deckungsgleich auf die erste Kunststofffolie 11 aufgelegt, so dass der in 7 dargestellte Folienstapel entsteht. Bei der zweiten Kunststofffolie 16 kann es sich wiederum um eine Einzelfolie oder um ein Vorlaminat aus mehreren Einzelfolien handeln.
Anschließend werden die erste Kunststofffolie 11 und die zweite Kunststofffolie 16 durch Heißlamination untrennbar miteinander verbunden, so dass das in 8 dargestellte Halbzeug 17 entsteht. Dabei wird der integrierte Schaltkreis 2 zwischen der ersten Kunststofffolie 11 und der zweiten Kunststofffolie 16 eingebettet.
Wie in 9 dargestellt ist, werden im Innenbereich entlang des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 Lochungen 18 ausgebildet, die das Halbzeug 17 in seiner vollen Dicke von der Hauptfläche 4 bis zur Hauptfläche 5 durchdringen. Die Herstellung der Lochungen 18 kann beispielsweise mittels eines Lasers, durch Bohren oder durch Fräsen erfolgen. Die Lochungen 18 können in gleichen Abständen zueinander ausgebildet werden. Ebenso ist es auch möglich, die Abstände der Lochungen 18 zu variieren, wie dies in 9 dargestellt ist. Dabei können insbesondere die elektrischen Erfordernisse berücksichtigt werden. In dem Bereich des Umrisses 13 des fertigen Transpon ders 1, innerhalb dessen die lange Stirnfläche 8 ausgebildet wird, werden keine Lochungen 18 hergestellt.
Im Bereich der beiden Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 werden Ausnehmungen 19 gefräst, die sich bis zu den Kontaktfähnchen 15 erstrecken. Dabei wird eine Ausnehmung 19 ausgehend von der Hauptfläche 4 in das Halbzeug 17 gefräst und dadurch das eine Kontaktfähnchen 15 freigelegt. Eine zweite Ausnehmung 19 wird ausgehend von der Hauptfläche 5 in das Halbzeug 17 gefräst und dadurch das andere Kontaktfähnchen 15 freigelegt. Auf diese Weise werden die im Halbzeug 17 eingebetteten Kontaktfähnchen 15 freigelegt, so dass das eine Kontaktfähnchen 15 für eine Kontaktierung von der Hauptfläche 4 her und das andere Kontaktfähnchen 15 für eine Kontaktierung von der Hauptfläche 5 her zugänglich ist. Das Ergebnis dieses Bearbeitungsschritts ist in 10 dargestellt.
Wie in 11 dargestellt ist, werden die Lochungen 18 und die Ausnehmungen 19 mit einem elektrisch leitenden Füllmaterial 20 gefüllt. Auf diese Weise werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass die beiden Hauptflächen 4 und 5 miteinander elektrisch leitend verbunden werden können. Außerdem werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass die Hauptflächen 4 und 5 mit je einem der Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 elektrisch leitend verbunden werden können. Das Auffüllen der Lochungen 18 und der Ausnehmungen 19 kann alternativ auch zu einem späteren Zeitpunkt zusammen mit einem der im folgenden beschriebenen Arbeitsschritte durchgeführt werden.
In 12 ist dargestellt, wie auf die Hauptfläche 4 eine elektrisch leitende Beschichtung 21 aufgebracht wird. Die Beschichtung 21 kann insbesondere drucktechnisch aufgebracht werden. Dabei kann beispielsweise ein Sieb druck-Verfahren zur Anwendung kommen, bei dem eine Polymerdruckpaste aufgetragen wird. Die Beschichtung 21 wird in einem Bereich aufgebracht, der etwas größer ist als der Umriss 13 des fertigen Transponders 1. Auf die Hauptfläche 5 wird die Beschichtung 21 in entsprechender Weise aufgebracht. Die aufgebrachte Beschichtung 21 ist elektrisch leitend mit dem Füllmaterial 20 in den Lochungen 18 und Ausnehmungen 19 verbunden. Somit besteht über das Füllmaterial 20 in den Lochungen 18 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Beschichtung 21 auf der Hauptfläche 4 und der Beschichtung 21 auf der Hauptfläche 5. Weiterhin besteht durch das Füllmaterial 20 in den Ausnehmungen 19 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Beschichtung 21 auf der Hauptfläche 4 und dem einen Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 sowie zwischen der Beschichtung 21 auf der Hauptfläche 5 und dem anderen Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2.
Falls die Lochungen 18 und Ausnehmungen 19 nicht bereits mit dem Füllmaterial 20 gefüllt sind, kann das Auffüllen im Rahmen der Aufbringung der Beschichtung 21 erfolgen und dadurch ein Arbeitsschritt eingespart werden.
Das Aufbringen der Beschichtung 21 kann alternativ auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, nachdem eine Stanzung entlang des Umrisses 12 eines Standardkartenkörpers oder des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 durchgeführt wurde.
Insbesondere um beim Aufbringen der Beschichtung 21 Material zu sparen, kann von einer vollflächigen Ausbildung der Beschichtung 21 abgesehen werden. Stattdessen kann die Beschichtung 21 gemäß einem vorgegebenen Muster aufgebracht werden, das sowohl beschichtete als auch unbeschichte te Bereiche aufweist. Bei dem Muster kann es sich beispielsweise um eine Gitterstruktur handeln. Insbesondere kann das Muster an die elektrischen Erfordernisse angepasst werden, beispielsweise an die erwarteten Stromdichten im Bereich der Beschichtung 21.
Wie aus 13 ersichtlich, wird als nächster Bearbeitungsschritt eine Stanzoperation entlang des Umrisses 12 eines Standardkartenkörpers durchgeführt. Dadurch ist es möglich, eine Personalisierung des integrierten Schaltkreises 2 in einer Personalisierungsanlage für Chipkarten durchzuführen. Eine auf die Abmessungen des Transponders 1 abgestimmte Personalisierungsanlage wird nicht benötigt. Auf die Stanzoperation entlang des Umrisses 12 eines Standardkartenkörpers kann auch verzichtet werden, wenn keine Personalisierung durchgeführt werden soll. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn im integrierten Schaltkreis 2 eine Seriennummer gespeichert ist und dies für die vorgesehene Anwendung ausreichend ist.
Zum Schutz der Beschichtung 21 auf den Hauptflächen 4 und 5 kann jeweils eine Schutzfolie aufgebracht werden.
Zur Fertigstellung des Transponders 1 wird eine Stanzung entlang des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 durchgeführt. Dies ist in 14 dargestellt. Nach diesem Stanzschritt befinden sich die mit dem Füllmaterial 20 gefüllten Lochungen 18 am Rand des Trägers 3 des Transponders 1 und zwar im Bereich der kurzen Stirnflächen 6 und 7 und der langen Stirnfläche 9.
Es besteht auch die Möglichkeit eine andere Form auszustanzen, um die spätere Montage des Transponders 1 zu erleichtern. Ausführungsbeispiele hier für sind in den 15 und 16 dargestellt, die den Transponder 1 jeweils in einer Aufsicht auf die Hauptfläche 4 zeigen.
Gemäß 15 verbleibt nach dem Stanzen an den kurzen Stirnflächen 6 und 7 noch je ein Materialstreifen 22. Die Materialstreifen 22 stehen jeweils etwas über die lange Stirnfläche 8 über und sind im überstehenden Bereich als Haken 23 ausgebildet.
Gemäß 16 verbleibt nach dem Stanzen an der langen Stirnfläche 8 ein Materialstreifen 24, der beidseits etwas über die kurzen Stirnflächen 6 und 7 übersteht. In den überstehenden Bereichen ist je ein Haken 25 ausgebildet, der rechtwinklig vom Materialstreifen 24 in Richtung zur langen Stirnfläche 9 hin absteht.
Die Materialstreifen 22, 24 mit den Haken 23, 25 dienen der Befestigung des Transponders 1 durch Einrasten in einen Schlitz, der in einem Blechteil ausgebildet ist. Durch das Einrasten wird der integrierte Schaltkreis 2 des Transponders 1 an eine Schlitzantenne angeschlossen, über die eine kontaktlose Signalübertragung durchgeführt werden kann.
Die elektrischen Eigenschaften des Transponders 1 werden durch die unterschiedlichen Stanzgeometrien der 14,15 und 16 nicht nennenswert beeinflusst, da diese durch die jeweils gleiche Anordnung der mit dem Füllmaterial 20 gefüllten Lochungen 18 bestimmt werden. Außerdem weisen die Materialstreifen 22, 24 und die Haken 23, 25 keine Beschichtung 21 auf. Dies kann dadurch erreicht werden, dass im Bereich der Materialstreifen 22, 24 und der Haken 23, 25 keine Beschichtung 21 auf die Hauptflächen 4 und 5 des Transponders 1 aufgedruckt wird.
17 zeigt eine Momentaufnahme während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer zweiten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung. Bei der zweiten Verfahrensvariante kann in analoger Weise vorgegangen werden, wie anhand der 4 bis 8 für die erste Verfahrensvariante erläutert. Im Unterschied zur ersten Verfahrensvariante werden dann aber keine einzelnen Lochungen 18 hergestellt, sondern es wird eine U-förmige Ausstanzung 26 entlang des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 ausgebildet. Dann werden die Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 analog zur ersten Herstellungsvariante durch Fräsen der Ausnehmungen 19 freigelegt. Dies ist in 17 dargestellt.
Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Hauptflächen 4 und 5 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass ein nicht figürlich dargestelltes metallisches Einlegeteil in die Ausstanzung 26 eingelegt wird. Zur Fixierung des Einlegeteils können im Halbzeug 17 Aussparungen vorgesehen werden, in die das Einlegeteil eingreift. Der weitere Fertigungsablauf kann entsprechend der ersten Verfahrensvariante erfolgen, d. h. auf die Hauptflächen 4 und 5 wird die Beschichtung 21 im Siebdruckverfahren aufgebracht und es wird eine Stanzung entlang des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 durchgeführt, wobei zuvor optional noch eine Stanzung entlang des Umrisses 12 eines Standardkartenkörpers und eine Personalisierung durchgeführt werden können. Dabei ist es auch möglich, auf das Einlegeteil zu verzichten und die Ausstanzung 26 im Siebdruckverfahren mit einer leitfähigen Paste aufzufüllen.
Wenn das Einlegeteil verwendet wird, besteht die Möglichkeit, dieses so zu gestalten, dass es die für die Befestigung des Transponders 1 in einer Einbauumgebung ggf. vorgesehene Haken 23 bzw. 25 verstärkt, so dass eine bessere Federwirkung und eine höhere mechanische Stabilität erreicht werden.
Die 18 bis 20 zeigen verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer dritten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung. Die dritte Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass alle oder ein Teil der elektrisch leitenden Flächen mittels eines Galvanik-Prozesses hergestellt werden. Im übrigen kann die Herstellung gemäß der ersten oder der zweiten Verfahrensvariante erfolgen. Das bedeutet, dass zunächst die Lochungen 18 oder die Ausstanzung 26 ausgebildet werden. Dann werden die Lochungen 18 bzw. die Ausstanzung 26 durch einen Galvanik-Prozess elektrisch leitend beschichtet, d. h. die Lochungen 18 bzw. die Ausstanzung 26 werden nicht mit dem Füllmaterial 20 verfüllt, sondern lediglich im Bereich ihrer Wandungen galvanisch beschichtet.
Um einen haltbaren Überzug zu ermöglichen werden die zu beschichtenden Flächen einem Aktivierungsprozess unterzogen, durch den eine Startschicht für den Galvanik-Prozess erzeugt wird. Die Aktivierung kann beispielsweise mit Hilfe eines chemischen Bads erfolgen. Ebenso ist eine Aktivierung mit Hilfe eines Lasers möglich. In diesem Fall besteht zudem die Möglichkeit die Lochungen 18 bzw. die Ausstanzung 26 durch Laserschneiden zu erzeugen und dabei gleichzeitig eine Aktivierung durchzuführen. Im Rahmen des nachfolgenden Galvanik-Prozesses wird auf die aktivierten Flächen eine Metallschicht 27 abgeschieden. Die Schichtdicke beträgt dabei typischer Weise 20 μm. Als Metall eignet sich beispielsweise Kupfer.
Falls eine vollflächige Aktivierung durch ein chemisches Bad durchgeführt wurde, erfolgt auch die Abscheidung der Metallschicht 27 durch den Galva nik-Prozess vollflächig. Das Ergebnis einer vollflächigen Metallisierung ist in 18 dargestellt. Die Metallschicht 27 bedeckt sämtliche Außenflächen des Halbzeugs 17 und die Wandungen der Lochungen 18 sowie der Ausnehmungen 19.
Bei einer selektiven Aktivierung mittels eines Lasers bewirkt der Galvanik-Prozess eine entsprechend selektive Metallisierung. In 19 wurde eine selektive Aktivierung der Lochungen 18, der Ausnehmungen 19 und der Hauptflächen 4 und 5 innerhalb des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 durchgeführt. Durch den nachfolgenden Galvanik-Prozess wurden die aktivierten Flächen, d. h. die Lochungen 18, die Ausnehmungen 19 und die Hauptflächen 4 und 5 innerhalb des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 mit der Metallschicht 27 überzogen. Die Metallschicht 27 weist eine Schichtdicke von typisch ca. 20 μm auf und kann beispielsweise aus Kupfer bestehen.
Alternativ dazu ist es beispielsweise auch möglich, lediglich die Lochungen 18 und die Ausnehmungen 19 zu aktivieren und anschließend durch den Galvanik-Prozess zu metallisieren. Die von der Aktivierung ausgesparten Hauptflächen 4 und 5 werden anschließend im Siebdruckverfahren mit der Beschichtung 21 versehen. Dies ist in 20 dargestellt, wobei für die galvanisch und für die drucktechnisch metallisierten Flächen unterschiedliche Schraffuren verwendet wurden.
Nach der Metallisierung wird der Transponder 1 in analoger Weise wie bei der ersten Verfahrensvariante beschrieben ausgestanzt. Soweit dies erforderlich ist, kann auch eine Personalisierung des Transponders 1 durchgeführt werden. Im Rahmen des Stanzprozesses besteht wiederum die Möglichkeit, Materialstreifen 22, 24 und Haken 23, 25 zur späteren Befestigung des Transponders 1 in einer Einbauumgebung auszubilden. Ausführungsbeispiele für fertige Transponder 1, die gemäß der dritten Verfahrensvariante hergestellt wurden, sind in den 21 und 22 jeweils als Aufsicht auf die Hauptfläche 4 dargestellt.
21 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Transponder 1 mit metallisierten Lochungen 18. Da die galvanisch aufgebrachte Metallschicht 27 sehr dünn ist, sind die Lochungen 18 nicht vollständig aufgefüllt, sondern lediglich im Bereich ihrer Wandungen mit der Metallschicht 27 überzogen. Weiterhin sind die Wandungen der Ausnehmungen 19 und die Hauptflächen 4 und 5 des Trägers 3 mit der Metallschicht 27 überzogen. Auf den langen Stirnflächen 8 und 9 sowie auf den kurzen Stirnflächen 6 und 7 ist keine Metallschicht 27 ausgebildet. Die Stanzgeometrie wurde so gewählt, dass im Bereich der kurzen Stirnflächen 6 und 7 Materialstreifen 22 mit Haken 23 ausgebildet sind, die jeweils keine Metallschicht 27 aufweisen.
22 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Transponder 1, bei dem zur Metallisierung der kurzen Stirnflächen 6 und 7 sowie der langen Stirnfläche 9 eine U-förmige Freistanzung 26 ausgebildet wurde. Da die Freistanzung 26 im Bereich des Umrisses 13 des fertigen Transponders 1 ausgebildet wird, ist diese nach Fertigstellung des Transponders 1 nicht mehr sichtbar. Bei dem in 22 dargestellten Ausführungsbeispiel des Transponders 1 sind die Wandungen der Ausnehmungen 19, die Hauptflächen 4 und 5, die lange Stirnfläche 9 und die kurzen Stirnflächen 6 und 7 mit der Metallschicht 27 überzogen. Im Bereich der langen Stirnfläche 8 ist ein Materialstreifen 24 mit Haken 25 ausgebildet, die jeweils keine Metallschicht 27 aufweisen.
Die in den 21 und 22 dargestellten Ausführungsbeispiele des Transponders 1 können auch so abgewandelt werden, dass die Materialstreifen 22, 24 und die Haken 23, 25 ganz oder teilweise mit der Metallschicht 27 überzogen sind.
Die 23 und 24 zeigen verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer vierten Verfahrensvariante in einer schematischen Perspektivdarstellung. Bei einer vierten Verfahrensvariante wird analog zur ersten Verfahrensvariante eine Beschichtung 21 im Siebdruckverfahren aufgebracht, wobei allerdings weder Lochungen 18 noch eine U-förmige AusFreistanzung 26 ausgebildet werden. Die Beschichtung 21 wird in einem Bereich auf die beiden Hauptflächen 4 und 5 des Halbzeugs 17 aufgedruckt, der etwas größer ist als durch den Umriss 13 des fertigen Transponders 1 vorgegeben. Dies ist in 23 dargestellt. Falls eine Personalisierung durchgeführt werden soll, wird anschließend entlang des Umrisses 12 eines Standardkartenkörpers ausgestanzt.
Danach wird die lange Stirnfläche 9 des Transponders 1 durch eine Stanzoperation freigelegt und anschließend im Tampondruckverfahren (siehe Pfeil) leitfähig beschichtet. Eine Momentaufnahme zu diesem Zeitpunkt ist in 24 dargestellt. Dann werden weitere Stanzoperationen durchgeführt, um die Materialstreifen 22 und Haken 23 auszubilden und die lange Stirnfläche 8 freizulegen. Schließlich werden die kurzen Stirnflächen 6 und 7, an denen die Materialstreifen 22 ausgebildet sind, im Tampondruckverfahren leitfähig beschichtet. Die lange Stirnfläche 8 wird nicht beschichtet. Beim Beschichten der langen Stirnfläche 9 und der kurzen Stirnflächen 6 und 7 wird so vorgegangen, dass die aufgebrachte Beschichtung 21 jeweils die mit den Hauptflächen 4 und 5 ausgebildeten Kanten überdeckt. Auf diese Weise werden die lange Stirnfläche 9 und die kurzen Stirnflächen 6 und 7 elektrisch leitend mit den Hauptflächen 4 und 5 verbunden. Der auf diese Weise hergestellte Transponder 1 ist in 25 dargestellt.
26 bis 33 zeigen verschieden Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer fünften Verfahrensvariante in einer schematischen Aufsicht auf die lange Stirnfläche 8. Die fünfte Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass der Transponder 1 mit Hilfe von Metallfolien 28 hergestellt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Metallfolien 28 jeweils mit einer dünnen Deckfolie 29 aus Kunststoff zu einer Verbundfolie 30 kombiniert. Wie in 26 dargestellt, wird die Verbundfolie 30 mit der Metallfolie 28 voran einer Kernfolie 31 angenähert. Die Kernfolie 31 ist partiell mit einem Klebstoff 32 beschichtet. Durch Lamination wird die Kernfolie 31 innerhalb des Bereichs, der mit dem Klebstoff 32 beschichtet ist, mit der Metallfolie 28 verbunden. Außerhalb dieses Bereichs kommt es nicht zu einer Verbindung zwischen der Kernfolie 31 und der Metallfolie 28.
Anschließend wird in die Kernfolie 31 die Vertiefung 14 zur Aufnahme des integrierten Schaltkreises 2 gefräst. Eine Momentaufnahme zu diesem Zeitpunkt ist in 27 dargestellt. Dann wird der integrierte Schaltkreis 2 in die Vertiefung 14 eingelegt. Dies ist in 28 dargestellt.
Wie in 29 dargestellt, wird der Kernfolie 31 nach dem Einlegen des integrierten Schaltkreises 2 in die Vertiefung 14 eine weitere Verbundfolie 33 aus einer Metallfolie 34 und einer Deckfolie 35 aus Kunststoff angenähert. Dabei ist die Verbundfolie 33 so orientiert, dass sie der Kernfolie 31 mit der Deckfolie 35 voran angenähert wird. Durch Lamination wird die Deckfolie 35 vollflächig mit der Kernfolie 31 verbunden.
Dann wird die Deckfolie 29 beispielsweise mittels eines Rollmessers 36 angeritzt. Dies ist in 30 angedeutet. Außerdem wird das Laminat aus der Kernfolie 31 und der Verbundfolie 33 so durchtrennt, dass die Bereiche des Laminats entfernt werden können, in denen kein Verbund zwischen der Kernfolie 31 und der Verbundfolie 330 ausgebildet ist. Eine Momentaufnahme nach Durchführung dieser Bearbeitungsschritte ist in 31 dargestellt. Die Deckfolie 29 weist eine Reihe von Einschnitten 37 auf, die mit dem Rollmesser 36 erzeugt wurden und sich jeweils über die gesamte Dicke der Deckfolie 29 erstrecken.
Wie in 32 dargestellt, wird in einem weiteren Bearbeitungsschritt im Randbereich der Metallfolie 34 ein Leitkleber 38 beispielsweise im Siebdruckverfahren appliziert. Anstelle des Leitklebers 38 kann auch ein Lot vorgesehen werden. Anschließend werden die über die Kernfolie 31 überstehenden Bereiche der Verbundfolie 30 entlang der Einschnitte 37 in der Deckfolie 29 zur Kernfolie 31 hin gefaltet, so dass die Endbereiche der Verbundfolie 30 auf den Leitkleber 38 treffen und dadurch die Metallfolie 28 und die Metallfolie 34 elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Dies ist in 33 dargestellt.
In entsprechender Weise wird im Bereich der zum integrierten Schaltkreis 2 entgegen gesetzten Seite die Deckfolie 29 angeritzt, das Laminat aus der Kernfolie 31 und der Verbundfolie 33 durchtrennt, die Verbundfolie 30 zur Kernfolie 31 hin gefaltet und die Metallfolie 34 mit der Metallfolie 28 verklebt. Auf diese Weise wird ein quaderförmiger Transponder 1 ausgebildet, der zu fünf von sechs Außenflächen hin metallisiert ist.
Der auf diese Weise hergestellte Transponder 1 ist in 34 in Form einer schematischen Aufsicht auf die Hauptfläche 5 dargestellt, die in der Darstellung der 33 die Unterseite des Laminatkörpers bildet. Wie aus den 33 und 34 hervorgeht, weist der Transponder 1 im Bereich seiner Hauptflä che 4, seiner langen Stirnfläche 9 und seiner kurzen Stirnflächen 6 und 7 die Metallfolie 28 auf. Im Bereich seiner Hauptfläche 5 weist der Transponder 1 die Metallfolie 34 auf. Nach außen hin ist die Metallfolie 34 bereichsweise und die Metallfolie 28 vollflächig durch die Deckfolie 29 abgedeckt.
Die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Anschlussfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 und den Hauptflächen 4 und 5 des Transponders 1 können in analoger Weise ausgebildet werden wie bei der ersten Verfahrensvariante beschrieben.
35 bis 38 zeigen verschieden Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer sechsten Verfahrensvariante in einer schematischen Aufsicht. Bei der sechsten Verfahrensvariante wird der Transponder 1 durch Falten der in 35 dargestellten Verbundfolie 39 ausgebildet. Die Verbundfolie 39 weist eine Deckfolie 40 aus Kunststoff und eine Metallfolie 41 auf, wobei die Deckfolie 40 nur einen Teilbereich der Metallfolie 41 überdeckt.
Zur Ausbildung des Transponders 1 werden die überstehenden Bereiche der Metallfolie 41 zur Deckfolie 40 hin gefaltet und beispielsweise durch Lamination mit dieser verbunden. Der auf diese Weise hergestellte Transponder 1 ist in 36 dargestellt. Mit Ausnahme der langen Stirnfläche 8 werden alle Außenflächen des Transponders 1 durch die Metallfolie 41 gebildet und sind somit elektrisch leitend.
Für die Herstellung des Transponders 1 gemäß der sechsten Verfahrensvariante kann auch eine Verbundfolie 39 in einer anderen Zuschnittsform verwendet werden als in 35 dargestellt. Beispielsweise kann die Verbundfolie 39 die in den 37 und 38 dargestellten Zuschnittsformen aufweisen.
Auch bei diesen Zuschnittsformen steht die Metallfolie 41 seitlich über die Deckfolie 40 über. Die überstehenden Bereiche der Metallfolie 41 werden wiederum zur Deckfolie 40 hin gefaltet und beispielsweise durch Lamination mit der Deckfolie 40 verbunden.
Der integrierte Schaltkreis 2 ist in den 35 bis 37 jeweils nicht dargestellt und kann in entsprechender Weise in den Träger 3 des Transponders 1 eingebettet werden und mit der Metallfolie 41 im Bereich der Hauptflächen 4 und 5 elektrisch leitend verbunden werden wie anhand der ersten Verfahrensvariante beschrieben.
39 bis 44 zeigen verschiedene Momentaufnahmen während der Herstellung des Transponders 1 gemäß einer siebten Verfahrensvariante in einer schematischen Aufsicht auf die lange Stirnfläche 8. Bei der siebten Verfahrensvariante wird der Transponder 1 aus einem Laminat einer Verbundfolie 30 und einer Kernfolie 31 hergestellt, das in 38 dargestellt ist. Die Verbundfolie 30 weist eine Deckfolie 29 aus Kunststoff und eine Metallfolie 28 auf. Die Kernfolie 31 ist partiell mit einem Klebstoff 32 beschichtet und innerhalb des beschichteten Bereichs mit der Verbundfolie 30 fest verbunden. In die Kernfolie 31 ist der integrierte Schaltkreis 2 eingebettet. Die Deckfolie 29 und die Kernfolie 31 werden beispielsweise mittels des Rollmessers 36 entlang der Außenkontur des klebstofffreien Bereichs durchtrennt. Die zwischen der Deckfolie 29 und der Kernfolie 31 angeordnete Metallfolie 28 wird dabei nicht durchtrennt. Wie in 40 angedeutet, wird der freigeschnittene Bereich der Kernfolie 31 entfernt. Der freigeschnittene Bereich der Deckfolie 29 wird nicht entfernt, da die Deckfolie 29 vollflächig mit der Metallfolie 28 verbunden ist.
Anschließend wird auf die Kernfolie 31 eine Klebstoffschicht 42 aufgebracht. Dies ist in 41 dargestellt. Dann wird die Verbundfolie 30 so gefaltet, dass die Bereiche der Klebstoffschicht 42 beidseits des freigeschnittenen Bereichs einander angenähert und schließlich gegeneinander gepresst werden. Wie in 42 dargestellt, werden auf diese Weise die Bereiche der Kernfolie 31 beidseits des freigeschnittenen Bereichs vollflächig miteinander verklebt.
Anschließend werden ausgehend von den Hauptflächen 4 und 5 des Transponders 1 Ausnehmungen 19 gefräst, die sich bis zu den Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 erstrecken. Dies ist in 43 dargestellt.
Wie in 44 gezeigt, werden die Ausnehmungen 19 mit dem elektrisch leitenden Füllmaterial 20 verfüllt, um die den Hauptflächen 4 und 5 benachbarten Bereiche der Metallfolie 28 mit den Kontaktfähnchen 15 des integrierten Schaltkreises 2 elektrisch leitend zu verbinden.
Die beschriebenen Verfahrensvarianten zur Herstellung des Transponders 1 können auch in anderer Weise abgewandelt oder kombiniert werden.
Der Transponder 1 wird vorzugsweise im Bereich eines Schlitzes in einer elektrisch leitenden Fläche, insbesondere einer Metallfläche, angeordnet. Dabei wird ein Signalpfad zwischen dem integrierten Schaltkreis 2 des Transponders 1 und der elektrisch leitenden Fläche ausgebildet. Der Signalpfad verläuft vorzugsweise über eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den metallisierten Hauptflächen 4 und 5 des Transponders 1 und den dazu benachbarten Rändern des Schlitzes, an denen die Hauptflächen 4 und 5 berührend anliegen. Die elektrisch leitende Fläche wird vom Transponder 1 als Antenne für die kontaktlose Übertragung von Daten genutzt. Für diese Datenübertragung ist es günstig, wenn die Abmessungen des Schlitzes ungefähr mit den Abmessungen der langen Stirnfläche 8 des Transponders 1 übereinstimmen und einen Wert aufweisen, der ungefähr einer halben Wellenlänge der für die Datenübertragung verwendeten Trägerwelle entspricht. Dabei ist der Einfluss der dielektrischen Wirkung des Materials, aus dem der Transponder 1 gefertigt ist, auf die Wellenlänge zu berücksichtigen. Die Länge der kurzen Stirnflächen 6 und 7 des Transponders 1 entspricht vorzugsweise einem Viertel der Wellenlänge.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Transponders (1) mit einem integrierten Schaltkreis (2) zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten, wobei ein quaderförmiger Träger (3) mit sechs Außenflächen (4, 5, 6, 7, 8, 9) hergestellt wird, parallel zu einer ersten Außenfläche (4), einer zweiten Außenfläche (5), einer dritten Außenfläche (6), einer vierten Außenfläche (7) und einer fünften Außenfläche (9) des Trägers (3) jeweils eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (20, 21, 27, 28, 34, 41) ausgebildet wird und der Träger (3) im Bereich einer sechsten Außenfläche (8) elektrisch isolierend ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenfläche (4), die zweite Außenfläche (5), die dritte Außenfläche (6), die vierte Außenfläche (7) und/oder die fünfte Außenfläche (9) des Trägers (3) jeweils durch die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (20, 21, 27, 34, 41) ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenfläche (4), die zweite Außenfläche (5), die dritte Außenfläche (6), die vierte Außenfläche (7) und/oder die fünfte Außenfläche (9) des Trägers (3) jeweils durch eine elektrisch isolierende Schicht (29, 40) gebildet werden, welche die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (28, 41) abdeckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur ersten Außenfläche (4), zur zweiten Außenfläche (5), zur dritten Außenfläche (6), zur vierten Außenfläche (7) und zur fünften Außenfläche (9) des Trägers (3) ausgebilde ten wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schichten (20, 21, 27, 28, 34, 41) miteinander elektrisch leitend verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem integrierten Schaltkreis (2) und der parallel zur ersten Außenfläche (4) und/oder der parallel zur zweiten Außenfläche (5) des Trägers (3) ausgebildeten wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schicht (21, 27, 28, 34, 41) ein Signalpfad ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalpfad durch eine elektrisch leitende Verbindung (20) zwischen dem integrierten Schaltkreis (2) und der wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schicht (21, 27, 28, 34, 41) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalpfad durch eine kapazitive Kopplung zwischen dem integrierten Schaltkreis (2) und der wenigstens bereichsweise elektrisch leitenden Schicht (21, 27, 28, 34, 41) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Träger (3) eine kapazitive Koppelfläche (10) eingebettet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenfläche (4) und die zweite Außenfläche (5) als Hauptflächen des Trägers (3) ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenfläche (4) und die zweite Außen fläche (5) eine Länge aufweisen, welche der Hälfte einer für eine kontaktlose Datenübertragung mit dem integrierten Schaltkreis (2) vorgesehenen Wellenlänge entspricht und/oder eine Breite, welche einem Viertel der Wellenlänge entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) aus wenigstens einer Folie hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) durch Lamination mehrerer Folien hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) aus wenigstens einer Kunststofffolie (11, 16, 31) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) aus wenigstens einer Verbundfolie (30, 33, 39) hergestellt wird, die eine Kunststofffolie (29, 35, 40) und eine Metallfolie (28, 34, 41) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (40) sich lediglich über einen Teilbereich der Metallfolie (41) erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Folie gefaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verbundfolie (39) ausschließlich Teilbereiche gefaltet werden, die keine Kunststofffolie (40) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Folie ganz oder teilweise durchtrennt wird und dadurch ein Teil der Folie entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halbzeug (17) mit größeren Abmessungen als den vorgesehenen Abmessungen des Trägers (3) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (17) entlang eines ersten Umrisses (12) durchtrennt wird, der größer als die vorgesehenen Abmessungen des Trägers (3) ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Durchtrennen entlang des ersten Umrisses (12) eine Personalisierung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (17) entlang eines zweiten Umrisses (13) durchtrennt wird, der den vorgesehenen Abmessungen des Trägers (3) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich der ersten Außenfläche (4) und/oder der zweiten Außenfläche (5) mehrere Lochungen (18) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Randbereichs der ersten Außenfläche (4) und/oder der zweiten Außenfläche (5), an den die sechste Außenfläche (8) angrenzt, bei der Ausbildung der Lochungen (18) ausgespart wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (18) mit einem elektrisch leitenden Material (20, 21) wenigstens partiell gefüllt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich der ersten Außenfläche (4) und/oder der zweiten Außenfläche (5) wenigstens eine langgestreckte Durchbrechung (26) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Randbereichs der ersten Außenfläche (4) und/oder der zweiten Außenfläche (5), an den die sechste Außenfläche (8) angrenzt, bei der Ausbildung der Durchbrechung (26) ausgespart wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (26) mit einem elektrisch leitenden Material (20, 21) wenigstens partiell gefüllt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (20, 21, 27) gemäß einem vorgegebenen Muster für elektrisch leitende Teilbereiche ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (20, 21, 27) drucktechnisch oder galvanisch hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis (2) in den Träger (3) eingebettet wird.
Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Materialabtrag zur Freilegung von Anschlüssen (15) des integrierten Schaltkreises (2) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (3) wenigstens eine Befestigungseinrichtung (22, 23, 24, 25) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (22, 23, 24, 25) einteilig mit dem Träger (3) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) zur Ausbildung der Befestigungseinrichtung (22, 23, 24, 25) entlang der gewünschten Kontur der Befestigungseinrichtung (22, 23, 24, 25) durchtrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (22, 23) mit wenigstens einem Hinterschnitt ausgestattet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) im UHF-Bereich betreibbar ist.
Transponder (1) mit einem integrierten Schaltkreis (2) zum Speichern und/oder Verarbeiten von Daten und mit einem flachstückartigen Träger (3), der zwei Hauptflächen (4, 5) und wenigstens zwei Stirnflächen (6, 7, 8, 9) aufweist, die sich jeweils zwischen den Hautflächen erstrecken, wobei parallel zu den Hauptflächen (4, 5) und parallel zu wenigstens einer der Stirnflächen (6, 7, 8, 9) des Trägers (3) jeweils eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitende Schicht (20, 21, 27, 28, 34, 41) ausgebildet ist und wobei der Träger (3) im Bereich wenigstens einer der Stirnflächen (6, 7, 8, 9) elektrisch isolierend ausgebildet ist.
Transponderanordnung mit einem Transponder (1), der gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 37 hergestellt ist und einer elektrisch leitenden Fläche, die einen Schlitz aufweist, wobei der Transponder (1) im Bereich des Schlitzes der elektrisch leitenden Fläche angeordnet ist.