DE102007037293A1 - Radio frequency identification transponder's magnetic field screening apparatus for e.g. living area, has strips of screening material that has anisotropic permeability, where increased permeability is provided in current flow direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders, sowie die Verwendung einer Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2, 16, 17 bzw. 31.The The invention relates to a device for magnetic field shielding of a RFID transponders, and a method for producing a magnetic field shield an RFID transponder, as well as the use of a device for magnetic field shielding of an RFID transponder according to the generic terms of the claims 1, 2, 16, 17 and 31, respectively.
Die Verwendung von Transponder, insbesondere von RFID-Transpondern (Radiofrequenz-Identifikation-Transponder), hat sich bereits in zahllosen Lebens- und Berufsbereichen durchgesetzt. Auf Grund der Eigenschaft von RFID-Transpondern, im Folgenden auch einfach nur Transponder genannt, über elektromagnetische Felder kontaktlos Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und wieder abzugeben, können sie in besonders vorteilhafter Weise dazu beitragen, sog. Medienbrüche zu reduzieren, also Lücken zwischen der realen physischen Welt einerseits und der digitalen Welt der Informationsverarbeitung andererseits. Insbesondere stehen in ihrer Verwendung automatische Identifikationsverfahren im Vordergrund, welche dazu beitragen, betriebswirtschaftliche oder technische Prozesse, sicherheitsrelevante Vorgänge und auch allgemeine Identifikationsprozesse zu verbessern. Typischerweise werden derartige Transponder etwa zur Echtzeitidentifikation in Lieferketten und in Logistikprozessen von Handelsunternehmen, der Pharmaindustrie, der Automobilindustrie und anderen Fertigungsbetrieben eingesetzt und unterstützen die Steuerung und den Ablauf spezifischer Fertigungs- und Logistikabläufe. Typischerweise sind Transponder auf Verpackungen, Paletten und Container angebracht, so dass sie leicht erreichbar sind und schnell angesprochen werden können.The Use of transponders, in particular of RFID transponders (radio-frequency identification transponders), has already prevailed in countless areas of life and work. Due to the nature of RFID transponders, below as well simply called transponders, via electromagnetic Fields contactless to record, process and process information again, they can be particularly advantageous Way to help reduce so-called media breaks, so gaps between the real physical world on the one hand and the digital world of information processing. In particular, their use involves automatic identification procedures in the foreground, which contribute to business or business technical processes, security relevant processes and also to improve general identification processes. typically, For example, such transponders are used for real-time identification Supply chains and in logistics processes of trading companies, the Pharmaceutical industry, the automotive industry and other manufacturing companies used and support the control and the process specific production and logistics processes. typically, transponders are mounted on packaging, pallets and containers, so that they are easily accessible and can be addressed quickly can.
Die RFID-Technologie basiert typischerweise darauf, dass Seriennummern oder Codes auf einem in einem Transponder integrierten Mikrochip gespeichert sind, wobei der Mikrochip sowohl als elektronischer Datenspeicher, als auch etwa zur Signalverarbeitung eingesetzt werden kann. Die Seriennummern oder die Codes können etwa über drahtlose Kommunikation mittels magnetischer Felder ausgelesen werden. Dazu wird zunächst eine Transponderantenne durch Resonanz mittels eines externen Magnetfeldes aktiviert. Der Transponder wandelt das empfangene Signal in vorbestimmter Weise um und gibt anschließend wieder ein magnetisches Feld ab, bzw. verändert das eingestrahlte so, dass externe Resonatoren in einem Lesegerät dieses Feld detektieren können und folglich das Auslesen von Information erlauben. Dabei findet die Kopplung von Lesegerät und Transponder vergleichbar dem Prinzip des lose gekoppelten Transformators statt. Die Datenübertragung mittels Magnetfeld erfolgt dabei typischerweise im HF Bereich. Moderne RFID-Technologie erlaubt zudem auch mehrere RFID-Transponder gleichzeitig und vollautomatisch auszulesen, ohne dass eine direkte Sichtverbindung zwischen einem Lesegerät und dem RFID-Transpoder bestehen muss. Ebenso erlaubt die RFID-Technologie einen Einsatz in widrigen Umgebungen, indem etwa Transponder in Objekte eingebettet werden, und diese somit von direkten Umgebungseinflüssen nicht direkt beeinflusst werden. Im Vergleich zu Bar-Code Scannern beispielsweise, ist auch ein Auslesen über eine größere Entfernung möglich, wobei zusätzlich noch Informationen auf einem RFID-Transpoder gespeichert und verändert werden können und so einen sehr flexiblen und dynamischen Identifikationsprozess ermöglichen.The RFID technology is typically based on having serial numbers or codes on a microchip integrated in a transponder are stored, with the microchip both as electronic Data memory, as well as used for signal processing can. The serial numbers or the codes can be about about wireless communication are read out by means of magnetic fields. For this purpose, first a transponder antenna by resonance activated by an external magnetic field. The transponder is changing the received signal in a predetermined manner and then gives again a magnetic field, or changes the irradiated so that external resonators in a reader this Can detect field and thus the readout of information allow. Thereby the coupling of reader and transponder takes place comparable to the principle of loosely coupled transformer instead. The data transmission by means of magnetic field is typically carried out in the HF range. Modern RFID technology also allows several RFID transponder read simultaneously and fully automatically, without a direct line of sight between a reader and must pass the RFID transponder. Likewise, the RFID technology allows an application in adverse environments, such as using transponders in Objects are embedded, and thus of direct environmental influences not be directly influenced. Compared to bar code scanners for example, reading is also about a larger one Distance possible, with additional information stored and modified on an RFID transponder can and do so a very flexible and dynamic identification process enable.
Werden derartige RFID-Transponder jedoch auf metallisch leitenden Oberflächen als Untergrund eingesetzt, wird die Funktionalität dieser Vorrichtungen mitunter drastisch reduziert, da es aufgrund der eingesetzten Magnetfelder zur Kommunikation zwischen Transponder und Lesegerät zur Induzierung von Wirbelströmen in dem metallischen Material und mitunter auch in der Antennenstruktur kommt und dadurch die elektrische Erregung der Transponderantenne nicht mit ausreichender Energie erfolgen kann. Durch das Einstrahlen eines magnetischen Wechselfeldes werden nämlich in den Metalloberflächen derart elektrische Wirbelströme induziert, die nach der Lenz'schen Regel ihrerseits ein wechselndes Magnetfeld induzieren, welches dem eingestrahlten Magnetfeld entgegenwirkt. Folglich wird das resultierende Magnetfeld an der metallischen Oberfläche so stark abgeschwächt, dass eine hinreichende Energieversorgung des Transponders und eine Datenübertragung unmöglich werden. Zusätzlich kommt es durch die metallische Oberfläche im Falle eines direkten Kontaktes mit dem elektrisch leitenden Transponder, oder auch bereits bei einer Annäherung an denselben, zu einer deutlichen Verstimmung der Resonanzfrequenz des Transponders, wodurch entweder eine neuerliche Abstimmung des Lesegerätes auf die veränderte Resonanzfrequenz nötig wird, oder aber andere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um bei wie üblich fest voreingestellten Resonanzfrequenzen die Kommunikation zwischen Lesegerät und Transponder zu ermöglichen.Become However, such RFID transponder on metallically conductive surfaces used as underground, the functionality of this Devices sometimes drastically reduced, since it due to the used Magnetic fields for communication between transponder and reader for inducing eddy currents in the metallic material and sometimes also comes in the antenna structure and thereby the electrical excitation of the transponder antenna not with sufficient Energy can be done. By injecting a magnetic Alternating field namely in the metal surfaces induced such electrical eddy currents, which after the Lenz'schen In turn, usually induce a changing magnetic field, which counteracts the incident magnetic field. As a result, the resulting magnetic field becomes so strongly weakened on the metallic surface, that a sufficient energy supply of the transponder and a Data transfer will be impossible. additionally it comes through the metallic surface in the case of a direct contact with the electrically conductive transponder, or even at an approach to the same, to one significant detuning of the resonant frequency of the transponder, thereby either a renewed vote of the reader on the changed resonance frequency becomes necessary, or But other precautions must be taken to as usual fixed preset resonant frequencies communication between Reader and transponder.
Um derartigen Problemen Abhilfe zu schaffen, werden unter anderem mechanische Abstandshalter in Verbindung mit Transpondern auf einer metallischen Oberfläche eingesetzt, welche die Transponder in einer über dem metallischen Material erhöhten Position anbringen. Dadurch wird zwar die Funktionsfähigkeit des Transponders gewährleistet, der Aufbau kann jedoch mitunter eine deutliche Limitierung aufgrund der resultierenden Bauhöhe von Transponder und Abstandhalter darstellen. Abstände von einigen Zentimetern sind für derartige Abstandhalter nicht ungewöhnlich. Zudem können auch die Fertigungskosten für derartige Abstandhalter weit über den Kosten für den eigentlichen Transponder liegen und lassen deshalb diese Technologie für viele Verfahren, in welchen hohe Stückzahlen zum Einsatz kommen, als unattraktiv erscheinen.In order to remedy such problems, among other things, mechanical spacers are used in conjunction with transponders on a metallic surface, which attach the transponder in a raised position over the metallic material. Although this ensures the functionality of the transponder, the structure can sometimes represent a significant limitation due to the resulting height of the transponder and spacer. Distances of a few centimeters are not uncommon for such spacers. In addition, the Manufacturing costs for such spacers far exceed the costs for the actual transponder and therefore let this technology for many processes in which high volumes are used, appear unattractive.
Darüber hinaus finden auch dünne kunststoffgebundene Ferrit-Folien zur Magnetfeldabschirmung Einsatz. Die Herstellung einer solchen Ferrit-Folie stellt jedoch hohe Anforderungen an die Homogenität des Verbundmaterials und resultiert deshalb in relativ hohen Kosten für die Herstellung. Nach der Lamination dieses typischerweise zähelastisch, spröden Materials aus Ferrit und Kunststoff entsteht ein steifes und kaum biegbares Etikett mit einer Gesamthöhe von typischerweise wenigstens einem Millimeter. Aufgrund der Steifheit kann die Vorrichtung nur auf planen Oberflächen angebracht werden. Zudem schränken hohe Herstellungskosten und die Dicke der gesamten Vorrichtung das Anwendungsspektrum dieser Magnetfeldabschirmung ein.About that There are also thin plastic-bonded ferrite films for magnetic field shield use. The production of such However, ferrite foil places high demands on homogeneity of the composite material and therefore results in relatively high costs for the production. After lamination of this typically viscoplastic, brittle material made of ferrite and Plastic creates a stiff and barely bendable label with a Total height of typically at least one millimeter. Due to the stiffness, the device can only work on flat surfaces be attached. In addition, limit high production costs and the thickness of the entire device the application spectrum of this Magnetic field shielding on.
In
der
Die
In
der
Der
vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
nach der
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung nach den Patentansprüchen 1, 2, 16, 17 bzw. 31 gelöst.These The object is achieved by a device, a method and a use solved according to claims 1, 2, 16, 17 and 31, respectively.
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders gegenüber einem Untergrund gelöst, welche auf einem 1. Flächenabschnitt wenigstens eine flache Antennenstruktur umfasst, die Leiterbahnen zum Leiten von Strom in einer Stromflussrichtung umfasst und eine anwendungsspezifische Ausdehnung aufweist, wobei die Vorrichtung einen 2. Flächenabschnitt oder Träger umfasst, auf welchem Streifen eines hochpermeablen Abschirmungsmaterials in vorbestimmter Weise zueinander ausgerichtet aufgebracht sind, wobei der 2. Flächenabschnitt zu dem 1. Flächenabschnitt parallel angeordnet ist, wobei das hochpermeable Abschirmungsmaterial eine anisotrope Permeabilität aufweist, und wobei eine erhöhte Permeabilität in der Stromflussrichtung wesentlicher Abschnitte der Antennenstruktur vorgesehen ist.In particular, the object is achieved by a device for magnetic field shielding of an RFID transponder with respect to a substrate comprising on a first surface portion at least one flat antenna structure, the conductor tracks for conducting current in a current flow direction and having an application-specific extent, wherein the device 2. surface portion or support comprises on which strip of high-permeability shielding material are applied in a predetermined manner aligned with each other, wherein the second surface portion is arranged parallel to the first surface portion, wherein the high-permeability shielding material has an anisotropic permeability, and wherein an increased permeability is provided in the current flow direction of substantial portions of the antenna structure.
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders gelöst, welcher auf einem 1. Flächenabschnitt wenigstens eine flache Antennenstruktur umfasst, die Leiterbahnen zum Leiten von Strom in einer Stromflussrichtung umfasst und eine anwendungsspezifische Ausdehnung aufweist, wobei die Vorrichtung einen 2. Flächenabschnitt oder Träger umfasst, auf welchem Streifen eines hochpermeablen Abschirmungsmaterials in vorbestimmter Weise zueinander ausgerichtet aufgebracht sind, wobei der 2. Flächenabschnitt zu dem 1. Flächenabschnitt parallel angeordnet ist, wobei die Streifen in wesentlichen Abschnitten zueinander parallel ausgerichtet und durch Freiräume zwischen Längskanten der Streifen beabstandet sind, wobei die Längskanten der Streifen in der Stromflussrichtung, insbesondere in Richtung der Leiterbahnen wesentlicher Abschnitte der Antennenstruktur vorgesehen sind.Farther The object is achieved by a device for magnetic field shielding an RFID transponder solved, which on a 1st surface section comprises at least one flat antenna structure, the conductor tracks for conducting current in a current flow direction and an application specific one Expansion, wherein the device has a 2nd surface section or carrier comprises on which strip of a highly permeable Shielding material aligned in a predetermined manner to each other are applied, wherein the second surface portion to the 1. surface portion is arranged in parallel, wherein the Strip aligned in substantial sections parallel to each other and by clearances between longitudinal edges of the strips are spaced, wherein the longitudinal edges of the strips in the current flow direction, in particular in the direction of the conductor tracks essential portions of the antenna structure are provided.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders gelöst, welche auf einem 1. Flächenabschnitt wenigstens eine flache Antennenstruktur umfasst, die Leiterbahnen zum Leiten von Strom in einer Stromflussrichtung umfasst und eine anwendungsspezifische Ausdehnung aufweist, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines 2. Flächenabschnitts oder Trägers umfasst, auf welchem Streifen eines hochpermeablen Abschirmungsmaterials in vorbestimmter Weise zueinander ausgerichtet aufgebracht sind, wobei der 2. Flächenabschnitt zu dem 1. Flächenabschnitt parallel angeordnet ist, wobei das hochpermeable Abschirmungsmaterial mit einer anisotropen Permeabilität hergestellt wird, wobei das Abschirmungsmaterial derart relativ zur Antennenstruktur ausgerichtet wird, dass sich eine erhöhte Permeabilität in der Stromflussrichtung, insbesondere in Richtung der Leiterbahnen wesentlicher Abschnitte der Antennenstruktur ergibt.Farther The object is achieved by a method for producing a magnetic field shield an RFID transponder solved, which on a 1st surface section comprises at least one flat antenna structure, the conductor tracks for conducting current in a current flow direction and an application specific one Has expansion, the method providing a 2. surface section or carrier comprises, on which strip of a high-permeability shielding material in a predetermined Are applied aligned with each other, wherein the second surface portion is arranged parallel to the 1st surface section, wherein the highly permeable shielding material with an anisotropic permeability is made, wherein the shielding material so relative is aligned with the antenna structure, that an increased permeability in the current flow direction, in particular in the direction of the conductor tracks essential sections of the antenna structure results.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders gelöst, welcher auf einem 1. Flächenabschnitt wenigstens eine flache Antennenstruktur umfasst, die Leiterbahnen zum Leiten von Strom in einer Stromflussrichtung umfasst und eine anwendungsspezifische Ausdehnung aufweist, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines 2. Flächenabschnitts oder Trägers umfasst, auf welchem Streifen eines hochpermeablen Abschirmungsmaterials in vorbestimmter Weise zueinander ausgerichtet aufgebracht sind, wobei der 2. Flächenabschnitt zu dem 1. Flächenabschnitt parallel angeordnet ist, wobei die Streifen in wesentlichen Abschnitten zueinander parallel ausgerichtet und durch Freiräume zwischen Längskanten der Streifen beabstandet werden, wobei die Längskanten der Streifen in der Stromflussrichtung, insbesondere in Richtung der Leiterbahnen wesentlicher Abschnitte der Antennenstruktur vorgesehen werden.Farther The object is achieved by a method for producing a magnetic field shield an RFID transponder solved, which on a 1st surface section comprises at least one flat antenna structure, the conductor tracks for conducting current in a current flow direction and an application specific one Has expansion, the method providing a 2. surface section or carrier comprises, on which strip of a high-permeability shielding material in a predetermined Are applied aligned with each other, wherein the second surface portion is arranged parallel to the 1st surface section, wherein the strips in substantial sections aligned parallel to each other and by clearances between longitudinal edges of the strips be spaced, with the longitudinal edges of the strips in the current flow direction, in particular in the direction of the interconnects essential Sections of the antenna structure are provided.
Fernerhin wird die Aufgabe durch eine Verwendung einer Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung eines RFID-Transponders gelöst, nach einem der Ansprüche 1 bis 13, zur Verringerung von durch Wirbelstromverluste verursachten Funktionseinbußen des RFID-Transponders.henceforth The object is achieved by a use of a device for magnetic field shielding an RFID transponder solved according to one of the claims 1 to 13, to reduce by eddy current losses caused Functional losses of the RFID transponder.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass die Magnetfeldabschirmung ein hochpermeables Abschirmungsmaterial in Streifen umfasst, welche eine anisotrope Permeabilität aufweisen, wobei eine erhöhte Permeabilität in der Stromflussrichtung wesentlicher Abschnitte der Antennenstruktur vorgesehen ist. Durch die Streifenform des Abschirmmaterials werden nicht nur Wirbelströme und die folglich induzierten Magnetfelder unterdrückt, welche beim Einbringen des Transponders in das Magnetfeld eines Lesegerätes in der elektrisch leitfähigen Oberfläche etwa eines metallischen Gegenstandes erzeugt werden, sondern auch Wirbelströme, die durch das Magnetfeld des Lesegerätes in den Streifen selbst induziert werden. Ein weiterer wesentlicher Punkt besteht darin, dass die Streifen des hochpermeablen Abschirmungsmaterials in wesentlichen Abschnitten zueinander parallel ausgerichtet sind und die Längskanten der Streifen in der Stromflussrichtung, insbesondere in Richtung der Leiterbahnen wesentlicher Abschnitte der Antennenstruktur ausgerichtet sind. Hierdurch werden eingestrahlte Magnetfelder sehr vorteilhaft durch die Parallelstruktur der Streifen abgelenkt, tragen also ebenso zu einer Reduzierung der Wirbelströme bei, vermögen zudem aber auch aufgrund ihrer geometrischen Form und Anordnung die Ummagnetisierungsverluste unter Einstrahlung eines Magnetischen Wechselfeldes zu beeinflussen.One essential point of the invention is that the magnetic field shield a high permeability shielding material in strips comprising have an anisotropic permeability, wherein an increased Permeability in the current flow direction of essential sections the antenna structure is provided. Due to the stripe shape of the Shielding material will not only eddy currents and the Consequently, induced magnetic fields suppressed, which in the Inserting the transponder in the magnetic field of a reader in the electrically conductive surface approximately a metallic object are generated, but also eddy currents, through the magnetic field of the reader in the strip self-induced. Another essential point exists in that the strips of high-permeability shielding material are aligned parallel to each other in essential sections and the longitudinal edges of the strips in the current flow direction, in particular in the direction of the tracks of essential sections the antenna structure are aligned. As a result, irradiated magnetic fields very advantageous distracted by the parallel structure of the strips, So also contribute to a reduction of eddy currents but they are also able to do so because of their geometric Shape and arrangement of the re-magnetization losses under irradiation to influence a magnetic alternating field.
Hier, wie in allen weiteren Teilen soll Parallelität als eine rein lokale, punktuelle Parallelität verstanden werden. Folglich kann auch von Parallelität gesprochen werden, wenn die Streifen keine geraden Seitenkanten aufweisen. In dem hier verwendeten Sinn kann Parallelität auch beispielsweise zwischen gewellten Linien oder Kreissegmenten auftreten, wenn die Beabstandung zwischen den Seitenkanten zweier benachbarter und beabstandeter Streifen konstant ist, also die Tangenten an den Seitenkantenlinien zweier Streifen in jedem zueinander nächsten Punkt eine gleiche Steigung aufweisen.Here, as in all other parts, parallelism is supposed to be one purely local, punctual parallelism can be understood. Consequently, it is also possible to speak of parallelism, if the strips have no straight side edges. In this one used sense can also parallelity, for example between wavy lines or circle segments occur when the Spacing between the side edges of two adjacent and spaced strips is constant, so the tangents on the side edge lines of two Strip an equal one in each next point Have slope.
Es wird eine Magnetfeldabschirmung beschrieben, welche dazu vorgesehen ist, die magnetischen Primär- sowie mögliche Sekundärfelder mittels eines hochpermeablen Materials umzulenken bzw. abzuschwächen, so dass die Abschwächung des Magnetfeldes auf der Oberfläche eines metallisch leitenden Materials verringert oder sogar unterbunden wird. Die Orientierung der Anisotropie der Permeabilität des Abschirmungsmaterials, bzw. die Ausrichtung der Streifen des Abschirmungsmaterials erfolgt dabei so, dass das magnetische Primärfeld derart umgelenkt wird, dass die durch das umgelenkte magnetische Primärfeld induzierten elektrischen Felder senkrecht auf wesentlichen Abschnitten der Antennenstruktur stehen und folglich den Stromfluss in der Antennenstruktur, welcher in einer dazu senkrechten Richtung erfolgt, nicht beeinträchtigen können. Ebenso wird das magnetische Sekundärfeld teilweise derart umgelenkt, dass keine signifikanten Abschwächungen des eingestrahlten magnetischen Primärfeldes entstehen können.It is described a magnetic field shield, which is intended to deflect the magnetic primary and possible secondary fields by means of a highly permeable material or attenuate, so that the weakening of the magnetic field on the surface of a metallically conductive material is reduced or even prevented. The orientation of the anisotropy of the permeability of the shielding material, or the orientation of the strips of the shielding material is such that the magnetic primary field is deflected such that the induced by the deflected magnetic primary field electric fields are perpendicular to essential portions of the antenna structure and thus the flow of current in the antenna structure, which takes place in a direction perpendicular thereto, can not affect. Likewise, the secondary magnetic field is partially deflected in such a way that no significant attenuation of the incident primary magnetic field can occur.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Streifen im Wesentlichen zueinander parallel ausgerichtet und durch Freiräume zwischen Längskanten der Streifen beabstandet. Eine derartige Ausrichtung der Streifen ermöglicht es, geometrisch relativ klare Strukturen zu schaffen, welche eine erleichterte Ausrichtung einer angepassten Antennenstruktur erlaubt. Außerdem erlauben die Freiräume, hochpermeables Abschirmungsmaterial im Vergleich zu einer vollflächigen Ausführungsform einzusparen und dennoch einen guten Abschirmungseffekt zu bewirken. Diese Materialeinsparung ist vor allem bei der Herstellung von hohen Stückzahlen der Magnetfeldabschirmung wirtschaftlich überaus wichtig. Weitaus entscheidender jedoch ist, dass die Streifen selbst zur Unterdrückung von elektrischen Wirbelströmen etwa aus elektrisch leitenden Ab schirmungsmaterialien beitragen.at A first embodiment of the invention is the strips essentially aligned parallel to each other and through open spaces spaced between longitudinal edges of the strips. Such Alignment of the strips allows geometric relative to create clear structures that facilitate alignment an adapted antenna structure allowed. Also allow the free spaces, high-permeability shielding material in comparison to save to a full-surface embodiment and still have a good shielding effect. This material saving is mainly in the production of high volumes the magnetic field shield economically extremely important. Far more decisive, however, is that the strips themselves for Suppression of electrical eddy currents, for example contribute from electrically conductive Ab schungsungsmaterialien.
Ebenso können die Streifen einen weiterhin bündelnden Effekt in Bezug auf das Magnetfeld aufweisen, etwa dann, wenn das eingestrahlte Magnetfeld eines Lesegerätes nicht senkrecht auf die Oberfläche der Streifen einfällt, sondern in einem Winkel. Vor allem wirkt sich dieser Effekt auch auf die Ummagnetisierungsverluste aus, welche bei Einstrahlung eines magnetischen Wechselfeldes im dem Abschirmungsmaterial hervorgerufen werden.As well The stripes can still be bundled Have effect with respect to the magnetic field, such as when the irradiated magnetic field of a reader is not vertical on the surface of the stripes, but at an angle. Above all, this effect also affects the Correction losses, which upon irradiation of a magnetic Alternating field are caused in the shielding material.
Eine ferner vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung zeichnet sich dadurch aus, dass das Abschirmungsmaterial eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die geringer ist, als die eines Untergrundes, auf welchen die Magnetfeldabschirmung aufgebracht werden kann. Folglich können in dem Abschirmungsmaterial im Vergleich zum Untergrund, etwa einer Metallfläche, nur in begrenztem Umfang Wirbelströme auftreten und ein entsprechendes Gegenfeld erzeugt werden. Die elektrische Leitfähigkeit des Abschirmungsmaterials kann ebenso sehr gering sein, mit der Folge, dass die Wirbelströme noch weiter unterdrückt werden können.A Further advantageous embodiment of the device for Magnetic field shielding is characterized in that the shielding material a has electrical conductivity which is less than that of a substrate on which the magnetic field shield is applied can be. Consequently, in the shielding material compared to the ground, for example a metal surface, only in limited extent eddy currents occur and a corresponding Counter field are generated. The electrical conductivity of the shielding material can also be very low, with the Result that the eddy currents suppressed even further can be.
Eine weiter vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung zeichnet sich dadurch aus, dass das Abschirmungsmaterial eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die geringer als die Leitfähigkeit des Materials der Antennenstruktur ist. Hierdurch wird bewirkt, dass die Wirbelstromverluste in dem Abschirmungsmaterial selbst gering gehalten werden und zu keinen zu großen Verlusten oder zu einer Abschwächungen der magnetischen Felder führen. Zudem werden auch mögliche Verstimmungen der Resonanzfrequenz der Antennenstruktur des Transponders vermindert, welche sich dadurch ergeben können, dass die Streifen als Zusatzkapazität der Antennenstruktur des Transponders wirken und eine Veränderung der Resonanzfrequenz herbeiführen. Solche Frequenzverstimmungen werden normalerweise entweder durch zusätzliche elektronische Bauteile behoben, welche mit dem Transponder verschaltet sind, oder durch Einfügen einer weiteren externen, nicht verschalteten Kapazität, etwa in dem Träger auf welchem Streifen und Transponder zusammen angeordnet sind. Derartige Korrekturen müssen in kleinem Ausmaß typischerweise in jedem Fall durchgeführt werden, um eine Verstimmung der Transponderresonanzfrequenz durch die Streifen zu beheben. Obwohl das Abschirmungsmaterial der Streifen elektrisch leitend sein kann, schließt dieses Merkmal den Umstand nicht aus, dass seine Leitfähigkeit geringer als die Leitfähigkeit des Materials der Antennenstruktur ist.A further advantageous embodiment of the device for Magnetic field shielding is characterized in that the shielding material a having electrical conductivity lower than that Conductivity of the material of the antenna structure is. hereby is causing the eddy current losses in the shielding material themselves be kept low and no too large losses or lead to a weakening of the magnetic fields. In addition, possible detunings of the resonance frequency reduces the antenna structure of the transponder, which thereby can show that the strips as additional capacity the antenna structure of the transponder and a change cause the resonance frequency. Such frequency detuning are usually either by additional electronic Fixed components that are interconnected with the transponder, or by inserting another external, not interconnected Capacity, about in the carrier on which strip and transponders are arranged together. Such corrections to a small extent typically in each Case to be carried out to detune the transponder resonant frequency to fix the stripes. Although the shielding material of the strips can be electrically conductive, this feature closes the It does not mean that its conductivity is less than the conductivity of the material of the antenna structure is.
Weiterhin ist es möglich, dass das Abschirmungsmaterial Eisen, Nickel, Kobalt, Gadolinium, Verbindungen der Stoffgruppe der Granate, wie Yttrium-Aluminium- Verbindungen, Legierungen aus den genannten Stoffen oder Samarium oder amorphe Metalle umfasst. Denkbar sind aber auch andere ferromagnetische Metalle, Stoffe und Verbindungen als Abschirmungsmaterial mit ähnlich hochpermeablen Eigenschaften. Diese Stoffe und Verbindungen, oder Gemische von diesen, welche sich durch eine hohe absolute magnetische Permeabilität auszeichnen, können vorteilhaft dafür eingesetzt werden, eine erhöhte Permeabilität des Abschirmungsmaterials der Magnetisierungsabschirmung zu gewährleisten. Da es sich bei diesen Stoffen oder Verbindungen um industriell weit verbreitete Materialien handelt, ermöglichen sie eine kostengünstige Herstellung der Streifen des Abschirmungsmaterials. Das Abschirmungsmaterial kann dem entsprechend aus industriell in großem Maßstab hergestellte Materialien gewonnen werden, bei deren Herstellung man sich einfacher, gut zu kontrollierender Verfahren bedienen kann.Farther it is possible that the shielding material iron, nickel, Cobalt, gadolinium, compounds of the substance group of garnets, such as Yttrium-aluminum compounds, alloys of these substances or samarium or amorphous metals. But they are also conceivable other ferromagnetic metals, substances and compounds as shielding material with similarly high permeability properties. These substances and compounds, or mixtures of these, which are characterized by a high absolute magnetic permeability can distinguish be used advantageously for an increased Permeability of the shielding material of the magnetization shield to ensure. Because these substances or compounds to handle industrially widespread materials They cost-effective production of the strips of the shielding material. Accordingly, the shielding material can be industrially made into a large size Scale produced materials are obtained in whose Make yourself a simple, easy to control process can serve.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Abschirmmaterial ein weichmagnetisches Metall mit geringen Ummagnetisierungsverlusten, insbesondere ein µ-Metall, umfassen. µ-Metall sind metallische Materialien, welche sich sowohl durch eine hohe Permeabilität auszeichnen als auch durch ihre weichmagnetischen Eigenschaften. Ein derartiges weichmagnetisches Material bietet die Vorteile, dass sich die Energieverluste bei der Ummagnetisierung in einem magnetischen Wechselfeld im Vergleich zu einem normalen Metall oder einem hartmagnetischen Metall deutlich verringert sind. Magnetisierungsverluste treten normalerweise durch die Arbeit auf, welche ein magnetisches Feld verrichten muss, um die Restmagnetisierung in einem magnetisierten Material umzumagnetisieren, also durch die Ummagnetisierungsverluste. Durch die Reduzierung der Magnetisierungsverluste in dem Abschirmungsmaterial der Streifen etwa, lässt sich erreichen, dass zur Kommunikation zwischen Transponder und Lesegerät Magnetfelder von geringerer Intensität eingesetzt werden können, bzw. bei gleicher Intensität die Reichweite für eine effektive Kommunikation zwischen Transponder und Lesegerät vergrößert werden kann.In a preferred embodiment, the shielding material may comprise a soft-magnetic metal with low remagnetization losses, in particular a μ-metal. μ-metal are metal Lische materials, which are characterized both by a high permeability and by their soft magnetic properties. Such a soft magnetic material offers the advantages that the energy losses in the magnetic reversal in an alternating magnetic field compared to a normal metal or a hard magnetic metal are significantly reduced. Magnetization losses usually occur due to the work which a magnetic field has to perform in order to remagnetize the residual magnetization in a magnetized material, that is to say by the magnetization losses. By reducing the magnetization losses in the shielding material of the strips, for example, it is possible to use magnetic fields of lesser intensity for communication between the transponder and the reader, or to increase the range for effective communication between the transponder and the reader for the same intensity.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform umfasst das Abschirmungsmaterial nano-kristalline Strukturen. Nano-kristalline Strukturen können sich mitunter durch sehr hohe absolute Permeabilitäten auszeichnen, wobei die Permeabilitätszahlen teilweise deutlich über 100.000 liegen. Zudem weisen kristalline Strukturen eine geometrische Vorzugsrichtung auf, welche ein Identifizieren und Ausrichten der Permeabilität erleichtern kann.In a further preferred embodiment comprises Shielding material nano-crystalline structures. Nanocrystalline Structures can sometimes be characterized by very high absolute Distinguish permeabilities, where the permeability numbers sometimes well above 100,000. In addition, have crystalline Structures a preferred geometric direction, which identify an and align permeability.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Streifen flexibel ausgebildet und weisen eine Dicke von weniger als 500 µm, vorzugsweise weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 50 µm, auf. Durch eine flexible Ausführung der Streifen wird auch die Aufbringung der Streifen auf Oberflächen unterstützt, die nicht eben sind, sondern etwa eine Krümmung aufweisen. Zudem können mechanische Beschädigungen der Streifen verringert, bzw. durch deren Flexibilität deren mechanische Belastbarkeit erhöht werden, wenn beispielsweise unvorhergesehene Krafteinwirkungen auf das Abschirmungsmaterial auftreten. Durch die vorgesehene Dicke der Streifen wird gewährt, dass der Transponder nicht in einer wesentlich erhobenen Position über der Oberfläche angeordnet ist, auf welcher der Transponder zusammen mit der Magnetfeldabschirmung angebracht wird. Dies kann sich vor allem dann als vorteilig erweisen, wenn das Raumangebot für die Vorrichtungen zur Magnetfeldabschirmung beschränkt ist.In In an advantageous embodiment, the strips are flexible formed and have a thickness of less than 500 microns, preferably less than 100 .mu.m, in particular less than 50 μm, on. Through a flexible execution of Strips will also apply the strips on surfaces supports, which are not flat, but about a curvature exhibit. In addition, mechanical damage reduces the strip, or by their flexibility their mechanical strength can be increased, for example unforeseen force effects on the shielding material occur. By the intended thickness of the strips is granted that the transponder is not in a substantially raised position over the surface is arranged on which the transponder is attached together with the magnetic field shield. This can especially prove to be advantageous if the space limited for the devices for magnetic field shielding is.
Eine alternative Ausführungsform kann sich weiter dadurch auszeichnen, dass die Streifen in mehreren, durch Isolatorschichten getrennten Schichten übereinander angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, die Magnetfeldabschirmung sogar noch zu erhöhen und eine noch effektivere Magnetfeldabschirmung durch eine additive Abschirmungswirkung mehrerer Schichten zu gewährleisten. Die Datenübertragung kann folglich effektiver ausgeführt werden, bzw. über eine größere Reichweite erfolgen.A alternative embodiment may further be characterized that the strips in several, separated by insulator layers on top of each other are arranged. This makes it possible, the magnetic field shield even increase and even more effective magnetic field shielding to ensure by an additive shielding effect of multiple layers. The data transmission can thus be carried out more effectively, or over a longer range.
Weiterhin kann der Träger aus einem im Wesentlichen elektrisch nicht-leitenden Material bestehen. Der Träger besitzt somit elektrisch isolierende Eigenschaften, welche vor allem dann vorteilhaft sein können, wenn der Träger beispielsweise mit der elektrisch leitenden Antennenstruktur in Kontakt steht, um Kurzschlüsse oder Verstimmungen der Resonanzfrequenz der Antennenstruktur zu unterdrücken, bzw. zu minimieren.Farther For example, the carrier may be made of a substantially electrically non-conductive Material exist. The carrier thus has electrical insulating properties, which can be particularly advantageous for example, when the carrier is electrically conductive Antenna structure is in contact to short circuits or Suppress moods of the resonant frequency of the antenna structure, or to minimize.
Ferner ist möglich, dass der Träger als Inlay eines Transponders ausgebildet ist. Dies ermöglicht die sichere und geschützte Verwahrung des Transponders und ermöglicht ebenso ohne Komplikationen eine schnelle und eindeutige Verbindung des Transponders mit dem Inlay.Further it is possible for the wearer to be the inlay of a transponder is trained. This allows for safe and secure Storage of the transponder and also allows without Complications a fast and clear connection of the transponder with the inlay.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger mit dem auf ihm befestigten Transponder in Kunststoff, Papier oder Folienlaminat eingeschlossen, wobei vorzugsweise wenigstens eine Isolatorschicht zwischen Träger und Transponder vorgesehen ist. Der Einschluss in Kunststoff, Papier oder Folienlaminat ermöglicht die Herstellung von ganzen Transponder-Magnetfeldabschirmung-Einheiten, welche zum einen gegen äußere Einflüsse gut geschützt sind, welcher aber auch durch entsprechende Formgebung so gefertigt werden können, dass sie jeder räumlichen Anforderungen angepasst sind.In a preferred embodiment is the carrier with the transponder attached to it in plastic, paper or Including film laminate, preferably at least one Insulator layer provided between the carrier and transponder is. The inclusion in plastic, paper or foil laminate allows the production of whole transponder magnetic field shielding units which for a good against external influences are protected, which also by appropriate shaping can be made to suit any spatial Requirements are adjusted.
Die Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung kann sich auch noch dadurch auszeichnen, dass ein Flächenabschnitt, welcher von den Streifen auf dem 2. Flächenabschnitt eingenommen wird, mindestens so groß wie der 1. Flächenabschnitt ist und diesen überdeckt. Eine solche Vorrichtung gewährleistet eine möglichst vollständige Abschirmung der Transponderantennenstruktur und bewirkt folglich eine flächig best mögliche Magnetfeldabschirmung.The Device for magnetic field shielding can also be characterized that a surface portion, which of the Strip is taken on the 2nd surface section, at least as big as the first area section is and covers this. Such a device ensures a As complete as possible shielding of the transponder antenna structure and thus causes a surface best possible Magnetic shielding.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform kann die Vorrichtung derart ausgebildet sein, dass der Transponder im HF-Frequenzbereich, insbesondere bei 13,56 MHz arbeitet. Ein solcher Transponder hat im Vergleich zu den ebenso gefertigten Transpondern, die im LF-Bereich (Low Frequency Bereich) bei 135 kHz arbeiten, den großen Vorteil, dass die Antennenstruktur zur induktiven Kopplung mit dem Lesegerät weitaus weniger Antennenwindungen benötigt, also deutliche Raumersparnisse zur Folge hat. Bei Transpondern hingegen, die in den UHF-Frequenzbereichen von 868 MHz, 915 MHz und 2,45 GHz und 5,8 GHz arbeiten, findet die Kopplung zwischen Lesegerät und Tranponder nicht über magnetische sondern über elektromagnetische Kopplung statt. Derartige UHF-Transponder sind jedoch nicht universell einsetzbar, da Ihre erlaubten Arbeitsfrequenzen sich regional stark unterscheiden. Produkte, welche beispielsweise in einem Land ohne weiteres über einen 868MHz-Transponder identifiziert werden könnten, können in einem anderen Land unter Umständen bei 868 MHz nicht identifiziert werden, da die erlaubten Frequenzbereiche der eingesetzten elektromagnetischen Strahlung, nicht mit der Resonanzfrequenz der Antennenstruktur des Transponders übereinstimmt. Handelt es sich bei dem verwendeten Transponder jedoch um ein einen HF-Transponder, so kann dieser universell und unabhängig von seinem Aufenthaltsort ausgelesen werden, da zu seinem Auslesen lediglich Energie in Form von magnetischen Wellen nötig ist und der bezeichnete Frequenzbereich international erlaubt und standardisiert ist.In a further advantageous embodiment, the device may be designed such that the transponder operates in the RF frequency range, in particular at 13.56 MHz. Such a transponder has the great advantage, in comparison to the similarly manufactured transponders operating in the LF range (low frequency range) at 135 kHz, that the antenna structure for inductive coupling with the reader requires far fewer antenna turns, thus resulting in significant space savings Has. By contrast, in transponders operating in the UHF frequency ranges of 868 MHz, 915 MHz and 2.45 GHz and 5.8 GHz, the coupling between the reader and the transponder does not take place via magnetic but via electromagnetic coupling. However, such UHF transponders are not universally applicable, since your permitted working frequencies differ strongly regionally. Products that could easily be identified, for example, in one country via an 868 MHz transponder, may not be identified in another country at 868 MHz because the allowed frequency ranges of the electromagnetic radiation used do not match the resonant frequency of the antenna structure of the transponder , However, if the transponder used is an RF transponder, then it can be read out universally and independently of its location since only energy in the form of magnetic waves is required for its readout and the designated frequency range is internationally permitted and standardized.
Das Verfahren zur Herstellung einer Magnetfeldabschirmung kann sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch auszeichnen, dass die Streifen im Wesentlichen zueinander parallel ausgerichtet und durch Freiräume zwischen Längskanten der Streifen beabstandet werden. Eine derartige Ausrichtung der Streifen ermöglicht es, geometrisch relativ klare Strukturen zu schaffen, welche eine erleichterte Ausrichtung der Antennenstruktur erlauben.The Method for producing a magnetic field shield may be in a preferred embodiment characterized that the strips are aligned substantially parallel to one another and by clearances between longitudinal edges of the strips be spaced. Such alignment of the strips allows it is to create geometrically relatively clear structures, which one allow easier alignment of the antenna structure.
Eine fernerhin vorteilhafte Ausführungsweise des Verfahrens zur Herstellung einer Magnetfeldabschirmung zeichnet sich dadurch aus, dass das Abschirmungsmaterial eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die geringer ist, als die eines Untergrundes, auf welchen die Magnetfeldabschirmung aufgebracht werden kann. Folglich können in dem Abschirmungsmaterial, welches beispielsweise in der Form paralleler Streifen vorliegt, im Vergleich zum Untergrund, etwa einer Metallfläche, nur in begrenztem Umfang Wirbelströme auftreten und ein entsprechendes Gegenfeld erzeugt werden. Die elektrische Leitfähigkeit des Abschirmungsmaterials kann ebenso sehr gering sein, mit der Folge, dass die Wirbelströme noch weiter unterdrückt werden können.A furthermore advantageous embodiment of the method for producing a magnetic field shield is characterized from that the shielding material has an electrical conductivity which is lower than that of a substrate on which the magnetic field shield can be applied. Consequently, you can in the shielding material, for example in the form parallel strip is present, compared to the ground, for example a metal surface, only to a limited extent eddy currents occur and a corresponding opposing field are generated. The electric Conductivity of the shielding material may as well be low, with the result that the eddy currents are still can be further suppressed.
Ebenso können die Streifen einen weiterhin bündelnden Effekt in Bezug auf das Magnetfeld aufweisen, etwa dann, wenn das eingestrahlte Magnetfeld eines Lesegerätes nicht senkrecht auf die Oberfläche der Streifen einfallt, sondern in einem Winkel. Vor allem wirkt sich dieser Effekt auch auf die Ummagnetisierungsverluste aus, welche bei Einstrahlung eines magnetischen Wechselfeldes im dem Abschirmungsmaterial hervorgerufen werden.As well The stripes can still be bundled Have effect with respect to the magnetic field, such as when the irradiated magnetic field of a reader is not vertical on the surface of the strip invades, but in one Angle. Above all, this effect also affects the re-magnetization losses which, upon irradiation of an alternating magnetic field in caused the shielding material.
In einer alternativen Ausführungsweise des Verfahrens werden die Streifen durch Ätzen eines vollflächigen Abschirmungsmaterials hergestellt. Damit ist ebenso wieder gewährleistet, dass die Streifen industriell in kurzer Zeit mit einem gut kontrollierbaren Verfahren in hohen Stückzahlen hergestellt werden können. Zudem erlaubt dieses Verfahren auch die Einhaltung sehr genauer Vorgaben zu den Abmessungen, bzw. Widergabe sehr feiner Strukturen, wenn etwa in Verbindung mit ihm ein lithographisches Verfahren eingesetzt wird, das eine hervorragende optische Auflösung ermöglicht.In an alternative embodiment of the method the strips by etching a full-surface shielding material produced. This also ensures that again the strips industrially in a short time with a well controllable process can be produced in high volumes. In addition, this method also allows compliance very accurate Specifications for the dimensions, or rendering of very fine structures, if used in conjunction with him a lithographic process which enables excellent optical resolution.
Das vollflächige Abschirmungsmaterial kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auf den Träger in einem Roll-zu-Rolle Prozess auflaminiert werden. Rolle-zu-Rolle Prozesse sind gängige industrielle Verfahren, welche wiederum die Herstellung großer Stückzahlen an Magnetfeldabschirmungen erlauben. Als Trägersubstanzen eignen sich beispielsweise organische Folien oder Papier. Die Erzeugung der Streifen erfolgt typischerweise in einem nächsten Prozessschritt, welcher etwa lithographische oder drucktechnische Verfahren, wie Siebdruck, Schablonendruck, Tampondruck oder Transferdruck, benutzt. Hierbei kann in Standardverfahren die Erzeugung beliebiger Anordnungen an Streifen ausgeführt werden, welche in beliebiger Richtung zu dem vollflächigen Abschirmungsmaterial anordenbar sind. Ein Druckprozess bietet zudem noch den Vorteil kurzer Rüstzeiten, also hoher Flexibilität bei Designänderungen bei geringen Werkzeugkosten und dem Vorhandensein einer breiten Infrastruktur für die Rolle-zu-Rolle Verarbeitung. Vor Erzeugung der Streifen wird das vollflächige Abschirmungsmaterial mit einem Muster bedruckt, welches die Anordnung der Streifen wiedergibt. Falls diese bereits mit dem Träger verbunden sind, wird der Träger mit einem Schutzlack versehen. Nach dem Härten des Schutzlackes, welches beispielsweise durch Wärmekonvektion, elektromagnetische Strahlung oder durch Feuchte initiiert werden kann, durchläuft das bedruckte vollflächige Abschirmungsmaterial verschiedene Ätz- und Reinigungsbäder, in welchen die eigentliche Herstellung der Streifen erfolgt. Hierbei wäre auch denkbar, dass der verwendete Schutzlack später als Laminationsklebestoff und/oder elektrischer Isolator dienen kann.The full-surface shielding material can in another preferred embodiment of the carrier in a roll-to-roll process. Roll-to-roll Processes are common industrial processes, which in turn the production of large numbers of magnetic field shields allow. Suitable carrier substances are, for example organic foils or paper. The generation of the stripes takes place typically in a next process step, which such as lithographic or printing techniques, such as screen printing, stencil printing, Pad printing or transfer printing, used. This can be done in standard procedures the generation of arbitrary arrangements of strips executed which are in any direction to the full-surface Shielding material can be arranged. A printing process also offers even the advantage of short set-up times, so high flexibility for design changes with low tooling costs and the presence a broad infrastructure for roll-to-roll processing. Before production of the strips, the full-surface shielding material printed with a pattern that reflects the arrangement of the stripes. If these are already connected to the carrier is the carrier provided with a protective varnish. After hardening the protective varnish, which, for example, by heat convection, electromagnetic radiation or by moisture can, passes through the printed full-surface shielding material various etching and cleaning baths, in which the actual production of the strips takes place. This would be also conceivable that the protective lacquer used later than Lamination adhesive and / or electrical insulator can serve.
Alternativ hierzu kann das Verfahren enthalten, dass die Streifen durch ein spanendes, mechanisches Formgebungsverfahren hergestellt werden. Hierbei wären beispielsweise Schneid- oder Fräsverfahren anzuführen, welche eine Materialabtragung erlauben und Streifen ebenso in den industriell nötigen Stückzahlen herstellen können. Zudem sind durch spanende Verfahren praktisch alle Werkstoffe bearbeitbar.alternative For this, the procedure may include that the strips through a machining, mechanical shaping process are produced. in this connection would be, for example, cutting or milling processes lead, which allow a material removal and Strip as well in the industrially necessary quantities can produce. In addition, by machining processes practically all materials workable.
Weiterhin alternativ hierzu werden die Streifen durch ein nichtspanendes mechanisches Formgebungsverfahren hergestellt. Hierzu sind etwa Walz- oder Stanzverfahren zu rechnen, welche vorwiegend für die Verarbeitung weicher Abschirmungsmaterialien Einsatz finden. Mittels gut kontrollierbarer industrieller Walzverfahren ist ferner die Dicke der herzustellenden Streifen problemlos bis zu Dicken von wenigen µm und sogar noch geringerer Dicken möglich. Damit lassen sich mechanisch sehr dünne Schichten von Abschirmungsmaterialien fertigen, welche folglich äußerst vorteilhaft in der Herstellung von Magnetfeldabschirmungen äußerst geringer Dicken mit sehr geringem Materialaufwand eingesetzt werden können.Still alternatively, the strips are made by a non-chip mechanical forming process. Rolling or stamping processes, which are mainly used for the processing of soft shielding materials, are to be expected for this purpose. By means of well controllable industrial rolling processes is also the thickness of the produced strips easily up to thicknesses of a few microns and even smaller thicknesses possible. This makes it possible to manufacture mechanically very thin layers of shielding materials, which consequently can be used extremely advantageously in the production of magnetic field shields of extremely small thicknesses with very low material costs.
Überdies können die Streifen durch ein nasschemisches Verfahren hergestellt werden. Nasschemische Verfahren haben den Vorteil, dass mit ihnen Schichten äußerst geringer Dicken direkt auf einen Träger aufgebracht werden können und zudem möglicherweise keine spezielle Verbindung von Träger und Streifen für eine feste Verbindung nötig ist. Außerdem erlauben nasschemische Verfahren auch mit einfachen Mitteln relativ komplexe Streifenstrukturen herzustellen. Überdies können sie auch vorteilhaft mit weiteren Anwendungsschritten zur Herstellung der Streifen kombiniert werden. So ist es beispielsweise denkbar, ein nasschemisches Verfahren in einem magnetischen Richtfeld auszuführen, um somit in einem Verfahrensschritt die Streifen herzustellen und eine Anisotropie der Permeabilität des Abschirmungsmaterials herbeizuführen.moreover The strips can be removed by a wet-chemical method getting produced. Wet chemical processes have the advantage that with them layers of extremely small thicknesses directly can be applied to a support and moreover, there may not be any special connection of carriers and strip is needed for a firm connection. Furthermore wet-chemical processes are relatively easy even with simple means to produce complex stripe structures. Moreover, you can They are also advantageous with further application steps for the production the stripes are combined. So it is conceivable, for example to carry out a wet-chemical method in a magnetic directional field, so as to produce the strips in one process step and an anisotropy of the permeability of the shielding material bring about.
Als weitere Alternative ist auch denkbar, dass die Streifen durch physikalisches oder chemisches Abscheiden des Abschirmungsmaterials auf dem Träger hergestellt werden. Auch derartige Verfahren ermöglichen, die direkte Verbindung von Träger und Streifen, sowie die Herstellung von Streifen, sehr geringer Dicke etwa aus der Gasphase heraus. Da es sich etwa bei den Abscheidungsverfahren CVD (Chemical Vapour Deposition) oder PVD (Physical Vapour Deposition) um industriell weit verbreitet Verfahren handelt, die darüber hinaus eine hohe Konformität der erzeugten Abscheidungen garantieren, können mit diesen Verfahren beispielsweise leicht Streifen in hohen Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden.When Another alternative is also conceivable that the stripes by physical or chemically depositing the shielding material on the support getting produced. Even such methods allow the direct connection of carrier and strip, as well as the Production of strips, very small thickness approximately from the gas phase out. Since it is about the deposition process CVD (Chemical Vapor Deposition) or PVD (Physical Vapor Deposition) by industrial is widely used in addition to a procedure guarantee high conformity of the generated deposits For example, you can strip easily with these methods produced inexpensively in large quantities become.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Anisotropie der Permeabilität des hochpermeablen Materials mittels eines magnetischen Richtfeldes induziert oder verstärkt. Dieses Verfahren erlaubt, auch Gemische von Stoffen oder Partikeln mit intrinsischer Anisotropie der Permeabilität zur Herstellung der Streifen zu verwenden, welche etwa zunächst suspendiert vorliegen, entsprechend ihrer magnetischer Permeabilität ausgerichtet werden und anschließend in ausgerichteter Position in ihrer Position fixiert werden. Hierbei ist etwa der Einsatz von Harzen denkbar, in welchen Ferrit-Partikel suspendiert sind und nach Ausrichtung mittels eines magnetischen Richtfeldes durch Wärme oder Licht bestimmter Wellenlängebereiche ausgehärtet werden. Denkbar wäre eine Herstellung der Streifen durch drucktechnische Verfahren.In A preferred embodiment of the method is the Anisotropy of the permeability of the high permeability material induced or amplified by means of a magnetic directional field. This method also allows mixtures of substances or particles with intrinsic anisotropy of permeability for production to use the strip, which is about initially suspended present, according to their magnetic permeability be aligned and then aligned in Position can be fixed in position. This is about the Use of resins conceivable in which suspended ferrite particles are and after alignment by means of a magnetic directional field by heat or light of certain wavelength ranges be cured. A production would be conceivable the strip by printing techniques.
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Fixierung der Streifen auf dem Träger mittels eines Klebers oder eines Lackes. Derartige Fixierungsmittel sind billig und leicht verfügbar, erlauben also einen relativ kostengünstigen Herstellungsprozess, der darüber hinaus noch leicht zu kontrollieren ist.In an alternative embodiment, the fixation takes place the strip on the support by means of an adhesive or a paint. Such fixatives are cheap and easy available, so allow a relatively inexpensive In addition, manufacturing process, which is still easy to control is.
Ferner ist auch möglich, dass der Träger nach dem Fixieren der Streifen auf ihm mit dem Transponder verbunden wird. Diese Vorgehensweise erlaubt beispielsweise, eine Magnetfeldabschirmung separat herzustellen, also teilweise unabhängig von den Antennenstrukturen des Transponders und als selbstständiges Produkt zu vertreiben.Further It is also possible that the carrier after fixing the strip on it is connected to the transponder. This procedure allows for example, to produce a magnetic field shield separately, thus partially independent of the antenna structures of the Transponders and distribute as a self-contained product.
Alternativ hierzu ist auch möglich, dass der Träger vor dem Fixieren der Streifen auf ihm mit dem Transponder verbunden wird. Diese Herstellungsweise würde etwa dann eingesetzt werden können, wenn die Einheit aus Streifen, Träger und Transponder als Ganzes in einem Fertigungsprozess hergestellt und vertrieben werden soll.alternative this is also possible that the carrier before the Fixing the strips on it is connected to the transponder. This method of production would be used approximately then if the unit is made of strips, carrier and transponders as a whole in a manufacturing process and to be distributed.
Es ist fernerhin denkbar, dass die Verbindung von Transponder und Vorrichtung zur Magnetfeldabschirmung mittels Falten, Laminieren oder eines Verkapselungsverfahrens erfolgt. Diese Verfahren erlauben wiederum relativ einfache Standardverfahren anzuwenden, wie sie etwa für die Herstellung von Scheckkarten bekannt sind, um eine Einheit aus Transponder und Magnetfeldabschirmung herzustellen, welche in geschützter Form vorliegt.It is furthermore conceivable that the connection of transponder and device for magnetic field shielding by means of folding, laminating or a Encapsulation process takes place. These procedures in turn allow to apply relatively simple standard procedures, such as those for The production of check cards are known to be a unit of transponder and magnetic field shielding, which in protected Form is present.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschreiben, die anhand der Abbildung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:following the invention will be described by means of exemplary embodiments, which are explained in more detail with reference to the figure. Hereby show:
In
der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche oder
gleich wirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet.
In the following description, the same reference numerals are used for identical or identically acting parts.
Die
Antennenstruktur
In der vorliegenden Ausführungsform sind die seitlichen Randbereiche der gesamten Anordnung nicht durch ein Verfüll- oder Klebematerial abgeschlossen, und bilden zusammen mit den übrigen Elementen folglich keine vollständig abgeschlossene Einheit. Dennoch wäre ein solches Verfüllen oder Abschließen denkbar. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, dass Stabilisierungselemente oder Formelemente in die dargestellte Schichtabfolge mit eingefügt werden, welche anwendungsspezifischen Anforderungen an die Anordnung Rechnung tragen können. Beispielsweise könnten seitliche Verstärkungen in die Schichtabfolge der Anordnung mit integriert werden, um die Anordnung zu stabilisieren. Ebenso könnten Formelemente integriert werden, welche die gesamte Anordnung an eine spezifische Oberflächentopographie anpassen.In In the present embodiment, the side edge portions are the entire assembly not by a filling or adhesive material completed, and form together with the other elements consequently not a complete unit. Yet would be such a filling or completion conceivable. In addition, it would also be conceivable that stabilizing elements or mold elements in the illustrated Layer sequence to be inserted, which application-specific Requirements for the arrangement bill. For example, lateral reinforcements in the layer sequence of the arrangement to be integrated with the arrangement to stabilize. Likewise, form elements could be integrated which maps the entire array to a specific surface topography to adjust.
Der
selbe Gedanke wird auch in
Eine
alternative Gesamtgeometrie einer erfindungsgemäßen
Magnetfeldabschirmung
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.At It should be noted that all of the above Parts seen on their own and in any combination, in particular the details shown in the drawings as essential to the invention be claimed. Variations thereof are those skilled in the art common.
- 11
- Magnetfeldabschirmungmagnetic shielding
- 22
- RFID-TransponderRFID transponder
- 44
- Trägercarrier
- 55
- Streifenstrip
- 66
- Freiraumfree space
- 77
- Isolatorschichtinsulator layer
- 88th
- Antennenstrukturantenna structure
- 99
- Deckmaterialcover material
- 1010
- Mikrochipmicrochip
- 1111
- Antennenbrückeantenna bridge
- aa
- 1. Flächenabschnitt1. surface section
- bb
- 2. FlächenabschnittSecond surface section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 10149126 A1 [0009, 0010] - DE 10149126 A1 [0009, 0010]
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