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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einen Chip,
insbesondere einen RFID(Radio Frequency Identification)-Chip oder
ein RFID-Chipmodul, und eine Antenne aufweisenden Transponders auf
einem Substrat, insbesondere einem Kunststoffsubstrat, bei dem der
Chip und die Antenne auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet werden.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
mit einem solchen Transponder.
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Ein
Transponder ist ein Gerät zur drahtlosen Kommunikation,
das eingehende Signale aufnimmt und automatisch beantwortet. RFID-Transponder sind
in der Regel auf Kunststoffsubstraten aufgebracht und werden als
sogenannte RFID-Inlays (bzw. RFID-Inlets) u. a. in kontaktlosen
Karten, e-Passports, Smart Labels und dergleichen weiterverarbeitet.
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Aus
dem Stand der Technik sind Transponder in verschiedenen Ausführungen
bekannt. Für deren Herstellung kommen unterschiedliche
Prozeß- und Fertigungstechnologien zum Einsatz. Ein übliches
Verfahren zur Anordnung eines Transponders auf einem Substrat 2 ist
der sogenannte Flip-Chip-Prozeß, bei dem die Chips 1 direkt
auf eine bereits auf einem Substrat 2 angeordnete Antenne 3 montiert
werden und die Verbindung zwischen Antenne 3 und Chip 1 mit
Hilfe eines Klebers 10 erfolgt, vgl. 1.
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Bei
den derart montierten Chips kann es sich sowohl um ungehäuste
Silizium-Chips („bare dice") oder aber auch um Chipmodule
handeln, wobei es sich bei den Chipmodulen sowohl um Chips mit Metallsubstraten
(Metall-Anschlußfahnen/Metal Leadframes), als auch um Chips
mit Polymersubstraten (sogenannte „straps" oder „interposer")
handeln kann.
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Die
Antennen bestehen im allgemeinen aus elektrisch leitfähigen
Materialien, insbesondere Metallen, leitfähigen Pasten
oder leitfähigen Tinten. Für Anwendungen im HF(Hochfrequenz)-Bereich – hierzu
zählt die bei RFID verwendete Normfrequenz 13,56 MHz – bestimmt
der Ohmsche Widerstand der Antenne die Leseeigenschaften wesentlich
mit. Der elektrische Leiterquerschnitt der Windungen hat hierbei
zusammen mit dem spezifischen Widerstand des angewandten Materials
einen direkten Einfluß. Deshalb handelt es sich bei den
verwendeten Antennen sehr häufig um Folienantennen oder
Drahtantennen, wobei die Folienantennen im wesentlichen aus Metallfolien
aus Kupfer oder Aluminium und die Drahtantennen vorzugsweise aus
Kupferdraht bestehen.
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Bei
dem Substratmaterial handelt es sich in der Regel um ein Kunststoffmaterial,
wie bspw. PET (Polyethylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphtalat),
Polyimid (PI, Kapton®), PVC (Polyvinylchlorid) oder
PC (Polycarbonat). Bei den Klebern handelt es sich zumeist um anisotropische
Epoxy-basierende Kleber (sogenannte ACP-Kleber) oder um „hotmelt"-Kleber.
Zur Aushärtung der Kleber müssen die Substrate
für Temperaturen von bis zu 200°C für mehrere
Sekunden Einwirkungsdauer ausgelegt sein, was den Einsatz vieler
Substratmaterialien einschränkt bzw. unmöglich
macht. So ist beispielsweise die Verwendung von PVC-Substraten bei
diesen Temperaturen ausgeschlossen.
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Bei
dem Flip-Chip-Prozeß erfüllt der ACP-Kleber eine
Doppelfunktion. Er bewirkt einerseits ein Fixieren des Chips 1 auf
dem Substrat 2 und stellt andererseits die Verbindung der
beiden Chip-Anschlüsse 12 mit den beiden Antennenanschlüssen 11 sicher.
Nach dem Aufbringen des ACP-Klebers 10 auf die Antennenanschlüsse 11, also
die Bondposition für den Chip 1, erfolgt das „Flippen"
des Chips 1 um 180 Grad und ein Aufsetzen des Chips 1 auf
die Antennenanschlüsse 11, vgl. 1. Von
Nachteil bei diesem Verfahren ist es, daß handelsübliche
Kleber Aushärtezeiten von mehreren Sekunden benötigten,
was die Produktivität von automatisch arbeitenden Fertigungsanlagen
begrenzt und die Komplexität entsprechender automatisierter Fertigungsanlagen
erhöht, da die vergleichsweise niedrige Herstellungsgeschwindigkeit
durch den Parallelbetrieb einer Vielzahl von Prozeß-Einheiten
bzw. Anlagen ausgeglichen werden muß.
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Anstelle
der Verwendung von Kleber, insbesondere ACP-Kleber, kann die elektrische
Verbindung zwischen Antenne und Chip auch durch Löten, Schweißen
oder mechanische Verbindungen, wie bspw. Crimpen oder Clinchen erfolgen.
Für die mechanische Anbindung des Chips muß dieser
allerdings mit einem Chipmodul („strap", „interposer")
verfügbar sein.
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Die
oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Transponders
auf einem Substrat stoßen bei zunehmender Produktivität
immer häufiger an physikalische Grenzen, z. B. hinsichtlich
der Temperaturbelastbarkeit der verwendeten Materialien und der
Aushärtedauer des verwendeten Klebers. Ein Beispiel hierfür
ist die Herstellung von RFID-Inlays, die zur Identifikation von
Personen und Objekten verwendet werden und daher mit besonderen technischen
Leistungsmerkmalen ausgestattet sind, wie bspw. Möglichkeiten
zur Speicherung von biometrischen Daten sowie der Anwendung von
Verschlüsselungs- bzw. Kryptographiemethoden bei der Datenübertragung.
An derartige RFID-Inlays werden hinsichtlich Zuverlässigkeit
und Produktlebensdauer besonders hohe Anforderungen gestellt.
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Um
diesen Anforderungen zu genügen, erfolgte die Herstellung
solcher RFID-Inlays bisher durch ein Verfahren, bei dem ein Substrat
mit einem bereits montierten speziellen RFID-Chipmodul nachträglich
mit einer Kupferdrahtantenne versehen wird. Eine solche Lösung
ist in dem europäischen Patent
EP 0753180 B1 beschrieben.
Die Antennenherstellung erfolgt dabei durch das Verlegen eines Spulendrahtes
mit einer Verlegevorrichtung
9 in einem Kunststoffsubstrat
mit Hilfe eines Ultraschallprozesses, bei dem der Draht
3 in
die Oberfläche des Substrates
2 eingebracht wird,
vgl.
2. Der verlegte Draht wird im Anschluß an
den Verlegeschritt mit dem Chip verbunden, bspw. mittels eines Thermokompressionsschweißverfahrens.
Die bei diesem Verfahren erreichbare Produktivität ist
wegen des vergleichsweise lang andauernden Verlegeprozesses sowie
des zusätzlichen Prozeßschrittes zur Verbindung
des verlegten Drahtes mit dem Chip begrenzt. Größere
Stückzahlen sind nur unter hohem Aufwand herstellbar.
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Vor
diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Herstellung eines solchen Transponders zu vereinfachen und die
Produktivität bei der Herstellung zu verbessern bzw. eine besonders
einfach herzustellende Vorrichtung mit einem solchen Transponder
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung
nach Anspruch 13 gelöst.
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Danach
wird ein Verfahren zur Herstellung eines einen Chip, insbesondere
einen RFID-Chip oder ein RFID-Chipmodul, und eine Antenne aufweisenden
Transponders auf einem Substrat, insbesondere einem Kunststoffsubstrat,
vorgeschlagen, bei dem der Chip und die Antenne auf dem gemeinsamen
Substrat angeordnet werden. Das Verfahren ist durch ein Metallisieren
der Substratoberfläche gekennzeichnet. Durch ein solches
Metallisieren wird einerseits wenigstens ein Antennenabschnitt der
Antenne hergestellt, andererseits erfolgt hierdurch ein elektrisches
Verbinden von Kontaktanschlüssen der Antenne mit Kontaktanschlüssen
des Chips auf dem Substrat.
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Unter
dem Begriff der Herstellung des Transponders wird dabei im weitesten
Sinne ein Zusammenführen von Antenne und Chip zu einer
Funktionseinheit verstanden.
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Der
Begriff Chip kennzeichnet dabei ein elektronisches Bauelement mit
wenigstens einer integrierten elektronischen Schaltung. Unter der
Bezeichnung Chip wird hier sowohl ein einzelner Chip als auch ein
Chipmodul (bzw. -„strap", -interposer" oder dergleichen
(siehe oben)) verstanden.
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Unter
dem Begriff des Metallisierens wird dabei das Aufbringen bzw. Aufwachsen
eines elektrisch leitfähigen Metalls zum Erzeugen einer
metallischen Struktur (Antenne, Kontaktanschlußverbindung)
verstanden. Das Erzeugen der metallischen Struktur kann dabei durch
Beschichten, insbesondere Plasmabeschichten, Sputtern, Bedampfen,
Bestäuben, Bedrucken oder anderen Verfahren, wie beispielsweise
Lötverfahren, erfolgen. Der Begriff des Metallisierens
steht dabei im Gegensatz zu der Verwendung einer bereits bestehenden
metallischen Struktur, wie beispielsweise dem Verlegen eines Drahtes
oder der Montage einer vorgestanzten Antenne.
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Vorteilhafte
Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Eine
Kernidee der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei
dem sowohl die Herstellung der Antenne des Transponders als auch
die elektrische Verbindung der Antenne mit dem Chip mit einem Metallisierungsprozess
durchgeführt wird. Durch das Metallisieren entstehen elektrisch
leitfähige und ausreichend niederohmige Leiterbahnen. Das Metallisieren
erfolgt dabei vorzugsweise durch ein Aufwachsen von elektrisch leitfähigen
Metallen, wie bspw. Kupfer oder Aluminium, wobei die Art und Weise
des Metallisierens für die erfinderische Grundidee zunächst
unerheblich ist. So kann das Metallisieren bspw. durch Sputtern,
Bestäuben oder andere Verfahren erfolgen (siehe oben).
Von Vorteil ist es, wenn ein Metallisierungsverfahren eingesetzt
wird, bei dem die Prozeßtemperaturen vergleichsweise gering
sind und vorzugsweise höchstens 90°C betragen,
jedenfalls deutlich unter den Temperaturen liegen, welche die verwendeten
Substratmaterialien (meist Kunststoffe wie PVC, PC (siehe oben))
beschädigen würden. Dies ist insbesondere bei
der Anwendung der Plasmabeschichtungstechnologie der Fall.
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Darüber
hinaus ist es von Vorteil, daß neben der Antenne auch weitere
Bauelemente auf besonders einfache Art und Weise, nämlich
durch den Metallisierungsschritt zur Herstellung der Antenne, an den
Chip angeschlossen werden können. So kann insbesondere
eine Einrichtung zur Energieversorgung des Chips an den Chip angeschlossen
werden.
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Mit
der vorliegenden Erfindung kann durch das Zusammenfassen der Antennenherstellung
einerseits und der Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen
den Anschlußkontakten andererseits mit Hilfe des Metallisierungsprozesses
die Transponderherstellung gegenüber den aus dem Stand
der Technik bekannten Lösungen deutlich vereinfacht und
aus produktionstechnischer Sicht auch für große Stückzahlen
effektiver und flexibler gestaltet werden. Dadurch, daß vergleichsweise
niedrige Prozeßtemperaturen während des Metallisierens
möglich sind und insbesondere auch durch den Wegfall des
Klebers kann das Verfahren auch bei nicht hitzebeständigen
Kunststoffmaterialien, wie bspw. PVC, verwendet werden.
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Das
Verbinden der Kontaktanschlüsse erfolgt vorzugsweise in
einem Prozeßschritt mit dem Herstellen der Antenne, beispielsweise
während eines Plasmabeschichtungsprozesses. Der genaue zeitliche
Ablauf ist dabei zunächst von untergeordneter Bedeutung.
Erfolgt das Verbinden der Kontaktanschlüsse gleichzeitig
mit dem Herstellen der Antenne, also beispielsweise während
eines einzigen Beschichtungsvorganges, so hat dies den Vorteil,
daß der Metallisierungsschritt vergleichsweise rasch abgeschlossen
werden kann. Erfolgt andererseits das Verbinden der Kontaktanschlüsse
und das Herstellen der Antenne in zeitlicher Folge, also beispielsweise das
Verbinden der Kontaktanschlüsse vor dem Herstellen der
Antenne oder anders herum, erfolgen also beispielsweise nacheinander
zwei Beschichtungsvorgänge innerhalb des einen Prozeßschrittes
der Plasmabeschichtung, dann können die Metallisierungen
an unterschiedliche Anforderungen von Antenne bzw. Anschlußkontaktverbindung
angepaßt werden. Beispielsweise wäre es dann möglich,
für die beiden Beschichtungsvorgänge unterschiedliche
Metalle zu verwenden.
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Alle
oben genannten Vorteile kommen ganz besonders dann zum tragen, wenn
das erfindungsgemäße Verfahren auf alle Transponderkomponenten
angewandt wird, also nicht nur Teile der Antenne, sondern die gesamte
Antenne bzw. nicht nur einige, sondern sämtliche Kontaktanschlüsse
durch Metallisieren der Substratoberfläche hergestellt
werden.
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Mit
der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus auf besonders
einfache und elegante Art und Weise möglich, Antennenstrukturen
mit sogenannten „Brücken" zu verwirklichen, indem
auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Substrates jeweils
Antennenabschnitte hergestellt werden und diese mit Hilfe von das
Substrat durchdringenden Öffnungen („Durchkontaktierungen")
während des Metallisierungsschrittes miteinander verbunden
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist grundsätzlich für alle
Arten von Chips geeignet und ist auch unabhängig davon,
in welchen Produkten die fertigen Transponder verwendet werden.
Die Vorteile bei der Herstellung des Transponders kommen jedoch
ganz besonders dann zum tragen, wenn es sich bei den Chips um RFID-Chips
zur Herstellung von RFID-Transpondern handelt. Derartige RFID-Transponder
(RFID-Inlays, RFID-Inlets) werden z. B. zu selbstklebenden Smart-Labels,
RFID-Papierkarten (Tickets) oder RFID-Plastikkarten weiterverarbeitet. Bei
kontaktlosen Plastikkarten aus PVC oder e-Passport-Inlays aus Polycarbonat
werden die RFID-Transponder z. B. in die PVC- Kartenmaterialien als
Zwischenlage zwischen Boden- und Decklage (aus PVC bzw. Polycarbonat)
einlaminiert.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Hierbei zeigen:
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1 ein
aus dem Stand der Technik bekanntes Flip-Chip-Verfahren,
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2 ein
aus Stand der Technik bekanntes Verlegeverfahren,
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3 ein
Ablaufdiagramm zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung,
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4 ein
mit einem Chip versehenes Substrat vor Beginn der Antennenherstellung
gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
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5 das
Substrat aus 4 nach dem Aufdrucken einer
Maske,
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6 das
Substrat aus 5 nach dem Metallisieren,
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7 das
Substrat aus 6 nach dem Entfernen der Maske,
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8 ein
mit einem Chip versehenes Substrat nach dem Aufbringen der Maske
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung,
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9 das
Substrat aus 8 nach dem Metallisieren,
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10 das
Substrat aus 9 nach dem Entfernen der Maske.
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Sämtliche
Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren
wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei
Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der 3 sowie der 4 bis 7 erläutert.
Die 4 bis 7 zeigen im oberen Teil jeweils
eine Draufsicht auf ein bereits mit einem RFID-Chip 1 versehenes
Substrat 2 und im unteren Teil jeweils eine Schnittansicht
entlang der bezeichneten Schnittlinie.
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Zur
Anordnung eines Transponders mit einem RFID-Chip 1 und
einer Antenne 3 auf einem Substrat 2 aus Polymermaterial
wird in einem ersten Schritt 101 zunächst der
RFID-Chip 1 mit dem Substrat 2 verbunden. Zur
Ausführung einer solchen Chipmontage sind aus dem Stand
der Technik verschiedene Techniken bekannt, auf die an dieser Stelle nicht
weiter darauf eingegangen werden soll. Ein fertig montierter RFID-Chip 1 ist
in 4 dargestellt.
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In
dem sich anschließenden Verfahrensschritt 102 wird
die Substratoberfläche 4 vor dem Metallisieren
entsprechend der herzustellenden Antennenstruktur sowie der herzustellenden
Kontaktanschlußverbindungen zwischen Antenne und Chip strukturiert.
Hierzu wird auf die Substratoberfläche 4 ein Höhenprofil
aufgebracht. Dies erfolgt in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
durch Aufbringen einer Maske 5 derart, daß die
nicht zu metallisierenden Teile der Substratoberfläche 4 maskiert
werden. An den Stellen, an denen später die Leiterbahn der
Antenne 3 bzw. die Kontaktanschlußverbindungen
aufwachsen soll, ist die Substratoberfläche 4 also
nicht maskiert, während sie an allen anderen Stellen mit
der Maske 5 überzogen ist. Durch diese „Negativmaske"
wird sichergestellt, daß die später herzustellende
Antennenstruktur sowie die Kontaktanschlüsse gegen benachbarte
Bereiche der Substratoberfläche sauber abgegrenzt ist.
Das Maskieren erfolgt vorzugsweise mittels einer Drucktechnik, also durch
Aufdrucken der Maske 5 auf die Substratoberfläche 4.
Hierzu können bereits vorhandene Drucktechnologien eingesetzt
werden. Ein mit einer Maske 5 versehenes Substrat 2 ist
in 5 dargestellt.
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In
dem sich an das Maskieren anschließenden Verfahrensschritt 103 erfolgt
ein Metallisieren der verbleibenden, von der Maske 5 nicht
abgedeckten freien Bereiche der Substratoberfläche 4.
Hierdurch wird in einem einzigen Schritt 103 nicht nur
die Antenne 3 hergestellt. Zugleich werden die Kontaktanschlüsse 11 der
Antenne 3 mit den Kontaktanschlüssen 12 des
Chips 1 elektrisch verbunden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt das Metallisieren
der Substratoberfläche 4 mit Hilfe eines Plasmabeschichtungsverfahrens.
Dadurch erfolgt ein Aufwachsen von elektrisch leitfähigen
Metallen. An den unmaskierten Stellen der Substratoberfläche 4 baut
sich die gewünschte Leiterbahnstruktur 6 der Antenne 3 auf.
Das Aufwachsen der Metalle erfolgt selektiv ausschließlich
entlang der freiliegenden, nichtmaskierten Bereiche. Mit anderen Worten
wird ausschließlich der gewünschte Antennenverlauf
metallisiert. Eine Metallisierung der Maskenoberfläche
erfolgt hingegen nicht.
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Die
genaue Art der Plasmabeschichtung ist für die vorliegende
Erfindung zunächst weniger von Bedeutung. Beispielsweise
kommt ein nicht-thermisches Atmosphärenplasma zum Einsatz.
Als Arbeitsgas kommt Argon zur Anwendung, das in Form eines Gasstromes
vorliegt.
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Die
Plasmabeschichtung erfolgt so lange, bis die gewünschte
Leiterbahnhöhe vorliegt. Über die Leiterbahnhöhe
kann der Ohmsche Widerstand der Antenne mit beeinflußt
werden. Der Ohmsche Antennenwiderstand ist speziell für
Antennen im HF-Anwendungsbereich von 13,56 MHz ein wichtiger Parameter
für die erreichbare Lesereichweite. Bei RFID-Anwendungen
im UHF(Ultrahochfrequenz)-Bereich (860–960 MHz) ist der
Ohmsche Widerstand der Antenne nur im Bereich der Eindringtiefe
der elektromagnetischen Welle (Skin-Effekt) interessant. Die Leiterbahnhöhe
bewegt sich deshalb je nach dem angewandtem Frequenzbereich und
je nach benötigter Lesereichweite der Antenne zwischen
2 und 35 μm.
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Nach
dem Metallisieren wird die Maske 5 entfernt. Die unmittelbar
auf der Substratoberfläche 4 aufgewachsene gewünschte
Antennenstruktur 3, 6 bleibt bestehen. Das Substratmaterial
und das Maskenmaterial (z. B. hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit)
sowie das Metallisierungsverfahren (z. B. hinsichtlich der Art des
verwendeten Plasmas) sind derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein
definiertes Leiterbahnwachstum auf der Substratoberfläche 4 und
gleichzeitig ein Entfernen der Maske 5 möglich
ist, ohne die hergestellte Antenne 3 zu beschädigen.
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Ein
großer Vorteil des vorgestellten Verfahrens ist es, daß Transponder
auf unterschiedlichen Substratmaterialien (z. B. PVC, PC, PET etc.)
mit nahezu identischen Prozeßschritten hergestellt werden können.
Die Anzahl verschiedenartiger Herstellungsprozeß-Einheiten
läßt sich daher gegenüber dem Stand der
Technik deutlich verringern.
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Mit
Hilfe des beschriebenen Metallisierungsverfahrens werden die gesamte
Antenne 3 sowie sämtliche Kontaktanschlußverbindungen
hergestellt. Es ist jedoch grundsätzlich möglich,
daß lediglich Teilabschnitte der Antenne 3 durch
Metallisieren der Substratoberfläche 4 hergestellt
werden, während andere Teilabschnitte auf andere Art und
Weise, beispielsweise herkömmliche Verfahren hergestellt
sind. Gleiches gilt sinngemäß für die
Kontaktanschlußverbindungen. Dadurch lassen sich im Einzelfall
Vorteile mehrerer Verfahren kombinieren.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der 3 sowie der 8 bis 10 erläutert.
Die 8 zeigt im oberen Teil eine Draufsicht auf die
Oberseite 13 eines bereits in einem ersten Schritt 101 mit
einem RFID-Chip 1 versehenen Substrats 2, im mittleren
Teil eine Draufsicht auf die Unterseite 14 des Substrats 2 und
im unteren Teil eine Schnittansicht entlang der bezeichneten Schnittlinie.
Das in 8 dargestellte Substrat 2 ist bereits
mit einer Maske 5 versehen (Schritt 102), die
zur Herstellung einer HF-Antenne 3 (13,56 MHz) ausgebildet
ist. Die 9 und 10 zeigen
jeweils Schnittansichten zur Illustration der nachfolgenden Verfahrensschritte 103 und 104.
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Antennen,
welche beispielsweise bei 13,56 MHz eingesetzt werden, werden wegen
der benötigten Antenneninduktivität üblicherweise
als eine flach auf dem Substrat angeordnete spiralähnliche
Spule auf dem Substrat strukturiert. Dadurch befindet sich zwangsläufig
einer der Kontaktanschlüsse der Antenne innerhalb und der
zweite Kontaktanschluß der Antenne außerhalb der
Spule. Zum Anschluß des Chips 1 wird daher bei
aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen der äußere
Kontaktanschluß der Antenne mit Hilfe einer „Brücke" über
die Spulenwindungen in die Nähe des zweiten, inneren Kontaktanschlusses
der Antenne gebracht. Die Brücke ist dabei auf die gleichen
Substratseite wie die Antennenspule aufgebracht und gegen die Windungen
der Antennenspule isoliert, wobei ein Ende der Brücke elektrisch
leitend mit dem außen liegenden Spulenende verbunden ist.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine hierzu alternative „Brückenlösung"
angegeben. Die Maske 5 unterscheidet sich von der im Zusammenhang
mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Maske
dadurch, daß die Leiterbahn 6 nicht durchgängig
von den ersten Anschlußkontakten 12 des Chips 1 zu
dessen zweiten Anschlußkontakten 12 verläuft.
Zur Vermeidung sich kreuzender Leiterbahnen definiert die Maske 5 auf
der Oberseite 13 des Substrats 2 eine unvollständige
Antennenstruktur. In dem hier gezeigten Beispiel ist die Leiterbahn 6 zwischen
einem Anschlußkontakt 12 des RFID-Chips 1 und
einem in der Nähe des RFID-Chips 1 angeordneten
Leiterbahnabschnitt 15 unterbrochen.
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Erfindungsgemäß ist
es nun vorgesehen, eine Leiterbahnbrücke 16 zur Überwindung
dieser Unterbrechung auf der Unterseite 14 des Substrats 2 anzubringen.
Zu diesem Zweck ist auch die Substratunterseite 14 mit
einer entsprechenden Maske 5 versehen, die genau den an
der Substratoberseite 13 fehlenden Leiterbahnabschnitt
definiert.
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Zur
Durchkontaktierung und Anbindung der Brücke 16 an
den Leiterbahnabschnitt 6 an der Substratoberseite 13 sind
an den Verbindungsstellen der sich gegenüberliegenden Leiterbahnabschnitte
in dem Substrat 2 zwei Durchgangsöffnungen in
Form von Bohrungen 17 vorgesehen. Während des
Metallisierungsschrittes 103 wird das Substrat 2 beidseitig beschichtet.
Dabei werden in einem Verfahrensschritt 103 sowohl die
Antennenabschnitte 6 und 16 als auch eine elektrische
Verbindung zwischen den beiden auf den verschiedenen Substratseiten 13, 14 angeordneten
Antennenabschnitten 6, 16 hergestellt. In dem
gleichen Schritt 103 wird (gleichzeitig oder kurz nacheinander)
der elektrische Anschluß der Antenne 3 an den
RFID-Chip 1 vorgenommen (Herstellung der Anschlußkontaktverbindungen),
vgl. 9.
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Nach
dem Entfernen der Masken 5 von beiden Seiten des Substrats
in Schritt 104 bleiben die gewünschten Antennenstrukturen 6, 16 auf
Ober- und Unterseite 13, 14 des Substrats 2 bestehen,
vgl. 10. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
sind in 10 nicht alle Leiterbahnen der
Antenne 3 dargestellt.
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Gemäß einem
weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
können mit dem Metallisieren 103 weitere Bauelemente,
insbesondere elektronische Bauelemente, an den Chip 1 angeschlossen
werden. Mit anderen Worten wird eine elektrische Verbindung zwischen
zusätzlichen Anschlußkontakten des Chips 1 und
wenigstens einem weiteren Bauteil durch den Metallisierungsschritt 103 hergestellt,
mit dem auch die Antenne 1 hergestellt wird. Dieses Herstellen
der elektrischen Verbindung kann, wie oben ausführlich beschrieben,
wiederum gleichzeitig mit dem Herstellen der Antenne 3 oder
in zeitlicher Folge erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Herstellen
der elektrischen Verbindung des Chips 1 mit dem weiteren
Bauelement zugleich mit dem Herstellen der elektrischen Verbindung
zwischen dem Chip 1 und der Antenne 3. Bei dem
weiteren Bauelement handelt es sich beispielsweise um eine Batterie oder
eine andere Energiequelle zur Versorgung des Chips 1 bei
Transpondern für Smart Labels.
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Gemäß weiteren,
nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung
können die oben beschriebenen Verfahren auch derart angewendet
werden, wenn der Chip 1 erst nach dem Aufbringen der Maske 5 auf
das Substrat 2 montiert wird. Mit anderen Worten kehrt
sich die Reihenfolge der Verfahrensschritte 101 und 102 um.
In diesem Fall wird bei dem Aufbringen der Maske 5 ein
Platz freigehalten, auf den nach dem Maskieren aber vor dem Metallisieren
der Substratoberfläche der Chip 1 montiert wird.
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Alle
in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der
Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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- 1
- RFID-Chip
- 2
- Substrat
- 3
- Antenne
- 4
- Substratoberfläche
- 5
- Maske
- 6
- Leiterbahn
- 7
- Leiterbahnhöhe
- 8
- Metallisierungsschicht
- 9
- Verlegevorrichtung
- 10
- Kleber
- 11
- Kontaktanschluß Antenne
- 12
- Kontaktanschluß RFID-Chip
- 13
- Substratoberseite
- 14
- Substratunterseite
- 15
- Leiterbahnabschnitt
- 16
- Brücke
- 17
- Bohrung
- 101–104
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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