DE102011016512A1

DE102011016512A1 - Verfahren zur Durchkontaktierung elektrisch leitfähiger Strukturen an entgegengesetzten Oberflächen eines Substrats

Info

Publication number: DE102011016512A1
Application number: DE201110016512
Authority: DE
Inventors: Carsten Bohn; Alfons Kinzel
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausstattung eines Substrats (1) mit einer ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) und einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3) an seinen entgegengesetzten Oberflächen, und zur Erzeugung einer elektrisch leitfähigen Verbindung (7, 8a, 8b) zwischen den elektrisch leitfähigen Strukturen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist des Aufbringen der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) auf eine erste Oberfläche (1a) des Substrats, des Herstellens mindestens einer durchgehenden Öffnung (9) in dem Substrat (1) durch Einstrahlen von Laserlicht auf eine zweite Oberfläche (1b) des Substrats, und des Aufbringens eines elektrisch leitfähigen Materials in Form der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3) auf die zweite Oberfläche (1b) des Substrats und des gleichzeitigen Füllen der mindestens einen durchgehenden Öffnung (9) mit dem elektrisch leitfähigen Material, wobei mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindung (7, 8a, 8b) mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) erzeugt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliches Substrat (1) sowie ein Wertdokument, das dieses Substrat aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausstattung eines Substrats mit elektrisch leitfähigen Strukturen, die an den entgegengesetzten Oberflächen eines Substrats angeordnet werden und durch das Substrat hindurch elektrisch leitend miteinander verbunden werden, sowie ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliches Substrat. Die Erfindung betrifft auch Wertdokumente mit integriertem Schaltkreis, die ein derartiges Substrat aufweisen, beispielsweise Chipkarten, Eintrittskarten, Banknoten, Tickets und andere werthaltige Dokumente mit einer Antennenstruktur sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Aufgrund der elektrisch leitfähigen Strukturen, die in der Regel als Leiterbahnen ausgebildet sind, können derartige Substrate auch als Leiterplatten bezeichnet werden. Sie werden üblicherweise in IC-Karten (Ausweiskarten, Kreditkarten, Geldkarten oder andere Arten von Chipkarten) als Karteninlett integriert und bilden häufig eine separate Schicht des Kartenkörpers. Auf der einen Seite der Leiterplatte kann sich beispielsweise ein durch die leitfähige Schicht gebildeter integrierter Schaltkreis mit weiteren elektronischen Bauelementen, insbesondere einem Chipmodul, befinden, während die leitfähige Schicht auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte beispielsweise als Antennenspule für den kontaktlosen Datenaustausch mit externen Geräten ausgebildet ist, die durch die Leiterplatte hindurch mit dem integrierten Schaltkreis elektrisch leitend verbunden ist. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer ”Durchkontaktierung” der Leiterplatte. In der Druckschrift WO 02/091811 A2 werden verschiedene Durchkontaktierungsvarianten beschrieben, bei welchen auf das Einbringen einer Metallhülse in ein ausgestanztes oder gebohrtes Durchgangsloch zur elektrischen Verbindung der beiden einander gegenüberliegenden, elektrisch leitfähigen Strukturen verzichtet werden kann. Unter anderem wird dort vorgeschlagen, mittels eines Schnittwerkzeugs, Schneidstempels, Messers oder Lasers eine schnittförmige Durchbrechung durch das Substrat hindurch zu erzeugen und die Durchbrechung anschließend mit einem elektrisch leitfähigen Material zu füllen. Dazu wird mittels einer Dosiernadel ein elektrisch leitfähiger Flüssigkleber oder im Siebdruck Silberleitpaste oder Karbonfarbe oder im Tintenstrahldruck elektrisch leitfähige Tinte auf den durchgehenden Schnitt aufgebracht und fließt in den Schnitt hinein. Dies geschieht aufgrund des vergleichsweise kleinen Öffnungsquerschnitts des Schnitts gegebenenfalls auch unter dem Einfluss von Kapillarkräften. Bei der Erzeugung des Schnitts kann die elektrisch leitfähige Struktur bereits auf dem Substrat angeordnet sein, oder sie kann nach Erzeugung des durchgehenden Schnitts auf das Substrat aufgebracht werden, d. h. das Füllen des durchgehenden Schnitts erfolgt getrennt von der Aufbringung der elektrisch leitfähigen Struktur. Durch Durchbiegen des Substrats im Bereich des Schnitts wird das Eindringen des elektrisch leitfähigen Materials erleichtert.
Für den Fall, dass die schnittförmige Durchbrechung schräg zur Oberfläche des Substrats erfolgt, kann auf die Verwendung des vorgenannten weiteren leitfähigen Materials zum Füllen der Durchbrechung verzichtet werden. Stattdessen werden die durch den schrägen Schnitt entstehenden Laschen des Substrats aneinander vorbeigedrückt, bis sie hintereinander verrasten, so dass sich die auf entgegengesetzten Oberflächen des Substrats angeordneten elektrisch leitfähigen Strukturen berühren. Das heißt, in diesem Falle sind die elektrisch leitfähigen Strukturen bereits vor dem Erzeugen der Durchkontaktierung auf den Oberflächen des Substrats aufgebracht, so dass sich die Struktur auf der Oberseite des Substrats und die Struktur auf der Unterseite des Substrats im Überlappungsbereich der hintereinander verrasteten Laschen berühren.
In der Druckschrift WO 03/043394 A1 sind mechanische Hilfsmittel angegeben, die es ermöglichen, das Durchdrücken der Durchkontaktierungslaschen in einer gemeinsamen Bearbeitungsstation mit dem Schneidwerkzeug zum Erzeugen des schrägen Schnitts zusammenzufassen. Dies kann mittels eines separaten Stößels, mittels Druckluft, durch Anlegen eines Unterdrucks oder durch einen am Schneidwerkzeug fixierten Mitnahmehaken erfolgen.
Der Einbau eines solchen durchkontaktierten Substrats in eine Karte erfolgt üblicherweise durch Laminieren. Dadurch wird die elektrisch leitende Verbindung im Bereich der Durchkontaktierung stabilisiert.
Als nachteilhaft an dieser Technologie hat sich herausgestellt, dass sich die Durchkontaktierung nicht ohne weiteres auf elektrische Funktionsfähigkeit überprüfen lässt, da die erzeugten Durchkontaktierungslaschen erst nach Laminierung des in der Regel aus Kunststoff bestehenden Substrats eine zuverlässige elektrische Verbindung eingehen. Vor dem Bestücken der Substrate bzw. Leiterplatten mit hochpreisigen Chips muss die elektrische Funktionsfähigkeit der Durchkontaktierung aber schon zuverlässig, das heißt mit hundertprozentiger Sicherheit, überprüft worden sein. Eine zuverlässige Verbindung muss also bereits vor dem Laminieren sichergestellt sein.
Außerdem kann es durch die vollständige Durchtrennung des Substrats zu einem Hindurchtreten des elektrisch leitfähigen Materials von der einen Substratoberfläche auf die andere, entgegengesetzte Substratoberfläche und zu einem Verkleben der darauf befindlichen elektrisch leitfähigen Strukturen durch das hindurchgetretene elektrisch leitfähige Material oder zu einem Verkleben und Verschmutzen der Unterlage kommen. Im Übrigen sind die bekannten Verfahren zur Durchkontaktierung von Leiterplatten konstruktiv und zeitlich aufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorbeschriebene Durchkontaktierungstechnologie dahingehend zu verbessern, dass bereits unmittelbar nach dem Erzeugen der elektrisch leitfähigen Strukturen auf den entgegengesetzten Oberflächen des Substrats und ihrer elektrisch leitfähigen Verbindung durch das Substrat hindurch sicher überprüfbar ist, ob tatsächlich eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Strukturen besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, die vorbeschriebene Durchkontaktierungstechnologie dahingehend zu verbessern, dass ein Verkleben der elektrisch leitfähigen Strukturen und ein Verschmutzen der Prozessumgebung vermieden werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus, das Verfahren zur Herstellung von Substraten mit durchkontaktierten elektrisch leitfähigen Strukturen konstruktiv zu verbessern und zeitlich zu optimieren.
Die Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren zur Ausstattung eines Substrats mit elektrisch leitfähigen Strukturen, das mittels des Verfahrens erhältliche Substrat, und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, jeweils mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausstattung eines Substrats mit elektrisch leitfähigen Strukturen an seinen beiden Oberflächen, die durch das Substrat hindurch elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, ist, dass in einem ersten Schritt an einer der Oberflächen des Substrats eine erste elektrisch leitfähige Struktur erzeugt wird, dann in einem zweiten Schritt das Substrat durch Einstrahlen von Laserlicht an der Stelle des Substrats, an der die elektrisch leitfähige Verbindung erzeugt werden soll, perforiert wird, aber ohne die erste leitfähige Struktur zu perforieren, und schließlich in einem dritten Schritt gleichzeitig an der zweiten Oberfläche des Substrats eine zweite elektrisch leitfähige Struktur und ihre elektrisch leitfähige Verbindung mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur erzeugt wird. Durch die Gleichzeitigkeit der Erzeugung der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur und ihrer Verbindung mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur wird das Verfahren verkürzt und vereinfacht, und außerdem eine gute elektrisch leitfähige Verbindung erzielt. Darüber hinaus wird verhindert, dass elektrisch leitfähiges Material von einer Oberfläche des Substrats zu der anderen Oberfläche des Substrats gelangen und dort irgendetwas verschmutzen oder verkleben kann, da die erste elektrisch leitfähige Struktur eine Sperre gegen den Durchtritt von elektrisch leitfähigem Material von einer Substratoberfläche zur anderen darstellt.
Die Materialien für die erste und die zweite elektrisch leitfähige Struktur können” gleich oder verschieden sein. Geeignete Materialien sind leitende Lacke, Karbonfarben und Pasten mit metallischen Partikeln, sogenannte Leitpasten. Besonders geeignet sind Silberleitpasten. Alternativ können auch elektrisch leitfähige Tinten eingesetzt werden, unter anderem Nanotinten. Nanotinten sind wässrige Suspensionen oder Suspensionen auf Lösemittelbasis von metallischen Partikeln, die Partikeldurchmesser im Bereich von einigen 10 nm haben, typischerweise 20 nm bis 1000 nm. Metallische Partikel sind Partikel aus Reinmetallen oder aus Metall-Legierungen, bevorzugt Silberpartikel, Aluminiumpartikel und Partikel aus Kupfer-Nickel-Legierungen.
Die Erzeugung der elektrisch leitfähigen Strukturen mittels elektrisch leitfähiger Tinten ist besonders bevorzugt, da sich Tinten durch ein besonders gutes Fließverhalten auszeichnen und daher die in den Substraten erzeugten durchgehenden Öffnungen bzw. Laserperforationen problemlos füllen und somit für eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen den Leiterstrukturen auf beiden Seiten des Substrats sorgen können. Die zuerst auf das Substrat aufgebrachte elektrisch leitfähige Struktur, definitionsgemäß die erste elektrisch leitfähige Struktur, braucht allerdings nicht aus einem mehr oder weniger fließfähigen Material hergestellt zu werden. Sie kann beispielsweise auch aus einer Metallfolie ausgestanzt und auf das Substrat aufgebracht werden.
Bevorzugt werden die elektrisch leitfähigen Strukturen durch Druckverfahren aufgebracht, insbesondere bevorzugt durch Dispensen, Siebdruck, Flexodruck, Aerosoldruck oder Tintenstrahldruck. Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass im Zuge der Ausbildung der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur die Laserperforationen im Substrat vollständig mit dem elektrisch leitfähigen Material gefüllt werden. Vielmehr reicht es aus, wenn genügend elektrisch leitfähiges Material in die Perforationen hineinfließt, dass ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen der ersten und der zweiten leitfähigen Struktur hergestellt wird.
Nach dem Auftragen der elektrisch leitfähigen Strukturen müssen flüchtige Bestandteile wie Lösungsmittel und Dispersionsmittel entfernt werden. Je nach Art des verwendeten elektrisch leitfähigen Materials kann ein derartiges Entfernen gegebenenfalls ohne besondere Maßnahmen von selbst erfolgen. Üblicherweise wird das Substrat mit der aufgebrachten elektrisch leitfähigen Struktur durch Unterziehen einer Wärmebehandlung, beispielsweise im Trockenkanal einer Siebdruckanlage, oder durch einen Luftstrom getrocknet.
Als Materialien für das Substrat kommen insbesondere Kunststoffe in Betracht. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Thermoplaste wie Polyester, Polycarbonate, Polyolefine, Polyamide, Polyimide, Fluorpolymere und Vinylpolymere, bevorzugt PVC. Die Substrate sind typischerweise flexibel, aber das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich auch für starre Substrate geeignet, da es bei dem Verfahren nicht zwingend erforderlich ist, das Substrat oder Teile des Substrats zu biegen. Die Substratmaterialien müssen jedoch elektrisch isolierend sein, um die Leiterstrukturen an ihren entgegengesetzten Oberflächen isolierend voneinander zu trennen. Elektrisch isolierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die elektrische Leitfähigkeit der Substrate im Vergleich zu den Leiterstrukturen vernachlässigbar gering ist. Das Verhältnis der Leitwerte von Leiterstrukturen zu elektrisch isolierenden Substraten sollte beispielsweise 1:1 Million, bevorzugt 1:1 Milliarde, betragen.
Als Material für das Substrat kommt ferner auch Papier, insbesondere auch in Kombination mit Kunststoff in Betracht. Hierzu kann das Substrat einen Schichtaufbau aufweisen. Die einzelnen Substrat-Lagen können jeweils vollständig aus Papier bzw. Kunststoff gefertigt sein oder Papier – bzw. Kunststoffbestandteile in unterschiedlichen Zusammensetzungen enthalten.
Der Schichtaufbau des Substrats kann derart gestaltet sein, dass ein oder mehrere innenliegende Lagen aus Papier einen Substratkern bilden, der mit aussenliegenden Substrat-Lagen aus Kunststoff kombiniert wird. Auch die umgekehrte Kombination, ein Kunststoffkern, bestehend aus ein oder mehreren Kunststofflagen wird mit aussenliegenden Substrat-Lagen aus Papier kombiniert und bildet das zu bedruckende Substrat. Jede weitere Kombination einer Schichtfolge von Papier und Kunststoff, ob symmetrisch im Aufbau (in bezug auf die Kernschicht) oder asymmetrisch ist ebenfalls denkbar.
Nach dem Auftragen und gegebenenfalls Trocknen der ersten leitfähigen Struktur auf der ersten Oberfläche des Substrats folgt der für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens hauptsächlich ausschlaggebende Schritt: das ”Lasern” des Substrats, d. h. die Erzeugung einer durch das Substrat, nicht aber durch die erste elektrisch leitfähige Struktur, hindurchgehenden Öffnung an der Stelle des Substrats, an der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten leitfähigen Struktur und der noch aufzubringenden zweiten elektrisch leitfähigen Struktur hergestellt werden soll. Die Erzeugung der durchgehenden Öffnung erfolgt durch Einstrahlen von Laserlicht auf die entsprechende Stelle. Das Substratmaterial muss an dieser Stelle vollständig entfernt werden, während die erste Leiterstruktur nicht oder zumindest nicht wesentlich beschädigt werden darf. Dies bedarf zunächst in Anbetracht der geringen Dicken von Substrat und Leiterstrukturen einer sorgfältigen Abstimmung von Dauer und Intensität der Bestrahlung auf das verwendete Substratmaterial und dessen Dicke. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Strukturen liegt typischerweise im Bereich von etwa 1 bis 25 μm, und die Dicke der Substrate liegt typischerweise im Bereich von etwa 50 μm bis 500 μm. Für das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das unterschiedliche Verhalten der entsprechenden Materialien gegenüber Laserstrahlung vorteilhaft genutzt. Die Leiterstrukturen bestehen typischerweise aus einem metallischen Material, wobei metallische Materialien Laserlicht reflektieren, während die Substrate typischerweise aus Kunststoffmaterialien bestehen, die Laserlicht absorbieren. Außerdem sind metallische Materialien wesentlich hochschmelzender als Kunststoffmaterialien. Dadurch wird das Substratmaterial bereits durch niederenergetische Bestrahlung sehr schnell entfernt, während sich nach dem Entfernen des Kunststoffmaterials und Auftreffen des Laserstrahls auf das Metall eine kurze Verzögerung ergibt, bis auch das Metall ”durchgelasert” wird. In der Regel sind einige orientierende Vorversuche erforderlich, um für die jeweils gewählten Materialien die erforderliche Dauer und Intensität der Bestrahlung zu ermitteln.
Sollte es für eine bestimmte Kombination aus elektrisch leitfähigem Material und Substratmaterial Probleme geben, die Bestrahlungsdosis in geeigneter Weise einzustellen, stehen erfindungsgemäß zwei wirksame Maßnahmen zur Verfügung, derartige Probleme zu beheben.
Eine Maßnahme besteht darin, die Laserleistung und/oder die Bestrahlungsdauer an der absoluten Untergrenze des gerade noch erfolgversprechenden Bereichs zu halten. Auf diese Weise wird zuverlässig vermieden, dass die erste elektrisch leitfähige Struktur durchgelasert wird, aber es muss auch in Kauf genommen werden, dass nicht jede ”durchgehende” Öffnung tatsächlich durch das gesamte Substrat hindurchgeht. Mit anderen Worten, es werden einige Laserperforationen erzeugt werden, die nicht zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen Verbindung mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur führen können. Um die Erzeugung von Ausschussware zu vermeiden, kann in derartigen Fällen erfindungsgemäß nicht nur eine durchgehende Öffnung erzeugt werden, sondern mehrere, beispielsweise zwei oder drei. Die elektrisch leitfähigen Strukturen besitzen an den für eine Durchkontaktierung vorgesehenen Stellen Kontaktzonen (zur Verbindung mit elektronischen Bauteilen), die ausreichend dimensioniert sind, um die Ausbildung mehrerer benachbarter Perforationen zu erlauben. Wenn anstelle von nur einer Perforation zwei oder drei derartige Perforationen vorgesehen werden, ist es tolerabel, wenn einige der Perforationen misslingen. Zumindest eine der Perforationen wird die Erzeugung der gewünschten elektrisch leitenden Verbindung erlauben.
Eine weitere Maßnahme, die auch mit der ersten Maßnahme kombiniert werden kann, besteht darin, das Substrat mit mindestens einer weiteren Substrat-Lage zu kombinieren, wobei diese weitere Substrat-Lage aus einem anderen Material bestehen muss als die erste Substrat-Lage. Sie muss insbesondere Laserstrahlung stärker oder schwächer absorbieren bzw. reflektieren als die erste Substrat-Lage. Gut geeignet als Materialien für solche Hilfsschichten sind grundsätzlich Kunststoffe mit hohen Dauergebrauchstemperaturen. Solche Kunststoffe sind beispielsweise einige Fluorpolymere und Polyimide, wobei Kapton^® (DuPont) besonders bevorzugt ist. Auch Perfluoralkoxypolymere, die Dauergebrauchstemperaturen bis 260°C aufweisen, sind sehr gut geeignet. Die weitere Substrat-Lage kann beispielsweise als Folie vorliegen oder auch auf die erste Substrat-Lage aufgedruckt werden.
Wenn beispielsweise ein zweilagiges Substrat verwendet wird, wobei eine Lage aus einem reinen Polyolefin besteht, und die an die erste elektrisch leitfähige Schicht angrenzende Lage eine sehr dünne Schicht aus Kapton ist, entsteht beim Auftreffen des Laserlichts auf die Kaptonschicht ein ähnlicher Effekt wie beim Auftreffen des Laserlichts auf das Metall der Leiterstruktur: es tritt eine minimale Verzögerung ein, die es erlaubt, den zeitlichen Ablauf des Verfahrens besser zu kontrollieren. Der Effekt ist jedoch weniger ausgeprägt als beim Auftreffen des Lasers auf das Metall der Leiterstruktur, und da die Hilfsschicht vorzugsweise außerdem sehr dünn gewählt wird (einige wenige μm), kann sie zuverlässig durchgelasert werden.
Die Form der durch das Substrat hindurchgehenden Öffnung ist typischerweise annähernd kreisförmig bzw. punktförmig, da derartige Öffnungen sehr schnell und unkompliziert erzeugbar sind. Aber es sind natürlich auch beliebige andere Formen möglich, beispielsweise längliche Öffnungen wie Ellipsen oder Dreiecke. Wesentlich ist lediglich, dass die Öffnung an irgendeiner Stelle einen Durchmesser aufweist, der ausreichend ist, um ein Eindringen des Materials der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur und die Erzeugung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur zu erlauben. Der Durchmesser der Öffnung kann typischerweise zwischen einigen nm und einigen mm liegen, beispielsweise bei 200 μm.
Nach der Erzeugung der durchgehenden Öffnung oder der durchgehenden Öffnungen in dem Substratmaterial wird die zweite elektrisch leitfähige Struktur aufgetragen, wobei das zum Auftragen der elektrisch leitfähigen Struktur verwendete Material nicht nur die Struktur selbst, beispielsweise eine Antenne, bildet, sondern auch in die durchgehenden Öffnungen in dem Substrat eindringt und bis zu der ersten elektrisch leitfähigen Struktur vordringt. Dadurch wird gleichzeitig mit der Ausbildung der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur auch die elektrisch leitfähige Verbindung mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur hergestellt. Es ist vorteilhaft, ausreichend elektrisch leitfähiges Material aufzutragen, dass die durchgehenden Öffnungen in dem Substrat im wesentlichen vollständig mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt werden, um dafür zu sorgen, dass keine Lücke in der elektrisch leitfähigen Verbindung entstehen kann. Grundsätzlich ist es jedoch ausreichend, wenn sich so viel elektrisch leitfähiges Material in den durchgehenden Öffnungen befindet, dass eine durchgehende Verbindung zwischen erster und zweiter elektrisch leitfähiger Struktur geschaffen wird.
Nach dem Auftragen und gegebenenfalls Trocknen der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur und Ausbilden der elektrisch leitfähigen Verbindung zur ersten elektrisch leitfähigen Struktur liegen zumindest die zweite elektrisch leitfähige Struktur und die elektrisch leitfähige Verbindung in Form von einander kontaktierenden Metallpartikeln vor. Die elektrische Leitfähigkeit einer derartigen Struktur, vor dem Versintern, ist noch relativ schlecht, aber problemlos prüfbar. Es kann daher bereits in diesem Zustand, d. h. vor dem Bestücken mit hochpreisigen elektronischen Komponenten, verifiziert werden, ob die gewünschte elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Strukturen tatsächlich hergestellt wurde.
Die Substrate können grundsätzlich in Form von Einzelnutzen mit elektrisch leitfähigen Strukturen ausgestattet werden, aber üblicherweise werden sie in Form von Bändern oder Bögen mit einer Vielzahl von Einzelnutzen mit den elektrisch leitfähigen Strukturen ausgestattet. Die Bänder oder Bögen können gelagert werden und entweder vor ihrer Lagerung oder unmittelbar vor ihrer weiteren Verwendung auf Funktionsfähigkeit der jeweiligen elektrisch leitfähigen Verbindungen geprüft werden.
Eine Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wird im Zusammenhang mit 2 beschrieben.
Das Substrat mit den elektrisch leitfähigen Strukturen, die durch das Substrat hindurch elektrisch leitend miteinander verbunden sind, kann mm zu einem Wertdokument, insbesondere einer Chipkarte, weiterverarbeitet werden. Dazu werden zunächst weitere elektronische Bauelemente an die elektrisch leitenden Strukturen auf der ersten und/oder zweiten Oberfläche (Vorder- und/oder Rückseite) des Substrats angeschlossen, und danach kann das Substrat mit den gewünschten weiteren Schichten laminiert, bedruckt oder in sonstiger Weise bearbeitet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren noch weiter veranschaulicht. Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren nicht maßstabsgetreu und nicht proportionsgetreu sind. Ferner sind die in einer Figur dargestellten Merkmale nicht nur in Kombination mit allen übrigen Merkmalen der jeweils dargestellten Ausführungsform anwendbar, sondern es können Merkmale aus verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, sofern dies technisch sinnvoll ist. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder entsprechende Elemente. Es zeigen:
1A eine Aufsicht auf eine Vorderseite eines erfindungsgemäß durchkontaktierten Substrats,
1B eine Aufsicht auf die Rückseite des durchkontaktierten Substrats aus 1A,
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3A bis 3F Querschnitte durch das Substrat aus 1A entlang der Linie A-A' in dem durch die Linien B-B' und C-C' abgegrenzten Bereich, jeweils in verschiedenen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3G einen Querschnitt durch das Substrat aus 1A entlang der Linie D-D' nach Erzeugung der elektrisch leitfähigen Verbindung.
1A zeigt die Vorderseite 1a eines Substrats 1, welches zum Einbau in einem Kartenkörper geeignet ist. Auf diese Seite des Substrats ist eine elektrisch leitfähige Struktur 2 in Form einer Spule für den kontaktlosen Daten- und Energieaustausch mit einem externen Gerät aufgebracht. Die elektrisch leitfähige Struktur 2 weist Kontaktzonen 4 und 5 auf, wobei die Kontaktzone 5 zur Kontaktierung mit einem IC-Modul vorgesehen ist. Eine weitere Kontaktierung der Spule mit dem IC-Modul erfolgt über die Kontaktzone 6, welche mittels elektrisch leitfähiger Verbindungen an den Stellen 8a, 8b mit der Kontaktzone 61 einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 3 in Form einer zweiten Spule auf der Rückseite 1b des Substrats 1 verbunden ist (1B). Eine analoge elektrisch leitfähige Verbindung verbindet die Kontaktzone 4 der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 mit einer Kontaktzone 41 der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 3 an der Stelle 7.
2 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Substrat 1 die Form eines Bands, das von einer Vorratsrolle 11 zugeführt wird. Zunächst wird das Substrat über eine Umlenkrolle 20a einer Einrichtung 12 zur Erzeugung der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 auf der ersten Oberfläche 1a des Substrats zugeführt. Die Einrichtung 12 ist beispielsweise ein Druckwerk für Siebdruck, Flexodruck, Aerosoldruck oder Tintenstrahldruck. Nach dem Verlassen der Einrichtung 12 ist das Substrat 1 mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 ausgestattet und wird weitertransportiert, wobei, wenn der Transportweg ausreichend lang ist, die flüchtigen Bestandteile des zur Erzeugung der ersten elektrisch leitfähigen Struktur verwendeten Materials auf dem Transportweg durch Verdunsten entfernt werden. In der dargestellten Ausführungsform wird zur Beschleunigung der Trocknung der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 ein Trockner 13 vorgesehen, aus dem warme Luft auf die erste Oberfläche 1a des Substrats 1 strömt. Zur einfacheren Weiterbearbeitung wird das Substrat 1 nun in einer Wendestation 14 gedreht, d. h. die mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 ausgestattete erste Oberfläche 1a des Substrats weist in der Darstellung der 2 nun nach unten, während die zweite Oberfläche 1b nach oben weist. Die Wendestation 14 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus den Umlenkrollen 20b, 20c.
Das gewendete Substrat erreicht mm eine Einrichtung 15 zur Erzeugung mindestens einer durchgehenden Öffnung 9 in dem Substrat. Bei der Einrichtung 15 handelt es sich um einen Laser, der die zweite Oberfläche 1b des Substrats 1 an der Stelle bestrahlt, an der die noch auszubildende zweite elektrisch leitfähige Struktur 3 mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 elektrisch leitend verbunden werden soll. Nach der Erzeugung der durchgehenden Öffnung 9 wird das Substratband 1 zu einer Einrichtung 16 zum Erzeugen der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 3 auf der zweiten Oberfläche 1b weitertransportiert. Die Einrichtung 16 ist beispielsweise wiederum eine Druckstation, gegebenenfalls eine Druckstation derselben Art wie das Druckwerk 12. An dieser Stelle wird nicht nur die zweite elektrisch leitfähige Struktur 3 erzeugt, sondern gleichzeitig auch die durchgehenden Öffnungen 9 mindestens zum Teil gefüllt, so dass durch die durchgehenden Öffnungen 9 hindurch eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur hergestellt wird. Anschließend erfolgt wiederum eine Trocknung, wobei die Trocknung beispielsweise durch Verdunsten flüchtiger Bestandteile aus der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 3 auf dem Transportweg des Substratbands 1 erfolgen kann oder, wie in 2 dargestellt, durch eine Einrichtung 17 zum Trocknen beschleunigt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist der Trockner 17 ein IR-Trockner. Das Substrat 1 mit den darauf ausgebildeten elektrisch leitfähigen Strukturen 2, 3 kann nun auf Funktionstüchtigkeit geprüft werden. Das bedeutet, es wird geprüft, ob eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur 2, 3 besteht. Die entsprechende Prüfvorrichtung ist in 2 nicht dargestellt. Anschließend wird das Substrat 1 entweder sofort weiterverarbeitet oder zwecks Lagerung auf eine Vorratsrolle 18 aufgewickelt. Etwaige nicht funktionstüchtige Nutzen werden entweder gekennzeichnet oder sofort aus dem Bandmaterial entfernt.
Es ist alternativ auch möglich, anstelle der Einrichtung (16) und/oder der Einrichtung (17) erneut die Einrichtung (12) und/oder die Einrichtung (13) zu verwenden, ggf. nach erneutem Wenden des Substrats nach Erzeugung der durchgehenden Öffnung (9).
3A bis 3F zeigen jeweils Querschnitte durch das Substrat 1 aus 1A entlang der Linie A-A' in dem durch die Linien B-B' und C-C' begrenzten Bereich, jeweils in verschiedenen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3A ist eine Schnittdarstellung des Substrats 1. Das Substrat 1 hat eine erste Oberfläche 1a (Vorderseite) und eine zweite Oberfläche 1b (Rückseite). Auf der ersten Oberfläche 1a des Substrats 1 wird eine erste elektrisch leitfähige Struktur 2 erzeugt, wobei der in 3B dargestellte Ausschnitt die Kontaktzone 4 der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 zeigt. In 3B und den folgenden Figuren (außer 3G) sind die einzelnen Schichten zur besseren Erkennbarkeit jeweils getrennt dargestellt. Es versteht sich natürlich, dass die elektrisch leitfähigen Strukturen unmittelbar auf den Oberflächen des Substrats erzeugt werden.
3C zeigt den Zustand, nachdem das Substrat 1 mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2 bzw. Kontaktzone 4 gedreht wurde. Die Kontaktzone 4 weist nun nach unten, wobei ”unten” und ”oben” jeweils in Relation zur Richtung der Schwerkraft zu verstehen sind. Die Schwerkraft wirkt von oben nach unten. Es ist verfahrensmäßig wesentlich einfacher, jedoch nicht unbedingt zwingend, die nach oben weisende Oberfläche des Substrats 1 zu bearbeiten.
3D zeigt den Zustand, nachdem in dem Substrat 1 durch Einstrahlung von Laserenergie eine durchgehende Öffnung (Perforation) 9 erzeugt wurde. Im Bereich der durchgehenden Öffnung 9 ist die elektrisch leitfähige Struktur 2 bzw. deren Kontaktzone 4 exponiert.
Eine analoge Ausführungsform, jedoch mit einem zweilagigen Substrat 1, ist in 3E dargestellt. In dieser Ausführungsform besteht das Substrat 1 aus einer ersten Lage 1' und einer zweiten Lage 1'' mit den Oberflächen 1a und 1b. Auf der ersten Oberfläche 1a befindet sich die Kontaktzone 4 der ersten elektrisch leitfähigen Struktur 2. Die Lage 1'' besteht aus einem Material, das schwerer laserbar ist als das Material der Lage 1'. Dadurch wird bei Einstrahlung von Laserenergie auf die zweite Oberfläche 1b des Substrats 1 zwar nahezu augenblicklich die durchgehende Öffnung 9' in der Lage 1' erzeugt, aber die Bildung der durchgehenden Öffnung 9'' in der Lage 1'' erfolgt mit einer leichten Verzögerung. So kann das Verfahren besser kontrolliert werden und Ausschuss vermieden werden.
In 3F ist der Zustand gezeigt, nachdem in der Einrichtung 16 die zweite elektrisch leitfähige Struktur 3 auf die Oberfläche 1b des Substrats 1 aufgetragen wurde. Der in 3F dargestellte Ausschnitt zeigt wiederum die Kontaktzone 41 der elektrisch leitfähigen Struktur 3. Wie aus 3F unmittelbar ersichtlich ist, wird nicht nur die zweite elektrisch leitfähige Struktur erzeugt, sondern gleichzeitig auch eine elektrisch leitfähige Verbindung 7 zu der ersten elektrisch leitfähigen Struktur hergestellt. In der dargestellten Ausführungsform ist die durchgehende Öffnung 9 in dem Substrat 1 im wesentlichen vollständig mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt, so dass die elektrisch leitfähige Verbindung 7 zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur entstanden ist.
3G zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Substrats, die mehrere elektrisch leitfähige Verbindungen innerhalb derselben Kontaktzonen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur aufweist. Dargestellt ist ein Ausschnitt aus den Kontaktzonen 6, 61 (1A, 1B) im Schnitt entlang der Linie D-D'. Bei dieser Ausführungsform wurden in dem Substrat 1 zwei durchgehende Öffnungen erzeugt und mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt, während gleichzeitig die Kontaktzone 61 ausgebildet wurde. Dabei entstanden die beiden elektrisch leitfähigen Verbindungen 8a, 8b zwischen den elektrisch leitfähigen Strukturen an der Oberseite und der Unterseite des Substrats 1. Im Gegensatz zu den vorherigen Figuren zeigt 3G die einzelnen Schichten nicht in Explosionsdarstellung, sondern verdeutlicht, dass die leitfähigen Strukturen tatsächlich unmittelbar auf der ersten Oberfläche 1a und der zweiten Oberfläche 1b des Substrats 1 ausgebildet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausstattung eines Substrats mit elektrisch leitfähigen Strukturen an seinen beiden Oberflächen und mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Strukturen durch das Substrat hindurch weist gegenüber herkömmlichen Verfahren eine Reihe von Vorteilen auf:
Das Verfahren ist vergleichsweise einfach und rasch durchzuführen und problemlos an unterschiedliche Gestaltungen der elektrisch leitfähigen Strukturen und die jeweils erforderlichen elektrisch leitfähigen Verbindungen anpassbar. Es kann mit konstruktiv einfachen Vorrichtungen durchgeführt werden, was die Kosten niedrig hält. Auch die geringe Anzahl an Prozessschritten und die daraus resultierenden kurzen Bearbeitungs- und Durchlaufzeiten helfen, die Kosten niedrig zu halten.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Substrat sofort nach seiner Ausstattung mit den elektrisch leitfähigen Strukturen und deren elektrisch leitfähiger Verbindung auf Funktionstüchtigkeit geprüft werden kann, d. h. vor dem Bestücken mit elektronischen Bauteilen und Laminieren zur Erzeugung der elektrisch leitfähigen Verbindung, wie es bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist. So kann etwaiger Ausschuss rechtzeitig erkannt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wenig Ausschuss erzeugt, da mit hoher Erfolgsquote elektrisch leitfähige Verbindungen hergestellt werden können. In die mittels Laserbestrahlung erzeugten durchgehenden Öffnungen in dem Substrat dringt das elektrisch leitfähige Material gut ein und erzeugt mit hoher Zuverlässigkeit elektrisch leitfähige Verbindungen. Zur weiteren Steigerung der Erfolgsquote kann eine elektrisch leitfähige Verbindung aus mehreren Einzelverbindungen erzeugt werden, d. h. in dem Substrat werden mehrere durchgehende Öffnungen erzeugt und mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt, wobei es zur Erzeugung einer elektrisch leitfähigen Verbindung ausreicht, wenn in nur einer der durchgehenden Öffnungen eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Strukturen an den entgegengesetzten Oberflächen des Substrats hergestellt wird.
Ein besonders zu erwähnender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch darin, dass zu keinem Zeitpunkt des Verfahrens elektrisch leitfähiges Material von einer Oberfläche des Substrats zu der anderen Oberfläche hindurchdringt und so diese andere Oberfläche und/oder die Unterlage des Substrats verkleben oder verschmutzen kann. Um zu gewährleisten, dass durch die Laserbestrahlung zwar zuverlässig in dem Substrat durchgehende Öffnungen erzeugt werden, die darunter liegende erste leitfähige Struktur aber unversehrt bleibt, kann das Substrat mehrlagig ausgebildet werden, wobei sich die einzelnen Lagen bei Laserbestrahlung unterschiedlich verhalten. Dadurch wird die Eindringtiefe bzw. die Geschwindigkeit der Durchdringung des Substrats durch den Laserstrahl besser steuerbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 02/091811 A2 [0002]
WO 03/043394 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Ausstattung eines Substrats (1) mit einer ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) und einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3), wobei die erste elektrisch leitfähige Struktur (2) auf einer ersten Oberfläche (1a) des Substrats (1) angeordnet ist und die zweite elektrisch leitfähige Struktur (3) auf einer zweiten Oberfläche (1b) des Substrats (1), die zu der ersten Oberfläche (1a) entgegengesetzt ist, angeordnet ist, und wobei die erste (2) und die zweite (3) elektrisch leitfähige Struktur durch das Substrat hindurch elektrisch leitend miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Aufbringen der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) auf die erste Oberfläche (1a) des Substrats (1), b) Herstellen mindestens einer durchgehenden Öffnung (9) in dem Substrat (1) durch Einstrahlen von Laserlicht auf die zweite Oberfläche (1b) des Substrats an einer Stelle, an der die erste elektrisch leitfähige Struktur (2) mit der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3) verbunden werden soll, und c) Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials in der Gestalt der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3) auf die zweite Oberfläche (1b) des Substrats (1) und Füllen der mindestens einen durchgehenden Öffnung (9) mit dem elektrisch leitfähigen Material, wobei im gleichen Arbeitsschritt die zweite elektrisch leitfähige Struktur (3) und mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindung (7, 8a, 8b) mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat (1) mit mindestens zwei Lagen (1', 1'') verwendet wird, wobei die mindestens zwei Lagen (1', 1'') Laserstrahlung unterschiedlich stark absorbieren und/oder reflektieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei einander benachbarte elektrisch leitfähige Verbindungen (7, 8a, 8b) zwischen der ersten (2) und der zweiten (3) elektrisch leitfähigen Struktur erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitfähige Struktur (3) und ggf. auch die erste elektrisch leitfähige Struktur (2) aus einer Leitpaste, insbesondere einer Silberleitpaste, oder einer Nanotinte hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (2) und/oder die zweite (3) elektrisch leitfähige Struktur aufgedruckt wird, insbesondere durch Siebdruck, Flexodruck, Aerosoldruck oder Tintenstrahldruck.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (1) oder als mindestens eine Lage (1', 1'') eines mehrlagigen Substrats (1) eine Kunststoff-Folie aus einem Material verwendet wird, das ausgewählt wird aus Polyester, Polycarbonaten, Polyolefinen, Polyamiden, Polyimiden, Fluorpolymeren und Vinylpolymeren, insbesondere PVC.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (1) oder als mindestens eine Lage (1', 1'') eines mehrlagigen Substrats (1) Papier verwendet wird.
Substrat (1), das ausgestattet ist mit einer ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) und einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3), wobei die erste elektrisch leitfähige Struktur (2) auf einer ersten Oberfläche (1a) des Substrats (1) angeordnet ist und die zweite elektrisch leitfähige Struktur (3) auf einer zweiten Oberfläche (1b) des Substrats, die zu der ersten Oberfläche (1a) entgegengesetzt ist, angeordnet ist, und wobei die erste (2) und die zweite (3) elektrisch leitfähige Struktur durch das Substrat hindurch elektrisch leitend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) erhältlich ist nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Substrat (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Lagen (1, 1'') aufweist, wobei die mindestens zwei Lagen (1', 1'') Laserstrahlung unterschiedlich stark absorbieren und/oder reflektieren.
Substrat (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen der ersten (2) und der zweiten (3) elektrisch leitfähigen Struktur mindestens zwei einander benachbarte elektrisch leitfähige Verbindungen (7, 8a, 8b) aufweist.
Substrat (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form eines Bands oder eines Bogens mit einer Vielzahl von Einzelnutzen vorliegt, wobei jeder Einzelnutzen auf Funktionsfähigkeit der elektrisch leitfähigen Verbindung (7, 8a, 8b) geprüft werden kann oder geprüft wurde.
Wertdokument mit mindestens einem integrierten Schaltkreis, dadurch gekennzeichnet, dass es ein nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 erhältliches Substrat aufweist.
Wertdokument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Chipkarte ist.
Vorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend in funktionaler Folge: – eine Einrichtung (12) zur Erzeugung der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) auf der ersten Oberfläche (1a) des Substrats (1), – gegebenenfalls eine Einrichtung (13) zur Trocknung der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2), – gegebenenfalls eine Einrichtung (14) zum Wenden des mit der ersten elektrisch leitfähigen Struktur (2) ausgestatteten Substrats (1), – eine Einrichtung (15) zur Erzeugung der mindestens einen durchgehenden Öffnung (9) in dem Substrat (1), und – gegebenenfalls eine Einrichtung (17) zur Trocknung der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur (3) und der mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindung, – wobei die Vorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, die zweite elektrisch leitfähige Struktur (3) auf der zweiten Oberfläche (1b) des Substrats (1) unter gleichzeitiger Herstellung der mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindung (7, 8a, 8b) zwischen der ersten (2) und der zweiten (3) elektrisch leitfähigen Struktur zu erzeugen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindung (7, 8a, 8b) aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) zur Erzeugung der mindestens einen durchgehenden Öffnung (9) ein Laser ist.