DE102011080344A1

DE102011080344A1 - Leiterplatte mit integriertem RFID Transponder

Info

Publication number: DE102011080344A1
Application number: DE102011080344A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kronberger
Original assignee: FH KOELN; Fh Koln
Current assignee: KRONBERGER, RAINER, PROF. DR.-ING., DE
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2031-08-04
Also published as: WO2013017504A1; DE102011080344B4

Abstract

Eine Leiterplatte weist einen integrierten Transponder auf, welcher auch während einzelner Fertigungsschritte, bei denen über und unter dem Transponder Metallisierungen sind, ausgelesen werden kann. Hierzu hat der Transponder eine Antenne, welche ein Passloch in der Leiterplatte umschließt. Zum Auslesen des Transponders wird ein Stempel mit integrierter Leserantenne in das Passloch eingebracht. In späteren Fertigungsschritten kann dann die Metallisierung im Bereich der Antenne des Transponders entfernt werden, so dass dieser mit handelsüblichen Lesegeräten ausgelesen werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte, in die bereits zu Anfang des Fertigungsprozesses ein RFID-Transponder integriert ist, so dass die Leiterplatte bei nachfolgenden Prozessschritten identifiziert werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung einen RFID-Transponder, welcher bereits zu Anfang des Fertigungsprozesses in eine Leiterplatte integriert werden kann, sowie ein Verfahren zur Integration eines RFID-Transponders in eine Leiterplatte.
Stand der Technik
Moderne Leiterplatten, insbesondere Multilayer-Leiterplatten erfordern bei ihrer Herstellung eine Vielzahl von Prozessschritten wie Laminieren verschiedener Lagen aus isolierenden und leitenden Materialien, galvanisches Aufbringen von Schichten, Ätzen, Lackieren und mechanischer Bearbeitung wie Bohren und Fräsen. Bei mehrlagigen (Multilayer) Leiterplatten sind ca. 30–40 dieser Prozessschritte notwendig. Diese müssen genau überwacht und an die Leiterplatten angepasst werden, um eine hohe Fertigungsqualität zu erreichen. Hierzu ist es notwendig, die einzelnen Leiterplatten eindeutig zu identifizieren.
Bisher erfolgte die Identifizierung durch Begleitpapiere bzw. Begleitzettel, welche leicht unleserlich werden oder auch abhanden kommen können.
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2010 014862 U1 ist eine Leiterplatte mit integriertem RFID Mikrochip offenbart. Es wird hier in einer fertigen Leiterplatte eine Öffnung hergestellt, in die später ein RFID Mikrochip eingesetzt wird. Voraussetzung ist hier, dass die Leiterplatte bereits fertig gestellt ist. Somit kann der RFID Mikrochip nicht zur Identifizierung der Leiterplatte während des Fertigungsprozesses verwendet werden.
In der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 021750 A1 ist eine elektronisch identifizierbare mit Bauteilen bestückte Leiterplatte offenbart. Die Leiterplatte weist hier eine Ausnehmung auf, die ein RFID-Transponder eingesetzt wird. Auch hier wird der Transponder auf eine fertige Leiterplatte, vor deren Bestückung mit elektronischen Bauteilen aufgebracht. Somit ist auch hier keine Identifikation der Leiterplatte selbst während des Fertigungsprozesses möglich.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte derart zu gestalten, dass diese während ihres Fertigungsprozesses durch einen RFID-Transponder identifizierbar ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt darin, einen RFID-Transponder zu gestalten, der bereits zu Beginn des Fertigungsprozesses in eine Leiterplatte integrierbar ist. Schließlich soll noch ein Verfahren zur Integration eines RFID-Transponders zu Beginn des Fertigungsprozesses in eine Leiterplatte angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Um eine Leiterplatte zu Beginn ihres Fertigungsprozesses mit einem RFID-Transponder zu versehen, könnte dieser von außen auf die Leiterplatte oder zumindest eine ihrer Materiallagen oder -schichten aufgebracht werden. Dies ist jedoch mit den Fertigungsprozessen nicht kompatibel, da diese entweder eine plane Oberfläche voraussetzen oder durch die Bearbeitung der Oberfläche den Transponder zerstören würden. So würde dieser beispielsweise bei einer Metallisierung vollständig kurzgeschlossen oder beim Ätzen chemisch zersetzt werden. Eine Alternative wäre das Einbetten eines Transponders in eine oder zwischen zwei Materiallagen, bevorzugt aus einem isolierenden Material. Zur Herstellung der Leiterbahnen wird in einem oder mehreren Fertigungsschritten galvanisch oder auch durch Laminieren eine Metallschicht auf die Außenseite der Materiallagen aufgebracht, so dass eine geschlossene Metallschicht entsteht. Ist in diese ein Transponder umfassend einen RFID-Chip samt Antenne eingebettet, so kann er nicht mehr abgefragt werden, da er von der geschlossenen und elektrisch schirmenden Metallschicht umgeben ist.
In diesem Dokument wird unter dem Begriff RFID-Chip auf einen integrierten Schaltkreis oder eine Hybridschaltung, die die Transponderfunktion realisiert, Bezug genommen. Zur Aussendung bzw. zum Empfang elektromagnetischer Wellen wird dieser RFID-Chip mit einer Antenne verbunden. Ein Transponder ist die Kombination eines RFID-Chips mit einer Antenne und gegebenenfalls weiteren Komponenten, die für eine Transponderfunktion notwendig sind. Dies kann beispielsweise ein Speicher sein.
Bereits in einem sehr frühen Prozessschritt der Herstellung von Leiterbahnen werden unterschiedliche Materiallagen miteinander verklebt bzw. verpresst. Die Materiallagen können elektrisch leitende Kupferschichten, nichtleitende Isolierschichten, wahlweise auch mit Leiterstrukturen umfassen. In diesem Prozessschritt wird ein sehr dünner RFID-Chip mit einer speziellen, angepassten Antenne zwischen zwei Materiallagen eingelegt. Bevorzugt handelt es sich hierbei um zwei isolierende Materiallagen, ansonsten müsste der RFID-Chip eine eigene Isolierung aufweisen. Besonders günstig ist es, wenn der RFID-Chip und die Antenne mittig zwischen zwei isolierenden Materiallagen liegt, die vorteilhafterweise außen, zumindest im Bereich des RFID-Chips und/oder der Antenne realisiert sind.
In einer Leiterplatte werden regelmäßig Ausnehmungen oder Bohrungen (nachfolgend unter dem Begriff Ausnehmung zusammengefasst) hergestellt, die keine Metallisierung aufweisen bzw. benötigen. Bevorzugt ist der Abstand der Antenne zur Ausnehmung kleiner als der Abstand zur nächstliegenden metallisierten Fläche. Bevorzugt ist die Ausnehmung in wenigstens einer Lage aus Isoliermaterial. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ausnehmung nur in einer Metallisierung, beispielsweise in einer Metallisierung über und/oder unter der Antenne und/oder seitlich neben der Antenne. Bohrungen sind beispielsweise Passbohrungen, in welche Passstifte eingesetzt werden, um verschiedene Lagen passgenau zueinander auszurichten. Die Antenne und/oder ein Segment der Antenne, bevorzugt ein Koppelsegment der Antenne des Transponders ist in der Nähe einer solchen Ausnehmung angebracht. Bevorzugt umschließt die Antenne und/oder das Koppelsegment eine solche Ausnehmung zumindest teilweise. Wesentlich ist, dass zumindest ein Teil der Antenne in der Nähe der Ausnehmung ist.
Ein Lesegerät zum Lesen und/oder Schreiben von Daten aus und/oder in den Transponder kann nun mit einem Koppler, beispielsweise in Form einer Spule über die Antenne mit dem RFID-Chip kommunizieren und Daten aus dem Transponder abfragen und/oder Fertigungsdaten in einem Speicher des Transponders speichern. Die Spule wird hierzu unmittelbar in die Ausnehmung oder zumindest in die Nähe der Ausnehmung gebracht. Die Spule kann beispielsweise Bestandteil eines Passstifts sein, welcher in eine Passbohrung eingesetzt wird. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Koppler eine Koppelfläche zur Kapazitiven Kommunikation mit dem RFID-Chip aufweisen. Diese Koppelfläche wird dann ebenfalls unmittelbar in die Ausnehmung oder zumindest in die Nähe der Ausnehmung gebracht.
Bevorzugterweise ist der Koppler mit einem Werkzeug zur Entfernung eines leitfähigen Belages, wie einer Kupferschicht von den Seiten der Ausnehmung kombiniert. Im Fall eines Passstifters könnte dieser beispielsweise eine Klinge oder eine Schleiffläche an der Spitze haben, so dass beim Einführen des Passstifters in die Passbohrung eine Kupferschicht entfernt wird.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Antenne eines Transponders zumindest teilweise an einem Rand der Leiterplatte liegt. In späteren Prozessschritten der Fertigung der Leiterplatte wird üblicherweise der Rand von leitendem Material befreit. Dadurch ist die am Rand liegende Antenne wieder von außen zugänglich. Es kann nun der Transponder ebenso wie zuvor beschrieben mit einem Koppler induktiv oder kapazitiv angekoppelt werden. Besonders bevorzugt kann er mit einem handelsüblichen Lesegerät angekoppelt werden.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Antenne als Leitung ausgelegt ist, oder zumindest eine Leitung umfasst, welche eine Anpassung an die Eingangsimpedanz des RFID-Chips vornimmt. Häufig haben gängige RFID-Chips eine komplexe Eingangsimpedanz mit einer realen und einer kapazitiv imaginären Komponente. Diese RFID-Chips könnten beispielsweise mit einer Antenne mit konjugiert komplexer Impedanz betrieben werden, so dass mit hohem Wirkungsgrad die zum Betrieb des RFID-Chips notwendige elektrische Energie übertragen werden kann.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn ein Teil der Antenne, hier Referenzsegment genannt, und/oder eine weitere Leitung zur Ankopplung hochfrequenter Signale an eine Schaltungsmasse, hier eine metallisierte Fläche, vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise durch eine Leitung mit einem Viertel der Leitungswellenlänge erfolgen. Diese transformiert dann einen Leerlauf am Ende der Leitung in einem Kurzschluss am Ort des RFID-Chips.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden in einem weiteren Fertigungsschritt die ober- und Unterseiten zumindest teilweise im Bereich der Antenne von leitenden Materialien befreit. Dadurch kann der Transponder wieder durch konventionelle RFID-Lesegeräte ausgelesen werden.
Leiterplatten werden häufig in Nutzen hergestellt, welche gegen Ende des Fertigungsverfahrens in eine Vielzahl kleiner Leiterplatten zerteilt werden. Ein erfindungsgemäßer Transponder kann nun wahlweise in eine oder mehrere dieser kleinen Leiterplatten oder in ein Stück des Nutzens, beispielsweise am Rand, welches später nicht weiter verwendet wird, integriert werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Transponder einen beschreibbaren Speicher hat, in den Informationen zu einzelnen Fertigungsschritten geschrieben werden können. Damit ist eine Dokumentation des Fertigungsablaufs möglich. Besonders günstig ist es, wenn nur nach vorhergehender Authentifizierung mit einem Schlüssel in den Transponder geschrieben werden kann. Dadurch kann eine langfristige, fälschungssichere Dokumentation realisiert werden.
Es ist besonders bevorzugt, wenn der Transponder in einem Frequenzbereich größer 100 MHz, besonders bevorzugt bei 868 MHz arbeitet. Alternativ kann der Transponder auch bei niedrigeren Frequenzen, wie beispielsweise 13,56 MHz betrieben werden. In einem höheren Frequenzbereich kann die benötigte Leistung effizienter über den Koppler in die Antenne eingekoppelt werden.
Ein Transpondersystem entsprechend der Erfindung umfasst eine Leiterplatte mit integriertem Transponder sowie eine Leserantenne, die einen Stempel, passend in die Ausnehmung umfasst. Der Stempel kann auch die Funktion eines Passstiftes haben und/oder ein modifizierter Passstift sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Transponder, welcher in eine Leiterplatte eingebettet werden kann, wobei die Antenne wie oben beschrieben ausgeführt ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Einbetten eines Transponders in eine Leiterplatte wie oben beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Einbetten eines Transponders umfassend einen RFID-Chip und eine Antenne zwischen wenigstens zwei Lagen aus Isoliermaterial,
b) Aufbringen einer Metallisierung an den Außenseiten des Isoliermaterials,
c) Einbringen einer Ausnehmung an und/oder in der Leiterplatte in der Nähe der Antenne.

Hierbei können die einzelnen Schritte auch in ihrer Reihenfolge vertauscht werden. Für den Fall, dass die Lagen aus Isoliermaterial im Bereich der Ausnehmung durch das Aufbringen der Metallisierung ebenfalls metallisiert worden sind, muss noch ein Schritt des Entfernens der Metallisierung im Bereich der Ausnehmung eingefügt werden. Dieser Schritt ist aber nicht notwendig, wenn die Ausnehmung erst nach dem Aufbringen der Metallisierung eingebracht wird.
Weiterhin kann das Einbetten des Transponders auf verschiedene Arten erfolgen. So kann der komplette Transponder umfassend einen RFID-Chip sowie eine Antenne auf einem Träger vormontiert sein, so dass vor dem Einbetten nur der Träger mit dem Transponder auf eine der Lagen aus Isoliermaterial aufgelegt oder dort befestigt werden muss. Alternativ können auch nur bestimmte Teile des Transponders auf einem Träger vormontiert sein. In einer anderen Ausgestaltung könnte beispielsweise die Antenne oder Teile hiervon als Leiterstruktur auf einer oder mehreren Lagen aus Isoliermaterial vorgefertigt sein, so dass nur noch der RFID-Chip auf das Isoliermaterial aufgesetzt und gegebenenfalls elektrisch verbunden werden (beispielsweise durch Löten) muss. Danach kann das Einbetten, beispielsweise durch Laminieren der Lagen aus Isoliermaterial erfolgen.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
1 zeigt eine Erfindungsgemäße Vorrichtung.
2 zeigt die Ankopplung des Transponders
3 zeigt einen Zwischenschritt in der Leiterplattenfertigung.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung nach 1.
5 zeigt beispielhaft das Ersatzschaltbild eines RFID-Chips.
6 zeigt eine andere Antennenform.
7 zeigt eine an der Leiterplatte außen liegende Antenne.
8 zeigt vorkonfektionierte Transponder auf einem Träger.
9 zeigt mehrere Möglichkeiten zur Anordnung von Transpondern auf einer Leiterplatte.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht dargestellt. Eine Leiterplatte 100 (hier im Schnitt dargestellt) besteht aus einer ersten Lage aus Isoliermaterial 101 und einer zweiten Lage aus Isoliermaterial 102, die beide zusammen laminiert sind. Die Außenseiten der Lagen aus Isoliermaterial sind metallisiert. So ist an der Außenseite der ersten Lage aus Isoliermaterial 101 eine erste Metallisierung 105 und an der zweiten Lage aus Isoliermaterial 102 eine zweite Metallisierung 106 aufgebracht. Zwischen den Lagen aus Isoliermaterial ist ein Transponder eingebettet. Dieser Transponder umfasst einen RFID-Chip 10 sowie eine daran angeschlossene Antenne. Die Antenne hat wenigstens ein Koppelsegment 20 sowie ein Referenzsegment 30. Grundsätzlich können beide Segmente der Antenne einzeln und/oder gemeinsam zur ein- und/oder Auskoppelung elektromagnetischer Wellen dienen. Es wird hier nur aufgrund der speziellen Einbaulage zwischen diesen beiden Segmenten unterschieden. Das Koppelsegment 20 der Antenne ist in die Nähe, besonders bevorzugt die unmittelbare Nähe einer Ausnehmung, hier einem Passloch 110 geführt. Die hier dargestellte Leiterplatte 100 ist typischerweise nur ein Zwischenschritt in der Hersteller einer mehrlagigen Leiterplatte. So können auf die hier dargestellten Lagen noch weitere Lagen aus Isoliermaterial und/oder Metallisierungen aufgebracht werden. Soll der Transponder mit einem handelsüblichen bzw. vereinfachten Transponder-Lesegerät nach Fertigstellung der Leiterplatte gelesen werden, so werden während der Fertigung die Metallisierungen über und/oder unter dem Transponder oder zumindest der Antenne entfernt, so dass eine elektromagnetische Kopplung zwischen einem in der Nähe der Leiterplatte angebrachten Lesegerät und dem Transponder möglich wird.
In 2 ist die Ankopplung des Transponders dargestellt. Ein hier nicht dargestelltes Lesegerät kommuniziert über eine Leserantenne 210 mit dem Transponder. Hierzu wird in das Passloch 110 ein Stempel 200 eingesetzt. Dieser Stempel hat einen vorzugsweise zylindrischen Schaft 203 an einem Kopf 204, der gleichzeitig den Tiefenanschlag darstellt, so dass die Leserantenne 210 am Schaft in einer definierten Höhe des Passlochs 110 positioniert wird. Diese Höhe entspricht der Position des Koppelsegments 20 der Antenne. Dadurch wird eine elektrische oder magnetische Verkopplung zwischen der Leserantenne 210 und dem Koppelsegment 20 der Antenne erreicht. Die Kopplung ist unabhängig von der Anzahl der Lagen und/oder Metallisierungen über bzw. unter dem Transponder. Um ein besseres Einsetzen des Stempels zu ermöglichen, hat dieser bevorzugt ein konisches Ende 202. Es ist besonders günstig, wenn dieses noch mit Fräsrillen 201 oder anderen Mitteln zum mechanischen Entfernen einer Metallisierung versehen ist. Es ist bevorzugt, wenn der Stempel einen Massekontakt mit einer Metallisierung, hier der ersten Metallisierung 105 herstellt. Dieser Massekontakt kann auch kapazitiv sein. Damit funktioniert der Stempel wie ein koaxialer Steckverbinder.
In 3 ist ein Zwischenschritt in der Leiterplattenfertigung dargestellt. Hier wurde die Außenseite der Leiterplatte metallisiert. Dabei wurde auch auf die Innenseite des Passlochs 110 eine Metallisierung 107 aufgebracht. In diesem Zustand ist eine Kommunikation mit dem Transponder nicht möglich. Erst durch das Einführen eines Stempels 200 in das Passloch 110 kann eine Verbindung zwischen einem Lesegerät und dem Transponder hergestellt werden. Es wird hier vor oder während des Einführens des Stempels die Metallisierung 107 im Passloch entfernt. Dies kann wahlweise in einem separaten Arbeitsschritt oder vorteilhafterweise durch Fräsrillen 201 oder eine andere Struktur am Stempel 200 erfolgen.
In 4 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung nach 1 dargestellt. Es ist hier zu erkennen, wie das Koppelsegment 20 der Antenne das Passloch 110 zumindest teilweise umschließt. Es könnte auch ausreichend sein, dass das Koppelsegment 20 nur in die Nähe des Passlochs 110 geführt wird.
5 zeigt beispielhaft das Ersatzschaltbild eines RFID-Chips und seiner Beschaltung. Der RFID-Chip hat eine Eingangsimpedanz, die durch ein Ersatzschaltbild 11, beispielsweise durch eine Parallelschaltung einer Kapazität mit einem Widerstand dargestellt werden kann. Das Referenzsegment 30 transformiert den Leerlauf hochfrequenzmäßig auf der nicht weiter angeschlossenen, in dieser Abbildung rechts liegenden Seite, in einen Kurzschluss auf der Seite des RFID-Chips. Damit wird dem RFID-Chip eine niedrige Impedanz gegen Masse geboten. Dies wird durch das gestrichelte Massesymbol 31 dargestellt. Es kann nun die Leitung 20 kapazitiv über einen Stempel 200 mit einer Leserantenne 210 verkoppelt werden.
In 6 ist eine andere Antennenform dargestellt. Anstelle der zuvor dargestellten kapazitiven Antenne kann auch eine induktive Antenne mit einem Koppelsegment 21 in Form einer geschlossenen Leiterschleife um das Passloch 110 realisiert sein, um eine magnetische Verkopplung mit der Leserantenne 210 zu ermöglichen. Hier wird dann das Referenzsegment 30 der Antenne nicht mehr benötigt. Es kann aber dennoch vorgesehen sein. Insbesondere wäre auch eine Kombination der beiden hier dargestellten Antennentypen möglich.
7 zeigt eine an der Leiterplatte außen liegende Antenne. Hier weist die Leiterplatte 100 eine Ausnehmung am Rand 113 auf. Das Koppelsegment ist nun in der Nähe dieser Ausnehmung angeordnet und folgt deren Kontur. Während des Fertigungsprozesses der Leiterplatte kann über eine hier nicht dargestellte Leserantenne, welche in die Ausnehmung 113 eingebracht wird, mit dem Transponder kommuniziert werden. Es kann auch, insbesondere für eine Kommunikation nach Fertigstellung der Leiterplatte der Rand der Leiterplatte 100 im Bereich des Koppelsegments 20 sowie des Referenzsegments 30 von einer Metallisierung befreit werden. Somit kann mit einem handelsüblichen bzw. einfacheren Lesegerät in der Nähe des Leiterplattenrandes mit dem Transponder kommuniziert werden.
8 zeigt vorkonfektionierte Transponder, die auf einem Träger 40 angeordnet sind. Dieser Träger ist in mehrere Abschnitte 41, 42 und 43 unterteilt, wobei jeder Abschnitt bevorzugt einen Transponder trägt. Der Träger ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, bevorzugt einer Folie, beispielsweise Polyimid hergestellt. Zur Platinenfertigung kann der Träger nun in mehrere Abschnitte unterteilt werden. Es wird ein einzelner Abschnitt an der entsprechenden Stelle zwischen die Lagen eingelegt und mit diesen zusammen laminiert.
In 9 sind mehrere Möglichkeiten der Anordnung von Transpondern auf einer Leiterplatte dargestellt. Die Leiterplatte 100 hat hier beispielhaft drei Passlöcher 110, 111 und 112. Ein erster Transponder 50 ist hier in der Nähe des ersten Passlochs 110 angeordnet. Ein zweiter Transponder 51 ist in der Nähe der Ausnehmung 113 am Rand der Leiterplatte angeordnet. Ein dritter Transponder 52 ist schließlich in der Nähe einer Ausnehmung 114 in der Fläche der Leiterplatte 100 angebracht.
Bezugszeichenliste

10: RFID-Chip
11: Ersatzschaltung der Eingangsimpedanz des RFID-Chips
20: Antenne, Koppelsegment
21: Antenne, schleifenförmiges Koppelsegment
30: Antenne, Referenzsegment
31: transformierte Masse
40: Träger
41, 42, 43: Trägerabschnitte
50: erster Transponder
51: zweiter Transponder
52: dritter Transponder
100: Leiterplatte
101: erste Lage aus Isoliermaterial
102: zweite Lage aus Isoliermaterial
105: erste Metallisierung
106: zweite Metallisierung
107: Metallisierung in Durchkontaktierung
110, 111, 112: Passloch
113: Ausnehmung am Rand
114: Ausnehmung in der Fläche
200: Stempel
201: Fräsrillen
202: konisches Ende
203: Schaft
204: Kopf
210: Leserantenne

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202010014862 U1 [0004]
DE 102008021750 A1 [0005]

Claims

Leiterplatte (100) mit integriertem Transponder (50), wobei der Transponder zwischen einer ersten Lage aus Isoliermaterial (101) und einer zweiten Lage aus Isoliermaterial (102) eingebettet ist, die erste Lage aus Isoliermaterial (101) auf der dem Transponder abgewandten Seite eine erste Metallisierung (105) und die zweite Lage aus Isoliermaterial (102) auf der dem Transponder abgewandten Seite eine zweite Metallisierung (106) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder einen RFID-Chip (10) sowie eine Antenne mit wenigstens einem Koppelsegment (20, 21) umfasst und die Leiterplatte eine Ausnehmung (110–114) aufweist und ein Koppelsegment (20, 21) der Antenne in der Nähe der Ausnehmung angebracht ist, so dass eine Kommunikation mit einer Leserantenne (210) in und/oder an der Ausnehmung möglich ist.
Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (110–112) ein Passloch ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelsegment (20, 21) so geformt ist, dass es die Ausnehmung (110–114) in der Leiterplatte zumindest teilweise umschließt.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelsegment (20, 21) durch Leitungstransformation eine Anpassung an die Eingangsimpedanz des RFID-Chips vornimmt.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne des Transponders (50) ein Referenzsegment (30) umfasst.
Leiterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsegment (30) auf ¼ der Leitungswellenlänge der vom Transponder übertragenen Frequenz abgestimmt ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (50) einen Speicher zur Speicherung von Fertigungsdaten der Leiterplatte aufweist.
Transponder (50) zur Integration in eine Leiterplatte (100), bei der Metallisierungen (105, 106) über und unter dem Transponder angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (50) einen RFID-Chip (10) sowie eine Antenne mit wenigstens einem Koppelsegment (20, 21) umfasst, welches so geformt ist, dass es eine Ausnehmung (110–114) in der Leiterplatte zumindest teilweise umschließt.
Transponder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (50) auf einem Träger (40) aufgebracht ist.
Transponder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (40) eine Polyimid-Folie umfasst.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelsegment (20–21) durch Leitungstransformation eine Anpassung an die Eingangsimpedanz des RFID-Chips vornimmt.
Transponder nach einem der Ansprüche 8–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne des Transponders (50) ein Referenzsegment (30) umfasst.
Leiterplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsegment (30) auf ¼ der Leitungswellenlänge der vom Transponder übertragenen Frequenz abgestimmt ist.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8–13, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (50) einen Speicher zur Speicherung von Fertigungsdaten der Leiterplatte aufweist.
Transpondersystem umfassend eine Leiterplatte (100) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leserantenne (210) vorgesehen ist, die in einen Stempel (200) passend in die Ausnehmung integriert ist.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte (100) mit integriertem Transponder (50), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Einbetten eines Transponders umfassend einen RFID-Chip (10) und eine Antenne (20, 21, 30) zwischen wenigstens zwei Lagen aus Isoliermaterial (101, 102), b) Aufbringen einer Metallisierung (105, 106) an den Außenseiten des Isoliermaterials, c) Einbringen einer Ausnehmung (110–114) an und/oder in der Leiterplatte (100) in der Nähe der Antenne (20, 21, 30).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (110–112) ein Passloch ist.