DE102013009698A1 - Electronic component with antenna - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektronikbauteil (10) mit flächigem Substrat (2), auf dessen Vorder- und Rückseite jeweils eine Antennenleiterbahn (3, 4) angeordnet ist. Die beiden Antennenleiterbahnen (3, 4) kreuzen sich an zumindest einer Kreuzungsposition, damit eine Kapazität einer aus den beiden Antennenleiterbahnen (3, 4) bildbaren Antenne oder Antennenspule sich nicht signifikant ändert, wenn die beiden Antennenleiterbahnen (3, 4) zueinander verschoben oder verdreht angeordnet werden.The invention relates to an electronic component (10) with a flat substrate (2), on the front and back of which an antenna conductor track (3, 4) is arranged. The two antenna conductor tracks (3, 4) intersect at at least one crossing position, so that a capacitance of an antenna or antenna coil that can be formed from the two antenna conductor tracks (3, 4) does not change significantly when the two antenna conductor tracks (3, 4) are shifted or rotated relative to one another to be ordered.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikbauteil mit einem flächigen Substrat, auf dessen Vorder- und Rückseite Antennenleiterbahnen angeordnet sind, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren, einen portablen Datenträger und ein Herstellungsverfahren für den Datenträger.The invention relates to an electronic component with a planar substrate, on whose front and backside antenna conductor tracks are arranged, as well as a corresponding manufacturing method, a portable data carrier and a manufacturing method for the data carrier.

Es ist bekannt, Substrate mit darauf aufgedruckten Antennenleiterbahnen bei der Herstellung von Chipkarten einzusetzen. Dabei werden entsprechende Antennenleiterbahnen mit jeweils einer oder mehreren Antennenwindungen auf die beiden Seiten des Substrats aufgedruckt und zur Ausbildung einer Antenne, insbesondere einer Antennenspule, leitend miteinander verbunden.It is known to use substrates with printed thereon Antennenleiterbahnen in the production of smart cards. In this case, corresponding antenna conductor tracks are each printed with one or more antenna windings on the two sides of the substrate and conductively connected to form an antenna, in particular an antenna coil.

Solche Antennenspulen weisen neben einer Induktivität auch eine gewisse Kapazität auf, die im Wesentlichen dadurch erzeugt wird, dass sich die auf den gegenüberliegenden Seiten des Substrats angeordneten Antennenleiterbahnen – in Projektion auf die Kartenoberfläche gesehen – bereichs- oder abschnittsweise überlappen. Dadurch wird ein kleiner Plattenkondensator erzeugt. Die Kapazität der Antennenspule beeinflusst die elektrischen Resonanzeigenschaften der Antennenspule bzw. eines die Antennenspule umfassenden Schwingkreises. Sofern es sich bei der Antennenspulenkapazität um eine feste Größe handelt, ist es nicht nachteilhaft, wenn der Schwingkreis unter Berücksichtigung dieser Kapazität geeignet abgestimmt werden kann.In addition to an inductance, such antenna coils also have a certain capacitance, which is generated essentially by the fact that the antenna conductor tracks arranged on the opposite sides of the substrate overlap in regions or sections as viewed in projection onto the card surface. This creates a small plate capacitor. The capacity of the antenna coil influences the electrical resonance properties of the antenna coil or a resonant circuit comprising the antenna coil. If the antenna coil capacitance is a fixed quantity, it is not disadvantageous if the resonant circuit can be suitably adjusted taking this capacitance into account.

Jedoch hängt die Antennenspulenkapazität in der Regel von der relativen Ausrichtung der beiden Antennenleiterbahnen zueinander ab. Beispielsweise können auf beiden Seiten des Substrats aufgedruckte Antennenleiterbahnen bereichsweise parallel zueinander verlaufen und sich dabei überlappen. Sofern die Antennenleiterbahnen z. B. aufgrund von Fertigungstoleranzen gegenüber einer vorgesehenen Ausrichtung verdreht oder verschoben sind, überlappen sie sich in den betreffenden Bereichen nicht mehr vollständig oder gar nicht mehr. Die Kapazität der Antennenspule ändert sich in diesem Fall deutlich gegenüber der vorgesehenen Ausrichtung der Leiterbahnen, so dass der betreffende Schwingkreis eine von der gewünschten Resonanzfrequenz deutlich abweichende Resonanzfrequenz aufweist. Dadurch verschlechtert sich dessen Sende- und Empfangsqualität.However, the antenna coil capacitance generally depends on the relative orientation of the two antenna tracks to each other. For example, printed on both sides of the substrate antenna conductor tracks may extend in regions parallel to each other and overlap. If the antenna conductors z. B. are rotated or shifted due to manufacturing tolerances to a designated orientation, they overlap in the areas no longer completely or not at all. The capacitance of the antenna coil changes in this case significantly compared to the intended orientation of the interconnects, so that the resonant circuit in question has a significantly different from the desired resonant frequency resonant frequency. This degrades its transmission and reception quality.

Vor diesem Hintergrund wurden Antennenspulendesigns entwickelt, bei denen die jeweiligen Antennenleiterbahnen auf einer Seite des kartenförmigen Substrats (in der Substratebene gesehen) breiter sind als auf der anderen Seite. Dadurch können sich die Antennenleiterbahnen unabhängig von etwaigen Fertigungstoleranzen stets vollständig überlappen, so dass die Kapazität der betreffenden Antennenspule im Wesentlichen gleich bleibt. Jedoch neigen derartige Antennenspulen noch stärker zu Eigenresonanzen. Dabei bilden Teilbereiche der Antennenspulen eigene Schwingkreise, es kommt also zu elektrischen Schwingungen innerhalb der Antennenspule, bei denen einzelne Bereiche der Spule miteinander in Resonanz treten. Dadurch kann sich die Sende- und Empfangsleistung signifikant verschlechtern und es kann zu einem Ausschwingverhalten der Antennenspule kommen, welches von einer freien gedämpften Schwingung signifikant abweicht.Against this background, antenna coil designs have been developed in which the respective antenna traces are wider on one side of the card-shaped substrate (seen in the substrate plane) than on the other side. As a result, the antenna conductor tracks can always completely overlap, regardless of any manufacturing tolerances, so that the capacitance of the relevant antenna coil remains essentially the same. However, such antenna coils are even more prone to self-resonances. In this case, portions of the antenna coils form their own resonant circuits, so it comes to electrical oscillations within the antenna coil, in which individual areas of the coil resonate with each other. As a result, the transmission and reception performance can deteriorate significantly and it can lead to a decay behavior of the antenna coil, which deviates significantly from a free damped oscillation.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein flächiges Substrat mit beidseitig darauf angeordneten Antennenleiterbahnen vorzuschlagen, aus denen eine Antenne mit einer hohen Sende- und Empfangsqualität gebildet werden kann.The object of the invention is therefore to propose a planar substrate with antenna conductor tracks arranged on both sides, from which an antenna with a high transmission and reception quality can be formed.

Diese Aufgabe wird durch ein Elektronikbauteil, einen portablen Datenträger sowie durch die entsprechenden Herstellungsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an electronic component, a portable data carrier and by the corresponding manufacturing method according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.

Ein derartiges Elektronikbauteil umfasst ein flächiges Substrat und eine auf der Vorderseite des Substrats angeordnete erste Antennenleiterbahn sowie eine auf einer Rückseite des Substrats angeordnete zweite Antennenleiterbahn. In Projektionssicht durch das Substrat hindurch kreuzen sich die beiden Antennenleiterbahnen erfindungsgemäß an einer oder mehreren Kreuzungspositionen. Das Elektronikbauteil wird hergestellt, indem zunächst ein flächiges Substrat bereitgestellt wird und dann auf dessen Vorderseite die erste Antennenleiterbahn und auf dessen Rückseite die zweite Antennenleiterbahn derart angeordnet wird, dass sich die Antennenleiterbahnen in Projektionssicht durch das Substrat hindurch an einer oder mehreren Kreuzungspositionen kreuzen.Such an electronic component comprises a planar substrate and a first antenna conductor path arranged on the front side of the substrate and a second antenna conductor path arranged on a rear side of the substrate. In the projection view through the substrate, the two antenna conductor tracks intersect according to the invention at one or more crossing positions. The electronic component is produced by first providing a planar substrate and then arranging the first antenna conductor on its front side and the second antenna conductor on its rear side in such a way that the antenna conductors intersect at one or more crossing positions in projection view through the substrate.

Wenn bei einem derartigen Elektronikbauteil die Antennenleiterbahnen durch Fertigungstoleranzen geringfügig zueinander verschoben und/oder verdreht angeordnet sind, ändert sich an diesen Kreuzungspositionen die Überlappungsfläche der beiden Antennenleiterbahnen nur geringfügig bis gar nicht. Da diese Überlappungsfläche die Kapazität einer aus den beiden Antennenleiterbahnen gebildeten Antennenspule stark beeinflusst, werden die sich kreuzenden Antennenleiterbahnen erfindungsgemäß derart relativ zueinander angeordnet, dass sich die Kapazität bei geringfügiger Verdrehung oder Verschiebung der beiden Antennenleiterbahnen zueinander nicht oder nur geringfügig ändert.If, in such an electronic component, the antenna conductor tracks are slightly displaced relative to one another due to manufacturing tolerances and / or are twisted, the overlapping area of the two antenna conductor tracks changes only slightly or not at all at these crossing positions. Since this overlapping area greatly influences the capacitance of an antenna coil formed from the two antenna conductor tracks, the intersecting antenna conductor tracks are arranged relative to one another such that the capacitance does not change or only slightly changes with slight rotation or displacement of the two antenna conductor tracks.

Hierzu genügt es grundsätzlich, wenn sich die Antennenleiterbahnen an zumindest einer Kreuzungsposition kreuzen. In der Praxis ist es jedoch vorteilhaft, die Antennenleiterbahnen an mehreren Stellen überlappend anzuordnen, damit diese in denselben Bereichen des flächigen Substrats angeordnet werden können. Beispielsweise werden die Leiterbahnen bevorzugt beide nahe an einem Rand bzw. in einem Randbereich eines Datenträgers angeordnet, damit diese eine möglichst große Fläche umschließen. Dementsprechend kreuzen sich die beiden Antennenleiterbahnen vorzugsweise an mehreren Kreuzungspositionen, insbesondere an zumindest 4 oder an zumindest 8 oder an zumindest 16 Kreuzungspositionen.For this purpose, it is sufficient in principle, if the antenna conductor tracks on at least one Cross crossing position. In practice, however, it is advantageous to arrange the antenna conductor tracks overlapping at several locations so that they can be arranged in the same areas of the planar substrate. For example, the conductor tracks are preferably both arranged close to an edge or in an edge region of a data carrier so that they enclose the largest possible area. Accordingly, the two antenna conductor tracks preferably intersect at a plurality of crossing positions, in particular at least 4 or at least 8 or at at least 16 intersection positions.

Der Winkel, in dem sich die beiden Antennenleiterbahnen an den Kreuzungspositionen kreuzen, kann zumindest 4 Grad betragen. Dementsprechend können dann die beiden Antennenleiterbahnen derart angeordnet werden, dass ein Verdrehen der beiden Antennenleiterbahnen um einen Winkel, der etwas kleiner als 4 Grad ist (z. B. etwa 3 Grad), nahezu keinen Einfluss auf die Kapazität der aus den Antennenleiterbahnen bildbaren Antennenspule hat. Sofern die Antennenspulen mit geringeren Fertigungstoleranzen angeordnet werden, sind entsprechend geringere Kreuzungswinkel ausreichend, beispielsweise zumindest 1 Grad oder zumindest 2 Grad. Allerdings bestehen in der Regel keine designtechnischen Hindernisse, die Antennenleiterbahnen mit deutlich größeren Kreuzungswinkeln von z. B. zumindest 8 Grad oder zumindest 16 Grad anzuordnen, wodurch noch größere Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können. Mit dem zuvor beschriebenen Kreuzungswinkel ist der kleinere der beiden an einer Kreuzungsposition messbaren Winkel (Alpha und 180 Grad minus Alpha) gemeint.The angle at which the two antenna conductor tracks intersect at the crossing positions can be at least 4 degrees. Accordingly, the two antenna traces can then be arranged such that twisting the two antenna traces by an angle that is slightly less than 4 degrees (eg, about 3 degrees) has virtually no effect on the capacitance of the antenna coil that can be formed from the antenna traces , If the antenna coils are arranged with lower manufacturing tolerances, correspondingly lower crossing angles are sufficient, for example at least 1 degree or at least 2 degrees. However, there are usually no design-technical obstacles, the antenna conductors with significantly larger crossing angles of z. B. at least 8 degrees or at least 16 degrees to order, which even larger manufacturing tolerances can be compensated. By the above-described crossing angle is meant the smaller of the two angles measurable at an intersection position (alpha and 180 degrees minus alpha).

Besonders bevorzugt verläuft zumindest eine der beiden Antennenleiterbahnen zickzackförmig oder wellenförmig. Dabei kreuzt die zickzack- oder wellenförmig verlaufende Antennenleiterbahn die jeweils andere einmal oder mehrmals. Besonders bevorzugt kreuzt die zickzack- oder wellenförmig verlaufende Leiterbahn die jeweils andere wiederholt, z. B. regelmäßig bzw. in regelmäßigen Abständen, über einen wesentlichen Abschnitt der Länge der beiden Leiterbahnen. Mit anderen Worten, über einen wesentlichen Abschnitt der jeweiligen Länge der ersten und/oder der zweiten Leiterbahnen wechselt in Projektionssicht durch die Substratebene gesehen zumindest eine der beiden Leiterbahnen wiederholt von der einen Seite der jeweils anderen Antennenleiterbahn auf deren andere Seite und zurück. Als wesentlicher Abschnitt wird dabei und im Folgenden ein Abschnitt von zumindest 50% oder zumindest 80% oder sogar zumindest 90% der Leiterbahnlänge betrachtet. Dadurch können die Antennenleiterbahnen besonders einfach derart angeordnet werden, dass deren Kapazität durch Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Ausrichtung der Antennenleiterbahnen zueinander nur minimal beeinträchtigt wird.Particularly preferably, at least one of the two antenna conductor tracks runs in a zigzag or wavy manner. In this case, the zigzag or wave-shaped antenna conductor path crosses the other one or more times. Particularly preferably, the zigzag or wave-shaped conductor track crosses the other one repeatedly, for. B. regularly or at regular intervals, over a substantial portion of the length of the two conductors. In other words, at least one of the two interconnects changes in projection view through the substrate plane over a substantial portion of the respective length of the first and / or the second interconnects repeatedly from one side of the respective other antenna interconnect on the other side and back. The essential section considered here and below is a section of at least 50% or at least 80% or even at least 90% of the track length. As a result, the antenna conductor tracks can be arranged particularly simply such that their capacitance is only minimally impaired by manufacturing tolerances with regard to the alignment of the antenna conductor tracks to one another.

Vorzugsweise überlappen sich die beiden Antennenleiterbahnen entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge nicht mit der jeweils anderen Antennenleiterbahn. Durch die geringe Überlappungsfläche bildet sich eine geringe Antennenspulenkapazität aus und die durch die zuvor beschriebenen Produktionstoleranzen bedingten Kapazitätsschwankungen sind geringer.The two antenna conductor tracks preferably do not overlap with one another over a substantial portion of their respective length with the respective other antenna conductor track. The small overlap area forms a small antenna coil capacity and the capacity fluctuations caused by the production tolerances described above are smaller.

Ebenfalls bevorzugt verlaufen die beiden Antennenleiterbahnen entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge nicht parallel zu der jeweils anderen Leiterbahn. Dadurch wird verhindert, dass sich die Leiterbahnen bereits bei im Rahmen der Fertigung des Elektronikbauteils auftretenden reinen Verschiebungen zueinander, d. h. bei translatorischen Relativverschiebungen, die keine Drehung umfassen, entlang eines längeren Abschnitts überlappen.Also preferably, the two antenna conductor tracks do not run along a substantial portion of their respective length, not parallel to the respective other conductor track. This prevents that the interconnects already in each case occurring during the production of the electronic component pure shifts, d. H. for translational relative displacements that do not involve rotation, overlap along a longer section.

Damit es nicht bereits bei geringfügiger Verschiebung der Antennenleiterbahnen im Rahmen der Fertigung des Elektronikbauteils zueinander zu einer Überlappung in einem ausgedehnten Bereich kommen kann, verlaufen die beiden Antennenleiterbahnen entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge nicht parallel zu dem jeweils nächstliegenden Abschnitt der jeweils anderen Antennenleiterbahn.So that an overlap in an extended area can not already occur with slight displacement of the antenna conductor tracks as part of the manufacture of the electronic component, the two antenna conductor paths do not run parallel to the respective nearest section of the respective other antenna conductor path along a substantial portion of their respective length.

Vorzugsweise verlaufen beide Antennenleiterbahnen entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge in einem Randbereich des Substrats. Der Randbereich definiert sich dabei zum Beispiel dadurch, dass seine Breite an einer beliebigen Stelle weniger als ein Viertel der Substratbreite an dieser Stelle beträgt. Mit anderen Worten, der Randbereich verläuft entlang der Außenkante des Substrats und weist senkrecht zu der Außenkante eine Randbereichsausdehnung auf, die überall entlang der Außenkante weniger als ein Viertel einer Substratausdehnung des Substrats in Richtung der Randbereichsausdehnung beträgt. Dadurch können die Antennenleiterbahnen derart angeordnet werden, dass sie eine möglichst große Fläche umschließen, um dadurch die Sende- und Empfangsleistung zu verbessern.Preferably, both antenna traces extend along a substantial portion of their respective length in an edge region of the substrate. The edge region is defined, for example, by the fact that its width at any point is less than a quarter of the substrate width at this point. In other words, the edge region runs along the outer edge of the substrate and, perpendicular to the outer edge, has an edge region extent that is less than one quarter of a substrate extension of the substrate in the direction of the edge region extension along the outer edge. As a result, the antenna conductor tracks can be arranged such that they enclose the largest possible area, thereby improving the transmission and reception performance.

Vorzugsweise ist die erste Antennenleiterbahn elektrisch leitend mit der zweiten Antennenleiterbahn verbunden. Dadurch können die beiden Antennenleiterbahnen zusammen eine Antenne, insbesondere eine Antennenspule, bilden. Ebenfalls bevorzugt sind die beiden Antennenleiterbahnen derart auf dem Substrat angeordnet, dass sie an jeweils einem Ende mittels Durchkontaktierung durch das Substrat miteinander verbunden werden können.Preferably, the first antenna conductor is electrically connected to the second antenna conductor. As a result, the two antenna conductor tracks together form an antenna, in particular an antenna coil. Also preferably, the two antenna conductor tracks are arranged on the substrate in such a way that they can be connected to each other at one end by means of through-contacting through the substrate.

Zumindest eine der Antennenleiterbahnen ist vorzugsweise aufgedruckt. Bei dem flächigen Substrat handelt es sich vorzugsweise um ein kartenförmiges Substrat, das zur Herstellung eines portablen Datenträgers mit der dem Substrat entsprechenden Kartenform geeignet ist. Insbesondere kann es sich dabei um einen zur Herstellung des kartenförmigen portablen Datenträgers geeigneten Kartenkörper handeln. Ebenfalls kann es sich bei dem flächigen Substrat um ein beliebiges sonstiges als Halbzeug zur Herstellung eines portablen Datenträgers geeignetes flächiges Substrat handeln. At least one of the antenna conductor tracks is preferably printed. The planar substrate is preferably a card-shaped substrate which is suitable for producing a portable data carrier with the card shape corresponding to the substrate. In particular, this may be a card body suitable for producing the card-shaped portable data carrier. Likewise, the flat substrate can be any other flat substrate suitable as a semi-finished product for producing a portable data carrier.

Wie zuvor erwähnt, betrifft die Erfindung auch einen portablen Datenträger, der ein Elektronikbauteil der zuvor beschriebenen Art umfasst. Er kann z. B. hergestellt werden, indem zunächst das Elektronikbauteil bereitgestellt wird und dann der das Elektronikbauteil umfassende Datenträger erzeugt wird.As mentioned above, the invention also relates to a portable data carrier comprising an electronic component of the type described above. He can z. Example, be prepared by first the electronic component is provided and then the electronic component comprehensive data carrier is generated.

Bei dem Datenträger handelt es sich vorzugsweise um einen kartenförmigen portablen Datenträger, z. B. eine Chipkarte, der insbesondere ein entsprechendes Elektronikbauteil mit einem kartenförmigen flächigen Substrat umfassen kann, das als Substrat des kartenförmigen Datenträgers dient, z. B. als dessen Kartenkörper.The data carrier is preferably a card-shaped portable data carrier, for. B. a smart card, which may in particular comprise a corresponding electronic component with a card-shaped planar substrate, which serves as a substrate of the card-shaped data carrier, for. B. as its card body.

Der portable Datenträger umfasst vorzugsweise weiterhin einen Chip, der mit der ersten und/oder der zweiten Antennenleiterbahn elektrisch leitend verbunden ist. Dabei sind vorzugsweise die beiden Antennenleiterbahnen miteinander derart elektrisch leitend verbunden, dass sie eine mit dem Chip elektrisch leitend verbundene Antenne (vorzugsweise Antennenspule) bilden.The portable data carrier preferably further comprises a chip, which is electrically conductively connected to the first and / or the second antenna conductor. In this case, the two antenna conductor tracks are preferably electrically conductively connected to one another in such a way that they form an antenna (preferably antenna coil) which is electrically conductively connected to the chip.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele sowie weitere Ausführungsalternativen im Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen, die schematisch zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of various embodiments according to the invention and further alternative embodiments in conjunction with the appended drawings, which show schematically:

1: einen erfindungsgemäßen portablen Datenträger, bei dem die beiden Leiterbahnen ohne Fertigungstoleranzen angeordnet sind, 1 : a portable data carrier according to the invention, in which the two interconnects are arranged without manufacturing tolerances,

2: einen zu dem von 1 analog aufgebauten portablen Datenträger, bei dem die beiden Leiterbahnen jedoch auf Grund von Fertigungstoleranzen geringfügig zueinander verdreht sind, 2 : one to that of 1 analogously constructed portable data carrier, in which the two interconnects but are slightly twisted to each other due to manufacturing tolerances,

3: ein Elektronikbauteil, das als Halbzeug zum Herstellen des portablen Datenträgers von 1 dienen kann, 3 : an electronic component used as a semi-finished product for producing the portable data carrier of 1 can serve

4: ein Verfahren zum Herstellen des Elektronikbauteils von 3, 4 : a method for manufacturing the electronic component of 3 .

5: ein Verfahren zum Herstellen des Datenträgers von 1 unter Verwendung des Elektronikbauteils von 3, 5 : a method of manufacturing the data carrier of 1 using the electronic component of 3 .

6: ein Ausschwingverhalten der in den 1 und 2 dargestellten portablen Datenträger und 6 : a swinging behavior of the in the 1 and 2 portrayed portable data carrier and

7: ein Ausschwingverhalten eines portablen Datenträgers gemäß dem Stand der Technik. 7 : A swing-out behavior of a portable data carrier according to the prior art.

Der in 1 dargestellte portable Datenträger 1 umfasst ein flächiges Substrat 2, das als Kartenkörper dient, sowie darauf aufgedruckte Antennenleiterbahnen 3, 4 und einen Chip 5. Die Antennenleiterbahnen 3, 4 verlaufen in einem Randbereich des Substrats 2, so dass die von ihnen umschlossene Fläche möglichst groß ist. Die auf der Rückseite angeordnete Antennenleiterbahn 4 (strichliniert dargestellt) folgt einem gewöhnlichen geradlinigen Verlauf, wohingegen die auf der Vorderseite angeordnete Antennenleiterbahn 3 in Projektionssicht durch das Substrat hindurch gesehen zickzackförmig wiederholt von der einen Seite der auf der Rückseite angeordneten Antennenleiterbahn 4 auf deren andere Seite und zurück wechselt. Alternativ zu der Zickzackform kann natürlich auch eine Wellenform vorgesehen sein. Überdies können natürlich auch beide Antennenleiterbahnen 3 und 4 zickzack- oder wellenförmig verlaufen und dabei vielfache Kreuzungspunkte ausbilden.The in 1 illustrated portable data carrier 1 comprises a flat substrate 2 , which serves as a card body, as well as printed thereon conductor tracks 3 . 4 and a chip 5 , The antenna conductors 3 . 4 run in an edge region of the substrate 2 so that the area enclosed by them is as large as possible. The arranged on the back antenna track 4 (shown in dashed lines) follows an ordinary rectilinear course, whereas arranged on the front antenna track 3 seen in projection view through the substrate zigzag repeated from the one side of the arranged on the back antenna track 4 on the other side and back. Of course, as an alternative to the zigzag, a waveform may also be provided. Moreover, of course, both Antennenleiterbahnen 3 and 4 zigzag or wavy and thereby form multiple crossing points.

Auf dem Substrat 2 sind vorderseitige Kontaktflächen 7 und rückseitige Kontaktflächen 6 (strichliniert dargestellt) vorgesehen, sowie Durchkontaktierungen 8 zwischen vorder- und rückseitigen Kontaktflächen 7 und 6. Via der Kontaktflächen 6, 7 und den Durchkontaktierungen 8 sind die Antennenleiterbahnen 3 und 4 und der Chip 5 (strichliniert dargestellt) elektrisch leitend miteinander verbunden, so dass die Antennenleiterbahnen 3 und 4 zusammen eine Antennenspule bilden, die wiederum zusammen mit dem Chip 5 einen elektrischen Schwingkreis bildet.On the substrate 2 are front contact surfaces 7 and back contact surfaces 6 (shown in dashed lines) provided as well as vias 8th between front and back contact surfaces 7 and 6 , Via the contact surfaces 6 . 7 and the vias 8th are the antenna conductors 3 and 4 and the chip 5 (shown in dashed lines) electrically conductively connected to each other, so that the antenna conductor tracks 3 and 4 together form an antenna coil, which in turn together with the chip 5 forms an electrical resonant circuit.

In 2 ist ein portabler Datenträger vom gleichen Typ wie in 1 dargestellt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die vorderseitige Antennenleiterbahn 3 (mitsamt den Kontaktflächen 8) auf Grund von Fertigungstoleranzen geringfügig, d. h. um 1 Grad im Uhrzeigersinn, zum Rest des Datenträgers 1 verdreht ist. Ein typischer derartiger Drehwinkel kann auch 1,2 Grad betragen. Bei einem herkömmlichen portablen Datenträger, bei dem die Antennenleiterbahnen 3, 4 in weiten Abschnitten parallel verlaufen und dabei überlappen, würde dies zu einer deutlichen Änderung der Kapazität der Antennenspule führen. Da allerdings die vorderseitige Antennenleiterbahn 3 – in Projektionssicht durch das Substrat hindurch gesehen – zickzackförmig wiederholt von der einen Seite der auf der Rückseite angeordneten Antennenleiterbahn 4 auf deren andere Seite und zurück wechselt, kreuzen sich die Antennenleiterbahnen zwar unter relativ großen Winkeln (teilweise mehr als 16 Grad), überlappen sich allerdings nicht entlang ausgedehnter Bereiche.In 2 is a portable disk of the same type as in 1 shown. The only difference is that the front antenna track 3 (including the contact surfaces 8th ) due to manufacturing tolerances slightly, ie clockwise by 1 degree, to the rest of the disk 1 is twisted. A typical such rotation angle may also be 1.2 degrees. In a conventional portable data carrier, in which the antenna conductor tracks 3 . 4 In parallel, while overlapping and overlapping, this would lead to a significant change in the capacity of the antenna coil. However, since the front antenna track 3 - Seen in projection through the substrate through - zigzag repeated from the one side of the arranged on the back antenna track 4 On the other side and back, although the antenna tracks are crossing at relatively large angles (sometimes more than 16 degrees), they do not overlap along extended areas.

Die Überlappungsfläche zwischen den Antennenleiterbahnen 3 und 4 ändert sich daher kaum, wenn die Antennenleiterbahnen 3 und 4 geringfügig zueinander verschoben oder verdreht werden. Folglich weist die Antennenspule der 2 nahezu exakt dieselbe Kapazität auf wie die Antennenspule der 1 und die Resonanzfrequenz des mit dem Chip 5 gebildeten Schwingkreises wird durch die zuvor beschriebenen Fertigungstoleranzen nahezu nicht beeinträchtigt.The overlap area between the antenna conductors 3 and 4 therefore hardly changes when the antenna tracks 3 and 4 slightly shifted from each other or twisted. Consequently, the antenna coil of the 2 almost exactly the same capacity as the antenna coil of 1 and the resonant frequency of the chip 5 formed resonant circuit is almost not affected by the manufacturing tolerances described above.

In 3 ist ein Elektronikbauteil 10 dargestellt, das als Halbzeug zur Herstellung des in 1 dargestellten portablen Datenträgers 1 dient. Es umfasst alle Komponenten des portablen Datenträgers 1, bis auf den mit den Kontaktflächen 6 elektrisch leitend verbundenen Chips 5.In 3 is an electronic component 10 represented as a semi-finished product for the production of in 1 portrayed portable data carrier 1 serves. It includes all the components of the portable data carrier 1 except for the contact surfaces 6 electrically connected chips 5 ,

4 zeigt die Schritte eines Verfahrens zum Herstellen des Elektronikbauteils 10 der 3. Bei dem Verfahren wird zunächst im Schritt S1 das Substrat 2 bereitgestellt, anschließend die Antennenleiterbahn 3 auf die Vorderseite aufgedruckt (Schritt S2) und dann die Antennenleiterbahn 4 auf die Rückseite aufgedruckt (Schritt S3). Alternativ dazu können die Antennenleiterbahnen 3 und 4 natürlich auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig aufgedruckt werden. 4 shows the steps of a method for manufacturing the electronic component 10 of the 3 , In the method, first, in step S1, the substrate 2 provided, then the Antennenleiterbahn 3 printed on the front side (step S2) and then the Antennenleiterbahn 4 printed on the back (step S3). Alternatively, the antenna tracks 3 and 4 Of course, also in reverse order or printed at the same time.

Aus einem derartigen Elektronikbauteil 10 kann dann gemäß dem Verfahren der 5 ein portabler Datenträger hergestellt werden. Dazu wird zunächst das Elektronikbauteil 10 bereitgestellt (Schritt S10), z. B. durch Ausführen des Verfahrens gemäß 4. Dann wird der Datenträger 1, der das Elektronikbauteil 10 umfasst, erzeugt (Schritt S11). Dabei kann beispielsweise der Chip 5 auf oder in dem Substrat 2 angeordnet und mit den entsprechenden Kontaktflächen 6 elektrisch leitend verbunden werden.From such an electronic component 10 can then according to the method of 5 a portable disk can be made. For this purpose, first the electronic component 10 provided (step S10), e.g. B. by performing the method according to 4 , Then the disk 1 who has the electronic component 10 comprises (step S11). In this case, for example, the chip 5 on or in the substrate 2 arranged and with the appropriate contact surfaces 6 be electrically connected.

6 zeigt das Ausschwingverhalten des in 1 dargestellten Schwingkreises (bestehend aus den miteinander verbundenen Antennenleiterbahnen 3 und 4 sowie dem verbundenen Chip 5), der zuvor z. B. mittels einem elektromagnetischen Puls zum Schwingen angeregt wurde. Dabei ist eine an einer in der Nähe der Antennenspule des Datenträgers 1 angeordneten Prüfspule messbare Spannung zeitabhängig aufgetragen. Die Punkte sind konkrete Messpunkte und die Linie ist mittels der Methode der kleinsten Quadrate an die Punkte angenähert („least squares fit”). Die Schwingung entspricht im Wesentlichen einer freien gedämpften Schwingung, wie für einen herkömmlichen Schwingkreis zu erwarten ist. 6 shows the decay behavior of the in 1 illustrated resonant circuit (consisting of the interconnected antenna interconnects 3 and 4 and the connected chip 5 ), previously z. B. was excited by means of an electromagnetic pulse to vibrate. One is at a near the antenna coil of the data carrier 1 arranged test coil applied measurable voltage time-dependent. The points are concrete measuring points and the line is approximated to the points by means of the method of least squares ("least squares fit"). The oscillation essentially corresponds to a free damped oscillation, as is to be expected for a conventional resonant circuit.

7 zeigt das Ausschwingverhalten eines Schwingkreises gemäß dem Stand der Technik, der ebenfalls aus einem Chip und damit elektrisch verbundenen beidseitig von einem Substrat angeordneten elektrischen Leiterbahnen besteht. Allerdings verlaufen die zwei Leiterbahnen in ausgedehnten Bereichen parallel zueinander und überlappen sich dabei in weiten Bereichen. Überdies ist eine der beiden Leiterbahnen bereichsweise breiter als die andere, um bei einer produktionstechnisch bedingten leichten Verdrehung oder Verschiebung der beiden Leiterbahnen zueinander, eine im wesentlichen gleichbleibende vollständige Überlappung entsprechender Leiterbahnbereiche sicherzustellen. Aufgrund dieses Aufbaus baut sich zwischen einzelnen Bereichen der Leiterbahnen eine (elektrische) Schwingung auf. Daher weicht das in 7 dargestellte Ausschwingverhalten von einer freien gedämpften Schwingung und insbesondere von derjenigen der 6 ab. Insbesondere fällt die Amplitude lange Zeit nicht auf null ab. Vielmehr besteht über eine relativ lange Zeitspanne eine gewisse nahezu gleichbleibende Schwingung mit geringer Amplitude fort. Es hat sich herausgestellt, dass dadurch die Sende- und Empfangsqualität deutlich beeinträchtigt werden kann. Für das Auftreten derartiger Eigenresonanzen sind insbesondere durch Teilbereiche der Antennenleiterbahnen gebildete Teilkondensatoren (d. h. Kondensatoren mit einer Kapazität, die kleiner ist als die der gesamten Antennenspule) verantwortlich. 7 shows the decay behavior of a resonant circuit according to the prior art, which also consists of a chip and thus electrically connected on both sides of a substrate arranged electrical conductor tracks. However, the two interconnects run in extended areas parallel to each other and overlap in wide areas. Moreover, one of the two conductor tracks is wider in regions than the other in order to ensure a substantially constant complete overlap of corresponding conductor track areas in the case of production-related slight rotation or displacement of the two conductor tracks relative to each other. Due to this construction, an (electrical) oscillation builds up between individual areas of the strip conductors. Therefore, the dodges in 7 shown swinging behavior of a free damped oscillation and in particular of those of 6 from. In particular, the amplitude does not drop to zero for a long time. Rather, over a relatively long period of time, a certain amount of nearly constant low amplitude vibration continues. It has been found that this can significantly affect the transmission and reception quality. For the occurrence of such natural resonances, partial capacitors formed by partial regions of the antenna conductor tracks (ie capacitors having a capacitance which is smaller than that of the entire antenna coil) are responsible.

Claims (15)

Elektronikbauteil (10), umfassend ein flächiges Substrat (2) und eine auf einer Vorderseite (2a) des Substrats (2) angeordnete erste Antennenleiterbahn (3) sowie eine auf einer Rückseite (2b) des Substrats (2) angeordnete zweite Antennenleiterbahn (4), dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Antennenleiterbahn (3, 4) sich an einer oder mehreren Kreuzungspositionen kreuzen.Electronic component ( 10 ), comprising a planar substrate ( 2 ) and one on the front ( 2a ) of the substrate ( 2 ) arranged first antenna conductor ( 3 ) and one on the back ( 2 B ) of the substrate ( 2 ) arranged second antenna conductor ( 4 ), characterized in that the first and the second antenna conductor track ( 3 . 4 ) intersect at one or more intersection locations. Elektronikbauteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste und die zweite Antennenleiterbahn (3, 4) an zumindest vier, an zumindest acht oder an zumindest sechzehn Kreuzungspositionen kreuzen.Electronic component ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the first and the second Antennenleiterbahn ( 3 . 4 ) at at least four, at least eight or at least sixteen crossing positions. Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste und die zweite Antennenleiterbahn (3, 4) an den Kreuzungspositionen in einem Winkel von zumindest 1 Grad oder zumindest 2 Grad oder zumindest 4 Grad oder zumindest 8 Grad oder zumindest 16 Grad kreuzen. Electronic component ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and the second Antennenleiterbahn ( 3 . 4 ) at the crossing positions at an angle of at least 1 degree or at least 2 degrees or at least 4 degrees or at least 8 degrees or at least 16 degrees. Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ersten und zweiten Antennenleiterbahn (3) zickzackförmig oder wellenförmig verläuft.Electronic component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the first and second antenna conductor tracks ( 3 ) runs zigzag or wavy. Elektronikbauteil (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zickzackförmig oder wellenförmig verlaufende Antennenleiterbahn (3) die jeweils andere der ersten und zweiten Antennenleiterbahn (4) über einen wesentlichen Abschnitt ihrer jeweiligen Länge mehrfach zickzackförmig oder wellenförmig kreuzt.Electronic component ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the at least one zigzag or wavy antenna conductor track ( 3 ) the other one of the first and second antenna track ( 4 ) repeatedly zigzags or undulates over a substantial portion of its respective length. Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste und die zweite Antennenleiterbahn (3, 4) entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge nicht mit der jeweils anderen Antennenleiterbahn (4, 3) überlappen.Electronic component ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and the second Antennenleiterbahn ( 3 . 4 ) along a substantial portion of their respective length not with the respective other Antennenleiterbahn ( 4 . 3 ) overlap. Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Antennenleiterbahn (3, 4) entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge nicht parallel zu der jeweils anderen Leiterbahn (4, 3) verlaufen.Electronic component ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second Antennenleiterbahn ( 3 . 4 ) along a substantial portion of their respective length not parallel to the other conductor track ( 4 . 3 ). Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Antennenleiterbahn (3, 4) entlang eines wesentlichen Abschnitts ihrer jeweiligen Länge in einem Randbereich des Substrats (2) verlaufen.Electronic component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second antenna conductor track ( 3 . 4 ) along a substantial portion of its respective length in an edge region of the substrate ( 2 ). Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antennenleiterbahn (3) elektrisch leitend mit der zweiten Antennenleiterbahn (4) verbunden ist.Electronic component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first antenna conductor track ( 3 ) electrically conductive with the second antenna conductor ( 4 ) connected is. Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ersten und zweiten Antennenleiterbahn (3, 4) eine aufgedruckte Antennenleiterbahn ist.Electronic component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the first and second antenna conductor tracks ( 3 . 4 ) is a printed antenna track. Elektronikbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Substrat (2) ein kartenförmiges Substrat zur Herstellung eines kartenförmigen portablen Datenträgers (1) ist.Electronic component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the planar substrate ( 2 ) a card-shaped substrate for producing a card-shaped portable data carrier ( 1 ). Portabler Datenträger (1), dadurch gekennzeichnet, dass der portable Datenträger (1) ein Elektronikbauteil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.Portable disk ( 1 ), characterized in that the portable data carrier ( 1 ) an electronic component ( 10 ) according to any one of claims 1 to 11. Verfahren zum Herstellen eines Elektronikbauteils (10), umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines flächigen Substrats (2), – Anordnen einer ersten Antennenleiterbahn (3) auf einer Vorderseite des Substrats, – Anordnen einer zweiten Antennenleiterbahn (4) auf einer Rückseite des Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenleiterbahnen (3, 4) derart angeordnet werden, dass sie sich an einer oder mehreren Kreuzungspositionen kreuzen.Method for producing an electronic component ( 10 ), comprising the following steps: - providing a planar substrate ( 2 ), - arranging a first antenna track ( 3 ) on a front side of the substrate, - arranging a second antenna conductor track ( 4 ) on a back side of the substrate, characterized in that the antenna conductor tracks ( 3 . 4 ) are arranged so that they intersect at one or more crossing positions. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenleiterbahnen (3, 4) derart angeordnet werden, dass ein Elektronikbauteil (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11 erzeugt wird.Method according to Claim 13, characterized in that the antenna conductor tracks ( 3 . 4 ) are arranged such that an electronic component ( 10 ) according to one of claims 2 to 11. Verfahren zum Herstellen eines portablen Datenträgers (1), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Elektronikbauteils (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, – Erzeugen des Datenträgers derart, dass er das Elektronikbauteil (10) umfasst.Method for producing a portable data carrier ( 1 ), characterized by the following steps: - providing an electronic component ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, - generating the data carrier in such a way that it covers the electronic component ( 10 ).
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