DE102015113928A1

DE102015113928A1 - Gegenstand mit einer elektronischen Einheit und mit Leiterstrukturen auf einer Trägerstruktur

Info

Publication number: DE102015113928A1
Application number: DE102015113928.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Becker
Original assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Current assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-02-23
Also published as: WO2017032684A1; US20180249573A1; CN107926109A; EP3338519A1; US11202366B2; CN107926109B

Abstract

Es wird ein Gegenstand (100) bereitgestellt, der mindestens eine erste Leiterstruktur (1), zumindest eine elektronische Einheit (5), mindestens eine zweite Leiterstruktur (2), die von der ersten Leiterstruktur (1) und/oder von der elektronischen Einheit (5) galvanisch getrennt, aber daran elektrisch ankoppelbar ist, und eine Trägerstruktur (15) mit zumindest einer ersten Trägerschicht (10), einem ersten Trägerschichtbereich (11) der ersten Trägerschicht (10) und mit einem zweiten Trägerschichtbereich (21) aufweist. Die Trägerstruktur (15) ist in einem Grundflächenbereich (G), der zumindest einen Teil der Grundfläche der Trägerstruktur (15) umfasst, als Schichtenstapel (16) ausgebildet. Der Schichtenstapel (16) umfasst zumindest den ersten Trägerschichtbereich (11) der ersten Trägerschicht (10) und den zweiten Trägerschichtbereich (21). Ferner ist zumindest ein Teil der ersten (1) und der zweiten Leiterstruktur (2) in dem Grundflächenbereich (G) angeordnet. Die erste Leiterstruktur (1) und/oder die elektronische Einheit (5) ist an den ersten Trägerschichtbereich (11) gelötet, gebondet oder auf sonstige Weise mit dem ersten Trägerschichtbereich (11) verbunden, wohingegen die zweite Leiterstruktur (2) an den zweiten Trägerschichtbereich (12; 21) gelötet, gebondet oder auf sonstige Weise mit dem zweiten Trägerschichtbereich (21) verbunden ist.

Description

Die Anmeldung betrifft einen Gegenstand mit einer elektronischen Einheit und mit Leiterstrukturen auf einer Trägerstruktur; insbesondere einen Gegenstand, der auf einer Trägerstruktur mindestens eine erste Leiterstruktur, zumindest eine elektronische Einheit und mindestens eine zweite Leiterstruktur aufweist, wobei die zweite Leiterstruktur von der ersten Leiterstruktur und/oder von der elektronischen Einheit galvanisch getrennt, aber daran elektrisch ankoppelbar ist.
In verschiedensten Gebieten der Technik sind Gegenstände im Einsatz, die eine oder mehrere auf einer Trägerstruktur montierte elektronische Einheiten aufweisen. Solche elektronischen Einheiten können beispielsweise aktive oder passive Bauelemente, beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, Spule, sonstige elektrische oder elektronische Bauteile oder auch komplexere elektronischen Einheiten, beispielsweise Chips mit elektronischen bzw. mikroelektronischen Schaltungen sein. Eine elektronische Einheit kann auch eine Sensoreinheit sein, die beispielsweise ein Sensorelement zur Messung einer beliebigen physikalischen Größe bzw. eines Parameters und/oder seines Parameterwertes umfasst oder jedenfalls mit solch einem Sensorelement verbunden oder verbindbar ist. Diese Aufzählung exemplarischer, in Frage kommender elektronischer Einheiten ist nicht abschließend und ließe sich beliebig fortsetzen. Ferner kann eine elektronische Einheit auch eine Mehrzahl von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen, Chips und/oder sonstigen Bauteilen umfassen; beispielsweise können mehrere baulich getrennte, aber jeweils mit der Trägerstruktur einzeln verbundene elektronische Elemente gemeinsam eine elektronische Einheit bilden; entsprechend der Gesamtfunktion dieser Gruppe von Bauteilen.
Beispielhaft genannt seien hier Auswerteelektroniken für Feuchtemessungen bzw. Feuchtigkeitssensoren, Auswerteelektroniken zum Nachweis und/oder zur zeitlichen Erfassung von Unterbrechungen in Leiterbahnen, von Kurzschlüssen zwischen Leiterbahnen oder von temporären Veränderungen der Kapazität von Kondensatoren oder der Induktivität von Spulen; etwa in Abhängigkeit von äußeren Umgebungseinflüssen oder menschlichen Interaktionen. Weiterhin kommen als elektronische Einheiten Chips und/oder Transponder zur NFC-Kommunikation in Frage, beispielsweise RFID-Chips oder Chips zur Kommunikation über Bluetooth oder WLAN.
Solche Gegenstände weisen eine Trägerstruktur auf, auf der oder innerhalb derer außerdem Leiterstrukturen, insbesondere Leiterbahnen angeordnet sind.
Die meisten Gegenstände besitzen starre Trägerstrukturen, beispielsweise Printed Circuit Boards (PCB) oder sonstige, bestimmungsgemäß starre Trägerplatten, die beispielsweise mit einem Gehäuse verschraubbar sind. Es existieren jedoch auch Gegenstände mit flexiblen, d.h. biegsamen Trägerstrukturen, nämlich Gegenstände, bei denen die elektronische Einheit und/oder die Leiterstrukturen auf eine Folie aufgebracht sind.
Als Beispiel hierfür seien Feuchtigkeitssensoren für Windeln gegen Inkontinenz genannt, die Feuchtigkeit oder Nässe durch veränderte Kapazitäts- oder Induktivitätswerte oder durch elektrische Kurzschlüsse nachweisen können, bei denen aber eine starre Trägerstruktur wegen der Körperformen ungeeignet wäre.
Weiterhin existieren Blisterpackungen für Tabletten, Medikamentenkapseln oder sonstige Dosiseinheiten, die vom Patienten oder vom ärztlichen Personal beim Öffnen verbogen und lokal beschädigt werden, was als Unterbrechung der zugeordneten elektrischen Leitung, die der jeweiligen Tablette oder Kapsel und/oder der umgebenden Kavität zugeordnet ist, nachweisbar und auswertbar ist. Eine Unterbrechung einer Leiterbahn wird dabei als Entnahme bzw. Einnahme durch den Patienten interpretiert und zeitlich erfasst.
Des Weiteren existieren z.B. elektronische Siegel, die einen geschlossenen Stromkreis erzeugen und aufrechterhalten, wobei eine durch einen unbefugten Eingriff entstehende Zerstörung oder zeitweilige Unterbrechung des geschlossenen Stromkreises oder eine Veränderung von Kapazitäts- oder Induktivitätswerten elektronisch erfassbar und als Siegelbruch nachweisbar ist.
Solche und andere Gegenstände lassen sich grundsätzlich auch unter Verwendung einer Folie oder einer anderen flexiblen, d.h. biegsamen Trägerstruktur herstellen, allerdings ist die folienbasierte Herstellung solcher und anderer Gegenstände herkömmlich wenig effizient.
Wenn beispielsweise elektronische Einheiten oder Teilkomponenten davon auf eine Kunststofffolie gelötet werden, werden entweder Folien aus temperaturfestem Material, beispielsweise mit Arbeitstemperaturen oberhalb von 250° C benötigt, die aber den Herstellungsaufwand und die Materialkosten erhöhen. Alternativ können niedrigschmelzende Lote verwendet werden, die jedoch ebenfalls erheblich teurer sind. Das Auflöten oder Anlöten elektronischer Komponenten an flexible Kunststofffolien ist insbesondere dann wenig rationell, wenn auf ausgedehnten, d.h. großflächigen Folien nur relativ wenige Lötverbindungen innerhalb der Folienfläche zu fertigen sind oder die Lötstellen nur in einem oder in einigen wenigen Flächenbereichen herzustellen sind, die im Vergleich zur gesamten Folienfläche eher klein sind.
Anstelle von Lötverbindungen kann auch ein Leitkleber aufgebracht werden, um elektronische Einheiten leitend mit der Folie zu verbinden. Allerdings härten Leitkleber nur langsam aus, was wiederum den Materialdurchsatz des Herstellungsprozesses verlangsamt; auch für das Herstellen von Leitklebeverbindungen wird somit eine gewisse Zeit benötigt. Die für die Löt- oder Leitklebe-Verbindungen erforderliche Abkühl- oder Aushärtedauer ist unabhängig von der Foliengröße in sonstigen Flächenbereichen abseits der Löt- oder Leitklebeverbindungen. Gerade bei großen Folien mit wenigen elektrischen Kontaktierungsstellen wird die Fertigung, insbesondere die Bestückung und Montage elektronischer Komponenten und Einheiten schnell unwirtschaftlich.
Vorhandene Anlagen und Prozesse zum Bestücken mit elektronischen Komponenten bzw. zu deren Kontaktierung sind zudem im Durchsatz begrenzt. Bei vorgegebener Anzahl elektronischer Komponenten pro Exemplar des herzustellenden Gegenstandes ist beispielsweise die Geschwindigkeit zum Platzieren einer Komponente auf der Trägerstruktur durch die Herstellungsapparatur begrenzt; ferner ist das Volumen oder die Grundfläche in Bestückungs- und Kontaktierungsanlagen begrenzt und je nach Größe des Produkts schnell aufgebraucht, bevor das Material für die nächste Charge von Exemplaren des herzustellenden Gegenstandes zugeführt wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen Gegenstand bereitzustellen, der auf einer Trägerstruktur eine elektronische Einheit und Leiterstrukturen aufweist, der aber dennoch zu geringeren Gesamtkosten und niedrigerem Herstellungsaufwand herstellbar und somit kostengünstiger ist. Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein geeignetes Herstellungsverfahren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 25 und 27 gelöst.
Einige exemplarische Ausführungsformen werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gegenstandes,
2 eine schematische Draufsicht auf den Gegenstand gemäß 1,
3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Gegenstandes,
4 eine alternative Ausführungsform eines Gegenstandes mit je einer einzigen ersten und zweiten Leiterstruktur,
5 eine exemplarische Ausführungsform eines Gegenstandes mit induktiver statt kapazitiver Kopplung,
6 ein Ausführungsbeispiel eines Gegenstandes mit einer kapazitiven Brücke,
7 ein Ausführungsbeispiel eines als Blisterpackung ausgebildeten Gegenstandes,
8 eine schematische Draufsicht auf einen als elektronisches Siegel ausgebildeten Gegenstand,
9 das elektronische Siegel aus 8 im zusammengelegten Zustand,
10 eine schematische Querschnittsansicht des geschlossenen elektronischen Siegels aus 9,
11 eine weitere Ausführungsform eines elektronischen Siegels alternativ zu 8 und
12 noch eine weitere Ausführungsform eines elektronischen Siegels alternativ zu den 8 und 11.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, anstelle einer Einzelfolie, die herkömmlich als Trägerstruktur für die elektronische Einheit und für Leiterbahnen dient, die Trägerstruktur zumindest bereichsweise, insbesondere in einem Teil ihrer Grundfläche als Schichtenstapel zu gestalten, d.h. als Schichtverbund, der mindestens zwei Folien oder Folienabschnitte oder zwei sonstige Trägerschichtbereiche umfasst, die aufeinander oder übereinander gestapelt sind; ggfs. mit einer dazwischen angeordneten Klebeschicht oder sonstigen Zwischenschicht. Dies erfordert bei den meisten der nachstehend noch im Einzelnen geschilderten Ausführungsformen zwar die Hinzufügung und Verarbeitung einer weiteren, zusätzlichen Folie oder Trägerschicht, weshalb für den Fachmann eine solche Lösung a priori wenig zielführend erscheint, wenn es darum geht, die Kosten und den Herstellungsaufwand zu verringern. Die zusätzliche Folie oder Trägerschicht ermöglicht es jedoch, die insgesamt erforderliche Folienfläche bzw. Grundfläche der Trägerstruktur in der Weise in Grundflächen zweier separater Trägerschichten und einen Überlappungsbereich, in dem beide Trägerschichten übereinander gestapelt sind, aufzuteilen, dass unter dem Gesichtspunkt der Durchsatzoptimierung bei der Verarbeitung und Bestückung der jeweiligen Einzelfolien dennoch ein letztendlicher Gewinn an Produktionszeit und/oder Materialdurchsatz entstehen kann. Beispielsweise lässt sich ausgehend von einer Gesamtgrundfläche, die herkömmlich durch eine einzige Folie ausgefüllt wird, die Grundfläche derjenigen Folie, die mit der elektronischen Einheit zu bestücken ist, soweit verkleinern, dass sich diese Folie in lateraler Richtung nur über die unmittelbare Umgebung der elektronischen Einheit erstreckt, jedoch weiter entfernt liegende Flächenbereiche nur durch die andere, zweite Folie bzw. Trägerschicht ausgefüllt werden. Die mit der elektronischen Einheit zu bestückende Folie braucht nicht einmal über die andere Folie hinauszuragen, sondern kann eine Teilfläche von ihr einnehmen, etwa einen Grundflächenbereich, in dem sie auf ihr gestapelt, beispielsweise mit ihr flächig verklebt ist.
Auf der anderen, zweiten Folie ist die zweite Leiterstruktur angeordnet, die beispielsweise eine zweite, an einen zweiten Kontaktanschluss der elektronischen Einheit angeschlossene Leiterbahn, eine Kondensatorplatte, eine Spule, eine Antenne, und/oder eine Elektrode umfassen kann. Die Leiterstrukturen auf den beiden Trägerschichten bzw. Folien können drucktechnisch, d.h. ohne Zuhilfenahme von Lötverbindungen oder Leitklebeverbindungen aufgebrachte oder anderweitig hergestellte Leiterstrukturen sein. Obwohl sie auf unterschiedlichen Folien bzw. Trägerschichten angeordnet sind, brauchen sie nicht leitend miteinander verbunden zu sein, sondern können galvanisch voneinander getrennt bleiben, soweit zumindest ein Wechselstromkreis zwischen ihnen erzeugbar ist. Daher braucht die mit der ersten Leiterstruktur und der elektronischen Einheit versehene Folie nicht mit der zweiten Folie, auf der die zweite Leiterstruktur angeordnet ist, verlötet oder durch Leitkleber in leitenden Kontakt gebracht zu werden. Fertigungstechnisch ist es ausreichend, nach Fertigstellung und Bestückung beider Folien bzw. Trägerschichten diese durch einen Klebe- oder Laminiervorgang aneinanderzufügen, wodurch der gebrauchsfertige Gegenstand entsteht.
Das Verlöten oder anderweitige Kontaktieren der elektronischen Einheit, insbesondere mit der kleineren von beiden Folien oder Trägerschichten, kann daher mit erhöhter Durchsatzrate und somit besonders effizient erfolgen. Zudem ist auch die andere, größere Folie, die vorher nur drucktechnischen Prozessen ausgesetzt wird, in größeren Stückzahlen pro Zeiteinheit herstellbar.
Die erste und die zweite Leiterstruktur können galvanisch voneinander getrennt, aber kapazitiv oder induktiv aneinander gekoppelt sein, beispielsweise durch auf beiden Folien angeordnete, einander zugeordnete Kondensatorplatten oder Spulen bzw. Spulenwindungen. Durch Anlegen oder Anregen einer Wechselspannung oder eines Wechselstroms entsteht dann eine kapazitive oder induktive Kopplung durch beide Folien und ggfs. eine dazwischen angeordnete Zwischenschicht oder Klebeschicht hindurch, ohne dass die Funktionsfähigkeit der elektronischen Einheit durch die bereichsweise doppelt verlegte Folie beeinträchtigt wäre.
Konkret zeigt 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gegenstandes 100 in schematischer Querschnittsansicht. Anstelle herkömmlich nur einer einzigen Folie bzw. Trägerschicht ist erfindungsgemäß sowohl eine erste Trägerschicht 10 als auch eine zweite Trägerschicht 20 vorgesehen; beide überlappen zumindest in einem Grundflächenbereich G, der einem Teilbereich der Grundfläche der Trägerstruktur 15 insgesamt entspricht. Die Trägerstruktur 15 umfasst daher beide Trägerschichten 10, 20; diese können wahlweise als Folien 19 bzw. 29, insbesondere Kunststofffolien, oder alternativ als anderweitige Materialfilms 18 bzw. 28, beispielsweise als Kunststofffilme (etwa Polyurethanfilme) oder als Lackfilme oder Lackschichten vorliegen. Materialfilme 18, 28, d.h. filmartige dünne Schichten aus geeignetem Material sind drucktechnisch auf beliebige Untergrundflächen aufdruckbar, von diesen wieder abziehbar und dann ähnlich wie Kunststofffolien einzeln handhabbar. Die zumindest eine zweite Leiterstruktur 2 kann beispielsweise drucktechnisch auf der zweiten Trägerschicht 2, d.h. auf der zweiten Folie 29 bzw. dem zweiten Materialfilm 28 aufgebracht sein, beispielsweise als Silberleitpaste oder sonstiger elektrisch leitfähiger Druckauftrag. In gleicher Weise kann die zumindest eine erste Leiterstruktur 1 auf die erste Trägerschicht aufgebracht werden. Beide Leiterstrukturen 1, 2 können außer Leiterbahnen 9 ferner Kondensatorplatten 7, Spulen und/oder Spulenwindungen und/oder Sensoren, insbesondere gedruckte, laminierte oder aufkaschierte Sensoren, umfassen.
Auf der ersten Trägerschicht 10 wird zusätzlich die mindestens eine elektronische Einheit 5 mittels Lötmaterial oder Leitklebematerial angebracht. Obwohl hierbei dieselben Verfahrensschritte anfallen wie beim Verlöten oder leitklebetechnischen Aufbringen der elektronischen Einheit auf eine Einzelfolie, kann die Grundfläche der ersten Folie im Vergleich zur Grundfläche der zweiten Folie so gering gewählt werden (siehe die nachfolgenden Figuren), dass eine viel größere Anzahl erster Folien gleichzeitig produziert, beispielsweise in einer Montageeinheit mit elektronischen Einheiten 5 bestückt wird, während eine Vielzahl von zweiten Folien vergleichsweise großer Grundfläche in einem davon unabhängigen Verfahrensschritt und in separaten Anlagen mit erhöhter Durchsatzrate gefertigt werden kann, einschließlich des Aufdruckens der zweiten Leiterstrukturen. Die Herstellung der größeren zweiten Folien wird somit durch das Bestücken der kleineren ersten Folien nicht behindert oder verzögert.
Es ist somit nicht erforderlich, die zweite Trägerschicht 20; 28; 29 einem Lötvorgang oder der Aufbringung von Leitklebermaterial zu unterziehen, wie es im Rahmen der Bestückung einer Einzelfolie mit elektronischen Komponenten oder Einheiten herkömmlich erforderlich ist. Vielmehr genügt es, die zu bestückende erste Folie 10 entsprechend der Grundfläche und/oder Position der elektronischen Einheit 5 zu dimensionieren und den übrigen, überwiegenden Teil der Trägerstruktur 15 insgesamt mit Hilfe der anderen, zweiten Trägerschicht 20, Folie 29 oder Materialbahn 28 allein zu gestalten. Lediglich in einem kleineren Grundflächenbereich G, in dem beide Trägerschichten 10, 20 miteinander überlappen, brauchen beide Trägerschichten 10, 20 vorgesehen und übereinander gestapelt und ggfs. aneinander oder an einer Klebe- oder sonstigen Zwischenschicht befestigt zu sein.
Optional kann die mit der elektronischen Einheit 5 bestückte Trägerschicht 10 sich zusätzlich auch bereichsweise über die Grundfläche der größeren Trägerschicht 20 hinaus erstrecken, wie in 1 dargestellt ist. Dies ist jedoch nicht erforderlich; es genügt, in lediglich einem Teilbereich der Grundfläche der Trägerschicht 20 eine deutlich kleinere Trägerschicht 10 anzubringen, die aber bereits mit der elektronischen Einheit 5 bestückt ist. Dabei kann auch die Notwendigkeit längerer Leiterstrukturen 1 bzw. Leiterbahnen 9 auf dieser Trägerschicht 10 entfallen, wenn z.B. die elektronische Einheit 5 bereits im Bereich des durch den Schichtenstapel 16 gebildeten Folienverbunds bzw. Schichtverbunds positioniert ist.
Somit wird ein Gegenstand mit einer Trägerstruktur 15 bereitgestellt, die in einem Grundflächenbereich G, der zumindest eine Teilfläche der Grundfläche der Trägerstruktur 15 insgesamt umfasst, als Schichtenstapel 16 ausgebildet ist, wobei der Schichtenstapel 16 in dem Grundflächenbereich 15 einen ersten Trägerschichtbereich 11 und einen zweiten Trägerschichtbereich 12 umfasst. Der erste Trägerschichtbereich 11 ist ein Teilbereich der ersten Trägerschicht 10, bzw. der ersten Folie 19 oder des ersten Materialfilms 18, insbesondere ein Teilflächenbereich. Der zweite Trägerschichtbereich 12 ist gemäß 1 ein damit überlappender Flächenbereich einer anderen, zweiten Trägerschicht 20, bzw. einer zweiten Folie 29 oder eines zweiten Materialfilms 28. Beide Teilschichtbereiche 11, 12 sind übereinander gestapelt, d.h. in einen Schichtenstapel 16 bzw. Schichtverbund 17 integriert. Zwischen ihnen ist vorzugsweise eine Zwischenschicht 14, etwa in Form einer Klebeschicht 13 oder Laminierschicht angeordnet, die aber optional ist und entfallen kann, beispielsweise wenn durch ein Gehäuse des Gegenstands beide Trägerschichtbereiche 11, 12 im Bereich der Grundfläche G aneinander gedrückt und/oder aneinander gehalten werden. Im Bereich des Schichtenstapels 16 bzw. der Grundfläche G ist ferner zumindest ein Teil der zweiten Leiterstruktur 2 und vorzugsweise auch ein Teil der ersten Leiterstruktur 1 angeordnet (dies gilt vorzugsweise für alle Figuren und sonstigen Ausführungsformen der Anmeldung), wenngleich diese Leiterstrukturen oder Teile von ihnen nicht die gesamte Grundfläche G des Schichtenstapels ausfüllen müssen.
Die elektronische Einheit 5 in 1 und den nachfolgenden Figuren kann jede beliebige elektronische Einheit sein, die in den einleitenden Ausführungen dieser Anmeldung genannt wurde. Auch die erste Leiterstruktur 1 und/oder die zweite Leiterstruktur 2 kann wie in den einleitenden Bemerkungen geschildert ausgebildet sein; insbesondere als Leiterbahn 9, Antenne 3, Spule 28, Spulenwindung 8 und/oder als Kondensatorplatte 7. Alternativ können die Leiterstrukturen 1, 2 oder eine oder einige von ihnen als Sensorelement eines Bedienelements, beispielsweise einer Bedientaste realisiert sein. Hinsichtlich der Anzahl vorgesehener Leiterstrukturen können beispielsweise jeweils eine erste und eine zweite Leiterstruktur 1; 2 oder jeweils zwei erste und zwei zweite Leiterstrukturen 1; 2 (etwa wie in 1) vorgesehen sein.
Je nach Funktion der elektronischen Einheit 5 und nach flächenmäßigem und/oder räumlichem Aufbau des Gegenstandes 100 können unterschiedlichste Gegenstände kostengünstiger und rationeller als herkömmlich hergestellt werden. So kann der in 1 lediglich schematisch gezeigte Gegenstand 100 beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor 101, etwa für Inkontinenzwindeln sein, alternativ aber auch eine Blisterpackung, ein elektronisches Siegel, eine Sensorvorrichtung für einen beliebigen Parameter, wie eingangs bereits ausgeführt, oder ein Transponder für RFID- oder sonstige NFC-Anwendungen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Der in 1 stellenweise gekrümmte Verlauf der ersten und zweiten Trägerschichtbereiche 11, 12 bzw. Trägerschichten 10, 20, wie er zumindest in Bereichen seitlich nahe der Grundfläche G des Überlappungsbereichs dargestellt ist, deutet an, dass diese Trägerschichtbereiche bzw. Trägerschichten gemäß einer ersten Ausführungsform flexibel, d.h. biegsam sein können und daher eine gebogene bzw. verbiegbare Form besitzen können. Es können beispielsweise beide Trägerschichtbereiche bzw. Trägerschichten biegsam sein.
Zweitens ist alternativ denkbar, dass lediglich eine der beiden Trägerschichten biegsam ist, beispielsweise diejenige, auf der die elektronische Einheit und die erste Leiterstruktur angeordnet sind, oder alternativ diejenige Trägerschicht, auf der die zweite Leiterstruktur angeordnet ist.
Ferner ist denkbar, dass die Trägerstruktur oder ihre beiden Trägerschichten oder eine von beiden Trägerschichten lediglich lokal, d.h. nur bereichsweise biegsam bzw. verformbar ist; etwa in einem Flächenbereich, in dem bestimmungsgemäß eine Falt- oder Knicklinie, eine lokale Verbiegung, insbesondere Umbiegung der jeweiligen Trägerschicht, oder eine sonstige Verformung ausbildbar sein soll. Eine solche, zumindest lokale Verformung lässt sich dafür nutzen, eine der beiden Leiterstrukturen an die elektronische Einheit und/oder an die andere Leiterstruktur heranzuführen und so einen geschlossenen Wechselstromkreis zu ermöglichen. Beispielsweise kann der erste Trägerschichtbereich und/oder der zweite Trägerschichtbereich oder ein Teilflächenabschnitt davon biegsam sein, etwa um zumindest einen der Trägerschichtbereiche umzubiegen, umzuklappen oder in sonstiger Weise an den anderen Trägerschichtbereich oder einen Teilflächenabschnitt von ihm heranzuführen.
Bei solchen Ausführungsformen, bei denen nicht die gesamte Trägerstruktur biegsam ist, können diejenigen Trägerschichten oder Trägerschichtbereiche, die nicht biegsam sind oder jedenfalls nicht ohne Weiteres zum Verbiegen vorbestimmt sind, starr sein, eine größere Schichtdicke besitzen oder eine geringere Elastizität und/oder Biegsamkeit besitzen als diejenigen Trägerschichten oder Trägerschichtbereichen, die zumindest lokal zum Verbiegen oder anderweitigen Verformen bestimmt sind.
Ferner ist denkbar, dass lediglich die Leiterstrukturen oder zumindest eine von ihnen biegsam ist, entweder vollflächig oder zumindest lokal. Es ist beispielsweise denkbar, dass eine Leiterstruktur, die zwar an einer der beiden Trägerschichten befestigt ist, aber nicht vollflächig, d.h. nicht mit ihrer gesamten Fläche bzw. Unterseite, sondern nur teilflächig auf der Trägerschicht aufliegt, von der Trägerschicht lokal abgehoben wird, um sie an die jeweils andere Leiterstruktur und/oder an die elektronische Einheit heranzuführen.
Je nachdem, welche der obigen Ausführungsformen realisiert ist, können der Gegenstand, seine Trägerstruktur, seine Trägerschichten oder Trägerschichtbereiche und/oder seine Leiterstrukturen, soweit sie vollständig oder zumindest lokal biegsam sind, an einen anderen Körper angeschmiegt sein, beispielsweise um Orte zu erreichen, an die die elektronische Einheit 5 selbst nicht oder nicht nahe genug heranführbar ist.
Die Trägerschichten 10, 20 können insbesondere Folien 19, 29 oder Materialfilme 18, 28 aus geeigneten Kunststoffen oder anderen, insbesondere biegsamen Materialien sein. Optional ist auch der im Überlappungsbereich beider Trägerschichten 10, 20 gebildete Schichtenstapel 16 bzw. Schichtverbund 17 ebenfalls biegsam.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Gegenstand aus 1. Unterhalb eines Teils der ersten Trägerschicht 10 ist ein Teil der zweiten Trägerschicht 20 angeordnet. Im Überlappungsbereich mit der Grundfläche G umfassen die ersten und zweiten Leiterstrukturen 1, 2 jeweils Leiterbahnabschnitte von Leiterbahnen 9 sowie einander zugeordnete Kondensatorplatten 7. Die dadurch gebildeten Kondensatoren 27 ermöglichen eine Kopplung zwischen den Leiterstrukturen 1, 2 beider Trägerschichten 10, 20 durch einen Wechselstromkreis; etwa durch Anlegen oder Induzieren einer Wechselspannung an den durch die ersten und zweiten Leiterstrukturen gebildeten (Wechsel-)Stromkreis. Die ersten Leiterstrukturen 1 sind mit einem Ende an die elektronische Einheit 5 und mit dem anderen Ende an eine jeweilige Kondensatorplatte 7 angeschlossen. Überlappend mit diesen, d.h. unter ihnen und ggfs. durch eine Zwischenschicht 14 bzw. Klebeschicht 13 sowie die Schichtdicken einer oder beider Trägerschichten 10, 20 getrennt, befinden sich zugeordnete Kondensatorplatten 7 der zweiten Leiterstrukturen 2. Die zweiten Leiterstrukturen 2 umfassen ferner weitere Leiterbahnen 9, die entweder linienförmig mit offenem Ende (links in 2) verlaufen können oder, alternativ, wie in 2 durch gepunktete Linien dargestellt, eine Interdigitalstruktur umfassen können. Aber auch ohne eine solche Interdigitalstruktur bildet das Paar von zweiten Leiterstrukturen 2 einen Kondensator, der beispielsweise zur Feuchtigkeitsmessung in der Umgebungsluft einsetzbar ist. Länge und/oder gegenseitiger Abstand der beiden zweiten Leiterstrukturen 2 voneinander auf der zweiten Trägerschicht 20 werden geeignet gewählt. Die zweiten Leiterstrukturen 2; 9 oder jedenfalls Endstücke oder Teilstücke von ihnen können weiterhin ein Sensorelement 4 für einen beliebigen Parameter oder einen Berührungssensor, etwa einen kapazitiven oder induktiven Berührungssensor für ein Bedienfeld oder ein Bedienelement, etwa für eine Bedientaste umfassen. Der Wechselstromkreis zum Betrieb des Gegenstands 100 kann durch die elektronische Einheit 5 selbst erzeugbar sein oder von außen induziert werden, etwa durch RFID- oder anderweitige drahtlose Übertragung.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Gegenstands. Im Gegensatz zu 2 reicht in lateraler Richtung die erste Trägerschicht 10 bzw. Folie 19 oder Materialbahn 18 nicht über die zweite 20; 28; 29 hinaus, sondern verläuft vollständig innerhalb eines Teilflächenbereichs von dieser, beispielsweise an einem endseitigen Rand (rechts in 3). Im Übrigen wird hinsichtlich 3 sowie aller nachfolgenden Figuren erneut auf die Ausführungen zu den 1 und 2 sowie auf einleitenden Bemerkungen der Beschreibung verwiesen.
In 3 ist der Kondensator 27‘ in Form zweier paralleler, unverzweigter Leiterbahnen 2; 9 ausgebildet. Sofern der Gegenstand 100 ein Gehäuse (nicht dargestellt) umfasst, braucht dieses nur den Überlappungsbereich beider Trägerschichten 10, 20 zu umschließen; dies gilt ebenso für alle übrigen Figuren und sonstigen Ausführungsformen der Anmeldung. In 3 genügt ein Gehäuse, das randseitig (rechts in 3) angebracht ist, wohingegen der größte Flächenanteil der ersten Trägerschicht 10 bzw. Folie aus dem Gehäuse herausragen kann.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Gegenstandes 100, der nur eine einzige, zusammenhängende erste Leiterstruktur 1 und nur eine einzige, zusammenhängende zweite Leiterstruktur 2 auf der jeweiligen Folie aufweist. Die Kopplung zwischen beiden Folien bzw. ihren Leiterstrukturen erfolgt wieder durch den Kondensator 27. Die zweite Leiterstruktur umfasst außer einer der Kondensatorplatten 7 hauptsächlich eine unverzweigte Leiterbahn 9, deren Länge im wesentlichen die Länge der zweiten Folie 20 in Richtung einer ersten lateralen Richtung x (vgl. mit 1 und 2) bestimmt. Bei der Ausführungsform der 4 bildet die zweite Leiterstruktur 2; 9 eine Antenne 3 oder ein sonstiges Sensorelement 4; die Schließung des Wechselstromkreises erfolgt über Masse bzw. Erde und somit wiederum drahtlos. Die elektronische Einheit 5 kann beispielsweise einen RFID-Chip 25, einen sonstigen NFC-Chip und/oder einen anderweitigen Transponder umfassen.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer induktiven statt kapazitiven Kopplung zwischen den Leiterstrukturen beider Folien. Die an zwei Anschlüsse der elektronischen Einheit 5 angeschlossene erste Leiterstruktur 1 bildet eine Spule 28 mit einer oder mehreren Spulenwindungen 8 und umläuft vorzugsweise die elektronische Einheit 5 in lateraler Richtung. Überlappend mit ihr befindet sich eine zugeordnete Spule oder Spulenwindung an oder auf der zweiten Trägerschicht 20 (gestrichelt dargestellt, da durch die erste Trägerschicht 10 verdeckt), die einen Bestandteil der zweiten Leiterstruktur 2 bildet und an ihren beiden Enden in zwei außerhalb des Überlappungsbereichs befindliche, längliche Leiterbahnenabschnitte 9 mündet, die ebenfalls zur zweiten Leiterstruktur 2 gehören. Die zweite Leiterstruktur 2, die somit induktiv an die erste Leiterstruktur 1 gekoppelt oder koppelbar ist, kann wiederum einen Sensor zum Nachweis irgendeines Parameters, beispielsweise der Feuchtigkeit bilden, alternativ einen sonstigen Sensor, etwa einen Berührungssensor oder eine Antenne umfassen. Während die zweite Leiterstruktur 2 in 4 als Monopolantenne realisiert ist, kann sie alternativ auch als Dipolantenne oder als eine sonstige Antenne realisiert sein.
Bei allen Figuren und Ausführungsformen dieser Anmeldung können die ersten und/oder zweiten Leiterstrukturen 1, 2 statt auf der Außenseite 10a, 20a der jeweiligen Trägerschicht 10, 20 alternativ auch auf deren Innenseite 10b, 20b angeordnet sein. Somit können gegenüber dem Schichtaufbau, wie er in 1 exemplarisch dargestellt ist, die ersten Leiterstrukturen 1 oder die zweiten Leiterstrukturen 2 oder beide von ihnen zwischen den einander zugewandten Hauptflächen der beiden Trägerschichten 10, 20 angeordnet sein. Jedoch auch dann verlaufen sie so und/oder sind sie so durch eine Klebe- oder anderweitige Zwischenschicht voneinander getrennt, dass zwischen ihnen kein Strom, insbesondere kein Gleichstrom fließen kann, d.h. beide Leiterstrukturen sind vorzugsweise als voneinander galvanisch voneinander getrennte Leiterstrukturen dimensioniert und ausgelegt.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der auf der ersten Trägerschicht 10 zwei relativ großflächige Kondensatorplatten 7a, 7b über entsprechende Leiterbahnen 1; 9 mit der elektronischen Einheit 5 verbunden sind. Auf der zweiten Trägerschicht 20 hingegen bildet die zweite Leiterstruktur 2 eine dritte Kondensatorplatte 7c, die als kapazitive Brücke 26 dient; sie überbrückt die seitliche Distanz zwischen beiden Kondensatorplatten 7a, 7b der beiden ersten Leiterstrukturen 1. 6 ist ferner ein Beispiel für eine Ausführungsform, bei der zwei erste Leiterbahnen 1; 7a, 7b, aber nur eine einzige zweite Leiterbahn 2; 7c vorliegen. Der aus den ersten und zweiten Leiterbahnen 1, 2 gebildete Kondensator 27 besitzt eine Kapazität, die sich aus den Teilkapazitäten des Schichtaufbaus im Überlappungsbereich, nämlich einmal zwischen den Kondensatorplatten 7a und 7c und einmal zwischen den Platten 7c und 7b zusammensetzt. Die elektrisch isolierte Kondensatorplatte 7c besitzt näherungsweise die doppelte Kondensatorfläche wie jede der übrigen Kondensatorplatten 7a, 7b. Der Abstand zwischen den Kondensatorplatten 7a und 7b kann geeignet groß gewählt werden, um eine Störkapazität zwischen ihnen zu reduzieren. Ebenso wie in den übrigen Figuren sind die Abmessungen, Überlappungsbereiche und Dimensionierungen sowie Größenverhältnisse der Trägerschichten 10, 20 bzw. Folien 19, 29 oder Materialfilme 18, 28, d.h. lediglich beispielhaft und nicht maßstäblich.
Der Gegenstand 100 gemäß 6, aber ebenso auch der 1 bis 5, ist beispielsweise als Sensor zur Messung der Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre oder für einen sonstigen Sensor ausbildbar. Als Zwischenschicht 14 zwischen beiden Trägerschichten 10, 20 wird dann vorzugsweise ein Material verwendet, dessen Schichtdicke unabhängig von der Luftfeuchtigkeit oder einem sonstigen nachzuweisenden oder zu messenden oder zu überwachenden Parameter ist. Alternativ jedoch kann auch ein Material eingesetzt werden, dessen Schichtdicke oder deren sonstige Materialeigenschaft (etwa Polarisation, Dielektrizitätskonstante, Magnetisierung oder dergleichen) sich in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit oder einem sonstigen Messparameter verändert. Der Gegenstand der Anmeldung, insbesondere in der Ausführungsform gemäß 6, eignet sich insbesondere für Messsensoren mit feuchtigkeitsabhängiger bzw. parameterabhängiger und somit veränderlicher Schichtdicke der Zwischenschicht 14; 13, d.h. für Messsensoren mit zumindest einer Zwischenschicht, deren Schichtdicke sich in Abhängigkeit von physikalischen und/oder chemischen Parametern ändert. Er eignet sich ebenso für Messsensoren mit zumindest einer Zwischenschicht, deren Dielektrizitätskonstante sich in Abhängigkeit von physikalischen und/oder chemischen Parametern ändert.
7 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der der Gegenstand 100 als Blisterpackung 102 oder jedenfalls als ein Teil von ihr ausgebildet ist. Die Blisterpackung 102 besitzt eine Plastikfolie, die bereichsweise zu Kavitäten 22 geformt ist, in welche die Tabletten, Kapseln oder sonstigen Medikamenteinheiten eingelegt sind, sowie eine Deckfolie zum Verschließen der Kavitäten. Die Deckfolie ist erfindungsgemäß zumindest bereichsweise als Doppelfolie, umfassend die beiden Trägerschichten 10, 20, ausgebildet. Der Gegenstand 100 kann somit eine Deckfolie einer Blisterpackung sein. Die elektronische Einheit 5, die einen RFID-Chip 25 oder einen sonstigen NFC-Transponder (ggfs. mit Antenne; nicht dargestellt) umfassen kann, ist auf der ersten Trägerschicht 10 montiert, die den Flächenbereich der Kavitäten aber nicht zu überlappen braucht. Zumindest die zweite Trägerschicht 20 jedoch überdeckt und verschließt die mit Tabletten oder Kapseln gefüllten Kavitäten 22 und erstreckt sich auch über deren Umgebungsbereiche. Die zweite Leiterstruktur 2; 9 umfasst Leiterbahnen 2a bis 2f, die jeweils über einzelne Kavitäten 22 hinweg laufen und beim Entnehmen der jeweiligen Tabletten unterbrochen, d.h. zerstört werden. Bei einer Anzahl von N Kavitäten (hier N = 6) sind somit N (also hier sechs) einzelne zweite Leiterstrukturen 2 vorgesehen, die von einer zusätzlichen weiteren Anschlussleitung 2; 9 abgezweigt sind, die beispielsweise gemäß 7 die Abzweigungs- oder Knotenpunkte miteinander verbindet und über einen eigenen Kondensator (mit den Kondensatorplatten 7b und 7c) und über eine erste Leitung 1; 9 galvanisch an einen ersten Anschluss der elektronischen Einheit 5 auf der ersten Trägerschicht 10 gekoppelt ist. Die übrigen zweiten Leiterbahnen 2a bis 2f; 9 sind jeweils über weitere Kondensatoren (mit den Kondensatorplatten 7a und 7b) und über weitere erste Leiterstrukturen 1a bis 1f an weitere Anschlüsse der elektronischen Einheit 5 angeschlossen. Somit sind für N Kavitäten insgesamt N+1 erste bzw. zweite Leitungszweige und daher auch N+1 Anschlüsse an der elektronischen Einheit 5 erforderlich. Mit ihnen ist die Entnahme der jeweiligen Tablette und/oder der Zeitpunkt der Entnahme jeweils individuell erfassbar, speicherbar und/oder auswertbar. Im Übrigen ist die Blisterpackung aus 7 mit jeder herkömmlichen Blisterpackung kombinierbar; bezüglich der sonstigen Einzemerkmale wird auf die vorigen Figuren verweisen. Die zweite Trägerschicht 20 überlappt mit der ersten Trägerschicht 10 zumindest in einem Randbereich seitlich außerhalb der Kavitäten, ist aber auch mit der stabileren Folie verbunden, welche zu Kavitäten 22 ausgeformt ist und hierfür eine höhere mechanische Festigkeit, Steifigkeit und/oder Schichtdicke besitzt als die Trägerschichten 10, 20.
8 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen als elektronisches Siegel 103 ausgebildeten Gegenstand 100. Der Gegenstand 100 weist zwei Leiterstrukturen 1, 2 und eine dazwischen geschaltete elektronische Einheit 5 auf. Zumindest eine der beiden Leiterstrukturen 1, 2 umfasst eine Leiterbahn 9, die überwiegend außerhalb der elektronischen Einheit 5 verläuft; gemäß 8 ist dies für beide Leiterbahnen 1, 2 der Fall. Jede Leiterbahn 1, 2 kann zusätzlich noch eine Kondensatorelektrode oder Kondensatorplatte 7a, 7b umfassen oder alternativ eine Spulenwindung oder Spule (nicht dargestellt). Die beiden Leiterstrukturen 1, 2 sind dafür bestimmt, dass Endstücke oder zumindest Teilstücke von ihnen miteinander koppelbar sind, um einen geschlossenen Wechselstromkreis zu ermöglichen, spätestens wenn sie aneinander befestigt oder herangeführt werden. Die Grundfläche der Trägerstruktur 15 is so gestaltet, dass sie ein zu versiegelndes Objekt 105 (9) oder einen Teil davon umschließen und elektronisch sichern, d.h. versiegeln kann. Hierzu besitzt das elektronische Siegel 103 aus 8 eine Trägerstruktur 15 aus nur einer einzigen Trägerschicht 10 (oder alternativ mit zumindest einer Trägerschicht 10), etwa einer Folie 19 oder eines Materialfilms 18. Gemäß 8 sind beide Leiterstrukturen 1, 2 auf dieser Trägerschicht 10 angeordnet, entweder auf derselben Folienfläche oder auf entgegengesetzten Flächen. Die Grundfläche der Trägerschicht 10 bzw. Trägerstruktur 15 ist so gewählt, dass die Trägerschicht 10 bzw. Trägerstruktur 15 faltbar, knickbar, verbiegbar oder in sonstiger Weise zusammenlegbar oder schließbar ist, dass die beiden Trägerschichtbereiche 11, 12 aneinander heranführbar und/oder miteinander verklebbar sind, um einen Schichtverbund oder Schichtenstapel 16 zu bilden. Beispielsweise sind zwei jeweilige Endstücke und/oder Teilstücke der beiden Leiterstrukturen 1, 2 aneinander herangeführbar, um eine Kondensator oder eine Doppelspule zu bilden, wobei die Kapazität oder Induktivität oder eine sonstige Übertragungseigenschaft durch die elektronische Einheit 5 perodisch, zeitkontinuierlich und/oder über einen Zeitraum dauerhaft überwacht werden kann, um einen potenziellen Siegelbruch zu detektieren.
In 8 gehören beide Trägerschichtbereiche 11, 12 derselben Folie 19 bzw. Trägerschicht 10 an; sie sind durch den Verbindungsbereich 30 miteinander verbunden und werden beim Zusammenlegen der Trägerstruktur 15 aufeinander gestapelt. Die elektronische Einheit 5 kann auf einem der beiden Trägerschichtbereiche 11, 12 oder auf dem Verbindungsbereich 30 angeordnet sein. Ferner verläuft mindestens eine der Leiterstrukturen 1, 2 im Verbindungsbereich 30 oder durch den Verbindungsbereich 30 hindurch, etwa zwischen der optionalen Falt- oder Knicklinie F und dem davon beabstandeten zweiten Trägerschichtbereich 12 in 8.
Beide Leiterstrukturen 1, 2 können wahlweise leitend miteinander verbunden oder galvanisch voneinander getrennt sein. Die galvanische Trennung kann beispielsweise durch die elektronische Einheit 5 selbst, d.h. innerhalb von ihr erfolgen. Alternativ kann eine der Leiterstrukturen 1, 2 oder können beide von ihnen lokal durch einen Kondensator oder eine Doppelspule 27‘ unterbrochen sein. Die beiden Kondensatorplatten 7a, 7b oder Spulen liegen auf entgegengesetzten Hauptflächen der Trägerstruktur 15 bzw. Trägerschicht.
9 zeigt das elektronische Siegel aus 8 im zusammengelegten und somit versiegelten Zustand. Dabei wurde der in 8 rechts von der Faltlinie F befindliche Teil des Siegels 103 umgeklappt und auf den links von der Faltlinie F angeordneten Teil des elektronischen Siegels 103 gelegt. Dabei kommt ein Endstück oder Teilstück des zweiten Trägerschichtbereichs 12, insbesondere ein Endstück oder Teilstück der zweiten Leiterststruktur 2 (hier umfassend zumindest eine Kondensatorplatte 7b oder alternativ Spule oder Spulenwindung) auf oder über einen zugeordnetem Endstück oder Teilstück des ersten Trägerschichtbereichs 11 bzw. einem End- oder Teilstück der ersten Leiterstruktur 1 (hier umfassend eine Kondensatorplatte 7a, alternativ Spule oder Spulenwindung) zu liegen. Durch das Verbiegen, Falten, Knicken, Zusammenlegen oder anderweitiges Verschließen der Trägerstruktur 15 bzw. Trägerschicht 10 das elektronische Siegel 103 geschlossen, wobei noch ein Wechselstromkreis aktiviert wird, der zwischen beiden Trägerschichtbereichen 11, 12 (bzw. End- oder Teilstücken der beiden Leiterstrukturen 1, 2) auch durch den Schichtenstapel fließen kann.
Vor dem Schließen des Siegels 103 wurde damit ein zu versiegelndes Objekt 105 umschlossen (9), beispielsweise durch Herumführen des Verbindungsbereichs 30 um einen Teil des Objekts 105. Sobald der Wechselstromkreis geschlossen, d.h. die elektronische Einheit 5 und/oder das elektronische Siegel 103 aktiviert ist, wird jede Unterbrechung des Wechselstromkreises oder Veränderung der Kapazität oder Induktivität zwischen beiden Leiterstrukturen 1, 2 in dem Schichtenstapel 16 erfasst und als Siegelbruch interpretiert. Zudem kann der Siegelbruch auch durch ergänzende optische Anzeigen (z. B. Void- Effekt) oder durch mechanische Zerstörung (z. B. durch irreversible Verklebung) angezeigt werden
10 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des geschlossenen elektronischen Siegels 103 aus 9. Dabei sind beide Trägerschichtbereiche 11, 12 der Trägerstruktur 15 aufeinander gestapelt und bilden somit einen Schichtenstapel 16.
Gemäß den 8 bis 10 ist nicht nur der erste Trägerschichtbereich 11, sondern auch der zweite Trägerschichtbereich 12 ein Trägerschichtbereich der ersten Trägerschicht 10. Somit ist ein Schichtenstapel 16 im Bereich der Grundflächenbereich G mit Hilfe nur einer einzigen Trägerschicht 10, d.h. einer einlagigen Trägerstruktur 15 ausbildbar. Optional kann eine Klebeschicht 13 oder sonstige Zwischenschicht 14 enthalten sein. Die Position der elektronischen Einheit 5 in den 8 bis 10 ist lediglich exemplarisch. Alternativ kann sie auch dort angeordnet sein, wo in 8 eine der Kondensatorplatten 7a oder 7b dargestellt ist. Eine der Leiterbahnen kann sogar vollständig in die elektronische Einheit 5 integriert oder vollständig über oder unter ihr angeordnet sein. Des Weiteren können die Leiterstrukturen 1, 2 oder eine von ihnen Durchkontaktierungen durch die Trägerschicht 10 hindurch aufweisen, beispielsweise am Ort des optional dargestellten Kondensators 27‘ in 8. Somit kann sich zumindest eine der Leiterstrukturen abschnittweise auf jeder der beiden Hauptflächen der Trägerstruktur 15 bzw. Trägerschicht 10 befinden. Der Aufbau, die Geometrie und die Proportionen der Gegenstände, die in den Figuren dieser Anmeldung dargestellt ist, sind im Übrigen lediglich exemplarisch.
Während gemäß 10 das elektronische Siegel aus 8 so zusammengelegt oder zusammengeführt ist, dass sich die beiden Leiterstrukturen im Bereich der Schichtenstapels 16 an voneinander abgewandten Flächen bzw. Außenseiten der beiden Trägerschichtbereiche 11, 12 befinden, kann das elektronische Siegel 103 aus 8 (und gleichermaßen dasjenige der 11 und 12; siehe unten) alternativ auch so zusammengelegt oder zusammengeführt sein, dass sich die beiden Leiterstrukturen im Bereich der Schichtenstapels 16 an den einander zugewandten Flächen bzw. Innenseiten der beiden Trägerschichtbereiche 11, 12 befinden.
Ferner kann das elektronische Siegel 103 auch so zusammengeführt werden bzw. so zu einer geschlossenen Schlaufe zusammengeführt sein, dass im Bereich der Schichtenstapels 16 eine der beiden Leiterstrukturen auf der Innenseite – bezogen auf die Anordnung innerhalb des Schichtenstapels 16 – des jeweiligen Trägerschichtbereichs angeordnet ist, wohingegen die andere Leiterstruktur auf der Außenseite des (anderen) Trägerschichtbereichs angeordnet ist; dann ist genau eine von beiden Leiterstrukturen der Klebeschicht zugewandt. Bei dieser Ausführungsform kann die Trägerschicht beim Zusammenführen im Übergangs- oder Verbindungsbereich zwischen beiden Trägerschichtbereichen zusätzlich um 180° verdreht werden.
Die 11 und 12 zeigen zu 8 alternative Ausführungsformen zusammenklappbarer bzw. zusamenfaltbarer elektronischer Siegel 103, bei denen insbesondere die Flächenaufteilung der Trägerschicht 10 unterschiedlich gestaltet ist. Wiederum wird durch das Umschließen eines Objekts 105, wenn es in der Nähe der Knicklinie F an die Trägerschicht 10 herangeführt wird und beidseitig von den mit den Leiterstrukturen 1 und 2 bzw. Kondensatorplatten 7a, 7b versehenen Trägerschichtbereichen 11, 12 umschlossen wird, ein geschlossener Wechselstromkreis um das Objekt 105 herum ermöglicht; ähnlich wie in 9 und 10 dargestellt.
Die in den 8, 11 und 12 gezeigten Flächengestaltungen und Flächenaufteilungen sind lediglich exemplarisch.
Bezugszeichenliste

1: erste Leiterstruktur
2: zweite Leiterstruktur
2a–2f: Leiterbahnen
3: Antenne
4: Sensorelement
5: elektronische Einheit
7; 7a, 7b, 7c: Kondensatorplatte
8: Spulenwindung
9: Leiterbahn
10: erste Trägerschicht
10a: Außenseite
10b: Innenseite
11: erster Trägerschichtbereich
12: zweiter Trägerschichtbereich
13: Klebeschicht
14: Zwischenschicht
15: Trägerstruktur
16: Schichtenstapel
17: Schichtverbund
18: erster Materialfilm
19: erste Folie
20: zweite Trägerschicht
20a: Außenseite
20b: Innenseite
21: zweiter Trägerschichtbereich
22: Kavität
25: RFID-Chip
26: kapazitive Brücke
27; 27‘: Kondensator
28: Spule
28: zweiter Materialfilm
29: zweite Folie
30: Verbindungsbereich
100: Gegenstand
101: Feuchtigkeitssensor
102: Blisterpackung
103: elektronisches Siegel
105: versiegeltes Objekt
F: Falt- oder Knicklinke
G: Grundflächenbereich
x: erste laterale Richtung
y: zweite laterale Richtung
z: dritte Richtung

Claims

Gegenstand (100), der zumindest Folgendes aufweist: – mindestens eine erste Leiterstruktur (1), – zumindest eine elektronische Einheit (5), – mindestens eine zweite Leiterstruktur (2), die von der ersten Leiterstruktur (1) und/oder von der elektronischen Einheit (5) galvanisch getrennt, aber daran elektrisch ankoppelbar ist, und – eine Trägerstruktur (15) mit zumindest einer ersten Trägerschicht (10), einem ersten Trägerschichtbereich (11) der ersten Trägerschicht (10) und mit einem zweiten Trägerschichtbereich (12; 21), – wobei die Trägerstruktur (15) in einem Grundflächenbereich (G), der zumindest einen Teil der Grundfläche der Trägerstruktur (15) umfasst, als Schichtenstapel (16) ausgebildet ist, – wobei der Schichtenstapel (16) in dem Grundflächenbereich (G) zumindest den ersten Trägerschichtbereich (11) der ersten Trägerschicht (10) und den zweiten Trägerschichtbereich (12; 21) umfasst, – wobei zumindest ein Teil der ersten (1) und der zweiten Leiterstruktur (2) in dem Grundflächenbereich (G) angeordnet ist und – wobei die erste Leiterstruktur (1) und/oder die elektronische Einheit (5) an den ersten Trägerschichtbereich (11) gelötet, gebondet, auf ihn aufgeklebt oder aufgedruckt oder auf sonstige Weise mit dem ersten Trägerschichtbereich (11) verbunden und/oder in ihn eingearbeitet ist, – wohingegen die zweite Leiterstruktur (2) an den zweiten Trägerschichtbereich (12; 21) gelötet, gebondet, auf ihn aufgeklebt oder aufgedruckt oder auf sonstige Weise mit dem zweiten Trägerschichtbereich (12; 21) verbunden oder in ihn eingearbeitet ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Trägerschichtbereich (21) eine zweite Trägerschicht (20) ist oder zumindest einen Teilbereich einer anderen, zweiten Trägerschicht (20) umfasst, wobei der erste Trägerschichtbereich (11) und der zweite Trägerschichtbereich (21) Flächenbereiche der Trägerschichten (10; 20) sind, deren Grundflächen einander zumindest bereichsweise überlappen.
Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in dem Grundflächenbereich (G) die erste Trägerschicht (10) und die zweite Trägerschicht (20) aneinander geklebt, aneinander laminiert oder auf sonstige Weise in einen Schichtverbund (17) integriert sind.
Gegenstand nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtenstapel (16) zwischen der ersten Trägerschicht (10) und der zweiten Trägerschicht (20) eine Zwischenschicht (14) aufweist, die eine kapazitive Kopplung oder induktive Kopplung durch die Zwischenschicht (14) hindurch ermöglicht.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtenstapel (16) zwischen der ersten Trägerschicht (10) und der zweiten Trägerschicht (20) mindestens eine Klebeschicht (13) aufweist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (10) und/oder die zweite Trägerschicht (20) eine Folie (19; 29), insbesondere eine Kunststofffolie ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (10) und/oder die zweite Trägerschicht (20) ein Materialfilm (18; 28), insbesondere ein Kunststofffilm oder eine oder mehrere Lackschicht(en) ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1) und die zweite Leiterstruktur (2) strukturierte leitfähige Beschichtungen, etwa mit Siebdruck, Flexodruck oder einer anderen Drucktechnik erzeugte Bedruckungen der Trägerschichtbereiche (11; 12; 21) und/oder der Trägerschichten (10; 20), oder auf die Trägerschichtbereiche (11; 12; 21) und/oder Trägerschichten (10; 20) gestanzte, aufgeklebte und/oder durch einen Ätzvorgang oder anderweitigen Bearbeitungsvorgang an den Trägerschichtbereichen (11; 12; 21) und/oder Trägerschichten (10; 20) erzeugte leitfähige Strukturen sind.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterstruktur (2) eine Antenne (3) oder ein kapazitiv beeinflussbares Sensorelement (4) eines Bedienfeldes oder eines Bedienelements ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterstruktur (2) eine Kondensatorplatte (7), eine Spule (28) oder Spulenwindung (8) und/oder eine Leiterbahn (9) umfasst.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterstruktur (1) an dem ersten Trägerschichtbereich (11) und/oder an der ersten Trägerschicht (10) angeordnet ist und an die elektronische Einheit (5) oder an einzelne Bauelemente oder Teile der elektronischen Einheit (5) galvanisch angeschlossen ist.
Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1) und die zweite Leiterstruktur (2) galvanisch voneinander getrennt, aber in dem Grundflächenbereich (G) des Schichtenstapels (16) elektrisch miteinander gekoppelt oder koppelbar sind.
Gegenstand nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1) und die zweite Leiterstruktur (2) in dem Grundflächenbereich (G) des Schichtenstapels (16) gemeinsam mindestens einen Kondensator (27) oder ein zur induktiven Übertragung geeignetes Paar von Spulen (28) bilden.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtenstapel (16) ein Folienverbund, Schichtverbund (17) oder eine sonstige Mehrschichtstruktur ist, die eine elektrische Messung, Signalübertragung und/oder die Ausbildung, Aufrechterhaltung und/oder Überwachung eines Wechselstromkreises ermöglicht.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1) und die zweite Leiterstruktur (2) auf voneinander abgewandten Außenflächen der beiden Trägerschichtbereiche (11; 12; 21) oder Trägerschichten (10; 20) oder auf deren einander zugewandten Innenflächen angeordnet sind oder dass genau eine von beiden Leiterstrukturen (1, 2) auf derjenigen Seite des jeweiligen Trägerschichtbereichs (11; 12; 21) oder der jeweiligen Trägerschicht (10; 20) angeordnet ist, der bzw. die dem anderen Trägerschichtbereich (12; 21; 11) oder der anderen Trägerschicht (20; 10) zugewandt ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtenstapel (16) eine flächige Materiallage, beispielsweise ein Folienverbund oder ein anderweitiger Schichtverbund ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Trägerschichtbereiche eine biegsame Folie, insbesondere Kunststofffolie oder sonstige Materiallage oder ein biegsamer Flächenabschnit einer Folie, insbesondere einer Kunststofffolie oder einer sonstigen Materiallage ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtenstapel (16) so beschaffen ist, dass in dem Grundflächenbereich (G) der in Richtung der Schichtdicke gemessene Abstand zwischen beiden Schichtbereichen (11; 12; 21) zwischen beiden Trägerschichten (10; 20) und/oder zwischen beiden Leiterstrukturen (1; 2) konstant ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (100) ein kapazitiver Feuchtigkeitssensor (101), beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor (101) für Kleidungsstücke, Inkontinenzwindeln oder für technische Anlagen oder Geräte ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (100) eine Blisterpackung (102) ist, bei der beim Entnehmen einer Tablette oder Kapsel eine zugeordnete erste oder zweite Leiterstruktur (1; 2) zumindest lokal durchtrennt wird.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (11) und/oder die zweite Leiterstruktur (2) eine Mobilfunkantenne oder eine Antenne (3) für NFC-Signale, Bluetooth, WLAN oder andere Funksysteme umfasst und/oder dass die elektronische Einheit (5) einen RFID-Transponder oder einen RFID-Chip (25) umfasst.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterstruktur (1) zwei Kondensatorplatten (7a, 7b) umfasst und dass die zweite Leiterstruktur (2) eine kapazitive Brücke (26) zwischen den beiden Kondensatorplatten (7a, 7b) der ersten Leiterstruktur (1) ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Trägerschichtbereich (12) ein weiterer Trägerschichtbereich der ersten Trägerschicht (10) ist, der in den Schichtenstapel (16) integriert ist, wobei die erste Trägerschicht (10) zumindest stellenweise umgebogen, geknickt, gefaltet und/oder auf sonstige Weise zu einer geschlossenen Schleife, Schlaufe oder zu einem Band oder Streifen geformt ist.
Gegenstand nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (100) ein elektronisches Siegel (103) ist und dass die erste Trägerschicht (10) einen von dem ersten Trägerschichtbereich (11) bis zum zweiten Trägerschichtbereich (12) führenden Verbindungsbereich (30) aufweist und dass zwischen die erste Leiterstruktur (1) und die zweite Leiterstruktur (2) zumindest die elektronische Einheit (5) zwischengeschaltet ist.
Gegenstand (100), der zumindest Folgendes aufweist: – mindestens eine erste Leiterstruktur (1), – mindestens eine zweite Leiterstruktur (2), – zumindest eine elektronische Einheit (5), die zwischen die erste (1) und die zweite Leiterstruktur (2) zwischengeschaltet ist, und – eine Trägerstruktur (15) mit zumindest einer Trägerschicht (10), – wobei die Trägerstruktur (15) zumindest einen ersten Trägerschichtbereich (11), einen zweiten Trägerschichtbereich (12) und einen Verbindungsbereich (30), der den ersten Trägerschichtbereich (11) mit dem zweiten Trägerschichtbereich (12) verbindet, aufweist, – wobei die Trägerstruktur (15) in der Weise faltbar, knickbar, umbiegbar oder anderweitig zusammenlegbar ist, dass der erste Trägerschichtbereich (11) und der zweite Trägerschichtbereich (12) zu einem Schichtenstapel (16) gestapelt werden und ein im ersten Trägerschichtbereich (11) angeordnetes Endstücke oder Teilstück der ersten Leiterstruktur (1) mit einem im zweiten Trägerschichtbereich (12) angeordneten Endstück oder Teilstück der zweiten Leiterstruktur (2) gekoppelt wird.
Gegenstand nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ein elektronisches Siegel (103) ist, dessen erster (11) und zweiter Trägerschichtbereich (12) aneinander heranführbar und/oder aneinander befestigbar sind, um einen Wechselstromkreis zu schließen.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands (100), der eine elektronische Einheit und Leiterstrukturen auf einer Trägerstruktur aufweist, wobei das Verfahren zumindest Folgendes umfasst: a) Aufbringen mindestens einer ersten Leiterstruktur (1) und zumindest einer elektronischen Einheit (5) auf eine erste Trägerschicht (10) sowie Aufbringen mindestens einer zweiten Leiterstruktur (2) auf eine zweite Trägerschicht (20) und b) Fertigstellen des Gegenstandes (100) durch Verbinden, insbesondere Verkleben oder Verschweißen der ersten Trägerschicht (10) mit der zweiten Trägerschicht (20), wodurch eine Trägerstruktur (15) gebildet wird, die in einem Grundflächenbereich (G), der zumindest eine Teilfläche der Grundfläche der Trägerstruktur (15) umfasst, als Schichtenstapel (16) ausgebildet ist.