DE102017121897B4

DE102017121897B4 - Verfahren zum Herstellen einer Antennenstruktur, Antennenstruktur, Boosterantenne, Chipkarte und Einrichtung zum Herstellen einer Antennenstruktur

Info

Publication number: DE102017121897B4
Application number: DE102017121897.1A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Hoffner; Walther Pachler; Frank Pueschner; Stephan RAMPETZREITER; Harald Witschnig; Franz Zollner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: DE102017121897A1; CN109546299A

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenstruktur bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Aufbringen einer Antenne auf einen Träger, ein Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne, und ein Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenstruktur, eine Antennenstruktur, eine Boosterantenne, eine Chipkarte und eine Einrichtung zum Herstellen einer Antennenstruktur.
Eine Boosterantenne, welche beispielsweise Teil einer Chipkarte für eine kabellose Kommunikation mit einem externen Lesegerät sein kann (z.B. einer Chipkarte 100, wie sie in 1A dargestellt ist) kann, wie in 1B und 1C dargestellt ist, einen seriellen Resonanzkreis aufweisen, welcher einen Induktor 102PC, 102Ls1 aufweist, einen (ohmschen) Widerstand (welcher beispielsweise mittels eines Widerstands der leitfähigen Leitung, welche die Antenne bildet, bereitgestellt wird), und einen Kondensator 102Cs.
Die Antenne kann unter Verwendung mehrerer Technologien, wie z.B. Drucken, Ätzen, usw., gebildet werden. In letzter Zeit hat die Erfahrung gezeigt, dass eine Drahteinbettungstechnologie (auch als Wire Embedding bezeichnet) eine der kostengünstigsten und effizientesten Wege darstellt, Booster Antennen herzustellen. Bei dieser Technologie wird üblicherweise kein Via, Lötpad oder andere Art von Verbindung benötigt. Wie in 1B dargestellt ist, wird der Draht einfach als eine Spule und ein serieller Kondensator angeordnet. Falls nötig, kann der Draht so angeordnet werden, dass er Mäanderstrukturen aufweist, welche dazu dienen können, einen seriellen Widerstand zu erzeugen.
In 1C ist das Prinzip einer herkömmlichen seriellen Resonanzschaltkreis-Boosterantenne schematisch veranschaulicht. Wie anhand der 1C ersichtlich ist, kann die Boosterantenne 102 einen Pickup-Spuleninduktor 102Ls1 zum Koppeln (mit einem Koppelfaktor k1, der auch als Kopplungskoeffizient k1 bezeichnet wird) an ein externes Lesegerät 108 aufweisen, einen Koppelspuleninduktor 102Ls2 zum Koppeln an eine Modulantenne 110, welche an einem Chipmodul 104 angebracht ist, welches einen Chip trägt, einen Widerstand 102Rs (welcher durch den Draht, z.B. einen Kupferdraht, erzeugt wird) und einen seriellen Kondensator 102Cs.
Diese elektrischen Komponenten können, beispielsweise mittels eines Drahteinbettungsverfahrens, wie in 1B dargestellt, gebildet und angeordnet werden.
Als eine Einbettungsvorrichtung kann ein Ultraschall-Drahtführungswerkzeug (auch als Sonotrode bezeichnet) genutzt werden, welches einen Drahtzuführungskanal (auch als Kapillare bezeichnet) aufweisen kann, welcher durch eine Mitte des Drahtführungswerkzeugs hindurchführt. Der Drahtleiter kann durch das Drahtführungswerkzeug hindurchgeführt werden, aus der Spitze des Drahtführungswerkzeugs austreten und kann während eines Bewegens des Drahtführungswerkzeugs in ein Substratmaterial „hineingerieben“ werden, indem Druck und Ultraschallvibrationen angewendet werden. Denn durch den Druck und die Vibrationen kann ein räumlich begrenztes Erwärmen des Substratmaterials bewirkt werden, was zu einem Einsinken des Drahtleiters in das Substrat führen kann.
Allerdings ist eine Präzision der Einbettungsvorrichtung (z.B. der Sonotrode) begrenzt, was zu großen Herstellungstoleranzen führen kann. Bei einer Herstellung eines Boosterantenneninlays können die Herstellungstoleranzen einer herkömmlichen Drahteinbettungsvorrichtung dazu führen, dass ein Schwankungsbereich der Resonanzfrequenz des Antenneninlays etwa 1 MHz um eine vorgegebene Ziel-Resonanzfrequenz beträgt.
Bei einer Herstellung von drahteingebetteten Booster-Antennen für so genannte Coil-on-Module (CoM-) Chipkarten, welche einerseits eine kontaktlose Wechselwirkung zwischen der Booster-Antenne und einem externen Lesegerät und andererseits zwischen der Boosterantenne und einer Chipmodulantenne bereitstellen können, werden die Herstellungstoleranz des Drahteinbettungsverfahrens von etwa 1 MHz und die sich daraus ergebende Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Coil-on-Module-Chipkarte gegenwärtig hingenommen.
Um Hochleistungs-Coil-on-Modul-Produkte verwirklichen zu können, sollte eine Schwankungsbreite der Resonanzfrequenzen der Boosterantennen so klein wie möglich sein. Gegenwärtig ist ein Erhöhen der Genauigkeit des Drahteinbettungsverfahrens nur möglich, indem eine Geschwindigkeit des Einbettungsverfahrens gesenkt wird, was jedoch die Herstellungskosten erhöht.
In der US 2011/0260924 A1 ist ein Antennen-Herstellungsverfahren offenbart, bei welchem eine Antenne auf einen Träger aufgebracht wird und ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne zum Einstellen der Resonanzfrequenz entfernt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren bereitgestellt, welches es ermöglicht, mittels einer Nachbehandlung eine bereits produzierte Antenne mittels eines zusätzlichen Prozesses abzustimmen. Damit kann die Ziel-Resonanzfrequenz erreicht oder zumindest der Schwankungsbereich verkleinert werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Booster-Antenne so gestaltet sein, dass sie einen vorbestimmten Bereich aufweist, welcher für die Abstimmung vorgesehen ist.
Ferner kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Messeinheit vorgesehen sein, welche in der Lage ist, die Resonanzfrequenz der Antenne zu ermitteln.
Ferner kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Gerät bereitgestellt sein, welches eingerichtet ist, die Resonanzfrequenz der Antenne mittels eines Bearbeitungsvorgangs (z.B. Schneidens/Schleifens/Stanzens o.ä.) zu ändern. Der Bearbeitungsvorgang, z.B. das Stanzen, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen im vorbestimmten Bereich der Antenne erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne auf oder in einem Träger angeordnet sein. Mittels des Bearbeitungsvorgangs kann zusätzlich zur Antenne auch der Träger durchtrennt, z.B. ausgestanzt, werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das ausgestanzte Teil in dem Träger verbleiben. Dabei kann eine Anordnung des ausgestanzten Teils im Träger so geändert werden, dass die elektrisch leitende Verbindung der Antenne durch die mit dem ausgestanzten Teil gefüllte Durchgangsöffnung unterbrochen bleibt. Beispielsweise kann das ausgestanzte Teil in der Trägerebene verdreht werden oder um eine in der Trägerebene, z.B. schräg oder senkrecht zur Antenne, liegende Achse gekippt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das ausgestanzte Teil entfernt werden und die entstandene Durchgangsöffnung mit einem, beispielsweise elektrisch nicht leitfähigen, Material aufgefüllt werden, wobei sichergestellt sein muss, dass die Antenne an der aufgefüllten Durchgangsöffnung unterbrochen bleibt.
Mittels des Auffüllens der Durchgangsöffnung, beispielsweise mittels eines formgleichen Teils, kann sichergestellt sein, dass trotz des Unterbrechens der Antenne der Träger nicht strukturell geschwächt ist und/oder eine Oberfläche einer mittels der Antennenstruktur gebildete Chipkarte eine glatte (d.h. nicht unebene) Oberfläche aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenstruktur bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Aufbringen einer Antenne auf einen Träger, ein Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne, und ein Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann durch das Ausstanzen die Kapazität der Antenne vermindert werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne einen induktiven Bereich und einen kapazitiven Bereich aufweisen, wobei der Teil der Antenne in dem kapazitiven Bereich der Antenne ausgestanzt werden kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mittels des Ausstanzens die Resonanzfrequenz erhöht werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner vor dem Ausstanzen ein Messen der Resonanzfrequenz der Antenne aufweisen, wobei die Resonanzfrequenz der Antenne unter Berücksichtigung der gemessenen Resonanzfrequenz eingestellt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Ermitteln einer Position auf dem Träger, an der das Teil des Trägers mit dem Teil der Antenne ausgestanzt wird, basierend auf der gemessenen Resonanzfrequenz aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element abgesehen von der Antenne das gleiche Material und/oder die gleiche Schichtenfolge aufweisen wie das ausgestanzte Teil.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element ferner die Antenne aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element derart verdreht und/oder verkippt in dem Träger angeordnet sein, dass die elektrische Unterbrechung der Antenne gewährleistet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Einfügen des formgleichen Elements ein Einfügen des ausgestanzten Teils des Trägers aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Drehen des ausgestanzten Teils des Trägers um eine Achse, die senkrecht zu einer Hauptebene des ausgestanzten Teils des Trägers ist oder innerhalb der Hauptebene liegt, aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element einem vom Träger separaten weiteren Träger entnommen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Aufbringen der Antenne auf den Träger ein Aufbringen eines Antennendrahts aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Antennendraht einen Antennen-Runddraht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Aufbringen des Antennendrahts ein Verlegen des Antennendrahts aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Aufbringen des Antennendrahts auf den Träger ein Einbetten des Antennendrahts in den Träger aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Einbetten der Antenne in den Träger mittels einer Sonotrode erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner nach dem Einfügen des formgleichen Elements ein Fixieren des formgleichen Elements im Träger aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Messen der Resonanzfrequenz ferner nach dem Ausstanzen oder kontinuierlich erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Antennenstruktur bereitgestellt. Die Antennenstruktur kann einen Träger, eine Antenne auf dem Träger, eine Durchgangsöffnung durch einen Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne und ein in die Durchgangsöffnung eingebrachtes und diese auffüllendes Element aufweisen, wobei die Antenne mittels des Elements elektrisch unterbrochen verbleibt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne eine Drahtantenne aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Drahtantenne einen Runddraht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Träger Polyethylenterephthalat und/oder Polyimid aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne zwei Enden aufweisen, und jeweilige an die Enden angrenzende Abschnitte der Antenne können derart nebeneinander verlegt sein, dass sie einen kapazitiven Bereich bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die an die Enden angrenzenden, den kapazitiven Bereich bildenden Abschnitte eine mäanderförmige Struktur aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann durch die Unterbrechung in der Antenne die Kapazität der Antenne vermindert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne ferner einen induktiven Bereich aufweisen, wobei die Unterbrechung in dem kapazitiven Bereich der Antenne angeordnet sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mittels der Unterbrechung die Resonanzfrequenz erhöht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element - abgesehen von der Antenne - das gleiche Material und/oder die gleiche Schichtenfolge aufweisen wie das ausgestanzte Teil.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element ferner die Antenne aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element derart verdreht und/oder verkippt in dem Träger angeordnet sein, dass die elektrische Unterbrechung der Antenne gewährleistet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element das ausgestanzte Teil des Trägers aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das ausgestanzte Teil des Trägers gedreht um eine Achse, die senkrecht zu einer Hauptebene des ausgestanzten Teils des Trägers ist oder innerhalb der Hauptebene liegt, in der Durchgangsöffnung angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element einem vom Träger separaten weiteren Träger entnommen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Drahtantenne in den Träger eingebettet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element im Träger fixiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Boosterantenne bereitgestellt, die eine Antennenstruktur gemäß einem der verschiedenen Ausführungsbeispiele aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Boosterantenne mindestens einen induktiven Kopplungsbereich aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipkarte bereitgestellt. Die Chipkarte kann eine Antennenstruktur gemäß einem der verschiedenen Ausführungsbeispiele und einen Chip aufweisen, wobei die Antenne eine Boosterantenne der Chipkarte bildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Einrichtung zum Bilden einer Antennenstruktur bereitgestellt. Die Einrichtung kann aufweisen eine Aufbringvorrichtung zum Aufbringen einer Antenne auf einen Träger, eine Stanzvorrichtung zum Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne, und eine Füllvorrichtung zum Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine im Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Aufbringvorrichtung eine Sonotrode aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Füllvorrichtung eingerichtet sein, den Teil des Trägers nach dem Ausstanzen zu drehen und in der Durchgangsöffnung anzuordnen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Drehen innerhalb einer Hauptebene des Teils des Trägers erfolgen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Stanzvorrichtung eingerichtet sein, beim Ausstanzen zwei einander gegenüberliegende Verbindungsbereiche zu belassen, wobei die Füllvorrichtung eingerichtet sein kann, den Teil des Trägers beim Füllen derart zu drehen, dass die Verbindungsbereiche als eine Drehachse wirken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Füllvorrichtung einen 3D-Drucker aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Füllvorrichtung mit der Stanzvorrichtung eine integrierte Einheit bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Einrichtung ferner eine Messvorrichtung zum Messen der Resonanzfrequenz aufweisen, wobei die Resonanzfrequenz der Antenne unter Berücksichtigung der gemessenen Resonanzfrequenz eingestellt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Messvorrichtung eingerichtet sein, zum Messen der Resonanzfrequenz einen Dirac-Impuls auszusenden und eine dadurch mittels der Antenne erzeugte Impulsantwort zu erfassen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Messvorrichtung eingerichtet sein, die Resonanzfrequenz wiederholt oder kontinuierlich zu erfassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A ein Foto zweier teilweise auseinandergenommener herkömmlicher Chipkarten, welche jeweils eine Boosterantenne und ein Chipmodul (CoM) aufweisen;
1B eine schematische Draufsicht einer herkömmlichen Boosterantenne;
1C eine schematische Ansicht einer Boosterantenne, welche kontaktlos mit einem Lesegerät und einem Chipmodul (CoM) gekoppelt ist;
2A eine schematische Draufsicht einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2B eine schematische Darstellung eines Trägers gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei welchem ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne ausgestanzt ist, und Veranschaulichung eines Einfügens des ausgestanzten Teils des Trägers in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung derart, dass die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt;
2C eine fotografische Detailansicht eines Trägers gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei welchem ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne ausgestanzt ist und der ausgestanzte Teil des Trägers derart in einer in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung angeordnet ist, dass die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt;
2D eine schematische Darstellung eines Trägers gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei welchem ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne ausgestanzt ist, und Veranschaulichung eines Einfügens des ausgestanzten Teils des Trägers in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung derart, dass die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt;
2E eine fotografische Detailansicht eines Trägers gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei welchem ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne ausgestanzt ist und der ausgestanzte Teil des Trägers derart in einer in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung angeordnet ist, dass die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt;
3A, 3B und 3C jeweils eine schematische Draufsicht einer Antennenstruktur zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4A eine fotografische Detailansicht und eine schematische Seitenansicht eines Trägers gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei welchem ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne ausgestanzt ist;
4B eine fotografische Detailansicht und eine schematische des Teils des Trägers aus 4A, bei welchem schematisch veranschaulicht ist, dass die durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung derart aufgefüllt ist, dass die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt;
5 eine schematische Draufsicht einer Chipkarte gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
6 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
7 eine fotografische Darstellung einer Messvorrichtung zum Ermitteln einer Resonanzfrequenz einer Antennenstruktur zum Verwenden in einer Einrichtung zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Ähnliche Teile, Vorrichtungen, Einrichtungen usw. (z.B. mit ähnlicher oder identischer Funktion) sind hierin mit demselben Bezugszeichen versehen und ggf. mittels eines nachgestellten Buchstabens voneinander unterschieden.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
2A zeigt eine schematische Draufsicht einer Antennenstruktur 200, 200a gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Die Antennenstruktur 200 kann einen Träger 106 und eine Antenne 102, die auf dem Träger 106 angeordnet ist, aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Träger Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polyimid (PI) aufweisen, und/oder ein anderes üblicherweise als Träger für Antennenstrukturen verwendetes Material.
Die Antenne 102 kann ähnlich der Antenne 102 aus 1B und 1C als ein serieller Resonanzkreis gebildet sein, welcher einen Pickup-Spuleninduktor 102Ls1 zum Koppeln an ein externes Lesegerät aufweisen, einen Koppelspuleninduktor 102Ls2 zum Koppeln an eine Modulantenne eines Chipmoduls (nicht dargestellt), einen Widerstand 102Rs (welcher durch den Draht, z.B. einen Kupferdraht, erzeugt wird) und einen seriellen Kondensator 102Cs.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Antenne 102 eine Drahtantenne aufweisen, welche z.B. einen Runddraht aufweisen kann. Die Antenne 102 kann, wie oben für die herkömmliche Antenne beschrieben, mittels eines Verlegewerkzeugs, z.B. mittels einer Sonotrode, auf dem (bzw. teilweise eingebettet in den) Träger 106 gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann, beispielsweise an einer der Positionen 220, der Träger 106 eine Durchgangsöffnung 106D aufweisen, auf dem ein Teil 102A der Antenne 102 gebildet ist, so dass die Antenne 102 unterbrochen ist. Damit kann eine Resonanzfrequenz der Antenne 102 eingestellt sein. Anders ausgedrückt kann mittels des Ausbildens der Durchgangsöffnung 106D durch den Träger 106 und die Antenne 102 die ursprüngliche Resonanzfrequenz, die die Antenne 102 nach ihrem Ausbilden aufweist, so verändert, z.B. erhöht sein bzw. werden, dass eine Ziel-Resonanzfrequenz erreicht wird. Sofern nach dem Ausbilden der Durchgangsöffnung 106D doch noch eine Abweichung zur Ziel-Resonanzfrequenz vorliegt, kann eine statistische Abweichung verringert sein gegenüber dem herkömmlichen, oben beschriebenen Herstellungsprozess für die Antennenstruktur 200.
Das Ausbilden der Durchgangsöffnung 106D kann beispielsweise mittels Ausstanzens vorgenommen werden, z.B. mittels eines Locheisens. Alternativ kann die Durchgangsöffnung mittels Schneidens (z.B. mittels eines Lasers) gebildet werden, mittels Schleifens oder mittels eines anderen bekannten Verfahrens, welche ähnlich präzise positionierbar ist wie ein Stanz- bzw. Schneidewerkzeug.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann vor dem Ausbilden der Durchgangsöffnung 106D die Resonanzfrequenz der Antenne 102 ermittelt werden.
Viele verschiedene Verfahren können genutzt werden, um die Resonanzfrequenz der Antennenstruktur 102 zu messen, z.B. ein Netzwerk-Analysator, andere Antennen usw.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann als eines der effektivsten Messverfahren eine Impulsantwort unter Verwendung eines Dirac-Pulses genutzt werden.
7 zeigt eine fotografische Darstellung einer Messvorrichtung 700, auch als Dirac-Testsystem bezeichnet, zum Ermitteln der Resonanzfrequenz der Antennenstruktur 102. Die Messvorrichtung 700 kann das Messteil 770 aufweisen, welches eingerichtet ist, in Wechselwirkung mit der Antennenstruktur 102 zu treten, und eine Anzeigevorrichtung 772 zum Bereitstellen der Messergebnisse. Eine detailliertere Beschreibung des Dirac-Testsystems ist unten in einer detaillierteren Beschreibung der 7 bereitgestellt.
Das Dirac-Testsystem stellt ein sehr schnelles Verfahren zum Ermitteln der Resonanzfrequenz bereit. Das bedeutet, dass seine Anwendung bei einer Herstellung der Antennenstruktur vorteilhaft ist, insbesondere in einem Fall, dass Boosterantennen als Einlegeblätter mit darauf angeordneten spulenförmigen Antennenstrukturen zur induktiven Kopplung, z.B. zum Einbetten in Chipkarten, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen hergestellt werden.
Das Einstellen der endgültigen Resonanzfrequenz der Antenne 102 kann dann unter Berücksichtigung der gemessenen Resonanzfrequenz vorgenommen werden. Beispielsweise kann bei Bekanntsein der Resonanzfrequenz der vorliegenden Antenne ermittelt werden, z.B. anhand von vorab durchgeführten Laborversuchen und/oder Modellrechnungen, an welcher Stelle die Durchgangsöffnung zu positionieren ist (z.B. um wie viel die Antenne 102 zu verkürzen ist), um eine gewünschte Verschiebung der Resonanzfrequenz von der ermittelten Resonanzfrequenz zur Ziel-Resonanzfrequenz zu erreichen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können Markierungen auf dem Träger angeordnet sein, welche Positionen für vorbestimmte Verschiebungen der Resonanzfrequenz anzeigen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Ermitteln einer Position auf dem Träger, an der das Teil des Trägers mit dem Teil der Antenne ausgestanzt wird, basierend auf der gemessenen Resonanzfrequenz aufweisen, beispielsweise mit Hilfe der Markierungen, als ein ermittelter Abstand zu Enden der Antenne, oder mittels eines anderen Verfahrens.
Die Antenne 102 kann zwei Enden aufweisen, und jeweilige an die Enden angrenzende Abschnitte der Antenne können derart nebeneinander verlegt sein, dass sie einen kapazitiven Bereich 102Cs bilden. Zumindest ein Teil des kapazitiven Bereichs 102Cs kann dafür vorgesehen sein, dass dort das Ausbilden der Durchgangsöffnung 106D (und damit das Abstimmen der Antenne 102 auf die Resonanzfrequenz) vorgesehen ist.
Dieser auch als Anpassungsteil, Anpassungsbereich, Abstimmungsteil oder Abstimmungsbereich bezeichnete Teil der Antenne 102 ist in den Figuren mit 102A bezeichnet.
Die Antenne 102 kann ferner einen induktiven Bereich aufweisen, beispielsweise den oben beschriebenen Pickup-Spuleninduktor 102Ls1 zum Koppeln an das externe Lesegerät und den Koppelspuleninduktor 102Ls2 zum Koppeln an die Modulantenne des Chipmoduls, wobei die Unterbrechung in dem kapazitiven Bereich 102Cs der Antenne 102 angeordnet sein kann. Die Antennenstruktur 200 kann somit für eine Boosterantenne, z.B. zur Verwendung in einer Chipkarte wie oben beschrieben, genutzt werden.
In diesem Fall kann durch die Unterbrechung in der Antenne 102 die Kapazität der Antenne 102 vermindert sein, so dass mittels der Unterbrechung die Resonanzfrequenz erhöht ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise wenn die Antennenstruktur 102 Teil eines Inlays mit einer eingebetteten Boosterantenne ist, aber auch in einem allgemeinen Fall der oben beschriebenen Antennenstruktur, kann das Ausstanzen ein bevorzugtes Verfahren zum Erzeugen der Durchgangsöffnung 106D sein, denn durch das Ausstanzen kann sichergestellt sein, dass nach einem Einfügen (z.B. Einlaminieren) des Inlays in eine Chipkarte die durchtrennten Drahtenden sich nicht wieder elektrisch leitend miteinander verbinden. Außerdem kann mittels des Stanzens der Öffnungen ein Verschmutzen der Inlay-Oberfläche, verglichen mit einem Laserbohren (was zu Ablagerungen auf dem Inlay führen kann) oder -schneiden, vermieden oder reduziert werden.
Außerdem kann das Stanzen das kostengünstigste Herstellungsverfahren zum Schneiden eines bis zu ungefähr 150 µm, beispielsweise bis zu ungefähr 120 µm, beispielsweise bis zu ungefähr 112 µm dicken Cu-Drahts darstellen.
Das bedeutet, dass mittels des Ausstanzens eine hohe Qualität und eine gute Durchführbarkeit des Verfahrens erzielt werden kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können, wie in 3B und 3C dargestellt, die an die Enden angrenzenden, den kapazitiven Bereich bildenden Abschnitte, z.B. der Anpassungsbereich 102A, eine mäanderförmige Struktur aufweisen. Damit kann auf einem kleinen Flächenbereich sowohl ein großer als auch ein feiner Frequenz-Anpassungsbereich ermöglicht sein, weil mittels einer geringen Änderung der Position des Werkzeugs zum Ausbilden der Durchgangsöffnung sowohl eine feine Abstimmung der Resonanzfrequenz erzielbar ist (sofern die Positionsänderung entlang der Mäanderstruktur erfolgt) als auch eine große Änderung der Resonanzfrequenz bei Veränderung der Position quer zur Mäanderstruktur.
Mittels des nachträglichen Abstimmens der Antenne 102 durch das Durchtrennen der Antenne 102 nach dem Platzieren (beispielsweise Ablegen) der Antenne 102 auf dem Träger 106 können in verschiedenen Ausführungsbeispielen Herstellungstoleranzen der (Booster-)Antenne deutlich entschärft werden. Das bedeutet, dass kostengünstige, z.B. herkömmliche, Fertigungsstraßen genutzt werden können und lediglich der nachträgliche Abstimmvorgang anschließend ausgeführt werden.
Außerdem kann ein Einfluss, den das Material des Trägers (z.B. PET oder PI) auf die Resonanzfrequenz hat, in erster Näherung vernachlässigt werden, weil bei dem nachträglichen Abstimmvorgang eine entsprechende Kompensation vorgenommen werden kann.
Die Antennenstruktur 200 kann ferner ein in die Durchgangsöffnung 106D eingebrachtes und diese auffüllendes Element 222 aufweisen, wobei die Antenne 102 mittels des Elements 222 elektrisch unterbrochen verbleibt. Das auffüllende Element 222 kann formgleich zu dem ausgestanzten Teil 106A gebildet sein, so dass der Träger 106 an der Stelle, an welcher die Durchgangsöffnung 106D gebildet wurde, keine strukturell schwächende und/oder eine Ebenheit einer Chipkartenoberfläche beeinträchtigende Öffnung 106D mehr aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element 222 - abgesehen von der Antenne 102 - das gleiche Material und/oder die gleiche Schichtenfolge aufweisen wie das ausgestanzte Teil 106A.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element ferner die Antenne, genauer gesagt einen Teil 102D der Antenne 102, aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element 222 derart verdreht und/oder verkippt in dem Träger 106 angeordnet sein, dass die elektrische Unterbrechung der Antenne 102 gewährleistet ist.
Das formgleiche Element 222 kann das ausgestanzte Teil 106A des Trägers 106 aufweisen, oder beispielsweise ein ausgestanztes Teil, welches aus einem anderen, z.B. strukturell gleichen oder ähnlichen oder aber strukturell unterschiedlichen, vom Träger 106 separaten Träger, ausgestanzt wurde.
Beispielsweise kann in einem Fall, in dem das formgleiche Element 222 das ausgestanzte Teil 106A oder ein strukturell gleiches oder ähnliches Teil (einschließlich Antennenteil 102D) aufweist, das ausgestanzte Teil 106A des Trägers 106 derart in der Durchgangsöffnung 106D angeordnet sein, dass sichergestellt ist, dass die Unterbrechung der Antenne 102 bestehen bleibt. Beispielsweise kann das formgleiche Element gedreht um eine Achse, die senkrecht zu einer Hauptebene des ausgestanzten Teils 106A des Trägers 106 ist oder innerhalb der Hauptebene liegt, in der Durchgangsöffnung 106D angeordnet sein.
In 2B ist eine solche Anordnung mittels einer schematischen Darstellung veranschaulicht. Dabei ist das ausgestanzte Teil 106A des Trägers 106 in die in dem Träger 106 durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung 106D derart in einer Trägerebene (d.h. um eine zu der Hauptebene des ausgestanzten Teils senkrechte Achse) verdreht angeordnet, dass die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt. Die Drehrichtung ist in 2B mittels eines Pfeils angedeutet. Ein Drehwinkel ist dabei groß genug gewählt (hier beispielhaft etwa 90°), dass die Unterbrechung der Antenne 102 sichergestellt ist.
Zum Erzielen dieser Anordnung kann das Teil 106A zunächst aus dem Träger 106 ausgestanzt werden. Daraufhin kann das ausgestanzte Teil 106A gedreht werden (z.B. um 90° innerhalb der Ebene des ausgestanzten Teils 106A) und verdreht wieder in die entstandene Durchgangsöffnung 106D eingefügt werden. Anschließend kann das Teil 106D am Träger 106 fixiert werden, z.B. mittels Wärme oder Ultraschall.
2C zeigt eine fotografische Detailansicht eines Trägers, bei welchem das ausgestanzte Teil 106A wie in 2B veranschaulicht angeordnet ist.
In 2D ist eine weitere der oben beschriebenen Anordnungen mittels einer schematischen Darstellung veranschaulicht. Dabei ist das ausgestanzte Teil 106A des Trägers 106 in die in dem Träger 106 durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung 106D derart um eine in der Trägerebene liegende Achse 224 verdreht angeordnet, dass die Antenne 102 elektrisch unterbrochen verbleibt. Die Drehrichtung ist in 2D mittels eines Pfeils angedeutet. Eine Orientierung der Achse 224 ist dabei so gewählt, beispielsweise in einem spitzen Winkel zur Antenne 102, dass die Unterbrechung der Antenne 102 nach dem Verdrehen um die Achse 224 sichergestellt ist.
Zum Erzielen der Anordnung aus 2D kann das Teil 106A zunächst derart aus dem Träger 106 ausgestanzt werden, beispielsweise mittels eines Locheisens, bei welchem die Schneide zum Stanzen nicht als vollständiger Ring ausgebildet ist, sondern an zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Rings nicht ausgebildet ist. Daraufhin kann das ausgestanzte Teil 106A um 180° umgedreht werden, so dass das umgedrehte Teil 106A in der Durchgangsöffnung 106D verbleibt. Anschließend kann das Teil 106D am Träger 106 fixiert werden, z.B. mittels Wärme oder Ultraschall.
2E zeigt eine fotografische Detailansicht eines Trägers, bei welchem das ausgestanzte Teil 106A wie in 2D veranschaulicht angeordnet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Vorrichtung, welche zum Ausbilden der Durchgangsöffnung eingerichtet ist, auch als Ausstanzvorrichtung oder Stanzvorrichtung bezeichnet, ferner eingerichtet sein, beim Ausstanzen (oder Ausschneiden oder Schleifen) zwei einander gegenüberliegende (z.B. auf der Drehachse 224 liegende) Verbindungsbereiche zu belassen, wobei eine Füllvorrichtung, welche zum Einbetten des formgleichen Elements 222 in die Durchgangsöffnung vorgesehen ist, eingerichtet sein kann, den Teil des Trägers 106A beim Füllen derart zu drehen, dass die Verbindungsbereiche als die Drehachse 224 wirken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das formgleiche Element 222 im Träger 106 fixiert sein, beispielsweise indem eine Kontaktfläche zwischen dem formgleichen Element 222 und dem Träger 106 mit einem Haftmittel versehen ist bzw. wird oder, z.B. mittels Erhitzens, verschweißt ist bzw. wird.
3A, 3B und 3C zeigt jeweils eine schematische Draufsicht einer Antennenstruktur 102 zum Ausbilden einer Antennenstruktur 102 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
In 3A, 3B und 3C ist jeweils eine Antennenstruktur 102 vor dem Abstimmen mittels Ausbildens der Durchgangsöffnung 106D und Füllens der Durchgangsöffnung dargestellt.
Jede der Antennenstrukturen 102 weist einen Abstimmungsbereich 102A auf, welcher für das Ausbilden der Durchgangsöffnung 106D vorgesehen ist.
Bei der Antennenstruktur 200b aus 3A ist der Abstimmungsbereich 102A in einem zentralen Bereich des Trägers 106 ausgebildet und weist lediglich einen gerade verlaufenden kapazitiven Abschnitt der Antenne 102 auf.
Bei der Antennenstruktur 200c aus 3B ist der Abstimmungsbereich in einem zentralen Bereich des Trägers 106 als eine mäanderförmige Struktur ausgebildet.
Bei der Antennenstruktur 200d aus 3C ist der Abstimmungsbereich 102A in einem Randbereich des Trägers 106 als eine mäanderförmige Struktur ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann anstelle eines Verwendens eines vorgefertigten formgleichen Teils 222 das formgleiche Teil 222 während des Füllens der Durchgangsöffnung 106D gebildet werden, beispielsweise mittels 3D-Druckens oder eines anderen bekannten Verfahrens.
Zum Füllen der Durchgangsöffnung 106D kann ein elektrisch isolierendes Material verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Antenne 102 an der Durchgangsöffnung 106D unterbrochen bleibt.
Ein solches Füllverfahren ist in 4A und 4B veranschaulicht.
4A zeigt eine fotografische Detailansicht 401a und eine schematische Seitenansicht 401b eines Trägers 106 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei welchem ein Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne 102 ausgestanzt ist, so dass die Durchgangsöffnung 106D gebildet ist und somit die Antenne 102 in einem Abstimmbereich 102A unterbrochen ist.
4B zeigt eine fotografische Detailansicht 402a und eine schematische Seitenansicht 402b des Teils des Trägers aus 4A, bei welchem schematisch veranschaulicht ist, dass die durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung 106D derart mit einem Füllmaterial aufgefüllt ist, dass die Antenne 102 elektrisch unterbrochen verbleibt.
Das Füllmaterial kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Material des Trägers 106 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Füllmaterial ein anderes elektrisch isolierendes Material aufweisen.
5 zeigt eine schematische Draufsicht einer Chipkarte 500 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Die Chipkarte 500 kann eine der oben beschriebenen Antennenstrukturen 102 aufweisen. Ferner kann die Chipkarte 500 ein Chipmodul 104 aufweisen, welches wie oben beschrieben als CoM-Modul 104 ausgebildet sein kann und eingerichtet sein kann, mit dem induktiven Kopplungsbereich 102Ls2 zu koppeln.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Einrichtung 600 zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise wie oben im Zusammenhang mit 2A bis 2E, 3A bis 3C, 4A und 4B und 5 beschrieben.
Die Einrichtung 600 kann eine Aufbringvorrichtung 660 zum Aufbringen einer Antenne auf einen Träger aufweisen. Wie oben beschrieben kann die Aufbringvorrichtung 660 beispielsweise eine Sonotrode sein, welche eingerichtet sein kann, einen Draht, z.B. einen Runddraht, z.B. einen Kupfer-Runddraht, in einen Träger einzubetten, z.B. unter Verwendung von Ultraschall. Mittels des fortschreitenden Einbettens kann die Antenne im Träger verlegt werden.
Die Einrichtung 600 kann ferner eine Stanzvorrichtung 662, z.B. ein Locheisen, aufweisen zum Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne. Die Stanzvorrichtung 662 kann so eingerichtet sein, dass sie zumindest in einem für die Abstimmung der Antenne vorgesehenen Abstimmungsbereich (siehe dazu die Beschreibung oben) positionierbar ist, beispielsweise beliebig in dem Bereich positionierbar.
Die Einrichtung 600 kann ferner eine Füllvorrichtung 664 zum Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine im Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung aufweisen, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Füllvorrichtung 664 eingerichtet sein, den Teil des Trägers nach dem Ausstanzen zu drehen und in der Durchgangsöffnung anzuordnen, beispielsweise wie oben im Zusammenhang mit 2B und 2C (wo das Drehen innerhalb einer Hauptebene des Teils des Trägers erfolgt) bzw. 2D und 2E (wo das Drehen um eine innerhalb einer Hauptebene des Teils des Trägers liegende Achse erfolgt) beschrieben.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, wie im Zusammenhang mit 2D und 2E beschrieben, kann die Stanzvorrichtung eingerichtet sein, beim Ausstanzen zwei einander gegenüberliegende Verbindungsbereiche zu belassen, wobei die Füllvorrichtung 664 eingerichtet sein kann, den Teil des Trägers beim Füllen derart zu drehen, dass die Verbindungsbereiche als eine Drehachse wirken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise in einem Fall, dass das ausgestanzte Teil selbst zum Füllen der Durchgangsöffnung verwendet wird, kann die Füllvorrichtung mit der Stanzvorrichtung eine integrierte Einheit bilden. Die Stanz-Füllvorrichtung kann beispielsweise ein Stanzeisen aufweisen, welches eingerichtet ist, das Teil auszustanzen und im Locheisen aufzunehmen, das Locheisen mit dem ausgestanzten Teil zu drehen und dann das ausgestanzte Teil in der Durchgangsöffnung zu positionieren.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, wie im Zusammenhang mit 4A und 4B beschrieben, kann die Füllvorrichtung einen 3D-Drucker aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Einrichtung ferner eine Messvorrichtung (in 6 nicht dargestellt, aber siehe 7 für eine beispielhafte Ausführungsform) zum Messen der Resonanzfrequenz aufweisen, wobei die Resonanzfrequenz der Antenne unter Berücksichtigung der gemessenen Resonanzfrequenz eingestellt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Messvorrichtung eingerichtet sein, zum Messen der Resonanzfrequenz einen Dirac-Impuls auszusenden und eine dadurch mittels der Antenne erzeugte Impulsantwort zu erfassen.
7 zeigt, wie oben beschrieben, eine fotografische Darstellung einer Messvorrichtung zum Ermitteln einer Resonanzfrequenz einer Antennenstruktur zum Verwenden in einer Einrichtung zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Beispielhaft ist ein herkömmliches so genanntes Dirac-Testsystem dargestellt, welches es ermöglicht, die Resonanzfrequenz F_res und eine Qualität Q einer Antennenstruktur (welche z.B. Teil einer Chipkarte sein kann) zu messen.
Das Dirac-Testsystem 700 kann derart eingerichtet sein, dass es möglich ist, auch noch nicht vollständig fertiggestellte Produkte, z.B. Träger mit Antennen zum Integrieren, z.B. Einlaminieren, in eine Chipkarte zu messen.
Das Dirac-Testsystem 700 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingerichtet sein, die Antennenstruktur zu vermessen, indem es einen Dirac-Testpuls aussendet und die elektromagnetische Oszillationsantwort der Antenne mit seiner Empfängerantenne erfasst.
Die Resonanzfrequenz F_res und eine so genannte Q-Form (Q), welche ein Maß für eine Qualität der Resonanz der Antenne darstellt, können mittels eines Algorithmus berechnet werden, der einen Least-Square-Fit (Methode der kleinsten Quadrate) oder eine Fast Fourier Transformation (FFT, schnelle Fourier-Transformation) durchführt.
Das Dirac-Testsystem 700 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingerichtet sein, Antennenstrukturen mit einer Resonanzfrequenz F_res in einem Bereich von 10 bis 70 MHz und Qualitäten mit Werten zwischen 2 und 40 zu vermessen.
Der Messvorgang kann beim Dirac-Testsystem 700 schneller und präziser sein als bei einem Netzwerk-Analysator und/oder als bei einem Impedanz-Analysator.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Messvorrichtung eingerichtet sein, die Resonanzfrequenz wiederholt oder kontinuierlich zu erfassen, beispielsweise in einem Fall, dass die Messvorrichtung Teil einer Fertigungsstraße ist und die Resonanzfrequenzen mehrerer nacheinander zu fertigender Antennenstrukturen zu messen sind, und/oder in einem Fall, in welchem die mittels Erzeugens der Durchgangsöffnung erzielte Resonanzfrequenz noch einmal oder weiterhin ermittelt wird und gegebenenfalls durch nochmaliges Anbringen einer weiteren Durchgangsöffnung oder Erweitern der vorher gebildeten Durchgangsöffnung nachgebessert wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 800 zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren 800 kann ein Aufbringen einer Antenne auf einen Träger aufweisen (bei 810), ein Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne (bei 820), und ein Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt (bei 830).
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 900 zum Bilden einer Antennenstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren 900 kann ein Herstellen einer Boosterantenne (Boosterantennenfolie) aufweisen (bei 910), ein Messen der Werte der Boosterantenne (Resonanzfrequenz F_res ) (bei 920) und ein Anpassen der Resonanzfrequenz der Antenne mittels Stanzens, Schleifens oder Schneidens (bei 930).
Das Verfahren 900 kann ferner ein Einfügen eines zu dem mittels des Stanzens, Schleifens oder Schneidens entfernten Element formgleichen Elements in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung aufweisen, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt (nicht dargestellt).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung der Vorrichtung und umgekehrt.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Antennenstruktur, • Aufbringen einer Antenne auf einen Träger; • Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne; • Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine in dem Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei durch das Ausstanzen die Kapazität der Antenne vermindert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, • wobei die Antenne einen induktiven Bereich und einen kapazitiven Bereich aufweist; und • wobei der Teil der Antenne in dem kapazitiven Bereich der Antenne ausgestanzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mittels des Ausstanzens die Resonanzfrequenz erhöht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: • vor dem Ausstanzen, Messen der Resonanzfrequenz der Antenne; • wobei die Resonanzfrequenz der Antenne unter Berücksichtigung der gemessenen Resonanzfrequenz eingestellt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das formgleiche Element abgesehen von der Antenne das gleiche Material und/oder die gleiche Schichtenfolge aufweist wie das ausgestanzte Teil.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das formgleiche Element ferner einen Teil der Antenne aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das formgleiche Element derart verdreht und/oder verkippt in dem Träger angeordnet ist, dass die elektrische Unterbrechung der Antenne im Träger gewährleistet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einfügen des formgleichen Elements ein Einfügen des ausgestanzten Teils des Trägers aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das formgleiche Element einem vom Träger separaten weiteren Träger entnommen ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufbringen der Antenne auf den Träger ein Aufbringen eines Antennendrahts aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Antennendraht einen Antennen-Runddraht aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Aufbringen des Antennendrahts auf den Träger ein Einbetten des Antennendrahts in den Träger aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: nach dem Einfügen des formgleichen Elements, Fixieren des formgleichen Elements im Träger.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 14, wobei das Messen der Resonanzfrequenz ferner nach dem Ausstanzen oder kontinuierlich erfolgt.
Antennenstruktur, aufweisend; • einen Träger; • eine Antenne auf dem Träger; • eine Durchgangsöffnung durch einen Teil des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne; • ein in die Durchgangsöffnung eingebrachtes und diese auffüllendes Element, wobei die Antenne mittels des Elements elektrisch unterbrochen verbleibt.
Antennenstruktur gemäß Anspruch 16, wobei die Antenne eine Drahtantenne aufweist.
Antennenstruktur gemäß Anspruch 17, wobei die Drahtantenne einen Runddraht aufweist.
Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, • wobei die Antenne einen induktiven Bereich und einen kapazitiven Bereich aufweist; und • wobei die Unterbrechung in dem kapazitiven Bereich der Antenne angeordnet ist.
Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das formgleiche Element abgesehen von der Antenne das gleiche Material und/oder die gleiche Schichtenfolge aufweist wie das ausgestanzte Teil.
Antennenstruktur gemäß Anspruch 20, wobei das formgleiche Element ferner die Antenne aufweist.
Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei das formgleiche Element das ausgestanzte Teil des Trägers aufweist.
Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei das formgleiche Element einem vom Träger separaten weiteren Träger entnommen ist.
Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei die Drahtantenne in den Träger eingebettet ist.
Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei das formgleiche Element im Träger fixiert ist.
Boosterantenne mit einer Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 25.
Boosterantenne gemäß Anspruch 26, wobei die Boosterantenne mindestens einen induktiven Kopplungsbereich aufweist.
Chipkarte, aufweisend: • eine Antennenstruktur gemäß einem der Ansprüche 16 bis 25; und • einen Chip, • wobei die Antenne eine Boosterantenne der Chipkarte bildet.
Einrichtung zum Bilden einer Antennenstruktur, aufweisend: • eine Aufbringvorrichtung zum Aufbringen einer Antenne auf einen Träger; • eine Stanzvorrichtung zum Ausstanzen eines Teils des Trägers mit einem Teil der Antenne, so dass die Antenne unterbrochen ist zum Einstellen einer Resonanzfrequenz der Antenne; • eine Füllvorrichtung zum Einfügen eines zu dem ausgestanzten Teil des Trägers formgleichen Elements in eine im Träger durch das Ausstanzen gebildete Durchgangsöffnung, wobei die Antenne elektrisch unterbrochen verbleibt.
Einrichtung gemäß Anspruch 29, • wobei die Stanzvorrichtung eingerichtet ist, beim Ausstanzen zwei einander gegenüberliegende Verbindungsbereiche zu belassen, und • wobei die Füllvorrichtung eingerichtet ist, den Teil des Trägers beim Füllen derart zu drehen, dass die Verbindungsbereiche als eine Drehachse wirken.
Einrichtung gemäß Anspruch 29, wobei die Füllvorrichtung einen 3D-Drucker aufweist.