DE102018112476B4 - Method and production plant for producing a foil substrate - Google Patents
Method and production plant for producing a foil substrate Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018112476B4 DE102018112476B4 DE102018112476.7A DE102018112476A DE102018112476B4 DE 102018112476 B4 DE102018112476 B4 DE 102018112476B4 DE 102018112476 A DE102018112476 A DE 102018112476A DE 102018112476 B4 DE102018112476 B4 DE 102018112476B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chip
- substrate
- chip module
- cavity
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07718—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being manufactured in a continuous process, e.g. using endless rolls
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
- G06K19/07773—Antenna details
- G06K19/07775—Antenna details the antenna being on-chip
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
- G06K19/07773—Antenna details
- G06K19/07777—Antenna details the antenna being of the inductive type
- G06K19/07779—Antenna details the antenna being of the inductive type the inductive antenna being a coil
- G06K19/07783—Antenna details the antenna being of the inductive type the inductive antenna being a coil the coil being planar
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
- G06K19/07773—Antenna details
- G06K19/07794—Antenna details the record carrier comprising a booster or auxiliary antenna in addition to the antenna connected directly to the integrated circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49855—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers for flat-cards, e.g. credit cards
Abstract
Verfahren zum Herstellen eines nach dem induktiven Kopplungsprinzip arbeitenden Transponder-Foliensubstrats, das zumindest ein Chipmodul (20) mit Loop-Antenne (68) trägt, das im Bereich eines Windungsfensters (72) einer Booster-Antenne (8) eingesetzt ist und mit den Schritten:- Bereitstellen eines Leadframetapes (2) mit dem Chipmodul (20),- Bereitstellen eines Substrats (6) mit zumindest einer Booster-Antenne (8) und partielles Umformen des Substrats (6) derart, dass eine Kavität (64) zur Aufnahme des Chipmoduls (20) ausgebildet wird, wobei das partielle Umformen vorzugsweise mittels eines Ultraschallwerkzeugs (32) und eines Formwerkzeugs (30) erfolgt, wobei das Formwerkzeug (30) chipseitig und das Ultraschallwerkzeug (32) von der vom Chipmodul (20) abgewandten Seite her das Substrat (6) beaufschlagen,- Trennen des Chipmoduls (20) vom Leadframetape (2),- Einlegen des Chipmoduls (20) in die Kavität (64) und- Verkleben des Chipmoduls (20) in der Kavität (64).Method for producing a transponder film substrate working according to the inductive coupling principle, which carries at least one chip module (20) with a loop antenna (68), which is used in the area of a turn window (72) of a booster antenna (8) and with the steps :- Providing a leadframe tape (2) with the chip module (20),- Providing a substrate (6) with at least one booster antenna (8) and partial reshaping of the substrate (6) in such a way that a cavity (64) for receiving the chip module (20) is formed, with the partial reshaping preferably taking place by means of an ultrasonic tool (32) and a forming tool (30), the forming tool (30) on the chip side and the ultrasonic tool (32) on the side facing away from the chip module (20). Apply substrate (6), - separating the chip module (20) from the leadframe tape (2), - inserting the chip module (20) into the cavity (64) and - gluing the chip module (20) in the cavity (64).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Foliensubstrats gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5 und eine Fertigungsanlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for producing a film substrate according to the preamble of
Derartige Foliensubstrate werden beispielsweise zum Herstellen von Transponderinlays von Kredit- und Bankkarten, eID-Karten, Sicherheitsausweisen, Pässen, Prestigekarten, etc. verwendet.Film substrates of this type are used, for example, to produce transponder inlays for credit and bank cards, eID cards, security IDs, passports, prestige cards, etc.
Herkömmliche Standard-Inlays haben vier Schichten, die durch Einwirkung von Druck und/oder Temperatur während einer vorbestimmten Laminierzeit laminiert werden. Zur Aufnahme eines Chipmoduls werden aus dem Substrat Fenster ausgestanzt, in die die Chipmodule eingelegt werden. Zur Lagefixierung der Chipmodule können diese mit einem in das Stanzfenster dosierten Klebstoff oder einem aushärtenden Füllmaterial fixiert werden, wobei das Chipmodul nach unten hin über eine unterseitig aufgebrachte Overlayfolie abgestützt ist.Conventional standard inlays have four layers that are laminated by applying pressure and/or temperature during a predetermined lamination time. To accommodate a chip module, windows are punched out of the substrate, into which the chip modules are inserted. To fix the position of the chip modules, they can be fixed with an adhesive metered into the punched window or with a hardening filling material, with the chip module being supported at the bottom by an overlay film applied on the underside.
Beispielsweise bei Bank- oder Kreditkarten wird mittels einer an sich bekannten Drahtverlegetechnik eine definierte Antenne in eine Kernfolie eingeschweißt und physikalisch mit dem Chipmodul verbunden. Dieses Verbinden kann beispielsweise durch Thermokompressionsschweißen mittels einer Wolframelektrode erfolgen. Auf diesen Aufbau mit der unterseitigen Overlayfolie, dem ausgestanzten Substrat, in dem eine Vielzahl von Fenstern zur Aufnahme von Chipmodulen vorgesehen ist, wird dann nach dem Verkleben/Vergießen ein weiteres Overlay und ein Deckbogen aufgebracht.For example, in the case of bank or credit cards, a defined antenna is welded into a core foil using a wire laying technique that is known per se and is physically connected to the chip module. This connection can be done, for example, by thermocompression welding using a tungsten electrode. After the gluing/potting, a further overlay and a cover sheet are then applied to this structure with the overlay film on the underside, the punched-out substrate in which a multiplicity of windows are provided for accommodating chip modules.
Die Herstellung derartiger herkömmlicher Karten mit mechanischer/physikalischer Kontaktierung einer Antenne mit einem Chipmodul ist beispielsweise in den Druckschriften
Wie erläutert, besteht ein Nachteil derartiger Transponderinlays darin, dass ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um die Chipmodule nur mit den jeweiligen Antennen zu verbinden. Des Weiteren erfordert das Ausstanzen der Fenster in der Substratschicht zur Aufnahme der Chipmodule einen erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Materialeinsatz bei derartigen Transponderinlays sehr hoch ist, da beispielsweise ein Standardinlay aus vier Lagen besteht, so dass entsprechend ein großer logistischer und organisatorischer Aufwand erforderlich ist, um die jeweiligen Materialien der Standardinlays bereitzustellen.As explained, a disadvantage of such transponder inlays is that a considerable outlay in terms of device technology is required in order to connect the chip modules only to the respective antennas. Furthermore, the punching out of the windows in the substrate layer to accommodate the chip modules requires a considerable outlay in terms of device technology. Another disadvantage is that the amount of material used in transponder inlays of this type is very high, since a standard inlay consists of four layers, for example, so that a great deal of logistical and organizational effort is required to provide the respective materials of the standard inlays.
In der
Das Dokument
In der
Das Dokument
In der
Bei all diesen Lösungen muss entweder in das Substrat ein Fenster zur Aufnahme des Chipmoduls gestanzt werden oder aber in relativ aufwendiger Weise eine Vertiefung eingebracht werden, in die das Chipmodul eingelegt werden kann. Beide Vorgehensweisen erfordern einen erheblichen verfahrenstechnischen Aufwand.In all of these solutions, either a window for receiving the chip module has to be punched into the substrate, or a depression into which the chip module can be inserted has to be made in a relatively complex manner. Both procedures require a considerable process engineering effort.
Ein weiterer Nachteil derjenigen bekannten Verfahren, bei denen der Chip durch Kleben befestigt ist, besteht darin, dass diese Verfahren vorsehen, den Klebefilm im Bereich des Chips bzw des diesen am Chipmodul haltenden Globe Top in aufwändiger Weise auszusparen.A further disadvantage of those known methods in which the chip is attached by gluing is that these methods provide for the adhesive film to be cut out in the area of the chip or the globe top holding it on the chip module in a complex manner.
Aus der
Die
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Fertigungsanlage zu schaffen, durch die das Herstellen eines Foliensubstrats gegenüber den herkömmlichen Lösungen bei erhöhter Betriebssicherheit vereinfacht ist.In contrast, the invention is based on the object of creating a method and a production system by means of which the production of a film substrate is simplified in comparison to the conventional solutions with increased operational reliability.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 oder durch ein Verfahren mit der Merkmalskombination des Patentanspruches 5 und im Hinblick auf die Fertigungsanlage durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 12 gelöst.With regard to the method, this object is achieved by the combination of features of
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Herstellen eines Transponder-Foliensubstrats, das eine Vielzahl von Chipmodulen mit einer Loop-Antenne (siehe beispielsweise
In beiden Fällen der Verarbeitung des elektronischen Datenträgers werden diese gemäß einem Ausführungsbeispiel in eine bestimmte Position innerhalb einer Booster-Antenne platziert. Je nach Anwendung und Resonanzverhalten des Chips (Chipaufbau) ist ein bestimmtes Antennendesign mit einer passenden Güte und Qualität der Booster-Antenne erforderlich. Beide oben genannten Arten von elektronischen Datenträgern haben eine Loop-Antenne. Die Booster-Antennen-Geometrie hat ein definiertes Windungsfenster in das die elektronischen Datenträger genau eingesetzt werden müssen. Auf die unterschiedlichsten Geometrien der Booster-Antennen, oder unterschiedlichen Herstellungsarten von Booster-Antennen (drahtverlegt, gewickelt, geätzt, gedruckt, gestanzt, etc.) wird hier nicht eingegangen.In both cases of processing the electronic data carrier, according to one exemplary embodiment, these are placed in a specific position within a booster antenna. Depending on the application and the resonance behavior of the chip (chip structure), a specific antenna design with a suitable booster antenna quality is required. Both of the above types of electronic data carriers have a loop antenna. The booster antenna geometry has a defined winding window into which the electronic data carriers must be inserted precisely. The different geometries of the booster antennas, or different types of production of booster antennas (wired, wound, etched, printed, punched, etc.) are not discussed here.
Bei einer alternativen Lösung wird die Booster-Antenne auf einer Seite des Substrats angeordnet, während das Chipmodul mit der Loop-Antenne gegenüberliegend auf der Rückseite des Substrats positioniert ist. D. h., bei einer derartigen Lösung wird das Chipmodul mit der Loop-Antenne nicht in einem Windungsfenster der Booster-Antenne positioniert sondern die Anntennenbereiche liegen auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats und überlappen einander. Eine derartige Lösung hat den Vorteil, dass die Induktion gegenüber der erstgenannten Lösung verbessert ist.In an alternative solution, the booster antenna is arranged on one side of the substrate, while the chip module with the loop antenna is positioned opposite on the back of the substrate. That is, with such a solution, the chip module with the loop antenna is not positioned in a winding window of the booster antenna, but rather the antenna areas lie on opposite sides of the substrate and overlap one another. Such a solution has the advantage that the induction is improved compared to the first-mentioned solution.
Kommt ein Transponderinlay mit Booster-Antenne und Chipmodul mit Loop-Antenne oder mit einem Chip und integrierter Loop-Antenne in ein elektronisches Feld (z. B. ein Lesegerät bei Passkontrollen, oder Türöffner, etc.) so wird eine „mini“ Induktionsspannung erzeugt. Mit dieser Minienergie wird nun über induktive Kopplung (Loop-Antenne/Datenträger-Booster-Antenne) der Chip mit Energie versorgt. Diese Energie ist ausreichend um den Chip „zum Leben zu erwecken“ und somit können die Daten des Chips via der Booster-Antenne an ein Lesegerät gesendet werden.If a transponder inlay with booster antenna and chip module with loop antenna or with a chip and integrated loop antenna comes into an electronic field (e.g. a reader at passport controls, or door opener, etc.), a "mini" induction voltage is generated . The chip is now supplied with energy using this mini-energy via inductive coupling (loop antenna/data carrier booster antenna). This energy is sufficient to "bring the chip to life" and thus the chip's data can be sent to a reading device via the booster antenna.
In diesem Zusammenhang sei nochmals erwähnt, dass der eingangs genannte Stand der Technik konventionelle Chipmodule betrifft, bei denen eine mechanisch, physikalische Verbindung des Chipmodules oder der Chips mit der Antenne notwendig ist. Mit der Verwendung von Chipmodulen mit induktiver Kopplung oder Chips mit integrierter Loop-Antenne ist diese mechanisch/physikalische Verbindung mit der Antenne nicht mehr notwendig. Das Kontaktieren, meistens Thermokompressionsschweißen mit einer Wolfram Elektrode oder auch ein Lötprozess entfällt komplett. Diese Kontaktierprozesse, wie das Thermokompressionsschweißen und das Löten, stellen auch heutzutage immer noch einen sehr kritischen Prozess in der Transponderfertigung dar.In this context, it should be mentioned again that the prior art mentioned at the outset relates to conventional chip modules in which a mechanical, physical connection of the chip module or the chips to the antenna is necessary. With the use of chip modules with inductive coupling or chips with an integrated loop antenna, this mechanical/physical connection to the antenna is no longer necessary. Contacting, mostly thermocompression welding with a tungsten electrode or even a soldering process, is completely eliminated. These contacting processes, such as thermocompression welding and soldering, are still a very critical process in transponder production today.
Die Erfindung befasst sich mit der Vereinfachung der Herstellung eines Transponder-Foliensubstrates, wobei eine induktive Kopplung von Datenträger und Booster-Antennen erfolgt. Wie beschrieben entfällt erfindungsgemäß die mechanisch/physikalische Verbindung des Datenträgers mit der Antenne. Eine weitere große Kosteneinsparung besteht in der Verarbeitung von Chips mit integrierter Loop-Antennen Layer, da dann zusätzlich die Modul- und Leadframe Kosten eingespart werden können. Ferner wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem nur ein Foliensubstrat notwendig ist um den Datenträger zu fixieren. Durch eine spezielle Kavitätenformung, um Platz für den Datenträger zu schaffen, muss nicht gestanzt werden.The invention deals with simplifying the production of a transponder film substrate, with an inductive coupling of data carrier and booster antennas taking place. As described, according to the invention there is no mechanical/physical connection of the data carrier to the antenna. Another major cost saving consists in the processing of chips with an integrated loop antenna layer, since the module and leadframe costs can then also be saved. Furthermore, an embodiment is described in which only one film substrate is required to fix the data carrier. A special cavity formation to create space for the data carrier does not have to be punched.
Für die Verarbeitung von Chipmodulen mit Loop-Antennen werden die Chipmodule in Leadframe-Form bereitgestellt. Typischer Weise in genormten 35mm Bändern mit einer ebenfalls genormten Perforation. Blanke, beziehungsweise „nackte“ Chips mit integrierten Loop-Antennen im Chipaufbau werden im Wafer Format vereinzelt und dem Foliensubstrat zugeführt.The chip modules are provided in leadframe form for processing chip modules with loop antennas. Typically in standardized 35mm tapes with an also standardized Perforation. Bare or "naked" chips with integrated loop antennas in the chip structure are separated in wafer format and fed to the foil substrate.
Der Erfinder behält sich vor, ein eigenes Patentbegehren auf diese Verarbeitung von „nackten“ Chips mit integrierter Loop-Antenne in Waferform zu richten.The inventor reserves the right to submit his own patent application for this processing of “naked” chips with an integrated loop antenna in wafer form.
Ein erster Verfahrensschritt zur Verarbeitung der Chipmodule ist die Bearbeitung der Bänder. In einer an sich bekannten Weise wird auf das Chipmodul-Leadframe ein hitzeaktivierbarer Klebefilm aufgebracht. Der hitzeaktivierbare Klebefilm befindet sich dabei auf einem siliconartigen Tape, dem sogenannten Release Tape. Die Druckschrift
Bei einer Variante der Erfindung kann vor dem Verkleben der jeweils verwendete Kleber/Klebefilm durch Ultraschall, Druck und/oder Wärme voraktiviert werden. Diese Voraktivierung erfolgt vorzugsweise mittels Druck und kurzzeitiger direkter Temperaturbeaufschlagung.In a variant of the invention, the adhesive/adhesive film used in each case can be preactivated by ultrasound, pressure and/or heat prior to bonding. This pre-activation preferably takes place by means of pressure and short-term direct exposure to temperature.
Nach dem Verkleben kann ein Deckbogen auf das Foliensubstrat aufgebracht werden. Erfindungsgemäß kann dieser Deckbogen durch Temperaturbeaufschlagung oder durch Ultraschallbeaufschlagung fixiert werden. Der Deckbogen dient dabei in erster Linie als Schutzschicht für die Booster-Antenne, wobei Windungssprünge der Booster-Antenne überdeckt sind. Die Fixierpunkte des Deckbogens sind so ausgelegt, dass der Transponderbogen für den folgenden Fertigungsschritt einfach handzuhaben ist.After bonding, a cover sheet can be applied to the film substrate. According to the invention, this cover sheet can be fixed by applying heat or by applying ultrasound. The cover sheet serves primarily as a protective layer for the booster antenna, with winding jumps of the booster antenna being covered. The fixing points of the cover sheet are designed in such a way that the transponder sheet is easy to handle for the following production step.
Alternativ können die Windungssprünge der Booster-Antenne auch in das Substrat versenkt werden, so dass diese Windungssprünge und die gesamte Booster-Antenne planar zur Substratoberfläche verläuft. Dieses Versenken/Einbetten der Windungssprünge kann beispielsweise über ein erwärmtes Presswerkzeug oder ein geeignetes Ultraschallwerkzeug oder in sonstiger Weise erfolgen.Alternatively, the jumps in the turns of the booster antenna can also be sunk into the substrate, so that these jumps in the turns and the entire booster antenna run planar to the substrate surface. This countersinking/embedding of the winding jumps can take place, for example, using a heated pressing tool or a suitable ultrasonic tool or in some other way.
Der Anmelder behält sich vor, auf die Anordnung von Booster-Antenne und Loop-Antenne auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats einen eigenen unabhängigen Anspruch zu richten.The applicant reserves the right to submit his own independent claim to the arrangement of the booster antenna and the loop antenna on opposite sides of the substrate.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn vor dem Einlegen der Datenträger (Chipmodule) die Antennen, insbesondere die Booster-Antenne eine Qualitätsprüfung durchlaufen. Dabei kann beispielsweise mittels eines Netzwerk-Analyzers die Resonanzfrequenz oder der Q-Faktor oder sonstige spezifische Parameter der Antenne geprüft werden. Für den Fall das eine dieser Antennen fehlerbehaftet ist, werden entsprechend über eine geeignete Steuerung keine Datenträger in der fehlerhaften kritischen Antenne platziert.Furthermore, it is advantageous if the antennas, in particular the booster antenna, undergo a quality check before the data carriers (chip modules) are inserted. The resonant frequency or the Q factor or other specific parameters of the antenna can be checked, for example, using a network analyzer. In the event that one of these antennas is faulty, no data carriers are placed in the faulty critical antenna via a suitable control.
Das Leadframe-Tape besteht vorzugsweise aus drei Lagen: das Leadframe, der hitzeaktivierbare Kleberfilm und das Release Tape. Dieses dreilagige Leadframe-Tape wird beispielsweise einer Fertigungsanlage zugeführt und durch Stanzen werden die Chipmodule vom Leadframe vereinzelt und dem Foliensubstrat zugeführt. Kurz vor dem Stanzen wird noch das Release Tape abgezogen. Der Stanzstempel stanzt auf der Chipseite das Chipmodul aus und ein Vakuum beaufschlagtes Abnahmewerkzeug positioniert den Datenträger in die Kavität des Foliensubstrates.The leadframe tape preferably consists of three layers: the leadframe, the heat-activatable adhesive film and the release tape. This three-layer leadframe tape is fed to a production facility, for example, and the chip modules are separated from the leadframe by punching and fed to the film substrate. The release tape is removed just before punching. The punch punches out the chip module on the chip side and a vacuum-loaded removal tool positions the data carrier in the cavity of the film substrate.
Die Kavitätenformung wird vorzugsweise mit einem Formwerkzeug unter vertikaler Kraft durchgeführt. Das Formwerkzeug prägt die Kavität für das Chip Modul, sodass das Chipmodul beispielsweise bündig mit der Oberkante des Foliensubstrates ist. Ein Ultraschallwerkzeug, das als Amboss dient, erwärmt das Material kurzzeitig, so dass das Prägen für das Material schonender vollzogen werden kann. Die Druckschrift
Die erfindungsgemäße Fertigungsanlage, die insbesondere zur Durchführung des oben genannten Verfahrens geeignet ist, hat eine Substratzuführung, wobei das Substrat vorzugsweise in Bogen- oder Endlos-Folienform zugeführt wird.The production plant according to the invention, which is particularly suitable for carrying out the above-mentioned method, has a substrate feed, the substrate preferably being fed in the form of a sheet or endless film.
Ein erster Prozessschritt ist, wie oben beschrieben, das Einbringen der Kavität mittels eines Kavitäten-Formpräge-Werkzeugs. Die Position der Kavität befindet sich beispielsweise etwa im entsprechenden Windungsfenster der Booster-Antenne. Durch die Geometrie der Booster- und Loop-Antennen entsteht eine induktive Kopplung. Die Geometrie des Windungsfensters der Booster-Antenne kann auch unterschiedliche Winkellagen haben, somit müssen die Kavitäten analog ebenfalls der Winkellage folgen. Folglich muss auch das Chipmodul mit einem drehbaren Abnahmewerkzeug der Winkellage folgen.As described above, a first process step is the introduction of the cavity using a cavity stamping tool. The position of the cavity is, for example, approximately in the corresponding winding window of the booster system threshing floor The geometry of the booster and loop antennas creates an inductive coupling. The geometry of the winding window of the booster antenna can also have different angular positions, so the cavities must also follow the angular position analogously. Consequently, the chip module must also follow the angular position with a rotatable removal tool.
Wie erläutert, kann das Chipmodul dann in das Windungsfenster der Booster-Antenne eingesetzt werden, so dass Loop-Antenne und Booster-Antenne auf der gleichen Seite angeordnet sind. Bei einer alternativen Lösung ist vorgesehen, die Booster-Antenne auf einer Seite des Substrats auszubilden, während das Chipmodul mit der Loop-Antenne bzw. der Chip mit integrierter Loop-Antenne gegenüberliegend auf der anderen Seite des Substrats eingesetzt ist. Die Kavität kann dann mit der Booster-Antenne überlappen.As explained, the chip module can then be inserted into the winding window of the booster antenna, so that the loop antenna and the booster antenna are arranged on the same side. An alternative solution provides for the booster antenna to be formed on one side of the substrate, while the chip module with the loop antenna or the chip with an integrated loop antenna is inserted opposite on the other side of the substrate. The cavity can then overlap with the booster antenna.
Wie schon bereits beschrieben, kann das Chipmodul an der Fertigungsanlage ausgestanzt werden. Mittels Vakuum wird das Chipmodul beispielsweise von dem Stanzwerkzeug abgenommen und direkt in die Kavität gepresst. Der hitzeaktivierbare Klebefilm befindet sich auf der Chipmodul-Seite. Mittels eines Ultraschallwerkzeugs, auf der gegenüberliegenden Seite der Kavität, wird der hitzeaktivierbare Klebefilm kurzzeitig aktiviert. Die Aktivierung des Klebefilms ist ausreichend, um das Chipmodul zu fixieren damit es für den kurzen Weitertransport des Substrates nicht verrutschen kann. Alternativ kann auch ein Kleberfilm verwendet werden, der anderweitig aktiviert werden kann, z. B. mit Druck und UV Licht oder Mikrowellen, etc.As already described, the chip module can be punched out at the production facility. The chip module is removed from the stamping tool, for example, by means of a vacuum and pressed directly into the cavity. The heat-activatable adhesive film is on the chip module side. The heat-activatable adhesive film is briefly activated on the opposite side of the cavity using an ultrasonic tool. Activation of the adhesive film is sufficient to fix the chip module so that it cannot slip during the brief onward transport of the substrate. Alternatively, an adhesive film can also be used that can be activated in some other way, e.g. B. with pressure and UV light or microwaves, etc.
Das Foliensubstrat mit dem in der Kavität fixierten Chipmodul wird vorzugsweise zu einer Aushärtestation transportiert. Heizstempel mit einer definierten Temperatur, Druck und Zeit aktivieren dann den hitzeaktivierbaren Klebefilm. In einem darauffolgenden Schritt wird das Chipmodul nochmals mit gekühlten Druckstempeln gepresst.The film substrate with the chip module fixed in the cavity is preferably transported to a curing station. Heating stamps with a defined temperature, pressure and time then activate the heat-activatable adhesive film. In a subsequent step, the chip module is pressed again with cooled pressure stamps.
Dabei kann jeder Prozessschritt mit einer Funktionskontrolle des Transponders kontrolliert werden. Am Ende der Fertigung könnte je nach Kundenanforderung noch eine Deckfolie oder ein Deckbogen aufgebracht werden. Dieser Deckbogen dient unter anderem dazu, Windungssprünge der Booster-Antenne zu überdecken.Each process step can be checked with a functional check of the transponder. Depending on customer requirements, a cover film or cover sheet could be applied at the end of production. This cover sheet is used, among other things, to cover the jumps in the turns of the booster antenna.
Bei einer alternativen Lösung können diese Windungssprünge der Booster-Antenne auch in geeigneter Weise in das Substrat versenkt werden. Dieses Versenken kann beispielsweise mittels eines erwärmten Pressstempels oder mittels eines Ultraschallwerkzeugs erfolgen.In an alternative solution, these jumps in the turns of the booster antenna can also be sunk into the substrate in a suitable manner. This countersinking can be done, for example, by means of a heated ram or by means of an ultrasonic tool.
Diese Deckfolie oder dieser Deckbogen kann dann in geeigneter Weise auf der Kernfolie bzw. dem Substrat fixiert werden. Das Fixieren kann beispielsweise mittels eines Heizstiftes oder eines Ultraschallwerkzeugs erfolgen.This cover film or this cover sheet can then be fixed in a suitable manner on the core film or the substrate. Fixing can take place, for example, by means of a heating pin or an ultrasonic tool.
Zum Schluss wird beispielsweise eine finale Funktionskontrolle durchgeführt und ggf. Schlechtteile markiert.Finally, for example, a final functional check is carried out and, if necessary, bad parts are marked.
Das Transponder-Foliensubstrat, auch Transponderinlay genannt, ist nun fertig für die Weiterverarbeitung zum endgültigen Transponder Produkt.The transponder film substrate, also known as the transponder inlay, is now ready for further processing into the final transponder product.
Ähnlich wie die Chipmodul Verarbeitung wird auch die Verarbeitung von einem „nackten“ Chip mit integrierter Loop-Antenne durchgeführt. Lediglich wird, bevor der Chip in die Kavität eingelegt wird, ein Kleber in die Kavität dosiert. Anschließend wird der Chip eingelegt. Um einen Kleber zu aktivieren, können wiederum verschiedene Möglichkeiten in Betracht gezogen werden. Temperatur, Druck, UV Licht, Mikrowellen, etc.Similar to the chip module processing, the processing of a "naked" chip with an integrated loop antenna is also carried out. Only before the chip is inserted into the cavity is an adhesive dosed into the cavity. The chip is then inserted. In order to activate an adhesive, various possibilities can again be considered. Temperature, pressure, UV light, microwaves, etc.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Leadframe-Träger mit einem derartigen Chipmodul bereitgestellt. Des Weiteren wird in an sich bekannter Weise ein Substrat mit einer Vielzahl von Booster-Antennen bereit gestellt, wobei dieses Substrat erfindungsgemäß partiell umgeformt wird, so dass eine Kavität zur Aufnahme eines Chipmoduls ausgebildet wird. Eine derartige Kavität ist dabei jeweils im Bereich einer Booster-Antenne vorgesehen.According to one aspect of the invention, a leadframe carrier with such a chip module is provided. Furthermore, a substrate with a multiplicity of booster antennas is provided in a manner known per se, with this substrate being partially formed according to the invention, so that a cavity for receiving a chip module is formed. Such a cavity is provided in each case in the area of a booster antenna.
In einem sich anschließenden Verfahrensschritt wird ein Chipmodul vom Leadframe-Träger getrennt und in die Kavität eingelegt. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt dann das Verkleben des Chipmoduls in der Kavität.In a subsequent process step, a chip module is separated from the leadframe carrier and placed in the cavity. In a further process step, the chip module is then glued in the cavity.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch die Verwendung der oben genannten Chipmodule keine mechanische Verbindung zwischen dem Chipmodul und der Booster-Antenne hergestellt werden muss, da die Signalübertragung von der in den Chip integrierten kleinen Antenne (Loop-Antenne) auf die Booster-Antenne mittels Funktechnik oder dergleichen erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in dem Substrat kein Fenster ausgestanzt werden muss, da lediglich durch partielles Umformen/Prägen eine Kavität für das Chipmodul hergestellt wird.The inventive method is characterized in that no mechanical connection between the chip module and the booster antenna must be made by using the above chip modules, since the signal transmission from the chip integrated into the small antenna (loop antenna) on the booster -Antenna using radio technology or the like. A further advantage is that no window has to be punched out in the substrate, since a cavity for the chip module is only produced by partial forming/embossing.
Bei einer alternativen Lösung wird das Verfahren weiter vereinfacht, indem auch auf den Leadframeträger verzichtet wird und der „nackte“ Chip direkt in die Kavität eingesetzt wird. Ansonsten entspricht diese Variante dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.In an alternative solution, the process is further simplified by dispensing with the leadframe carrier and inserting the “naked” chip directly into the cavity. Otherwise, this variant corresponds to the above-described off example, so that further explanations are unnecessary.
Die erfindungsgemäße Fertigungsanlage, die insbesondere zur Durchführung der oben genannten Verfahren geeignet ist, hat eine Substratzuführung, wobei das Substrat vorzugsweise in Bogen- oder Folienform zugeführt wird. Des Weiteren ist eine Zuführung, insbesondere zur Zuführung eines Chipmoduls oder eines vorbeschriebenen „nackten“ Chips mit integrierter Loop-Antenne und optional eine Vereinzelungsstation zum Trennen eines Chipmoduls vom Leadframe vorgesehen. Zur Ausbildung der Kavität an dem Substrat ist eine Umformeinrichtung vorgesehen, wobei in die Kavität mittels einer Pick-and-Place Station das Chipmodul eingesetzt werden kann.The production plant according to the invention, which is particularly suitable for carrying out the above-mentioned methods, has a substrate feed, the substrate preferably being fed in sheet or foil form. Furthermore, a supply is provided, in particular for supplying a chip module or an above-described “bare” chip with an integrated loop antenna and optionally a separating station for separating a chip module from the leadframe. A forming device is provided to form the cavity on the substrate, it being possible for the chip module to be inserted into the cavity by means of a pick-and-place station.
Die Fertigungsanlage hat des Weiteren eine Aktivierungseinrichtung zum Voraktivieren, Aktivieren/Aushärten eines Klebers, über den das Chipmodul oder der „nackte“ Chip in der Kavität lagefixiert ist.The production plant also has an activation device for pre-activating, activating/hardening an adhesive, via which the chip module or the “bare” chip is fixed in position in the cavity.
Dieser Kleber kann beispielsweise als Kleberschicht oder Kleberfilm auf den Leadframe aufgetragen werden. Bei der Verarbeitung eines „nackten“ Chips wird es bevorzugt, den Kleber direkt in die Kavität einzubringen. Dieser Kleber kann flüssig dosiert werden oder aber auch als Kleberschicht in die Kavität eingebracht werden.This adhesive can be applied to the leadframe, for example, as an adhesive layer or adhesive film. When processing a "bare" chip, it is preferable to apply the adhesive directly into the cavity. This adhesive can be dispensed in liquid form or applied to the cavity as an adhesive layer.
Wie vorstehend erläutert, kann bei einer Variante der Erfindung das Leadframe chipseitig mit einer Kleberschicht versehen sein. Zur Vereinfachung der Fertigung wird es bevorzugt, dass die Kleberschicht mit einer Abdeckschicht ausgeführt ist, die vor dem Vereinzeln/Trennen abgezogen wird.As explained above, in one variant of the invention, the leadframe can be provided with an adhesive layer on the chip side. In order to simplify production, it is preferred that the adhesive layer is designed with a covering layer that is removed before the individualization/separation.
Wie erläutert, kann alternativ der Kleber direkt in die Kavität eingebracht werden.As explained, the adhesive can alternatively be introduced directly into the cavity.
Das Aktivieren oder Aushärten des Klebers oder der Kleberschicht erfolgt beispielsweise durch Wärme- oder Ultraschalleinwirkung und einer darauf folgenden Abkühlung.The adhesive or the adhesive layer is activated or cured, for example, by the action of heat or ultrasound and subsequent cooling.
Das Umformen zum Ausbilden der Kavität erfolgt gemäß der Erfindung mittels eines Ultraschallwerkzeugs und eines Formwerkzeugs, wobei das Formwerkzeug vorzugsweise chipseitig und das Ultraschallwerkzeug vorzugsweise von der vom Chip abgewandten Seite her das Substrat beaufschlagen.According to the invention, the reshaping to form the cavity takes place by means of an ultrasonic tool and a shaping tool, the shaping tool preferably acting on the substrate on the chip side and the ultrasonic tool preferably acting on the side facing away from the chip.
Je nach Anforderung kann nach dem Verkleben des Chipmoduls auf das Foliensubstrat eine Deckschicht aufgebracht werden, so dass Windungssprünge überdeckt sind.Depending on the requirements, after the chip module has been glued to the film substrate, a cover layer can be applied so that winding jumps are covered.
Alternativ können die Windungssprünge auch ins Substrat versenkt werden. Alternatively, the winding jumps can also be sunk into the substrate.
Wie erwähnt, werden die einzelnen Schichten vorzugsweise Folien- oder Bogen- oder bandförmig verarbeitet.As mentioned, the individual layers are preferably processed in the form of films, sheets or strips.
Das vorbeschriebene Formwerkzeug ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass es in etwa der Kontur des Chipmoduls entspricht, so dass dies zuverlässig in der Kavität lagefixiert ist.The molding tool described above is preferably designed in such a way that it approximately corresponds to the contour of the chip module, so that it is reliably fixed in position in the cavity.
Zur Verbesserung der Fertigungsqualität kann die Fertigungsanlage noch mit einer oder mehreren Prüfstationen zur Funktionsprüfung der verarbeiteten Chipmodule ausgeführt sein. Diese Prüfstation kann beispielsweise ein Lesegerät zum Testen des jeweiligen Chipmoduls sein. Alternativ kann die Transponder-Prüfstation so ausgelegt sein, dass ein Betriebssystem oder ein Java-Applet auf einen Flash-Speicher des Chipmoduls mittels Transpondertechnologie kontaktlos geladen werden kann.To improve the production quality, the production facility can also be designed with one or more test stations for functional testing of the processed chip modules. This test station can, for example, be a reading device for testing the respective chip module. Alternatively, the transponder test station can be designed in such a way that an operating system or a Java applet can be loaded contactlessly onto a flash memory of the chip module using transponder technology.
Prinzipiell kann das Chipmodul oder der Chip mit integrierter Loop-Antenne (auf Modul- oder Layer-Ebene) auch mit geätzten, gedruckten, gestanzten oder auf sonstigen Weise hergestellten Antennentypen betrieben werden. Der Patentanmelder behält sich vor, auf dieses Prinzip einen eigenen unabhängigen Patentanspruch zu richten.In principle, the chip module or the chip with an integrated loop antenna (at the module or layer level) can also be operated with antenna types that are etched, printed, stamped or produced in some other way. The patent applicant reserves the right to base his own independent patent claim on this principle.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 den Grundaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer Fertigungsanlage zur Herstellung eines Foliensubstrats; -
2 eine Leadframe-Zuführung der Fertigungsanlage gemäß1 ; -
3 ein Ultraschallwerkzeug und ein Formwerkzeug der Fertigungsanlage gemäß1 ; -
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fertigungsanlage, bei der ein Kleber direkt in eine Kavität des Substrats dosiert wird; -
5 ein Foliensubstrat, das mit der Fertigungsanlage gemäß4 herstellbar ist; -
6 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß5 ; -
7 eine Abbildung zur Verdeutlichung der Unterschiede bei der Verarbeitung eines Chipmoduls bzw. eines Chips mit integrierter Loop-Antenne; -
8 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fertigungsanlage zur Verarbeitung von „nackten“ Chipmodulen; -
9 ein Foliensubstrat, das mit einer Fertigungsanlage gemäß7 verarbeitet wird; -
10 eine Einzeldarstellung eines Chipmoduls; -
11 einen Bogen mit derartigen Chipmodulen; -
12a ,12b ,12c Ansichten eines Zwischenproduktes bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
13a ,13b ein Presswerkzeug zum Versenken von Windungssprüngen; -
14 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß den13a ,13b und -
15 eine Presseinrichtung mit Presswerkzeugen gemäß den13 oder14 in der Serienfertigung.
-
1 the basic structure of a first exemplary embodiment of a production plant for the production of a film substrate; -
2 according to a leadframe feed of themanufacturing plant 1 ; -
3 an ultrasonic tool and a molding tool according to themanufacturing facility 1 ; -
4 a further exemplary embodiment of a production system according to the invention, in which an adhesive is dosed directly into a cavity of the substrate; -
5 a film substrate made in accordance with themanufacturing facility 4 is manufacturable; -
6 a variant of the embodiment according to5 ; -
7 a figure to clarify the differences in the processing of a chip module or a chip with an integrated loop antenna; -
8th part of a further exemplary embodiment of a production system for processing “bare” chip modules; -
9 a film substrate with a manufacturing facility according to7 is processed; -
10 an individual representation of a chip module; -
11 a bow with such chip modules; -
12a ,12b ,12c Views of an intermediate product when carrying out the method according to the invention; -
13a ,13b a pressing tool for countersinking coil jumps; -
14 a variant of the embodiment according to13a ,13b and -
15 a pressing device with pressing tools according to13 or14 in series production.
Dieses Leadframetape 2 wird gemäß
Wie in
Dieses Mehrschichtlaminat (Leadframetape 2 mit Kleberschicht 14 und Abdeckband 24) wird dann einer Speicherrolle 22 oder direkt der Leadframe-Zuführung 4 zugeführt.This multi-layer laminate (
Wie in
Die Zuführung des Substrats 6 kann beispielsweise als Rollenzuführeinrichtung ausgebildet sein, über die die als Rollenmaterial bereit gestellte Kernfolie (Substrat) abgewickelt und entlang nicht dargestellter Führungen den weiteren Bearbeitungsstationen zugeführt werden kann. Wie erwähnt, kann die Kernfolie auch als Bogenware über eine geeignete Zuführung zugeführt werden.The
In einem nicht dargestellten Bearbeitungsschritt wird auf dem Substrat 6 mittels einer Antennenverlegeeinheit in Drahtverlegetechnik eine Anzahl von spezifizierten Booster-Antennen 8 aufgebracht. Diese werden dabei in das Substrat 6 in an sich bekannter Weise eingeschweißt. Das Substrat 6 kann aus einem herkömmlichen Thermoplast, beispielsweise Polycarbonat, PVC oder aus einem synthetischen Papier bestehen. Das Verlegen und Verschweißen des Antennendrahtes erfolgt in an sich bekannter Weise über einen Ultraschallkonverter und ein Verlege-Werkzeug.In a processing step that is not shown, a number of specified
Im Bereich von Windungsfenstern der auf dem Substrat 6 angeordneten Booster-Antenne 8 wird mittels einer Umformeinrichtung/Prägeeinrichtung 28 jeweils eine Kavität ausgebildet, deren Kontur an die Außenkontur des zu verarbeitenden Chipmoduls 20 angepasst ist.In the area of winding windows of the
Der Grundaufbau dieser Umformeinrichtung 28 ist in
Das Formwerkzeug 30 und das Ultraschallwerkzeug 32 sind simultan in X- und Y-Richtung verfahrbar geführt. Dabei wird das Formwerkzeug 30 in Vertikalrichtung (Z) über ein Achsensystem angetrieben. Das Ultraschallwerkzeug 32 ist in der Vertikalen (Z) unterhalb vom Substrat 6 fixiert, jedoch in X- und Y-Richtung verfahrbar. Dabei drückt das Formwerkzeug 30 mit einer einstellbaren oder steuerbaren Kraft auf das Substrat 6. Bei der Zuschaltung des Ultraschallwerkzeugs 32 entsteht dann Wärme, durch die das Substratmaterial erweicht wird, so dass die Formgebung der Kavität für das Material stressfrei erfolgt. Das Prägen der Kavität kann weiter vereinfacht werden, wenn das Formwerkzeug 30 beheizt ist. Die Tiefe der Kavität ist so ausgeführt, dass das Chipmodul 20 bündig in die Kavität eingesetzt werden kann. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, das Chipmodul mit einem gewissen Überstand einzusetzen, wobei dieser Überstand dann entsprechend über eine weitere Schicht abgedeckt wird.The forming
Nach dem Ablösen und Aufwickeln des Abdeckbandes 24 werden die Chipmodule 20 in einer Vereinzelungsstation 40 vom Leadframetape 2 abgetrennt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vereinzelungsstation 40 als Stanzeinrichtung ausgeführt.After the
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Qualität der Booster-Antennen 8 geprüft. Diese Prüfung kann beispielsweise mittels eines Netzwerk-Analyzers erfolgen. Die spezifizierten Toleranzen der Booster-Antennen 8 können dabei frei programmiert werden. Sollten die Toleranzen am Limit liegen, erscheint eine Warnung und es werden keine elektronischen Datenträger in die jeweiligen fehlerhaften, kritischen Antennen platziert.In a further method step, the quality of the
Die vereinzelten Chipmodule 20 mit der durch das Leadframetape 2 ausgebildeten internen Loop-Antenne werden dann mittels einer Pick-and-Place-Einheit 42 übernommen und in die vorgefertigten Kavitäten eingesetzt. Dieses Platzieren erfolgt dabei mit Hilfe eines optischen Überwachungssystems (Visionsystem) 44. Dabei saugt die Pick-and-Place-Einheit 42 die gestanzten Chipmodule 20 mittels Vakuum direkt vom Stanzstempel der Vereinzelungsstation 40 an, wobei beispielsweise vier Chipmodule 20 gleichzeitig transportiert und platziert werden können.The
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Pick-and-Place-Einheit 42 ein Rotationsdesign, um die Chipmodule 20 in einem frei wählbaren Anstellwinkel in die Kavitäten des Substrats 6 ablegen zu können. Eine derartige Verdrehung der Chipmodule 20 ist vorteilhaft, da sie die Biege- und Torsionsverträglichkeit des elektronischen Bauteils, das mit der Substratfolie versehen ist, verbessert.In an exemplary embodiment of the invention, the pick-and-
Die beispielsweise als HAF-Film ausgebildete Kleberschicht 14 wird dann mittels einer Aktivierungseinrichtung 48 aktiviert. Bei der konkreten Lösung ist diese Aktivierungseinrichtung 48 ebenfalls als Ultraschallwerkzeug ausgeführt, das in X- und Y-Richtung verfahrbar geführt ist, so dass nach einander sämtliche Kavitäten anfahrbar sind, um die Kleberschicht 14 zu aktivieren - das Chipmodul 20 ist dann jeweils form- und kraftschlüssig in der Kavität gesichert.The
In einer Prüfstation 50 wird dann die Funktion der jeweiligen Chipmodule 20 geprüft. Diese Prüfstation 50 kann beispielsweise als Transponderlesegerät ausgeführt sein, über das die Chipfunktion nach jedem Prozessschritt überprüfbar ist.The function of the
Nach dieser Prüfung erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine weitere Aktivierung des Klebers mittels Heizstempeln 52. Über diese wird der Kleber mit einer definierten Temperatur und Presskraft vollflächig beaufschlagt, so dass dieser die Aktivierungstemperatur erreicht. Die Verklebung wird dann in einem weiteren Arbeitsschritt über Kühlstempel 54 beaufschlagt, die den Aufbau abkühlen, so dass der Kleber aushärtet und seine endgültige Festigkeit erreicht. Dieser Prozess ist per se aus der Chipkartenherstellung bekannt.After this test, in the exemplary embodiment shown, the adhesive is activated further by means of
Je nach Kundenwunsch kann dann im Anschluss an das Aushärten des Klebers ein Deckbogen 56 auf die Substratfolie aufgebracht werden. Die Verbindung dieses Deckbogens 56 mit der Substratfolie 6 erfolgt dann mittels einer Fixierstation 58, die beispielsweise ebenfalls als beheizte Ultraschalleinheit ausgeführt sein kann. Die Fixierstation 58 ist vorzugsweise in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ausgebildet, so dass der Deckbogen 56, der je nach Kundenanforderung angebracht wird, punktuell mit der Kernfolie (Substrat 6) verschweißt wird.Depending on the customer's requirements, a
Eine Aufgabe des Deckbogens 56 ist es, die im Folgenden noch näher erläuterten Windungssprünge der Booster-Antenne 8 zu überdecken. Dabei sind die Fixierpunkte so zu wählen, dass die sich anschließenden Fertigungsschritte nicht behindert werden.One task of the
Wie im Folgenden näher erläutert wird, können diese Windungssprünge auch über ein geeignetes Werkzeug in das Substrat 6 versenkt werden. In diesem Fall kann unter Umständen auf den Deckbogen 56 verzichtet werden.As will be explained in more detail below, these winding jumps can also be sunk into the
Gemäß der Darstellung in
Das auf diese Weise mit den Chipmodulen 20 versehene Foliensubstrat 6 wird dann der weiteren Verarbeitung zugeführt.The
Wie vorstehend ausgeführt, kann eine Prüfstation 50 nach jedem Prozessschritt vorgesehen werden, so dass eine durchgängige Prozesskontrolle gewährleistet ist. Dabei wird auch vor dem Stanzen die UID in einer Datenbank gespeichert, verwaltet und dementsprechend die jeweiligen über die Prüfstation 50 ermittelten Prozessparameter zugeordnet.As explained above, a
In einem finalen Test mittels einer weiteren, nicht dargestellten Prüfstation 50 wird dann nochmals die Funktion geprüft. Je nachdem wie die weitere Verarbeitung durchgeführt werden soll, kann am Ende das Bandmaterial in Bögen geschnitten und abgestapelt werden.The function is then tested again in a final test using a further test station 50 (not shown). Depending on how further processing is to be carried out, the strip material can be cut into sheets and stacked at the end.
In dem Fall, in dem „nackte“ Chips 21 verarbeitet werden, kann die Chipmodul-Zuführung durch eine Wafer-Einheit ersetzt werden. Dabei wird es allerdings erforderlich sein, auch entsprechend die Kavität und damit die Umformeinrichtung sowie das Formwerkzeug und auch die Pick-and-Place-Einheit sowie den Heizstempel und den Kühlstempel entsprechend anzupassen.In the case where "bare"
Nach dem Dosieren des Klebers 66 wird dann mittels der Pick-and-Place-Einheit 42 das Chipmodul 20 in der Kavität 64 und auf den Kleber 66 platziert und dieser in der vorbeschriebenen Weise aktiviert, so dass das Chipmodul 20 lagefixiert ist. In der Darstellung gemäß
Es erfolgt dann wiederum eine Kleberaktivierung in der vorbeschriebenen Weise mittels Temperatur, Zeit und Druck.The adhesive is then activated again in the manner described above using temperature, time and pressure.
Prinzipiell kann die Aktivierung, insbesondere bei einer Dosierung eines Klebers 66 gemäß
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Chipmodule 20 jeweils auf einem Leadframetape 2 angeordnet. Anhand der
Der Unterschied zwischen einem Inductive-Coupling-Contactless-Chipmodul und einem „nackten“ Chip 21 wird nochmals anhand
In
Nach dieser Verklebung ist dann der „nackte“ Chip 21 mit der integrierten Loop-Antenne fest in der Kavität 64 lagefixiert und so relativ zur Booster-Antenne 8 des Substrats 6 positioniert, dass eine induktive Signalübertragung von der in die Chip-Layer integrierte Loop-Antenne zur Booster-Antenne 8 ermöglicht ist.After this bonding, the "naked"
Der große Vorteil der vorbeschriebenen Verfahren ist die Einfachheit des Prozesses, wobei das resultierende Transponderinlay (Substratfolie) extrem dünn mit einer Dicke von weniger als 200 µm ausgebildet werden kann.The great advantage of the method described above is the simplicity of the process, with the resulting transponder inlay (substrate film) being able to be made extremely thin with a thickness of less than 200 μm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antenne auf einem thermoplastischen Substrat/Inlay verlegt wird. Dies hat den Vorteil gegenüber einer durch Ätzen auf PET ausgebildeten Antenne, dass kein „Fremdkörper“ in dem kompletten Aufbau vorhanden ist.It is particularly advantageous if the antenna is installed on a thermoplastic substrate/inlay. This has the advantage over an antenna formed by etching on PET that there is no "foreign body" present in the complete assembly.
Des Weiteren ist die Verarbeitung derartiger PET-Substrate problematisch, da üblicher Weise Karten für Banking-, Transport-, eID-Produkte aus PVC oder PC bestehen und zudem synthetisches Papier (Teslin) enthalten ist und diese Materialien nur schwierig mit PET durch Laminieren oder Kleben zu verarbeiten sind.Furthermore, the processing of such PET substrates is problematic, since cards for banking, transport, eID products are usually made of PVC or PC and also contain synthetic paper (Teslin) and these materials are difficult to combine with PET by laminating or gluing are to be processed.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Loop-Antenne 68 in ein Windungsfenster 72 der Booster-Antenne 8 eingesetzt. Dementsprechend sind diese beiden Antennen auf der gleichen Seite des Substrats 6 angeordnet.In the exemplary embodiments described above, the
Im Folgenden wird eine Variante beschrieben, bei der die Booster-Antenne 8 und die Loop-Antenne 68 auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats 6 angeordnet sind, wobei die Windungen der Antennen einander zumindest abschnittsweise überlappen, so dass die Induktion gegenüber der vorbeschriebenen Lösung verbessert ist.A variant is described below in which the
Die
Wie zuvor erläutert, dient der Deckbogen 56 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels auch dazu, die Windungssprünge 76, 78 zu überdecken.As previously explained, the
Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, auf diesen Deckbogen 56 zu verzichten und die Windungssprünge 76, 78 durch geeignete mechanische Beaufschlagung in das Substrat 6 zu versenken/einzubetten.In principle, however, it is also possible to dispense with this
Offenbart sind ein Verfahren und eine Fertigungsanlage zum Herstellen eines Transponder-Foliensubstrats, wobei ein Chipmodul mit Loop-Antenne oder ein „nackter“ Chip mit integrierter Loop-Antenne in ein Booster-Antennen-Substrat eingesetzt wird. Das Transponder-Foliensubstrat besteht vorzugsweise nur aus einem Layer mit einer geformten Kavität für die Aufnahme des Chipmodules oder des „nackten“ Chips.A method and a production system for producing a transponder film substrate are disclosed, with a chip module having a loop antenna or a "naked" chip having an integrated loop antenna being inserted into a booster antenna substrate. The transponder foil substrate preferably consists of only one layer with a shaped cavity for accommodating the chip module or the "bare" chip.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fertigungsanlagemanufacturing plant
- 22
- Leadframetape mit ChipmodulenLeadframe tape with chip modules
- 44
- Leadframe-ZuführungLeadframe Feeder
- 66
- Substratsubstrate
- 88th
- Booster-Antennebooster antenna
- 1010
- Leadframe-VorbereitungsstationLeadframe Prep Station
- 1212
- Leadframe-SpeicherLeadframe Storage
- 1414
- Kleberschicht (HAF)Adhesive layer (HAF)
- 1616
- Heizplattehotplate
- 1818
- Anpressrollenpinch rollers
- 2020
- Chipmodulchip module
- 2121
- „nackter“ Chip mit integrierter Loop-Antenne"bare" chip with integrated loop antenna
- 2222
- Speicherrollestorage roll
- 2424
- Abdeckbandmasking tape
- 2626
- Rollerole
- 2828
- Umformeinrichtungforming device
- 3030
- Formwerkzeugmolding tool
- 3232
- Ultraschallwerkzeugultrasonic tool
- 3434
- Sonotrodesonotrode
- 3636
- Aktivflächeactive surface
- 3838
- Profilprofile
- 4040
- Vereinzelungsstationseparation station
- 4242
- Pick-and-Place-EinheitPick and place unit
- 4444
- Visionsystemvision system
- 4848
- Aktivierungseinrichtungactivation device
- 5050
- Prüfstationtest station
- 5252
- Heizstempelheating stamp
- 5454
- Kühlstempelcooling stamp
- 5656
- Deckbogencover sheet
- 5858
- Fixierstationfuser
- 6060
- Markierungseinrichtungmarking device
- 6262
- Kleber-DosiereinrichtungGlue dosing device
- 6464
- Kavitätcavity
- 6666
- KleberGlue
- 6868
- Loop-Antenneloop antenna
- 7070
- Zuschnitt/Klebercutting/gluing
- 7272
- Windungsfensterwhorl window
- 7474
- Chipchip
- 7676
- Windungssprungcoil jump
- 7878
- Windungssprungcoil jump
- 8080
- Presswerkzeugpressing tool
- 8282
- Auflageedition
- 8484
- Pressenplattepress plate
- 8686
- Pressenkopfpress head
- 8888
- Presseinrichtungpressing device
- 9090
- Portalportal
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2019/063496 WO2019224364A1 (en) | 2018-05-24 | 2019-05-24 | Method and production installation for producing a film substrate |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017112284.2 | 2017-06-02 | ||
DE102017112284 | 2017-06-02 | ||
DE102017118021.4 | 2017-08-08 | ||
DE102017118021 | 2017-08-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018112476A1 DE102018112476A1 (en) | 2018-12-06 |
DE102018112476B4 true DE102018112476B4 (en) | 2022-01-27 |
Family
ID=79179647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018112476.7A Active DE102018112476B4 (en) | 2017-06-02 | 2018-05-24 | Method and production plant for producing a foil substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018112476B4 (en) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19645067A1 (en) | 1996-10-09 | 1998-05-07 | Pav Card Gmbh | Method and connection arrangement for producing a chip card |
EP0826190B1 (en) | 1995-05-03 | 1998-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Contactless smart card |
EP0724228B1 (en) | 1995-01-26 | 2003-04-09 | Giesecke & Devrient GmbH | Method for assembling an electronic module in a card body |
DE10110939B4 (en) | 2001-03-07 | 2004-07-08 | Mühlbauer Ag | Method and device for hot press connecting a chip module to a carrier substrate |
EP2074560B1 (en) | 2007-10-05 | 2011-10-05 | Smartrac IP B.V. | Method for the production of a transponder inlay for a personal document |
US20120242072A1 (en) | 2009-10-27 | 2012-09-27 | Arjowiggins Security | Method for producing a support comprising an electronic device |
US20140004220A1 (en) | 2011-03-23 | 2014-01-02 | Areva Inc. | Press with Improved Maintenance |
EP2588998B1 (en) | 2010-07-01 | 2014-04-16 | Giesecke & Devrient GmbH | Method for producing a data storage medium body for a portable data storage medium, and data storage medium body |
US20140263663A1 (en) | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Infineon Technologies Ag | Smart card module arrangement |
US20150053772A1 (en) | 2013-08-26 | 2015-02-26 | Infineon Technologies Ag | Chip arrangement, analysis apparatus, receiving container, and receiving container system |
DE102017100719A1 (en) | 2016-08-22 | 2018-02-22 | Ulrich Lang | Method for producing a prelaminate and manufacturing plant |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5522392B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection amount control device for internal combustion engine |
-
2018
- 2018-05-24 DE DE102018112476.7A patent/DE102018112476B4/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0724228B1 (en) | 1995-01-26 | 2003-04-09 | Giesecke & Devrient GmbH | Method for assembling an electronic module in a card body |
EP0826190B1 (en) | 1995-05-03 | 1998-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Contactless smart card |
DE19645067A1 (en) | 1996-10-09 | 1998-05-07 | Pav Card Gmbh | Method and connection arrangement for producing a chip card |
DE10110939B4 (en) | 2001-03-07 | 2004-07-08 | Mühlbauer Ag | Method and device for hot press connecting a chip module to a carrier substrate |
EP2074560B1 (en) | 2007-10-05 | 2011-10-05 | Smartrac IP B.V. | Method for the production of a transponder inlay for a personal document |
US20120242072A1 (en) | 2009-10-27 | 2012-09-27 | Arjowiggins Security | Method for producing a support comprising an electronic device |
EP2588998B1 (en) | 2010-07-01 | 2014-04-16 | Giesecke & Devrient GmbH | Method for producing a data storage medium body for a portable data storage medium, and data storage medium body |
US20140004220A1 (en) | 2011-03-23 | 2014-01-02 | Areva Inc. | Press with Improved Maintenance |
US20140263663A1 (en) | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Infineon Technologies Ag | Smart card module arrangement |
US20150053772A1 (en) | 2013-08-26 | 2015-02-26 | Infineon Technologies Ag | Chip arrangement, analysis apparatus, receiving container, and receiving container system |
DE102017100719A1 (en) | 2016-08-22 | 2018-02-22 | Ulrich Lang | Method for producing a prelaminate and manufacturing plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018112476A1 (en) | 2018-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0742926B2 (en) | Data carrier with an electronic module and process for producing the same | |
EP0976103B1 (en) | Data card and process and device for its production | |
EP0726541B1 (en) | Method for the fabrication of identity cards | |
EP2235666B1 (en) | Card-shaped data carrier | |
EP0869453A2 (en) | Chip card manufacturing process | |
DE4421607A1 (en) | Process for the production of data carriers | |
DE69929981T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING A CONTACTLESS CHIP CARD | |
DE4040770C2 (en) | Data carrier with integrated circuit | |
EP1709575A1 (en) | Method for the production of a security layer structure, security layer structure, and identification documents containing such a security layer structure | |
EP2730409B1 (en) | Method and device for manufacturing a multi-layer security product | |
EP2269168A1 (en) | Chip card, and method for the production thereof | |
DE102009012255A1 (en) | circuitry | |
DE102009023405A1 (en) | Method for producing portable data carriers | |
EP2956894B1 (en) | Method for the production of a card made out of paper with separable integrated chip module card and card made out of paper with separable integrated chip card module | |
WO2012130623A2 (en) | Semifinished product for producing a smart card module, method for producing the semifinished product and method for producing a smart card | |
DE102016217044B4 (en) | Process for processing a substrate with a punch | |
EP1603757A2 (en) | Method for the production of a book cover insert and book-type security document and book cover insert and book-type security document | |
DE102017100719A1 (en) | Method for producing a prelaminate and manufacturing plant | |
DE102018112476B4 (en) | Method and production plant for producing a foil substrate | |
EP2079107B1 (en) | Method for manufacturing a card-shaped data carrier and data carrier manufactured by means of this method | |
DE19529640A1 (en) | Coil element for a data carrier with integrated circuit and non-contact coupling | |
DE102012203276B4 (en) | Method for producing a film group having at least one electronic component and method for producing a value and/or security document | |
WO2019224364A1 (en) | Method and production installation for producing a film substrate | |
DE102008034984C5 (en) | Method for producing a plastic card | |
EP2261024B1 (en) | Multi-layer card-shaped data carrier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |