DE19846237A1 - Verfahren zur Herstellung eines Mikrotransponders - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Mikrotransponders wird zunächst eine Antennenmetallisierung mit einem ersten und einem zweiten Anschlußende auf ein Trägersubstrat aufgebracht, um ein erstes Modul zu bilden. Eine Verbindungsmetallisierung wird auf eine flexible Trägerfolie aufgebracht, woraufhin ein Schaltungschip mit einer ersten und einer zweiten Anschlußfläche auf die Verbindungsmetallisierung aufgebracht wird, derart, daß zumindest die erste Anschlußfläche des Schaltungschips mit der Verbindungsmetallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird. Die flexible Trägerfolie mit dem darauf angebrachten Schaltungschip stellt ein zweites Modul dar. Das erste und das zweite Modul werden nachfolgend derart verbunden, daß die Verbindungsmetallisierung mit dem ersten Anschlußende der Antennenmetallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird, und das die zweite Anschlußfläche des Schaltungschips mit dem zweiten Anschlußende der Antennenmetallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird. Abschließend werden Randbereiche der flexiblen Trägerfolie mit benachbarten Bereichen des Trägersubstrats verbunden, um zumindest den Schaltungschip einzukapseln.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Mikrotransponders, und insbesondere eines solchen Mikrotransponders, der einen Schaltungschip auf­ weist, der die Transponderelektronik enthält, und der ferner eine Spulenmetallisierung besitzt, die als Antenne wirksam ist.

Durch die Entwicklung kontaktbehafteter und kontaktloser Chipkarten hat sich ein völlig neuer und schnell wachsender Markt für elektronische Mikro-Systeme ergeben. Integrierte Schaltungen werden nunmehr nicht mehr lediglich in Großgerä­ te oder auch Handsysteme eingebaut, sondern sozusagen "nackt" in Chipkarten. Eine konsequente Weiterentwicklung führt zur sogenannten "Wegwerfelektronik", deren erster Ver­ treter die Telefonkarte war. Neuere Anwendungsgebiete für diese sogenannte "Wegwerfelektronik" sind elektronische Eti­ ketten, die preisgünstige Chips bzw. Mikromodule in preis­ günstigen ökologisch akzeptierten Trägern erfordern. Den einfachsten Fall eines elektronischen Etiketts würde die Einbettung eines kontaktlosen Moduls, das aus einer inte­ grierten Schaltung und einer Antennenspule besteht, zwischen zwei Papieren darstellen.

Transpondermodule für elektronische Etiketten sind aus den Patent Abstracts of Japan, Veröffentlichungsnummer 09297535 A zu der japanischen Anmeldung 08109052 und den Patent Ab­ stracts of Japan, Veröffentlichungsnummer 09293130 A zu der japanischen Anmeldung 08109051 offenbart. Bei den in den oben genannten Schriften beschriebenen elektronischen Eti­ ketten ist ein integrierter Schaltungschip zusammen mit ei­ ner Antenne in ein filmartiges Harz eingegossen. Dieses filmartige Harz wird dann in eine Metallform eingebracht, in der ein äußeres Harz um das filmartige Harz herumgegossen wird.

Die Patent Abstracts of Japan, Veröffentlichungsnummer 090198481 A zu der japanischen Anmeldung 08005845 offenbaren ein elektronisches Etikett, bei dem ein Schaltungschip und eine Antenne vom Schleifentyp auf ein Substrat aufgebracht sind, wobei das äußere Ende der Antenne über eine Über­ brückungsmetallisierung, die über die Windungen der Antenne geführt ist und von denselben mittels einer isolierenden Harzschicht getrennt ist, mit einem Anschluß auf der inte­ grierten Schaltung verbunden ist.

In den Patent Abstracts of Japan, Veröffentlichungsnummer 08216573 A zu der japanischen Anmeldung 07021785 ist eine kontaktfreie IC-Karte beschrieben, die einen Schaltungschip und einen Antennenabschnitt aufweist. Der Schaltungschip ist auf einem Schaltungsabschnitt, der auf einem Polyesterfilm vorgesehen ist, angebracht, wobei auch der Antennenabschnitt auf dem Polyesterfilm gebildet ist. Mittels einer Haft­ schicht ist ein zweiter Polyesterfilm, der den Schaltungs­ chip einbettet, auf dem ersten Polyesterfilm gebildet. Da­ rüberhinaus ist ein dritter Polyesterfilm mittels einer wei­ teren Haftschicht auf der Oberfläche des zweiten Polyester­ films angebracht.

In der DE 196 39 902 A1 sind kontaktlose Chipkarten und Ver­ fahren zur Herstellung derselben beschrieben. Die dort be­ schriebenen Chipkarten weisen einen elektrisch isolierenden, einstückigen Kartenkörper auf, der eine oder mehrere Ausspa­ rungen auf einer Seite desselben besitzt. Ferner ist ein Leiterbahnmuster auf der Oberfläche des Kartenkörpers vorge­ sehen, wobei die Leiterbahnen direkt auf Oberflächenberei­ chen der mit wenigstens einer Aussparung versehenen Karten­ körperseite angebracht sind, wobei in den Aussparungen ein oder mehrere Chips, die mit wenigstens einer der Leiterbah­ nen kontaktiert sind, angeordnet sind.

Eine Übersicht bekannter Verfahren zum Aufbringen von inte­ grierten Schaltungschips auf einem Substrat, beispielsweise durch ein Flip-Chip-Verfahren, ist bei H. Reichl u. a.:
Packaging-Trends: High-Tech im Kleinstformat, Elektronik 12/1998 (oder SMT Nürnberg 98, Conference Proceedings), zu finden.

Ausgehend von diesem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein preisgün­ stiges Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von ultra­ flachen Mikrotranspondern, die beispielsweise für elektroni­ sche Etiketten geeignet sind, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 ge­ löst.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstel­ len eines Mikrotransponders, wobei zunächst eine Antennenme­ tallisierung mit einem ersten und einem zweiten Anschlußende auf ein Trägersubstrat aufgebracht wird. Ferner wird eine Verbindungsmetallisierung auf eine flexible Trägerfolie auf­ gebracht, wobei nachfolgend ein Schaltungschip mit einer er­ sten und einer zweiten Anschlußfläche auf die Verbindungsme­ tallisierung derart aufgebracht wird, daß zumindest die er­ ste Anschlußfläche des Schaltungschips mit der Verbindungs­ metallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird. Im An­ schluß werden das Trägersubstrat und die Trägerfolie derart zusammengefügt, daß die Verbindungsmetallisierung mit dem ersten Anschlußende der Antennenmetallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird, und daß die zweite Anschlußfläche des Schaltungschips mit dem zweiten Anschlußende der Anten­ nenmetallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird. Rand­ bereiche der flexiblen Trägerfolie werden dann mit benach­ barten Bereichen des Trägersubstrats verbunden, um zumindest den Schaltungschip einzukapseln.

Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Verfahren zum Herstellen eines Mikrotransponders, bei dem zunächst zwei Module gebildet werden, die im letzten Schritt zusammenge­ setzt werden. Das erste Modul besteht aus einem Trägersub­ strat, das beispielsweise aus Kunststoff oder Papier be­ stehen kann, auf dem die Antennenmetallisierung, d. h. die Spule, ausgebildet wird. Das zweite Modul besteht aus einer dünnen Trägerfolie, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, auf die eine oder mehrere Verbindungsmetallisierungen und der Schaltungschip aufgebracht sind. Diese beide Module wer­ den dann derart zusammengefügt, daß die für die elektrischen Verbindungen zwischen der Spule und dem Schaltungschip not­ wendigen Kontaktierungen realisiert werden. Die Trägerfolie wird dann verwendet, um den Schaltungschip und optional wei­ tere Bereiche der Spulenmetallisierung bzw. der Verbindungs­ metallisierungen einzukapseln, indem Randbereiche der Trä­ gerfolie mit benachbarten Bereichen des Trägersubstrats durch Verschweißen oder Verkleben verbunden werden, so daß insbesondere der Schaltungschip vor externen Einflüssen ge­ schützt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die beiden Module zunächst getrennt voneinander prozessiert werden, so daß bei der Prozessierung des einen Moduls jeweils keine Rücksicht auf das andere Modul genommen werden muß. Die beiden Module können dann derart zusammengefügt werden, daß beim Zusammen­ fügen sämtliche notwendigen elektrischen Verbindungen herge­ stellt werden. Lediglich bei einigen Ausführungsbeispielen notwendige Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat sind in einem getrennten Schritt vor oder nach dem Zusammen­ fügen der beiden Module auszuführen. Die dünne Trägerfolie, die zum einen zum Handhaben des Schaltungschips und der Ver­ bindungsmetallisierung dient, wird erfindungsgemäß nach dem Zusammenfügen der beiden Module verwendet, um zumindest den Schaltungschip und vorzugsweise überdies die Bereiche, in denen die Verbindung zwischen der Verbindungsmetallisierung und der Antennenmetallisierung realisiert sind, einzukap­ seln, indem Randbereiche dieser dünnen Trägerfolie mit dem Trägersubstrat verschweißt oder verklebt werden. Dieses Ein­ kapseln wird vorzugsweise im Vakuum oder unter Verwendung eines Schutzgas durchgeführt, um den Einschluß möglicherwei­ se schädigender Substanzen zu verhindern.

Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die bei liegenden Zeich­ nungen, in denen gleiche Elemente jeweils mit gleichen Be­ zugszeichen bezeichnet sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1e eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2a bis 2d eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3a bis 3e eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 4a bis 4e eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5a bis 5e eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6a bis 6c eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 7a bis 7c eine schematische Darstellung zur Veran­ schaulichung eines siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird nun das erste Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Wie oben dargelegt wurde, werden bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren zur Herstellung eines Mikrotransponders zunächst zwei voneinander getrennte Module erzeugt. Das erzeugte erste Mo­ dul ist in Fig. 1a gezeigt. Zur Erzeugung dieses ersten Mo­ duls, das auch als Schaltungschipmodul bezeichnet werden kann, werden bei diesem Ausführungsbeispiel zunächst eine erste Verbindungsmetallisierung 2 und eine zweite Verbin­ dungsmetallisierung 4 auf eine dünne Haltefolie 6, die vor­ zugsweise aus Kunststoff besteht, aufgebracht. Auf die Ver­ bindungsmetallisierung 2 und 4 wird dann ein Schaltungschip 8 aufgebracht. Der Schaltungschip 8 enthält die für den Mi­ krotransponder erforderliche integrierte Schaltung und be­ sitzt auf oder in einer Hauptoberfläche desselben zwei An­ schlußflächen, die für den Betrieb des Mikrotransponders mit jeweiligen Anschlußenden einer Spulenantennenmetallisierung verbunden werden müssen. Der Schaltungschip 8 wird derart auf die Verbindungsmetallisierung 2 aufgebracht, daß die er­ ste Anschlußfläche desselben mit der ersten Verbindungsme­ tallisierung 2 elektrisch leitfähig verbunden wird, während die zweite Anschlußfläche desselben mit der Verbindungsme­ tallisierung 4 elektrisch leitfähig verbunden wird. Somit ergibt sich der in Fig. 1a dargestellte Aufbau des ersten Moduls.

Dieses erste Modul wird aus extrem dünnen Materialien herge­ stellt. Dies ist wichtig, da sich der Schaltungschip 8 mit der Haltefolie 6 nach dem Fertigstellen des Mikrotranspon­ ders nicht merkbar von einem Trägersubstrat, auf dem die Spulenmetallisierung angeordnet ist, abheben soll. Der Schaltungschip und die Folie besitzen vorzugsweise eine Dicke von weniger als 50 µm.

Die Verbindungsmetallisierungen 2 und 4, die beispielsweise aus Al, Cu und dergleichen bestehen können, können durch be­ liebige Verfahren auf die Folie aufgebracht werden, bei­ spielsweise durch eine Kaschierung und nachfolgende Struk­ turierung, ein Aufdampfen oder ein Aufsputtern und eine nachfolgende Strukturierung, oder alternativ ein Aufdampfen oder Sputtern unter Verwendung einer Schattenmaske, um be­ reits strukturierte Leitungen aufzubringen. Die Verbindungs­ metallisierungen können eine Dicke von weniger als einem µm aufweisen, da die Leiterbahnen der Verbindungsmetallisierun­ gen kurz und breit gestaltet werden können. Nach Fertigstel­ lung der Verbindungsmetallisierungen 2 und 4 wird der Schal­ tungschip 8 auf den Kontaktbereichen der Verbindungsmetalli­ sierungen plaziert und elektrisch leitfähig mit denselben verbunden, was beispielsweise durch Thermokompression, Leit­ kleber, anisotrope Leitkleber oder Ultraschallkompression durchgeführt werden kann.

In Fig. 1b ist das zweite Modul dargestellt, das aus einem Trägersubstrat 10 und einer auf eine Hauptoberfläche des Trägersubstrats 10 aufgebrachten Antennenmetallisierung 12 besteht. Das Trägersubstrat kann beispielsweise aus Kunst­ stoff oder Papier bestehen. Die Antennenmetallisierung 12, die die Form einer Spule aufweist, kann wiederum durch be­ liebige bekannte Verfahren auf dem Trägersubstrat 10 gebil­ det werden. Beispielsweise kann die Spulenmetallisierung durch Ätzen einer Kaschierung gebildet werden. Alternativ kann auf dem Trägersubstrat 10 ein Draht zu einer Spule ge­ legt werden. Wiederum alternativ kann das Trägersubstrat 10 mit einem Metall, beispielsweise Cu, Al und dergleichen, be­ dampft und nachfolgend strukturiert werden. Um eine adäquate Dicke der Spulenmetallisierung 12 zu erreichen, kann die aufgedampfte Metallisierung nachfolgend mittels eines galva­ nischen Verfahrens verstärkt werden. Wie ferner in Fig. 1b gezeigt ist, wird in einem Bereich der Spulenmetallisierung 12 eine lokale dünne Isolationsschicht 14, beispielsweise mittels eines Druckprozesses, erzeugt. Diese lokale Isola­ tionsschicht wird in dem Bereich erzeugt, auf dem später die zweite Verbindungsmetallisierung 4 zu liegen kommt, um da­ durch einen Kurzschluß zwischen der zweiten Verbindungsme­ tallisierung 4 und der Spulenmetallisierung 12 zu verhin­ dern.

Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß alternativ zu dem Auf­ bringen der Isolationsschicht 14 auf die Spulenmetallisie­ rung 12 diese lokale Isolationsschicht auch auf entsprechen­ den Bereichen des ersten Moduls gebildet werden könnte, bei­ spielsweise durch einen entsprechenden Druckprozeß oder eine Oberflächenoxidation der Metallisierung. Da die Leitungen des ersten Moduls sehr dünn sind, im Vergleich zu der Anten­ nenmetallisierung, die eine Dicke von beispielsweise 4 bis 30 µm aufweisen kann, kann es günstiger sein, die Isola­ tionsschicht auf dem ersten Modul, das in Fig. 1a gezeigt ist, auszubilden. Die Isolationsschicht 14 kann aus einem Acryllack mit einer Dicke von 0,2 bis 2 µm bestehen, wobei dieser Acryllack dann lokal an den späteren Kontaktstellen entfernt wird, was durch einen thermischen Prozeß geschieht. Wird die lokale Isolationsschicht auf dem ersten Modul ge­ bildet, kann dies vor oder nach dem Aufbringen des Schal­ tungschips 8 auf die Verbindungsmetallisierungen 2 und 4 er­ folgen.

In einem nachfolgenden Schritt, werden nun das erste Modul und das zweite Modul zusammengefügt, wie in Fig. 1c gezeigt ist. Dabei wird die erste Verbindungsmetallisierung 2 mit einem ersten Anschlußende 16 der Antennenmetallisierung 12 elektrisch leitfähig verbunden, während die zweite Verbin­ dungsmetallisierung 4 mit einem zweiten Anschlußende 18 der Antennenmetallisierung elektrisch leitfähig verbunden wird. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich hierbei eine isoplanare Kontaktierung. Wie in Fig. 1d gezeigt ist, wird nachfolgend die Trägerfolie 6 an den Rän­ dern derselben mit dem Trägersubstrat 10 derart verbunden, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Schal­ tungschip 8 sowie die Verbindungsbereiche zwischen Antennen­ metallisierung und Verbindungsmetallisierung eingekapselt werden. Dies kann, wie in Fig. 1d gezeigt ist, erreicht werden, in dem die Ränder der dünnen Trägerfolie 6 zu dem Trägersubstrat 10 hin gebogen werden, und nachfolgend die an das Trägersubstrat 10 anliegenden Bereiche 20 der Folie mit dem Trägersubstrat 10 verschweißt oder verklebt werden. So­ mit kann gemäß der vorliegenden Erfindung in einfacher Weise eine Einkapselung des Schaltungschips so wie bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel der Verbindungsstellen bewirkt werden, um einen Schutz vor externen Einflüssen zu ermögli­ chen. Dieser Verbindungsprozeß zwischen Trägerfolie 6 und Trägersubstrat 10 wird vorzugsweise im Vakuum durchgeführt.

Eine Draufsicht auf das mittels des obigen Verfahrens herge­ stellten Mikrotransponders ist in Fig. 1e dargestellt. Da­ bei ist in dieser Draufsicht insbesondere der Verlauf der Verbindungsmetallisierungen 2 und 4 und die Anordnung der Isolationsschicht 14 zu erkennen.

In Fig. 2 ist schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens dargestellt. Das in Fig. 2 gezeigte Verfahren entspricht im wesentlichen dem bezugnehmend auf Fig. 1 beschriebenen Verfahren, wobei jedoch in dem Trägersubstrat 10 eine Ausnehmung 30 vorgese­ hen ist, in die der Schaltungschip 8 bei Zusammenfügen des ersten und des zweiten Moduls eingebracht wird. Die Ausspa­ rung 30 kann mittels beliebiger bekannter Verfahren in dem Trägersubstrat 10 gebildet werden. Da die Haltefolie 6 und die auf demselben vorgesehene dünne Verbindungsmetallisie­ rung 2 flexibel sind, ergibt sich der bei 32 in Fig. 2c gezeigte Verlauf der Haltefolie 6. Ein Vorteil dieses Aus­ führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt da­ rin, daß durch die Ausnehmung 30 ein verbesserter Schutz des Schaltungschips 8 möglich ist und ferner derselbe besser fixiert werden kann. Wiederum werden die Randbereiche der Haltefolie 6 mit benachbarten Bereichen des Trägersubstrats 10 verklebt oder verschweißt, um eine Einkapselung des Schaltungschips zu erreichen.

In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. In Fig. 3a ist das zweite Modul dargestellt, das dem oben beschriebenen zweiten Modul entspricht. In Fig. 3b ist das erste Modul dargestellt, das ebenfalls dem oben beschriebenen ersten Modul entspricht. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden das erste und das zweite Modul nun jedoch derart zusammengefügt, daß der Schaltungschip 8 auf der Oberfläche des Trägersubstrats 10 zu liegen kommt, die der Oberfläche des Trägersubstrats 10 gegenüberliegt, auf der die Antennenmetallisierung 12 gebildet ist, siehe Fig. 3c. Somit wird bei dem gezeigten dritten Ausführungs­ beispiel gleichzeitig mit dem Zusammenfügen des ersten und des zweiten Moduls noch keine elektrisch leitfähige Verbin­ dung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlußende der Antennenmetallisierung 12 und der ersten und der zweiten Verbindungsmetallisierung 2 und 4 bewirkt. Um diese elek­ trisch leitfähige Verbindung zu realisieren, wird eine Durchkontaktierung 40 bzw. 42 durchgeführt, siehe Fig. 3d. Mittels der Durchkontaktierung 42 wird eine elektrisch leit­ fähige Verbindung zwischen der ersten Verbindungsmetallisie­ rung 2 und dem ersten Verbindungsende 16 der Antennenmetal­ lisierung 12 bewirkt, während mittels der Durchkontaktierung 40 eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der zwei­ ten Verbindungsmetallisierung 4 und dem zweiten Anschlußende 18 der Antennenmetallisierung 12 bewirkt wird.

Um die Durchkontaktierungen zu bewirken, können beispiels­ weise Thermokompressionsverfahren verwendet werden. Alter­ nativ können die Durchkontaktierungen mittels einer Ultra­ schallkompression, mittels Schweißens oder mittels Lötens erzeugt werden. Es ist dabei anzumerken, daß die Durchkon­ taktierung auch bereits erzeugt werden kann, wenn die beiden Module noch nicht zusammengefügt sind, d. h. in dem Stadium des zweiten Moduls, das in Fig. 3a gezeigt ist, so daß beim Zusammenfügen der beiden Module die entsprechenden elek­ trisch leitfähigen Verbindungen zwischen den Durchkontaktie­ rungen und den Verbindungsmetallisierungen erzeugt werden. Wie in Fig. 3e gezeigt ist, werden die Randbereiche 20 der Haltefolie wiederum mit benachbarten Bereichen des Träger­ substrats 10 verschweißt oder verklebt, um eine Kapselung des Schaltungschips und bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel weiterer Bereiche zu erzeugen.

Das in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von dem bezugnehmend auf Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß in der der Antennenmetallisierung 12 gegenüber­ liegenden Oberfläche des Trägersubstrats 10 eine Ausnehmung 50 gebildet ist, in die der Schaltungschip 8 beim Zusammen­ fügen des ersten und des zweiten Moduls eingebracht wird. Wie in Fig. 4c gezeigt ist, ist dadurch eine Isoplanarität der Verbindungsmetallisierungen 2 und 4 möglich. Wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 werden auch nun Durchkontak­ tierungen 40, 42 zur elektrisch leitfähigen Verbindung zwi­ schen den Verbindungsmetallisierungen 2 und 4 und den ersten und zweiten Anschlußenden 16 und 18 der Antennenmetallisie­ rung 12 erzeugt. Ferner werden auch gemäß dem vierten Aus­ führungsbeispiel die Randbereiche 20 der Haltefolie 6 mit benachbarten Bereichen des Trägersubstrats 10 verschweißt, bzw. verklebt, um eine Kapselung zu bewirken.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Verfahren ist nun ein Schal­ tungschip 60 verwendet, der eine erste Anschlußfläche auf einer ersten Hauptoberfläche desselben und eine zweite An­ schlußfläche auf einer zweiten Hauptoberfläche desselben aufweist. Das erste Modul, das in Fig. 5a gezeigt ist, wird nun gebildet, indem eine einzelne Verbindungsmetallisierung 62 auf eine Haltefolie 6 aufgebracht wird. Auf die Verbin­ dungsmetallisierung 62 wird der Schaltungschip 60 aufge­ bracht, wobei eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Anschlußfläche des Schaltungschips 60 und der Verbin­ dungsmetallisierung 62 beispielsweise mittels leitfähigen Klebern oder mittels Löten hergestellt wird.

In Fig. 5b ist das zweite Modul dargestellt, wobei zur Er­ zeugung desselben zunächst eine Antennenmetallisierung 64 auf ein Trägersubstrat 10 aufgebracht wird. Wie in Fig. 5b gezeigt ist, weist die Antennenmetallisierung 64 ein vor­ zugsweise vergrößertes zweites Anschlußende 66 auf, auf das beim Zusammenfügen des ersten und zweiten Moduls der Schal­ tungschip 60, der auf der Unterseite desselben eine die An­ schlußfläche verstärkende Metallisierung 68 aufweisen kann, aufgebracht wird. Wie bereits bezugnehmend auf Fig. 1 er­ läutert wurde, wird auch bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eine lokale Isolationsschicht 70 auf entsprechenden Bereichen der Antennenmetallisierung 64 ge­ bildet, um nachfolgend einen Kurzschluß zwischen der Verbin­ dungsmetallisierung 62 und der Antennenmetallisierung 64 zu verhindern.

Nun wird das erste Modul mit dem zweiten Modul verbunden, siehe Fig. 5c, wobei gleichzeitig ein Kontakt zwischen der Metallisierung 68, d. h. der zweiten Anschlußfläche auf der Unterseite des Schaltungschips 60 und dem zweiten Anschluß­ ende der Antennenmetallisierung 66 bewirkt wird, und wobei gleichzeitig eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Verbindungsmetallisierung 62 und dem ersten Anschlußende 72 der Antennenmetallisierung 64 bewirkt wird. Wie in den Ausschnitten, die in Fig. 5d gezeigt sind, zu erkennen ist, werden auch bei diesem Ausführungsbeispiel wiederum die Randbereiche 20 der Haltefolie 6 mit entsprechenden benach­ barten Bereichen des Trägersubstrats 10 verbunden, d. h. ver­ schweißt oder verklebt. In Fig. 5e ist eine Draufsicht des sich ergebenden Mikrotransponders dargestellt.

Bei dem sechsten, schematisch in Fig. 6 dargestellten Aus­ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie­ derum ein erstes Modul vorbereitet, daß im wesentlichen dem ersten Modul, das in Fig. 5 gezeigt ist, entspricht. Dieses erste Modul ist in Fig. 6b gezeigt. Das zweite Modul unter­ scheidet sich dahingehend von dem bezugnehmend auf Fig. 5 beschriebenen, das in der von der Antennenmetallisierung 64 abgewandten Hauptoberfläche des Trägersubstrats 10 eine Aus­ nehmung 80 gebildet ist, Fig. 6a. Wie in Fig. 6c zu sehen ist, wird beim Zusammenfügen der beiden Module bei diesem Ausführungsbeispiel der Schaltungschip 60 in diese Ausneh­ mung 80 eingebracht. Zur elektrischen Kontaktierung der auf der Oberseite des Schaltungschips angeordneten Anschlußflä­ che desselben, bzw. der metallischen Verstärkung 68 mit dem zweiten Anschlußende 66 der Antennenmetallisierung 64 ist es notwendig, den oberhalb der Ausnehmung 80 angeordneten Steg 82 des Trägersubstrats vorzugsweise mittels eines thermisch unterstützten Verfahrens aufzulösen, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der auf der Oberseite des Schaltungschips 60 angeordneten Anschlußfläche und dem zwei­ ten Anschlußende 66 der Antennenmetallisierung 64 zu bewir­ ken. Ferner wird eine Durchkontaktierung 84 erzeugt, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Verbindungsme­ tallisierung 62 und dem ersten Anschlußende 72 der Antennen­ metallisierung 64 zu erzeugen. Auch bei diesem Ausführungs­ beispiel werden die Ränder der Haltefolie 6 mit dem Träger- Substrat 10 verklebt oder verschweißt, um eine Verkapselung zu erreichen.

Auch bei dem in Fig. 7 schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel wird ein Schaltungschip 60 mit doppelseitiger Kontaktierung verwendet. Im Unterschied zu dem bezugnehmend auf Fig. 6 beschriebenen Verfahren ist jedoch nun eine Aus­ nehmung 90 in dem Trägersubstrat 10 vorgesehen, die das Trä­ gersubstrat 10 vollständig bis zu dem zweiten Anschlußende 66 der Spulenmetallisierung 64 durchdringt. Das weitere Ver­ fahren zur Herstellung des Mikrotransponders gemäß dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht im we­ sentlichen dem bezugnehmend auf Fig. 6 beschriebenen, wobei jedoch nun auf die Wärmebehandlung zur Beseitigung eines Stegs über der Ausnehmung 90 verzichtet werden kann, da ein solcher Steg nicht vorliegt. Die übrigen Schritte entspre­ chen den bezugnehmend auf Fig. 6 beschriebenen Schritten.

Es sei darauf hingewiesen, daß das zweite Anschlußende 66 der Antennenmetallisierung 64 den Schaltungschip 60 voll­ ständig oder partiell überdecken kann. Ferner kann die Me­ tallisierung 68 auf dem Schaltungschip 60 denselben voll­ ständig oder partiell bedecken, wobei ferner einem Fachmann klar ist, daß zwischen der Metallisierung 68 und dem Schal­ tungschip 60 mit Ausnahme der Anschlußfläche des Schaltungs­ chips 60 eine Passivierungsschicht angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung schafft somit eine einfache Tech­ nik zur Herstellung eines Mikrotransponders, bei der die Herstellung des Antennenmoduls vollständig von der Herstel­ lung des Schaltungschipmoduls getrennt ist. Das Schaltungs­ chipmodul kann wesentlich dünner ausgeführt werden als das Antennenmodul. Verschiedene Herstellungstechniken können zur Herstellung des Antennenmoduls und zur Herstellung des Schaltungschipmoduls verwendet werden. Durch eine Kapselung des Schaltungschips bzw. eine großflächige Bedeckung des­ selben mit einer Metallisierung ist ein guter Lichtschutz möglich. Die erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise derart durchgeführt, daß die einzelnen Module jeweils auf einem Endlosmaterial gebildet werden und nachfolgend se­ quentiell einer Verarbeitungsstation, in der die Module zu­ sammengefügt werden, zugeführt werden. Die jeweiligen metal­ lischen Schichten können aus einem ferromagnetischen Mate­ rial bestehen, um bei Bedarf eine magnetische Handhabung der einzelnen Module oder auch des fertiggestellten Mikro­ transponders zu ermöglichen. Das dünne Schaltungschipmodul kann zur Handhabung durch einen zusätzlichen Träger unter­ stützt werden, um eine Stabilisierung zu erreichen, wodurch Verwölbungen oder sogar ein Aufrollen aufgrund interner me­ chanischer Spannungen vermieden werden kann. Das Einkapseln des Schaltungschips und weiterer optionaler Bereiche wird vorzugsweise im Vakuum oder unter Zuführung eines Schutzga­ ses, beispielsweise eines Formiergases, durchgeführt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen eines Mikrotransponders, mit folgenden Schritten:

• a) Aufbringen einer Antennenmetallisierung (12; 64) mit einem ersten (16; 72) und einem zweiten (18; 66) An­ schlußende auf ein Trägersubstrat (10);
• b) Aufbringen einer Verbindungsmetallisierung (2, 4; 62) auf eine flexible Trägerfolie (6);
• c) Aufbringen eines Schaltungschips (8; 60) mit einer ersten und einer zweiten Anschlußfläche auf die Ver­ bindungsmetallisierung (2, 4; 62), derart, daß zu­ mindest die erste Anschlußfläche des Schaltungschips mit der Verbindungsmetallisierung (2; 62) elektrisch leitfähig verbunden wird;
• d) Zusammenfügen des Trägersubstrats (10) und der Trä­ gerfolie (6), derart, daß die Verbindungsmetallisie­ rung (2; 62) mit dem ersten Anschlußende (16; 72) der Antennenmetallisierung (12; 64) elektrisch leitfähig verbunden wird, und daß die zweite Anschlußfläche des Schaltungschips (8; 60) mit dem zweiten Anschlußende (18; 66) der Antennenmetallisierung (12; 64) elek­ trisch leitfähig verbunden wird; und
• e) Verbinden von Randbereichen (20) der flexiblen Trä­ gerfolie (6) mit benachbarten Bereichen des Träger­ substrats (10) zum Einkapseln zumindest des Schal­ tungschips (8; 60).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Randbereiche (20) der flexiblen Trägerfolie (6) mit den benachbarten Be­ reichen des Trägersubstrats (10) verschweißt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Randbereiche (20) der flexiblen Trägerfolie (6) mit den benachbarten Be­ reichen des Trägersubstrats (10) verklebt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Schritt b) eine erste und eine zweite Verbindungsme­ tallisierung (2, 4) auf die flexible Trägerfolie (6) aufgebracht werden, und bei dem im Schritt c) der Schal­ tungschip (8), der die erste und die zweite Anschlußflä­ che auf einer ersten Hauptoberfläche desselben aufweist, derart auf die erste und die zweite Verbindungsmetalli­ sierung (2, 4) aufgebracht wird, daß die erste Anschluß­ fläche mit der ersten Verbindungsmetallisierung (2) elektrisch leitfähig verbunden wird, und daß die zweite Anschlußfläche mit der zweiten Verbindungsmetallisierung (4) elektrisch leitfähig verbunden wird, wobei die zwei­ te Anschlußfläche im Schritt d) über die zweite Verbin­ dungsmetallisierung (4) mit dem zweiten Anschlußende (18) der Antennenmetallisierung (12) elektrisch leit­ fähig verbunden wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der im Schritt c) aufgebrachte Schaltungschip (60) die erste Anschlußfläche auf einer ersten Hauptoberfläche dessel­ ben aufweist und die zweite Anschlußfläche auf einer der ersten Hauptoberflächen gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem im Schritt d) die Trägerfolie (6) und das Trägersubstrat (10) derart zu­ sammengefügt werden, daß die Antennenmetallisierung (12) und der Schaltungschip (8) auf der gleichen Hauptober­ fläche des Trägersubstrats (10) angeordnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schaltungschip (8) im Schritt d) in eine Ausnehmung (30) in der Haupt­ oberfläche des Trägersubstrats (10), auf die die Anten­ nenmetallisierung (12) aufgebracht wurde, eingebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem eine Isola­ torstruktur (14) vorgesehen wird, um die zweite Verbin­ dungsmetallisierung (4) außer an dem zweiten Anschluß­ ende (18) der Antennenmetallisierung (12) von der Anten­ nenmetallisierung (12) zu isolieren.

9. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem im Schritt d) die Trägerfolie (6) und das Trägersubstrat (10) derart zu­ sammengefügt werden, daß die Antennenmetallisierung (12) und der Schaltungschip (8) auf gegenüberliegenden Haupt­ oberflächen des Trägersubstrats (10) angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Verbindungsmetallisierung (2, 4) mittels Durchkontaktierungen (40, 42) mit dem ersten und dem zweiten Anschlußende (16, 18) der Anten­ nenmetallisierung (12) verbunden werden.

10. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem im Schritt d) der Schaltungschip (8) in eine Ausnehmung (50) in der Haupt­ oberfläche des Trägersubstrats (10), die der Hauptober­ fläche, auf die die Antennenmetallisierung (12) aufge­ bracht wurde, gegenüberliegt, eingebracht wird, wobei die erste und die zweite Verbindungsmetallisierung (2, 4) mittels Durchkontaktierung (40, 42) mit dem ersten und dem zweiten Anschlußende (16, 18) der Antennenmetal­ lisierung (12) verbunden werden.

11. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem im Schritt d) die Trägerfolie (6) und das Trägersubstrat (10) derart zu­ sammengefügt werden, daß die Antennenmetallisierung (64) und der Schaltungschip (60) auf der gleichen Hauptober­ fläche des Trägersubstrats (10) angeordnet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem im Schritt d) der Schaltungschip (60) in eine Ausnehmung (80; 90) in der Hauptoberfläche des Trägersubstrats (10), die der Haupt­ oberfläche, auf die die Antennenmetallisierung (64) auf­ gebracht wurde, gegenüberliegt, aufgebracht wird, wobei die Verbindungsmetallisierung (62) über eine Durchkon­ taktierung (84) mit dem ersten Anschlußende (72) der An­ tennenmetallisierung (64) verbunden wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Schritt e) im Vakuum oder unter Verwendung eines Schutz­ gases durchgeführt wird.