DE19920399C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leiterdrähten auf oder in einer elektrisch isolierenden Schicht - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leiterdrähten auf oder in einer elektrisch isolierenden Schicht

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen es mit einfachen Mitteln möglich ist, Leitbahnmuster unterschiedlicher Drahtstärken gleichzeitig herzustellen und Drähte sowohl mit als auch ohne Isolierlackschichten zu verarbeiten und mit elektrischen oder elektronischen Bauelementen zu kontaktieren. DOLLAR A Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß zunächst auf einen Spannrahmen (3) Leiterbahnmuster aus Leiterdrähten (1) aufgebracht werden, wobei die Leiterdrähte (1) parallel oder nahezu parallel zu einer Preßfläche (7) des Spannrahmens (3) über die Seitenflächen einzelner Spannelemente (2) zu einem vorgegebenen Muster gespannt werden und danach die Leiterdrähte (1) des Leiterbahnmusters mindestens teilweise in die elektrisch isolierende Schicht (13) gepreßt werden. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen von Leiterbahnen auf oder in einer elektrisch isolierenden Schicht, vorzugsweise zum Anbringen von Leiterbahnen in Plastikkarten, bei dem eine außerhalb der elektrisch isolierenden Schicht hergestellte Leiterbahn in die elektrisch isolierende Schicht gepreßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen von Leiterdrähten auf oder in einer elektrisch isolierenden Schicht, vorzugsweise zum Anbringen von Leiterdrähten in Plastikkarten, bei dem ein außerhalb der elektrisch isolierenden Schicht hergestellter Leiterdraht in die elektrisch isolierende Schicht gepreßt wird.
Elektrisch isolierende Schichten können dabei thermoplastische Folien, Tiefziehtei­ le, Gerätewandungen bzw. thermoplastisch beschichtete Gerätewandungen, Bau­ teile und dergleichen sein.
Die Erfindung findet vorzugsweise Anwendung bei der Herstellung kontaktloser Transponder, von Antennen für kontaktlose und kontaktbehaftete Transponder, von dreidimensionalen Schaltungen sowie von Schaltungen in bzw. auf vorzugs­ weise thermoplastischen Gehäusewandungen.
Im Stand der Technik ist es nach DE 195 25 933 A1 bekannt, eine Windung-auf- Windung gewickelte Spule aus lackisoliertem Wickeldraht herzustellen und mittels eines Wickel-Werkzeugteils in eine thermoplastische Folie einzupressen. Nachteilig ist dabei, daß mit diesem Verfahren nur einfache, spulenförmige Leiter­ zugmuster herstellbar sind und daß nur isolierlackbeschichteter Draht verwendet werden kann.
Nach DE 44 10 732 A1 und US 3.674.602 sind ebenfalls Verfahren bekannt, mit denen isolierter Draht in beliebigen Mustern auf thermoplastischen Folien befestigt werden kann.
Auch bei diesen Verfahren ist nachteilig, daß isolierlackbeschichteter Draht ver­ wendet werden muß. Außerdem belasten die zur Kontaktierung von aktiven und passiven Bauelementen erforderlichen zusätzlichen Arbeitsschritte zur Entlackung der Drähte diese Bauelemente in thermischer oder/und mechanischer Hinsicht erheblich. Weitere Nachteile sind die Begrenzung auf Folien als künftiger Schal­ tungsträger und die sequentielle Bearbeitung relativ großer Nutzen als Schaltungsträger.
Auch das in DE 197 05 934.1 A1 beschriebene Verfahren weist ähnliche Nach­ teile auf und ist mit einer relativ hohen Temperaturbelastung der thermoplasti­ schen Folie verbunden.
Nach US 3 279 040 ist ein Verfahren zum Installieren von Spulen für elekrische Schaltkreise bekannt, bei dem Leiterdrähte um Spannelemente gespannt und anschließend in Silikon eingebettet werden.
Ferner ist es nach DD 295 499 A5 bekannt Verdrahtungsträger unter Verwen­ dung von Drähten herzustellen, bei denen Drähte in einer Vergußmasse fixiert werden und danach eine Trägerplatte auf die Drähte geklebt wird.
Bei diesen Verfahren ist nachteilig, daß aufwendige Arbeitsgänge erfoderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen es mit einfachen Mitteln möglich ist, Leiterdrahtmuster unterschiedlicher Drahtstärken gleichzeitig herzustellen und Drähte sowohl mit als auch ohne Isolierlackschichten zu verarbeiten und mit elek­ trischen oder elektronischen Bauelementen zu kontaktieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 17 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Leiterdrähte auf einen Spannrah­ men mit senkrecht oder nahezu senkrecht aus der Preßfläche des Spannrahmens austretenden Spannelementen gespannt, wobei die Leiterdrähte parallel oder nahezu parallel zu einer Preßfläche über die Spannelementeseitenflächen zu einem vorgegebenen Muster gespannt werden und das Leiterdrahtmuster danach mit Hilfe von am Rahmen angebrachten Preßflächen mittels Druck auf eine elektrisch isolierende Schicht übertragen wird. Dort erfolgt ein Einpressen in diese Schicht, wobei die Drähte der Leiterdrahtmuster vollständig in eine Plastikfolie oder einen Körper eingepreßt werden können oder so eingepreßt werden, daß nur ein Teil des Drahtdurchmessers eingepreßt wird.
Ferner ist es möglich, daß die Drähte der Leiterdrahtmuster nur stellenweise in die Plastikfolie bzw. in den Körper eingepreßt werden.
Als Spannelemente können vorteilhaft zylindrische Stifte verwendet werden, die in vielfältigen Ausführungen und Abmessungen, kostengünstig, auch mit kleinem Durchmesser, erhältlich sind. Vorteilhafterweise gleiten die Stifte beim Einpressen mit der Preßbewegung zurück, fixieren aber immer die Leiterdrähte im Muster bis die Drähte eingepreßt sind.
Für die zu behandelnde elektrisch isolierende Schicht kommen alle Materialien in Betracht, die mit Thermoplast beschichtet sind oder thermoplastähnliche Eigen­ schaften aufweisen. Es ist vorzugsweise die Behandlung ebener Flächen vorgese­ hen, bedingt können aber auch in dreidimensional gestaltete thermoplastische Körper Leiterdrahtmuster eingefügt werden.
Die Spannelemente können in ihrer Länge gestuft sein, damit das Aufspannen der Drahtmuster auf dem Spannrahmen mit hoher Produktivität manuell oder mittels Roboter oder anderen Mitteln möglich ist.
Vorteilhaft ist, daß viele Drahtsorten verwendbar sind, ohne daß besondere Maß­ nahmen zur Spannrahmenanpassung erforderlich sind.
Die Drähte können beliebig tief eingepreßt werden. Das Einpressen kann über die gesamte Drahtlänge oder auch nur stellenweise erfolgen.
Mit Hilfe von auf dem Spannrahmen und/oder auf einem feststehenden Amboß, auf dem die thermoplastische Schicht oder das thermoplastbeschichtete Bauteil aufliegen, angebrachten Distanzhaltern kann der Hub des Einpreßwerkzeuges defi­ niert voreingestellt werden. Die Distanzhalter auf dem Spannrahmen gewährleisten dabei, daß immer ein kleiner Abstand zwischen Folie und Preßfläche besteht, so daß die heiße Preßfläche nur auf das Leiterdrahtmuster drückt, ohne die Folie zu berühren. Durch die Distanzstücke wird erreicht, daß die Preßflächen, die zum Erreichen einer hohe Einpreßgeschwindigkeit möglichst heiß sein sollen, die elek­ trisch isolierende thermoplastische Schicht nicht berühren, so daß diese thermopla­ stische Schicht selbst beim Einfügen des Leiterdrahtmusters relativ kalt bleiben kann.
Mit den Distanzhaltern auf dem Spannrahmen und/oder dem Amboß wird auch verhindert, daß während des Einpressens durch an dem Spannrahmen angebrachte feste oder bewegliche Messer das Leiterdrahtmuster vom jeweiligen nur zum Zwecke des Spannens geklemmten Drahtanfang bzw. Drahtende vorzeitig getrennt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, elektrisch isolierte Kreuzungen blanker Drähte in der elektrisch isolierenden Schicht auszuführen.
Damit die Lage der Drähte während des Einpreßvorganges erhalten bleibt, können auf langen Rahmenstücken Riffel oder anderweitige formschlußbildende Elemente angebracht sein.
Mit Hilfe von messerkammförmigen Druckstücken auf Spannrahmen und/oder Amboß kann erreicht werden, daß bei sich kreuzenden metallisch blanken Dräh­ ten das untere Leiterstück durch das über die Erweichungstemperatur des Ther­ moplastes erhitzte messerkammförmige Druckstück so in die thermoplastische Schicht eingedrückt wird, daß es mindestens zwei Drahtdurchmesser tief im Ther­ moplast liegt. Die zwischen den Druckmessern liegenden oberen Leiterstücke im Kreuzungsbereich werden höchstens bündig in den thermoplastischen Körper ein­ gepreßt. Das untere und obere Leiterstück sind durch eine elektrisch isolierende Thermoplastschicht getrennt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Preßfläche mit stegartigen Erhöhungen im Winkel von 30. . .90° zum Draht versehen ist, die vor­ zugsweise in der Höhe etwa dem Drahtdurchmesser und in der Breite etwa dem 0,5 bis 2fachen des Drahtdurchmessers entsprechen. Die stegartigen Erhöhungen pressen den Draht partiell tief in den Thermoplast und verbessern die Drahtbefesti­ gung in bzw. auf dem Thermoplast wesentlich. Die Stege sind dabei in einem Abstand von vorzugsweise 2. . .6 mm zueinander angebracht.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß komplette Schaltungen in relativ klei­ nen, gut kontrollierbaren und damit kostengünstigen Arbeitsräumen der Maschi­ nen komplett gefertigt werden können und danach die Schaltung auf bzw. in relativ große Folien oder ähnliche Materialien eingesetzt werden kann.
Komplizierte, starke Wärmeprozesse wie Schweißen und gegebenenfalls Lackhär­ ten, finden dabei auf dem temperaturstabilen Spannrahmen statt.
Als ein besonderer Vorteil der Erfindung ist anzusehen, daß beliebige Drahtmuster, auch mit unterschiedlichen Drähten gleichzeitig komplett erzeugt und danach auf eine beliebige Thermoplastschicht, die auch z. B. eine Gerätewand sein kann, übertragen werden können. Eine fast fertige Schaltung kann z. B. durch Roboterbewegungen direkt in eine Gerätewand eingefügt oder in beliebiger Anordnung auf größeren Folien, Schichten etc. angebracht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: einen Spannrahmen mit zwei Leiterdrahtmustern in der Draufsicht,
Fig. 2: einen Spannrahmen mit gespannten Leiterdrähten im Schnitt,
Fig. 3: einen Spannrahmen mit in der Höhe versetzten Preßflächen und gespannten Leiterdrähten vor dem Aufpressen auf eine Thermoplastfolie in Seitenansicht,
Fig. 4a: eine Anordnung sich kreuzender, metallisch blanker Drähte im Bereich eines messerkammförmigen Druckstückes vor dem Einpressen der Leiterdrähte in eine thermoplastische Gehäusewand im Querschnitt,
Fig. 4b: die gleiche Anordnung nach dem Einpressen,
Fig. 5: einen Spannrahmenabschnitt mit einem an zwei Leiterdrahtstücken kontaktierten Kondensator in der Draufsicht,
Fig. 6: die Seitenansicht eines Spannrahmenausschnittes mit einem vorge­ formten Leiterdraht und einem justiert plazierten Halbleiterchip und einem Schweißwerkzeug vor dem Aufsetzen zum Schweißen,
Fig. 7: eine Seitenansicht des Halbleiterchips nach dem Kontaktieren des Leiterdrahtstückes, und
Fig. 8: die Draufsicht auf einen Abschnitt einer thermoplastischen Folie mit dem eingepreßten Leiterdrahtmuster mit kontaktiertem Halbleiterchip, Kondensator sowie Kontaktfeld.
In Fig. 1 ist ein Spannrahmen 3 dargestellt, bei dem sich im zentralen Teil die Preßfläche 7 befindet. Die Preßfläche 7 ist als ebene, rechteckige, geschliffene Flä­ che ausgeführt. Die Schleifrichtung verläuft in Fig. 1 von links nach rechts. Die verbleibenden Mikroschleifrillen verlaufen in Richtung der langen Leiterdrähte 1. Die Leiterdrähte 1.1 werden beginnend von einer Drahtklemme 5 und richtungsän­ dernd über stiftförmige, axial bewegliche, aus der Preßfläche 7 ragende Spannele­ mente 2 parallel oder nahezu parallel zur Preßfläche 7 zur zweiten Drahtklemme 5 gespannt und in der Drahtklemme 5 geklemmt.
Im oberen Bereich der Preßfläche 7 ist ein weiteres Leiterdrahtstück 1.2 geklemmt und gespannt. Der Leiterdraht 1.2 weist im Beispiel einen Durchmesser von 150 µm auf und ist metallisch blank.
Im unteren Bereich der Preßfläche 7 ist der Leiterdraht 1.1 mit Isolierlack beschichtet und weist einen Durchmesser von 100 µm auf. Der Leiterdraht 1 ist spulenförmig von außen nach innen verlaufend über die Spannelemente 2 gespannt und mit den Drahtklemmen 5 am Anfang und Ende festgeklemmt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befinden sich die Klemmen 5 außerhalb der Preßflä­ che 7 und sind geringfügig unterhalb der Preßfläche 7 angeordnet.
Als Spannelemente 2 werden im dargestellten Beispiel Zylinderstifte mit einem Durchmesser von 400 µm verwendet. Mit Hilfe des mechanisch bewegten Schie­ bers 10 werden die Spannelemente 2 vor dem Aufspannen der Leiterdrähte 1 so bewegt, daß der am Spannelement 2 befindliche Spannelementdistanzring 11 gegen die Unterseite der Preßfläche 7 des Spannrahmens 3 drückt und die aus der Preßfläche 7 ragenden Zylinderstiftlängen der Spannelemente 2 je nach Anzahl und Lage der Spannelemente 2 und der Art des Leiterdrahtmusters bemessen sind. Das in Fig. 1 dargestellte Spulenmuster weist 2 Windungen auf. Der Leiterdraht 1.1 wird so gespannt, daß zuerst die äußere Windung und danach die innere Win­ dung über die Spannelemente 2 mittels robotergeführter Drahtbewegung gespannt wird.
Damit der Leiterdraht 1.1 seine Richtungsänderungen nur an den vorgesehenen Spannelementen 2 erhält, weisen die aus der Preßfläche 7 ragenden Längen der Spannelemente 2 für die innere Windung eine größere Länge 18 auf als die Span­ nelemente 2 für die äußere Windung. Im Beispiel betragen die über der Preßfläche 7 stehenden Zylinderstiftlängen der Spannelemente 2 für die äußere Windung 300 µm und die Zylinderstiftlänge der Spannelemente 2 für die innere Windung 600 µm.
Die Preßfläche 7 weist in den Flächenbereichen, die zum Einpressen des Leiter­ drahtmusters nicht benötigt werden, Freimachungen 16 auf.
Die Preßflächen 7 des in Fig. 3 dargestellten Spannrahmens 3 sind in zwei unter­ schiedlichen Höhenstufen 8 angeordnet, denen eine Preßflächenschräge 9 zwischenge­ fügt ist. Entsprechend gestaltet ist der Amboß 15, auf den mittels Vakuum die die Thermoplastfolie 13 gespannt ist. Seitlich am Amboß 15 angebracht ist ein Distanzhalter 17 mit einer Distanzhöhe von Foliendicke 13 plus 20 µm, der sicher­ stellt, daß die Preßflächen 7 nicht die Folie 13 berühren. Damit wird verhindert, daß die heißen Preßflächen 7 die Folie 13 unzulässig aufheizen oder sie verformen. Die Spannelemente 2 werden während des Drahtspannens flächenfeldweise durch Schieber 10 über die Preßfläche 7 gedrückt. Die Schieber 10 werden von Rahmen­ gegenlagern 12 im Spannrahmen 3 gehalten. Die Darstellung erläutert den Zustand vor dem Aufsetzen der Preßfläche 7 mit dem aufgespannten Leiterdrahtmuster auf die auf dem Amboß 15 gespannte Thermoplastfolie 13.
Im Beispiel besteht die Thermoplastfolie 13 aus PVC und ist 250 µm dick. Die Leiterdrähte 1 bestehen aus lackisoliertem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 160 µm. Der Amboß 15 weist Raumtemperatur auf, der Spannrahmen 3 ist auf 160° erwärmt und mittels Druck und unter gleichzeitigen vertikalen Ultra­ schallschwingungen wird das Leiterdrahtmuster in die Thermoplastfolie 13 soweit eingepreßt, bis die Distanzhalter 17 die Preßflächenbewegung kurz oberhalb der Folie 13 stoppen. Die Spannelemente 2 setzen bei der Preßflächenbewegung auf die Folie 13 auf und werden dadurch zurückgeschoben.
Bei der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Anordnung ist der Spannrahmen 3 mit einem separat und zusätzlich aufheizbaren Rahmenstück 6 als messerkamm­ förmiges Druckstück 19 ausgeführt.
Unterhalb und quer zu den Messern des messerkammförmigen Druckstückes 19 liegt ein metallisch blanker Draht 1 als unteres Leiterdrahtstück 25 des Leiter­ drahtmusters und parallel und zwischen den Messern des messerkammförmigen Druckstückes 19 liegen die metallisch blanken oberen Leiterdrahtstücke 26 eines spulenförmigen, sich miteinander kreuzenden Leiterdrahtmusters.
Fig. 4a zeigt den Zustand bevor der Spannrahmen 3 mit seiner Preßfläche 7 mit dem Leiterdrahtmuster auf bzw. in die thermoplastische Behälterwand 14 aus PVC gepreßt wird.
In Fig. 4b ist das untere Leiterdrahtstück 25 durch das im Beispiel auf 200°C. . . 250°C beheizte messerkammförmige Druckstück 19 ca 300 µm tief in die Ther­ moplastbehälterwand 14 eingedrückt und eingeschmolzen worden, während die oberen Leiterdrahtstücke 26 sich auf der Behälterwand 14 befinden bzw. nur geringfügig in diese eingepreßt sind. Es ergibt sich eine vollständig elektrisch iso­ lierte Kreuzung 33 der metallisch blanken Drähte 1. Außerhalb des messerkamm­ förmigen Druckstückes 19 wird das Leiterdrahtmuster durch die Preßfläche 7 nahezu vollständig in die thermoplastische Behälterwand 14 eingepreßt, wobei der blanke Leiterdraht 1 durch auf der Preßfläche 7 angeordnete Stege 34 partiell tie­ fer in die Behälterwand 14 eingepreßt wird.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer Preßfläche 7 eines Spannrahmens 3. Der Spannrahmen 3 ist hierbei durch eine Aussparung 29 durchbrochen. Die Ausspa­ rung 29 wird von zwei Leiterdrahtstücken 1 überspannt, die über die Kontaktier­ terminals 27 eines chipförmigen elektrischen Kondensators 23 verlaufen. Der Kondensator 23 wurde mittels Thermokompressionsschweißen im Bereich der Terminals 27 an die Leiterdrähte 1 geschweißt, so daß sich die Kontaktstellen 28 ergeben.
In Fig. 6 wird ein auf einem Chiphalter 20 mittels Vakuum befestigtes Halbleiter­ chip 21 mit seiner Kontaktstelle 28 direkt unterhalb eines vorgeformten Leiter­ drahtstückes 1 justiert. Der im Beispiel 85 µm dicke, metallisch blanke Leiterdraht 1 wurde durch einen, nicht näher beschriebenen Preßstempel und Preßbewegung von der Unterseite her einseitig so vorgeformt, daß er im Bereich der Chipkanten 4 bis auf eine Dicke von 30 µm verringert wird und so Isolierverformungen 31 bil­ det, die einen Kurzschluß des Leiterdrahtes 1 mit der Chipkanten 4 verhindern. Im Bereich über dem Halbleiterchip 21 wird der Leiterdraht 1 von der Unterseite her einseitig auf eine Dicke von 55 µm vorgeformt und bildet so eine Distanzverfor­ mung 32, die durch Druckübernahme beim Thermokompressionsschweißen die Verformung der an sich kleinen Länge des Kontaktstückes 35 des vor dem Schweißen unverformten Drahtstückes 1 über der Kontaktfläche 27 des Halblei­ terchips 21 durch das Schweißwerkzeug 30 auf die Größe der Distanzverformung 32 begrenzt, wie in Fig. 7 dargestellt. Zusätzlich weist der Bereich der Distanz­ verformung 32 Isolierverformungen 31 auf, die ein kurzschlußfreies Überqueren von Testpads des Halbleiterchips 21 und eine verbesserte Verteilung eventuell auf die Chipoberfläche 21 aufzubringender Materialien, wie z. B. Underfiller, Gieß­ harze und/oder Isolierlacke, ermöglichen.
Fig. 8 zeigt ein vollständiges spulenförmiges Leiterdrahtmuster, bei dem an den Enden des Leiterdrahtes 1.1 ein Chip 21 und ein Kondensator 23 angeschweißt sind. Die Anordnung enthält einen Kreuzungsbereich 33 mit oberen 26 und unte­ ren 25 Leiterdrahtstücken, wobei sich das Chip 21 und das passive elektronische Bauelement 23 in Vertiefungen 22 oder Durchbrüchen 22 der Thermoplastfolie 13 befinden. An den Enden eines weiteren Leiterdrahtes 1.2 sind metallische Kontak­ telemente 24 angeschweißt, die ebenfalls in die Folie 13 eingepreßt sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Leiterdraht
2
Spannelement
3
Spannrahmen
4
Chipkante
5
Drahtklemme
6
Rahmenstück mit Zusatzheizung
7
Preßfläche des Spannrahmens
8
Höhenstufe der Preßfläche
9
Preßflächenschräge
10
Schieber
11
Spannelementdistanzring
12
Rahmengegenlager
13
Folie; Schichtmaterial; Thermoplast
14
Geräteteil; Behälterwand
15
Amboß
16
Freimachung
17
Distanzhalter
18
Längen der Spannelemente
19
messerkammförmiges Druckstück
20
Chiphalter; Bauelementehalter
21
Halbleiterchip
22
Vertiefung/Durchbruch in Folie oder Behälterwand
23
passives elektronisches Bauelement
24
Kontaktelement
25
Unteres Leiterdrahtstück
26
Oberes Leiterdrahtstück
27
Terminal; Kontaktfläche
28
Kontaktstelle
29
Aussparung
30
Schweißstempel
31
Isolierungverformung
32
Distanzverformung
33
Kreuzungsbereich
34
Steg
35
Kontaktstück

Claims (25)

1. Verfahren zum Anbringen von Leiterdrähten auf oder in einer elektrisch isolie­ renden Schicht, vorzugsweise zum Anbringen von Leiterdrähten in Plastikkarten, bei dem ein außerhalb der elektrisch isolierenden Schicht hergestellter Leiterdraht in die elektrisch isolierende Schicht gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zunächst auf einen Spannrahmen (3) Muster aus Leiterdrähten (1) aufgebracht werden, wobei
  • - die Leiterdrähte (1) parallel oder nahezu parallel zu einer Preßfläche (7) des Spannrahmens (3) über die Seitenflächen einzelner Spannelemente (2) zu einem vorgegebenen Muster gespannt werden und
  • - danach die Leiterdrähte (1) des Leiterdrahtmusters mindestens teilweise in die elektrisch isolierende Schicht (13) gepreßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einpressen des Leiterdrahtmusters in die elektrisch isolierende Schicht (13) die Spannele­ mente (2) entsprechend der Preßbewegung zurückgleiten und das Leiterdrahtmu­ ster freigeben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einpres­ sen des Leiterdrahtmusters durch Erwärmen des Spannrahmens (3) unterstützt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einpressen des Leiterdrahtmuster durch Ultraschallschwingung des Spannrahmens (3) in Preßrichtung unterstützt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drahtanfang und das Drahtende des Leiterdrahtmusters durch Draht­ klemmen (5) festgelegt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als elektrisch isolierende Schicht (13) eine thermoplastische Folie oder eine thermoplastische Schicht auf einer Folie verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß als elektrisch isolierende Schicht (13) eine thermoplastische oder mit Thermoplast beschichtete Gerätewand Behälterwand verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß an das Leiterdrahtmuster auf dem Spannrahmen (3) elektronische Bauele­ mente (21; 23) und/oder Kontaktelemente (24) kontaktiert werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Leiterdrahtmuster so über Aussparungen (29) im Spannrahmen (3) gespannt wird, daß die zur Kontaktierung vorgesehenen Drahtstücke (1) über die Kontaktstellen (28) der auf einem Chiphalter (20) befindlichen Bauelemente (21; 23) führen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bauelemente (21; 23) mit Unterstützung von Bildsuchverfahren genau unter den im Spannrahmen (3) gespannten Leiterdrähten (1) plaziert werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leiterstücke (1) mittels Thermokompressionsverfahren an Kontakt­ stellen (27) kontaktiert werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die kontaktierte Oberfläche des Halbleiterchips (21) mit elektrisch isolie­ rendem Lack beschichtet und der Isolierlack auf dem Spannrahmen (3) ausgehärtet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Leiterdraht (1) an der Stelle der künftigen Lage der Chipkanten (4) mit einer Isolierverformung (31) versehen wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der über das Halbleiterchip (21) führende Leiterdraht (1) mit einer Distanzverformung (32) versehen wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich der Distanzverformung (32) Isolierverformungen (31) ange­ bracht werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Plastfolie (13) bzw. Behälterwand (14) Durchbrüche und/oder Vertiefungen (22) zur Aufnahme der Bauelemente (21; 23) angebracht werden.
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Vorrichtung aus einem Amboß (15) und einem mit einer Presse verbundenen Spannrahmen (3) besteht,
  • - wobei an dem Spannrahmen (3) eine Freßfläche (7) und senkrecht oder nahezu senkrecht zur Preßfläche (7) einzelne, axial verschiebbare Spannelemente (2) angeordnet sind, und
  • - daß am Amboß (15) eine Gegenhalterfläche aus gut wärmeleitendem Material zur Aufnahme der elektrisch isolierenden Schicht (13) angebracht ist,
  • - wobei die Gegenhalterfläche bzw. die Geräteteilfläche parallel zur Preßfläche (7) des Spannrahmens (3) liegt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannele­ mente (2) Zylinderstifte angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (2) axial verschiebbar angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhalterfläche des Ambosses (15) und die Preßfläche (7) des Spann­ rahmens (3) Höhenstufen (8) und/oder Preßflächenschrägen (9) aufweisen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Preßfläche (7) ragenden Spannelemente (2) in unterschiedlichen Längen (18) angeordnet sind, welche der Dicke des Leiterdrahtes (1), der Reihen­ folge und der Lage der bespannten Spannelemente (2) entsprechen.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß am Spannrahmen (3) oder an der Presse mindestens ein Schieber (10) ange­ bracht ist, mit dem die Spannelemente (2) auf die jeweils erforderliche Länge (18) gehoben werden.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spannrahmen (3) und/oder dem Amboß (15) Distanzhalter (17) ange­ ordnet sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an der Preßfläche (7) stegartige Erhöhungen (34) im Winkel von 30. . .90° zur Spannrichtung des Leiterdrahtes (1) angebracht sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß am Spannrahmen (3) ein senkrecht zur Preßfläche (7) verschiebbares, messer­ kammförmiges beheiztes Druckstück (19) angeordnet ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1318532A1 (de) * 2001-12-10 2003-06-11 cubit electronics Gmbh Spulenanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10257757A1 (de) * 2002-12-10 2004-09-09 Ewald Assion Antennenanordnung, Verfahren und System zur Lokalisierung von Ausstellungsgegenständen
WO2008037579A1 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Advanced Micromechanic And Automation Technology Ltd Method of connecting an antenna to a transponder chip and corresponding inlay substrate
US8608080B2 (en) 2006-09-26 2013-12-17 Feinics Amatech Teoranta Inlays for security documents
EP2977969A3 (de) * 2014-06-12 2016-04-27 Checkpoint Systems, Inc. Folienguss mit integrierten kabeln

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3279040A (en) * 1963-12-23 1966-10-18 Ibm Wire installation
US3674602A (en) * 1969-10-09 1972-07-04 Photocircuits Corp Apparatus for making wire scribed circuit boards
DD295499A5 (de) * 1990-07-17 1991-10-31 Hochschule Fuer Seefahrt Warnemuende-Wustrow,De Verfahren zum fertigen von verdrahtungstraegern mit draehten
DE4410732A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Amatech Gmbh & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte sowie Chipkarte
DE19525933A1 (de) * 1995-07-17 1997-01-23 Finn David IC-Kartenmodul sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
DE19705934A1 (de) * 1997-02-15 1998-08-20 Manfred Dr Michalk Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von drahtförmigen Leiterstücken in ein Substrat

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3279040A (en) * 1963-12-23 1966-10-18 Ibm Wire installation
US3674602A (en) * 1969-10-09 1972-07-04 Photocircuits Corp Apparatus for making wire scribed circuit boards
DD295499A5 (de) * 1990-07-17 1991-10-31 Hochschule Fuer Seefahrt Warnemuende-Wustrow,De Verfahren zum fertigen von verdrahtungstraegern mit draehten
DE4410732A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Amatech Gmbh & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte sowie Chipkarte
DE19525933A1 (de) * 1995-07-17 1997-01-23 Finn David IC-Kartenmodul sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
DE19705934A1 (de) * 1997-02-15 1998-08-20 Manfred Dr Michalk Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von drahtförmigen Leiterstücken in ein Substrat

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1318532A1 (de) * 2001-12-10 2003-06-11 cubit electronics Gmbh Spulenanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10160390A1 (de) * 2001-12-10 2003-06-18 Cubit Electronics Gmbh Spulenanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10257757A1 (de) * 2002-12-10 2004-09-09 Ewald Assion Antennenanordnung, Verfahren und System zur Lokalisierung von Ausstellungsgegenständen
WO2008037579A1 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Advanced Micromechanic And Automation Technology Ltd Method of connecting an antenna to a transponder chip and corresponding inlay substrate
US8608080B2 (en) 2006-09-26 2013-12-17 Feinics Amatech Teoranta Inlays for security documents
EP2977969A3 (de) * 2014-06-12 2016-04-27 Checkpoint Systems, Inc. Folienguss mit integrierten kabeln

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