DE60130199T2 - Verfahren zur bildung einer hochfrequenzantenne aus leitfähigen tinten - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung flexibler Schaltkreise, die bei der Konstruktion von Hochfrequenz-(HF)-Antennen benutzt werden.
  • Hochfrequenz-Antennen werden typischerweise aus einem leitfähigen Spiralmuster hergestellt. Das leitfähige Spiralmuster erlaubt es der Antenne, Energien im Hochfrequenzbereich zu empfangen und abzustrahlen. Typischerweise ist die Antenne optimiert, Energie in einem relativ schmalen Teil des Hochfrequenzbereichs zu senden und zu empfangen.
  • Hochfrequenz-Antennen werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, einschließlich der Warenbestands-Kontrolle. Oft wird die Hochfrequenz-Antenne mit einem integrierten Schaltkreis verbunden.
  • Der integrierte Schaltkreis empfängt Energie von einer Detektoreinheit, moduliert die Energie mit einem im integrierten Schaltkreis gespeicherten Identifizierungsmuster und sendet die modulierte Energie zurück an die Detektoreinheit. Solche Warenbestands-Kontroll-Einheiten, einschließlich der Hochfrequenz-Antenne können recht preiswert hergestellt werden.
  • Eine Art zur Herstellung einer Hochfrequenz-Antenne ist es, eine leitfähige Spule aus einer Metallplatte auszustanzen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Herstellung der Metallspule zu einer großen Menge Stanzabfall führt. Außerdem kann es sein, dass die Hochfrequenz-Antenne, die durch Ausstanzen aus einer Metallplatte hergestellt wird, steifer als erwünscht ist.
  • Eine andere Art zur Herstellung einer Hochfrequenz-Antenne ist es, bei der Herstellung gedruckter Leiterplatten (PCB) übliche Ablöse-Verfahren einzusetzen. Bei der Herstellung gedruckter Leiterplatten wird auf einem Substrat eine Schicht aus leitfähigem Material hergestellt, und die für die Antenne nicht benötigten Flächen werden abgelöst. Wenn es zur Herstellung der Hochfrequenz-Antenne verwendet wird, tendiert dieses Verfahren dazu, verschwenderisch zu sein, da die Hochfrequenz-Antenne ungefähr 10% der Fläche des Substrates benötigt. Dies steht im Gegensatz zu Abdeckungs-Flächen von 70-80%, die bei typischen Leiterplatten-Implementationen üblich sind.
  • Eine andere Art zur Herstellung einer Hochfrequenz-Antenne ist die Verwendung leitfähiger Druckfarben. Typischerweise wird die leitfähige Druckfarbe als Hochfrequenz-Antennen-Spiralmuster auf das Substrat gedruckt. Die leitfähige Druckfarbe wird dann ausgehärtet. Die gedruckte Antenne kann so wie sie ist benutzt werden, oder es werden Elektroden am leitfähigen Druckfarben-Muster befestigt, und es wird eine Metallschicht auf das Muster aus der leitfähigen Druckfarbe galvanisiert. 1 zeigt diese Ausführung nach dem Stand der Technik. Die Elektrode wird an dem Kontaktfeld 22 befestigt, um das Material auf dem Muster aus leitfähiger Druckfarbe zu galvanisieren. Wegen der Kosten wird das leitfähige Druckfarben-Material in relativ schmalen und dünnen Schichten aufgebracht. Das bedeutet, dass wenn eine Spannungsquelle an das Kontaktfeld 22 angeschlossen wird, zwischen dem Kontaktfeld 22 und dem Punkt 24 in der Nähe der Mitte des Musters ein beträchtlicher elektrischer Widerstand vorhanden ist. Wegen dieses elektrischen Widerstandes werden vorzugsweise die Bereiche in der Nähe der Elektrode an Kontaktfeld 22 und nicht an Position 24 mit dem galvanisierten Material beschichtet. Dies macht es schwierig, eine richtige galvanisierte Beschichtung auf der leitfähigen Druckfarbe zu erhalten.
  • Eine mögliche Lösung ist die Verwendung der leitfähigen Druckfarbe mit einem dickeren oder breiteren Muster, wodurch der Widerstand pro Längen einheit des Streifens aus leitfähiger Druckfarbe verringert wird. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass die leitfähige Druckfarbe im Vergleich zu dem viel preiswerteren galvanisierten Material teuer ist.
  • Ein Beispiel für die Technik wird in EP 0 903 805-A2 gegeben, in dem ein Verfahren zur Galvanisierung eines aus leitfähiger Druckfarbe hergestellten Musters beschrieben wird.
  • Aus den oben angegebenen Gründen wird es gewünscht, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Hochfrequenz-Antenne zu haben.
  • Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines flexiblen Schaltkreises zur Verwendung als Hochfrequenz-Antenne, bei dem eine temporäre elektrische Kurzschluss-Schicht benutzt wird. Eine Anfangs-Schicht, wie z.B. eine Schicht als leitfähiger Druckfarbe, wird auf einem Substrat mit dem Muster der Spiral-Antenne hergestellt. Über der Spule wird eine elektrische Kurzschluss-Schicht aus einem leitfähigen Material angebracht, so dass die Spule elektrisch miteinander verbunden ist. Über der elektrischen Kurzschluss-Schicht wird eine isolierende Schicht hergestellt. Anschließend findet die Galvanisierung statt, so dass sich das galvanisierte Material auf der Anfangs-Schicht bildet. Wenn die Kurzschluss-Schicht mit der isolierenden Schicht geschützt wird, wird sie nicht galvanisiert. Nach der Beschichtung werden die elektrische Kurzschluss-Schicht und die isolierende Schicht entfernt.
  • Die Verwendung der elektrischen Kurzschluss-Schicht hat den Vorteil, dass sie erlaubt, den Widerstand zwischen der Elektrode und den anderen Stellen der leitfähigen Schicht aus Druckfarbe zu verringern. Die elektrische Kurzschluss-Schicht führt zu einer gleichmäßigeren Galvanisierung auf allen Punkten des Spiralmusters der Hochfrequenz-Antenne. Hierdurch wird das Problem beseitigt, das in der bisherigen Technik auftrat, und zur Forderung nach einer relativ dicken Schicht aus leitfähiger Druckfarbe geführt hat. Mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann eine effektiv gleichmäßige leitfähige galvanisierte Schicht hergestellt werden.
  • Eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Hochfrequenz-Antenne, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Diese Hochfrequenz-Antenne enthält ein Substrat, eine Schicht aus leitfähiger Druckfarbe in Form einer Antennenspule und eine leitfähige galvanisierte Schicht auf der Schicht aus leitfähiger Druckfarbe, wobei die leitfähige galvanisierte Schicht einen entfernten Kurzschluss-Bereich hat. Der entfernte Kurzschluss-Bereich umfasst einen Teil der Anfangs-Schicht, der nicht von dem leitfähigen Material bedeckt ist.
  • Es wird ein Verfahren beschrieben, das Bedeutung als Hintergrundinformation hat und folgendes umfasst: Bereitstellung einer Substratschicht; Herstellung eines oder mehrerer Löcher in der Substratschicht; Anbringen einer Schicht aus leitfähiger Folie auf beiden Seiten der Substratschicht, so dass die leitfähige Folie die Löcher bedeckt; und Herstellung einer leitfähigen Schicht/von leitfähigen Schichten auf einer (beiden) Seiten des Substrates in einem Muster einer Antennenspule, wobei die leitfähige Druckfarbe einen elektrischen Kontakt mit der Metallfolie herstellt. Diese leitfähige Druckfarbe hat den Vorteil, dass sie leicht in die Löcher geht, um die Verbindung mit der leitfähigen Folie und den Schaltkreis-Elementen auf dem Substrat herzustellen. Bisherige Arten der Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Seiten des Substrates für die Hochfrequenz-Antenne umfassen das Stanzen von Löchern durch eine leitfähige Metallschicht zu einer leitfähigen Metallschicht auf der anderen Seite des Substrates. Durch das Stanzen wird hoffentlich etwas Metall der einen Schicht den Kontakt mit der anderen Schicht herstellen. Dies hat den Nachteil, unzuverlässig zu sein und zu Fehlern im Betrieb der Hochfrequenz-Antenne zu führen.
  • Als weitere Hintergrundinformation wird ein Verfahren zur Herstellung einer HF-Antenne beschrieben, das die Bereitstellung einer Substratschicht, die Herstellung mindestens eines Lochs in der Substratschicht und das Einbringen leitfähiger Druckfarbe in das mindestens eine Loch, um eine leitfähige Verbindung zwischen einer Schicht aus leitfähiger Druckfarbe auf einer Seite des Substrates in mindestens einem Teil des Antennen-Spiralmusters und einer zweiten Schicht aus leitfähiger Druckfarbe auf der anderen Seite des Substrats herzustellen, umfasst. Die beiden Schichten aus leitfähiger Druckfarbe können vor dem Schritt der Loch-Herstellung hergestellt werden, oder die Herstellung einer der Schichten aus leitfähiger Druckfarbe kann bewirken, dass die Verbindung zwischen den beiden Seiten des Substrates durch leitfähige Druckfarbe hergestellt wird. In einigen Fällen ist kein Metall-Nebenschluss erforderlich, aber die in das Loch eingebrachte leitfähige Druckfarbe kann später beschichtet werden, so dass die zweiseitige Antennenstruktur hergestellt werden kann. Hierbei ist es wichtig, dass die leitfähige Druckfarbe das Loch nicht völlig füllt, so dass Platz für das besser leitfähige Beschichtungsmaterial bleibt.
  • Das Füllen des Lochs kann durch Kapillarwirkung erfolgen, wobei ein Kissen mit Druckfarbe den Bereich über dem Loch berührt. Dies kann auch erzielt werden, wenn keine Unterschicht verwendet wird. Unterschichten können die Druckfarbe konzentrieren. Alternativ kann eine Unterschicht mit einem Hohlraum verwendet werden. Die leitfähige Druckfarbe füllt den Hohlraum teilweise aus, anstatt zwischen das Substrat und den Rest der Unterschicht zu fließen.
  • Zum weiteren Verständnis wird die Situation näher beschrieben, in der eine leitfähige Schicht über das Loch gedruckt wird und ein unbedruckter Bereich in mindestens einem Teil des Lochs vorliegt. Hierdurch wird verhindert, dass zu viel leitfähige Druckfarbe in das Loch gelangt und möglicherweise das Loch vor dem Galvanisierungsprozess füllt. Außerdem wird ein unbedruckter kreisförmiger Bereich innerhalb des Lochdurchmessers bereitgestellt. Dies erlaubt es einem Teil der Druckfarbe, an den Seiten in das Loch zu fließen, ohne dass zu viel leitfähige Druckfarbe in das Loch eingebracht wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist ein Diagramm einer Hochfrequenz-Antenne nach dem Stand der Technik.
  • 2 ist ein Diagramm, das die Konstruktion der Hochfrequenz-Antenne der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer elektrischen Kurzschluss-Schicht zeigt.
  • 3 ist ein Detail einer Draufsicht der elektrischen Kurzschluss-Schicht, die auf den Schleifen des Spiralmusters aus leitfähiger Druckfarbe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung platziert ist.
  • 4A-4E sind Querschnitts-Diagramme, welche die Konstruktion der Hochfrequenz-Antenne gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • 5 zeigt ein Detail einer Ausführung einer Hochfrequenz-Antenne, die durch das Verfahren einer Ausführung der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7A-7C sind Diagramme, welche die Konstruktion einer Hochfrequenz-Antenne als Beispiel zeigen, das als nützlich für das Verständnis der vorliegenden Erfindung zitiert wird.
  • 8A-8D sind Querschnitts-Diagramme, welche die Konstruktion der Hochfrequenz-Antenne gemäß den 7A-7C zeigen.
  • 9A-9C zeigen Details einer Querschnitts-Ansicht für das Verfahren, das hier mit Bedeutung als Hintergrundinformation zitiert wird.
  • 10A-10C zeigen eine Draufsicht für die Querschnitts-Ansichten der 9A-9C.
  • 11A zeigt eine Draufsicht eines Druck-Designs.
  • 11B zeigt die Schichten aus leitfähiger Druckfarbe, die auf beiden Seiten des Substrates hergestellt werden.
  • 12A und 12B zeigen die Verwendung eines Unterschicht-Materials mit einem Hohlraum.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung:
  • 2 ist eine Draufsicht auf eine Hochfrequenz-Antenne 40, die mit dem Verfahren einer Ausführung der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde. Die Hochfrequenz-Antenne 40 umfasst ein Muster aus leitfähiger Druckfarbe 42, das in einer Spirale auf dem Substrat 44 hergestellt wird. Oben auf dem Spiralmuster aus leitfähiger Druckfarbe wird eine elektrische Kurzschluss-Schicht 46 hergestellt, und über dem Kurzschluss wird vorzugsweise eine nicht leitende Abdeckschicht hergestellt. Die elektrische Kurzschluss-Schicht 46 garantiert, dass die Punkte 148, 150 und 152 auf dem Muster aus leitfähiger Druckfarbe 42 während des Galvanisierungs-Prozesses ziemlich gleiche Spannungen haben. Das bedeutet, dass alle Stellen des Musters aus leitfähiger Druckfarbe 42 gleichmäßig galvanisiert werden. Somit erlaubt die Vor richtung der vorliegenden Erfindung eine leitfähige Galvanik-Schicht ausreichender Dicke auf allen Punkten der Hochfrequenz-Antenne.
  • Die Verwendung der elektrischen Kurzschluss-Schicht 46 erlaubt die Benutzung einer dünneren und/oder schmaleren Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 42. Der Widerstand der Schicht aus leitfähiger Druckfarbe beim Galvanisierungs-Prozess ist kein so wichtiger Faktor, weil die elektrische Kurzschluss-Schicht benutzt wird.
  • Typischerweise wird es gewünscht, den Widerstand der Hochfrequenz-Antenne zu minimieren. Eine wünschenswerte Eigenschaft von Hochfrequenz-Antennen ist, dass sie einen relativ hohen Gütefaktor Q haben. Der Q-Faktor einer Antenne ist als Imaginärteil durch Realteil der Impedanz definiert. Der Imaginärteil der Impedanz ist typischerweise eine Funktion der gewünschten Betriebsfrequenz und der Geometrie und ist typischerweise ein fester Wert. Somit muss, um eine Antenne mit hohem Q-Faktor herzustellen, der Widerstand der Antenne so klein wie möglich gehalten werden. Das bedeutet, dass es gewünscht wird, die Windungen der Hochfrequenz-Antenne aus einer relativ dicken leitfähigen Metallschicht herzustellen. Die Verwendung der elektrischen Kurzschluss-Schicht der vorliegenden Erfindung trägt zur Konstruktion einer gleichmäßig dicken galvanisierten Schicht bei und verringert so den Widerstand und steigert den Q-Faktor.
  • 3 ist ein Detail eines Teils von 2.
  • 4A-4E sind Querschnitts-Ansichten, welche die Konstruktion einer Ausführung der Hochfrequenz-Antenne der vorliegenden Erfindung zeigen. In 4A wird auf dem Substrat 52 eine leitfähige Anfangsschicht 50 hergestellt. In der bevorzugten Ausführung ist das Substrat 52 ein flexibles Substrat, das es erlaubt, die hergestellte Hochfrequenz-Antenne zu biegen. Ein Beispiel für ein flexibles Substratmaterial, das zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist Mylarg, Polyesterfolie von E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE. Eine leitfähige Anfangsschicht 50 wird in ei nem Spiralmuster hergestellt, das in 2 gezeigt wird. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die leitfähige Anfangsschicht 50 eine Schicht aus leitfähiger Druckfarbe. Die Schicht aus leitfähiger Druckfarbe kann von dem Typ sein, wie z.B. EnTouch EN-079 von der Engelhard Corporation Iselin NJ. In 4B wird das Material der elektrischen Kurzschluss-Schicht 54 über dem Spiralmuster 50 hergestellt. Die Schicht aus leitfähiger Druckfarbe des elektrischen Kurzschlusses kann von dem Typ sein, wie z.B. EnTouch EN-081 von der Engelhard Corporation Iselin NJ. Eine zusätzliche Isolationsschicht 56 wird vorzugsweise auf der elektrischen Kurzschluss-Schicht 54 hergestellt. Die Schicht aus isolierender Druckfarbe kann von dem Typ sein, wie z.B. EnTouch EN-080 von der Engelhard Corporation Iselin NJ. Die Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 50 kann auf das flexible Substrat gedruckt werden, wie in der Technik bekannt. In einer Ausführung können die elektrische Kurzschluss-Schicht 54 und die Isolationsschicht 56 unterschiedlich von dem leitfähigen Druckfarben-Material entfernt werden (zum Beispiel durch ein Lösungsmittel gelöst, gegen das die Anfangsschicht unempfindlich ist). 4C zeigt die Ergebnisse des Galvanisierens, mit dem ein leitfähiges Material 58 über der Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 50 hergestellt wird. Die Isolationsschicht 56 verhindert vorzugsweise, dass sich auf der elektrischen Kurzschluss-Schicht eine galvanisierte Schicht bildet. Die leitfähige Schicht 58 besteht vorzugsweise aus einem preiswerten Metall-Material. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung besteht die leitfähige Schicht 58 aus Kupfer. In 4D sind die elektrische Kurzschluss-Schicht 54 und die Isolationsschicht 56 abgelöst. Das Ablösen kann mit einem Lösungsmittel, durch Veraschung, ein reaktives Gas oder jedes andere Verfahren erfolgen.
  • In einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Kurzschluss-Schicht eine metallische Folie, die an der HF-Antenne befestigt und nach dem Galvanisieren dann entfernt wird. 4E zeigt einen optionalen zusätzlichen Schritt einer zweiten Galvanisierung, in dem eine zusätzliche Galvanik-Schicht 60 auf der ersten Galvanik-Schicht 58 hergestellt wird. Der Vorteil des zweiten Galvanik-Schrittes ist, dass er es erlaubt, dass etwas Galvanik-Material in den entfernten Kurzschlussschicht-Bereich 62 eingebracht wird.
  • 5 zeigt ein Detail der Hochfrequenz-Antenne, die durch das Verfahren einer Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Man beachte, dass das meiste der Hochfrequenzantenne galvanisch hergestellte Kupfer-Teile 70 umfasst, der kleine entfernte Elektroden-Teil 72 aber aus der Schicht aus leitfähiger Druckfarbe selbst besteht. Solange der entfernte Kurzschlussbereich 72 relativ dünn bleibt, wird die durch den entfernten Kurzschlussbereich 72 verursachte Widerstandserhöhung nicht zu groß sein. In der Tat wird der Gesamtwiderstand der Hochfrequenz-Antenne als Folge der effektiveren Galvanisierung der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. In Schritt 80 wird ein flexibles Substrat bereitgestellt. In Schritt 82 wird auf dem Substrat mit leitfähiger Druckfarbe ein Antennen-Spiralmuster hergestellt. In Schritt 84 wird die leitfähige Druckfarbe ausgehärtet. In Schritt 86 wird eine elektrische Kurzschluss-Schicht über einem Teil des Spiralmusters hergestellt. In einer bevorzugten Ausführung wird die elektrische Kurzschluss-Schicht aus leitfähiger Druckfarbe hergestellt, die unterschiedlich entfernt werden kann. In Schritt 88 wird über der elektrischen Kurzschluss-Schicht eine Isolationsschicht hergestellt. In Schritt 90 erfolgt die Galvanisierung, um eine leitfähige galvanisierte Schicht auf der Schicht aus leitfähiger Druckfarbe herzustellen. In Schritt 92 werden die elektrische Kurzschluss-Schicht und die Isolationsschicht entfernt. Dies erfolgt vorzugsweise mit einem Lösungsmittel, das die elektrische Kurzschluss-Schicht und die Isolationsschicht entfernt, die ausgehärtete Schicht aus leitfähiger Druckfarbe aber nicht beeinflusst. Schritt 94 ist ein optionaler zweiter Galvanisierungs-Schritt.
  • Die 7 bis 12 werden bereitgestellt, um zum Verständnis der die Erfindung umgebenden Technologie beizutragen und werden nur als Hintergrundinformation bereitgestellt.
  • Die 7A-7C zeigen ein Beispiel, das zum Verständnis der vorliegenden Erfindung angegeben wird. In 7A wird ein flexibles Substrat 100 bereitgestellt. Löcher 102 und 104 werden in das flexible Substratmaterial 100 gestanzt. 7B zeigt, dass eine leitfähige Folie 106 über den Löchern 102 und 104 angebracht wird. Die 7A und 7B werden mit der Seite 100a des flexiblen Substrats 100 oben gezeigt. In 7C ist das flexible Substrat 100 auf die andere Seite 100b gedreht. Auf dieser Seite bildet die Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 110 ein Spiralmuster. Der Nebenschluss 106 auf der Seite 100a des flexiblen Substrates 100 erlaubt es, dass die Kontaktfelder 112 und 114 für einen einfachen Anschluss des integrierten Schaltkreises (IC) (nicht gezeigt) nebeneinander liegen können. Durch Verwendung des Nebenschlusses 106 aus Metallfolie müssen die Schleifen des Spiralmusters auf der Hochfrequenz-Antenne nicht zwischen die Kontaktfelder 112 und 114 positioniert werden. Als nächstes kann ein Galvanisierungs-Schritt durchgeführt werden, um eine galvanisierte leitfähige Schicht auf dem Spiralmuster aus leitfähiger Druckfarbe herzustellen.
  • Das leitfähige Druckfarben-Material fließt leicht in relativ kleine Löcher, die dazu benutzt werden, die Verbindung zwischen dem leitfähigen Nebenschluss 106 und der Oberseite des flexiblen Substrates 100 herzustellen.
  • Die 8A-8D sind Querschnitts-Ansichten, welche die Konstruktion des Systems der 7A-7C zeigen. 8A zeigt das flexible Substrat 100. In 8B wird in dem flexiblen Substrat 100 ein Loch 102 hergestellt. In 8C ist das leitfähige Folienmaterial 106 mit dem Substrat 100 verbunden. Es kann ein leitfähiger Kleber 108 benutzt werden, um das Metallfolien-Material 106 mit dem Substrat 100 zu verbinden. 8B wird mit dem leitfähigen Druckfarben-Material 110 gezeigt, das in das Loch 102 gelangt, um einen elektrischen Kontakt mit dem Nebenschluss 106 herzustellen. Das e lektrisch leitfähige Druckfarben-Material fließt leicht in das Loch 102. Man beachte, dass durch die Verwendung eines Nebenschlusses Antennen aus nicht beschichteter Druckfarbe möglich werden. Die Verwendung des Nebenschlusses erlaubt es, den Widerstand der Antenne zu verringern, was es möglich machen kann, eine nicht beschichtete Schicht aus leitfähiger Druckfarbe zu verwenden. Der Nebenschluss erlaubt es auch, das leitfähige Antennen-Spiralmuster auf beiden Seiten der Substratschicht herzustellen, was ein dickeres gedrucktes Muster erlaubt. Hier wird nur ein einziges Loch benutzt. Es ist auch ein System mit einem internen Kondensator in der Substratschicht, der eine Rückleitung bildet, möglich.
  • Für das weitere Verständnis wird mit Bezug auf die 9-12 ein Beispiel für das Drucken der leitfähigen Druckfarbe gezeigt, bei dem ein leitfähiger Metall-Nebenschluss auf einer Seite des Substrates nicht erforderlich ist. 9A zeigt das Substrat 130 mit einer ersten Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 132 auf einer ersten Seite und einer zweiten Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 134 auf der zweiten Schicht. 10A zeigt eine Draufsicht der ersten Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 132 und des Substrates 130. Betrachtet man 9B, wird in diesem Beispiel ein Loch 138 durch das Substrat und die erste und die zweite Schicht aus leitfähiger Druckfarbe gebildet. Dieses Loch 136 wird in der Querschnitts-Ansicht in 9B und in der Draufsicht in 10B gezeigt. 9C zeigt die in dem Loch 136 angeordnete leitfähige Druckfarbe, die zwischen der oberen Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 132 und der unteren Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 134 eine elektrisch leitende Verbindung herstellt. Diese Schicht aus leitfähiger Druckfarbe bedeckt die Seite des Lochs 136. Es muss keine Unterschicht verwendet werden, und es wird ein Kontaktfeld, das leitfähige Druckfarbe enthält über eine Seite des Lochs platziert. Die Druckfarbe fließt dann zwischen die Ober- und Unterseite des Substrates und verbindet die oberen und unteren leitfähigen Kontaktfelder.
  • In diesem Beispiel ist es wichtig, das Loch 136 offen zu halten, so dass es möglich ist, die Innenseite des Lochs 136 mit einem besser leitfähigen Material zu beschichten, wie oben beschrieben.
  • Die 9-10 zeigen die Situation, in der die Druckfarbe in dem Loch platziert wird, nachdem die obere und untere leitfähige Schicht auf dem Substrat hergestellt wurde. Die 11A und 11B zeigen die Situation, in der das Einbringen der leitfähigen Druckfarbe in das Loch zur Herstellung einer der leitfähigen Schichten auf dem Substrat gehört. Ein möglicher Nachteil ist, dass die bei diesem Design oben auf dem Substrat platzierte leitfähige Druckfarbe zu weit durch das Loch fließt und entweder auf die Unterschicht tropft oder das Loch komplett füllt, wodurch der Galvanisierungs-Schritt verhindert wird. 11A zeigt ein Design zum Drucken eines Teils der Schicht aus leitfähiger Druckfarbe auf einem Substrat um ein zuvor hergestelltes Loch 146. In diesem Fall hat der äußere Siebdruck einen Bereich, der an mindestens einen Teil des Loch-Bereichs 140 keine Druckfarbe liefert. In diesem Beispiel hat das Design einen Innendurchmesser 144, der innerhalb des Durchmessers des Lochs 140 liegt, so dass etwas Druckfarbe in das Loch fließt. De Druckfarbe erstreckt sich jedoch nicht in den inneren Bereich 146 des Lochs. Das Design 142 hat einen Außendurchmesser 148, der größer ist als der Durchmesser des Lochs. Man beachte, dass die Situation vorliegen kann, in der der Fluss der Druckfarbe so ist, dass der Durchmesser 144 größer sein kann als der Durchmesser des Lochs selbst. Durch Verwendung des Bereichs 146, der das Loch durch Siebdruck nicht erreicht, kann die Menge an Druckfarbe, die an das Loch geliefert wird, verringert werden, wodurch einige der möglichen Probleme durch Zusammenfließen der leitfähigen Druckfarbe vermieden werden. 11B zeigt die Situation, in der eine Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 150 auf einer Seite des Substrates 152 hergestellt wird. Ein Loch 154 wird in dem Substrat 152 hergestellt, und danach wird eine weitere Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 156 benutzt. Diese Schicht aus leitfähiger Druckfarbe wird so angeordnet, dass sie an den Sei ten des Lochs entlang fließt und die andere Schicht aus leitfähiger Druckfarbe 150 kontaktieren kann.
  • Die 12A und 12B zeigen die Verwendung eines Unterschicht-Elementes 160 beim Siebdruck des Substrates 162. Die Unterschicht 160 hat einen Hohlraum 164. Dieser Hohlraum 164 erlaubt es, dass sich Druckfarbe 166 am Boden des Hohlraumes 164 sammelt. Wegen des Hohlraumes 164 wird die zusammengeflossene Druckfarbe das Substrat 162 oder ein anderes Substrat, welches dieselbe Unterschicht benutzt, nicht kontaktieren. Wenn die Unterschicht keinen Hohlraum 164 hätte, könnte die Druckfarbe dazu tendieren, sich am Boden der Löcher zu sammeln und somit auf das vorliegende Substrat oder ein zusätzliches Substrat schmieren. Das Substrat 162 in 12B zeigt die Herstellung einer leitfähigen Schicht 168. Beispiele, wie die oben angegebenen, umfassen die folgenden Schritte:
    • 1. Abscheidung einer Kurzschluss-Schicht auf dem Substrat. Die Kurzschluss-Schicht kann zusammenhängend oder segmentiert sein.
    • 2. Aufbringen einer segmentierten Galvanik-Abdecklack-Schicht.
    • 3. Abscheidung einer leitfähigen Anfangs-Schicht, so dass die Anfangs-Schicht die Kurzschluss-Schicht durch die segmentierte Galvanik-Abdecklack-Schicht kontaktiert.
    • 4. Galvanische Beschichtung der Anfangs-Schicht.
  • Oder alternativ:
    • 1. Bohren von Durchkontaktierungen im Substrat entlang des Verlaufs der Spiralwindungen.
    • 2. Abscheidung einer leitfähigen Anfangs-Schicht auf der "A"-Seite des Substrates. Das Spiralmuster wird so konfiguriert, dass Druckfarbe an den Seiten der Durchkontaktierungslöcher herabfließen kann.
    • 3. Abscheidung einer leitfähigen Kurzschluss-Schicht auf der "B"-Seite des Substrates, die durch die Durchkontaktierungen den Kontakt zur Anfangs-Schicht herstellt.
    • 4. Aufbringen eines Galvanik-Abdecklacks zur Maskierung der Kurzschluss-Schicht auf der "B"-Seite.
    • 5. Galvanische Beschichtung der Anfangs-Schicht.
  • Die oben angegebene Beschreibung ist nur als Beispiel gedacht. Zusätzliche Arten der Implementation der Erfindung liegen im Umfang der vorliegenden Erfindung, die nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung einer HF-Antenne (40), das folgende Sequenz von Schritten umfasst: einen ersten Schritt (80) der Bereitstellung einer Substrat-Schicht (52); einen zweiten Schritt (82) der Herstellung eines Antennen-Spiralmusters (42) als Anfangs-Schicht (50) auf dem Substrat (52), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die weitere Sequenz von Schritten umfasst: einen dritten Schritt (86) der Herstellung einer elektrischen Kurzschluss-Schicht (54, 46) über Teilen (148, 150, 152) des Antennen-Spiralmusters (42), das die Teile des Spiralmusters überbrückt; einen vierten Schritt (90) der Benutzung der elektrischen Kurzschluss-Schicht (54, 46), um eine leitfähige Schicht (58) über mindestens einem Teil des Antennen-Spiralmusters (42) zu galvanisieren; und einen fünften Schritt (92) des Entfernens der elektrischen Kurzschluss-Schicht (54, 46), die über den Teilen (148, 150, 152) des Antennen-Spiralmusters einen Bereich (72) mit erhöhtem Widerstand bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kurzschluss-Schicht über Punkten des Antennen-Spiralmusters hergestellt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangs-Schicht (50, 110) eine Schicht aus leitfähiger Druckfarbe ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus leitfähiger Druckfarbe ausgehärtet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch qekennzeichnet, dass vor dem Galvanisierungs-Schritt (50) eine nicht leitfähige Schicht (56) über der elektrischen Kurzschluss-Schicht (46, 54) hergestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Schritt (92) des Entfernens die Verwendung eines Lösungsmittels umfasst, um die elektrische Kurzschluss-Schicht (46, 54) zu entfernen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des fünften Schritts (92) des Entfernens die elektrische Kurzschluss-Schicht (46, 54) unterschiedlich von der Anfangs-Schicht (50) entfernt werden kann.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, dass während des dritten Schritts (86) der Herstellung die elektrische Kurzschluss-Schicht (46, 54) eine Leitung über einem Teil des Antennen-Spiralmusters (42) umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, dass es weiterhin einen Schritt der Herstellung mindestes eines Lochs (102, 104) in der Substrat-Schicht (52, 100) umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch qekennzeichnet, dass es weiterhin einen Schritt umfasst, auf einer ersten Seite der Substrat-Schicht (52, 100) ein leitfähiges Folien-Material (106) zu befestigen, so dass die leitfähige Folie eine Seite des mindestens einen Lochs (102, 104) bedeckt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch qekennzeichnet, dass die Anfangs-Schicht (50) mindestens teilweise auf dem mindestens einen Loch (102, 104) platziert wird.
  12. HF-Antenne, die folgendes umfasst: eine Substrat-Schicht (100, 52); ein Antennen-Spiralmuster (42) als Anfangs-Schicht (50) auf dem Substrat (100, 52); eine leitfähige Schicht (58), die auf Teilen (148, 150, 152) des Antennen-Spiralmusters (42) galvanisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennen-Spiralmuster (42) einen Bereich (72) mit erhöhtem Widerstand über den Teilen (148, 150, 152) des Spiralmusters (42) aufweist, wobei der Bereich (72) einen Teil (62) der Anfangs-Schicht (50, 110) umfasst, der nicht von der leitfähigen Schicht (58) bedeckt ist.
  13. HF-Antenne nach Anspruch 12, dadurch qekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht über Punkten des Antennen-Spiralmusters angeordnet ist.
  14. HF-Antenne nach Anspruch 12, dadurch qekennzeichnet, dass der Bereich (72) benachbarte Abschnitte des Antennen-Spiralmusters (42) umfasst.
  15. HF-Antenne nach Anspruch 12, dadurch qekennzeichnet, dass die Anfangs-Schicht (50) eine ausgehärtete Schicht aus leitfähiger Druckfarbe ist.
  16. HF-Antenne nach Anspruch 12, dadurch qekennzeichnet, dass eine zusätzliche Galvanisierungs-Schicht (60) die leitfähige Schicht (58) und den genannten Bereich (72) bedeckt.
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