DE602004007861T2 - Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation - Google Patents

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Description

  • Querverweis auf zugehörige Anmeldungen
  • Die Offenlegungsschrift der am 10.07.2003 eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2003-348806 einschließlich der Beschreibung, Zeichnungen und Zusammenfassung wird hiermit durch Literaturhinweis in ihrer Gesamtheit eingefügt.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drahtloses Kommunikationsmedium für die drahtlose Kommunikation und genauer auf ein Medium zur Identifizierung über Radiowellen (RFID-Medium), das allgemein als IC-Tag bezeichnet wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Techniken, die effektiv für ein RFID-Medium zur Verwendung in Kombination mit einer dünnen oder flexiblen Struktur geeignet sind, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen RFID-Mediums.
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben durch Untersuchungen herausgefunden, dass das RFID-Medium das Warenmanagement für die Lagerhaltung und den Vertrieb von Waren und die Authentifizierung von Waren erleichtert. Das RFID-Medium wird wegen seiner Vorteile überwiegend in Kombination mit Waren verwendet. Das RFID-Medium enthält einen IC-Chip für die Datenverarbeitung und Speicherung und eine Antenne für das Senden und Empfangen von Signalen. Das RFID-Medium hat je nach Anwendung die Form einer Karte oder Folie.
  • Im Allgemeinen arbeitet ein Verfahren zum Herstellen des RFID-Mediums nach einem Warmpressverfahren oder einem Laminierverfahren. 16 zeigt eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung eines allgemeinen Warmpressverfahrens. Wie in 16(a) gezeigt, wird ein durch Verbinden eines IC-Chips 100 und einer Antenne 101 gebildetes Modul 102 zwischen einer Basislage 103 und einer Decklage 104 gehalten, um eine Struktur zu bilden. Die Struktur wird auf eine Presse 105 aufgelegt und dann zwischen einer beheizten oberen Platte 106 und einer beheizten unteren Platte 107 gepresst, um durch Bonden/Verbinden der Basislage 103 und der Decklage 104 ein halbfertiges RFID-Medium zu bilden. Das halbfertige RFID-Medium wird sodann geformt, um ein RFID-Medium zu erhalten, wie in 16(b) gezeigt.
  • Es gibt viele Laminierverfahren einschließlich der in Patentdokument 1 und 2 beschriebenen Verfahren.
  • Ein in Patentdokument 1 erwähntes Laminierverfahren wird anhand von 17 bis 20 beschrieben. 17 zeigt die Anordnung der Komponenten, 18 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Bilden von Vertiefungen in einer Basislage, 19 zeigt eine Anordnung der Basislage und einer auf der Basislage angeordneten Decklage und 20 zeigt eine Schnittansicht eines einzelnen fertigen Produkts.
  • Wie in 17 gezeigt, bildet das in Patentdokument 1 erwähnte Laminierverfahren Vertiefungen 113 in einer Basislage 110, legt die Module 102, die jeweils durch Kombinieren eines IC-Chips 100 und einer Antenne 101 gebildet werden, in die Vertiefungen 113 und laminiert eine Decklage 104 auf die Basislage 110, um die Module 102 zu schützen.
  • Die Vertiefungen 113 werden in der Basislage 110 ausgebildet, indem die Basislage 110 zwischen zwei sich drehenden Rollen 111 und 112 hindurchgeleitet wird, wie in 18 gezeigt. Die Rolle 111 weist einen geprägten Umfang mit einer Form auf, die der Form der Vertiefung 113 entspricht. Die Rollen 111 und 112 werden auf eine Temperatur erwärmt, die im Wesentlichen dem Erweichungspunkt der Basislage 110 entspricht, so dass die Vertiefungen 113 ohne weiteres gebildet werden können.
  • Nachdem die Module 102 in die jeweiligen Vertiefungen 113 der Basislage 110 eingesetzt sind, wird die Decklage 104 mit einem Warmpressverfahren, einem Laminierverfahren oder einem Ultraschall-Schweißverfahren auf die Basislage laminiert, um eine Laminatlage mit den Modulen 102 zu bilden, wie in 19 gezeigt. Die Laminatlage wird in einzelne fertige Produkte geschnitten, die jeweils ein Modul 102 enthalten, wie in 20 gezeigt.
  • Ein in Patentdokument 2 erwähntes Verfahren wird anhand von 21 bis 23 beschrieben. 21 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen eines Bands mit eingelegten ICs und eines IC-Tags, 22 zeigt eine Schnittansicht von getrennten IC-Tag-Körpern und 23 zeigt eine Schnittansicht der durch Anbringen von Etiketten auf den IC-Tag-Körpern gebildeten IC-Tags.
  • In 21, die das Verfahren zum Herstellen eines Bands mit eingelegten ICs und eines IC-Tags zeigt, ist ein Band a mit eingelegten ICs um eine Rolle A gewickelt, eine Trennlage b ist um eine Rolle B gewickelt und eine durch Anbringen des Bands mit eingelegten ICs auf der Trennlage b gebildete kombinierte Lage ist auf eine Rolle C gewickelt. Das von der Rolle A abgewickelte Band a mit eingelegten ICs wird mit Hilfe der Rollen 201 und 202 auf die Trennlage b gebondet, um die kombinierte Lage zu bilden, und die kombinierte Lage wird auf die Rolle C gewickelt. Ein Klebstoff 204 wird mit einer Auftragsrolle 200 auf die Trennlage b aufgebracht, bevor die Trennlage b auf das Band a mit eingelegten ICs gebondet wird. Die kombinierte Lage wird mit einem zwischen den Rollen 201 und 202 und der Rolle C angeordneten Trennmesser 203 so geschnitten, dass die Trennlage b nicht durchtrennt wird, die Teile mit eingelegten ICs je doch getrennt werden. Unnötige Teile werden auf eine Rolle D aufgewickelt.
  • In einem Zustand, nachdem die kombinierte Lage so geschnitten worden ist, besteht eine Trennlage 205 aus einer Basislage und einer Silikonharzschicht 210, und die jeweils aus einem IC-Chip 207 und einer nicht gezeigten Antenne bestehenden IC-Einlagen 208 sind einzeln auf der Trennlage 205 mit Lücken 209 zwischen den benachbarten IC-Einlagen 208 angeordnet, wie in 22 gezeigt. Danach werden Etiketten 211 an den IC-Einlagen 208 angebracht, wie in 23 gezeigt. Die Rolle C wird in einem Verfahren ähnlich dem in 21 gezeigten Verfahren verwendet, um die Breite der Lücken 209 auf der Trennlage entsprechend der Größe der Etiketten 211 zu vergrößern.
    • [Patentdokument 1] Japanische Patent-Offenlegungsschrift 2003-67696
    • [Patentdokument 2] Japanische Patent-Offenlegungsschrift 2002-187223
  • US 6.407.669 B1 und DE 199 62 194 A1 beschreiben Verfahren zur Herstellung von RFID-Vorrichtungen, bei denen eine Antenne und ein IC-Chip auf einer Basislage zusammengefügt werden. Danach wird ein Teil der Basislage über einen Teil der Anordnung aus Chip und Antenne gefaltet, um den elektrischen Kontakt zwischen diesem Teil und dem darüber gefalteten Teil herzustellen und so eine gewünschte Schaltungskonfiguration zu erhalten.
  • WO 01/61646 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von RFID-Vorrichtungen, bei denen eine Basislage mit einer Reihe von Antenne-/Chip-Anordnungen von einer ersten Rolle abgewickelt wird, jede Anordnung einzeln geprüft und zwischen weitere Lagen laminiert wird und das Laminat auf eine zweite Rolle aufgewickelt wird.
  • Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von RFID-Vorrichtungen ist in EP 1 143 378 A1 beschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Techniken in Zusammenhang mit den vorstehenden RFID-Medien untersucht. Das in 16 gezeigte Warmpressverfahren liefert die RFID-Medien jeweils einzeln, und es ist schwierig, die Herstellungskosten zu senken. Wenn das Warmpressverfahren zur Herstellung kleiner, dünner Produkte wie zum Beispiel IC-Tags verwendet wird, werden mehrere durch Kombinieren von Komponenten gebildete Strukturen zwischen der oberen und der unteren Platte angeordnet und gleichzeitig warmgepresst. Es ist jedoch möglich, dass unterschiedliche Drücke auf die jeweiligen verschiedenen Strukturen einwirken, was nachteiligen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Produkte haben kann. Ein Verfahren zum Trennen der einzelnen Produkte erhöht die Herstellungskosten.
  • Das in 17 gezeigte Laminierverfahren erfordert die speziell hergestellte Rolle 111 zum Bilden der Vertiefungen 113 in einer Form entsprechend dem Modul 102 in der Basislage 110, was die Herstellungskosten erhöht. Das Verfahren zum Einlegen der Module 102 in die Vertiefungen 113 erhöht ebenfalls die Herstellungskosten. Die schützende Decklage 104 erhöht die Materialkosten. Weil die Rollen beheizt werden müssen, um die Basislage beim Bilden der Vertiefungen 113 auf ihren Erweichungspunkt zu erwärmen, muss die Basislage aus einem thermoplastischen Harz gebildet sein, und die aus einem Harz mit einem hohen Erweichungspunkt gebildete Basislage ist schwierig zu verarbeiten. Daher ist es möglich, dass das Material der Basislage Einschränkungen bezüglich der Einsatzbedingungen beim Anwender erfordert.
  • Bei dem in 21 gezeigten Verfahren werden die getrennten IC-Einlagen 208 in geringen Abständen angeordnet und mit dem Klebstoff 204 auf die Trennlage 205 gebondet. Diese Kombination aus der Basislage 205 und den IC-Einlagen wird mit mehreren Verfahren bearbeitet, um das in 23 gezeigte IC-Tag herzustellen. Die Möglichkeit des Bildens von IC-Tags in einer wahlweisen Größe durch schrittweises Vergrößern der Breite der Lücken 209 in mehreren Schritten ist der Vorteil dieses Verfahrens. Dieses Verfahren erfordert jedoch komplizierte Fertigungsverfahren, die die Herstellungskosten erhöhen. Außerdem ist es möglich, dass durch die vielen Verarbeitungsschritte eine große Menge Material verschwendet wird, die Materialeffizienz ist gering und die Elemente sind teuer.
  • Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Lösung der genannten Probleme und die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines sehr zuverlässigen, preiswerten RFID-Mediums. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Herstellung eines kleinen, dünnen RFID-Mediums vorgesehen.
  • Das vorstehende Ziel wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 erreicht. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung liefern ein RFID-Medium mit einem Sende-/Empfangsantenne und einem mit dieser verbundenen IC-Chip, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer Basislage mit einer großen Fläche, auf der die Sende-/Empfangsantenne ausgebildet ist, gefaltet ist und der gefaltete Teil der Basislage auf die Basislage gebondet ist, um den mit der Sende-/Empfangsantenne verbundenen IC-Chip abzudecken. Die Basislage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie abwechselnd angeordnete Zwischenräume zum Abdecken der Sende-/Empfangsantennen und der IC-Chips aufweist und auf eine Rolle aufgewickelt ist.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines RFID-Mediums nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte beinhaltet: Verbinden eines IC-Chips mit einem vorbestimmten Teil einer Sende-/Empfangsantenne nach Bilden eines Zwischenraums zum Abdecken der Sende-/Empfangsantenne und des IC-Chips, Einfüllen eines Unterfütterungsmaterials in eine Lücke zwischen der Sende-/Empfangsantenne und dem IC-Chip und Aushärten des Unterfütterungsmaterials, soweit erfor derlich, Testen einer Anordnung der Sende-/Empfangsantenne und des IC-Chips bezüglich der Kommunikationsleistung, um zu entscheiden, ob die Anordnung annehmbar ist, Aufbringen eines Klebstoffs auf die Sende-/Empfangsantenne und Bilden von Schlitzen in einer vorbestimmten Form in dem Zwischenraum zwischen Sende-/Empfangsantennen, um einen Schnittbereich zu bilden, Ausbilden eines gefalteten Teils durch Falten des durch die im Zwischenraum der Basislage gebildeten Schlitze begrenzten Schnittbereichs, um einen gefalteten Teil zu bilden, Pressen des gefalteten Teils mit einer Rolle, um ihn zu formen, und Aufwickeln des geformten, gefalteten Teils auf eine Aufnahmerolle.
  • In dem RFID-Medium können die Sende-/Empfangsantenne und der IC-Chip ohne Verwendung von zusätzlichen Elementen abgedeckt werden, daher kann das RFID-Medium zu niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden. Weil die Sende-/Empfangsantenne und der IC-Chip mit dem Zwischenraum abgedeckt sind, können die Sende-/Empfangsantenne und der IC-Chip für Abnahmeprüfungen auf der Basislage getestet werden, und somit kann das RFID-Medium effizient hergestellt werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1(a) zeigt eine Aufsicht eines RFID-Mediums in einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, und 1(b) zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1(a).
  • 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Schritte eines Herstellungsverfahrens für RFID-Medien in einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.
  • 3(a) zeigt eine Aufsicht von auf der Basislage angeordneten IC-Chips in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3(b) zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3(a).
  • 4(a) zeigt eine Schnittansicht mit dem Beginn einer Unterfütterungs- und Aushärtungsoperation in dem Her stellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4(b) zeigt eine Schnittansicht nach Abschluss der Unterfütterungs- und Aushärtungsoperation.
  • 5 zeigt eine typische Aufsicht einer Prüfvorrichtung zur Durchführung eines Kommunikationsleistungs-Testschritts in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 5 in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt eine typische Aufsicht einer Klebstoffaufbringungs- und Schlitzstation in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 7 in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 zeigt eine typische Aufsicht einer Schnittbereich-Faltoperation in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9 in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 zeigt eine typische Aufsicht einer Pressoperation für den gefalteten Teil in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 11 in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 zeigt eine typische Schnittansicht einer Pressoperation für den gefalteten Teil in dem Herstellungsver fahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 14 zeigt eine typische Aufsicht des Zustands nach Abschluss der Pressoperation für den gefalteten Teil in dem Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 15 zeigt eine Schnittansicht eines RFID-Mediums nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 16(a) und 16(b) zeigen schematische Schnittansichten zur Erläuterung eines allgemeinen Warmpressverfahrens, wobei 16(a) eine Schnittansicht eines Werkstücks während des Pressvorgangs zeigt und 16(b) eine Schnittansicht eines fertigen RFID-Mediums nach dem Pressvorgang zeigt.
  • 17 zeigt eine Schnittansicht der Anordnung der mit einem herkömmlichen Laminierverfahren zusammenzufügenden Komponenten nach einem Vergleichsbeispiel.
  • 18 zeigt eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Bilden von Vertiefungen in dem herkömmlichen Laminierverfahren nach einem Vergleichsbeispiel.
  • 19 zeigt eine Schnittansicht einer Anordnung der Basislage und einer mit dem herkömmlichen Laminierverfahren auf der Basislage angeordneten Decklage nach einem Vergleichsbeispiel.
  • 20 zeigt eine Schnittansicht eines einzelnen mit dem herkömmlichen Laminierverfahren hergestellten fertigen Produkts nach einem Vergleichsbeispiel.
  • 21 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen eines Bands mit eingelegten ICs und eines IC-Tags unter Verwendung eines weiteren herkömmlichen Laminierverfahrens.
  • 22 zeigt eine Schnittansicht von getrennten IC-Tag-Körpern, die mit einem weiteren herkömmlichen Laminierverfahren gebildet werden, in einem Vergleichsbeispiel.
  • 23 zeigt eine Schnittansicht von IC-Tags, die durch Anbringen von Etiketten auf den IC-Tag-Körpern mit einem weiteren herkömmlichen Laminierverfahren gebildet werden, in einem Vergleichsbeispiel.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Elemente mit gleichen Funktionen in der Regel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und auf deren wiederholte Beschreibung hier verzichtet wird.
  • Es wird angenommen, dass ein RFID-Medium nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine rechteckige Form in einer Ebene aufweist. Ein RFID-Medium nach der vorliegenden Erfindung kann eine halbkreisförmige Form, eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form oder eine im Wesentlichen quadratische Form aufweisen, sofern die RFID-Medien durch Falten und Bonden einer Basislage gebildet werden können. Weil eine in dem RFID-Medium enthaltene Antenne aus Gründen der Verarbeitung vorzugsweise eine rechteckige Form aufweist, weist auch das RFID-Medium vorzugsweise eine rechteckige Form auf.
  • Der Aufbau eines RFID-Mediums nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand von 1 beschrieben. 1(a) zeigt eine Aufsicht des RFID-Mediums, und 1(b) zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1(a).
  • Das RFID-Medium nach dieser Ausführungsform mit einer rechteckigen Form in einer Ebene weist eine Basislage 1, eine auf der Basislage 1 gebildete Sende-/Empfangsantenne 2 und einen elektrisch mit einem vorbestimmten Teil der Sende-/Empfangsantenne 2 verbundenen IC-Chip 3 auf. Die Basislage 1 ist in zwei Teilen gefaltet, um die Sende-/Empfangsantenne 2 und den IC-Chip 3 abzudecken. Drei Seiten des RFID-Mediums 1 sind durch Bonden der jeweiligen drei Seiten der zwei Teile der gefalteten Basislage 1 mit einem Kleb stoff 4 oder dergleichen gebildet. Eine nicht gezeigte Lücke in der Verbindung von Sende-/Empfangsantenne 2 und IC-Chip 3 kann mit einem Unterfütterungsmaterial wie zum Beispiel einem Epoxidharz gefüllt werden, um die Verbindung zu schützen.
  • Geeignete weiche Materialien zum Bilden der Basislage 1 sind unter anderem Polyimid-, Polyethylenterephthalat-, Polyphenylensulfid-, Polyethylennaphthalat-, Polyethersulfon- und Polyetherimid-Harzfilme. Geeignete Metallfilme zum Bilden der Sende-/Empfangsantenne 2 sind unter anderem Cu-Sn- und Al-Filme. Die Dicke der Basislage 1 beträgt zwischen 0,01 und 0,1 mm. Als Klebstoff 4 geeignete Materialien sind unter anderem Acryl-, Epoxid-, Silikon- und Polyimidklebstoffe. Natürlich können auch die vorstehend genannten flexiblen Harze verwendet werden. Der IC-Chip 3 hat eine Größe von etwa 0,1 bis 0,4 mm2. Die Dicke des IC-Chips 3 beträgt zwischen 0,02 und 0,5 mm. Diese Abmessungen des IC-Chips 3 sind nicht als einschränkend und restriktiv anzusehen.
  • Ein Herstellungsverfahren für RFID-Medien nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand von 2 beschrieben, die beispielhaft die aufeinander folgenden Schritte des Herstellungsverfahrens für RFID-Medien zeigt.
  • Hier wird ein Beispiel beschrieben, bei dem eine Basislage, auf der Sende-/Empfangsantennen ausgebildet sind, in einer Basislagenrolle aufgewickelt ist, die Basislage von der Basislagenrolle abgewickelt wird und auf eine Produktrolle aufgewickelt wird. Die Herstellungsverfahren dazwischen sind wie folgt.
  • An einer Chip-Montagestation wird ein IC-Chip auf einem vorbestimmten Teil der Sende-/Empfangsantenne, die auf der von der Basislagenrolle abgewickelten Basislage gebildet ist, montiert und gebondet (Schritt 1). An einer Unterfütterungs- und Aushärtungsstation wird ein Unterfütterungsmaterial in eine Lücke zwischen der Sende-/Empfangsantenne und dem IC-Chip eingefüllt, und das Unterfütterungsmaterial wird unter vorbestimmten Bedingungen ausgehärtet, um eine Anordnung der Sende-/Empfangsantenne und des IC-Chips zu bilden (Schritt 2). Die Anordnung wird dann an eine Kommunikationsleistungs-Teststation übergeben, wo die Kommunikationsleistung der Anordnung getestet wird. Ist die Anordnung fehlerhaft, wird eine Zurückweisungsmarkierung an der Anordnung angebracht oder der IC-Chip wird aus der Anordnung entfernt. Dadurch werden die Anordnungen entsprechend ihrer Qualitäten sortiert (Schritt 3).
  • Danach wird an einer Klebstoffaufbringungs- und Schlitzstation eine geeignete Menge eines Klebstoffs auf die Sende-/Empfangsantenne und den IC-Chip der Anordnung aufgebracht, und drei Schlitze (ein langer Schlitz und zwei Schlitze an den jeweils gegenüberliegenden Enden des langen Schlitzes) werden in einem rechteckigen Zwischenraum zwischen den benachbarten IC-Chips gebildet (Schritt 4). Der durch die Schlitze begrenzte Schnittbereich wird an einer Schnittbereich-Faltstation gefaltet, um die Sende-/Empfangsantenne und den IC-Chip abzudecken, um so ein halbfertiges RFID-Medium zu bilden (Schritt 5). An einer Pressstation wird der gefaltete Teil des halbfertigen RFID-Mediums vor dem Formen mit einer Andruckrolle gepresst, um ein RFID-Medium zu erhalten (Schritt 6). Das fertige RFID-Medium wird auf eine Aufnahmerolle gewickelt.
  • Selbstverständlich braucht die Folge von Schritten nicht in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt zu werden, das heißt die Schritte können in getrennten Produktionsanlagen durchgeführt werden. Die Unterfütterungs- und Aushärtungsstation und die Chip-Montagestation können getauscht werden. Zum Beispiel wird ein anisotroper leitfähiger Klebstoff mit einer Funktion ähnlich der des Unterfütterungsmaterials verwendet. Der Prüfschritt kann in jeder Phase nach dem Montieren und Bonden des IC-Chips auf die Basislage durchgeführt werden. Das Unterfütterungsmaterial kann weggelassen werden, wenn die Bedingungen der Arbeitsumgebung dies erlauben. Der IC-Chip kann mit einem Ultraschall- Schweißverfahren oder einem Metallbonding-Verfahren unter Verwendung von Warmpressen zufriedenstellend auf die Basislage gebondet werden. Jedes geeignete Bonding-Verfahren kann verwendet werden.
  • Die Schritte des Herstellungsverfahrens für das RFID-Medium werden unter Bezugnahme auf 3 bis 14 beschrieben.
  • Die Chip-Montagestation wird anhand von 3 beschrieben. 3(a) zeigt eine Aufsicht einer Basislage und darauf angeordneter IC-Chips, und 3(b) zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3(a).
  • In 3 werden Sende-/Empfangsantennen 2 auf einer Basislage 1 gebildet. IC-Chips 3 werden an vorbestimmten Teilen der Sende-/Empfangsantennen befestigt. Die Sende-/Empfangsantennen 2 werden durch Ätzen einer auf der Basislage 1 angebrachten Metallfolie gebildet, die eine der Hauptflächen der Basislage 1 vollständig abdeckt. Perforationslöcher 5 werden entlang der gegenüberliegenden Längsseiten der Basislage 1 gebildet. Die Perforationslöcher 5 dienen zum Weitertransport der Basislage von einer Station zur nächsten.
  • Die Unterfütterungs- und Aushärtungsstation wird anhand von 4 beschrieben. 4(a) zeigt eine Schnittansicht einer Anordnung der Sende-/Empfangsantenne und des IC-Chips am Beginn einer Unterfütterungs- und Aushärtungsoperation, und 4(b) zeigt eine Schnittansicht der Anordnung nach Abschluss der Unterfütterungs- und Aushärtungsoperation.
  • In 4(a) wird zu Beginn der Unterfütterungs- und Aushärtungsoperation ein Unterfütterungsmaterial 13 in eine Lücke 12 zwischen der Sende-/Empfangsantenne 2 und dem mit Auflagern 11 auf die Sende-/Empfangsantenne 2 gebondeten IC-Chip 3 eingefüllt. Eine von einem nicht gezeigten Spender ausgehende Kanüle 14 wird in eine Position nahe einer Seite des IC-Chips 3 gebracht, und eine geeignete Menge eines Unterfütterungsmaterials 13 wird abgegeben. Dies ergibt einen Zustand des vollständigen Füllens mit Unterfütte rungsmaterial, wie in 4(b) gezeigt. Danach wird das Unterfütterungsmaterial 13 unter vorbestimmten Aushärtungsbedingungen ausgehärtet, und die Anordnung wird an den nachfolgenden Prüfschritt übergeben.
  • Die Kommunikationsleistungs-Teststation wird anhand von 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt eine typische Aufsicht für den Kommunikationsleistungs-Testschritt, und 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 5.
  • In 5 umfasst die Prüfvorrichtung zur Durchführung des Kommunikationsleistungs-Testschritts als Grundkomponenten eine Antenne 20, die Daten mit der mit dem IC-Chip 3 verbundenen Sende-/Empfangsantenne 2 austauschen kann, und eine Prüfeinheit 21 zur Verarbeitung der ausgesendeten und empfangenen Daten zum Bestimmen der Qualität der Kommunikationsleistung.
  • In 6 wird die Antenne 20 in einem festen Abstand von der mit dem IC-Chip 3 verbundenen Sende-/Empfangsantenne 2 gehalten. Sodann sendet die Prüfeinheit 21 eine Radiowelle mit einer bestimmten Frequenz durch die Antenne 20 an die mit dem IC-Chip 3 verbundene Sende-/Empfangsantenne 2. Eine in dem IC-Chip 3 enthaltene elektrische Schaltung wandelt die Energie der Radiowelle in eine Treiberleistung zur Ansteuerung des IC-Chips 3 um. Gleichzeitig sendet die Prüfeinheit 21 ein Signal, um den IC-Chip 3 zu veranlassen, Signale für die darin gespeicherten Daten an den IC-Chip 3 auszusenden. Danach sendet der IC-Chip die Signale durch die Sende-/Empfangsantenne 2 an die Prüfvorrichtung.
  • Die Prüfeinheit 21 verarbeitet und untersucht die durch die empfangenen Signale dargestellten Daten, um die Qualität des IC-Chips 3 zu bestimmen. Die IC-Chips 3 werden mit einem Einzelprüfverfahren getestet, das die IC-Chips 3 einzeln prüft, oder mit einem Simultanprüfverfahren, das mehrere IC-Chips gleichzeitig prüft. Wenn die IC-Chips 3 gleichzeitig mit dem Simultanprüfverfahren getestet werden, müssen die jeweiligen Qualitäten der mehreren IC-Chips 3 einzeln bestimmt werden, was lange dauert. Zur Verbesserung der Produktivität ist es wünschenswert, die Prüfung der IC-Chips in kurzer Zeit abzuschließen, und die IC-Chips 3 müssen einzeln getestet werden.
  • Die Antenne 20 muss eine entsprechende Fläche aufweisen, um die Signale, die die Daten repräsentieren, von dem IC-Chip 3 zu empfangen und Treiberenergie an den IC-Chip 3 zu geben. Wenn mehrere IC-Chips 3 in einem der Fläche der Antenne 20 entsprechenden Bereich liegen, stören sich die von den IC-Chips 3 ausgesendeten Signale untereinander, ein normaler Datenaustausch kann nicht erfolgreich erzielt werden und es ist möglich, dass die Prüfeinheit 21 eine falsche Entscheidung trifft. Daher müssen die Sende-/Empfangsantennen 2 auf der Basislage 11 so angeordnet werden, dass die benachbarten Sende-/Empfangsantennen durch einen Zwischenraum 22 mit einer Länge voneinander getrennt sind, die Interferenzen zwischen den Signalen verhindert. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Nutzung des Zwischenraums 22. Das Merkmal der vorliegenden Erfindung wird anhand von 7 und der folgenden Zeichnungen beschrieben.
  • Die Klebstoffaufbringungs- und Schlitzstation wird anhand von 7 und 8 beschrieben. 7 zeigt eine typische Aufsicht der Klebstoffaufbringungs- und Schlitzstation, und 8 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 7.
  • In 7 ist eine nicht gezeigte Spritze, die einen Klebstoff 30 enthält, mit einer nicht gezeigten Harzeinfüllvorrichtung verbunden. Die Harzeinfüllvorrichtung übt Druck auf den in der Spritze enthaltenen Klebstoff 30 aus, um den Klebstoff 30 durch eine Düse 31 auszubringen. Die Düse 31 wird so über die Sende-/Empfangsantenne 2 bewegt, dass die Sende-/Empfangsantenne 2 vollständig mit einem Film des Klebstoffs 30 mit einer vorbestimmten Dicke bedeckt ist; danach wird sie an eine vorbestimmte Position außerhalb der Basislage 1 bewegt. Anschließend wird der Zwischenraum 22 im Schlitzschritt geschlitzt. Der Zwischenraum 22 wird mit einem in einer nicht gezeigten Schlitzvorrichtung enthaltenen Schlitzmesser 32 geschlitzt, um einen Schnittbereich zu bilden.
  • In 8 wird ein Stütztisch 34 unter der Basislage 1 angeordnet, um die Basislage 1 beim Schlitzen zu stützen, und das Schlitzmesser 32 wird gegen den Zwischenraum 22 gedrückt, um einen Schnittbereich zu bilden, der durch einen langen Schlitz parallel zur langen Seite der Sende-/Empfangsantenne 2 und zwei kurze Schlitze begrenzt wird, die jeweils von den gegenüberliegenden Enden des langen Schlitzes senkrecht zu dem langen Schlitz zur Anordnung der Sende-/Empfangsantenne und des IC-Chips verlaufen.
  • Die Schnittbereich-Faltstation wird anhand von 9 und 10 beschrieben. 9 zeigt eine typische Aufsicht zur Erläuterung einer Schnittbereich-Faltoperation, und 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9.
  • In 9 und 10 wird nach dem Bilden der drei Schlitze der Schnittbereich 40 zum IC-Chip hin gefaltet. Faltlinien-Positionierelemente 45, die von Faltlinien-Positioniervorrichtungen 44 nahe den gegenüberliegenden Längsseiten der Basislage 1 nach innen verlaufen, bestimmen die Position einer Faltlinie 43, und ein in den Stütztisch 34 eingelassenes Faltwerkzeug 42 wird angehoben, um den Schnittbereich 40 entlang der Faltlinie 43 zu falten.
  • Die Pressstation für den gefalteten Teil wird anhand von 11 und 12 beschrieben. 11 zeigt eine typische Aufsicht zur Erläuterung einer Pressoperation für den gefalteten Teil, und 12 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 11.
  • In 11 und 12 wird eine mit einer Faltrolle 50 kombinierte Führung 51 in Kontakt mit einem oberen Endteil des Schnittbereichs 40 gebracht, um den Schnittbereich 40 zu stützen, und danach wird das Faltwerkzeug 42 unter die Basislage 1 zurückgezogen. Die Faltrolle 50 und die Führung 51, die den Schnittbereich 40 stützen, werden in Querrichtung bewegt, wie in 13 und 14 gezeigt.
  • Die Operationen an der Pressstation für den gefalteten Teil, die nach den anhand von 11 und 12 erläuterten Schritten ausgeführt werden, werden anhand von 13 und 14 beschrieben. 13 zeigt eine typische Schnittansicht eines Werkstücks während des Faltens, und 14 zeigt eine typische Schnittansicht des Werkstücks nach Abschluss der Pressoperation für den gefalteten Teil.
  • In 13 wird der Schnittbereich 40 entlang der durch die Faltlinien-Positioniervorrichtungen 44 bestimmten Faltlinie von der Führung 51 gefaltet. Im weiteren Verlauf der Pressoperation für den gefalteten Teil kommt die Faltrolle 50 in Kontakt mit der Oberfläche des gefalteten Teils 40 und presst den gefalteten Teil 40.
  • In 14 bedeckt der durch die Faltrolle 50 gepresste gefaltete Teil 40 die Klebstoffschicht 30 auf der Sende-/Empfangsantenne 2. Die Faltlinien-Positionierelemente 45 der Faltlinien-Positioniervorrichtungen 45 bewegen sich vom Schnittbereich 40 weg. Danach nimmt eine nicht gezeigte Aufnahmerolle einen Teil der Basislage 1 mit dem so hergestellten RFID-Medium auf. Die so gebildeten RFID-Medien können zu einer Rolle aufgewickelt oder in einzelne RFID-Medien getrennt werden (siehe 1).
  • Ein RFID-Medium in einer Modifikation des vorstehenden RFID-Mediums nach der der vorliegenden Erfindung wird anhand von 15 beschrieben, die das modifizierte RFID-Medium in einer Schnittansicht zeigt.
  • 15 zeigt eine angedachte Konfiguration zur weiteren Miniaturisierung bezüglich des in 1 gezeigten RFID-Mediums. Bei diesem RFID-Medium enthält ein gefalteter Teil einer Basislage 1, der einen IC-Chip 3 abdeckt, einen Teil der Basislage 1, in der ein Teil der Sende-/Empfangsantenne 2 ausgebildet ist. Wenn ein Schnittbereich der Basislage 1 entlang einer Faltlinie gefaltet wird, die in den Teil der Basislage 1 verläuft, in der der Teil der Sende-/ Empfangsantenne 2 ausgebildet ist, verläuft auf dem Teil entsprechend der Faltlinie ein Faden 60, um den direkten Kontakt zwischen den Teilen zu verhindern, auf den gegenüberliegenden Seiten der Faltlinie der Sende-/Empfangsantenne 2. Der Schnittbereich wird entlang der Faltlinie entsprechend dem Faden 60 gefaltet, und der gefaltete Schnittbereich wird mit einer Faltrolle gepresst, um ein RFID-Medium mit einer vorbestimmten Dicke zu bilden. In 15 zeigen die gestrichelten Linien die Oberflächen des Schnittbereichs vor dem Pressen, und die durchgehenden Linien geben dieselben Oberflächen nach dem Pressen an.
  • Der Faden 60 wird um eine Haspel in einem Fadenpaket gewickelt, um die Benutzung des Fadens 60 zu erleichtern. Die Haspel mit dem Fadenpaket wird auf einer Seite der Basislage 1 angeordnet, der Faden 60 wird aus dem Fadenpaket gezogen und bis auf den Teil der Basislage 1 gezogen, der der auf dem Teil, in dem der Teil der Sende-/Empfangsantenne 2 gebildet ist, verlaufenden Faltlinie entspricht. Nach dem Formen des gefalteten Teils durch die Andruckrolle wird der Faden 60 auf eine Länge entsprechend der Breite der Basislage 1 abgeschnitten. Der Faden 60 ist zum Beispiel ein Polyimidharzfilament, das dem Druck und der Wärme widerstehen kann, die beim Pressen darauf einwirken können. Wenn der Faden 60 aus einem Polyimidharz gebildet ist, ist die Basislage 1 zum Beispiel ein Polyethylenterephthalat-Harzfilm. Der Faden 60 und die Basislage 1 können auch aus allen anderen geeigneten Materialien gebildet sein.
  • Der IC-Chip 3 jedes dieser in 1 und 15 gezeigten RFID-Medien ist durch Falten des Schnittbereichs der Basislage 1 mit diesem abgedeckt. Perforationen oder eine Rille können in einem Teil entsprechend der Faltlinie der Basislage 1 gebildet werden, um das Falten des Schnittbereichs zu erleichtern.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, können die Sende-/Empfangsantenne 2 und der IC-Chip 3 mit der Basislage 1 abgedeckt werden, ohne ein zusätzliches Element auf die Basislage 1 zu laminieren, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Die Kommunikationsleistung der Anordnung der Sende-/Empfangsantenne 2 und des IC-Chips 3 auf der Basislage 1 kann getestet werden, weil die Basislage 1 die Zwischenräume 22 zum Abdecken der Anordnungen der jeweiligen Sende-/Empfangsantenne 2 und des IC-Chips 3 aufweist, was die Effizienz der Herstellungsoperation verbessert.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen eines drahtlosen Kommunikationsmediums, wobei eine Basislage (1) von einer ersten Rolle abgewickelt wird, auf eine jeweilige einer Vielzahl an Sende-/Empfangsantennen (2) auf einer Fläche der Basislage ein IC-Chip (3) gebonded wird und die Basislage dann auf eine zweite Rolle gewickelt wird und wobei zwischen dem Abwickeln und dem Aufwickeln der Basislage die folgenden Schritte ausgeführt werden: (1.) Bonden eines IC-Chips (3) auf jede Antenne (2) auf der Basislage (1) unter Bildung mehrerer Anordnungen mit jeweils einer Antenne (2) und einem IC-Chip (3), (2.) einzelnes Testen einer Kommunikationsleistung jeder Anordnung und Sortieren der Anordnungen entsprechend ihrer Qualitäten, (3.) entsprechendes Ausbilden eines rechteckigen Schnittbereichs (40) in einen Zwischenraum (22) zwischen benachbarten Anordnungen auf der Basislage (1), wobei der Schnittbereich von einem ersten Schlitz in der Basislage sowie von einem zweiten und einem dritten Schlitz, die jeweils von gegenüberliegenden Enden des ersten Schlitzes in Richtung zu einem der benachbarten Anordnungen verlaufen, begrenzt wird, und (4.) entsprechendes Abdecken der einen der benachbarten Anordnungen mit dem Schnittbereich (40) durch Falten des Schnittbereichs über die eine Anordnung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (3.) einen Schritt zum Aufbringen eines Klebstoffs (30) auf die eine Anordnung (2, 3) vor Ausbildung des Schnittbereichs (40) beinhaltet und Schritt (4.) einen Schritt zum Versiegeln der einen Anordnung in dem Klebstoff beinhaltet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (4.) einen Schritt zum Pressen des über die eine Anordnung gefalteten Schnittbereichs (40) mit einer Rolle (50) beinhaltet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sende-/Empfangsantenne (2) entlang der Längsrichtung der Basislage (1) angeordnet sind und jeweils quer zur Längsrichtung verlaufen und der jeweilige Zwischenraum (22) eine Störung der Kommunikationssignale benachbarter Antennen in Schritt (2.) verhindert.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Schlitz länger als jeweils der zweite und der dritte Schlitz in Schritt (3.) ausgebildet wird und der Schnittbereich (40) in Schritt (4.) entlang einer seine rechteckige Form gegenüber dem ersten Schlitz begrenzenden Faltlinie (43) gefaltet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwischen Schritt (1.) und Schritt (2.) der folgende Schritt ausgeführt wird: Füllen eines Unterfütterungsmaterials in eine Lücke (12) zwischen der Antenne (2) und dem IC-Chip (3) jeder Anordnung und Aushärten des Unterfütterungsmaterials in der Lücke.
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