PORTADOR PLANO CON AL MENOS ÜN CHIP SEMICONDUCTOR
CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a un portador plano con al menos un chip semiconductor, el cual está unido con una antena para el intercambio de datos y energía con un aparato electrónico, donde la antena consiste de dos conductores eléctricos. ANTECEDENTES DE LA INVENCION Tales portadores se señalan como transpondedores (emisores-receptores) pasivos. Las antenas que están realizadas como dipolo eléctrico intercambian los datos y la energía con el aparato electrónico por medio de un acoplamiento capacitivo. La potencia transmisible por medio de una antena capacitiva está limitada por su capacidad de acoplamiento. La capacidad de acoplamiento está limitada por un lado por la distancia de la antena capacitiva del t ranspondedor desde la antena del aparato electrónico y por otra parte, por la superficie de la antena capacitiva al t ranspondedor . Para conseguir una elevada capacidad de acoplamiento la distancia entre el t ranspondedor y el aparato electrónico debe mantenerse lo más baja posible. Alternativamente o adicionalmente , aumenta la
capacidad de acoplamiento entre mayor sea el área de la antena eléctrica. La superficie de la antena capacitiva se determina por medio de la longitud y el ancho del conductor utilizado. Está limitada por una parte por las medidas del portador y por otra parte por el procedimiento de fabricación. Si se utiliza como portador un papel, entonces se coloca la antena durante la fabricación del papel en el papel. El ancho de la antena es angosto en tal procedimiento de fabricación, con lo cual la superficie de la antena capacitiva es correspondientemente pequeña. Tal arreglo en el cual como portador se utiliza un papel y en el cual la antena eléctrica o el dipolo eléctrico se realiza paralelamente al canto más corto del papel, se conoce por la EP 0905657 Al. El papel es en este ejemplo de realización concreto un billete bancario, donde el chip semiconductor representa en unión con el dipolo eléctrico, un elemento de seguridad del billete bancario. Tal portador que consiste por ejemplo de papel, podría también utilizarse para el aseguramiento de objetos en una tienda de venta, igualmente es conocido utilizar un portador de ese tipo en un arreglo de tarjeta chip.
Una ampliación de la antena eléctrica para aumentar la superficie de la antena y con esto la capacidad de acoplamiento, ocasionaría un cambio del procedimiento de fabricación, tal paso está relacionado con costos extraordinariamente elevados. SUMARIO DE LA INVENCION La tarea de la presente invención, consiste ahora principalmente, en proveer un t ranspondedor de esa especie en el cual se pueda mejorar el acoplamiento entre la antena capacitiva del transporte y el aparato electrónico. De acuerdo con la presente invención, se resuelve esta tarea porque se provee una capa conductora sobre el portador que se cubre parcialmente con los conductores eléctricos de la antena. La capacidad de acoplamiento se aumenta por lo tanto, puesto que la superficie activa de la antena aumenta en relación al aparato electrónico cuando una capa conductora ancha se coloca sobre la superficie del papel. Otras conformaciones ventajosas se desprenden de las reivindicaciones dependientes . En forma especialmente ventajosa, cada uno de los dos conductores eléctricos, cubre una capa conductora coordinada. La capa conductora
correspondiente cubre en una conformación especialmente ventajosa totalmente al conductor eléctrico correspondiente. Para obtener el acoplamiento más alto posible entre el t r anspondedor y el aparato electrónico, la superficie o área de la capa conductora correspondiente de manera ventajosa es mayor que aquella del conductor eléctrico correspondiente . En un arreglo de acuerdo al estado de la técnica, se forma la capacitancia necesaria para el acoplamiento entre los conductores eléctricos de la antena del t ranspondedor y la antena del aparato electrónico. La capacidad de acoplamiento se determina como se describe al principio por la superficie y la distancia de las dos antenas. Por la provisión de una capa conductora sobre el portador, que cubre parcialmente a los conductores eléctricos de la antena del t ranspondedor , se aumenta la capacidad de acoplamiento por medio de una "conexión en paralelo" de dos capacitancias que están conectadas entre si en serie. La primera capacitancia se forma entre los conductores eléctricos y la capa conductora. Aqui, la capacidad de acoplamiento es relativamente grande, pues la distancia entre la capa conductora y
los conductores eléctricos de la antena es muy pequeña. La distancia es cuando más el grueso del portador por ejemplo un papel. La segunda capacitancia se forma entre la capa conductora y la antena del aparato electrónico. Puesto que la capa conductora presenta una gran superficie, se le da al aparato electrónico un acoplamiento grande. El acoplamiento entre los conductores eléctricos de la antena y la antena del aparato electrónico se disminuye forzosamente, puesto que la capa conductora igual produce una protección. Sin embargo, esta disminución no presenta problemas, puesto que la capacidad de acoplamiento se aumenta esencialmente por medio de la conexión en paralelo de la conexión en serie de la primera y segunda capacitancia . Venta osamente, la capa conductora está en contacto eléctrico directo con los conductores eléctricos, esto no significa otra cosa, sino que la primera capacitancia de la conexión en paralelo toma su valor máximo. Tal arreglo puede alcanzarse porque, la capa conductora se aplica directamente en el lado del portador sobre el cual se proveen los conductores eléctricos de la antena del transpondedor.
En una conformación de la invención, se coloca la capa conductora a cierta distancia de los conductores eléctricos ser por medio de un dieléctrico. El dieléctrico puede entonces por ejemplo el propio portador, esto no significa otra cosa sino, que la capa conductora y los conductores eléctricos de la antena se han provisto sobre los lados de mayor superficie opuestos del portador. En otra conformación ventajosa, están los conductores eléctricos de la antena embutidos conjuntamente con el chip semiconductor en el portador. Con esto se garantiza una protección del conductor eléctrico y del chip semiconductor frente a un daño mecánico. En una conformación ventajosa de la invención, está dispuesta la capa conductora en relación al conductor eléctrico en una simetría de espejo. La capa conductora, se presiona ventajosamente sobre el portador y puede por lo tanto tener un alto valor óhmico. Con esto se forman las resistencias conductoras entre la primera y la segunda capacitancia. Por medio de un arreglo simétrico de la capa conductora con respecto a los conductores eléctricos pueden sin embargo mantenerse pequeñas las resistencias conductoras.
En otra conformación ventajosa, los conductores eléctricos están dispuestos simétricos en referencia al chip semiconductor. Esto no significa otra cosa sino, que el dipolo eléctrico presenta dos conductores eléctricos construidos idénticamente . En una conformación preferida de la invención, está el chip semiconductor colocado fuera del eje de espejo del portador plano. Si el portador plano es propiamente flexible y plegable, entonces éste puede ser plegado frecuentemente. La práctica muestra que por regla general se realiza un plegamiento en el eje central del portador. Si ahora el chip semiconductor se coloca en este eje central del portador plano, entonces puede dañarse por la flexión. La disposición del chip semiconductor fuera del eje de espejo o eje central del portador impide un daño y con esto un trastorno del funcionamiento de todo el dispositivo. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS. Otras ventajas y formas de realización de la invención, se explican más detalladamente por las siguientes figuras. Donde:
La Figura 1, muestra un portador plano conocido por el estado de la técnica en una vista de planta; Las Figuras 2a a 2c, muestran diferentes formas de realización del portador plano conocido por la Fig. 1, con respecto a una sección transversal; La Figura 3, muestra un primer ejemplo de realización de un portador plano de acuerdo con la invención en una vista de planta; La Figura 4a hasta 4d, muestran diferentes formas de realización del portador plano mostrado en la Fig. 3, con respecto a una sección transversal; La Figura 5, muestra un segundo ejemplo de realización del portador plano de acuerdo con la invención; La Figura 6, muestra un tercer ejemplo de realización del portador plano de acuerdo con la invención en una vista de planta; y La Figura 7, muestra la imagen de conexión de sustitución eléctrica para el acoplamiento capacitivo entre un transpondedor y un aparato electrónico . DESCRIPCION DE LA INVENCION
La Figura 1, muestra una vista de planta de un transpondedor del tipo considerado. El transpondedor 12, muestra un portador 1, el cual está hecho en forma de un rectángulo. Paralelamente a sus cantos laterales cortos está dispuesta la antena, la cual consiste de un primer conductor eléctrico 5a, y un segundo conductor eléctrico 5b. Con cada uno de sus extremos los conductores eléctricos 5a, 5b, están unidos eléctrica y mecánicamente con un chip semiconductor 4. Los conductores eléctricos 5a, 5b, forman un dipolo. En el ejemplo de realización, presenta el portador 1, una forma rectangular. Sin embargo, las medidas del portador 1, no están limitadas a esa realización geométrica, el portador 1, puede estar construido redondo, ovalado, cuadrado, etc. Como se aprecia por las figuras 2a a 2c, presenta el portador 1, una forma plana. Las figuras. 2a a 2c, muestran diferentes posibilidades de conformación como pueden disponerse los conductores 5a, 5b, con untamente con el chip semiconductor 4, en el portador plano 1. En la Fig. 2a, están los conductores eléctricos 5a, 5b, metidos con el chip semiconductor 4, en el portador 1. El portador 1, puede por
ejemplo consistir de material sintético en el cual se introduzcan la antena conjuntamente con el chip semiconductor 4. En la Fig. 2b, consiste el portador 1, de una primera capa 2, y una segunda capa 3, que están colocadas una arriba de la otra. Los conductores eléctricos 5a, 5b, están dispuestos con el chip semiconductor 4, entre la primera y segunda capa 2, 3. En el lugar de los conductores eléctricos y del chip semiconductor presenta el portador una ligera elevación. Si los gruesos de capa de la primera y segunda capa 2, 3, son grandes en comparación con las medidas de los conductores eléctricos 5a, 5b, y de chip semiconductor 4, entonces solamente se presenta una elevación muy ligera con respecto a la superficie principal del portador. La Fig. 2c, muestra el transpondedor conocido por la Fig. 1, en una sección transversal a través del canto lateral corto como en la Fig. 2b, consiste aquí el portador 1, de una primera y de una segunda capa 2, 3, entre las cuales está dispuesta la unión de los conductores eléctricos 5a, 5b, y del chip semiconductor 4. Se aprecia por la Fig. 2c, que el conductor eléctrico primero y el conductor eléctrico segundo 5a, 5b, respectivamente no están
unidos entre sí en una conducción eléctrica. El sendo extremo frente al interior del portador 1, de los conductores eléctricos 5a, 5b, está cada vez unido con un contacto eléctrico del chip semiconductor 4. Los extremos que apuntan hacia afuera de los conductores eléctricos 5a, 5b, llegan en el presente ejemplo de realización hasta los bordes laterales del portador 1. Para el acoplamiento eléctrico entre el transpondedor 12, y un aparato electrónico (no mostrado), es ahora por una parte responsable la distancia entre el transpondedor y el aparato electrónico y por otra parte la superficie de la antena formada desde los conductores 5a, 5b. La superficie de la antena se determina con eso desde el ancho del conductor eléctrico que usualmente se provee en el procedimiento de fabricación y la longitud que se determina por la medida del portador 1. Con esto, únicamente se proporciona un buen acoplamiento capacitivo entre el transpondedor 12, y el aparato electrónico cuando la distancia no sobrepasa un valor determinado. Esta desventaja puede evitarse por la presente invención. La Fig. 3, muestra en una vista de planta un primer ejemplo de realización de la
invención. El t ranspondedor 12, presenta de nuevo un portador plano 1, el cual presenta antenas dirigidas paralelamente a los cantos laterales cortos del portador 1, antenas que consisten de los conductores eléctricos 5a, 5b. Para aumentar el acoplamiento capacitivo, se aplica ahora sobre un primer lado principal 9, una capa conductora eléctrica 6a, 6b, correspondiendo a la conformación de la antena desde los conductores eléctricos 5a, 5b, se proveen dos capas conductoras 6a, 6b, que cada vez están coordinadas a un conductor eléctrico 5a, 5b. Las capas conductoras 6a, 6b, están aqui parcialmente cubiertas con los conductores eléctricos 5a, 5b, como se aprecia por la Fi . 3, están dispuestas las capas conductoras 6a, 6b, simétricamente alrededor de los conductores eléctricos 5a, 5b. En la Fig. 3, los conductores eléctricos 5a, 5b, no están totalmente cubiertos por las capas conductoras 6a, 6b, esto tampoco es necesario en tanto, que las capas conductoras eléctricamente 6a, 6b, presenten una superficie convenientemente grande. En contraposición a lo anterior muestra la Fig. 5, un segundo ejemplo de realización en el cual las capas conductoras 6a, 6b, cubren completamente a los conductores eléctricos 5a, 5b.
Las capas de un alto valor óhmico pueden estamparse sobre el portador 1, de preferencia son incoloras y transparentes, de modo que no trastornen la apariencia del portador 1. Puesto que el portador plano por regla general se prensa también según el estado de la técnica para aplicar por ejemplo, un logotipo comercial o un número o una imagen, no debe cambiarse nada en el procedimiento de fabricación, puesto que el proceso de impresión de las capas de alto valor óhmico se puede realizar con la impresión superficial . En las Figuras. 4a a 4d, muestran diferentes ejemplos de realización del portador plano según la invención cada vez en una sección transversal. En la Fig. 4, se realiza el portador plano 1, por ejemplo, desde un material sintético en cuyo interior se han colocado el chip semiconductor 4, y los conductores eléctricos 5a, 5b. Las capas conductoras eléctricamente 6a, 6b, están puestas sobre el primer lado principal 9, del portador plano 1. Por esta representación se aprecia que las capas conductoras 6a, 6b, y los conductores eléctricos 5a, 5b, se cubren parcialmente entre si. Los conductores eléctricos 5a, 5b, y las capas conductoras están dispuestas a cierta distancia entre si. El portador
plano 1, representa con esto un dieléctrico entre los dos "electrodos", hechos del conductor eléctrico y de la capa conductora que forman la capacitancia. Puesto que la distancia entre la capa conductora y el conductor eléctrico es sin embargo muy insignificante se obtiene una capacidad de acoplamiento elevada. La capacidad de acoplamiento puede fortalecerse mas, cuando como se muestra en la figura 4b, los conductores eléctricos 5a, 5b, se extienden hasta el primer lado principal 9. En este caso, puede la capa conductora eléctricamente 6a, 6b, colocarse en contacto eléctrico directo con los conductores eléctricos 5a, 5b. En este caso, el acoplamiento es máximo. El portador plano 1 también, como se muestra en la figura 4c, puede consistir de una primera capa y de una segunda capa 2, 3, respectivamente, entre las cuales se encuentra el arreglo del chip semiconductor 4 y de los conductores eléctricos 5a, 5b. Sobre el primer lado principal 9 del primer plano 1, está dispuesta otra vez la capa conductora eléctrica 6, 6b. La figura 4d, muestra otro ejemplo de realización del arreglo de acuerdo con la invención 1, en un corte transversal a través del lado corto
del t ranspondedor 12. El portador plano 1, consiste, por ejemplo, de material sintético sobre cuyo primer lado principal 9 se ha provisto una escotadura 14. En esta escotadura 14 se ha puesto el chip semiconductor 4. Los conductores eléctricos 5a, 5b, vienen a yacer sobre el primer lado principal 9 del portador 1. Con este están en contacto directo las capas conductoras eléctricamente 6a, 6b. Las capas conductoras cubren aqui totalmente los conductores eléctricos 5a, 5b. Para protegerse contra un daño mecánico presenta el t ranspondedor 12 una capa de cubierta 11, sobre la cual se ha colocado, el arreglo formado por la capa conductora, el conductor eléctrico y el chip semiconductor 4. La figura 6 muestra un tercer ejemplo de realización que se diferencia de lo anterior únicamente porque el arreglo del chip semiconductor, los conductores eléctricos 5a, 5b y la capa conductora 6a, 6b, están dispuestos sobre el portador 1 de tal modo que el chip semiconductor 4 no viene a yacer sobre los ejes de simetría 7 u 8. En este caso se asegura que por una flexión o plegado del portador plano, que preferentemente consiste de papel, pueda impedirse un daño del semiconductor.
Por medio de la figura 7 que representa una imagen de conexión de sustitución eléctrica del arreglo de acuerdo con la invención hecho del t ranspondedor 12 y de un aparato electrónico 13, se explicará mas exactamente la forma de accionar. Una imagen de conexión de sustitución eléctrica del t ranspondedor 12 consiste simplemente de una conexión en paralelo hecha de una capacitancia 27, y una resistencia 20. El intercambio de datos y energía entre el t ranspondedor 12 y el aparato electrónico 13 que en la presente imagen de conexión de sustitución no se representa muy exactamente, trabaja capacitivamente. Con 21 y 22, se indican capacitancias, que están formadas entre la antena del aparato electrónico 13 y los conductores eléctricos 5a, 5b, los cuales forman el dipolo eléctrico del t ranspondedor 12. Con 23 y 24, se señalan las capacitancias entre la antena del aparato electrónico 13 y las capas conductoras impresas 6a, 6b. Los números 25 y 26 indican las capacitancias entre las capas conductoras 6a, 6b y los conductores eléctricos 5a, 5b del t ranspondedor 12. Las capacitancias 23, 25, están conectadas paralelamente con la capacitancia 21.
Correspondientemente, están las capacitancias 24 y
26 conectadas con la capacitancia 22. Por el efecto protector de las capas conductoras impresas o estampadas 6a, 6b, se disminuyen claramente las capacitancias 21, 22. Esta disminución se compensa ampliamente por medio de las capacitancias adicionales 23, 25 o 24, 26. Las capacitancias 23, 24, las cuales consisten de la antena del aparato eléctrico 13 y de las capas conductoras 6a, 6b, son relativamente grandes en razón de la gran superficie de la capa conductora. También las capacitancias 25 y 26 entre las capas conductoras y los conductores eléctricos son grandes, puesto que es muy pequeña la distancia de la capa conductora a los sendos conductores eléctricos 5a, 5b. En el caso extremo, la distancia es la mitad del grueso del portador 1. De esta manera, con la invención, se hace posible de una manera simple y económica, construir un t ranspondedor que con respecto al estado de la técnica presente una capacidad de acoplamiento esencialmente mayor. Con esto, es todavía posible que funcione el t ranspondedor , támbién a mayores di stancias .