WO1998003938A1 - Transponder - Google Patents

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Michael Bockmair
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Definitions

  • the invention relates to a transponder according to the preamble of claim 1.
  • Transponders usually consist of a transmit / receive module and connected transmitters and receivers.
  • the transponders are used as so-called radio tags (e.g. for anti-theft systems in department stores or for luggage detection and distribution systems at airports and train stations) by attaching them to the objects to be monitored or recorded (sales goods, luggage, etc. ) are attached and provided with a specific coding that - in the case of anti-theft systems in the case of theft or, in the case of baggage distribution systems, at certain stations in the distribution system - establish an active connection with transceivers and exchange data by radio (including the coding stored in the transponder) and other actions (triggering a
  • Radio tags are often implemented - similar to a conventional luggage tag - in the form of a paper or plastic film carrier, on which the radio-technical components transmission antenna, reception antenna, transmission / reception module are applied.
  • Radio tags have already been proposed which are equipped with wire coils as a transmitting and receiving antenna and which are connected to a transmitting / receiving module in the form of an integrated circuit.
  • both wire coil antennas and the integrated circuit are arranged on a common carrier. The transmission and reception frequencies are different from each other.
  • a radio tag with an antenna and a transmit / receive module implemented as an integrated circuit, in which the antenna is arranged as a coil-shaped planar conductor structure on both sides of a film.
  • This type of radio tags is expensive to manufacture because of the double-sided film body to be processed and requires one or more vias through the film body in order to connect the two antenna parts or to be able to connect the transmitting / receiving module to the antenna part arranged on the other side of the film.
  • the object of the invention is therefore to create a transponder in the form of a radio tag which is simple and inexpensive to manufacture and which nevertheless offers the highest possible degree of security against mechanical or thermal destruction.
  • An essential advantage of the invention is that the heat loss that arises in the integrated circuit due to the good thermal contact between the integrated circuit and the planar conductor structure can be dissipated very quickly from the integrated circuit via the metallic conductor structure, so that additional cooling measures are generally provided can be omitted.
  • planar conductor structure and integrated circuit are arranged on the same side of the film and through-contacts through the film carrier are thereby eliminated. This goes hand in hand with correspondingly lower production costs.
  • the figure shows a flexible radio label in the top view, in which the transmission antenna 4, which is designed as a planar conductor structure, and the transmission / reception module 3, which is in the form of an integrated circuit, are integrated on one side of a common film 5 and the transmission / reception module 3, moreover is connected to a separate receiving antenna 2 designed as a wire coil. All assemblies 2 - 5 are arranged on the same side of a common support 1 made of flexible, flexible material. Through-plating through the film 5 is omitted in this solution, since the circuit part 30 of the integrated circuit 3 to be connected to the transmission antenna 4, which is designed as a planar conductor structure, is arranged directly on the planar conductor structure and is electrically and thermally directly connected to it.
  • the transmission frequency is typically in the range 2 to 4 MHz and is therefore different from the reception frequency, which can be in the range 100 to 200 kHz, for example.
  • this invention is not limited to this exemplary embodiment, but can also be applied analogously to others.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Transponder mit einer Sende- (4) und einer Empfangsantenne (2) sowie einem an die beiden Antennen angeschlossenen Sende/Empfangsmodul (3) in Form einer integrierten Schaltung, wobei zum einen Sende- und Empfangsfrequenz verschieden voneinander sind und zum anderen die Antenne und die integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Träger (1) angeordnet sind. Um eine möglischst kostengünstige Herstellung eines solchen Transponders zu ermöglichen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Empfangsantenne und/oder die Sendeantenne (jeweils) als spulenförmig ausgebildete planare Leiterstruktur auf eine Folie aufgebracht ist (sind) und daß die integrierte Schaltung oder zumindest ein Teil (30) dieser integrierten Schaltung direkt auf die planare(n) Leiterstruktur(en) aufgebracht ist.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Transponder gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs l.
Transponder bestehen üblicherweise aus einem Sende/Empfangsmodul sowie daran angeschlossenen Sende- und Emp- fangsantennen. In vielen Anwendungen werden die Transponder als sogenannte Funketiketten, (z.B. für Diebstahl- sicherungssysteme in Kaufhäusern oder für Gepäckerfas- sungs- und verteilungssysteme auf Flughäfen und Bahnhöfen) eingesetzt, indem sie an die zu überwachenden bzw. zu erfassenden Gegenstände (Verkaufsgüter, Gepäckstücke usw.) angebracht werden und mit einer bestimmten Codierung ver- sehen werden, die - bei Diebstahlsicherungssytemen im Fal- le eines Diebstahls bzw. bei Gepäckverteilungssyste en an bestimmten Stationen des Verteilersystems - mit Sende/Empfangsgeräten in eine Wirkverbindung treten und per Funk Daten austauschen (u.a. die in dem Transponder gespeicher- te Codierung) sowie weitere Aktionen (Auslösen eines
Alarmsignals, Weiterleitung des Gepäckstücks usw.) auslösen.
Funketiketten werden häufig - ähnlich einem herkömmlichen Gepäckanhänger - in Form eines Papier- oder Plastikfolien- Trägers realisiert, auf den die funktechnischen Komponenten Sendeantenne, Empfangsantenne, Sende/ Empfangsmodul aufgebracht sind.
Vorgeschlagen wurden bereits Funketiketten, die mit Drahtspulen als Sende- und Empf ngsantenne ausgerüstet sind, die mit einem Sende/Empfangsmodul in Form einer integrierten Schaltung verbunden sind. Bei dieser Lösung sind beiden Drahtspulenantennen und die integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Sende- und Emp- fangsfrequenz sind voneinander verschieden.
Vorgeschlagen wurde ferner ein Funketikett mit einer Antenne und einem als integrierte Schaltung realisierten Sende/Empfangsmodul, bei dem die Antenne als spulenformig ausgebildete planare Leiterstruktur auf beiden Seiten einer Folie angeordnet ist.
Diese Art der Funketiketten ist wegen des doppelseitig zu bearbeitenden Folienkorpers teuer in der Herstellung und erfordert eine oder mehrere Durchkontaktierungen durch den Folienkörper hindurch, um die beiden Antennenteile bzw. das Sende/Empfangsmodul auch mit dem auf der anderen Folienseite angeordneten Antennenteil verbinden zu können.
Als problematisch hat sich bei den beiden vorgeschlagenen Lösungen die Ableitung der Verlustwärme der integrierten Schaltung erwiesen, die über die dünnen elektrischen An- schlußverbindungen bzw. die in der Regel aus Kunststoff bestehenen Folien- bzw. Trägerkörper nur sehr langsam abgeführt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Transponder in Form eines Funketiketts zu schaffen, der einfach und billig in der Herstellung ist und der dennoch ein höchstmögliches Maß an Sicherheit vor mechanischer bzw. thermischer Zerstörung bietet.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die kennzeichenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergegeben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die in der integrierten Schaltung entstehende Verlustwärme infolge des guten thermischen Kontakts zwischen integrier- ter Schaltung und planarer Leiterstruktur über die metallische Leiterstruktur sehr schnell aus der integrierten Schaltung abgeführt werden kann, so daß zusätzliche Kühlmaßnahmen in der Regel entfallen können.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß planare Leiterstruktur und integrierte Schaltung auf der gleichen Seite der Folie angeordnet sind und dadurch Durchkontaktierungen durch den Folienträger entfallen. Damit einher gehen entsprechend geringere Herstellungskosten .
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten und in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbei- spiels näher erläutert.
In der Figur ist ein flexibles Funketikett in der Drauf- sieht gezeigt, bei der die als planare Leiterstruktur ausgebildete Sendeantenne 4 und das als integrierte Schaltung ausgebildete Sende/Empfangsmodul 3 auf einer Seite einer gemeinsamen Folie 5 integriert sind und das Sende/Empfangsmodul 3 darüber hinaus mit einer als Drahtspule aus- gebildeten separaten Empfangsantenne 2 verbunden ist. Alle Baugruppen 2 - 5 sind auf der gleichen Seite eines gemeinsamen, aus flexiblem, biegsamem Material bestehenden Trägers 1 angeordnet. Durchkontaktierungen durch die Folie 5 entfallen bei dieser Lösung, da der mit der als planare Leiterstruktur ausgebideten Sendeantenne 4 zu verbindende Schaltungsteil 30 der integrierten Schaltung 3 direkt auf der planaren Leiterstruktur angeordnet und mit dieser elektrisch und thermisch direkt verbunden ist. Durch den direkten thermischen Kontakt wird die in der integrierten Schaltung anfallende Verlustwärme sehr effektiv über die planare Leiterstruktur 4 aus der integrierten Schaltung 3, 30 abgeführt. Die Sendefrequenz liegt bei diesem Ausführungsbeispiel des Transponders typisch im Bereich 2 - 4 MHZ und ist damit verschieden zur Empfangsfrequenz, die z.B. im Bereich 100 - 200 KHZ liegen kann. Es versteht sich, daß diese Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern sinngemäß auch auf andere übertragbar ist. So ist es z.B. denkbar, das Sende/Empfangsmodul und die Sendeantenne auf der von der Empfangsantenne umschlossenen Fläche des Trägers (1 in der Figur) anzuordnen, um so die benötigte Trägerfläche entsprechend verkleinern zu können.

Claims

Pat.pπt.anπprü hp.
1. Transponder, mit einer Sende- und einer Empfangsantenne sowie einem an die beiden Antennen angeschlossenen Sende/Empfangsmodul in Form einer integrierten Schaltung, wobei zum einen Sende- und Empfangsfrequenz verschieden voneinander sind und zum anderen die Antenne und die integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, dadurch gekpnn?pi r*hnp.t., daß die Empfangsantenne (2) und/oder die Sendeantenne (4) (jeweils) als spulenformig ausgebildete planare Leiterstruktur (4) auf eine Folie aufgebracht ist (sind) und daß die integrierte Schaltung
(3) oder zumindest ein Teil (30) dieser integrierten Schaltung (3) direkt auf die planare (n) LeiterStruktur (en)
(4) aufgebracht ist.
2. Transponder nach Anspruch 1, bei dem eine (4) der beiden Antennen (2, 4) als planare Leiterstruktur auf der Folie (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils andere (2) der beiden Antennen (2, 4) in Form einer Spule mit Drahtwicklungen ausgebildet ist.
3. Transponder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden als planare Leiterstruktur (4) auf einer Folie (5) oder als Drahtspule (2) ausgebil- deten Antennen (2, 4) sowie die integrierte Schaltung (3, 30) auf der gleichen Seite des Trägers (1) angeordnet sind.
4. Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus flexiblem, biegsamem Material besteht.
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