WO2004012138A1 - Datenträger mit transponderspule - Google Patents

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WO2004012138A1
WO2004012138A1 PCT/EP2003/008134 EP0308134W WO2004012138A1 WO 2004012138 A1 WO2004012138 A1 WO 2004012138A1 EP 0308134 W EP0308134 W EP 0308134W WO 2004012138 A1 WO2004012138 A1 WO 2004012138A1
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layer
coil parts
coil
folded
carrier
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PCT/EP2003/008134
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Inventor
Klaus Finkenzeller
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Giesecke & Devrient Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a multilayer electronic data carrier with at least one transponder coil for contactless data and / or energy transfer, a method for its production and its use, in particular as an identification card.
  • Multi-layer electronic data carriers with a transponder coil for contactless data transmission serve, for example, as a credit card, check card, ID card but also as a ticket, admission ticket, security label, security tag and the like.
  • One or more inner layers of the data carrier carry electronic components such as a chip, transponder coil, etc., and conductor tracks connecting these components.
  • the electronic components of the inner layers are protected against environmental influences by outer cover layers.
  • the cover layers can, for example, be printed and / or colored and have cutouts for the additional contact-related data transfer directly with a chip contained in the data carrier.
  • the cohesion of the layer composite can be ensured in a variety of ways.
  • the individual layers are usually bonded to one another in the hot lamination process using pressure and temperature or in the cold lamination process using an adhesive or a combination of these processes.
  • the inner layers with the electronic components are generally prefabricated as a separate “ticking” and then further processed in a suitable manner with further layers to form the finished data carrier.
  • an "tick” can already be understood as a "data carrier", even if it only serves as a semi-finished product for the production of the final data carrier.
  • WO-00/13140 describes an inlay in the form of a carrier film with a plurality of chips, interconnect connections and a contact field for a contact-related data transfer.
  • the contact field is arranged above a cutout on the same side of the carrier film as the conductor tracks with which the contact field, the chips and other electronic components are connected to one another.
  • the carrier film is folded in such a way that the conductor tracks and the contact field on the inside of the folded film lie one above the other, the contact field being accessible from the outside through the cutout. On the one hand, this results in an exact positioning of the individual electronic components in different planes one above the other, and on the other hand the contact field and the conductor tracks can be applied to the carrier film in a common manufacturing step.
  • the contact field is either connected to the chips via the conductor tracks, which are consequently also folded in the area of the fold line, or the contact field is connected to the conductor tracks opposite the contact field by means of electrically conductive adhesive or deformable conductor tracks.
  • one or both of the inward-facing carrier film surfaces are coated with an insulating varnish.
  • a separate insulating layer can be placed between the folded carrier film.
  • the folded carrier film is then connected to a stable carrier or inserted into a housing in order to produce the finished data carrier.
  • a disadvantage of the prior art is the possibility of using the data carrier, which is limited to the contact-based data exchange. There are numerous applications in which contactless data and / or energy transfer is desired exclusively or additionally.
  • transponder coils for the contactless transfer of data and energy are complex. Because without additional measures, the two coil ends of a transponder coil initially lie on opposite sides of the coil winding, namely one coil end inside the coil winding and the other end outside. In order to completely close the transponder coil, one of the two coil ends is therefore returned via the coil winding. In this context one speaks of a "bridge".
  • the bridge feedback must not lead to a short circuit with the bridged coil windings.
  • the bridged coil windings are therefore covered beforehand with an insulating layer at the point to be bridged.
  • two further process steps are required, namely the insulation of the coil winding and the subsequent bridging.
  • It is also known to provide the bridge on the back of an insulating layer carrying the coil and to contact the bridge ends through the insulating layer with the coil ends (“through-connection”) Bridge on the other hand, on the opposite sides of the insulating layer, several printing or etching steps to be carried out separately and a subsequent via step are necessary.
  • the object of the present invention is therefore to provide a multilayer electronic data carrier with at least one transponder coil for contactless data carrier and / or energy transfer, in which the production of the transponder coil requires as few process steps as possible to be carried out separately.
  • the invention is based on the fact that bridging in the manufacture of the transponder coil can be easily realized if the coil is suitably formed at least in two parts on the same surface of a carrier layer.
  • the carrier layer can then be folded such that the two parts of the coil lie on opposite inner sides of the folded carrier layer.
  • the two coil parts can be contacted in a simple manner through the space created by the folding. If the ends of the two coil parts to be contacted are correspondingly close to one another and are suitably designed, for example as a bent-up contact tabs and / or as an attached contact pill and / or over a particularly large area, additional contacting measures may be completely dispensed with.
  • the coil parts lying one above the other intersect at least at one point, which should therefore be isolated before folding in order to avoid short-circuiting.
  • an insulating intermediate layer is placed between the folded carrier layer in such a way that at least the contact zone remains free for contacting the two coil parts.
  • the intermediate layer is advantageously formed by part of the carrier layer itself and folded onto the first coil part before the second coil part is folded over it. Since folding is necessary anyway in the manufacture of the data carrier, the manufacturing process does not become significantly more complex due to the additional folding of the intermediate layer on the first coil part.
  • At least the intersecting coil sections of at least one of the two coil parts are covered with a protective lacquer before the two coil parts are folded over one another.
  • the entire coil part can also be covered with the protective lacquer.
  • the intermediate layer and the protective lacquer layer can also be combined with one another as desired.
  • the two coil parts can be arranged on the carrier layer completely electrically separated from one another.
  • the two coil parts after they lie one above the other by folding the carrier layer, are contacted at two different points in order to close the transponder coil.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that one of the two contact points can be omitted in favor of a conductor track running on the surface of the carrier layer, via which the two coil parts are connected directly to one another.
  • the manufacturing process is simplified insofar as the effort for at least one contact is eliminated.
  • the folded carrier layer is particularly suitable as an insert in one of the data carriers mentioned at the outset, such as a credit card, check card, identification card and the like.
  • the carrier layer can either be a plastic film or a paper or cardboard substrate.
  • the carrier layer is preferably designed as a paper or cardboard substrate when tickets, entrance cards, security labels, security tags or paper ID cards or passports are made from them. With these objects, the consumer is used to the use of paper material, so that further embedding of the folded carrier layer between further protective layers is unnecessary. Then the folded carrier layer with the electronic components in between already forms the finished data carrier. In these cases, the folded carrier layer can be glued completely or partially by means of a suitably designed adhesive layer in such a way that unauthorized opening of the carrier layer is reliably prevented.
  • FIG. 1 shows a carrier layer with a transponder coil according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows the manner of folding the carrier layer from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the carrier layer from FIG. 1 folded onto itself
  • FIG. 4 shows a carrier layer with a transponder coil according to a second embodiment
  • FIG. 5 shows the self-folded carrier layer from FIG. 4,
  • FIG. 6 shows a carrier layer with a transponder coil according to a third embodiment.
  • 1 shows a top view of a carrier layer 1 with a transponder coil 2, which is applied to the carrier layer 1 in a known manner in a printing process or an etching process.
  • the transponder coil 2 consists of a first coil part 2a and a second coil part 2b, each with a contact zone 3a or 3b.
  • the two contact zones 3a, 3b come to lie one above the other when the carrier layer 1 is folded onto itself along the imaginary fold line 4 shown in dotted lines.
  • One of the two coil parts 2a, 2b, in the illustrated case the second coil part 2b also has contact connections 5 for connecting an electronic component, in particular a chip, to the transponder coil 2.
  • the carrier layer 1 consists of an insulating material, preferably a foldable plastic film or paper or cardboard layer.
  • the folding line 4 can be perforated or made thinner in order to facilitate the folding process.
  • the carrier layer 1 is thus divided into a first zone 1 a with the first coil part 2 a and a second zone 1 b with the second coil part 2 b and also into a third zone 1 c.
  • the third carrier layer zone 1c serves as an insulating layer. It is folded along a second fold line 6 onto the second coil part 2b before the first carrier layer zone 1a is folded over it with the first coil part 2a in order to prevent a short circuit between crossing parts of the coil parts 2a, 2b folded over one another. Contacting the two coil parts 2a, 2b in the folded state of the carrier layer 1 is only possible through a recess 7 in the third carrier layer zone 1c.
  • the recess 7 is punched into the third carrier layer zone 1c in such a way that it comes to lie exactly between the contact zones 3a, 3b of the two coil parts 2a, 2b in the folded state of the carrier layer 1.
  • the folding sequence of the first and third carrier layer zones 1 a, 1 c on the second carrier layer zone 1 b is indicated with arrows in a side view.
  • the third carrier layer zone lc which acts as an insulating layer, is folded onto the second carrier layer zone lb, and then the first carrier layer zone la is folded onto the insulating carrier layer zone lc.
  • the electronic component or chip 8 is electrically conductively contacted to the contact connections 5 of the second coil part 2b on the second carrier layer zone 1b by means of wirebonds or as a flipchip.
  • the electronic component thus forms a functional part of the second coil part, since the second coil part would otherwise be interrupted at this point.
  • a contact pill 9 is placed on the contact zone 3b of the second coil part 2b in order to ensure reliable contact between the contact zones 3a and 3b in the folded state of the carrier layer 1.
  • a contact adhesive drop can be applied to the contact zone 3b in the required amount instead of the contact pill.
  • the contact pill or the contact adhesive 9 can instead or additionally be provided on the contact zone 3a of the first coil part 2a.
  • FIG 3 shows a side view of the self-folded carrier layer 1 with the chip 8 enclosed therein and the contact pill or contact adhesive 9 electrically connecting the first and second coil parts 2a, 2b.
  • the carrier layer 1 can be provided with an adhesive along its outer edge before the carrier layer zones are folded onto one another in order to achieve a firm bond between the carrier layer zones folded onto one another. hold. Under certain circumstances, it may be sufficient if only the first carrier layer zone la is provided with the adhesive along its outer edges.
  • the self-folded carrier layer 1 shown in FIG. 3 can be used as a finished data carrier, but can also serve as an inlay for further processing to a finished data carrier.
  • the carrier layer 1 is printed on the surface opposite the transponder coil 2 before an electrical component 8 is connected to the contact connections 5.
  • the carrier layer 1 can also have further folding lines, in particular if additional electronic components and / or further transponder coils are to be integrated into the data carrier on the same carrier layer 1.
  • FIG. 4 shows a second embodiment, which differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the third carrier layer zone 1c is shorter.
  • the third carrier layer zone 1c therefore only insulates the chip 8 from the first coil part 2a of the first carrier layer zone la (FIG. 5).
  • the first and second coil parts 2a, 2b are designed such that the turns of the first coil part 2a lie within the turns of the second coil part 2b when the carrier layer 1 is folded. Only at one point 10 do the superposed first and second coil parts 2a, 2b intersect in the folded state of the carrier layer 1. At least this crossing point 10 is therefore covered with a protective lacquer layer 11 in order to have one To reliably avoid a short circuit between the two coil parts 2a, 2b (FIG. 5).
  • the conductor track 13 connecting the two coil parts 2a, 2b is, on the one hand, particularly wide and, on the other hand, perpendicular to the fold line 4. This creates a large-area contact after folding between the superimposed sections of the conductor track 13, so that a conductive connection is guaranteed even if the conductor track 13 should break during folding.
  • the conductor track 13 can be provided with an electrically conductive adhesive.
  • the protective lacquer layer 11 is provided at the crossing point 10 on the second carrier layer zone 1b.
  • the protective lacquer layer can be provided at the corresponding point in the first carrier layer zone 1 a.
  • the thickness of the folded carrier layer 1 is then essentially determined by the thickness of the chip 8 used. The thinner the chip 8, the thinner the overall arrangement. However, the same applies equally to all other described embodiments.
  • FIG. 6 shows a third embodiment.
  • the first and second coil parts 2a, 2b are not connected to one another in an electrically conductive manner in the unfolded state of the carrier layer 1. Instead, there are two further contact zones 12a, 12b which are contacted with one another by folding the first and second carrier layer zones 1a, 1b over one another in the same way as was explained above in connection with the contact zones 3a, 3b.

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Abstract

Zur Herstellung eines elektronischen Datenträgers mit Transponderspule 2 wird die Transponderspule 2 in geeigneter Weise zweiteilig auf einer Oberfläche einer Trägerschicht 1 vorgesehen. Die Trägerschicht 1 wird so auf sich selbst geklappt, dass die beiden Spulenteile mit zwei Kontaktzonen 3a, 3b übereinanderliegen, um eine elektrische Verbindung herzustellen.

Description

Datenträger mit Transponderspule
Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen elektronischen Datenträger mit mindestens einer Transponderspule für den kontaktlosen Daten- und/ oder Energietransfer, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung insbesondere als Ausweis.
Mehrschichtige elektronische Datenträger mit Transponderspule zur kontaktlosen Datenübertragung dienen beispielsweise als Kreditkarte, Scheck- karte, Ausweiskarte aber auch als Fahrkarte, Eintrittskarte, Sicherheitsetikett, Sicherheitsanhänger und dergleichen. Eine oder mehrere innere Schichten des Datenträgers tragen elektronische Bauteile wie Chip, Transponderspule, etc. sowie diese Bauteile verbindende Leiterbahnen. Die elektronischen Bauteile der inneren Schichten werden durch äußere Deckschichten gegen Um- welteinflüsse geschützt. Die Deckschichten können zum Beispiel bedruckt und/ oder eingefärbt sein und Aussparungen für den zusätzlichen kontaktbehafteten Datentransfer unmittelbar mit einem in dem Datenträger enthaltenen Chip aufweisen.
Der Zusammenhalt des Schichtverbunds kann auf unterschiedlichste Weise sichergestellt werden. Üblicherweise werden die einzelnen Schichten im Heißlaminierverfahren unter Einsatz von Druck und Temperatur oder im Kaltlaminierverfahren mittels eines Klebers oder einer Kombination aus diesen Verfahren miteinander verbunden. Die inneren Schichten mit den elek- tronischen Bauteilen werden in der Regel als separates „Inlett" vorgefertigt und anschließend in geeigneter Weise mit weiteren Schichten zum fertigen Datenträger weiterverarbeitet. Andererseits kann das Inlett beispielsweise auch umspritzt werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein „Inlett" bereits als „Datenträger" zu verstehen sein, auch wenn es nur als Halbzeug für die Herstellung des endgültigen Datenträgers dient.
Die WO-00/ 13140 beschreibt ein Inlett in Form einer Trägerfolie mit mehreren Chips, Leiterbahnverbindungen und einem Kontaktfeld für einen kontaktbehafteten Datentransfer. Das Kontaktfeld ist über einer Aussparung auf derselben Seite der Trägerfolie angeordnet wie die Leiterbahnen, mit denen das Kontaktfeld, die Chips und weitere elektronische Bauteile untereinander verbunden sind. Die Trägerfolie ist so gefaltet, dass die Leiterbahnen und das Kontaktfeld auf der Innenseite der gefalteten Folie übereinander liegen, wobei das Kontaktfeld durch die Aussparung hindurch von außen zugänglich ist. Dadurch wird einerseits in einfacher Weise eine exakte Positionierung der einzelnen elektronischen Bauteile in unterschiedlichen Ebenen übereinander erzielt, und andererseits können das Kontaktfeld und die Leiterbahnen in einem gemeinsamen Herstellungsschritt auf die Trägerfolie aufgebracht werden. Das Kontaktfeld ist mit den Chips entweder über die Leiterbahnen verbunden, die demzufolge im Bereich der Faltlinie mitgefaltet werden, oder das Kontaktfeld wird mittels elektrisch leitfähigem Kleber oder verformbaren Leiterbahnen an die dem Kontaktfeld gegenüberliegenden Leiterbahnen angeschlossen. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen sind eine oder beide nach innen weisenden Trägerfolienoberflächen mit einem isolierenden Lack beschichtet. Alternativ kann eine separate Isolierschicht zwischen die gefaltete Trägerfolie eingelegt werden. Die gefaltete Trägerfolie wird anschließend je nach Anwendungszweck mit einem stabilen Träger verbunden oder in. ein Gehäuse eingesetzt, um den fertigen Datenträger herzustellen. Nachteilig an dem Stand der Technik ist die auf den kontaktbehafteten Datenaustausch beschränkte Anwendungsmöglichkeit des Datenträgers. Es gibt zahlreiche Anwendungsfälle, bei denen ausschließlich oder zusätzlich ein kontaktloser Daten- und/ oder Energietransfer erwünscht ist.
Das Integrieren von Transponderspulen für den kontaktlosen Transfer von Daten und Energie ist jedoch aufwändig. Denn ohne zusätzliche Maßnahmen liegen die beiden Spulenenden einer Transponderspule zunächst auf gegenüberliegenden Seiten der Spulenwicklung, nämlich ein Spulenende innerhalb der Spulenwicklung und das andere Ende außerhalb. Um die Transponderspule vollständig zu schließen, wird daher eines der beiden Spulenenden über die Spulenwicklung zurückgeführt. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer „Brücke".
Dabei ist zu beachten, dass die Brückenrückführung nicht zu einem Kurz- schluss mit den überbrückten Spulenwicklungen führen darf. Die überbrückten Spulenwicklungen werden daher an der zu überbrückenden Stelle zuvor mit einer Isolierschicht abgedeckt. Somit sind nach dem Erzeugen der Spulenwicklung zwei weitere Verfahrensschritte erforderlich, nämlich das Isolie- ren der Spulenwicklung und die anschließende Brückenbildung. Es ist auch bekannt, die Brücke auf der Rückseite einer die Spule tragenden Isolierschicht vorzusehen und die Brückenenden durch die Isolierschicht hindurch mit den Spulenenden zu kontaktieren („Durchkontaktierung"). Auch dieses Verfahren ist aufwändig, weil auch hier zur Herstellung der Spulenwicklung einerseits und der Brücke andererseits auf den gegenüberliegenden Seiten der Isolierschicht mehrere separat durchzuführende Druck- oder Ätzschritte sowie ein nachfolgender Durchkontaktierungsschritt notwendig sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen mehrschichtigen elektronischen Datenträger mit mindestens einer Transponderspule für den kontaktlosen Datenträger- und/ oder Energietransfer zur Verfügung zu stellen, bei dem die Herstellung der Transponderspule möglichst wenig separat durchzuführende Verfahrensschritte erfordert.
Diese Aufgabe wird durch einen Datenträger, ein Halbzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung basiert darauf, dass eine Brückenbildung bei der Herstellung der Transponderspule einfach realisierbar ist, wenn die Spule in geeigneter Weise zurnindest zweiteilig auf derselben Oberfläche einer Trägerschicht ausgebildet wird. Die Trägerschicht kann dann so gefaltet werden, dass die beiden Teile der Spule auf einander gegenüberliegenden Innenseiten der gefalteten Trägerschicht liegen. Die beiden Spulenteile lassen sich in dieser Konstellation durch den durch die Faltung erzeugten Zwischenraum hindurch in einfacher Weise kontaktieren. Wenn die zu kontaktierenden Enden der beiden Spulenteile entsprechend nahe beieinanderliegen und geeignet ausgebildet sind, zum Beispiel als hochgebogene Kontaktlaschen und/ oder als aufgesetzte Kontaktpille und/ oder besonders großflächig, kann auf zusätzliche Kontaktierungsmaßnahmen gegebenenfalls vollständig verzichtet werden.
Demzufolge reicht ein einziger Druck- bzw. Ätzvorgang aus, um die gesamte Transponderspule zu erzeugen. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die Transponderspule mittels einer separaten Brücke zu schließen, denn dies geschieht in einfacher Weise durch den Faltvorgang. Alternativ oder zusätzlich zu dem vorbeschriebenen Berührungskontakt zwischen den Enden der beiden Spulenteile kann auch ein elektrisch leitender Kontaktkleber eingesetzt werden. Dadurch ist eine zuverlässige elektro- nische Kontaktierung der beiden Spulenenden unabhängig von ihrer individuellen Ausbildung realisierbar. Durch eine entsprechend große Klebefläche wird ein Kontakt auch dann hergestellt, wenn die zu kontaktierenden Spulenenden nicht exakt übereinander liegen.
Allerdings kreuzen sich die übereinander liegenden Spulenteile zumindest an einer Stelle, die daher vor dem Falten isoliert werden sollte, um eine Kurzschlussbildung zu vermeiden.
Dazu wird gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine isolierende Zwischenschicht so zwischen die gefaltete Trägerschicht platziert, dass zumindest die Kontaktzone für die Kontaktierung der beiden Spulenteile frei bleibt. Vorteilhafterweise wird die Zwischenschicht durch einen Teil der Trägerschicht selbst gebildet und auf das erste Spulenteil geklappt, bevor das zweite Spulenteil darüber gefaltet wird. Da bei der Her- Stellung des Datenträgers ohnehin eine Faltung notwendig ist, wird das Herstellungsverfahren durch die zusätzliche Faltung der Zwischenschicht auf das erste Spulenteil nicht wesentlich aufwändiger.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform werden zumindest die einander kreuzenden Spulenabschnitte wenigstens eines der beiden Spulenteile mit einem Schutzlack abgedeckt, bevor die beiden Spulenteile übereinander gefaltet werden. Es kann auch das gesamte Spulenteil mit dem Schutzlack abgedeckt werden. Diese Maßnahme zur Vermeidung einer Kurzschlussbildung ist ebenfalls nicht sehr aufwändig und kann insbesondere gleichzeitig mit der Kontaktkleberaufbringung erfolgen.
Die Zwischenschicht und die Schutzlackschicht können auch beliebig mit- einander kombiniert werden.
Die beiden Spulenteile können auf der Trägerschicht elektrisch völlig voneinander getrennt angeordnet sein. In diesem Falle werden die beiden Spulenteile, nachdem sie durch Falten der Trägerschicht ubereinanderliegen, an zwei unterschiedlichen Stellen miteinander kontaktiert, um die Transponderspule zu schließen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht jedoch vor, dass eine der beiden Kontaktstellen zugunsten einer auf der Oberfläche der Trägerschicht verlaufenden Leiterbahn entfallen kann, über die die beiden Spulenteile unmittelbar miteinander verbunden sind. Das Herstellungsverfahren wird dadurch insoweit vereinfacht, als der Aufwand für zumindest eine Kontaktierung entfällt.
Die auf der Oberfläche verlaufende Leiterbahn durchläuft zwangsläufig die Faltkante und kann daher beim Falten brechen. Um dennoch einen zuverläs- sigen Kontakt zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, diesen Teil der Leiterbahn rechtwinklig zur Faltkante und/ oder besonders breit auszubilden. In diesem Fall ergibt sich ein flächiger Berührungskontakt der übereinanderliegenden Abschnitte dieses Leiterbahnteils.
Die gefaltete Trägerschicht ist besonders geeignet als Inlett in einem der eingangs genannten Datenträger wie Kreditkarte, Scheckkarte, Ausweiskarte und dergleichen. Die Trägerschicht kann entweder eine Kunststofffolie oder ein Papier- oder Pappsubstrat sein. Die Trägerschicht wird vorzugsweise dann als Papier- oder Pappsubstrat ausgeführt, wenn Fahrkarten, Eintritts- karten, Sicherheitsetiketten, Sicherheitsanhänger oder papierene Personalausweise oder Reisepässe daraus hergestellt werden. Bei diesen Gegenständen ist der Verbraucher an den Einsatz von papierenem Material gewöhnt, so dass sich ein weiteres Einbetten der gefalteten Trägerschicht zwischen weitere Schutzschichten erübrigt. Dann bildet die gefaltete Trägerschicht mit den dazwischen liegenden elektronischen Bauteilen bereits den fertigen Datenträger. Die gefaltete Trägerschicht kann in diesen Fällen mittels einer geeignet ausgebildeten Kleberschicht vollständig oder teilweise so verklebt werden, dass ein unautorisiertes Aufklappen der Trägerschicht zuverlässig verhindert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Trägerschicht mit Transponderspule gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 die Faltweise der Trägerschicht aus Fig. 1,
Fig. 3 die auf sich selber gefaltete Trägerschicht aus Fig. 1,
Fig. 4 eine Trägerschicht mit Transponderspule gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 5 die auf sich selber gefaltete Trägerschicht aus Fig. 4, und
Fig. 6 eine Trägerschicht mit Transponderspule gemäß einer dritten Ausführungsform. Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine Trägerschicht 1 mit einer Transponderspule 2, die in bekannter Weise auf die Trägerschicht 1 in einem Druckverfahren oder einem Ätzverfahren aufgebracht ist. Die Transponderspule 2 besteht aus einem ersten Spulenteil 2a und einem zweiten Spulenteil 2b mit jeweils einer Kontaktzone 3a bzw. 3b. Die beiden Kontaktzonen 3a, 3b kommen übereinander zu liegen, wenn die Trägerschicht 1 entlang der gedachten, punktiert dargestellten Faltlinie 4 auf sich selbst gefaltet wird. Eine der beiden Spulenteile 2a, 2b, im dargestellten Fall das zweite Spulenteil 2b, weist darüber hinaus Kontaktanschlüsse 5 auf zum Anschließen eines elektroni- sehen Bauteils, insbesondere eines Chips, an die Transponderspule 2.
Die Trägerschicht 1 besteht aus einem isolierenden Material, vorzugsweise aus einer faltbaren Kunststofffolie oder Papier- oder Papplage. Die Faltlinie 4 kann gelocht oder dünner ausgebildet sein, um den Faltvorgang zu erleich- tern.
Die Trägerschicht 1 gliedert sich somit in eine erste Zone la mit dem ersten Spulenteil 2a und eine zweite Zone lb mit dem zweiten Spulenteil 2b sowie darüber hinaus in eine dritte Zone lc. Die dritte Trägerschichtzone lc dient als Isolierschicht. Sie wird entlang einer zweiten Faltlinie 6 auf das zweite Spulenteil 2b geklappt, bevor die erste Trägerschichtzone la mit dem ersten Spulenteil 2a darüber gefaltet wird, um einen Kurzschluss zwischen sich kreuzenden Teilen der übereinander gefalteten Spulenteile 2a, 2b zu verhindern. Lediglich durch eine Aussparung 7 in der dritten Trägerschichtzone lc ist eine Kontaktierung der beiden Spulenteile 2a, 2b im gefalteten Zustand der Trägerschicht 1 möglich. Die Aussparung 7 ist so in die dritte Trägerschichtzone lc gestanzt, dass sie im gefalteten Zustand der Trägerschicht 1 genau zwischen den Kontaktzonen 3a, 3b der beiden Spulenteile 2a, 2b zu liegen kommt. In Fig. 2 ist in Seitenansicht die Faltsequenz der ersten und dritten Trägerschichtzonen la, lc auf die zweite Trägerschichtzone lb mit Pfeilen angedeutet. Zunächst wird die als Isolierschicht fungierende dritte Trägerschichtzone lc auf die zweite Trägerschichtzone lb geklappt, und anschließend wird die erste Trägerschichtzone la auf die isolierende Trägerschichtzone lc gefaltet.
Zuvor wird an die Kontaktanschlüsse 5 des zweiten Spulenteils 2b auf der zweiten Trägerschichtzone lb das elektronische Bauteil bzw. Chip 8 in her- kömmlicher Weise mittels Wirebonds oder als Flipchip elektrisch leitend kontaktiert. Das elektronische Bauelement stellt somit funktional gesehen einen Bestandteil des zweiten Spulenteils dar, da das zweite Spulenteil ansonsten an dieser Stelle unterbrochen wäre. Darüber hinaus wird auf die Kontaktzone 3b des zweiten Spulenteils 2b eine Kontaktpille 9 aufgesetzt, um einen zuverlässigen Berührungskontakt zwischen den Kontaktzonen 3a und 3b im zusammengefalteten Zustand der Trägerschicht 1 zu gewährleisten. Alternativ kann anstelle der Kontaktpille auch ein Kontaktklebertropfen in der erforderlichen Menge auf die Kontaktzone 3b aufgetragen werden. Selbstverständlich können die Kontaktpille bzw. der Kontaktkleber 9 statt dessen oder zusätzlich auch auf der Kontaktzone 3a des ersten Spulenteils 2a vorgesehen werden.
Fig. 3 zeigt in Seitenansicht die auf sich selbst gefaltete Trägerschicht 1 mit dem darin eingeschlossenen Chip 8 und der die ersten und zweiten Spulen- teile 2a, 2b elektrisch verbindenden Kontaktpille bzw. Kontaktkleber 9.
Die Trägerschicht 1 kann entlang ihrer Außenkante mit einem Kleber versehen werden, bevor die Trägerschichtzonen aufeinander gefaltet werden, um einen festen Verbund der aufeinandergefalteten Trägerschichtzonen zu er- halten. Unter Umständen kann es ausreichen, wenn lediglich die erste Trägerschichtzone la entlang ihren Außenkanten mit dem Kleber versehen wird.
Die in Fig. 3 gezeigte, auf sich selbst gefaltete Trägerschicht 1 kann als fertiger Datenträger verwendet werden, kann aber auch als Inlett zur Weiterverarbeitung zu einem fertigen Datenträger dienen. In jedem Falle ist es möglich, die Trägerschicht 1 zu bedrucken, so dass sie im zusammengefalteten Zustand (Fig. 3) von beiden Seiten ein individuelles, dem gewünschten Ver- wendungszweck entsprechendes Erscheinungsbild besitzt. Dazu wird die Trägerschicht 1 auf der der Transponderspule 2 gegenüberliegenden Oberfläche bedruckt, bevor ein elektrisches Bauteil 8 an die Kontaktanschlüsse 5 angeschlossen wird. Anstelle der lediglich zwei Faltlinien 4 und 6 im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Trägerschicht 1 auch weitere Faltlini- en aufweisen, insbesondere wenn zusätzliche elektronische Bauteile und/ oder weitere Transponderspulen in den Datenträger auf derselben Trägerschicht 1 integriert werden sollen.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform, welche sich von der Ausführungs- form gemäß Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass die dritte Trägerschichtzone lc kürzer ausgebildet ist. Im zusammengefalteten Zustand isoliert die dritte Trägerschichtzone lc daher lediglich den Chip 8 gegenüber dem ersten Spulenteil 2ä der ersten Trägerschichtzone la (Fig. 5). Im übrigen sind die ersten und zweiten Spulenteile 2a, 2b so ausgeführt, dass die Windungen des ersten Spulenteils 2a im gefalteten Zustand der Trägerschicht 1 innerhalb der Windungen des zweiten Spulenteils 2b liegen. Lediglich an einer Stelle 10 kreuzen sich die übereinanderliegenden ersten und zweiten Spulenteile 2a, 2b im gefalteten Zustand der Trägerschicht 1. Zumindest diese Kreuzungsstelle 10 wird daher mit einer Schutzlackschicht 11 abgedeckt, um einen Kurzschluss zwischen den beiden Spulenteilen 2a, 2b zuverlässig zu vermeiden (Fig. 5).
Darüber hinaus ist die beide Spulenteile 2a, 2b verbindende Leiterbahn 13 einerseits besonders breit und andererseits rechtwinklig zur Faltlinie 4 ausgebildet. Dadurch entsteht nach dem Falten ein großflächiger Berührungskontakt zwischen den übereinanderliegenden Abschnitten der Leiterbahn 13, so dass eine leitende Verbindung auch dann gewährleistet bleibt, wenn die Leiterbahn 13 beim Falten brechen sollte. Zusätzlich kann die Leiterbahn 13 mit einem elektrisch leitenden Kleber versehen werden.
In Fig. 5 ist die Schutzlackschicht 11 an der Kreuzungsstelle 10 auf der zweiten Trägerschichtzone lb vorgesehen. Statt dessen oder gegebenenfalls auch zusätzlich kann die Schutzlackschicht an der entsprechenden Stelle der er- sten Trägerschichtzone la vorgesehen werden. Insbesondere ist es auch möglich, nach Einbau des Chips 8 die gesamte Trägerschichtzone, vorzugsweise die erste Trägerschichtzone vollständig mit einer Schutzlackschicht zu überziehen. Dann kann auf die dritte Trägerschichtzone lc vollständig verzichtet werden. Dadurch wird nicht nur ein Faltschritt eingespart, sondern die Gesamtdicke der gefalteten Trägerschicht 1 reduziert sich entsprechend. Die Dicke der gefalteten Trägerschicht 1 wird dann im wesentlichen von der Dicke des eingesetzten Chips 8 bestimmt. Je dünner der Chip 8 ist, desto dünner wird die Gesamtanordnung. Dasselbe gilt allerdings genauso für alle anderen beschriebenen Ausführungsformen.
Selbstverständlich kann das Auftragen eines isolierenden Schutzlacks auch vor dem Einsetzen des Chips 8 erfolgen. In diesem Fall ist daruf zu achten, daß die Kontaktanschlüsse 5 bei der Lackierung ausgespart bleiben. Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die ersten und zweiten Spulenteile 2a, 2b im ungefalteten Zustand der Trägerschicht 1 nicht elektrisch leitend miteinander verbunden. Statt dessen sind zwei weitere Kontaktzonen 12a, 12b vorhanden, die durch Ubereinanderfalten der ersten und zweiten Trägerschichtzonen la, lb in derselben Weise miteinander kontaktiert werden, wie dies zuvor im Zusammenhang mit den Kontaktzonen 3a, 3b erläutert wurde.

Claims

P atent ans p rü c he
1. Mehrschichtiger elektronischer Datenträger mit mindestens einer Transponderspule (2) für den kontaktlosen Daten- und/ oder Energietransfer, um- fassend eine Trägerschicht (1) mit einer Oberfläche, auf der zumindest zwei Spulenteile (2a, 2b) der Transponderspule (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (1) derart gefaltet ist, dass die beiden Spulenteile (2a, 2b) auf einander gegenüberliegenden Innenseiten der gefalteten Trägerschicht (1) liegen, wobei die beiden Spulenteile (2a, 2b) durch den durch die Faltung gebildeten Zwischenraum hindurch miteinander kontaktiert sind.
2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Spulenteile (2a, 2b) jeweils mindestens eine Kontaktzone (3a bzw. 3b) aufweisen, die mit einer Kontaktzone (3b bzw. 3a) des jeweils anderen Spulenteils einen Berührungskontakt herstellen.
3. Datenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Spulenteile (2a, 2b) mindestens eine Kontaktzone (3a bzw. 3b) aufweisen, die mit einer Kontaktzone des jeweils anderen Spulenteils (3b bzw. 3a) mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers kontaktiert sind.
4. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Spulenteile (2a, 2b) des weiteren durch eine auf der Oberfläche der Trägerschicht (1) verlaufenden Leiterbahn (13) miteinander verbunden sind.
5. Datenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (13) im Bereich der Faltlinie (4) rechtwinklig zur Faltlinie (4) verläuft.
6. Datenträger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (13) im Bereich der Faltlinie (4) besonders breit ausgebildet ist.
7. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden einander gegenüberliegenden Spulenteile (2a, 2b) zumindest an den Stellen (5, 10) durch eine Isolierschicht abgedeckt ist, an denen die Spulenteile (2a, 2b) ansonsten unmittelbar aufeinanderlie- gen würden.
8. Datenträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Schutzlackschicht (11) umfasst.
9. Datenträger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine separate Zwischenschicht (lc) umfasst.
10. Datenträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die separa- te Zwischenschicht (lc) durch einen Teil der Trägerschicht (1) gebildet wird, der zwischen die gefaltete Trägerschicht (1) geklappt ist.
11. Datenträger nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Aussparung (7) in der Zwischenschicht (lc), durch die hindurch die beiden Spu- lenteile (2a, 2b) miteinander kontaktiert sind.
12. Datenträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen die gefaltete Trägerschicht (1) geklappte Zwischenschicht (lc) sich nur teilweise in den durch die Faltung erzeugten Zwischenraum erstreckt und einen Bereich freilässt, in dem die beiden Spulenteile (2a, 2b) miteinander kontaktiert sind.
13. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich- net, dass die Trägerschicht (1) eine Papier- oder Papplage ist.
14. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (1) eine Kunststofffolie ist.
15. Halbzeug zur Herstellung eines Datenträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend eine Trägerschicht (1) mit einer Oberfläche, auf der zumindest zwei Spulenteile (2a, 2b) der Transponderspule (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (1) derart gefaltet ist, dass die beiden Spulenteile (2a, 2b) auf einander gegenüberliegenden Innenseiten der gefalteten Trägerschicht 1 liegen, wobei die beiden Spulenteile durch den durch die Faltung gebildeten Zwischenraum hindurch miteinander kontaktiert sind.
16. Verwendung eines Datenträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Ausweis, insbesondere Fahrkarte, Eintrittskarte, Personalausweis und Rei- sepass, oder als Sicherheitsetikett oder -anhänger.
17. Verwendung eines Datenträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Geldkarte, insbesondere Kreditkarte oder dergleichen.
18. Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen elektronischen Datenträgers mit mindesten einer Transponderspule (2) für den kontaktlosen Daten- und/ oder Energietransfer, umfassend eine Trägerschicht (1) mit einer Oberfläche auf der zumindest zwei Spulenteile (2a, 2b) der Transponderspule (2) angeordnet sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Falten der Trägerschicht (1) derart, dass die beiden Spulenteile (2a, 2b) auf einander gegenüberliegenden Innenseiten der gefalteten Trägerschicht liegen, und
Kontaktieren der beiden Spulenteile (2a, 2b) durch den durch die Faltung erzeugten Zwischenraum hindurch.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Spulenteile (2a, 2b) jeweils mindestens eine Kontaktzone (3a, 3b) aufweisen und dass beim Schritt des Kontaktierens der beiden Spulenteile ein Berührungskontakt zwischen den Kontaktzonen (3a, 3b) hergestellt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Spulenteile (2a, 2b) jeweils mindestens eine Kontaktzone (3a, 3b) aufweisen, von denen mindestens eine mit einem elektrisch leitfähigen Kleber zum Zweck des Kontaktierens der beiden Spulenteile versehen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche der Trägerfolie eine die beiden einander gegen- überliegenden Spulenteile (2a, 2b) verbindende Leiterbahn (13) vorgesehen wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (13) im Bereich der Faltlinie (4) rechtwinklig zur Faltlinie (4) ausgerichtet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (13) im Bereich der Faltlinie (4) besonders breit ausgeführt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden einander gegenüberliegenden Spulen- teile (2a, 2b) zumindest an den Stellen (5, 10) mit einer Isolierschicht (lc, 11) abgedeckt wird, an denen die Spulenteile (2a, 2b) ansonsten unmittelbar auf- einanderliegen würden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolier- Schicht zumindest teilweise als Schutzlackschicht (11) ausgebildet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht zumindest teilweise in Form einer separaten Zwischenschicht (lc) vorgesehen wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Zwischenschicht (lc) durch einen Teil der Trägerschicht (1) gebildet wird, der zwischen die gefaltete Trägerschicht (1) geklappt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenschicht (lc) eine Aussparung (7) vorgesehen ist, durch die hindurch die beiden Spulenteile (2a, 2b) miteinander kontaktiert werden.
29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (lc) derart zwischen die gefaltete Trägerschicht (1) geklappt wird, dass sie sich nur teilweise in den durch die Faltung erzeugten Zwischenraum erstreckt und dadurch einen Bereich freilässt, in dem die beiden Spulenteile (2a, 2b) miteinander kontaktiert werden.
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