WO2011029757A1 - Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen kapazität sowie verfahren und vorrichtung zu deren herstellung - Google Patents

Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen kapazität sowie verfahren und vorrichtung zu deren herstellung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance according to the features of the preamble of claim 1, a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance according to the features of the preamble of claim 11 and an apparatus for producing a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance according to the features of the preamble of claim 13.
  • An apparatus for producing an antenna for wire transponders of electrically conductive material comprises laying means for laying the wire on a substrate, which is placed on holding means.
  • the laying means and the substrate are mutually movable.
  • the holding means are movable parallel to at least two axes of a Cartesian coordinate system.
  • the substrate with respect to the device comprising the at least one roller, the pressing means and the separating means is movable along at least one direction substantially parallel to an axis of a Cartesian coordinate system.
  • the circuit arrangement comprises a substrate with at least one electronic component. On and / or in the substrate, at least one metallic, electrically conductive conductor band is arranged in a circuit pattern, wherein terminals of the electronic component are electrically connected to contacting regions of the conductor band. Furthermore, this document discloses a method of forming a circuit pattern on a substrate. In this case, at least one conductor strip is applied to at least one surface side of the substrate, which at least on one of the substrate
  • a fusible insulating varnish wherein the insulating varnish is heated by thermal energy or by ultrasound and at least partially melted and the conductor strip is pressed onto the substrate.
  • the device comprises a conductor belt spool and a cylindrical or conical installation tool, which at least over part of its length a conductor strip leading inner bore and an annular, in and
  • transponder chip module is introduced into a recess of a substrate. End regions of an antenna wire are held in position on connecting regions of the chip module by means of an adhesive.
  • the adhesive is transparent to allow laser irradiation to connect the antenna wire to the terminal regions by means of an electrically conductive adhesive or a solder material.
  • the transponder security card has a cover over the chip module and the antenna. The recess for the chip module and a channel for the antenna wire are formed on the substrate by ablation of substrate material by means of laser.
  • the transponder system has a transponder which is inserted into a metallic housing, for example a clock, and which, in addition to the transponder chip and the antenna coil, has a capacitor connected in parallel with the coil for setting a predetermined value
  • Resonant frequency has.
  • this transponder only part of the capacitor is formed on the transponder element. The other part, that is the respective one
  • Counter electrode of the capacitor in question is formed by a metallic surface of the transponder element supporting metallic housing.
  • a method for laying a wire on a substrate in a transition section between a first portion and a second portion, in particular for producing an antenna for a transponder unit is known.
  • a laying device and a wire arrangement are known from this document.
  • the wire is thus laid along a curved curve having a concave curvature between the end point of the first section and the starting point of the second section, viewed from a connection s between the end point of the first section and the starting point of the second section. that the wire is first removed from a storage device for the wire, starting from the end point of the first section.
  • the end of the wire is in this case moved in a direction which encloses an angle with a size preferably smaller than 180 ° with the connection s straight.
  • the leg of the angle of the extraction direction is on the side of the connecting line, on which the curved curve is arranged. During the movement of the wire end of this is not connected to the substrate. Overall, the wire is taken from a length which is greater than or equal to the length of the connection s straight. The end of the removed wire becomes
  • an electronic data carrier is described. Electrically conductive structures are fixed by laser transmission on a transparent substrate for the laser radiation. On the side of the substrate opposite the laser radiation source, an electrically conductive complex is supplied and brought into contact with the substrate surface.
  • the electrically conductive complex may be a transfer material with an electrically conductive coating from which the conductive structures are separated, or a thermoplastic coated wire or thread which is completely fixed on the substrate surface, or an electrically conductive paste.
  • the transponder module in particular for an electronic label, comprises a layer consisting of an insulating material, which is the only one
  • Carrier substrate is provided.
  • An antenna device is formed on a first main surface of the carrier substrate.
  • an unhoused circuit chip is arranged such that a first main surface of the circuit chip in Is substantially flush with the first main surface of the first carrier substrate.
  • Antenna device are provided.
  • the invention is based on the object to provide an improved method for producing a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance, a circuit arrangement produced by means of the method with a predetermined electrical capacitance and an apparatus for producing the circuit arrangement and for carrying out the method.
  • the object is achieved according to fiction by a method for producing a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance with the features of claim 1, a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance with the features of claim 11 and an apparatus for producing a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance with the characteristics of
  • a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance comprises a substrate having at least one metallic, electrically conductive conductor strip.
  • At least one first conductor strip section is arranged on the substrate and at least one second conductor strip section is arranged at least in regions on the first conductor strip section, wherein an electrically insulating layer which forms a dielectric is arranged between the conductor strip sections.
  • the conductor strip has a width of 100 ⁇ to 1000 ⁇ and a thickness of 5 ⁇ to 40 ⁇ , preferably a thickness of 10 ⁇ to 40 ⁇ and the
  • Conductor strip sections are targeted and defined partially or almost completely superimposed and connected to each other materially.
  • the conductor strip sections may be part of a conductor strip or of a plurality of conductor strips, wherein two or more conductor strip sections may be arranged partially or completely one above the other.
  • the circuit arrangement can have a plurality of these conductor strip sections arranged one above the other next to one another.
  • circuits with resonant circuit coils can be produced, wherein an inductance of the coil can be reduced by increasing the electrical capacitance. This allows for smaller coil areas, a better one
  • the coil Due to the shorter conductor strip length due to the smaller turns, the coil has a lower internal resistance, resulting in a better coil quality results.
  • circuit arrangements with coils with a resonance frequency of 13.56 MHz for so-called dual interface cards can be produced simply and inexpensively. These dual interface cards enable data transmission via direct contact as well as via radio transmission. Furthermore, it is also possible, for example, to produce circuit arrangements with low-frequency coils.
  • the substrate is for example paper, synthetic paper, thermoplastic film or wood.
  • the substrate may have a flat planar surface or a spherical surface.
  • the substrate may also be metal, for example an already laid conductor strip.
  • the substrate may for example also be a printed circuit board or a conductor foil, for example with printed, etched, laser cut or milled conductor tracks or conductor surfaces, which may form the lower conductor strip arranged directly on the substrate, on which further conductor strip sections are arranged at least in regions.
  • These printed circuit boards or printed circuit foils can for example also have an insulating or adhesive coating.
  • the substrate may also be formed from textile materials.
  • a material of the conductor band is preferably copper or copper bronze, preferably in a soft material state, and may, for example, a
  • the electrically insulating layer is formed in an advantageous embodiment of a fusible enamel or adhesive, wherein the adhesive is thermoplastic, thermally reactive, UV-reactive and / or pressure-reactive.
  • the electrically insulating layer is formed from a core lacquer and a meltable baked enamel thereon, wherein a softening temperature of the core lacquer is significantly higher than a softening temperature of the baked enamel, or the electrically insulating layer is made of a core lacquer disposed on a surface of the conductor strip and an adhesive disposed thereon, wherein the adhesive is thermoplastic, thermally reactive, UV-reactive and / or pressure-reactive.
  • the baked enamel and / or the thermoplastic adhesive preferably has a softening temperature of 110 ° C. to 200 ° C.
  • the conductor strip sections are connected to one another in a material-locking manner and to the substrate.
  • a thickness of the enamel and / or the adhesive is preferably between 1 ⁇ and 5 ⁇ .
  • a thickness of the core lacquer, which does not soften when laying the conductor strip sections for the purpose of forming the electrical capacitance, is preferably between 2 ⁇ m and 4 ⁇ m.
  • the conductor strip sections are arranged elevated on the substrate, for example by removing a substrate material next to the conductor strip sections. In this way, for example, a circuit arrangement with a compact free-carrying coil can be produced.
  • the conductor strip sections form a coil with at least two turns or with a plurality of turns.
  • individual or all turns of the coil can be arranged only partially, almost completely or completely one above the other and fixed to each other.
  • a resonant circuit with the predetermined electrical capacitance, a predetermined inductance and a by the mutually insulated and stacked conductor strip portions of the coil
  • Conductor strip portion is at least partially laid on the first conductor strip portion, wherein between the conductor strip portions an electrically insulating layer is arranged, which forms a dielectric.
  • conductor strip is laid, which has a width of 100 ⁇ to 1000 ⁇ and a thickness of 5 ⁇ to 40 ⁇ , preferably a thickness of 10 ⁇ to 40 ⁇ , wherein the conductor strip sections targeted and defined partially or almost completely superimposed and bonded together become.
  • the conductor strip portions may be part of a conductor strip or a plurality of conductor strips, wherein two or more conductor strip portions partially or completely can be arranged one above the other.
  • a circuit arrangement with a plurality of these stacked conductor strip sections can be produced side by side.
  • the conductor strip sections may, for example, intersect at different angles.
  • circuit arrangements with a coil or with a plurality of coils can be produced, which at least two windings or a
  • electrical capacitors are produced in a simple and cost-effective manner by a specific and defined superimposition of conductor strip, partially or almost completely, which on the one hand strongly change coil conductors as parasitic capacitors and on the other hand serve as coupling capacitors in a more complex circuit, for example, whereby circuit components are capacitively coupled become.
  • Characteristic impedance can be produced.
  • circuit arrangements are produced with resonant circuit coils, wherein an inductance of the coil can be reduced by increasing the electrical capacitance. This allows for smaller coil areas, better layout design of the circuitry and fewer turns of the coil. This results in higher productivity.
  • circuit arrangements with coils having a resonant frequency of 13.56 MHz for so-called dual interface cards are produced simply and inexpensively. These dual interface cards allow data transfer via a direct contact as well as via a radio transmission. Furthermore, for example, circuits with low frequency coils are produced.
  • the substrate used in the method is, for example, paper, synthetic paper, thermoplastic film, or wood having a flat flat surface or a spherical surface.
  • the substrate may also be metal, for example an already laid conductor strip.
  • the substrate can also be, for example, a printed circuit board or a printed circuit foil, for example with printed, etched, laser cut or milled conductor tracks or conductor surfaces, which form the lower conductor strip, which is laid first and directly on the substrate and on which further conductor strip sections are laid at least in regions.
  • These printed circuit boards or printed circuit foils can for example also have an insulating or adhesive coating.
  • the substrate may also be formed from textile materials.
  • ladder tape is particularly well suited for laying, which is preferably made of copper or copper bronze with a soft material state.
  • the conductor strip used can, if necessary, for example, have a coating of silver or solder.
  • the electrically insulating layer is expediently applied on at least one surface side of at least one conductor strip section and / or on a region of the substrate to be covered with the second conductor strip section prior to laying the conductor strip.
  • a fusible enamel or an adhesive is applied to a surface of the conductor strip, wherein the adhesive is thermoplastic, thermally reactive, UV-reactive and / or pressure-reactive.
  • the electrically insulating layer is formed by applying a core varnish and a meltable baked enamel on a surface of the conductor strip, wherein a softening temperature of the core varnish is significantly higher than a softening temperature of the baked enamel, or the electrically insulating layer by applying a core varnish and an adhesive is formed on a surface of the conductor strip, wherein the adhesive is thermoplastic, thermally reactive, UV-reactive and / or pressure-reactive. If core lacquer and / or enamel is used, this is preferably not applied to this immediately before laying the conductor strip. Even if adhesive is used as the insulating layer, it does not have to be applied to it just before the conductor strip is laid. Especially when using
  • UV-reactive and / or pressure-sensitive adhesive this is not absolutely necessary, since this is only excited by UV irradiation or by applying pressure reaction.
  • Thermoplastic and / or thermally reactive adhesive may need to be cooled until the conductor tape is laid, d. H.
  • the ladder belt must be stored refrigerated until use.
  • the adhesive can also be used in conjunction with the non-meltable or only at very high temperatures core paint, d. H. it is the core lacquer applied to the conductor strip and used instead of the enamel of the adhesive.
  • the adhesive can also be applied to it only immediately prior to the laying of the conductor strip, advantageously in liquid form.
  • an order of the adhesive on the conductor strip is controllable depending on the respective requirements, so that the adhesive can be applied in a different thickness and not on the entire conductor strip, but only partially applied, thereby material and cost savings feasible and a thickness of the insulating layer, which forms the dielectric, can be optimally adapted to the respective requirements in order to achieve the predetermined electrical capacitance.
  • the electrically insulating layer is immediately prior to laying and / or during the laying of the second conductor strip portion on the first
  • Conductor band section heated by thermal energy, ultrasound, UV irradiation and / or pressure, at least partially melted and / or reaction excited.
  • the conductor strip sections are firmly bonded to one another and / or to the substrate.
  • the baked enamel or the adhesive is inactive, so that the conductor strip transported, for example, rolled up before laying and can be unrolled during installation of a conductor strip coil, without being glued.
  • the second conductor strip portion is pressed with a predetermined force on the first conductor strip portion, in order in this way a thickness of between Adjust this arranged insulating layer and firmly connect the conductor strip sections together.
  • the predetermined electrical capacitance is adjustable.
  • a routed conductor strip area is cooled immediately after laying.
  • the conductor strip sections are immediately firmly connected to each other immediately after laying, so that the conductor strip can be laid very quickly and in a variety of patterns on the substrate without slipping the already laid ladder sections again.
  • the conductor strip can be laid very accurately, whereby the predetermined electrical capacitance of the circuit arrangement very accurately, d. H. can be adjusted with very low tolerances.
  • the conductor strip is laid by means of a laying tool, wherein the laying tool is moved relative to the substrate and / or the substrate relative to the laying tool.
  • This allows a very fast and very precise laying of the conductor strip.
  • the laying of the conductor strip can be done in this way in the x-direction and y-direction on a two-dimensional substrate and on a three-dimensional, for example, curved or angled substrate in the z-direction of a Cartesian coordinate system.
  • the conductor strip by means of a
  • the ultrasound is preferably directed perpendicular to a surface of the substrate.
  • the conductor strip or the baked enamel or the adhesive can be heated and the conductor strip sections pressed against each other and to the substrate, so that the conductor strip sections are firmly bonded to each other and / or to the substrate, wherein the thickness of the insulating layer between the conductor strips can be adjusted according to the requirements to achieve the predetermined electrical capacity.
  • the conductor strip is heated and laid by means of a heated pressure roller as a laying tool, so that also by means of
  • the conductor strip is preferably guided along the latter at least over half the circumference of the pressure roller before laying.
  • a substrate material in the region of the conductor strip is at least partially removed after the laying of the conductor strip, thereby to produce, for example, a compact, freely supporting coil on the substrate.
  • the conductor strip sections are laid one above the other such that they form a coil with at least two turns, wherein a resonant circuit with the predetermined electrical capacitance, a predetermined inductance and a predetermined resonant frequency is formed by the mutually insulated and stacked conductor strip portions of the coil.
  • the electrical capacitance is determined during the laying and / or after the laying, so that the predetermined electrical capacity is reliably achieved and at a finished
  • Circuit arrangement can be ensured. Particularly advantageous is the electrical capacity during installation constantly monitored.
  • laying parameters are predetermined before laying as a function of the predetermined electrical capacitance to be achieved and / or controlled and / or regulated during laying as a function of the predetermined electrical capacitance to be achieved.
  • laying parameters are preferably a laying direction, a laying speed, a length of the laid ladder tape, a period and / or intensity of UV irradiation, a period of time and / or a height of a heating temperature of the heating by means of thermal energy and / or by means of ultrasound and / or a duration and / or a level of pressure predetermined, controlled and / or regulated.
  • the laying of the conductor strip sections is adaptable such that the predetermined electrical capacitance of the circuit arrangement is achieved.
  • the laying of the conductor strip sections can be adapted immediately and completed at the given predetermined electrical capacity.
  • the conductor strip is laid in such a way that the predetermined capacity is undershot within a predetermined tolerance range and then by heating by means of thermal energy and / or ultrasound and pressure on at least one of the areas in which at least two conductor strip sections are laid one above the other, a thickness of the electrically insulating layer between the conductor strip sections by at least partially melting and pressing out of the enamel or the adhesive between the conductor strip sections reduced so far that the predetermined capacity is reached.
  • the predetermined electrical capacity can be produced very accurately or with only very small tolerances.
  • Extension of this area is increased by broadening the conductor strip sections so far that the predetermined capacity is reached.
  • the conductor strip is laid in such a way that the predetermined electrical capacitance is exceeded within a predetermined tolerance range and that a plurality of conductor strip sections arranged one above the other are formed next to one another on the substrate and then by cutting the conductor strip a predetermined number of superimposed
  • a device for producing a circuit arrangement having a predetermined electrical capacitance comprises a laying tool, a conductor strip coil and substrate positioning means, wherein at least one first conductor strip section can be laid on the substrate and at least one second conductor strip section can be laid on the first conductor strip section at least in regions such that a conductor strip section can be laid between the conductor strip sections electrically insulating layer is arranged, which forms a dielectric.
  • a metallic, electrically conductive conductor strip can be laid which has a width of 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m and a thickness of 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, preferably a thickness of 10 ⁇ m to 40 ⁇ m, wherein the conductor strip sections are specifically and partially or almost completely stacked can be connected to one another in a cohesive and cohesive manner, and the laying tool is movable relative to the substrate and / or the substrate relative to the laying tool by means of the substrate positioning means, wherein the laying tool is always aligned perpendicular to a respective substrate portion to be occupied with conductor strip.
  • this laying tool can be produced in a simple and cost-effective manner very quickly and accurately the circuit arrangement with the predetermined electrical capacity, as by means of the device conductor strip sections are superimposed, wherein between these conductor strip sections an electrically insulating layer is arranged.
  • capacitors with the conductor strip sections as capacitor electrode surfaces and the insulating layer as a dielectric can be produced, wherein the dielectric has a predetermined thickness.
  • the laying tool is movable relative to the substrate and / or the substrate by means of the substrate positioning means relative to the laying tool, a very fast and very accurate laying of the conductor strip is made possible.
  • the conductor strip can be laid in this way in the x-direction and y-direction on a two-dimensional substrate and on a three-dimensional, for example, curved or angled substrate in the z-direction of a Cartesian coordinate system, the laying tool always perpendicular to a respective conductor strip to be occupied Substrate portion is aligned.
  • the conductor strip twisting sok the feed tool of the device for producing the circuit arrangement can be fed.
  • the laying tool is cylindrical or conical in shape and has at least over part of its length an inner bore guiding the conductor band and an annular effective surface, which merges into inner and outer radii and is perpendicular to its longitudinal axis.
  • the laying tool comprises an ultrasonic sonotrode and a converter.
  • the ultrasound is preferably directed perpendicular to a surface of the substrate.
  • this laying tool is the conductor strip or a baked enamel or an adhesive, which arranged the electrically insulating layer between one another
  • Conductor strip sections forms can be heated and the conductor strip portions pressed against each other and to the substrate, so that the conductor strip portions are cohesively fixed to each other and / or attached to the substrate, wherein a thickness of the insulating layer between the conductor strip portions is adjustable according to the requirements to the predetermined electric capacity to reach.
  • the conductor belt bobbin is preferably mounted rotatably about a horizontal axis of rotation rotatably mounted in a coil receiving, which is rotatably mounted about a vertical axis of rotation, wherein the coil recording by means of a tracking device during changes in direction during installation of the conductor strip on the substrate is nachcard such that the conductor strip tangentially from the conductor belt coil can be unwound.
  • the laying tool is a pressure roller.
  • This pressure roller is preferably heatable to heat the baked enamel or the adhesive to press the conductor strip portions together and / or to the substrate.
  • the conductor strip sections are coherently secured to one another and / or can be connected to the substrate, wherein a thickness of the insulating layer between the conductor strips can be adjusted in accordance with the requirements in order to achieve the predetermined electrical capacitance.
  • the pressure roller has a guide groove for guiding the conductor strip whose depth is at most as large as a thickness of the conductor strip and which at least as wide is like a width of ladder tape.
  • a guide groove for guiding the conductor strip whose depth is at most as large as a thickness of the conductor strip and which at least as wide is like a width of ladder tape.
  • the conductor strip coil is movable together with the laying tool to ensure a twist-free feeding of the conductor strip and a twist-free laying.
  • Laderband entrysvornchtung arranged, which advantageously comprises a spring-mounted and / or horizontally movable deflection roller.
  • the conductor strip is preferably deflectable in such a way that it can be guided along it at least over half the circumference of the pressure roller before laying. If the pulley is not spring-mounted, but horizontally movable, so before the laying of the conductor strip a degree of wrap of the pressure roller is adjustable. As a result, optimum heating of the conductor strip or the baked enamel or the adhesive can be ensured.
  • the Leiterband In a further preferred embodiment, the Hughesband Equipment Settung above and below the spring-mounted pulley per a vertically fixed pulley, wherein the spring-mounted pulley is deflected by a spring force maximally from a vertical axis of the two fixed pulleys.
  • the conductor strip is optimally fed to the laying tool, free of twisting and in particular prestressed, so that it can be laid cleanly and bears firmly against the laying tool.
  • the device comprises means for applying an adhesive to the conductor strip prior to laying.
  • the adhesive in the particular required thickness, distribution and quality is only one side and thickness-controlled applied immediately before laying on the conductor strip.
  • the conductor strip without adhesive, if necessary, but already provided with a core lacquer layer easy to store and, for example, unrolled from a conductor belt reel. An adhesion of the conductor strip before laying is thus excluded.
  • the device comprises a UV irradiation device for UV irradiation of the conductor strip immediately before laying. In this way, conductor strip can be processed, which is coated with a UV-reactive adhesive, which is responsive only by UV irradiation immediately prior to laying the conductor strip. For a UV-reactive adhesive coated on both sides
  • the UV irradiation device is preferably aligned or controllable so that only the UV-reactive adhesive is responsive to reaction on a future underside of the conductor strip.
  • the UV-reactive adhesive is already clearly applied before laying the conductor strip on this, without the conductor strip, for example, rolled up on a conductor tape coil, glued.
  • Thermoplastic and / or thermally reactive adhesive may need to be cooled until the conductor tape is laid, d. H.
  • the ladder belt must be stored refrigerated until use.
  • the glue can also be used in
  • the device comprises a cooling device for supplying cooling air to the laid conductor strip.
  • a cooling device for supplying cooling air to the laid conductor strip.
  • the conductor strip can be cooled immediately after laying.
  • the conductor strip portions are immediately firmly bonded together immediately after laying, so that the conductor strip can be laid very quickly and in a variety of patterns on the substrate without the already laid
  • the conductor strip can be laid very precisely, as a result of which the predetermined electrical capacitance of the circuit arrangement is very exact, ie. H. adjustable with very small tolerances.
  • 1a shows a first embodiment of enamel-insulated conductor strip in cross section
  • FIG. 1b shows a second embodiment of enamel-insulated conductor strip in FIG.
  • 3a shows a second embodiment of a laid ladder tape in plan view
  • FIG. 3b shows a sectional view along the section line IIIb-IIIb from FIG. 3a
  • FIG. 3c shows a detail view of FIG. 3b
  • FIG. 4 shows a third embodiment of a laid conductor strip in cross section
  • 5a shows a fourth embodiment of a laid ladder tape in plan view
  • 5b shows a fifth embodiment of a laid ladder tape in plan view
  • FIG. 6 shows two laid conductor strips in plan view
  • FIG. 7a shows a sixth embodiment of a laid ladder tape in plan view
  • FIG. 7b shows a sectional view along the section line VIIb-VIIb from FIG. 7a
  • FIG. 8b shows a sectional view along the section line VHIb-VIIIb from FIG. 8a, FIG.
  • FIG. 8c shows a detail view of FIG. 8b
  • FIG. 9 shows a circuit arrangement in plan view
  • FIG. 10 a shows a first device for producing a circuit arrangement in a first side view
  • FIG. 10b shows a first device for producing a circuit arrangement in a second side view
  • FIG. 11 shows a second embodiment of a device for producing a
  • FIG. 12 shows a third embodiment of a device for producing a
  • Figure 13 is a sectional view of a pressure roller.
  • circuit arrangement 1 shown, for example, in FIG. 2 with a predetermined electrical capacitance
  • a method and a device 2 shown for example in Figure 10a for their preparation explained in more detail.
  • the circuit arrangement 1 comprises at least one metallic electrically conductive conductor strip L, which is shown in cross section in FIGS. 1a and 1b and is arranged on a substrate S shown in FIG.
  • the conductor strip L in FIG. 1 a is coated on all sides with a core lacquer KL having a thickness of 2 ⁇ m and then coated with a baked enamel B of thickness 2 ⁇ m.
  • a baked enamel B instead of the baked enamel B, as shown in Figure lb, also a
  • Coating with an adhesive K possible, for example with a thermoplastic, thermally reactive, UV-reactive and / or pressure-sensitive adhesive K.
  • the conductor strip L in Figure lb is only coated on one side, in the example shown here with the core varnish KL the thickness of 2 ⁇ and on this with the adhesive K.
  • the adhesive K is also a coating with baked enamel B possible d. H. on the
  • Kernlack KL is the baked enamel B arranged.
  • the ladder L in both figures is made of copper.
  • the layer of core varnish KL is formed for example from polyurethane
  • the layer of baked enamel B is formed for example from polyvinyl butyral.
  • FIG. 2 shows a top view of a conductor strip L laid on a substrate S, which forms a nearly rectangular coil with two windings.
  • the conductor strip L is expediently laid in such a way that radii of curves formed by the conductor strip L are greater than a five-fold of a conductor strip width in order to be able to lay and fasten the conductor strip L properly on the substrate S without damaging it.
  • On a rectangular side are the coil turns, ie a first
  • a first coil outlet Sl intersects a coil turn and a second coil outlet S2 at right angles, the upper, second conductor strip sections LA2 likewise each resting on the lower first conductor strip sections LA1.
  • Conductor strip sections LA2 are each fully connected by material connection and fixed to the lower first conductor strip sections LAl. In areas where the
  • Conductor strip sections LAl, LA2 are superimposed, d. H.
  • a laying speed was reduced in the process for producing the circuit arrangement 1 with a predetermined capacity, for example as a laying parameter, in order to be able to connect the conductor strip sections LA1, LA2 to one another.
  • connection of the conductor strip sections LA1, LA2 takes place in the method by at least partial melting of the baked enamel B or of the adhesive K on the conductor strips L and compressing the conductor strips L under the action of force.
  • a UV-reactive adhesive K melting and / or curing of the adhesive K can be supported by a UV irradiation immediately before and / or during the conductor band laying.
  • Figures 3a and 3b show in a plan view and in cross section along the
  • Section line Illa-IIIa a circuit arrangement 1 with a formed by laid conductor strip L rectangular coil in which in the process for producing the circuit arrangement 1, the conductor strip L was laid exactly over each other in four turns, so that four superimposed conductor strip sections LAL, LA2, LA3 , LA4 result. This results in a compact coil.
  • FIG. 3c shows a detailed view of this.
  • the substrate S which is water-soluble in this embodiment, was removed after laying the conductor strip L, so that a cantilevered coil having a high parasitic electrical capacitance and a low electrical resistance was produced.
  • the conductor strip L has in the example shown here a thickness of 20 ⁇ and a Width of 500 ⁇ .
  • the core paint KL has on all sides a thickness of 2 ⁇ and the
  • Circuit arrangement 1 results, wherein the formed coil, for example, forms an antenna.
  • the advantage here is that when a lamination of the circuit arrangement 1 in thermoplastic film, the coil is better pressed into the film and the
  • Coil outlets Sl, S2 are not pressed over a high level. This is one
  • FIGS. 5a and 5b show in plan view a possibility of capacitance correction of the circuit arrangement 1 during the method for the production thereof, in order to achieve the predetermined electrical capacitance or to precisely set parameters of a resonant circuit formed by the coil and the predetermined electrical capacitance.
  • a circuit pattern formed in the manufacture of the circuit arrangement 1 by laying the conductor strip L can be changed by changing a crossing angle of the intersecting
  • Circuit 1 to determine an exact crossing angle.
  • Figure 5b by the oblique crossing angle a surface coverage of the
  • Conductor strip sections LAL, LA2 are formed, resulting in the circuit arrangement 1 shown in Figure 5b, a higher electrical capacitance.
  • Figure 6 a possibility of a capacitive coupling of two circuit steep parts of a circuit arrangement 1 is shown in a plan view. If the circuit parts laid with different conductor strip widths, it is advantageous, first the wider
  • Ladder sections LAl, LA2 produce.
  • the lower wide conductor band Lb, d. H. the first conductor strip sections LA1 can also be part of a printed, etched, laser-cut or milled printed circuit board or conductor foil as a conductor track. On these circuit boards or conductor foils, conductor strips Lb can be laid as a supplement to one or two-layer printed circuit boards.
  • FIGS. 7a and 7b show in plan view and in cross section along the section line VIIb-VIIb a possibility of the capacitance of conductor strip sections LA1, LA2 arranged one above another by deformation D of the conductor strip sections LA1, LA2, d. H. to increase by swaging certain areas or section lengths.
  • a circuit arrangement 1 with a predetermined capacitance and with very small tolerances are to be produced and influencing factors have very large tolerances, for example a thickness of the dielectrically forming electrically insulating layer iS between the conductor strip sections LA1, LA2, a width tolerance of the conductor strip sections LA1, LA2 or tolerances in the laying parameters, for example, a period of time and / or an intensity of UV irradiation of the UV-reactive adhesive K during laying, a period of time and / or a height of a heating temperature of heating the adhesive K or the baked enamel B by means of thermal energy and / or by means of ultrasound during laying and / or a time duration and / or a level of pressure with which the conductor strip sections LA1, LA2 are pressed against each other, so that the predetermined electrical capacitance of the circuit arrangement 1 can not be reliably achieved, then the conductor strip L becomes so v imposes that the capacity value is initially too low.
  • Capacitance value and the preset capacitance to be achieved as many conductor strip sections LA1, LA2, for example, deformed by means of an unheated plunger, not shown, that the predetermined electrical capacity is reached.
  • a required compressive load is, for example, previously determined in experiments.
  • the capacitance value can be determined again so that the predetermined electrical capacitance can be approximated stepwise.
  • the width of the conductor strip sections LA1, LA2 is increased with plastic deformation of the conductor strip L and the electrically insulating layer IS, so that the capacitor areas increase.
  • a thickness of the dielectric-forming electrically insulating layer IS is in this case only slightly reduced.
  • the deformation D is preferably carried out at room temperatures.
  • the pressure stamp is preferably provided with a very flat engraving, for example with a corrugation extending transversely to a laying direction of the conductor strip L.
  • FIGS. 8a to 8c a similar circuit arrangement 1 as in FIG. 7 is shown in plan view or in cross section and in a detailed view. Again, one will
  • Capacity correction after laying the ladder line L shown is done by reducing the thickness of the dielectric-forming electrically insulating layer iS between the conductor strip sections LA1, LA2 arranged on top of each other.
  • two conductor strip sections LA1, LA2 are pressed together under heating by thermal energy and / or ultrasound and pressing out of baked enamel B under pressure, so that the enamel layer between the conductor strip sections LA1, LA2 is reduced to 2 ⁇ m per conductor strip section LA1, LA2.
  • FIG. 1 Another possibility for capacitance correction of the circuit arrangement 1 is shown in FIG.
  • a threaded coil is shown, the extended outlets form a number of intersections with the laid circuit and thereby create additional partial capacities TK.
  • These partial capacities TK can be selectively separated from the circuit arrangement 1 by dicing, for example by means of punching, laser cutting or micro sandblasting, whereby the capacitance value of the circuit arrangement 1 is reduced.
  • the conductor strip L is laid so that initially sets a capacitance value which is higher than the predetermined electrical capacitance. After laying and a capacitance measurement of the circuit 1 is determined from the difference between the measured capacitance value and the predetermined electrical capacitance, a separation point T, at which the conductor strip L is to be cut to separate partial capacitances TK and to reach the predetermined electrical capacity.
  • the partial capacitances TK can be separated stepwise, for example, and then the respective capacitance value of the circuit arrangement 1 can be compared, so as to adjust stepwise the predetermined electrical capacitance of the circuit arrangement 1.
  • a resonance frequency which results from a module capacity of a module 3 integrated in the circuit arrangement 1, for example a semiconductor chip, from the parasitic capacitance of the coil and from a coil inductance, can be set very precisely.
  • the coil formed by laying the conductor strip L is in the example shown on a substrate S made of plastic, such as polyvinyl chloride, laid.
  • the module 3 is a semiconductor chip whose terminals are welded to the conductor strip L, for example by thermocompression welding.
  • Essential for the laying of conductor strips L is that the conductor strip L is supplied without twisting a laying tool 4 of the device 2 for producing the circuit arrangement 1.
  • This is given by a suspension shown in FIGS. 10a and 10b, device 5 for a conductor belt bobbin 6, in which a bobbin receptacle 7, which horizontally receives the conductor belt bobbin 6, is rotatably mounted about a vertical axis.
  • a tracking device not shown, the coil holder 7 and thus the conductor belt coil 6 is rotated in a horizontal, that corresponding to the
  • FIGS. 10a and 10b show two situations with different directions of movement. Especially when laying coil-like or concentric Circuit patterns is a tracking of the coil receptacle 7 and the conductor strip coil 6 urgently required to move the conductor strip L twisting sok. Only schematically indicated are substrate positioning 8.
  • the conductor strip L can be laid on the substrate S by the laying tool 4 relative to the substrate S and / or the substrate S by means of the substrate positioning means 8 is movable relative to the laying tool 4.
  • the illustrated laying tool 4 is cylindrical or conically shaped and has at least over part of its length a conductor strip L leading inner bore 9 and an annular, merging in inner and outer radius, perpendicular to its longitudinal axis arranged effective surface 10.
  • the conductor strip L can be passed through the laying tool 4 in a manner free of twisting and can be laid and fastened optimally to the substrate S or to already laid conductor strip L.
  • the laying tool 4 comprises an ultrasonic sonotrode and a
  • the ultrasound is preferably directed perpendicular to a surface of the substrate S.
  • the laying tool 4 is always aligned perpendicular to a respective conductor strip L to be occupied substrate portion.
  • the conductor strip L or the baked enamel B or the adhesive K which forms the electrically insulating layer iS between stacked conductor strip sections LA1, LA2, can be heated, and the conductor strip sections LA1, LA2 can be pressed against one another and against the substrate S, so that the conductor strip sections LA1, LA2 can be firmly fastened to one another and / or to the substrate S, wherein a thickness of the insulating layer IS between the conductor strip sections LA1, LA2 can be adjusted according to the requirements in order to achieve the predetermined electrical capacitance.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of the device 2 for producing the circuit arrangement 1, which comprises a conductor strip guiding device 11.
  • the ladder belt guide device 11 is formed from two mutually in Porterbandablaufraum fixed pulleys 12 and a deflectable via a spring support 13 horizontally to a maximum and adjustable position, on the
  • an embossing device not shown in detail may be arranged, which already in the not yet
  • FIG. 12 shows a schematic side view of a further embodiment of the invention
  • the conductor strip L which is still uncoated, can be unrolled during the laying of the conductor strip coil 6.
  • the device 2 shown here comprises means 15 for applying the adhesive K to the conductor strip L before laying.
  • the conductor strip L for example, with a liquid reactive adhesive K coated on one side.
  • the adhesive K can be applied, for example, from a light-tight cooled cartridge via a gap, via micro-nozzles or via an application roller to the conductive strip L guided past.
  • the conductor strip L for example, already coated with the adhesive K and stored, for example, deep-frozen until laying.
  • the conductor strip L is coated with the adhesive K, on which a non-stick coating is arranged. When the conductor strip L is being unwound, this non-stick coating can be removed from the conductor strip coil 6 by the adhesive K.
  • the conductor strip L is guided over the spring-mounted and / or horizontally movable deflection roller 14. If the guide roller 14 is not spring-mounted, but horizontally movable, so before the laying of the conductor strip L is an extent of wrap a subsequent heated pressure roller adjustable, which represents the laying tool 4 in this embodiment. As a result, depending on an adhesive type and the laying speed, optimum heating of the conductor strip L or of the baking lacquer B or of the adhesive K to initiate an adhesive reaction is always ensured.
  • UV irradiation device 16 for UV irradiation of the conductor strip L immediately before laying include to accelerate a setting reaction of the adhesive K.
  • the device 2 further comprises a cooling device 17 for cooling air supply to the routed conductor strip L.
  • a cooling device 17 for cooling air supply to the routed conductor strip L.
  • the conductor strip L On the device 2 acts a force F perpendicular to the substrate S, so that the conductor strip L unwound in the process for the preparation of the circuit 1 of the conductor strip coil 6, optionally coated with adhesive K, guided along the trained as a pressure roller laying tool 4 and thereby heated optionally, wherein the adhesive K is optionally excited by UV irradiation. Thereafter, the conductor strip L by means of the laying tool 4, d. H. by means of the pressure roller, pressed by the force on the device 2 on the substrate S or on the already laid conductor strip L, wherein the adhesive K or the enamel B with the substrate S or the already laid conductor strip L materially connects. As a result, the conductor strip L is fixedly arranged on the substrate S or on the already laid conductor strip L.
  • the laying tool 4 designed as a pressure roller has on the circumference a guide groove 18 designed as a small groove-like depression for guiding the conductor strip L.
  • a depth of the guide groove 18 is preferably half the thickness of the not yet coated with adhesive K conductor strip L, for example, 20 ⁇ .
  • the guide groove 18 serves to guide the conductor strip L in radii of the circuit pattern, whereby the required conductor change L to be laid is forced to change direction.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (1) mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität, umfassend ein Substrat (S) mit zumindest einem metallischen, elektrisch leitfähigen Leiterband (L, Lb, Ls). Erfindungsgemäß ist zumindest ein erster Leiterbandabschnitt (LA1) auf dem Substrat (S) angeordnet und zumindest ein zweiter Leiterbandabschnitt (LA2, LA3, LA4) ist zumindest bereichsweise auf dem ersten Leiterbandabschnitt (LA1) angeordnet, wobei zwischen den Leiterbandabschnitten (LA1, LA2, LA3, LA4) eine elektrisch isolierende Schicht (iS) angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung (2) zur Herstellung einer Schaltungsanordnung (1) mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität.

Description

Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität sowie
Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11 und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13.
Aus dem Stand der Technik sind, wie in der WO 2006/079913 AI beschrieben, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Antenne für eine
Hochfrequenzidentifizierungseinheit bekannt. Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Antenne für Drahttransponder aus elektrisch leitfähigem Material umfasst Verlegemittel zur Verlegung des Drahtes auf einem Substrat, welches auf Haltemitteln platziert ist. Die Verlegemittel und das Substrat sind zueinander bewegbar. Die Haltemittel sind parallel zu zumindest zwei Achsen eines kartesischen Koordinatensystems bewegbar.
Im Verfahren zur Herstellung der Antenne wird eine auf zumindest einer Rolle
aufgewickelte Schicht oder ein auf der Rolle aufgewickelter Draht aus elektrisch leitfähigem Material von der Rolle abgewickelt und durch Pressmittel auf eine Oberfläche des Substrates aufgepresst, fixiert und von der noch nicht aufgebrachten Schicht oder dem Draht durch Trennmittel abgetrennt, wobei das Substrat in Bezug auf die Vorrichtung, welche die zumindest eine Rolle, die Pressmittel und die Trennmittel umfasst, entlang zumindest einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Achse eines kartesischen Koordinatensystems bewegbar ist.
In der noch nicht veröffentlichten Anmeldung DE 10 2009 012 255.9-33 des Anmelders, welche hiermit durch Referenz aufgenommen wird, wird eine Schaltungsanordnung beschrieben. Die Schaltungsanordnung umfasst ein Substrat mit zumindest einem elektronischen Bauelement. Auf und/oder in dem Substrat ist zumindest ein metallisches, elektrisch leitendes Leiterband in einem Schaltungsmuster angeordnet, wobei Anschlüsse des elektronischen Bauelements mit Kontaktierbereichen des Leiterbandes elektrisch verbunden sind. Des Weiteren ist in dieser Schrift ein Verfahren zur Erzeugung eines Schaltungsmusters auf einem Substrat offenbart. Dabei wird auf zumindest eine Oberflächenseite des Substrates zumindest ein Leiterband aufgebracht, welches zumindest auf einer dem Substrat
zugewandten Oberflächenseite mit einem aufschmelzbaren Isolierlack beschichtet ist, wobei der Isolierlack durch thermische Energie oder mittels Ultraschall erwärmt und zumindest teilweise aufgeschmolzen wird und das Leiterband auf das Substrat aufgepresst wird.
Weiterhin ist in dieser Schrift eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schaltungsmusters auf einem Substrat offenbart. Die Vorrichtung umfasst eine Leiterbandspule und ein zylinderförmiges oder konisches Verlegewerkzeug, welches zumindest über einen Teil seiner Länge eine das Leiterband führende Innenbohrung und eine ringförmige, in Innen- und
Außenradius übergehende, senkrecht zu seiner Längsachse angeordnete Wirkfläche aufweist.
Aus der US 2008/0179404 AI sind ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Transpondersicherheitskarten bekannt. Dabei wird ein Transponderchipmodul in eine Aussparung eines Substrates eingebracht. Endbereiche eines Antennendrahtes werden mittels eines Klebers auf Anschlussbereichen des Chipmoduls in Position gehalten. Der Kleber ist transparent, um durch Laserbestrahlung ein Verbinden des Antennendrahtes mit den Anschlussbereichen mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers oder eines Lötmaterials zu ermöglichen. Die Transpondersicherheitskarte weist eine Abdeckung über dem Chipmodul und der Antenne auf. Die Aussparung für das Chipmodul und ein Kanal für den Antennendraht werden auf dem Substrat durch Abtragen von Substratmaterial mittels Laser ausgeformt.
In der DE 10 2007 027 539 AI wird ein Transpondersystem beschrieben. Das Transponder- system weist einen Transponder auf, der in ein metallisches Gehäuse zum Beispiel einer Uhr eingesetzt wird und der zusätzlich zu dem Transponderchip und der Antennenspule einen der Spule parallel geschalteten Kondensator zur Einstellung einer vorgegebenen
Resonanzfrequenz besitzt. Bei diesem Transponder ist nur ein Teil des Kondensators auf dem Transponderelement ausgebildet. Der andere Teil, das heißt die jeweilige
Gegenelektrode des betreffenden Kondensators, wird durch eine metallische Fläche des das Transponderelement tragenden metallischen Gehäuses gebildet. Aus der DE 10 2006 053 823 AI ist ein Verfahren zum Verlegen eines Drahtes auf einem Substrat in einem Übergangsabschnitt zwischen einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, insbesondere zur Herstellung einer Antenne für eine Transpondereinheit bekannt. Des Weiteren sind aus dieser Druckschrift eine Verlegevorrichtung und eine Drahtanordnung bekannt. In dem Übergangsabschnitt wird der Draht derart entlang einer gekrümmten Kurve mit einer, von einer Verbindung s geraden zwischen dem Endpunkt des ersten Abschnitts und dem Anfangspunkt des zweiten Abschnitts aus gesehen, konkaven Krümmung zwischen dem Endpunkt des ersten Abschnitts und dem Anfangspunkt des zweiten Abschnitts verlegt, dass zunächst der Draht, ausgehend von dem Endpunkt des ersten Abschnitts, aus einer Speichereinrichtung für den Draht entnommen wird. Das Ende des Drahts wird hierbei in eine Richtung bewegt, die einen Winkel mit einer Größe vorzugsweise kleiner als 180° mit der Verbindung s geraden einschließt. Der Schenkel des Winkels der Entnahme-Richtung liegt hierbei auf der Seite der Verbindungsgeraden, auf der auch die gekrümmte Kurve angeordnet ist. Während der Bewegung des Drahtendes wird dieser mit dem Substrat nicht verbunden. Insgesamt wird der Draht einer Länge entnommen, die größer als die oder gleich der Länge der Verbindung s geraden ist. Das Ende des entnommenen Drahts wird
anschließend am Anfangspunkt des zweiten Abschnitts mit dem Substrat verbunden.
In der DE 103 47 035 AI wird ein elektronischer Datenträger beschrieben. Elektrisch leitfähige Strukturen werden im Laserdurchstrahlverfahren auf einem für die Laserstrahlung transparenten Substrat fixiert. Auf der der Laserstrahlungsquelle gegenüberliegenden Seite des Substrats wird ein elektrisch leitfähiger Komplex zugeführt und mit der Substrat- oberfläche in Kontakt gebracht. Der elektrisch leitfähige Komplex kann ein Transfermaterial mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung sein, aus der die Leitstrukturen separiert werden, oder ein thermoplastisch ummantelter Draht oder Faden, der vollständig auf der Substratoberfläche fixiert wird, oder eine elektrisch leitfähige Paste.
Aus der DE 198 40 220 A 1 sind ein Transpondermodul und ein Verfahren zur Herstellung desselben bekannt. Das Transpondermodul, insbesondere für ein elektronisches Etikett, umfasst eine aus einem isolierenden Material bestehende Schicht, die als einziges
Trägersubstrat vorgesehen ist. Auf einer ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats ist eine Antenneneinrichtung gebildet. In einer Ausnehmung des Trägersubstrats ist ein ungehäuster Schaltungschip derart angeordnet, dass eine erste Hauptoberfläche des Schaltungschips im Wesentlichen bündig zu der ersten Hauptoberfläche des ersten Trägersubstrats ist.
Elektrische Verbindungseinrichtungen zwischen dem Schaltungschip und der
Antenneneinrichtung sind vorgesehen.
In der US 6,665,931 B2 wird ein Verfahren zum Verlegen von Leiterdraht auf einem
Substrat beschrieben. Dabei wird der Leiterdraht durch eine dreidimensionale
Relativbewegung zwischen dem Substrat und einem Drahtverlegewerkzeug auf das Substrat aufgelegt und durch eine periodische Annäherung des Drahtverlegewerkzeugs und des Substrates punktuell am Substrat befestigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität, eine mittels des Verfahrens hergestellte Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität sowie eine Vorrichtung zur Herstellung der Schaltungsanordnung und zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungs gemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität mit den Merkmalen des
Anspruchs 13.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität umfasst ein Substrat mit zumindest einem metallischen, elektrisch leitfähigen Leiterband.
Zumindest ein erster Leiterbandabschnitt ist auf dem Substrat angeordnet und zumindest ein zweiter Leiterbandabschnitt ist zumindest bereichsweise auf dem ersten Leiterbandabschnitt angeordnet, wobei zwischen den Leiterbandabschnitten eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet. Erfindungsgemäß weist das Leiterband eine Breite von 100 μιη bis 1000 μιη und eine Dicke von 5 μιη bis 40μιη, bevorzugt eine Dicke von 10 μιη bis 40 μιη auf und die
Leiterbandabschnitte sind gezielt und definiert partiell oder fast vollständig übereinander gelegt und stoffschlüssig miteinander verbunden.
Die Leiterbandabschnitte können Bestandteil eines Leiterbandes oder einer Mehrzahl von Leiterbändern sein, wobei zwei oder mehr Leiterbandabschnitte teilweise oder vollständig übereinander angeordnet sein können. Die Schaltungsanordnung kann eine Mehrzahl dieser übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte nebeneinander aufweisen.
Dadurch sind auf einfache und kostengünstige Weise durch eine gezielte und definierte Übereinanderlage von Leiterband, partiell oder fast vollständig, elektrische Kondensatoren erzeugbar, welche einerseits als parasitäre Kondensatoren spulenförmige Leiterbandschaltungen stark verändern und andererseits beispielsweise als Koppelkondensatoren in einer komplexeren Schaltung dienen können, wodurch Schaltungsteile kapazitiv koppelbar sind. Des Weiteren sind Schaltungsanordnungen mit vorgegebenen Wellenwiderständen herstellbar.
Auf diese Weise sind beispielsweise Schaltungsanordnungen mit Schwingkreis spulen herstellbar, wobei durch eine Erhöhung der elektrischen Kapazität eine Induktivität der Spule verringerbar ist. Dies ermöglicht kleinere Spulenflächen, eine bessere
Layoutgestaltung der Schaltungsanordnung und weniger Windungen der Spule. Daraus resultiert eine höhere Produktivität.
Durch eine kürzere Leiterbandlänge aufgrund der geringeren Windungen weist die Spule einen geringeren Innenwiderstand auf, woraus eine bessere Spulenqualität resultiert.
Es sind beispielsweise Schaltungsanordnungen mit Spulen mit einer Resonanzfrequenz von 13,56 MHz für so genannte Dual Interface Karten einfach und kostengünstig herstellbar. Diese Dual Interface Karten ermöglichen eine Datenübertragung sowohl über eine direkte Kontaktierung als auch über eine Funkübertragung. Des Weiteren sind beispielsweise auch Schaltungsanordnungen mit Niederfrequenzspulen herstellbar. Das Substrat ist beispielsweise Papier, synthetisches Papier, thermoplastische Folie oder Holz. Das Substrat kann eine flache ebene Oberfläche oder eine sphärische Oberfläche aufweisen. Des Weiteren kann das Substrat auch Metall sein, beispielsweise auch ein bereits verlegtes Leiterband. Das Substrat kann beispielsweise auch eine Leiterplatte oder eine Leiterfolie sein, beispielsweise mit gedruckten, ausgeätzten, laserausgeschnittenen oder ausgefrästen Leiterbahnen oder Leiterflächen, welche das untere, direkt auf dem Substrat angeordnete Leiterband bilden können, auf welchem zumindest bereichsweise weitere Leiterbandabschnitte angeordnet sind. Diese Leiterplatten oder Leiterfolien können beispielsweise auch eine Isolier- oder Kleberbeschichtung aufweisen. Das Substrat kann des Weiteren auch aus textilen Stoffen gebildet sein.
Ein Material des Leiterbandes ist vorzugsweise Kupfer oder Kupferbronze, vorzugsweise in einem weichen Materialzustand, und kann, wenn erforderlich, beispielsweise eine
Beschichtung aus Silber oder Lot aufweisen.
Die elektrisch isolierende Schicht ist in einer vorteilhaften Ausführungsform aus einem aufschmelzbaren Backlack oder Kleber gebildet, wobei der Kleber thermoplastisch, thermisch reaktiv, UV -reaktiv und/oder druckreaktiv ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die elektrisch isolierende Schicht aus einem Kernlack und einem darauf angeordneten aufschmelzbaren Backlack gebildet, wobei eine Erweichungstemperatur des Kernlacks signifikant höher ist als eine Erweichungstemperatur des Backlacks, oder die elektrisch isolierende Schicht ist aus einem auf einer Oberfläche des Leiterbandes angeordneten Kernlack und einem darauf angeordneten Kleber gebildet, wobei der Kleber thermoplastisch, thermisch reaktiv, UV-reaktiv und/oder druckreaktiv ist. Der Backlack und/oder der thermoplastische Kleber weist vorzugsweise eine Erweichungstemperatur von 110 °C bis 200 °C auf.
Vorteilhafterweise durch eine Erweichung des Backlacks oder des Klebers und nachfolgendes Aushärten sind die Leiterbandabschnitte stoffschlüssig miteinander und mit dem Substrat verbunden. Eine Dicke des Backlacks und/oder des Klebers beträgt vorzugsweise zwischen 1 μιη und 5 μιη. Eine Dicke des Kernlacks, welcher bei einer Verlegung der Leiterbandabschnitte zum Zweck der Bildung der elektrischen Kapazität nicht erweicht, beträgt vorzugsweise zwischen 2 μιη und 4 μιη. Der Kleber oder der Backlack, gegebenen- falls zuzüglich des Kernlacks, bilden die isolierende Schicht zwischen den Leiterbandabschnitten und somit das Dielektrikum, welches eine vorgegebene Dicke aufweist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Leiterbandabschnitte erhaben auf dem Substrat angeordnet, beispielsweise durch ein Entfernen eines Substratmaterials neben den Leiterbandabschnitten. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Schaltungsanordnung mit einer kompakten frei tragenden Spule herstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Leiterbandabschnitte eine Spule mit zumindest zwei Windungen oder mit einer Mehrzahl von Windungen aus. Dabei können einzelne oder alle Windungen der Spule nur bereichweise, fast vollständig oder vollständig übereinander angeordnet und aufeinander befestigt sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist durch die voneinander isolierten und übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte der Spule ein Schwingkreis mit der vorgegebenen elektrischen Kapazität, einer vorgegebenen Induktivität und einer
vorgegebenen Resonanzfrequenz ausgebildet.
In einem Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität, wobei auf zumindest einer Oberflächenseite eines Substrates zumindest ein metallisches, elektrisch leitfähiges Leiterband verlegt wird, wird zumindest ein erster Leiterbandabschnitt auf dem Substrat verlegt und zumindest ein zweiter
Leiterbandabschnitt wird zumindest bereichsweise auf den ersten Leiterbandabschnitt verlegt, wobei zwischen den Leiterbandabschnitten eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet.
Erfindungsgemäß wird Leiterband verlegt, welches eine Breite von 100 μιη bis 1000 μιη und eine Dicke von 5 μιη bis 40μιη, bevorzugt eine Dicke von 10 μιη bis 40 μιη aufweist, wobei die Leiterbandabschnitte gezielt und definiert partiell oder fast vollständig übereinander gelegt und stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
Die Leiterbandabschnitte können Bestandteil eines Leiterbandes oder einer Mehrzahl von Leiterbändern sein, wobei zwei oder mehr Leiterbandabschnitte teilweise oder vollständig übereinander angeordnet werden können. Mittels des Verfahrens kann auch eine Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl dieser übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte nebeneinander hergestellt werden. Die Leiterbandabschnitte können sich beispielsweise in verschiedenen Winkeln kreuzen.
Mittels des Verfahrens sind beispielsweise auch Schaltungsanordnungen mit einer Spule oder mit mehreren Spulen herstellbar, welche zumindest zwei Windungen oder eine
Mehrzahl von Windungen aufweisen. Dabei können einzelne oder alle Windungen der Spule nur bereichsweise, fast vollständig oder vollständig übereinander angeordnet und
aufeinander befestigt werden.
Dadurch werden auf einfache und kostengünstige Weise durch eine gezielte und definierte Übereinanderlage von Leiterband, partiell oder fast vollständig, elektrische Kondensatoren hergestellt, welche einerseits als parasitäre Kondensatoren spulenförmige Leiterbandschaltungen stark verändern und andererseits beispielsweise als Koppelkondensatoren in einer komplexeren Schaltung dienen können, wodurch Schaltungsteile kapazitiv gekoppelt werden. Des Weiteren können Schaltungsanordnungen mit vorgegebenen
Wellenwiderständen hergestellt werden.
Mittels des Verfahrens werden beispielsweise Schaltungsanordnungen mit Schwingkreisspulen hergestellt, wobei durch eine Erhöhung der elektrischen Kapazität eine Induktivität der Spule verringert werden kann. Dies ermöglicht kleinere Spulenflächen, eine bessere Layoutgestaltung der Schaltungsanordnung und weniger Windungen der Spule. Daraus resultiert eine höhere Produktivität.
Durch eine kürzere Leiterbandlänge aufgrund der geringeren Windungen können Spulen mit einem geringeren Innen widerstand hergestellt werden, woraus eine bessere Spulenqualität resultiert.
Mittels des Verfahrens werden beispielsweise Schaltungsanordnungen mit Spulen mit einer Resonanzfrequenz von 13,56 MHz für so genannte Dual Interface Karten einfach und kostengünstig hergestellt. Diese Dual Interface Karten ermöglichen eine Datenübertragung sowohl über eine direkte Kontaktierung als auch über eine Funkübertragung. Des Weiteren werden beispielsweise auch Schaltungsanordnungen mit Niederfrequenz spulen hergestellt.
Das im Verfahren verwendete Substrat ist beispielsweise Papier, synthetisches Papier, thermoplastische Folie oder Holz, mit einer flachen ebenen Oberfläche oder einer sphärischen Oberfläche. Des Weiteren kann das Substrat auch Metall sein, beispielsweise auch ein bereits verlegtes Leiterband. Das Substrat kann beispielsweise auch eine Leiterplatte oder eine Leiterfolie sein, beispielsweise mit gedruckten, ausgeätzten, laserausgeschnittenen oder ausgefrästen Leiterbahnen oder Leiterflächen, welche das untere Leiterband bilden, welches zuerst und direkt auf dem Substrat verlegt wird und auf welchem zumindest bereichsweise weitere Leiterbandabschnitte verlegt werden. Diese Leiterplatten oder Leiterfolien können beispielsweise auch eine Isolier- oder Kleberbeschichtung aufweisen. Das Substrat kann des Weiteren auch aus textilen Stoffen gebildet sein.
In diesem Verfahren eignet sich zum Verlegen besonders gut Leiterband, welches vorzugsweise aus Kupfer oder Kupferbronze mit einem weichen Materialzustand ist. Das verwendete Leiterband kann, wenn erforderlich, beispielsweise eine Beschichtung aus Silber oder Lot aufweisen.
Zweckmäßigerweise wird die elektrisch isolierende Schicht vor dem Verlegen des Leiterbandes auf zumindest eine Oberflächenseite zumindest eines Leiterbandabschnittes und/oder auf einen mit dem zweiten Leiterbandabschnitt zu belegenden Bereich des Substrates aufgebracht. Als elektrisch isolierende Schicht wird in einer vorteilhaften Ausführungsform ein aufschmelzbarer Backlack oder ein Kleber auf eine Oberfläche des Leiterbandes aufgebracht, wobei der Kleber thermoplastisch, thermisch reaktiv, UV-reaktiv und/oder druckreaktiv ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die elektrisch isolierende Schicht durch Aufbringen eines Kernlacks und eines aufschmelzbaren Backlacks auf eine Oberfläche des Leiterbandes gebildet, wobei eine Erweichungstemperatur des Kernlacks signifikant höher ist als eine Erweichungstemperatur des Backlacks, oder die elektrisch isolierende Schicht wird durch Aufbringen eines Kernlacks und eines Klebers auf eine Oberfläche des Leiterbandes gebildet, wobei der Kleber thermoplastisch, thermisch reaktiv, UV-reaktiv und/oder druckreaktiv ist. Wird Kernlack und/oder Backlack verwendet, so wird dieser vorzugsweise nicht unmittelbar vor dem Verlegen des Leiterbandes auf dieses aufgebracht. Auch wenn als isolierende Schicht Kleber verwendet wird, muss dieser nicht erst unmittelbar vor dem Verlegen des Leiterbandes auf dieses aufgebracht werden. Insbesondere bei der Verwendung von
UV-reaktivem und/oder druckreaktivem Kleber ist dies nicht unbedingt erforderlich, da dieser erst durch UV-Bestrahlung bzw. durch Druckausübung reaktionsangeregt wird.
Thermoplastischer und/oder thermisch reaktiver Kleber muss unter Umständen gekühlt werden, bis das Leiterband verlegt wird, d. h. das Leiterband muss bis zur Verwendung gekühlt gelagert werden. Der Kleber kann des Weiteren auch in Verbindung mit dem nicht oder nur bei sehr hohen Temperaturen aufschmelzbaren Kernlack verwendet werden, d. h. es wird der Kernlack auf das Leiterband aufgebracht und statt des Backlacks der Kleber verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Kleber jedoch auch erst unmittelbar vor dem Verlegen des Leiterbandes auf dieses aufgebracht werden, vorteilhafterweise in flüssiger Form. Auf diese Weise ist ein Auftrag des Klebers auf das Leiterband je nach den jeweiligen Erfordernissen steuerbar, so dass der Kleber in einer unterschiedlichen Dicke aufgetragen werden kann und auch nicht auf das gesamte Leiterband, sondern nur bereichsweise aufgetragen werden kann, wodurch Material- und Kosteneinsparungen realisierbar sind und eine Dicke der isolierenden Schicht, welche das Dielektrikum bildet, optimal an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden kann, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
Vorzugsweise wird die elektrisch isolierende Schicht unmittelbar vor dem Verlegen und/oder während des Verlegens des zweiten Leiterbandabschnitts auf den ersten
Leiterbandabschnitt durch thermische Energie, Ultraschall, UV-Bestrahlung und/oder Druck erwärmt, zumindest teilweise aufgeschmolzen und/oder reaktionsangeregt. Dadurch werden die Leiterbandabschnitte stoffschlüssig fest aneinander und/oder an dem Substrat befestigt. Vorher ist der Backlack oder der Kleber inaktiv, so dass das Leiterband vor dem Verlegen beispielsweise aufgerollt transportiert und während des Verlegens von einer Leiterbandspule abgerollt werden kann, ohne dass es verklebt.
Zweckmäßigerweise wird der zweite Leiterbandabschnitt mit einer vorgegebenen Kraft auf den ersten Leiterbandabschnitt aufgepresst, um auf diese Weise eine Dicke der zwischen diesen angeordneten isolierenden Schicht einzustellen und die Leiterbandabschnitte fest miteinander zu verbinden. Durch die Einstellung der Dicke der isolierenden Schicht, welche das Dielektrikum bildet, ist die vorgegebene elektrische Kapazität einstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein verlegter Leiterbandbereich unmittelbar nach dem Verlegen abgekühlt. Dadurch sind die Leiterbandabschnitte sofort unmittelbar nach dem Verlegen stoffschlüssig fest miteinander verbunden, so dass das Leiterband sehr schnell und in einer Vielzahl von Mustern auf dem Substrat verlegt werden kann, ohne das bereits verlegte Leiterbandabschnitte wieder verrutschen. Dadurch kann das Leiterband sehr exakt verlegt werden, wodurch die vorgegebene elektrische Kapazität der Schaltungsanordnung sehr exakt, d. h. mit sehr geringen Toleranzen eingestellt werden kann.
Vorzugsweise wird das Leiterband mittels eines Verlegewerkzeugs verlegt, wobei das Verlegewerkzeug relativ zum Substrat und/oder das Substrat relativ zum Verlegewerkzeug bewegt wird. Dadurch wird ein sehr schnelles und sehr exaktes Verlegen des Leiterbandes ermöglicht. Das Verlegen des Leiterbandes kann auf diese Weise in x-Richtung und y-Richtung auf einem zweidimensionalen Substrat und auf einem dreidimensionalen, beispielsweise gekrümmten oder abgewinkelten Substrat auch in z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems erfolgen.
Wesentlich für das Verlegen von Leiterbändern ist, dass das Leiterband verdrillung sfrei dem Verlegewerkzeug zugeführt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Leiterband mittels eines
Ultraschall- Verlegewerkzeugs verlegt, wobei der Ultraschall vorzugsweise senkrecht zu einer Oberfläche des Substrates gerichtet ist. Mittels des Ultraschall- Verlegewerkzeugs ist das Leiterband bzw. der Backlack oder der Kleber erwärmbar und die Leiterbandabschnitte aneinander und an das Substrat pressbar, so dass die Leiterbandabschnitte stoffschlüssig fest aneinander und/oder am Substrat befestigt werden, wobei die Dicke der isolierenden Schicht zwischen den Leiterbändern entsprechend den Erfordernissen eingestellt werden kann, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Leiterband mittels einer beheizten Andrückrolle als Verlegewerkzeug erwärmt und verlegt, so dass auch mittels der
Andrückrolle der Backlack bzw. der Kleber erwärmt und die Leiterbandabschnitte aneinander und/oder an das Substrat gepresst werden. Dadurch werden die Leiterbandabschnitte stoffschlüssig fest miteinander und/oder mit dem Substrat verbunden, wobei die Dicke der isolierenden Schicht zwischen den Leiterbändern entsprechend den Erfordernissen eingestellt werden kann, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
Um eine optimale Erwärmung des Leiterbandes bzw. des Backlacks oder des Klebers sicherzustellen, wird das Leiterband vor dem Verlegen vorzugsweise zumindest über einen halben Umfang der Andrückrolle an dieser entlang geführt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Verlegen des Leiterbandes ein Substratmaterial im Bereich des Leiterbandes zumindest teilweise entfernt, um dadurch beispielsweise eine kompakte, frei tragende Spule auf dem Substrat zu erzeugen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Leiterbandabschnitte derart übereinander verlegt, dass sie eine Spule mit zumindest zwei Windungen ausbilden, wobei durch die voneinander isolierten und übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte der Spule ein Schwingkreis mit der vorgegebenen elektrischen Kapazität, einer vorgegebenen Induktivität und einer vorgegebenen Resonanzfrequenz ausgebildet wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die elektrische Kapazität während des Verlegens und/oder nach dem Verlegen ermittelt, so dass die vorgegebene elektrische Kapazität sicher erreicht und bei einer fertig gestellten
Schaltungsanordnung sichergestellt werden kann. Besonders vorteilhaft wird die elektrische Kapazität während des Verlegens ständig überwacht.
Besonders bevorzugt werden Verlegeparameter vor dem Verlegen in Abhängigkeit von der zu erreichenden vorgegebenen elektrischen Kapazität vorgegeben und/oder während des Verlegens in Abhängigkeit von der zu erreichenden vorgegebenen elektrischen Kapazität gesteuert und/oder geregelt. Als Verlegeparameter werden vorzugsweise eine Verlegerichtung, eine Verlegegeschwindigkeit, eine Länge des verlegten Leiterbandes, eine Zeitdauer und/oder eine Intensität der UV-Bestrahlung, eine Zeitdauer und/oder eine Höhe einer Erwärmungstemperatur der Erwärmung mittels thermischer Energie und/oder mittels Ultraschall und/oder eine Zeitdauer und/oder eine Höhe des Drucks vorgegeben, gesteuert und/oder geregelt. Auf diese Weise ist die Verlegung der Leiterbandabschnitte derart anpassbar, dass die vorgegebene elektrische Kapazität der Schaltungsanordnung erreicht wird.
Insbesondere bei einer Überwachung der elektrischen Kapazität während des Verlegens des Leiterbandes und einer daraus resultierenden Steuerung und/oder Regelung der
Verlegeparameter kann die Verlegung der Leiterbandabschnitte sofort angepasst werden und bei erreichter vorgegebener elektrischer Kapazität abgeschlossen werden.
Eine sehr einfache Möglichkeit, die vorgegebene elektrische Kapazität exakt zu erreichen, ist eine Verlegung mehrerer sich kreuzender Leiterbandabschnitte, wobei durch eine
Veränderung eines Winkels, in welchem sich diese kreuzen, eine flächenmäßige
Überdeckung der Leiterbänder und somit eine Größe von Kondensatorelektrodenflächen, welche durch die Leiterbandabschnitte gebildet werden, veränderbar ist.
Auf diese Weise wird vorzugsweise durch eine Veränderung der Verlegerichtung und/oder der Verlegelänge des Leiterbandes eine Anzahl und/oder eine flächenmäßige Ausdehnung von Bereichen verändert, in welchen die Leiterbandabschnitte übereinander verlegt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Leiterband derart verlegt, dass die vorgegebene Kapazität innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches unterschritten wird und anschließend wird durch Erwärmen mittels thermischer Energie und/oder Ultraschall und Druckeinwirkung auf zumindest einen der Bereiche, in welchen zumindest zwei Leiterbandabschnitte übereinander verlegt sind, eine Dicke der elektrisch isolierenden Schicht zwischen den Leiterbandabschnitten durch zumindest teilweises Aufschmelzen und Herauspressen des Backlacks oder des Klebers zwischen den Leiterbandabschnitten soweit verringert, dass die vorgegebene Kapazität erreicht wird. Durch das Herauspressen des Backlacks und/oder des Klebers, beispielsweise mittels eines beheizten oder eines ultraschallunterstützten Druckstempels, wird die elektrisch isolierende Schicht zwischen den Leiterbandabschnitten und somit das Dielektrikum verringert. Mittels dieser Ausführungsform ist die vorgegebene elektrische Kapazität sehr exakt oder mit nur sehr geringen Toleranzen herstellbar.
Eine weitere Möglichkeit, dies zu erreichen, bietet eine weitere vorteilhafte
Ausführungsform des Verfahrens, in welcher das Leiterband derart verlegt wird, dass die vorgegebene Kapazität innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches unterschritten wird und anschließend durch Druckeinwirkung, auf zumindest einen der Bereiche, in welchen zumindest zwei Leiterbandabschnitte übereinander verlegt sind, eine flächenmäßige
Ausdehnung dieses Bereiches durch eine Verbreiterung der Leiterbandabschnitte soweit vergrößert wird, dass die vorgegebene Kapazität erreicht wird. Durch das Vergrößern der übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte, beispielsweise mittels eines unbeheizten Druckstempels, werden Kondensatorflächen und dadurch die elektrische Kapazität vergrößert. Bei dieser Ausführungsform ist eine nochmalige Erwärmung des Leiterbandes nicht erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Leiterband derart verlegt, dass die vorgegebene elektrische Kapazität innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches überschritten wird und dass eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Leiterbandabschnitten nebeneinander auf dem Substrat ausgebildet werden und anschließend werden durch Zerschneiden des Leiterbandes eine vorgegebene Anzahl der übereinander
angeordneten Leiterbandabschnitte von der Schaltungsanordnung abgetrennt, so dass die vorgegebene elektrische Kapazität erreicht wird. Beispielsweise werden mehrere sich kreuzende Leiterbandabschnitte verlegt und danach einzelne dieser Kreuzungen aus der Schaltungsanordnung durch Auftrennen des Leiterbandes abgetrennt, um auf diese Weise die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schaltungsanordnung mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität umfasst ein Verlegewerkzeug, eine Leiterbandspule und Substratpositionierungsmittel, wobei zumindest ein erster Leiterbandabschnitt auf dem Substrat verlegbar ist und zumindest ein zweiter Leiterbandabschnitt zumindest bereichsweise derart auf den ersten Leiterbandabschnitt verlegbar ist, dass zwischen den Leiterbandabschnitten eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet. Erfindungsgemäß ist ein metallisches, elektrisch leitfähiges Leiterband verlegbar, welches eine Breite von 100 μιη bis 1000 μιη und eine Dicke von 5 μιη bis 40μιη, bevorzugt eine Dicke von 10 μιη bis 40 μιη aufweist, wobei die Leiterbandabschnitte gezielt und definiert partiell oder fast vollständig übereinander legbar und stoffschlüssig miteinander verbindbar sind, und das Verlegewerkzeug ist erfindungs gemäß relativ zum Substrat und/oder das Substrat mittels der Substratpositionierungsmittel relativ zum Verlegewerkzeug bewegbar, wobei das Verlegewerkzeug stets senkrecht zu einem jeweiligen mit Leiterband zu belegenden Substratabschnitt ausrichtbar ist.
Mittels dieses Verlegewerkzeugs ist auf einfache und kostengünstige Weise sehr schnell und exakt die Schaltungsanordnung mit der vorgegebenen elektrischen Kapazität herstellbar, da mittels der Vorrichtung Leiterbandabschnitte übereinander verlegbar sind, wobei zwischen diesen Leiterbandabschnitten eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist. Dadurch sind Kondensatoren mit den Leiterbandabschnitten als Kondensatorelektrodenflächen und der isolierenden Schicht als Dielektrikum herstellbar, wobei das Dielektrikum eine vorgegebene Dicke aufweist. Durch Vorgabe der Leiterbandverlegung oder durch Steuerung und/oder Regelung der Verlegung ist die vorgegebene elektrische Kapazität exakt erreichbar, da auf diese Weise Anzahl und Abmessungen von Kreuzungsflächen der übereinander verlegten Leiterbandabschnitte und eine Dielektrikumdicke zwischen den jeweiligen übereinander verlegten Leiterbandabschnitten vorgebbar und durch die Verlegung der Leiterbandabschnitte realisierbar sind.
Da das Verlegewerkzeug relativ zum Substrat und/oder das Substrat mittels der Substratpositionierungsmittel relativ zum Verlegewerkzeug bewegbar ist, ist ein sehr schnelles und sehr exaktes Verlegen des Leiterbandes ermöglicht. Das Leiterband ist auf diese Weise in x-Richtung und y-Richtung auf einem zweidimensionalen Substrat und auf einem dreidimensionalen, beispielsweise gekrümmten oder abgewinkelten Substrat auch in z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems verlegbar, wobei das Verlegewerkzeug stets senkrecht zu einem jeweiligen mit Leiterband zu belegenden Substratabschnitt ausgerichtet ist.
Wesentlich für das Verlegen von Leiterbändern ist, dass das Leiterband verdrillung sfrei dem Verlegewerkzeug der Vorrichtung zur Herstellung der Schaltungsanordnung zuführbar ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verlegewerkzeug zylinderförmig oder konisch ausgeformt und weist zumindest über einen Teil seiner Länge eine das Leiterband führende Innenbohrung und eine ringförmige, in Innen- und Außenradius übergehende, senkrecht zu seiner Längsachse angeordnete Wirkfläche auf. Dadurch ist das Leiterband verdrillungsfrei durch das Verlegewerkzeug hindurchführbar und optimal auf das Substrat bzw. auf bereits verlegtes Leiterband verlegbar und befestigbar.
Vorzugsweise umfasst das Verlegewerkzeug eine Ultraschallsonotrode und einen Konverter. Der Ultraschall ist vorzugsweise senkrecht zu einer Oberfläche des Substrates gerichtet. Mittels dieses Verlegewerkzeugs ist das Leiterband bzw. ein Backlack oder ein Kleber, welcher die elektrisch isolierende Schicht zwischen übereinander angeordneten
Leiterbandabschnitten bildet, erwärmbar und die Leiterbandabschnitte aneinander und an das Substrat pressbar, so dass die Leiterbandabschnitte stoffschlüssig fest aneinander und/oder am Substrat befestigbar sind, wobei eine Dicke der isolierenden Schicht zwischen den Leiterbandabschnitten entsprechend den Erfordernissen einstellbar ist, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
Die Leiterbandspule ist vorzugsweise um eine horizontale Drehachse drehbar gelagert in einer Spulenaufnahme angeordnet, welche um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Spulenaufnahme mittels einer Nachführeinrichtung bei Richtungsänderungen während eines Verlegens des Leiterbandes auf dem Substrat derart nachdrehbar ist, dass das Leiterband verdrillungsfrei tangential von der Leiterbandspule abspulbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verlegewerkzeug eine Andrückrolle. Diese Andrückrolle ist vorzugsweise beheizbar, um den Backlack oder den Kleber zu erwärmen, um die Leiterbandabschnitte aneinander und/oder an das Substrat zu pressen. Dadurch sind die Leiterbandabschnitte Stoff schlüssig fest miteinander und/oder mit dem Substrat verbindbar, wobei eine Dicke der isolierenden Schicht zwischen den Leiterbändern entsprechend den Erfordernissen einstellbar ist, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
Vorzugsweise weist die Andrückrolle eine Führungsnut zur Führung des Leiterbandes auf, deren Tiefe maximal so groß ist wie eine Dicke des Leiterbandes und welche mindestens so breit ist wie eine Breite des Leiterbandes. Dadurch ist eine optimale Führung des Leiterbandes sichergestellt, so dass dieses auf dem Substrat in verschiedenen Richtungen und unter Ausführung von stetigen Richtungsänderungen verlegbar ist.
Vorteilhafterweise ist die Leiterbandspule zusammen mit dem Verlegewerkzeug bewegbar, um eine verdrillungsfreie Zuführung des Leiterbandes und ein verdrillungsfreies Verlegen sicherzustellen.
Vorzugsweise ist zwischen der Leiterbandspule und dem Verlegewerkzeug eine
Leiterbandführungsvornchtung angeordnet, welche vorteilhafterweise eine federnd gelagerte und/oder horizontal bewegliche Umlenkrolle umfasst. Mittels der Umlenkrolle ist das Leiterband bevorzugt derart umlenkbar, dass es vor dem Verlegen zumindest über einen halben Umfang der Andrückrolle an dieser entlang führbar ist. Ist die Umlenkrolle nicht federnd gelagert, aber horizontal beweglich, so ist vor dem Verlegen des Leiterbandes ein Ausmaß einer Umschlingung der Andrückrolle einstellbar. Dadurch ist eine optimale Erwärmung des Leiterbandes bzw. des Backlacks oder des Klebers sicherstellbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Leiterbandführungsvornchtung oberhalb und unterhalb der federnd gelagerten Umlenkrolle je eine vertikal fest montierte Umlenkrolle auf, wobei die federnd gelagerte Umlenkrolle durch eine Federkraft maximal aus einer vertikalen Achse der beiden fest montierten Umlenkrollen auslenkbar ist. Dadurch ist das Leiterband dem Verlegewerkzeug optimal, verdrillungsfrei und insbesondere vorgespannt zuführbar, so dass es sauber verlegbar ist und fest am Verlegewerkzeug anliegt.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung Mittel zum Aufbringen eines Klebers auf das Leiterband vor dem Verlegen. Auf diese Weise ist der Kleber in der jeweils benötigten Dicke, Verteilung und Qualität erst unmittelbar vor dem Verlegen auf das Leiterband einseitig und dickengesteuert aufbringbar. Dadurch ist das Leiterband ohne Kleber, bei Bedarf aber bereits mit einer Kernlackschicht versehen, einfach lagerbar und beispielsweise von einer Leiterbandspule abrollbar. Eine Verklebung des Leiterbandes vor dem Verlegen ist somit ausgeschlossen. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine UV-Bestrahlungseinrichtung zur UV-Bestrahlung des Leiterbandes unmittelbar vor dem Verlegen. Auf diese Weise ist Leiterband verarbeitbar, welches mit einem UV-reaktiven Kleber beschichtet ist, welcher mittels der UV-Bestrahlung erst unmittelbar vor dem Verlegen des Leiterbandes reaktionsanregbar ist. Bei einem beidseitig mit UV-reaktivem Kleber beschichteten
Leiterband ist die UV-Bestrahlungseinrichtung vorzugsweise derart ausgerichtet oder steuerbar, dass nur der UV-reaktive Kleber auf einer künftigen Unterseite des Leiterbandes reaktionsanregbar ist. Der UV-reaktive Kleber ist auch schon deutlich vor einem Verlegen des Leiterbandes auf dieses aufbringbar, ohne dass das Leiterband, beispielsweise aufgerollt auf einer Leiterbandspule, verklebt.
Auch wenn als isolierende Schicht Kleber verwendet wird, muss dieser nicht erst unmittelbar vor dem Verlegen des Leiterbandes auf dieses aufgebracht werden. Insbesondere bei der Verwendung von UV-reaktivem und/oder druckreaktivem Kleber ist dies nicht unbedingt erforderlich, da dieser erst durch UV-Bestrahlung bzw. durch Druckausübung
reaktionsan geregt wird. Thermoplastischer und/oder thermisch reaktiver Kleber muss unter Umständen gekühlt werden, bis das Leiterband verlegt wird, d. h. das Leiterband muss bis zur Verwendung gekühlt gelagert werden. Der Kleber kann des Weiteren auch in
Verbindung mit dem nicht oder nur bei sehr hohen Temperaturen auf schmelzbaren Kernlack verwendet werden, d. h. es wird der Kernlack auf das Leiterband aufgebracht und statt des Backlacks der Kleber verwendet.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Kühlvorrichtung zur Kühlluftzufuhr auf das verlegte Leiterband. Dadurch ist das Leiterband unmittelbar nach dem Verlegen abkühlbar. Auf diese Weise sind die Leiterbandabschnitte sofort unmittelbar nach dem Verlegen stoffschlüssig fest miteinander verbunden, so dass das Leiterband sehr schnell und in einer Vielzahl von Mustern auf dem Substrat verlegbar ist, ohne das bereits verlegte
Leiterbandabschnitte wieder verrutschen. Dadurch ist das Leiterband sehr exakt verlegbar, wodurch die vorgegebene elektrische Kapazität der Schaltungsanordnung sehr exakt, d. h. mit sehr geringen Toleranzen einstellbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen: Figur la eine erste Ausführungsform von lackisoliertem Leiterband im Querschnitt,
Figur lb eine zweite Ausführungsform von lackisoliertem Leiterband im
Querschnitt,
Figur 2 eine erste Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes in Draufsicht,
Figur 3a eine zweite Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes in Draufsicht,
Figur 3b eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie Illb-IIIb aus Figur 3a,
Figur 3c eine Detailansicht von Figur 3b,
Figur 4 eine dritte Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes im Querschnitt,
Figur 5a eine vierte Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes in Draufsicht,
Figur 5b eine fünfte Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes in Draufsicht,
Figur 6 zwei verlegte Leiterbänder in Draufsicht,
Figur 7a eine sechste Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes in Draufsicht,
Figur 7b eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie Vllb-VIIb aus Figur 7 a,
Figur 8a eine siebte Ausführungsform eines verlegten Leiterbandes in Draufsicht,
Figur 8b eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VHIb-VIIIb aus Figur 8a,
Figur 8c eine Detailansicht von Figur 8b,
Figur 9 eine Schaltungsanordnung in Draufsicht,
Figur 10a eine erste Vorrichtung zur Herstellung einer Schaltungsanordnung in einer ersten Seitenansicht,
Figur 10b eine erste Vorrichtung zur Herstellung einer Schaltungsanordnung in einer zweiten Seitenansicht,
Figur 11 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer
Schaltungsanordnung,
Figur 12 eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer
Schaltungsanordnung; und
Figur 13 eine Schnittdarstellung einer Andrückrolle.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Mittels der folgenden Figuren werden Ausführungsbeispiele einer beispielsweise in Figur 2 dargestellten Schaltungsanordnung 1 mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität sowie eines Verfahrens und einer beispielsweise in Figur 10a dargestellten Vorrichtung 2 zu deren Herstellung näher erläutert.
Die Schaltungsanordnung 1 umfasst zumindest ein in den Figuren la und lb im Querschnitt dargestelltes metallisches elektrisch leitfähiges Leiterband L, welches auf einem in Figur 2 dargestellten Substrat S angeordnet ist. Das Leiterband L in Figur la ist allseitig mit einem Kernlack KL der Dicke von 2 μιη und darauf mit einem Backlack B der Dicke von 2 μιη beschichtet. Anstelle des Backlacks B ist, wie in Figur lb dargestellt, auch eine
Beschichtung mit einem Kleber K möglich, beispielsweise mit einem thermoplastischen, thermisch reaktiven, UV-reaktiven und/oder druckreaktiven Kleber K.
Das Leiterband L in Figur lb ist nur einseitig beschichtet, im hier dargestellten Beispiel mit dem Kernlack KL der Dicke von 2 μιη und auf diesem mit dem Kleber K. Anstelle des Klebers K ist hier auch eine Beschichtung mit Backlack B möglich, d. h. auf dem
Kernlack KL ist der Backlack B angeordnet. Das Leiterband L in beiden Figuren ist aus Kupfer. Die Schicht aus Kernlack KL ist beispielsweise aus Polyurethan gebildet, die Schicht aus Backlack B ist beispielsweise aus Polyvinylbutyral gebildet.
Vorteilhaft an der Ausführungsform in lb ist, dass sich dadurch bei einem aufeinander Verlegen von Leiterbandabschnitten LA1, LA2, wie in Figur 2 dargestellt, kleinere Dicken einer durch den Kernlack KL und den Backlack B bzw. den Kernlack KL und den Kleber K gebildeten elektrisch isolierenden Schicht iS realisieren lassen, welche als Dielektrikum zwischen den Leiterbandabschnitten LA1, LA2 fungiert. Dadurch lassen sich bei gleichen Flächen der übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte LA1, LA2 größere
Kapazitätswerte erzielen.
Figur 2 zeigt in einer Draufsicht ein auf einem Substrat S verlegtes Leiterband L, welches eine nahezu rechteckige Spule mit zwei Windungen bildet. Das Leiterband L ist zweckmäßigerweise derart verlegt, dass Radien von durch das Leiterband L ausgebildeten Kurven größer sind als ein fünffaches einer Leiterbandbreite, um das Leiterband L ordnungsgemäß auf dem Substrat S verlegen und befestigen zu können, ohne es zu beschädigen. Auf einer Rechteckseite liegen die Spulenwindungen, d. h. ein erster
Leiterbandabschnitt LAl und ein zweiter Leiterbandabschnitt LA2, exakt übereinander, wobei der zweite Leiterbandabschnitt LA2 auf dem ersten Leiterbandabschnitt LAl aufliegt. Ein erster Spulenabgang Sl kreuzt eine Spulenwindung und einen zweiten Spulenabgang S2 rechtwinklig, wobei ebenfalls jeweils die oberen, zweiten Leiterbandabschnitte LA2 auf den unteren ersten Leiterbandabschnitten LAl aufliegen.
Die auf den unteren, ersten Leiterbandabschnitten LAl aufliegenden zweiten
Leiterbandabschnitte LA2 sind jeweils durch Stoffschluss vollflächig und fest mit den unteren ersten Leiterbandabschnitten LAl verbunden. In Bereichen, in welchen die
Leiterbandabschnitte LAl, LA2 übereinander liegen, d. h. in so genannten Stapelbereichen, wurde im Verfahren zur Herstellung der Schaltungsanordnung 1 mit einer vorgegebenen Kapazität, beispielsweise als Verlegeparameter eine Verlegegeschwindigkeit reduziert, um die Leiterbandabschnitte LAl, LA2 miteinander verbinden zu können.
Die Verbindung der Leiterbandabschnitte LAl, LA2 erfolgt im Verfahren durch zumindest teilweises Aufschmelzen des Backlacks B oder des Klebers K an den Leiterbändern L und Zusammenpressen der Leiterbänder L unter Krafteinwirkung. Bei Verwendung eines UV-reaktiven Klebers K kann ein Aufschmelzen und/oder ein Aushärten des Klebers K durch eine UV-Bestrahlung unmittelbar vor und/oder während der Leiterbandverlegung unterstützt werden.
Die Figuren 3a und 3b zeigen in einer Draufsicht bzw. im Querschnitt entlang der
Schnittlinie Illa-IIIa eine Schaltungsanordnung 1 mit einer durch verlegtes Leiterband L gebildeten rechteckigen Spule, bei der im Verfahren zur Herstellung der Schaltungsanordnung 1 das Leiterband L in insgesamt vier Windungen exakt übereinander verlegt wurde, so dass sich vier übereinander angeordnete Leiterbandabschnitte LAl, LA2, LA3, LA4 ergeben. Dadurch ergibt sich eine kompakte Spule. Figur 3c zeigt eine Detailansicht dazu.
Das Substrat S, welches in diesem Ausführungsbeispiel wasserlöslich ist, wurde nach dem Verlegen des Leiterbandes L entfernt, so dass eine frei tragende Spule mit einer hohen parasitären elektrischen Kapazität und einem geringen elektrischen Widerstand hergestellt wurde. Das Leiterband L hat im hier dargestellten Beispiel eine Dicke von 20 μιη und eine Breite von 500 μηι. Der Kernlack KL weist allseitig eine Dicke von 2 μηι und der
Backlack B von 3 μηι auf. Dies ergibt eine Stapelbreite eines die Spule bildenden
Leiterbandstapels von 510 μηι und eine Stapelhöhe von 120 μηι.
In Figur 4 wurde das Leiterband L derart in Windungen nebeneinander und übereinander verlegt, dass sich im Querschnitt eine kompakte, treppenförmige Form der
Schaltungsanordnung 1 ergibt, wobei die ausgebildete Spule beispielsweise eine Antenne bildet. Vorteilhaft dabei ist, dass bei einem Einlaminieren der Schaltungsanordnung 1 in thermoplastische Folie die Spule besser in die Folie eingedrückt wird und die
Spulenabgänge Sl, S2 nicht über eine hohe Stufe gepresst werden. Dadurch ist eine
Abrissgefahr der Spulenabgänge Sl, S2 verhindert.
In den Figuren 5a und 5b wird in Draufsicht eine Möglichkeit einer Kapazitätskorrektur der Schaltungsanordnung 1 während des Verfahrens zu deren Herstellung dargestellt, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen oder Parameter eines durch die Spule und die vorgegebene elektrische Kapazität gebildeten Schwingkreises exakt einzustellen. Um die elektrische Kapazität oder die Schwingkreisparameter exakt einzustellen, kann ein bei der Herstellung der Schaltungsanordnung 1 durch ein Verlegen des Leiterbandes L gebildetes Schaltungsmuster durch Veränderung eines Kreuzungswinkels der sich kreuzenden
Leiterbandabschnitte LAl, LA2 korrigiert werden.
Es besteht die Möglichkeit, bei trendbehafteten Werten, ausgehend von aktuellen
Messergebnissen, das Schaltungsmuster, d. h. den Kreuzung swinkel der herzustellenden Schaltungsanordnung 1 entsprechend vorzugeben und/oder bei schwankenden
Messergebnissen während des Verlegens des Leiterbandes L die elektrische Kapazität oder von dieser abgeleitete Werte zu messen und kurz vor einer Fertigstellung der
Schaltungsanordnung 1 einen exakten Kreuzungswinkel zu ermitteln. So ist in Figur 5b durch den schrägen Kreuzungswinkel eine flächenmäßige Überdeckung der
Leiterbandabschnitte LAl, LA2 größer als in Figur 5a mit einem rechten Kreuzungswinkel. Daraus resultieren größere Kondensatorflächen, welche durch die überdeckten
Leiterbandabschnitte LAl, LA2 gebildet sind, wodurch sich in der in Figur 5b dargestellten Schaltungsanordnung 1 eine höhere elektrische Kapazität ergibt. In Figur 6 ist in einer Draufsicht eine Möglichkeit einer kapazitiven Kopplung von zwei Schaltung steilen einer Schaltungsanordnung 1 dargestellt. Werden die Schaltungsteile mit unterschiedlichen Leiterbandbreiten verlegt, ist es vorteilhaft, zuerst das breitere
Leiterband Lb als erste Leiterbandabschnitte LAl zu verlegen und mit dem schmaleren Leiterband Ls als zweite Leiterbandabschnitte LA2 die Überdeckung der
Leiterbandabschnitte LAl, LA2 herzustellen. Das untere breite Leiterband Lb, d. h. die ersten Leiterbandabschnitte LAl können als Leiterbahn auch Bestandteil einer gedruckten, geätzten, laserausgeschnittenen oder ausgefrästen Leiterplatte oder Leiterfolie sein. Auf diesen Leiterplatten oder Leiterfolien können Leiterbänder Lb als Ergänzung von ein- oder zweischichtigen Leiterplatten verlegt werden.
Die Figuren 7a und 7b zeigen in Draufsicht bzw. im Querschnitt entlang der Schnittlinie Vllb-VIIb eine Möglichkeit, die Kapazität übereinander angeordneter Leiterbandabschnitte LAl, LA2 durch Deformierung D der Leiterbandabschnitte LAl, LA2, d. h. durch Breitdrücken bestimmter Bereiche oder Abschnittslängen zu erhöhen.
Soll eine Schaltungsanordnung 1 mit einer vorgegebenen Kapazität und mit sehr geringen Toleranzen hergestellt werden und weisen Einflussfaktoren sehr große Toleranzen auf, beispielsweise eine Dicke der die Dielektrika bildenden elektrisch isolierenden Schicht iS zwischen den Leiterbandabschnitten LAl, LA2, eine Breitentoleranz der Leiterbandabschnitte LAl, LA2 oder Toleranzen in den Verlegeparametern, beispielsweise eine Zeitdauer und/oder eine Intensität einer UV-Bestrahlung des UV-reaktiven Klebers K während des Verlegens, eine Zeitdauer und/oder eine Höhe einer Erwärmungstemperatur einer Erwärmung des Klebers K oder des Backlacks B mittels thermischer Energie und/oder mittels Ultraschall während des Verlegens und/oder eine Zeitdauer und/oder eine Höhe eines Drucks, mit welchem die Leiterbandabschnitte LAl, LA2 aufeinander gepresst werden, so dass die vorgegebene elektrische Kapazität der Schaltungsanordnung 1 nicht sicher erreicht werden kann, so wird das Leiterband L so verlegt, dass der Kapazitätswert zunächst zu gering ist.
Nach Messung des Kapazitätswertes nach dem Verlegen des Leiterbandes L werden anschließend entsprechend einer festgestellten Differenz zwischen dem gemessenem
Kapazitätswert und der zu erreichenden vorgegebenen Kapazität so viele Leiterband- abschnitte LA1, LA2, beispielsweise mittels eines nicht näher dargestellten unbeheizten Druckstempels deformiert, dass die vorgegebene elektrische Kapazität erreicht wird.
Eine erforderliche Pressdruckbelastung ist beispielsweise vorher in Versuchen ermittelbar. In einer weiteren Ausführungsform ist beispielsweise nach einer jeweiligen erfolgten Defor- mierung D der Kapazitätswert erneut ermittelbar, so dass sich der vorgegebenen elektrischen Kapazität schrittweise angenähert werden kann. Durch die Deformation wird die Breite der Leiterbandabschnitte LA1, LA2 unter plastischer Verformung des Leiterbandes L und der elektrisch isolierenden Schicht iS erhöht, so dass sich die Kondensatorflächen vergrößern.
Eine Dicke der das Dielektrikum bildenden elektrisch isolierenden Schicht iS wird hierbei nur geringfügig verringert. Die Deformierung D wird vorzugsweise bei Raumtemperaturen ausgeführt. Um eine Längung der Leiterbandabschnitte LA1, LA2 zu vermeiden, ist der Druckstempel vorzugsweise mit einer sehr flachen Gravur, beispielsweise mit einer quer zu einer Verlegerichtung des Leiterbandes L verlaufenden Riffelung, versehen.
In den Figuren 8a bis 8c ist in Draufsicht bzw. im Querschnitt und in einer Detailansicht eine ähnliche Schaltungsanordnung 1 wie in Figur 7 dargestellt. Auch hier wird eine
Kapazitätskorrektur nach dem Verlegen des Leiterbandes L gezeigt. Dies erfolgt in der hier dargestellten Ausführungsform durch eine Verringerung der Dicke der das Dielektrikum bildenden elektrisch isolierenden Schicht iS zwischen den aufeinander angeordneten Leiterbandabschnitten LA1, LA2.
Durch Aufsetzen eines beheizten Druckstempels, wenn erforderlich, an verschiedenen Stellen des Leiterbandes L oder auch durch einen gleichzeitigen Einsatz mehrerer beheizter Druckstempel mit einer Temperatur größer der Erweichungstemperatur des Backlacks B bzw. des Klebers K, aber kleiner als eine Erweichungs- oder Schädigungstemperatur des Kernlacks KL, wird die Kapazität durch teilweises Herauspressen des erweichten
Backlacks B oder Klebers K zwischen den Leiterbandabschnitten LA1, LA2 erhöht, da die Dicke der das Dielektrikum bildenden elektrisch isolierenden Schicht iS zwischen den Leiterbandabschnitten LA1, LA2 reduziert wird und sich dadurch in diesen Bereichen eine reduzierte Dicke rD einstellt. Auch hier können erforderliche Druckparameter beispielsweise vorher in Versuchen erprobt werden, um auf diese Weise Vergleichswerte zu erhalten, oder die Reduzierung der Dicke der elektrisch isolierenden Schicht iS erfolgt schrittweise, wobei jeweils nachfolgend der Kapazitätswert gemessen wird, so dass die vorgegebene Kapazität exakt erreicht werden kann.
In den Querschnittsdarstellungen der Figuren 8b entlang der Schnittlinie Vlllb-VIIIb bzw. 8c ist die Veränderung durch das Herauspressen des erweichten Backlacks B oder Klebers K näher dargestellt. Die rechte Spulenseite ist unverändert. Das Leiterband L weist eine Dicke von 20 μιη auf. Die Beschichtung mit Kernlack KL weist je Leiterbandabschnitt LA1, LA2 allseitig eine Dicke von 2 μιη auf. Bei den nicht zusammengepressten Leiterbandabschnitten LA1, LA2 auf der rechten Spulenseite weist der Backlack B jedes Leiterbandabschnitts LA1, LA2 allseitig eine Dicke von 4 μιη auf. Das ergibt eine Dicke der als Dielektrikum zwischen den Leiterbandabschnitten LA1, LA2 fungierenden elektrisch isolierenden
Schicht iS von 12 μιη.
Auf der linken Seite sind zwei Leiterbandabschnitte LA1, LA2 unter Erwärmen durch thermische Energie und/oder Ultraschall und Herauspressen von Backlack B unter Druckeinwirkung zusammengepresst, so dass die Backlackschicht zwischen den Leiterbandabschnitten LA1, LA2 auf 2 μιη pro Leiterbandabschnitt LA1, LA2 reduziert ist. Daraus ergibt sich eine Reduzierung der als Dielektrikum fungierenden elektrisch isolierenden Schicht iS zwischen den Leiterbandabschnitten LA1, LA2 um 4 μιη auf eine reduzierte Dicke rD von 8 μιη, wodurch der Kapazitätswert der Schaltungsanordnung 1 gesteigert ist.
Eine weitere Möglichkeit zur Kapazitätskorrektur der Schaltungsanordnung 1 ist in Figur 9 dargestellt. Im Beispiel ist eine verlegte Spule dargestellt, deren verlängerte Abgänge eine Anzahl von Kreuzungen mit der verlegten Schaltung bilden und dadurch zusätzliche Teilkapazitäten TK schaffen. Diese Teilkapazitäten TK sind durch Zertrennen, beispielsweise mittels Durchstanzen, Laserschnitt oder Mikrosandstrahlen gezielt von der Schaltungsanordnung 1 abtrennbar, wodurch der Kapazitätswert der Schaltungsanordnung 1 reduziert wird.
Daher wird bei dieser Ausführungsform des Verfahrens das Leiterband L derart verlegt, dass sich zunächst ein Kapazitätswert einstellt, der höher ist als die vorgegebene elektrische Kapazität. Nach dem Verlegen und einer Kapazitätsmessung der Schaltungsanordnung 1 wird aus der Differenz zwischen dem gemessenen Kapazitätswert und der vorgegebenen elektrischen Kapazität eine Trennstelle T ermittelt, an welcher das Leiterband L zu durchtrennen ist, um Teilkapazitäten TK abzutrennen und die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
Auch hier können die Teilkapazitäten TK beispielsweise schrittweise abgetrennt werden und danach jeweils der Kapazitätswert der Schaltungsanordnung 1 verglichen werden, um so schrittweise die vorgegebene elektrische Kapazität der Schaltungsanordnung 1 einzustellen. In dem dargestellten Beispiel ist auf diese Weise eine Resonanzfrequenz, welche sich aus einer Modulkapazität eines in die Schaltungsanordnung 1 integrierten Moduls 3, beispielsweise eines Halbleiterchips, aus der parasitären Kapazität der Spule sowie aus einer Spuleninduktivität ergibt, sehr exakt einstellbar.
Diese Möglichkeit der Kapazitätsanpassung der Schaltungsanordnung 1 ist erforderlich, da Kapazitätstoleranzen von Halbleiterchips im Allgemeinen relativ groß sind und daher eine exakt hergestellte Spule noch keine befriedigende Lage der Resonanzfrequenz sicherstellt. Die durch Verlegen des Leiterbandes L gebildete Spule ist im dargestellten Beispiel auf einem Substrat S aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, verlegt. Das Modul 3 ist ein Halbleiterchip, dessen Anschlüsse mit dem Leiterband L verschweißt sind, beispielsweise durch Thermokompressionsschweißen.
Wesentlich für das Verlegen von Leiterbändern L ist, dass das Leiterband L verdrillungsfrei einem Verlegewerkzeug 4 der Vorrichtung 2 zur Herstellung der Schaltungsanordnung 1 zugeführt wird. Dies ist gegeben durch eine in den Figuren 10a und 10b dargestellte Aufhängung s Vorrichtung 5 für eine Leiterbandspule 6, bei der eine Spulenaufnahme 7, welche die Leiterbandspule 6 waagerecht aufnimmt, um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Mittels einer nicht dargestellten Nachführeinrichtung wird die Spulenaufnahme 7 und damit die Leiterbandspule 6 so in einer Horizontalen gedreht, dass entsprechend der zu
erzeugenden Schaltungsanordnung 1 auf dem Substrat S die Oberfläche des Leiterbandes L stets in Vorschubrichtung des Verlegewerkzeuges 4 zeigt.
In den Figuren 10a und 10b sind zwei Situationen mit unterschiedlichen Bewegungsrichtungen gezeigt. Insbesondere bei der Verlegung von spulenartigen oder konzentrischen Schaltungsmustern ist eine Nachführung der Spulenaufnahme 7 bzw. der Leiterbandspule 6 dringend erforderlich, um das Leiterband L verdrillung sfrei zu verlegen. Nur schematisch angedeutet sind Substratpositionierungsmittel 8. Das Leiterband L ist auf dem Substrat S verlegbar, indem das Verlegewerkzeug 4 relativ zum Substrat S und/oder das Substrat S mittels der Substratpositionierungsmittel 8 relativ zum Verlegewerkzeug 4 bewegbar ist.
Das dargestellte Verlegewerkzeug 4 ist zylinderförmig oder konisch ausgeformt und weist zumindest über einen Teil seiner Länge eine das Leiterband L führende Innenbohrung 9 und eine ringförmige, in Innen- und Außenradius übergehende, senkrecht zu seiner Längsachse angeordnete Wirkfläche 10 auf. Dadurch ist das Leiterband L verdrillungsfrei durch das Verlegewerkzeug 4 hindurchführbar und optimal auf das Substrat S bzw. auf bereits verlegtes Leiterband L verlegbar und befestigbar.
Vorzugsweise umfasst das Verlegewerkzeug 4 eine Ultraschallsonotrode und einen
Konverter. Der Ultraschall ist vorzugsweise senkrecht zu einer Oberfläche des Substrates S gerichtet. Das Verlegewerkzeug 4 ist stets senkrecht zu einem jeweiligen mit Leiterband L zu belegenden Substratabschnitt ausgerichtet. Mittels dieses Verlegewerkzeugs 4 ist das Leiterband L bzw. der Backlack B oder der Kleber K, welcher die elektrisch isolierende Schicht iS zwischen übereinander angeordneten Leiterbandabschnitten LAl, LA2 bildet, erwärmbar und die Leiterbandabschnitte LAl, LA2 aneinander und an das Substrat S pressbar, so dass die Leiterbandabschnitte LAl, LA2 stoffschlüssig fest aneinander und/oder am Substrat S befestigbar sind, wobei eine Dicke der isolierenden Schicht iS zwischen den Leiterbandabschnitten LAl, LA2 entsprechend den Erfordernissen eingestellt werden kann, um die vorgegebene elektrische Kapazität zu erreichen.
In Figur 11 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 2 zur Herstellung der Schaltungsanordnung 1 dargestellt, welche eine Leiterbandführungsvorrichtung 11 umfasst. Die Leiterbandführungsvorrichtung 11 ist gebildet aus zwei untereinander in Leiterbandablaufrichtung fest angeordneten Umlenkrollen 12 und einer über eine Federlagerung 13 horizontal bis zu einer maximalen und justierbaren Stellung auslenkbaren, an der
Federlagerung 13 befestigten und somit beweglich gelagerten Umlenkrolle 14. Dies erzeugt eine Leiterbandspeicherung in der Art, dass eine durch einen Stopp des Leiterbandablaufes bei weiterem Verlegen des Leiterbandes L im Leiterband L erzeugte erhöhte Zugspannung die bewegliche Umlenkrolle 14 gegen die Federlagerung 13 schiebt und somit weiteres Leiterband L zum Verlegen frei gibt.
Des Weiteren kann an dieser Ausführungsform der Vorrichtung 2 auch eine nicht näher dargestellte Prägevorrichtung angeordnet sein, welche bereits in der noch nicht
veröffentlichten Anmeldung DE 10 2009 012 255.9-33 des Anmelders offenbart ist, welche hiermit durch Referenz aufgenommen wird. Mit einer derartigen Prägevorrichtung ist vor dem Verlegen des Leiterbandes L eine musterartige Prägung in das Leiterband L einprägbar. Durch den Prägevorgang stoppt das Leiterband L kurz, wobei durch die erzeugte erhöhte Zugspannung die bewegliche Umlenkrolle 14 gegen die Federlagerung 13 geschoben wird und somit weiteres Leiterband L zum Verlegen frei gegeben wird. Ist das Leiterband L wieder nachführbar, gleitet die Federlagerung 13 mit der beweglichen Umlenkrolle 14 gedämpft zurück in eine justierbare maximale Auslenkungsstellung.
Figur 12 zeigt in schematischer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der
Vorrichtung 2 zur Herstellung der Schaltungsanordnung 1. Das Leiterband L, welches noch unbeschichtet ist, ist während des Verlegens von der Leiterbandspule 6 abrollbar. Die hier dargestellte Vorrichtung 2 umfasst Mittel 15 zum Aufbringen des Klebers K auf das Leiterband L vor dem Verlegen. Dadurch ist das Leiterband L beispielsweise mit einem flüssigen reaktiven Kleber K einseitig beschichtbar.
Der Kleber K ist beispielsweise aus einer lichtdichten gekühlten Kartusche über einen Spalt, über Mikrodüsen oder über eine Auftragsrolle auf das vorbeigeführte Leiterband L auftragbar. In einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsform ist das Leiterband L beispielsweise bereits mit dem Kleber K beschichtet und bis zur Verlegung beispielsweise tiefgekühlt gelagert. In einer weiteren Ausführungsform ist das Leiterband L mit dem Kleber K beschichtet, auf welchem eine Antihaftbeschichtung angeordnet ist. Diese Antihaftbe- schichtung ist beim Abspulen des Leiterbandes L von der Leiterbandspule 6 vom Kleber K entfernbar.
Danach ist das Leiterband L über die federnd gelagerte und/oder horizontal bewegliche Umlenkrolle 14 geführt. Ist die Umlenkrolle 14 nicht federnd gelagert, aber horizontal beweglich, so ist vor dem Verlegen des Leiterbandes L ein Ausmaß einer Umschlingung einer nachfolgenden beheizten Andrückrolle einstellbar, welche in dieser Ausführungsform das Verlegewerkzeug 4 darstellt. Dadurch ist in Abhängigkeit von einem Klebertyp und der Verlegegeschwindigkeit stets eine optimale Erwärmung des Leiterbandes L bzw. des Backlacks B oder des Klebers K zur Einleitung einer Klebereaktion sichergestellt.
Des Weiteren kann die Vorrichtung 2, wie hier dargestellt, eine
UV-Bestrahlungseinrichtung 16 zur UV-Bestrahlung des Leiterbandes L unmittelbar vor dem Verlegen umfassen, um eine Abbindereaktion des Klebers K zu beschleunigen.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung 2 des Weiteren eine Kühlvorrichtung 17 zur Kühlluftzufuhr auf das verlegte Leiterband L. Dadurch ist Reaktionswärme des Klebers K abführbar und eine hohe Verlegeproduktivität sicherstellbar, da das Leiterband L sehr schnell verlegbar ist, ohne bereits verlegtes Leiterband L wieder abzulösen.
Auf die Vorrichtung 2 wirkt eine Kraft F senkrecht zum Substrat S ein, so dass das Leiterband L im Verfahren zur Herstellung der Schaltungsanordnung 1 von der Leiterbandspule 6 abgespult, gegebenenfalls mit Kleber K beschichtet, an dem als Andrückrolle ausgebildeten Verlegewerkzeug 4 entlang geführt und dabei erwärmt wird, wobei der Kleber K gegebenenfalls durch UV-Bestrahlung reaktionsangeregt wird. Danach wird das Leiterband L mittels des Verlegewerkzeugs 4, d. h. mittels der Andrückrolle, durch die Krafteinwirkung auf die Vorrichtung 2 auf das Substrat S bzw. auf das bereits verlegte Leiterband L gepresst, wobei sich der Kleber K oder der Backlack B mit dem Substrat S oder dem bereits verlegten Leiterband L stoffschlüssig verbindet. Dadurch ist das Leiterband L fest auf dem Substrat S bzw. auf dem bereits verlegten Leiterband L angeordnet.
Wie in Figur 13 dargestellt, weist das als Andrückrolle ausgeführte Verlegewerkzeug 4 am Umfang eine als geringe nutartige Vertiefung ausgebildete Führungsnut 18 zur Führung des Leiterbandes L auf. Eine Tiefe der Führungsnut 18 beträgt vorzugsweise die Hälfte der Dicke des noch nicht mit Kleber K beschichteten Leiterbandes L, beispielsweise 20 μιη. Die Führungsnut 18 dient zur Führung des Leiterbandes L in Radien des Schaltungsmusters, wodurch dem zu verlegenden Leiterband L eine geforderte Richtungsänderung aufzwingbar ist. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Schaltungsanordnung
2 Vorrichtung
3 Modul
4 Verlegewerkzeug
5 Aufhängungsvorrichtung
6 Leiterbandspule
7 Spulenaufnahme
8 Substratpositionierungsmittel
9 Innenbohrung
10 Wirkfläche
11 LeiterbandführungsvoiTichtung
12 feste Umlenkrolle
13 Federlagerung
14 bewegliche Umlenkrolle
15 Mittel zum Aufbringen des Klebers
16 UV-Bestrahlungseinrichtung
17 Kühlvorrichtung
18 Führungsnut
B Backlack
D Deformiemng
F Kraft
iS elektrisch isolierende Schicht
K Kleber
KL Kernlack
L Leiterband
LA1, LA2, LA3, LA4 Leiterbandabschnitt
Lb breites Leiterband
Ls schmales Leiterband
rD reduzierte Dicke
S Substrat
S1.S2 Spulenabgang
T Trennstelle
TK Teilkapazität

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung (1) mit einer vorgegebenen
elektrischen Kapazität, wobei auf zumindest einer Oberflächenseite eines Substrates (S) zumindest ein metallisches, elektrisch leitfähiges Leiterband (L, Lb, Ls) verlegt wird, wobei zumindest ein erster Leiterbandabschnitt (LAl) auf dem Substrat (S) verlegt wird und zumindest ein zweiter Leiterbandabschnitt (LA2, LA3, LA4) zumindest bereichsweise auf den ersten Leiterbandabschnitt (LAl) verlegt wird und wobei zwischen den Leiterbandabschnitten (LAl, LA2, LA3, LA4) eine elektrisch isolierende Schicht (iS) angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass Leiterband (L, Lb, Ls) verlegt wird, welches eine Breite von 100 μιη bis 1000 μιη und eine Dicke von 5 μιη bis 40 μιη aufweist, wobei die Leiterbandabschnitte (LAl, LA2, LA3, LA4) gezielt und definiert partiell oder fast vollständig übereinander gelegt und stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (iS) vor dem Verlegen des Leiterbandes (L, Lb, Ls) auf zumindest eine
Oberflächenseite zumindest eines Leiterbandabschnittes (LAl, LA2, LA3, LA4) und/oder auf einen mit dem zweiten Leiterbandabschnitt (LA2, LA3, LA4) zu belegenden Bereich des Substrates (S) aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch
isolierende Schicht (iS) unmittelbar vor dem Verlegen und/oder während des Verlegens des zweiten Leiterbandabschnitts (LA2, LA3, LA4) auf den ersten Leiterbandabschnitt (LAl) durch thermische Energie, Ultraschall, UV-Bestrahlung und/oder Druck erwärmt, zumindest teilweise aufgeschmolzen und/oder reaktionsangeregt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leiterbandabschnitt (LA2, LA3, LA4) mit einer vorgegebenen Kraft (F) auf den ersten Leiterbandabschnitt (LAl) aufgepresst wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbandabschnitte (LA1, LA2, LA3, LA4) derart übereinander verlegt werden, dass sie eine Spule mit zumindest zwei Windungen ausbilden, wobei durch die voneinander isolierten und übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte (LA1, LA2, LA3, LA4) der Spule ein Schwingkreis mit der vorgegebenen elektrischen Kapazität, einer vorgegebenen Induktivität und einer vorgegebenen Resonanzfrequenz ausgebildet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kapazität während des Verlegens und/oder nach dem Verlegen ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verlegeparameter vor dem Verlegen in Abhängigkeit von der zu erreichenden
vorgegebenen elektrischen Kapazität vorgegeben werden und/oder während des
Verlegens in Abhängigkeit von der zu erreichenden vorgegebenen elektrischen Kapazität gesteuert und/oder geregelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verlegeparameter eine Verlegerichtung, eine Verlegegeschwindigkeit, eine Länge des verlegten
Leiterbandes (L, Lb, Ls), eine Zeitdauer und/oder eine Intensität der UV-Bestrahlung, eine Zeitdauer und/oder eine Höhe einer Erwärmungstemperatur der Erwärmung mittels thermischer Energie und/oder mittels Ultraschall und/oder eine Zeitdauer und/oder eine Höhe des Drucks vorgegeben, gesteuert und/oder geregelt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterband (L, Lb, Ls) derart verlegt wird, dass die vorgegebene elektrische Kapazität innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches unterschritten wird und anschließend durch Erwärmen mittels thermischer Energie und/oder Ultraschall und Druckeinwirkung auf zumindest einen der Bereiche, in welchen zumindest zwei Leiterbandabschnitte (LA1, LA2, LA3, LA4) übereinander verlegt sind, eine Dicke der elektrisch isolierenden Schicht (iS) zwischen den Leiterbandabschnitten (LA1, LA2, LA3, LA4) durch zumindest teilweises Aufschmelzen und Herauspressen eines Backlacks (B) oder Klebers (K) zwischen den Leiterbandabschnitten (LA1, LA2, LA3, LA4) soweit verringert wird, dass die vorgegebene elektrische Kapazität erreicht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Leiterband (L, Lb, Ls) derart verlegt wird, dass die vorgegebene elektrische Kapazität innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches überschritten wird und dass eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Leiterbandabschnitten (LAl, LA2, LA3, LA4) nebeneinander auf dem Substrat (S) ausgebildet werden und anschließend durch
Zerschneiden des Leiterbandes (L, Lb, Ls) eine vorgegebene Anzahl der übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte (LAl, LA2, LA3, LA4) von der
Schaltungsanordnung (1) abgetrennt werden, so dass die vorgegebene elektrische Kapazität erreicht wird.
11. Schaltungsanordnung (1) mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität, hergestellt mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend ein Substrat (S) mit zumindest einem metallischen, elektrisch leitfähigen Leiterband (L, Lb, Ls), wobei zumindest ein erster Leiterbandabschnitt (LAl) auf dem Substrat (S) angeordnet ist und zumindest ein zweiter Leiterbandabschnitt (LA2, LA3, LA4) zumindest bereichsweise auf dem ersten Leiterbandabschnitt (LAl) angeordnet ist und wobei zwischen den Leiterbandabschnitten (LAl, LA2, LA3, LA4) eine elektrisch isolierende Schicht (iS) angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterband (L, Lb, Ls) eine Breite von 100 μιη bis 1000 μιη und eine Dicke von 5 μιη bis 40 μιη aufweist und dass die
Leiterbandabschnitte (LAl, LA2, LA3, LA4) gezielt und definiert partiell oder fast vollständig übereinander gelegt und stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
12. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Leiterbandabschnitte (LAl, LA2, LA3, LA4) eine Spule mit zumindest zwei Windungen ausbilden, wobei durch die voneinander isolierten und übereinander angeordneten Leiterbandabschnitte (LAl, LA2, LA3, LA4) der Spule ein Schwingkreis mit der vorgegebenen elektrischen Kapazität, einer vorgegebenen Induktivität und einer vorgegebenen Resonanzfrequenz ausgebildet ist.
13. Vorrichtung (2) zur Herstellung einer Schaltungsanordnung (1) mit einer vorgegebenen elektrischen Kapazität nach Anspruch 11 oder 12 und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend ein Verlegewerkzeug (4), eine
Leiterbandspule (6) und Substratpositionierungsmittel (8), wobei zumindest ein erster Leiterbandabschnitt (LA1) auf dem Substrat (S) verlegbar ist und zumindest ein zweiter Leiterbandabschnitt (LA2, LA3, LA4) zumindest bereichsweise derart auf den ersten Leiterbandabschnitt (LA1) verlegbar ist, dass zwischen den
Leiterbandabschnitten (LA1, LA2, LA3, LA4) eine elektrisch isolierende Schicht (iS) angeordnet ist, welche ein Dielektrikum bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass ein metallisches, elektrisch leitfähiges Leiterband
(L, Lb, Ls) verlegbar ist, welches eine Breite von 100 μιη bis 1000 μιη und eine Dicke von 5 μιη bis 40 μιη aufweist, wobei die Leiterbandabschnitte (LA1, LA2, LA3, LA4) gezielt und definiert partiell oder fast vollständig übereinander legbar und stoffschlüssig miteinander verbindbar sind, und dass das Verlegewerkzeug (4) relativ zum Substrat (S) und/oder das Substrat (S) mittels der Substratpositionierungsmittel (8) relativ zum Verlegewerkzeug (4) bewegbar ist, wobei das Verlegewerkzeug (4) stets senkrecht zu einem jeweiligen mit Leiterband (L, Lb, Ls) zu belegenden Substratabschnitt ausrichtbar ist.
14. Vorrichtung (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbandspule (6) um eine horizontale Drehachse drehbar gelagert in einer Spulenaufnahme (7) angeordnet ist, welche um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die
Spulenaufnahme (7) mittels einer Nachführeinrichtung bei Richtungsänderungen während eines Verlegens des Leiterbandes (L, Lb, Ls) auf dem Substrat (S) derart nachdrehbar ist, dass das Leiterband (L, Lb, Ls) verdrillungsfrei tangential von der Leiterbandspule (6) abspulbar ist.
15. Vorrichtung (2) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verlegewerkzeug (4) eine Andrückrolle ist, oder dass das Verlegewerkzeug (4) zylinderförmig oder konisch ausgeformt ist und zumindest über einen Teil seiner Länge eine das Leiterband (L, Lb, Ls) führende Innenbohrung (9) und eine ringförmige, in Innen- und Außenradius übergehende, senkrecht zu seiner Längsachse angeordnete Wirkfläche (10) aufweist.
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