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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für einen Feuchtesensor sowie ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung für einen Feuchtesensor. Die Anordnung und das Verfahren können dazu geeignet sein, einen Manipulationsschutz für ein Sicherheitsetikett zu ermöglichen.
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Sicherheitsetiketten können der Autorisierung oder zum Herkunftsnachweis dienen und können überall dort zum Einsatz kommen, wo es notwendig ist, Gegenstände zu verifizieren und/oder Personen zu identifizieren. Dies betrifft zum Beispiel Fahrzeuge, die in Sperrbereiche einfahren möchten, oder auch zum Beispiel Behältnisse, deren Inhalte geschützt werden sollen. In diesem Zusammenhang besitzen Sicherheitsetiketten beispielsweise auch elektronische Komponenten, wie zum Beispiel RFID-Transponder, deren Funktionsweise gegen Manipulation geschützt werden soll.
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Es ist eine Aufgabe, eine Anordnung und ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung zu schaffen, die dazu geeignet sind, auf einfache Weise einen Manipulationsschutz für Sicherheitsetiketten zu ermöglichen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Anordnung für ein Sicherheitsetikett, eine Substratschicht mit einer Oberfläche und einer auf der Oberfläche der Substratschicht angeordnete erste Schicht mit einer Oberfläche, die von der Substratschicht abgewandt ist. Die Anordnung umfasst weiter eine zweite Schicht, die auf der Oberfläche der ersten Schicht angeordnet ist und die eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Dabei ist die erste Schicht derart ausgebildet, dass sie in einem ersten Zustand ein erstes Volumen hat und in einem zweiten Zustand, wenn sie in Kontakt mit Feuchtigkeit ist, ein zweites Volumen hat, das größer ist als das erste Volumen. Die erste Schicht und die zweite Schicht sind so aufeinander angeordnet, dass die zweite Schicht in dem ersten Zustand durchgehend und in dem zweiten Zustand unterbrochen ist.
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Auf diese Weise wird eine Anordnung für ein Etikett mit Feuchtesensor realisiert, um Feuchtigkeitseinwirkungen nachweisen zu können. In einer Anwendung des Etiketts kann so auf einfache Weise ein Ablösen des Etiketts mittels Feuchtigkeit nachgewiesen und dadurch ein Manipulationsschutz gegen eine missbräuchliche Verwendung des Etiketts ermöglicht werden.
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Die zweite Schicht weist in Abhängigkeit ihres Materials eine elektrische Leitfähigkeit auf und ist beispielsweise mit einem oder mehreren elektrischen Bauteilen gekoppelt, sodass mittels der beschriebenen Anordnung auf einfache Weise eine Nachweisbarkeit eines Ablöseversuchs mittels Feuchtigkeit möglich ist. Die Substratschicht dient zum Beispiel als Trägermaterial und kann eine PET-Folie sein.
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Im Falle eines Manipulationsversuchs mittels Feuchtigkeit, insbesondere Wasser oder Wasserdampf, bricht die zweite Schicht auf, sodass die zweite Schicht nicht länger durchgehend ausgebildet ist. Ein solcher Manipulationsversuch führt folglich zu einer irreversiblen Zerstörung der zweiten Schicht an einer oder mehreren Stellen, wodurch ein elektrisches Leiten mittels der zweiten Schicht in dem zweiten Zustand nicht mehr möglich ist.
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Ist die zweite Schicht beispielsweise ein Teil einer Leiterbahn eines elektrischen Bauteils, führt ein Aufbrechen der zweiten Schicht in dem zweiten Zustand zu einer Signalveränderung, die auf einfache Weise festgestellt und ausgewertet werden kann. Gegebenenfalls führt ein Aufbrechen der zweiten Schicht auch zu einem kompletten Funktionsverlust des elektrischen Bauteils, sodass ein Missbrauch der Anordnung oder eines zugehörigen Sicherheitsetiketts, welches die Anordnung umfasst, verhindert oder zumindest erschwert wird.
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Beispielsweise ist die Anordnung, oder genauer die zweite Schicht der Anordnung, mit einem RFID-Transponder elektrisch verbunden, der im Betrieb jeweils ein Signal empfängt und/oder aussendet. In dem ersten Zustand der Anordnung ist die zweite elektrisch leitfähige Schicht durchgehend und funktionsfähig und somit ist auch die gewünschte Funktionsweise des RFID-Transponders hinsichtlich des Empfangens und Aussendens von Signalen gegeben.
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Wenn aber die Anordnung, oder die erste Schicht der Anordnung, mit Feuchtigkeit in Kontakt gerät, so quillt die erste Schicht auf und weist im Vergleich zu dem ersten Volumen in dem ersten Zustand das vergrößerte zweite Volumen in dem zweiten Zustand auf. In diesem zweiten Zustand der Anordnung hat sich das Volumen der ersten Schicht derart vergrößert, dass die darüber angeordnete zweite Schicht unterbrochen und nicht länger funktionsfähig ist. In diesem Zusammenhang ist die zweite Schicht irreversibel zerstört, sodass auch ein Austrocknen der ersten Schicht, wenn zum Beispiel die aufgenommene Feuchtigkeit die erste Schicht wieder verlässt, nicht wieder zu der Anordnung in dem ersten Zustand führt.
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Grundsätzlich sind quellbare Materialien für die erste Schicht einsetzbar, die ihr Volumen bei Kontakt mit Feuchtigkeit ändern. Dabei umfasst ein Kontakt mit Feuchtigkeit unter anderem auch Kontakt mit wässrigen oder organischen Medien, wie zum Beispiel Säuren, Basen und Salzlösungen oder Alkane, Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Ester und halogenierte Kohlenwasserstoffe.
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Das zweite Volumen der ersten Schicht in dem zweiten Zustand ist beispielsweise mindestens 10 % größer als das erste Volumen der ersten Schicht in dem ersten Zustand. Gemäß weiterer Ausführungsformen ist das zweite Volumen der ersten Schicht in dem zweiten Zustand beispielsweise mehr als 50 % größer als das erste Volumen der ersten Schicht in dem ersten Zustand. Abschnittsweise kann das zweite Volumen der ersten Schicht in dem aufgequollenen zweiten Zustand auch mehr als 100 % bis 400 % größer sein als der jeweilige Abschnitt des ersten Volumens der ersten Schicht in dem nicht aufgequollenen ersten Zustand.
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Somit ist eine Funktionsweise des RFID-Transponders nicht länger gegeben oder entspricht zumindest nicht mehr einem vorherigen Betriebszustand. Ein Empfangen und Aussenden von Signalen mittels des RFID-Transponders ist aufgrund von Einwirken mittels Feuchtigkeit verändert. Somit ist ein kostengünstiger Manipulationsschutz für Sicherheitsetiketten realisierbar, der unter anderem eine Manipulation elektronischer Bauteile auf einfache Weise erkennbar macht.
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Die erste Schicht und die zweite Schicht können auf die Substratschicht aufgedruckt sein.
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Auf diese Weise wird eine Anordnung realisiert, die einfach und kostengünstig herstellbar ist. Beispielsweise werden die erste Schicht und die zweite Schicht mittels eines Siebdruckverfahrens auf die Oberfläche der Substratschicht aufgedruckt und ermöglichen somit einen besonders einfachen Herstellungsprozess der beschriebenen Anordnung.
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Die erste Schicht kann ein Geliermittel und/oder einen Lack umfassen, das und/oder der in Kontakt mit Feuchtigkeit in den zweiten Zustand aufquillt.
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Geliermittel sind Stoffe, die unter anderem die Eigenschaft haben, in Kontakt mit Wasser aufzuquellen oder Wasser zu binden und führen dabei zu einer Gelierung. Geliermittel sind beispielsweise einem Lack oder einer Druckfarbe beigemischt und ermöglichen so ein Aufdrucken der ersten Schicht, die die beschriebene Eigenschaft beinhaltet, in Kontakt mit Feuchtigkeit aufzuquellen. Eine Quantität und Qualität des Aufquellens der ersten Schicht ist unter anderem abhängig zum Beispiel von einer Auswahl und einem Anteil des Geliermittels in einem Lack oder Lacksystem. Ein Beispiel für einen Lack ist in diesem Zusammenhang der Absorptionslack 972 UV 0270 der Firma RUCO. Weitere Beispiele sind UVS 904 der Firma Marabu und Cx/E50 von Coates Screen Inks.
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Die erste Schicht kann einen Superabsorber umfassen, der in Kontakt mit Feuchtigkeit in den zweiten Zustand aufquillt.
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Superabsorber sind spezielle Geliermittel und umfassen superabsorbierende Polymersubstanzen, die beispielsweise pulverförmig ausgebildet sind und unter anderem aufgrund ihrer polymeren Netzwerkstruktur die Eigenschaft besitzen, relativ viel Feuchtigkeit aufzunehmen und diese über einen relativ langen Zeitraum zu speichern im Vergleich zu anderen Geliermitteln. Dabei ist der Ausgangsstoff eines Superabsorbers meist einem Lack oder einer Druckfarbe beigemischt, um eine druckfähige Paste zu realisieren.
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Bedingt durch die Aufnahme von Feuchtigkeit, wenn eine superabsorbierende Schicht in Kontakt mit Feuchtigkeit kommt, vergrößert sich ihr Volumen zum Beispiel um ein Vielfaches und es bildet sich ein Hydrogel, das in der Regel eine zerklüftete Struktur aufweist. Ein Beispiel für einen Superabsorber oder eine superabsorbierende Polymersubstanz ist das Geliermittel Z1069 der Firma Evonik Industries AG.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die zweite Schicht eine Silberleitpaste, die elektrische Leitfähigkeit aufweist.
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Die Silberleitpaste ist ein möglicher Bestandteil der zweiten Schicht und umfasst in der Regel Harze, Lösemittel und elektrisch leitende Partikel. Auf diese Weise wird zum Beispiel in Abhängigkeit einer vorgegebenen Konzentration der Silberleitpaste eine vorgegebene elektrische Leitfähigkeit realisiert und ein Aufdrucken der zweiten Schicht ermöglicht.
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Die zweite Schicht kann aber alternativ oder zusätzlich auch andere elektrisch leitfähige Partikel beinhalten, wie zum Beispiel Kupfer oder Graphit, sodass die zweite Schicht eine Kupferleitpaste oder eine Graphitleitpaste umfasst. Dabei sind die elektrisch leitfähigen Partikel meist plattenförmig ausgebildet, weil eine solche Ausgestaltung beispielsweise eine höhere elektrische Leitfähigkeit und geringere Widerstände realisiert als zum Beispiel kugelförmige Partikel.
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Im Zusammenhang mit der beschriebenen Anordnung ist es zum Beispiel nutzbringend bei einer Herstellung der beschriebenen Anordnung feinkörnige Leitlacke oder Leitpasten mit plattenförmigen elektrisch leitenden Partikeln zu verwenden, die beim Aufquellen der ersten Schicht in dem zweiten Zustand ein feineres Bruchverhalten besitzen als grobkörnige Leitlacke und Leitpasten. Ein Beispiel für eine Silberleitpaste ist mit der Abkürzung AG 1007 beschrieben.
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Die zweite Schicht ist zum Beispiel streifenförmig ausgebildet.
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In diesem Zusammenhang ist mit dem Begriff streifenförmig eine geometrische Form der zweiten Schicht beschrieben, bei der eine räumliche Dimension deutlich größer ausgestaltet ist als die anderen beiden. Das bedeutet zum Beispiel in Bezug auf eine Aufsicht auf die zweite Schicht, dass eine Länge der zweiten Schicht größer ist gegenüber einer Breite der zweiten Schicht. Beispielsweise ist ein Wert der Länge mindestens zehnmal so groß wie ein Wert der Breite, was in der Aufsicht eine streifenförmige Ausgestaltung der zweiten Schicht realisiert.
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Eine streifenförmige zweite Schicht dient zum Beispiel als eine Leiterbahn beispielsweise einer Antenne oder einer Platine und ermöglicht eine platzsparende Implementierung in ein zugehöriges elektrisches Bauteil. Beispielsweise ist die zweite Schicht streifenförmig auf die erste Schicht aufgedruckt, wobei die erste Schicht wiederum flächig ausgestaltet ist.
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Zum Beispiel ist die zweite Schicht mäanderförmig ausgebildet und deckt einen größeren Abschnitt auf der ersten Schicht ab als dies der Fall wäre, wenn die zweite Schicht als ein einzelner Streifen von einer Kante zur anderen Kante der ersten Schicht verläuft. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, eine Aktivierungsgeschwindigkeit der Anordnung zu erhöhen, dadurch dass die zweite Schicht in Bezug auf ihre Länge einen größeren Teil der quellbaren ersten Schicht bedeckt. Außerdem ist eine streifenförmige Ausgestaltung der zweiten Schicht gegebenenfalls vorteilhaft für ein jeweils gekoppeltes elektrisches Bauteil und eine Art der Anwendung, die zum Beispiel Signalübertragungen im Hochfrequenzbereich umfassen.
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Die erste Schicht und die zweite Schicht können flächig ausgebildet sein.
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Auf diese Weise wird eine vergrößerte Fläche zum Beispiel gegen einen Ablöseversuch mittels Feuchtigkeit und eine nichtgebräuchliche Verwendung eines Sicherheitsetiketts geschützt. In diesem Fall können eine Länge und eine Breite der jeweiligen Schicht annähernd gleich groß sein. Zum Beispiel beträgt ein Längen zu Breiten Verhältnis der jeweiligen Schicht 2:1 oder auch 1:3. Eine flächige Ausgestaltung der ersten und zweiten Schicht ermöglicht es somit, eine größere elektrisch leitendende Fläche für einen Feuchtesensor bereitzustellen und somit ein größeren Bereich eines Etiketts in Bezug auf ein Einwirken mittels Feuchtigkeit zu sensitivieren.
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Wenn zum Beispiel die zweite Schicht der beschriebenen Anordnung flächig aufgedruckt wird, ist es in diesem Zusammenhang nutzbringend auch die erste Schicht flächig auszubilden, da andernfalls die zweite Schicht die erste Schicht beispielsweise vollständig überlappt. In einem solchen Fall kommt es dann gegebenenfalls nur zu einem lokalen Aufbrechen der zweiten Schicht mittels Aufquellen der darunter angeordneten ersten Schicht, sodass in dem zweiten Zustand dann gegebenenfalls abseits von der ersten Schicht noch ein durchgehend elektrisch leitender Teil der zweiten Schicht vorhanden sein kann. Außerdem ist eine flächige Ausgestaltung der ersten und zweiten Schicht gegebenenfalls nutzbringend für ein jeweils gekoppeltes elektrisches Bauteil und eine Art der Anwendung, die zum Beispiel Signalübertragungen im Hochfrequenzbereich umfassen.
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Beispielsweise ist die zweite Schicht ein Abschnitt einer Leiterbahn eines elektrischen Bauteils.
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Auf diese Weise ist es, wie bereits beschrieben, möglich, das jeweilige elektrische Bauteil mittels der Anordnung gegen Manipulationen mittels Feuchtigkeit zu schützen. Die in dem zweiten Zustand resultierende Unterbrechung der zweiten Schicht ist irreversibel und führt zu einer veränderten Funktionsweise des elektrischen Bauteils oder gar zu dessen kompletten Funktionsverlust.
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Ein Beispiel für ein elektrisches Bauteil ist ein RFID-Transponder mit einer Schleifen- oder Dipolantenne, welcher mit der beschriebenen Anordnung gegen eine missbräuchliche Verwendung geschützt werden kann.
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Die zweite Schicht kann ein Abschnitt einer Leiterbahn einer Antenne eines Transponders sein.
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Diese Ausgestaltung der Anordnung ist insbesondere vorteilhaft für Antennen oder Antennenstrukturen, bei denen eine oder mehrere Leiterbahnen mit einer oder mehreren zweiten Schichten der Anordnung elektrisch gekoppelt sind.
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Zum Beispiel ist die Antenne eine Schleifenantenne oder eine Dipolantenne.
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Die zweite Schicht kann auch ein Abschnitt einer Leiterbahn eines RFID-Transponders sein.
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Zum Beispiel ist eine Void-Struktur zwischen der Oberfläche der Substratschicht und der ersten Schicht angeordnet.
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Eine Void-Struktur bietet in diesem Zusammenhang einen zusätzlichen Manipulationsschutz, der mittels zweier oder mehrerer unterschiedlich stark klebender Strukturen realisiert wird. Beispielsweise ist eine stärker klebende Struktur in Form eines Schriftzugs in der Void-Struktur implementiert, während andere Abschnitte der Void-Struktur schwächer klebend sind. Wird die Void-Struktur oder ein Sicherheitsetikett, das die Void-Struktur umfasst, auf einem zu sichernden Gegenstand aufgebracht, bleibt bei einem Lösen des Sicherheitsetiketts der stärker klebende Schriftzug an dem Gegenstand kleben, während die schwächer klebenden Abschnitte mit dem Sicherheitsetikett von dem Gegenstand entfernt werden. Alternativ können die mindestens zwei beschriebenen Strukturen auch umgekehrt hinsichtlich ihrer Klebestärke ausgebildet sein, sodass zum Beispiel die Struktur in Form eines Schriftzugs schwächer klebend ist.
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Eine solche Void-Struktur bietet im Zusammenhang mit dem beschriebenen Manipulationsschutz gegen ein Einwirken mittels Feuchtigkeit und dem damit einhergehenden Unterbrechen der zweiten Schicht eine erhöhte Sicherheit gegen Missbrauch des Sicherheitsetiketts.
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Die Anordnung kann auch eine gestanzte Struktur zwischen der Oberfläche der Substratschicht und der ersten Schicht umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine der zuvor beschriebenen Schichten und/oder die Void-Struktur eine gestanzte Struktur aufweisen.
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Auch eine gestanzte Struktur bietet im Zusammenhang mit der beschriebenen Anordnung einen erhöhten Manipulationsschutz zum Beispiel im Vergleich zu Sicherheitsetiketten, die keinen zusätzlichen Manipulationsschutz gegen ein missbräuchliches Ablösen unter Verwendung von Feuchtigkeit bieten. Beispielsweise weist die Substratschicht Stanzungen auf, die zum Beispiel T- oder Y-förmig ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich weist in weiteren Ausführungsformen der Anordnung die erste und/oder die zweite Schicht eine gestanzte Struktur auf.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsetiketts ein Bereitstellen einer Substratschicht, ein Bereitstellen einer ersten Substanz, die in einem ersten Zustand ein erstes Volumen und in einem zweiten Zustand, wenn sie in Kontakt mit Feuchtigkeit ist, ein zweites Volumen hat, das größer ist als das erste Volumen und ein Bereitstellen einer zweiten Substanz, die elektrische Leitfähigkeit aufweist. Das Verfahren umfasst weiter ein Aufdrucken der ersten Substanz auf eine Oberfläche der Substratschicht und dadurch Ausbilden einer ersten Schicht mit einer Oberfläche, die von der Substratschicht abgewandt ist. Das Verfahren umfasst weiter nachfolgend zu dem Aufdrucken der ersten Substanz ein Aufbringen der zweiten Substanz auf die Oberfläche der ersten Schicht und dadurch Ausbilden einer zweiten Schicht.
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Das Aufbringen der zweiten Substanz und das Ausbilden der zweiten Schicht auf der Oberfläche der ersten Schicht kann insbesondere mittels Aufdrucken erfolgen. Alternativ kann die zweite Schicht auch durch Laminieren, Gasphasenbeschichtung oder auch galvanisch auf die erste Schicht aufgebracht werden.
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In diesem Zusammenhang wird ein Verfahren zum Herstellen einer Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Anordnung beansprucht, mittels dessen es möglich ist, ein Sicherheitsetikett inklusive eines Manipulationsschutzes gegen ein missbräuchliches Ablösen mit seinen wesentlichen Komponenten drucktechnisch herzustellen.
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Gegebenenfalls ist es im Zusammenhang mit dem Verfahren nutzbringend, wenn die zweite Substanz mit einer geringen Dicke auf die erste Schicht aufgedruckt wird. Es kann zum Beispiel eine möglichst dünne Dicke sein, sodass aber noch abhängig von einer Zusammensetzung der zweiten Substanz ein gewünschtes elektrisches Leiten der zweiten Schicht realisierbar ist. Dabei bezieht sich die Auftragsdicke auf eine Dicke der zweiten Schicht im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Substratschicht. Auch eine Geometrie der zweiten Schicht parallel zu der Oberfläche der Substratschicht kann sich auf ein Aufbrechen der zweiten Schicht beim Übergang von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand auswirken.
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Die erste Substanz umfasst zum Beispiel einen Lack, wie beispielsweise den Absorptionslack 972 UV 0270 der Firma RUCO, und ein Geliermittel, wie beispielsweise die superabsorbierende Polymersubstanz Z1069. Dabei ist es beispielsweise nutzbringend, wenn die erste Substanz ungefähr zu 90 % den Absorptionslack 972 UV 0270 und zu 10 % das Geliermittel Z1069 beinhaltet, um eine druckfähige Paste zu realisieren, die die Eigenschaft aufweist, in Kontakt mit Feuchtigkeit aufzuquellen.
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Wird die zweite Schicht beispielsweise streifenförmig auf die erste Schicht aufgedruckt, sind zum Beispiel Breiten zwischen 0,25 mm und 0,5 mm vorteilhaft. In Bezug auf eine Aufsicht bezeichnet die Breite in diesem Zusammenhang die räumliche Dimension der zweiten Schicht, die gegenüber der Länge einen deutlich kleineren Wert besitzt.
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Das Verfahren kann ein Aufdrucken der ersten Substanz und/oder der zweiten Substanz mittels eines Siebdruckverfahrens umfassen.
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Ein Siebdruckverfahren bildet in diesem Zusammenhang ein Druckverfahren, bei dem die erste und/oder zweite Substanz zum Beispiel mittels eines maschenartigen Siebs auf die Oberfläche der Substratschicht aufgedruckt wird.
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Beispielsweise ist mittels des Siebdruckverfahrens eine Verwendung eines 32/70iger oder eines 77/55iger Siebs nutzbringend, um zum Beispiel eine gewünschte elektrische Leitfähigkeit und Geometrie der ersten und/oder zweiten Schicht zu realisieren.
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Das Verfahren kann zusätzlich ein Kontaktieren der zweiten Schicht mit mindestens einer Leiterbahn eines elektrischen Bauteils umfassen.
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Auf diese Weise wird mittels des beschriebenen Verfahrens zum Beispiel ein gedrucktes Sicherheitsetikett realisiert, das beispielsweise ein elektrisches Bauteil umfasst und bei dem ein Teil einer Leiterbahn des elektrischen Bauteils gegen ein missbräuchliches Ablösen und eine nicht gebräuchliche Verwendung geschützt ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sicherheitsetikett,
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sicherheitsetikett,
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sicherheitsetikett,
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4 ein Ablaufdiagramm zum Herstellen eines Sicherheitsetiketts,
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5 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung für einen RFID-Transponder,
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6a ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung in einem ersten Zustand,
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6b ein Ausführungsbeispiel der Anordnung in einem zweiten Zustand,
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7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung für ein Sicherheitsetikett.
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Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1 für ein Sicherheitsetikett in einer Seitenansicht, die eine Substratschicht 3, eine erste Schicht 10 und eine zweite Schicht 20 umfasst. Die dargestellte Seitenansicht bezieht sich in diesem Ausführungsbeispiel auf eine Ebene, die durch eine z-Achse und eine x-Achse aufgespannt ist. Entsprechend sind die z-Richtung und x-Richtung in 1 dargestellt.
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Die Substratschicht 3 weist eine Oberfläche 5 auf und die erste Schicht 10 weist eine Oberfläche 11 auf, die der Substratschicht 3 abgewandt ist und die der zweiten Schicht 20 zugewandt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste Schicht 10 und die zweite Schicht 20 in Bezug auf die Seitenansicht im Wesentlichen geometrisch identisch ausgebildet, während die Substratschicht 3 in x-Richtung geometrisch länger ausgebildet ist. Die Oberflächen 5 der Substratschicht 3 und die Oberfläche 11 der ersten Schicht 10 sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildet und verlaufen in Bezug auf das eingezeichnete Koordinatensystem in der x-y-Ebene.
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Die erste Schicht 10 besitzt eine quellbare Eigenschaft, sodass sie in Kontakt mit Feuchtigkeit ihr Volumen vergrößert. In diesem Zusammenhang hat die erste Schicht 10 in einem ersten Zustand ein erstes Volumen und in einem zweiten Zustand, wenn sie in Kontakt mit Feuchtigkeit ist oder war, ein zweites Volumen, welches größer ist als das erste Volumen. Das erste Volumen entspricht somit einem Ausgangsvolumen während das zweite Volumen ein Volumen repräsentiert, bei dem sich die erste Schicht 10 zum Beispiel aufgrund von Aufnahme von Wasser oder Wasserdampf vergrößert hat. Die Eigenschaft, Feuchtigkeit aufzunehmen und/oder aufzuquellen, resultiert unter anderem aus einem Material oder einer Materialkombination der ersten Schicht 10.
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Ein vergrößern des Volumens der ersten Schicht 10 beim Übergang vom ersten Zustand in den zweiten Zustand bezieht sich im Wesentlichen auf eine Volumenänderung in positiver z-Richtung hinsichtlich des dargestellten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus ist aber auch eine Volumenänderung in den beiden anderen räumlichen Dimensionen, der x- und y-Richtung möglich, wobei diese Volumenänderungen nicht primär zu einem Aufbrechen der zweiten Schicht 20 beitragen. Ein solches Aufbrechen wird primär aufgrund der Volumenänderung in positiver z-Richtung verursacht. Eine Volumenänderung der ersten Schicht 10 in entgegengesetzter Richtung wird im Wesentlichen durch die angrenzende Substratschicht 3 verhindert, die zum Beispiel einen größeren Widerstand für die aufquellende erste Schicht 10 darstellt als die aufgedruckte zweite Schicht 20.
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Die zweite Schicht 20 weist elektrische Leitfähigkeit auf und ist demnach befähigt, elektrische Signale zu leiten. Die elektrisch leitende Eigenschaft der zweiten Schicht 20 resultiert unter anderem aus einem Material oder einer Materialkombination der ersten Schicht 20. Beispielsweise umfasst die zweite Schicht 20 eine Silberleitpaste, sodass zum Beispiel in Abhängigkeit einer gegebenen Konzentration von leitfähigen Partikeln der Silberleitpaste eine gegebene elektrische Leitfähigkeit der zweiten Schicht 20 realisiert werden kann.
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Die erste Schicht 10 und die zweite Schicht 20 sind derart übereinander angeordnet, dass die zweite Schicht 20 in dem ersten Zustand durchgehend und in dem zweiten Zustand unterbrochen ist. Aufgrund von Kontakt mit Feuchtigkeit quillt die erste Schicht 10 beispielsweise asymmetrisch auf und verursacht an einer oder mehreren Stellen eine irreversible Zerstörung der zweiten Schicht 20.
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Auf diese Weise wird eine Anordnung 1 für einen Feuchtesensor realisiert, die bei manchen Anwendungen auf einfache Weise einen Manipulationsschutz gegen ein Einwirken mittels Feuchtigkeit ermöglicht und die zum Beispiel einen Beitrag gegen ein missbräuchliches Ablösen und Verwenden eines Etiketts leistet, das eine solche Anordnung 1 umfasst. Die zweite Schicht 20 weist unter anderem in Abhängigkeit ihres Materials eine elektrische Leitfähigkeit auf und ist beispielsweise mittels elektrischer Leitungen 7 mit einem oder mehreren elektrischen Bauteilen gekoppelt, deren vorgegebene Funktionsweise durch die beschriebene Anordnung 1 auf einfache Weise gegen eine missbräuchliche Verwendung unter Einsatz von Feuchtigkeit geschützt werden kann.
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Ist die zweite Schicht beispielsweise ein Teil einer Leiterbahn eines elektrischen Bauteils, führt ein Aufbrechen der zweiten Schicht 20 in dem zweiten Zustand zu einer Signalveränderung, die auf einfache Weise festgestellt und ausgewertet werden kann. Oder das Aufbrechen der zweiten Schicht 20 führt zu einem kompletten Funktionsverlust des elektrischen Bauteils, sodass ein missbräuchliches Verwenden der Anordnung 1 oder eines zugehörigen Sicherheitsetiketts, welches eine Ausgestaltung der Anordnung 1 umfasst, verhindert oder zumindest erschwert wird. Die zweite Schicht 20 repräsentiert im Wesentlichen einen Signalpfad, der zum Beispiel wie in 1 dargestellt als Abschnitt einer oder mehrerer elektrischer Leitungen 7 ein Signal weiterleitet. Eine Unterbrechung der zweiten Schicht 20 in dem zweiten Zustand entspricht einer Unterbrechung des Signalpfades.
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Bezogen auf die dargestellte Seitenansicht in 1 ist die Anordnung 1 bezüglicher der positiven z-Richtung wie folgt ausgebildet: Auf der Substratschicht 3 ist die erste Schicht 10 angeordnet. Auf der ersten Schicht 10 ist die zweite Schicht 20 angeordnet. In entgegengesetzter Richtung oder aus einem anderen Gesichtspunkt ist die Anordnung 1 wie folgt ausgebildet: Auf der zweiten Schicht 20 ist die erste Schicht 10 angeordnet und auf der ersten Schicht 10 ist die Substratschicht 3 angeordnet. Unabhängig von einer Orientierung ist somit bezogen auf die z-Richtung die erste Schicht 10 zwischen der Substratschicht 3 und der zweiten Schicht 20 angeordnet.
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Die erste Schicht 10 und die zweite Schicht 20 sind beispielsweise auf die Substratschicht 3 aufgedruckt, und ermöglichen somit eine einfache und kostengünstige Realisierung der Anordnung 1. Beispielsweise wurde mittels eines Siebdruckverfahrens eine erste Substanz auf einen Teil der Oberfläche 5 der Substratschicht 3 aufgedruckt und dadurch die erste Schicht 10 ausgebildet. Die Substratschicht 3 dient in diesem Zusammenhang als Trägermaterial und ist beispielsweise eine PET-Folie.
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Zum Beispiel umfasst die erste Schicht 10 ein Geliermittel und/oder Lack, das oder der die beschriebene Funktion des Aufquellens realisiert. Geliermittel sind Stoffe, die in Kontakt mit Wasser aufquellen oder Wasser binden. Solche Geliermittel sind beispielsweise einem Lack oder einer Druckfarbe beigemischt und ermöglichen so ein Aufdrucken der ersten Schicht 10, die die beschriebene Eigenschaft beinhaltet, in Kontakt mit Feuchtigkeit aufzuquellen.
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Eine spezielle Art von Geliermitteln sind Superabsorber oder superabsorbierende Polymersubstanzen, die beispielsweise pulverförmig ausgebildet sind und die im Vergleich zu anderen Geliermitteln die Eigenschaften besitzen, relativ viel Feuchtigkeit aufzunehmen und diese über einen relativ langen Zeitraum zu speichern. Auch ein solcher Superabsorber kann als Ausgangsstoff einem Lack oder einer Druckfarbe beigemischt sein, um eine druckfähige Paste zu realisieren, die dann die erste Substanz repräsentiert, mittels derer die erste Schicht 10 ausgebildet wird. Ein Beispiel für einen Superabsorber oder eine superabsorbierende Polymersubstanz ist das Geliermittel Z1069 der Firma Evonik Industries AG.
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In einem nachfolgenden Schritt wird dann eine zweite Substanz auf die Oberfläche 11 der ersten Schicht 10 aufgedruckt und dadurch die zweite Schicht 20 ausgebildet. Die zweite Substanz und somit die zweite Schicht 20 umfassen zum Beispiel, wie bereits erwähnt, eine Silberleitpaste, die die elektrische Leitfähigkeit der zweiten Schicht 20 ermöglicht. Im Zusammenhang mit dem Aufdrucken umfasst die Silberleitpaste oder die zweite Substanz zum Beispiel Harze, Lösemittel und elektrisch leitende Partikel. Ein Beispiel für eine Silberleitpaste ist mit der Abkürzung AG 1007 beschrieben.
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Die zweite Schicht 20 kann aber alternativ oder zusätzlich auch andere elektrisch leitfähige Partikel beinhalten, wie zum Beispiel Kupfer oder Graphit, sodass die zweite Schicht 20 eine Kupferleitpaste oder eine Graphitleitpaste umfasst. Dabei sind die elektrisch leitfähigen Partikel meist plattenförmig ausgebildet, um zum Beispiel im Vergleich zu kugelförmigen Partikeln eine höhere elektrische Leitfähigkeit und geringere Widerstände zu realisieren.
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Im Zusammenhang mit der beschriebenen Anordnung 1 ist es zum Beispiel nutzbringend bei einer Herstellung mittels Aufdrucken feinkörnige Leitlacke oder Leitpasten mit plattenförmigen elektrisch leitenden Partikeln zu verwenden, die beim Aufquellen der ersten Schicht 10 in den zweiten Zustand ein feineres Bruchverhalten besitzen als grobkörnige Leitlacke oder Leitpasten.
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In einem weiteren Schritt wird dann beispielsweise die zweite Schicht 20 mit einem oder mehreren elektrischen Bauteilen gekoppelt, wobei das elektrische Koppeln mit einem oder mehreren elektrischen Bauteilen in diesem Ausführungsbeispiel mittels zweier elektrischer Leitungen 7 angedeutet ist.
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Somit ermöglicht die Anordnung 1 einen einfach und kostengünstig herzustellenden Manipulationsschutz insbesondere für Sicherheitsetiketten, die elektrische Bauteile umfassen. Ein unbefugter Eingriff mittels Feuchtigkeit wird somit erschwert und folglich wird ein Beitrag geleistet, einer Manipulation entgegenzuwirken. Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit eines Manipulationsschutzes im Vergleich beispielsweise zu Sicherheitsetiketten, die eine solche Anordnung 1 nicht umfassen.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung 1 in einer Aufsicht, die in Bezug auf das eingezeichnete Koordinatensystem eine Ebene repräsentiert, die durch die x-Achse und die y-Achse aufgespannt ist. Entsprechend sind die x-Richtung und y-Richtung in 2 eingezeichnet.
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In dieser Aufsicht ist zu erkennen, dass die zweite Schicht 20 im Vergleich zur ersten Schicht 10 streifenförmig ausgebildet ist und außerdem die erste Schicht 10 bezüglich einer Länge in x-Richtung überragt. Die zweite Schicht 20 ist somit auf der Oberfläche 11 der ersten Schicht 10 und auf der Oberfläche 5 der Substratschicht 3 angeordnet und beispielsweise mittels eines Druckverfahrens auf die erste Schicht 10 und die Substratschicht 3 aufgedruckt worden.
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Im Gegensatz zu der streifenförmig ausgebildeten zweiten Schicht 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel die Substratschicht 3 und die erste Schicht 10 im Wesentlichen flächig ausgebildet. Dies kann umfassen, dass eine geometrische Form der zweiten Schicht 20 eine deutlich größer ausgestaltete Länge, zum Beispiel wie dargestellt in x-Richtung, hat als eine zugehörige Breite und Dicke in y- und z-Richtung. Das bedeutet zum Beispiel in Bezug auf die dargestellte Aufsicht in 2, dass eine Länge der zweiten Schicht 20 in x-Richtung signifikant gegenüber einer Breite der zweiten Schicht 20 in y-Richtung überwiegt. Beispielsweise ist ein Wert der Länge mindestens zwanzigmal so groß wie ein Wert der Breite, was in der Aufsicht eine streifenförmige Ausgestaltung der zweiten Schicht realisiert.
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Eine streifenförmige zweite Schicht 20 dient zum Beispiel als eine Leiterbahn beispielsweise einer Antenne 24 oder einer Platine und ermöglicht eine platzsparende Implementierung in ein zugehöriges elektrisches Bauteil.
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Mit dem Begriff flächig ist eine Geometrie der ersten Schicht 10 und Substratschicht 3 beschrieben, bei der zwei von drei räumlichen Dimensionen beispielsweise Werte in der gleichen Größenordnung besitzen. Zum Beispiel ist bezogen auf die Aufsicht ein Wert der Länge der ersten Schicht 10 und/oder der Substratschicht 3 in x-Richtung zweimal so groß wie ein Wert der Breite in y-Richtung.
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In Bezug auf die eingezeichnete y-Richtung ist die Substratschicht 3 in diesem Ausführungsbeispiel der Anordnung 1 größer ausgebildet als die erste Schicht 10 die wiederum größer ausgebildet ist als die zweite Schicht 20. In Bezug auf die eingezeichnete x-Richtung ist die zweite Schicht 20 größer ausgebildet als die Substratschicht 3, die wiederum größer ausgebildet ist als die erste Schicht 10. Aufgrund der dargestellten Aufsicht der Anordnung 1 in 2 erscheint die zweite Schicht 20 im Wesentlichen gleichlang wie die Substratschicht 3. Aber dadurch, dass die erste Schicht 10 eine Dicke hat und die zweite Schicht 20, die auf der ersten Schicht 10 angeordnet ist, beidseitig über die erste Schicht 10 in x-Richtung hinausragt, ist die zweite Schicht 20 folglich auch länger ausgebildet als die Substratschicht 3. In weiteren Ausgestaltungen der Anordnung 1 kann die zweite Schicht 20 auch über die Geometrie der Substratschicht 3 ausgebildet sein und diese beispielsweise in x-Richtung über die Ränder der Substratschicht 3 hinausragen. Eine beispielhafte schematische Seitenansicht zu dem Ausführungsbeispiel der Anordnung 1 aus 3 ist in 6a dargestellt.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1 für ein Sicherheitsetikett, das in der x-z-Ebene dargestellt ist. Entsprechend sind die x- und z-Richtung eingezeichnet. Die Anordnung 1 umfasst zusätzlich zu der Substratschicht 3, der ersten Schicht 10 und der zweiten Schicht 20, eine Void-Struktur 30, eine Klebeschicht 50 und eine Schutzschicht 60. Die Anordnung 1 ist an einem Untergrund 70 angeordnet und beispielsweise mittels der Klebeschicht 50 auf diesem aufgeklebt. Der Untergrund 70 ist beispielsweise eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, sodass die dargestellte Anordnung 1 und das dargestellte Ausführungsbeispiel zum Beispiel ein Sicherheitsetikett wie eine Vignette oder ein Zufahrtsberechtigungsaufkleber realisiert, der verifiziert, dass das Kraftfahrzeug identifiziert und als autorisiert gekennzeichnet ist.
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Die Klebeschicht 50 ermöglicht eine adhäsive Verbindung zu dem Untergrund 70, welcher alternativ auch ein Dokument oder ein anderer Gegenstand sein kann, der gesichert werden und verifizierbar sein soll. In diesem Ausführungsbeispiel ist bezogen auf die positive z-Richtung unterhalb der Klebeschicht 50 die Void-Struktur 30 angeordnet, die einen weiteren Manipulationsschutz des Sicherheitsetiketts realisiert.
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Die Void-Struktur 30 umfasst zum Beispiel zwei unterschiedlich stark klebende Strukturen, wobei zum Beispiel eine Struktur als schwächer klebende Struktur in Form eines Schriftzugs und die andere Struktur als stärker klebender Rest der Void-Struktur 30 ausgebildet ist. Wird die Void-Struktur 30 oder ein Sicherheitsetikett, das die Void-Struktur 30 umfasst, auf einem zu sichernden Gegenstand aufgebracht, bleibt bei einem Lösen des Sicherheitsetiketts der stärker klebende Rest der Void-Struktur 30 an dem Gegenstand kleben, während der schwächer klebende Schriftzug mit dem Sicherheitsetikett von dem Gegenstand entfernt wird. Zurück bleibt ein Teil der Anordnung 1, dem ein Entfernen des korrespondierenden Teils der Anordnung 1 ersichtlich ist.
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Somit bietet eine solche Void-Struktur 30 einen zusätzlichen mechanischen Manipulationsschutz und im Zusammenhang mit dem beschriebenen Manipulationsschutz gegen ein missbräuchliches Ablösen mittels Feuchtigkeit mittels der ersten Schicht 10 und der zweiten Schicht 20 eine erhöhte Sicherheit gegen unbefugten Missbrauch der Anordnung 1 oder eines zugehörigen Sicherheitsetiketts.
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Bezogen auf die positive z-Richtung sind unterhalb der Void-Struktur 30 die Substratschicht 3, die erste Schicht 10 und die zweite Schicht 20 angeordnet, das im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Anordnung 1 aus 1 entspricht. Darüber hinaus ist die zweite Schicht 20 in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Antenne 24 elektrisch gekoppelt, die zum Beispiel eine elektrische Verbindung mit einer Schleifenantenne 80 oder einer Dipolantenne repräsentiert.
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Bezogen auf die positive z-Richtung ist auf der zweiten Schicht 20 die Schutzschicht 60 angeordnet, die die Anordnung 1 und insbesondere die zweite Schicht 20 zum Beispiel gegen Umwelteinflüsse oder eine Manipulation von außen schützt.
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Bezogen auf die dargestellte Seitenansicht in 3 ist die Anordnung 1 bezüglich der positiven z-Richtung wie folgt ausgebildet: auf dem Untergrund 70 ist die Klebeschicht 50 angeordnet. Auf der Klebeschicht 50 ist die Void-Struktur 30 angeordnet. Auf der Void-Struktur 30 ist die Substratschicht 3 und auf der Substratschicht 3 ist die erste Schicht 10 angeordnet. Auf der ersten Schicht 10 ist die zweite Schicht 20 angeordnet und auf der zweiten Schicht 20 ist die Schutzschicht 60 angeordnet. Von einem anderen Gesichtspunkt ist die Anordnung 1 wie folgt ausgebildet: Auf der Schutzschicht 60 ist die zweite Schicht 20 und auf der zweiten Schicht 20 ist die erste Schicht 10 angeordnet. Auf der ersten Schicht 10 ist die Substratschicht 3 angeordnet. Auf der Substratschicht 3 ist die Void-Struktur 30 und auf der Void-Struktur 30 ist die Klebeschicht 50 angeordnet. Auf der Klebeschicht 50 ist der Untergrund 70 angeordnet.
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In Bezug auf die z-Richtung sind die beschriebenen Schichten mit unterschiedlicher Dicke dargestellt, das aber nur exemplarisch in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Eine zugehörige Dicke in der jeweiligen Schicht kann auch anders ausgebildet sein. In Bezug auf die x-Richtung sind die jeweiligen Schichten bis auf den Untergrund 70 im Wesentlichen gleich lang ausgebildet, das aber auch ebenfalls exemplarisch in diesem Ausführungsbeispiel so dargestellt ist und in weiteren Ausgestaltungen unterschiedlich ausgebildet sein kann.
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Auch eine Anordnung oder Reihenfolge der beschriebenen Schichten kann anders ausgebildet sein. Dabei ist aber die Anordnung der ersten Schicht 10 auf der Oberfläche 5 der Substratschicht 3 und der zweiten Schicht 20 auf der Oberfläche 11 der ersten Schicht 10 gegeben. Alternativ zu einer der dargestellten Schichten oder zusätzlich kann die Anordnung 1 auch weitere Schichten umfassen, wie zum Beispiel eine gestanzte Struktur. Oder vorhandene Schichten, wie zum Beispiel die Substratschicht 3, weisen eine gegebene gestanzte Struktur auf. Eine gestanzte Struktur bietet im Zusammenhang mit der beschriebenen Anordnung 1 weiteren Manipulationsschutz, indem vorgegebene Formen oder Geometrien aus der zugehörigen Schicht ausgestanzt sind und so Abschnitte realisieren, die beispielsweise bei einem Lösen der Anordnung 1 von dem Untergrund 70 zu leichter einreißen als andere.
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4 beschreibt ein Ausführungsbeispiel für ein Ablaufdiagramm zum Herstellen der Anordnung 1 oder eines Sicherheitsetiketts, das eine Ausgestaltung der Anordnung 1 umfasst. Bei einem Herstellungsverfahren werden beispielsweise folgende Schritte durchgeführt:
In einem ersten Schritt S1 werden unter anderem die Substratschicht 3, die erste Substanz und die zweite Substanz bereitgestellt.
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In einem Schritt S3 wird die erste Substanz auf die Oberfläche 5 der Substratschicht 3 aufgedruckt und dadurch die erste Schicht 10 mit der Oberfläche 11 ausgebildet, die der Substratschicht 3 abgewandt ist.
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In einem darauffolgenden nächsten Schritt S5 wird auf die Oberfläche 11 der ersten Schicht 10 die zweite Substanz aufgedruckt und dadurch die zweite Schicht 20 ausgebildet, die elektrische Leitfähigkeit aufweist. Im Zusammenwirken mit der ersten Schicht 10 wird ein Manipulationsschutz ermöglicht, zum Beispiel gegen ein missbräuchliches Ablösen eines zugehörigen Etiketts mittels Feuchtigkeit und eine nicht gebräuchliche Verwendung eines solchen. Auf diese Weise wird eine Ausgestaltung der Anordnung 1 realisiert.
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In einem Schritt S7 wird die zweite Schicht 20 mit einem oder mehreren elektrischen Bauteilen gekoppelt oder mit einer oder mehreren elektrischen Leitungen 7 versehen, um ein späteres elektrisches Koppeln an elektrische Bauteile zu ermöglichen.
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In einem weiteren Schritt S9 wird beispielsweise eine Void-Struktur 30 und/oder eine gestanzte Struktur mit vorgegebener Form auf die zweite Schicht 20 oder auf die Substratschicht 3 aufgebracht, zum Beispiel aufgedruckt oder aufgeklebt.
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In einem Schritt S11 wird beispielsweise eine Klebeschicht 50 auf eine Unterseite der Substratschicht 3 aufgebracht, die der Oberfläche 5 der Substratschicht 3 abgewandt ist. Die so hergestellte Anordnung 1 wird dann zum Beispiel auf eine PET-Folie aufgebracht oder die Klebeschicht 50 wird mit Silikonpapier bedeckt. Auf diese Weise wird eine Ausgestaltung eines Sicherheitsetiketts realisiert, das unter anderem einen erhöhten Schutz gegen ein missbräuchliches Ablösen insbesondere mittels Einwirken mit Feuchtigkeit bietet.
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Bis auf die Schritte S3 und S5, die zeitlich nacheinander erfolgen, kann eine Reihenfolge der beschriebenen Verfahrensschritte variieren. So kann beispielsweise ein Anordnen der Void-Struktur 30 zeitlich vor dem Aufdrucken der ersten Substanz auf die Oberfläche 5 der Substratschicht 3 erfolgen. Aber ein Anordnen oder Aufdrucken der zweiten Substanz erfolgt stets zeitlich nach dem Anordnen oder Aufdrucken der ersten Substanz.
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Beim Aufdrucken der zweiten Substanz kann es unter anderem nutzbringend sein, wenn die zweite Substanz mit einer geringen Dicke auf die erste Schicht 10 aufgedruckt wird, sodass aber noch abhängig von einer Zusammensetzung der zweiten Substanz ein gewünschtes elektrisches Leiten der zweiten Schicht 20 realisierbar ist. Dabei bezieht sich die Dicke der zweiten Schicht 20 in den dargestellten Ausführungsbeispielen auf eine Dicke im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche 5 der Substratschicht 3 in z-Richtung.
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Die erste Substanz umfasst zum Beispiel einen Lack, wie beispielsweise den Absorptionslack 972 UV 0270 der Firma RUCO, und ein Geliermittel, wie beispielsweise die superabsorbierende Polymersubstanz Z1069. Dabei ist es beispielsweise nutzbringend, wenn die erste Substanz ungefähr zu 90 % den Absorptionslack 972 UV 0270 und zu 10 % das Geliermittel Z1069 beinhaltet, um eine druckfähige Paste zu realisieren, die die Eigenschaft aufweist, in Kontakt mit Feuchtigkeit aufzuquellen.
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Wird die zweite Schicht 20 beispielsweise streifenförmig auf die erste Schicht 10 aufgedruckt, sind zum Beispiel Breiten zwischen 0,25 mm und 0,5 mm vorteilhaft. Andere Breiten sind aber ebenfalls möglich, sofern die beschriebenen Eigenschaften und Funktion der Anordnung 1 realisiert sind. In Bezug auf eine Aufsicht beispielsweise auf die x-y-Ebene in den dargestellten Ausführungsbeispielen bezeichnet die Breite in diesem Zusammenhang die räumliche Dimension der zweiten Schicht 20, die gegenüber der Länge einen deutlich kleineren Wert besitzt. Beispielsweise ist die Breite der zweiten Schicht 20 in dem Ausführungsbeispiel in 2 in y-Richtung ausgebildet und die Länge in x-Richtung.
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Das Aufdrucken der ersten Substanz und/oder der zweiten Substanz kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgen. Ein Siebdruckverfahren bildet in diesem Zusammenhang ein Druckverfahren, bei dem die erste und/oder zweite Substanz zum Beispiel mittels eines maschenartigen Siebs auf die Oberfläche 5 der Substratschicht 3 aufgedruckt wird. Beispielsweise ist mittels des Siebdruckverfahrens eine Verwendung eines 32/70iger oder eines 77/55iger Siebs nutzbringend, um zum einen eine gewünschte elektrische Leitfähigkeit und zum anderen eine vorgegebene Geometrie der ersten und/oder zweiten Schicht 10, 20 zu realisieren.
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Auf diese Weise wird mittels des beschriebenen Verfahrens zum Beispiel ein druckbares Sicherheitsetikett realisiert, das beispielsweise ein elektrisches Bauteil umfasst, bei dem die zweite Schicht 20 ein Abschnitt einer Leiterbahn des elektrischen Bauteils ist. Somit wird einem missbräuchlichen Ablösen und Verwenden des Sicherheitsetiketts und des elektrischen Bauteils, zum Beispiel aufgrund eines Einwirkens mittels Feuchtigkeit, entgegengewirkt.
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5 beschreibt ein Ausführungsbeispiel für einen RFID-Transponder 90, der die Anordnung 1 umfasst. Dargestellt in einer Aufsicht ist die Substratschicht 3, auf deren Oberfläche 5 eine Schleifenantenne 80 abgebildet ist, die mit einem Chip 26 und der zweiten Schicht 20 der Anordnung 1 elektrisch verbunden ist. Die zweite Schicht 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil oder ein Abschnitt einer Leiterbahn der Schleifenantenne 80 und realisiert so im Zusammenwirken mit der ersten Schicht 10, die unterhalb der zweiten Schicht 20 angeordnet ist, einen Schutz gegen eine missbräuchliche Verwendung des RFID-Transponders 90 zum Beispiel aufgrund eines Einwirkens mittels Feuchtigkeit.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die zweite Schicht 20 auch mit mehreren Leiterbahnen der Schleifenantenne 80 elektrisch verbunden sein. Oder es sind mehrere zweite Schichten 20 auf der ersten Schicht 10 angeordnet, die jeweils einen Abschnitt einer Leiterbahn der Schleifenantenne 80 realisieren, die über der ersten Schicht 10 verlaufen. In Bezug auf das dargestellte Ausführungsbeispiel in 5 wäre die erste Schicht 10 größer auszubilden, sodass die drei Leiterbahnen bezogen auf die dargestellte Aufsicht in der x-y-Ebene entlang einer Referenzlinie AA' in y-Richtung auf der ersten Schicht 10 verlaufen. Auf die erste Schicht 10 sind dann zum Beispiel drei zweite Schichten 20 aufgedruckt, die jeweils mit einer Leiterbahn elektrisch gekoppelt sind.
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Auf diese Weise wird ein Schutz gegen eine missbräuchliche Verwendung des RFID-Transponders 90 erhöht, weil mehrere Leiterbahnen der Schleifenantenne 80 mittels der Anordnung 1 sensitiv in Bezug auf ein Einwirken mittels Feuchtigkeit sind. Vergrößert sich bei einem Kontakt der ersten Schicht 10 mit Feuchtigkeit das Volumen der ersten Schicht 10 derart, dass es in den zweiten Zustand übergeht, brechen die zweiten Schichten 20 auf, sodass diese nicht mehr durchgehend elektrisch leitend sind. Falls unter Umständen eine der drei zweiten Schichten 20 nicht vollständig aufbricht, sind noch zwei weitere zweite Schichten 20 mit jeweils einer Leiterbahn der Schleifenantenne 80 gekoppelt und sichern somit die Funktion der Anordnung 1 als Manipulationsschutz ab.
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Die zweite Schicht 20 der Anordnung 1 ist somit in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Leiterbahn der Schleifenantenne 80 des RFID-Transponders 90 elektrisch verbunden, dessen Funktionsweise unter anderem ein Empfangen und ein Aussenden eines jeweiligen Signals umfasst. In dem ersten Zustand der Anordnung 1 ist die elektrisch leitfähige zweite Schicht 20 durchgehend und funktionsfähig und somit ist auch die Funktionsweise des RFID-Transponders 90 hinsichtlich des Empfangens und Aussendens von Signalen gegeben. In dem zweiten Zustand ist die erste Schicht 10 derart aufgequollen, dass die zweite Schicht 20 unterbrochen ist und dadurch ein Empfangen und Aussenden von Signalen nicht mehr gegeben ist oder zumindest im Vergleich zu dem ersten Zustand derart verändert ist, das es auf einfache Weise festgestellt werden kann.
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In den 6a und 6b ist die Anordnung 1 in dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand in einer Seitenansicht in der x-z-Ebene dargestellt und repräsentiert zum Beispiel die Anordnung 1 des Ausführungsbeispiels aus 5 mit dem RFID-Transponder 90. Im Unterschied zu der Anordnung 1 aus 5 ist in den Ausführungsbeispielen der 6a und 6b die zweite Schicht 20 in x-Richtung geometrisch länger ausgebildet als die erste Schicht 10. Bezogen auf die dargestellte Seitenansicht in der x-z-Ebene umgibt die zweite Schicht 20 die erste Schicht 10 und schließt diese zusammen mit der Substratschicht 3 ein. Die dargestellten elektrischen Leitungen 7 repräsentieren beispielsweise Abschnitte der gekoppelten Leiterbahn der Schleifenantenne 80, die sich wie in 5 dargestellt weiter auf der Substratschicht 3 erstreckt.
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In dem ersten Zustand (6a) weist die erste Schicht 10 das erste Volumen auf, sodass die darüber liegende aufgedruckte zweite Schicht 20 durchgehend ausgebildet ist. Die zweite Schicht 20 ist folglich durchgehend elektrisch leitfähig und infolgedessen ist auch der RFID-Transponder 90 funktionsfähig zumindest hinsichtlich der Anordnung 1.
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Wenn aber die erste Schicht 10 der Anordnung 1 mit Feuchtigkeit in Kontakt gerät, so quillt die erste Schicht 10 auf und weist im Vergleich zu dem ersten Volumen in dem ersten Zustand (6a) ein vergrößertes zweites Volumen in dem zweiten Zustand (6b) auf. In diesem zweiten Zustand der Anordnung 1 hat sich das Volumen der ersten Schicht 10 derart vergrößert, dass die darüber angeordnete zweite Schicht 20 unterbrochen und somit nicht länger durchgehend elektrisch leitend ist. In diesem Zusammenhang ist die zweite Schicht 20, irreversibel unterbrochen, sodass auch ein Abquellen der ersten Schicht 10, wenn zum Beispiel die aufgenommene Feuchtigkeit die erste Schicht 10 wieder verlässt, nicht wieder zu der Anordnung 1 in dem ersten Zustand führt. Ein Manipulationsversuch des RFID-Transponders 90 und der Anordnung 1 mittels Feuchtigkeit führt zu einem Unterbrechen der zweiten Schicht 20 an einer oder mehreren Stellen, wodurch ein elektrisches Leiten mittels der zweiten Schicht 20 zwischen einem Punkt A und einem Punkt B in dem zweiten Zustand nicht mehr möglich ist.
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Ist die Anordnung 1 wie beschrieben mit dem RFID-Transponder 90 elektrisch gekoppelt, ist seine Funktionsweise nicht länger gegeben oder entspricht zumindest nicht mehr einem vorherigen Ausgangszustand wie er beispielsweise in 6a dargestellt ist. Ein Empfangen und Aussenden von Signalen mittels des RFID-Transponders ist somit aufgrund von Einwirken mittels Feuchtigkeit verändert.
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Auf diese Weise ist ein druckbarer und kostengünstiger Manipulationsschutz für Sicherheitsetiketten realisierbar, der unter anderem eine Manipulation elektronischer Bauteile auf einfache Weise erkennbar macht.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung 1, bei dem die zweite Schicht 20 wellenartig oder mäanderförmig auf der ersten Schicht 10 angeordnet ist. Einzelne Abschnitte der zweiten Schicht 20 können zum Beispiel als streifenförmig bezeichnet werden, sodass die gesamte zweite Schicht 20 aufgrund der mäanderförmigen Ausbildung einen größeren Teil der Oberfläche 11 der ersten Schicht 10 bedeckt. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, eine Aktivierungsgeschwindigkeit der Anordnung 1 zu erhöhen, dadurch dass die zweite Schicht 20 in Bezug auf ihre Länge einen größeren Teil der quellbaren ersten Schicht 10 bedeckt.
