DE29923853U1 - Kontaktloser Transponder - Google Patents

Kontaktloser Transponder

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Description

cubit electronics GmbH In den Weiden 4 b
99099 Erfurt
Kontaktloser Transponder
Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Transponder, insbesondere zur Verwendung für kontaktlose Chipkarten, wobei auf einer thermoplastischen Basisfolie mindestens ein Chip und eine elektrische Leiteranordnung angeordnet sind.
Sie findet vorzugsweise Anwendung bei der Herstellung von kontaktlosen Chipkarten sowie von Transpondern zur Warenkennzeichnung.
In derartigen Fällen ist es erforderlich, auf einer thermoplastischen Basisfolie mindestens ein Chip und eine elektrische Leiteranordnung für die Ausbildung einer Antennenspule anzuordnen. Insbesondere bei der Kontaktierung der Spule mit dem Chip ergibt sich dabei die Notwendigkeit, die Leiterzüge so zu fuhren, dass sich elektrische Leiter kreuzen müssen, ohne dass diese elektrischen Kontakt haben dürfen. Die Herstellung von Spulen auf thermoplastischen Folien erfolgt bevorzugt durch Ätzen oder Drahtlegen. Bei letztem Verfahren
ist es üblich, das Einbringen von Draht in die Oberflächenschicht des thermoplastischen Substrates durch Wärmeeinwirkung und/oder Ultraschallschwingungen zu bewirken bzw. zu unterstützen.
Nach DE 44 10 732 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer einen Chip und eine Drahtspule aufweisenden Transpondereinheit und sowie eine Chipkarte mit entsprechend angeordneter Transpondereinheit bekannt, bei dem der Chip und die Drahtspule auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind und die Verbindung von Spulendrahtenden mit Anschlußflächen des Chips auf dem Substrat erfolgt, wobei die Ausbildung der Spule durch Verlegung eines Spulendrahts auf dem Substrat unter zumindest stellenweiser Verbindung des Spulendrahts mit dem Substrat erfolgt.
Nachteilig ist hierbei, dass das Drahtlegeverfahren und das Herstellen der Verbindung mit dem Chip unmittelbar miteinander erfolgen. Ferner ist nachteilig, dass der Verlegungspunkt und die Beendigung des Verlegene mit der Chipverbindung verknüpft ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass sich der Chip auf dem Substrat befindet, wodurch das künftige Laminieren der Folien erschwert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transponder der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem mit einfachen Mitteln, insbesondere ohne dass zusätzliche Materialien oder aufwendige Druck- und Trocknungsvorgänge erforderlich sind, auf oder in einer thermoplastischen Basisfolie, die mindestens ein Chip und eine Leiteranordnung mit sich kreuzenden Leiterzügen aus metallisch blankem Draht enthält, erzeugt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Transponder, welcher die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.
"'■
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Transponder verläuft die Leiteranordnung in verschiedenen Ebenen innerhalb des thermoplastischen Trägermaterials, so dass elektrisch nicht isolierte Leiter gekreuzt werden können ohne einen elektrischen Kontakt zu bilden. Dabei werden die isoliert zu kreuzenden unteren Leiterstücke vor dem Aufbringung der weiteren Leiterstücke zumindest im Kreuzungsbereich durch Druck mit thermischer und/oder Ultraschallunterstützung in die thermoplastische Schicht abgesenkt und danach die oberen Leiterzüge in bzw. auf die Oberflächenschicht gebracht.
Um eine geringe Dicke des Transponders zu ermöglichen, ist das Modul, in dem sich das Chip befindet, in einem Durchbruch des Trägermaterials angeordnet.
Der erfindungsgemäße Transponder und das zugehörige Herstellungsverfahren zeichnen sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Hierbei sind insbesondere zu nennen:
- Die Herstellung des Transponders ist mit verhältnismäßig geringem Aufwand möglich, ohne dass zusätzliche Materialien für das Erzeugen von isolierten Kreuzungen und ohne dass Druck- und Trocknungsvorgänge benötigt werden.
- Es können sehr dünne Transponder mit guter Oberflächenqualität hergestellt werden.
- Bei Aufbringen der oberen und unteren Leiterstücke wird die durch das Einpressen der unteren Leiterstücke zerstörte Thermoplaststruktur bereits wieder geglättet und ausreichend Isoliermaterial auf die korrespondierenden zu kreuzenden Leiterstücken gedrückt.
- Die zu kreuzenden unteren Leiterzüge bestehen aus metallisch blankem Draht. - Das Verfahren kann sowohl für Leiterkreuzungen angewendet werden, bei denen die unteren Leiterzüge aus additiv erzeugten Leiterbahnen bestehen als
auch fur Leiterkreuzungen, bei denen die unteren Leiterzüge aus subtraktiv erzeugten Leiterbahnen bestehen.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausfuhrungsbeispiel zur Herstellung einer kontaktlosen Chipkarte näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Figur 1 Phasen der Herstellung einer erfindungsgemäßen Chipkarte mit
kontaktlosem Transponder im Schnitt,
Figur 2 einen Ausschnitt aus der thermoplastischen Basisfolie im Bereich der Kontaktstelle von Spulendrahtende und Chipanschlußfläche bei einer Ausführung, bei der sich die zu kontaktierende Drahtstelle auf
der Basisfolie befindet,
Figur 3 einen Ausschnitt aus der Basisfolie im Bereich der Kontaktstelle von Spulendrahtende und Chipanschlußfläche bei einer Ausführung, bei der der Antennendraht in drei Ebenen der Basisfolie verläuft,
Figur 4 einen Ausschnitt aus der Basisfolie im Bereich der Kontaktstelle von Spulendrahtende und Modulanschlussfläche bei einer Ausfuhrung, bei der die Basisfolie aus zwei Folien besteht,
Figur 5 einen Ausschnitt aus der Basisfolie im Bereich der Kontaktstelle von Spulendrahtende und Chipanschlußfläche bei einer Ausfuhrung, bei der die Basisfolie aus zwei Folien besteht und eine Folie am Modul befestigt ist,
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Figur 6 einen Ausschnitt aus der Basisfolie, bei dem der Antennendraht
in zwei Ebenen und mit einer Kreuzung verläuft,
und
Figur 7 die Draufsicht auf den Kreuzungsbereich.
Figur 1 erläutert die Herstellung einer Chipkarte mit kontaktlosem Transponder in mehreren Phasen.
Figur 1 a zeigt ein Modul 1, in dem ein Chip 2 eingebettet ist und dessen mit Leitkleber 6 versehene metallischen Anschlussflächen 1.1 Teil der Modulanschlüsse 2 sind, die seitlich aus dem Modul 1 herausragen.
In Figur Ib ist die Basisfolie 4 dargestellt, auf der der Antennendraht 3 in drei Ebenen angebracht ist. Ein Teilbereich der Antenne verläuft dabei in der oberen Ebene 3.1 und ein Teilbereich in der darunter befindenden Ebene 3.2. Ein weiterer Teilbereich verläuft in der unteren Eben 3.3. Die obere Ebene 3.1 beinhaltet dabei die Kontaktfelder 3.4 des Drahtes 3, an denen der Draht 3 mit den Anschlussflächen 1.1 des Moduls 1 kontaktiert wird.
In Figur Ic ist eine Phase der Chipkartenherstellung dargestellt, in der das Modul 1 mit der Basisfolie 4 verbunden ist. Die Verbindung erfolgt hierbei mit elektrisch leitendem Kleber 6, der sowohl die mechanische Verbindung von Modul 1 und Basisfolie 4 als auch die elektrisch leitende Verbindung der Anschlussflächen 1.1 des Moduls 1 mit dem Antennendraht 3 gewährleistet. Auf der Basisfolie 4 ist außerhalb des Bereiches, in dem sich das Modul 1 befindet, eine Ausgleichsfolie 5 angebracht. Bei der Verbindung des Moduls 1 mit der Basisfolie 4 drückt das Modul 1 die mittlere Ebene 3.2 des Antennendrahts 3 vollständig in die Basisfolie 4 ein.
In Figur Id ist die fertige Chipkarte dargestellt, bei der ober- und unterhalb des in Figur Ic gezeigten Folienpakets Laminatschichten 7 angebracht sind. Beim Laminieren verteilt sich der Kleber 6 und stellt den endgültigen Kontakt der
-6-
Anschlussflächen 1.1 des Moduls 1 mit den Kontaktbereichen des Antennendrahts 3 her.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungen zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlussflächen 1.1 des Moduls 1 und dem Antennendraht 3. Dargestellt ist jeweils ein Ausschnitt aus der thermoplastischen Basisfolie im Bereich der Kontaktstelle von Spulendrahtende und Chipanschlußfläche. Der Antennendraht 3 kann mit Hilfe von Ätzverfahren oder durch Drahtlegen aufgebracht werden.
In Figur 2 ist eine Ausführung dargestellt, bei der sich die Kontaktfelder 3.4 des Antennendrahts 3 vollständig in einer Ebene auf der Basisfolie befinden. Die übrigen Bereiche der Antennenspule verlaufen in einer darunter angeordneten Ebene, wobei die unteren Bereiche 3.2 des Antennendrahtes 3 hier mindestens zu 80 % innerhalb der Basisfolie 4 verlaufen.
Bei der in Figur 3 abgebildeten Ausführungsform verläuft der Antennendraht 3 in drei Ebenen. Hier wurde zusätzlich zu der in Figur 2 gezeigten Anordnung ein Teilbereich des Antennendrahts 3 in die unterste Ebene 3.3 abgesenkt, so dass der Drahtverlauf ein elektrisch isoliertes Kreuzen ermöglicht. In der untersten Ebene 3.3 verläuft der Antennendraht 3 an der Unterseite der Basisfolie 4, jedoch noch innerhalb der Folie.
Figur 4 zeigt eine Ausführung, bei der die untere Ebene 3.2 des Antennendrahts 3 in die oben liegende Ebene einer unteren Basisfolie 4.2 eingedrückt ist.
Darüber befindet sich eine obere Basisfolie 4.1, die eine geringere Dicke als die untere Basisfolie 4.2 aufweist, und in der Ausnehmungen eingestanzt sind, in denen die obere Ebene 3.1 des Antennendrahts 3 verläuft, der auf der Oberseite der unteren Basisfolie 4.2 angeordnet ist. Vorzugsweise enthalten diese Ausnehmungen die Kontaktbereiche 3.4 des Antennendrahtes 3. Die obere
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Basisfolie 4.1 und die untere Basisfolie 4.2 werden zweckmäßig durch teilweises oder vollständiges Laminieren verbunden.
Eine weitere Ausfuhrungsmöglichkeit ist in Figur 5 dargestellt. Hierbei werden analog zu der in Figur 4 erläuterten Ausfuhrung ebenfalls zwei Basisfolien verwendet. Die obere Basisfolie 4.1 ist bei dieser Anordnung aber vor dem Auflegen auf die bzw. vor dem Laminieren mit der unteren Basisfolie 4.2 mit dem Modul 1 verbunden.
Bei der in Figur 6 gezeigten Anordnung werden elektrisch isolierte Leiterkreuzungen dadurch ermöglicht, dass der unterste Bereich 3.3 des Antennendrahts 3 auf die Unterseite der Basisfolie 4 gedrückt wird. Das Eindrücken von Teilbereichen des Antennendrahtes 3 erfolgt dadurch, dass ein messerkammförmiges Werkzeug mit einer Werkzeugtemperatur von 150 ... 300° C im Kreuzungsbereich auf den Antennendraht 3 in Richtung Basisfolienunterseite preßt. In der Figur ist der Zustand nach dem Eindrücken des oberen Bereichs 3.1 des Antennendrahts 3 in die Basisfolie 4 dargestellt.
Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf den Endzustand der gekreuzten Leiteranordnung. Die oberen Bereiche des Antennendrahts 3 kreuzen elektrisch isoliert die
auf die Unterseite der Basisfolie 4 gepresste untere Ebene 3.3 des Antennendrahts 3. Die Verbindung des Moduls 1 mit den Kontaktfeldern 3.4 des .Antennendrahts 3 erfolgt mit Hilfe der über die teilweise auf bzw. in der Oberseite der Basisfolie 4 befindlichen oberen Bereiche 3.1 des Antennendrahts 3.
25
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Modul
1.1 Anschlussfläche des Modulanschlusses
1.2 Modulanschluss
2 Chip
3 Antennendraht
3.1 obere Ebene des Antennendrahts
3.2 mittlere Ebene des Antennendrahts
3.3 untere Ebene des Antennendrahts
3.4 Kontaktfeld des Antennendrahts
4 Basisfolie
4.1 obere Basisfolie
4.2 untere Basisfolie
5 Ausgleichsfolie
6 Leitkleber
7 Laminatschicht 25

Claims (6)

1. Kontaktloser Transponder, insbesondere zur Verwendung für kontaktlose Chipkarten, wobei auf einer thermoplastischen Basisfolie (4) mindestens ein Chip (2) und eine elektrische Leiteranordnung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- in der Basisfolie (4) ein Durchbruch angebracht ist, in dem sich ein Modul (1) befindet, welches im Inneren mindestens ein Chip (2) enthält,
- die elektrische Leiteranordnung in mehreren Ebenen verläuft, so dass sie teilweise in einer oberen Ebene (3. 1) auf der Basisfolie (4) verläuft und teilweise in einer sich darunter befindenden Ebene (3.2 oder 3.3) verläuft und wobei die unteren Leiterstücken der Leiteranordnung in die Basisfolie (4) abgesenkt sind.
2. Transponder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussdrähte des Chips (2) zu Modulanschlüssen (1.2), die in Anschlussflächen (1.1) enden, geführt sind, die sich seitlich am Modul (1) befinden, und dass die Anschlussflächen (1.1) mittels Leitkleber (6) oder Druckkontakt mit Kontaktbereichen (3.4) eines Antennendrahts (3) elektrisch leitend verbunden sind.
3. Transponder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennendraht (3) in Drahtlegetechnik und Drahtabsenken eingebracht ist und teilweise an oder auf der Oberseite und teilweise an der Unterseite der Basisfolie (4) verläuft.
4. Transponder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennendraht (3) in drei Ebenen verläuft, wobei er mindestens im Kontaktbereich (3.4), an denen er mit den Anschlussflächen 1. 1 des Moduls 2 verbunden ist, vollständig auf der Basisfolie (4) verläuft, auf einer anschließenden Teilstrecke in einem darunter liegenden Ebene (3.2) an der Oberseite der Basisfolie (4) in diese eingebettet ist und mindestens im Kreuzungsbereich der Leiterstücke in eine unterste Ebene (3.3) bis zum bündigen Abschluss auf die Unterseite der Basisfolle (4) eingedrückt ist.
5. Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranordnung mit dem Modulanschluss (1.2) kreuzt und mindestens im Kreuzungsbereich in die untere Ebene (3.3) abgesenkt ist.
6. Transponder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfolie (4) aus zwei übereinander liegenden Folien (4.1, 4.2) besteht, wobei die obere Basisfolie (4.1) an den Stellen, an denen sich die Kontaktbereiche (3.4) des Antennendrahts (3) befinden, Ausnehmungen aufweist.
DE29923853U 1999-04-10 1999-04-10 Kontaktloser Transponder Expired - Lifetime DE29923853U1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2831718A1 (fr) * 2001-10-31 2003-05-02 Gemplus Card Int Raccordement electrique male d'un plot de connexion d'une puce a une interface de communication, notamment pour objet portable intelligent tel qu'une carte a puce
EP1816592A1 (de) 2006-02-06 2007-08-08 Assa Abloy Identification Technology Group AB Herstellungsverfahren für ein RFID-Etikett mit mindestens einer Antenne mit zwei Endpunkten und IC-Chip

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