DE102010011504A1 - Method for manufacturing transponder antenna for radio frequency identification tag for, e.g. debit card, involves fixing metal foil on antenna support layer, contouring antenna structure, and removing residual structure surrounding foil - Google Patents
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Abstract
Description
Hintergrundbackground
Her wird ein Verfahren zur Herstellung einer Transponderantenne, sowie ein Transponderinlay mit einer solchen Transponderantenne beschrieben.Her a method for producing a transponder antenna, and a transponder inlay is described with such a transponder antenna.
Transponderantennen, insbesondere für RFIDs, sind im wesentlichen elektrisch leitende Strukturen auf einem isolierenden Untergrund. Ein RFID-Transponder hat in der Regel ein Chipmodul. Dieses Chipmodul ermöglicht ein berührungsloses, automatisiertes Auslesen der in einem Chip des Transponders gespeicherten Daten. Derartige Transponder umfassen neben dem Chip eine zum Beispiel spulenförmige Transponderantenne, die den berührungslosen Datenzugriff ermöglicht. Als herstellungsprozessfähige Baueinheiten werden Transponderinlays eingesetzt. Derartige Transponderinlays haben eine Substratlage zur Anordnung einer die Transponderantenne und ein Chipmodul umfassenden Transpondereinheit, die sich auf einer Kontaktoberfläche der Substratlage befindet.Transponder antennas, in particular for RFIDs, are essentially electrically conductive structures on an insulating substrate. An RFID transponder usually has a chip module. This chip module enables a non-contact, automated readout of the data stored in a chip of the transponder. Such transponders include in addition to the chip, for example, a coil-shaped transponder antenna, which allows the contactless data access. Transponder inlays are used as manufacturing units that can be processed. Such transponder inlays have a substrate layer for arranging a transponder unit comprising the transponder antenna and a chip module, which is located on a contact surface of the substrate layer.
Solche Transponder(inlays) zum Beispiel in Wert- und Sicherheitsdokumente (Debit-, Kreditkarten, Pässe, Personalausweise, zugangskontrollkarten, etc.) zu integrieren, stellt besondere Anforderungen an die Transponderinlays. Derartige Transponderinlays sollen das bisherige Gewicht und Format der Wert- und Sicherheitsdokumente möglichst wenig beeinträhtigen. Andererseits ergeben sich aus der Handhabung der Wert- und Sicherheitsdokumente im Verlauf deren Geltungsdauer häufig mechanische Belastungen für die Transponderinlays bzw. für die auf den Substratlagen der Transponderinlays angeordneten Transponder.Such transponders (inlays), for example, in value and security documents (debit, credit cards, passports, identity cards, access control cards, etc.) to integrate, makes special demands on the transponder inlays. Such transponder inlays are intended to impair the previous weight and format of the value and security documents as little as possible. On the other hand, the handling of the value and security documents during the period of validity often results in mechanical stresses for the transponder inlays or for the transponders arranged on the substrate layers of the transponder inlays.
Stand der TechnikState of the art
Die
Aus der
Die
Die
Diese Kupferfolie mit der mit einer Blackoxidebeschichtung versehenen Blumenkohlstruktur ist teuer und schwer erhältlich. Außerdem ist das zur Herstellung der Blackoxidebeschichtung verwendete Natriumchlorit hochalkalisch. This copper foil with the cauliflower structure provided with a black oxide coating is expensive and difficult to obtain. In addition, the sodium chlorite used to make the black oxide coating is highly alkaline.
Zugrunde liegende AufgabeUnderlying task
Die Aufgabe besteht darin, eine kostengünstig, schnell und präzise strukturierbare Transponderantenne für ein Transponderinlay und ein solches Transponderinlay bereit zu stellen. Die Aufgabe besteht außerdem darin, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung der Transponderantenne sowie des Transponderinlays anzugeben.The object is to provide a low-cost, fast and precisely structured transponder antenna for a transponder inlay and such a transponder inlay. The object is also to provide a simple and inexpensive method for producing the transponder antenna and the transponder inlay.
Vorgeschlagene LösungSuggested solution
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst zur Herstellung einer Transponderantenne für einen RFID-Transponder mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer thermoplasthaltigen Antennenträgerschicht, Aufbringen einer Metallfolie auf die Antennenträgerschicht, Fixieren der Metallfolie auf der Antennenträgerschicht durch Eintrag von Temperatur und/oder Druck auf die Metallfolie entsprechend der Gestalt einer Antennenstruktur, Konturieren der Antennenstruktur in einem Schneidevorgang, und Entfernen eines die Antennenstruktur umgebenden Restes der Metallfolie.This object is achieved by a method for producing a transponder antenna for an RFID transponder comprising the following steps: providing a thermoplastic carrier carrier layer, applying a metal foil to the antenna carrier layer, fixing the metal foil on the antenna carrier layer by applying temperature and / or pressure to the metal foil accordingly the shape of an antenna structure, contouring the antenna structure in a cutting process, and removing a rest of the metal foil surrounding the antenna structure.
Ein wesentlicher Aspekt des vorgestellten Verfahrens ist, dass die (sortenreine) Metallfolie auf der (sortenreinen) Antennenträgerschicht ohne sonst übliche (organische oder anorganische) Haft- oder Kleberschichten aufgebracht wird. Dies ist zum einen kostengünstig und außerdem ist die Handhabung von Klebstoffen, deren Dosieren und Aufbringen nicht immer problemlos. Weiterhin beeinträchtigen Klebematerialien oft die Sortenreinheit bei der Wiederaufbereitung negativ. Außerdem ist es möglich, herkömmliche, vielfältig erhältliche, kostengünstige, zum Beispiel gewalzte, Kupferfolien einzusetzen. Gemäß dem vorgestellten Verfahren wird also eine sortenreine Metallfolie auf eine sortenreine Antennenträgerschicht sortenrein laminiert. Dies bietet insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen (Identifikationsdokumente, etc.) einen erhöhten Widerstand gegen unbefugtes Manipulieren.An essential aspect of the presented method is that the (sorted) metal foil is applied to the (unmixed) antenna carrier layer without otherwise usual (organic or inorganic) adhesive or adhesive layers. This is on the one hand cost and also the handling of adhesives, their dosing and application is not always easy. Furthermore, adhesive materials often adversely affect the purity of the sorting during reprocessing. In addition, it is possible to use conventional, widely available, inexpensive, for example, rolled, copper foils. Thus, according to the method presented, a sorted metal foil is laminated to a sorted antenna carrier layer in a sorted manner. This offers increased resistance against unauthorized manipulation, especially for security-relevant applications (identification documents, etc.).
Ausgestaltungen und EigenschaftenEmbodiments and properties
Als thermoplasthaltige Antennenträgerschicht kann ein Schichtmaterial mit einer Dicke von etwa 10 Mikrometer oder weniger bis etwa 500 Mikrometer, vorzugsweise etwa 10 Mikrometer bis etwa 250 Mikrometer bereitgestellt werden, enthaltend ein Material oder mehrere Materialien der Gruppe Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET) oder Glykol-modifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polyethylen (PE) mit Zuschlagstoffen, Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC) oder deren Derivate.As the thermoplastic-containing antenna carrier layer, there may be provided a layer material having a thickness of about 10 micrometers or less to about 500 micrometers, preferably about 10 micrometers to about 250 micrometers, containing one or more of polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET) or glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polyvinyl butyral (PVB), polymethylmethacrylate (PMMA), polyimide (PI), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene ( PS), polyvinylphenol (PVP), polyethylene (PE) with aggregates, polypropylene (PP), polycarbonate (PC) or their derivatives.
Die thermoplastische Folie kann auch ein Material aus ungestrichener einlagiger Polyethylenfolie (PE) enthalten, die einen feinteiligen, im wesentlichen wasserunlöslichen, anorganischen, beispielsweise einen siliziumhaltigen Füllstoff in einer Menge von 50 bis 90 Gewichtsprozent, insbesondere 50 bis 85 Gewichtsprozent (bezogen auf die Basisfolie) einschließt. Der Füllstoff kann vorzugsweise Siliziumdioxid, besonders bevorzugt Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Höchstteilchengröße von weniger als 0,1 Mikrometer sein, der vorzugsweise 35 bis 80% des Gesamtvolumens der thermoplastischen Folie besetzt. Solche Folien werden beispielsweise in der
Anders als nicht modifiziertes Polyethylenterephthalat (PET) verbindet sich Glykol-modifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG) beim Laminieren gut. Daher ist es nicht notwendig, zusätzliche Kleber zu verwenden. Außerdem ist Glykol-modifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG) kostengünstiger als zum Beispiel Polycarbonat (PC).Unlike unmodified polyethylene terephthalate (PET), glycol modified polyethylene terephthalate (PETG) combines well with lamination. Therefore, it is not necessary to use additional adhesives. In addition, glycol modified polyethylene terephthalate (PETG) is less expensive than, for example, polycarbonate (PC).
Durch die Einsparung gesonderter Kleber, aber auch durch die kostengünstige Herstellung aus marktgängigen Materialien und durch den einfachen Aufbau der Gesamtanordnung, der Manipulationen leichter als herkömmliche Anordnungen erkennen lässt, kann das fertige Produkt höhere Sicherheitsansprüche erfüllen. Außerdem ist die Herstellung schneller und mit geringerem Ausschuss möglich.By saving separate adhesive, but also by the cost-effective production of commercially available materials and by the simple structure of the overall arrangement, the manipulations easier to recognize than conventional arrangements, the finished product can meet higher security requirements. In addition, the production is possible faster and with less waste.
Als Metallfolie kann eine Kupfer, Silber und/oder ein anderes Metall (außer Aluminium) enthaltende Folie mit einer Dicke von etwa 10 Mikrometer bis weniger als etwa 20 Mikrometer auf die Antennenträgerschicht aufgebracht werden. Diese Metallfolie wird so aufgebracht, dass sie für die nachfolgenden Prozessschritte sicher an der Antennenträgerschicht haftet.As the metal foil, a foil containing copper, silver and / or other metal (other than aluminum) having a thickness of about 10 microns to less than about 20 microns may be applied to the antenna support layer. This metal foil is applied so that it adheres securely to the antenna support layer for the subsequent process steps.
Dazu kann sie entweder an mehreren Punkten fixiert sein oder als an der Antennenträgerschicht leicht haftend aufgebracht sein.For this purpose, it can either be fixed at several points or be applied as a light adhesive to the antenna support layer.
Die Metallfolie auf der Antennenträgerschicht kann in Gestalt einer Antennenstruktur durch einen Press-Stempel fixiert werden, der als Sonotrode oder als Thermode ausgebildet ist. Dieser die Topographie der Antennenstruktur zumindest abschnittsweise wiedergebende Press-Stempel kann dazu eingerichtet sein, die Metallfolie soweit unter Druck zu setzen und/oder zu erwärmen, dass die thermoplasthaltige Antennenträgerschicht an den Stellen, an denen sie in der Gestalt der Antennenstruktur zu fixieren ist, wenigstens annähernd auf ihre Glastemperatur gebracht wird. Wenn der Press-Stempel von der Metallfolie wieder freikommt, haftet diese Metallfolie an der Antennenträgerschicht entlang des Verlaufs der Antennenstruktur zumindest abschnittsweise so fest an, dass sich die Antennenstruktur in den nachfolgenden Prozessschritten nicht abziehen lässt, während der zwischen der Antennenstruktur befindliche und/oder sie umgebende Rest in den nachfolgenden Prozessschritten leicht zu entfernen ist.The metal foil on the antenna carrier layer can be fixed in the form of an antenna structure by means of a pressing punch, which is designed as a sonotrode or as a thermode. This the topography of the antenna structure at least sectionally reproducing press-stamp can be adapted to pressurize and / or heat the metal foil so far that the thermoplastic-containing antenna support layer is at least approximately brought to its glass transition temperature at the locations where it is to be fixed in the shape of the antenna structure , When the pressing stamp releases from the metal foil, this metal foil adheres to the antenna carrier layer along the course of the antenna structure at least in sections so tightly that the antenna structure can not be pulled off in the subsequent process steps, while that between the antenna structure and / or surrounding residue in the subsequent process steps is easy to remove.
Mit Hilfe der Sonotrode (Ultraschallkopf), die als Form gebendes Element ausgeführt ist, wird die Gestalt der elektrisch leitenden Strukturen auf die elektrisch leitende Folie und die isolierende Antennenträgerschicht übertragen. Das Herstellen von leitenden (Antennen-)Strukturen kann auf verschiedenen Arten geschehen. Die Struktur kann durch einen Stempel mit entsprechend festgelegter Anpresskraft und Ultraschall (kalt) übertragen werden. Bei entsprechendem ersten Festlegen der Ultraschallfrequenz kann eine haftende Verbindung der elektrisch leitenden (Metall-)Folie am Substrat hergestellt werden. Ebenso kann durch ein hiervon abweichendes zweites Festlegen der Ultraschallfrequenz der Nutzen (= Antennenstruktur) aus dem Rest der Metallfolie herausgelöst werden.With the help of the sonotrode (ultrasonic head), which is designed as a shape-giving element, the shape of the electrically conductive structures is transferred to the electrically conductive foil and the insulating antenna carrier layer. The production of conductive (antenna) structures can be done in various ways. The structure can be transferred by means of a stamp with a defined contact pressure and ultrasound (cold). With a corresponding first setting of the ultrasonic frequency, an adhesive connection of the electrically conductive (metal) foil to the substrate can be produced. Likewise, due to a deviating second setting of the ultrasonic frequency, the benefit (= antenna structure) can be removed from the remainder of the metal foil.
Die Antennenstruktur der Metallfolie kann mit einer Schneideklinge- oder Schneidenadel, eines Laserstrahls oder durch eine Stanzklinge konturiert werden, so dass die Antennenstruktur von dem die Antennenstruktur umgebendem Rest der Metallfolie zumindest annähernd getrennt wird.The antenna structure of the metal foil can be contoured with a cutting blade or cutting needle, a laser beam or a punching blade, so that the antenna structure is at least approximately separated from the rest of the metal foil surrounding the antenna structure.
Anstelle der Schneideklinge- oder Schneidenadel kann auch ein Präge-/Gravur-/Trennstift kann in X-, Y, und Z-Richtung relativ zur auf der Antennenträgerschicht befindlichen Metallfolie bewegt werden um diese zu bearbeiten. Die Form des Stiftes kann in unterschiedlichen Formen gestaltet sein, so dass neben einem Prägeprozess auch ein Stanz- oder Schneidprozess ausführbar ist. Der Stift kann auch mit einer in alle Richtungen drehfähig gelagerten Kugel (zum Beispiel aus Keramik oder Stahl oder einem Hartmaterial (Siliziumkarbid, Achat, oder dergl.) an seiner Spitze ausgestattet sein.Instead of the cutting blade or cutting needle, an embossing / engraving / separating pin can also be moved in the X, Y, and Z directions relative to the metal foil located on the antenna carrier layer in order to machine them. The shape of the pin can be designed in different shapes, so that in addition to an embossing process and a punching or cutting process is executed. The pin may also be equipped with a rotatably mounted in all directions ball (for example, ceramic or steel or a hard material (silicon carbide, agate, or the like.) At its tip.
Anstelle einer durchgehenden, zum Beispiel spiralförmig ausgestalteten, Antennenstruktur können auch einzelne leitende Plättchen durch die Sonotrode/Thermode auf die Antennenträgerschicht appliziert werden. Diese einzelnen leitenden Plättchen werden dabei einander überlappend angebracht um durch die Überlappung eine durchgängige leitende Struktur zu erzeugen. Wenn beschichtetes Metall, zum Beispiel verzinnte Kupferfolie oder leitfähiger Kunststoff mit passender Schmelztemperatur verwendet wird, ist es auch möglich, neben einem Druck/Berührungskontakt einen Löt-/Schweiß-Kontakt zu erzeugen und damit eine durchgängige leitende Struktur zu generieren. So werden mit der Sonotrode zwei Arbeitsschritte in einem durchgeführt: (i) Trennen der Strukturen aus einer durchgehenden Folie und (ii) Verbinden der Antennenstruktur mit der isolierenden Antennenträgerschicht.Instead of a continuous, for example spirally designed, antenna structure and individual conductive plates can be applied by the sonotrode / thermode to the antenna support layer. These individual conductive plates are placed overlapping each other to create a continuous conductive structure by the overlap. When coated metal, for example, tinned copper foil or conductive plastic of appropriate melting temperature is used, it is also possible to create a soldering / welding contact in addition to a pressure / contact contact, thereby generating a continuous conductive structure. Thus, the sonotrode performs two work steps in one: (i) separating the structures from a continuous foil and (ii) connecting the antenna structure to the insulating antenna carrier layer.
Der die Antennenstruktur umgebende Rest der Metallfolie kann nach dem Konturieren der Antennenstruktur durch Absaugen, Abbürsten, Abstreifen, oder Abziehen, aber auch durch Wegblasen oder Wegspülen entfernt werden. Damit ist auf der Antennenträgerschicht die Antennenstruktur zur weiteren Verarbeitung zu einem Transponderinlay befestigt.The rest of the metal foil surrounding the antenna structure can be removed by contouring the antenna structure by suction, scrubbing, stripping, or stripping, but also by blowing away or flushing away. Thus, the antenna structure is attached to the antenna support layer for further processing to a transponder inlay.
Nachdem die flächige Metallfolie, die auf die Antennenträgerschicht mit der Antennenstruktur geprägt und konturiert wurde, wird das restliche, nicht der Antenne zugeordnete Material der Metallfolie von der Antennenstruktur getrennt/abgelöst. Diesen Vorgang nennt man auch Ausgittern. Dazu werden die Konturen der Antennenstruktur vom restlichen Material der Folie separiert. Dies geschieht zum Beispiel durch Aufbringen von Kraft, indem die Antennenträgerschicht mit der Metallfolie über eine Kante gezogen wird. Danach/Gleichzeitig wird das restliche Material der Metallfolie von der Antennenträgerschicht zum Beispiel mit einem Unterdruckrohr abgesaugt, das über die Metallfolie geführt wird.After the flat metal foil which has been embossed and contoured onto the antenna carrier layer with the antenna structure, the remaining material of the metal foil which is not assigned to the antenna is separated / detached from the antenna structure. This process is also called meshing. For this purpose, the contours of the antenna structure are separated from the remaining material of the film. This is done, for example, by applying force by pulling the antenna support layer with the metal foil over an edge. Thereafter / at the same time, the remaining material of the metal foil is sucked from the antenna support layer, for example, with a vacuum tube which is passed over the metal foil.
Der vorstehend beschriebene zweischrittige Prozess umfasst als ersten Schritt nicht nur das Prägen der Antennenstruktur in der Metallschicht auf die Antennenträgerschicht, sondern das auch Fixieren der Antennenstruktur auf der Antennenträgerschicht. Dies kann durch Hitze, Ultraschall, Laser etc. erfolgen. Her wird eine zum Beispiel Kupferfolie verwendet, die vorzugsweise mittels Ultraschall auf das Substrat gebracht wird. Das Material der Antennenträgerschicht wird lokal entlang der Antennenstruktur zumindest annähernd auf seinen Glaspunkt erwärmt oder erweicht. Eine Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder Glykol-modifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG) enthaltende Antennenträgerschicht kann auf Temperaturen im Bereich von etwa 70°C bis etwa 160°C gebracht sein. Eine Polycarbonat (PC) enthaltende Antennenträgerschicht kann auf Temperaturen im Bereich von etwa 140°C bis etwa 260°C gebracht sein. Im zweiten Schritt folgt das Schneiden. Der Schneideschritt kann zum Beispiel mit Laser, Nadel-Plotter oder Die-Cut realisiert werden. Wenn das Fixieren der Kupferfolie im ersten Schritt mit einem Stempel erfolgt, ist ein Nachschneiden eventuell entbehrlich. Neben einer Antennenstruktur können auch noch weitere Formen, beliebige Flächen, Anschlüsse oder Formen auf der Antennenträgerschicht realisiert werden. Das Verfahren ist damit nicht nur auf die Antennenherstellung beschränkt.The above-described two-step process includes, as a first step, not only embossing of the antenna structure in the metal layer on the antenna support layer, but also fixing of the antenna structure on the antenna support layer. This can be done by heat, ultrasound, laser etc. A copper foil, for example, is used, which is preferably brought to the substrate by means of ultrasound. The material of the antenna carrier layer is heated or softened locally along the antenna structure at least approximately to its glass point. A polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) or glycol modified polyethylene terephthalate (PETG) containing antenna support layer may be brought to temperatures in the range of about 70 ° C to about 160 ° C. An antenna carrier layer containing polycarbonate (PC) may be brought to temperatures ranging from about 140 ° C to about 260 ° C. The second step is followed by cutting. The cutting step can be realized for example with laser, needle plotter or die-cut. If the fixation of the copper foil in the first step is done with a stamp, a recutting may be unnecessary. In addition to an antenna structure, other shapes, Any surfaces, connections or shapes on the antenna support layer can be realized. The method is thus not limited to the antenna production.
Um eine im Innern der zum Beispiel spiralförmig gestalteten Antennenstruktur liegendes Ende und ein außen liegendes Ende mit einem Transponderchip zu verbinden ist eine elektrische Brücke erforderlich. Diese elektrische Brücke kontaktiert zum Beispiel das innen liegende Ende der Antennenstruktur und reicht über die Antennenstruktur hinweg zu einem außerhalb liegenden Kontaktfleck in der Nähe des außen liegenden Endes der Antennenstruktur. Der Transponderchip kann dann mit der Antennenstruktur dadurch verbunden werden, dass er das außen liegende Ende der Antennenstruktur und den Kontaktfleck kontaktiert. Allerdings ist dabei zwischen die Antennenstruktur und die Brücke eine Isolierschicht einzubringen, damit die Brücke die Antennenstruktur nicht kurzschließt. Damit entsteht ein mehrschichtiger Aufbau: Antennenträgerschicht-Antennenstruktur-Isolierschicht-Brücke.In order to connect a lying in the interior of, for example, spirally shaped antenna structure end and an outer end with a transponder chip an electric bridge is required. For example, this electrical bridge contacts the inboard end of the antenna structure and extends across the antenna structure to an outermost contact pad near the outboard end of the antenna structure. The transponder chip may then be connected to the antenna structure by contacting the outer end of the antenna structure and the pad. However, an insulating layer must be introduced between the antenna structure and the bridge, so that the bridge does not short-circuit the antenna structure. This results in a multilayer structure: antenna carrier layer-antenna structure-insulating layer bridge.
Um dies zu vermeiden, wird folgendes Verfahren vorgeschlagen: Ausformen einer ersten Durchgangsöffnung in der Antennenträgerschicht an einer Stelle, die von der anschließend zu bildenden Antennenstruktur zumindest teilweise überdeckt wird und einer zweiten Durchgangsöffnung in der Antennenträgerschicht an einer Stelle, die von der anschließend zu bildenden Antennenstruktur nicht überdeckt wird. Vorzugsweise fluchtet die erste Durchgangsöffnung mit dem innen liegenden Ende der Antennenstruktur und die zweite Durchgangsöffnung befindet sich in der Nähe des außen liegenden Endes der Antennenstruktur. Dabei werden die erste und die zweite Durchgangsöffnung vorzugsweise vor dem Aufbringen der die Antennenstruktur bildenden Metallfolie aus der Antennenträgerschicht ausgeformt.In order to avoid this, the following method is proposed: forming a first passage opening in the antenna carrier layer at a location which is at least partially covered by the antenna structure to be subsequently formed and a second passage opening in the antenna carrier layer at a location which is subsequently formed by the antenna structure is not covered. Preferably, the first through hole is aligned with the inner end of the antenna structure and the second through hole is located near the outer end of the antenna structure. In this case, the first and the second passage openings are preferably formed from the antenna carrier layer prior to the application of the metal foil forming the antenna structure.
Die erste Metallfolie wird auf der Antennenträgerschicht durch Eintrag von Temperatur und/oder Druck auf die zweite Metallfolie entsprechend der Gestalt eines ersten Kontaktstückes fixiert. Dabei überdeckt das erste Kontaktstück die zweite Durchgangsöffnung zumindest teilweise und führt von dieser weg (in die Nähe des außen liegenden Endes der Antennenstruktur).The first metal foil is fixed on the antenna carrier layer by introducing temperature and / or pressure onto the second metal foil corresponding to the shape of a first contact piece. In this case, the first contact piece at least partially covers the second through-opening and leads away from it (in the vicinity of the outer end of the antenna structure).
Das erste Kontaktstück wird in einem Schneidevorgang konturiert. Dieses Konturieren des ersten Kontaktstückes kann im Zusammenhang mit dem Schneidevorgang für die Antennenstruktur erfolgen. ”Im Zusammenhang” ist dabei in Abhängigkeit von der verwendeten Technologie zum Konturieren zu verstehen. Wenn zum Beispiel graviert, geritzt oder mit Laser geschnitten wird, kann das erste Kontaktstück unmittelbar vor oder nach der Antennenstruktur konturiert werden. Falls die Antennenstruktur jedoch mit einem Prägestempel konturiert wird, kann das erste Kontaktstück gleichzeitig mit der Antennenstruktur konturiert werden.The first contact piece is contoured in a cutting process. This contouring of the first contact piece can take place in connection with the cutting process for the antenna structure. "In context" is to be understood depending on the technology used for contouring. For example, if engraved, carved or laser cut, the first contact piece may be contoured immediately before or after the antenna structure. However, if the antenna structure is contoured with an embossing die, the first contact piece can be contoured simultaneously with the antenna structure.
Auf einer von der Antennenstruktur abliegenden zweiten Seite der Antennenträgerschicht wird eine zweite Metallfolie aufgebracht. Diese zweite Metallfolie wird auf der Antennenträgerschicht durch Eintrag von Temperatur und/oder Druck auf die zweite Metallfolie entsprechend der Gestalt eines zweiten Kontaktstückes fixiert. Das zweite Kontaktstück überdeckt die erste und die zweite Durchgangsöffnung zumindest teilweise. Das zweite Kontaktstück wird in einem Schneidevorgang konturiert. Eines das zweite Kontaktstück umgebender Rest der zweiten Metallfolie wird entfernt. Durch Eintragen von Temperatur und/oder Druck im Bereich der ersten und der zweiten Durchgangsöffnung auf die erste und die zweite Metallfolie so dass sich dort die erste und die zweite Metallfolie jeweils miteinander stoffschlüssig verbinden.On a second side of the antenna carrier layer remote from the antenna structure, a second metal foil is applied. This second metal foil is fixed on the antenna carrier layer by introducing temperature and / or pressure onto the second metal foil corresponding to the shape of a second contact piece. The second contact piece covers the first and the second passage opening at least partially. The second contact piece is contoured in a cutting process. A remainder of the second metal foil surrounding the second contact piece is removed. By introducing temperature and / or pressure in the region of the first and the second through-opening onto the first and the second metal foil so that the first and the second metal foil in each case bond to one another in a material-locking manner.
Um die Antennenstruktur oder andere elektrische Leiterbahnen auf einem dünnen Substrat wie der Antennenträgerschicht reproduzierbar und mit hoher Prozessstabilität (heiß) zu prägen, und anschließend auszugittern, wird die Verwendung einer Verbrauchsmatrize aus Papier, Pappe oder Kunststoff oder ein hinreichend weicher Gegenstempel oder Amboss vorgeschlagen. Damit kann das Prägewerkzeug hinreichend tief in die Metallfolie auf der Antennenträgerschicht und ggf. auch in die Antennenträgerschicht eindringen. So ist die Antennenstruktur anschließend zuverlässig und reproduzierbar auslösbar.In order to stamp the antenna structure or other electrical tracks on a thin substrate such as the antenna carrier layer reproducibly and with high process stability (hot), and then emitter, the use of a consumer die of paper, cardboard or plastic or a sufficiently soft counter punch or anvil is proposed. Thus, the embossing tool can penetrate sufficiently deep into the metal foil on the antenna carrier layer and possibly also in the antenna carrier layer. The antenna structure can then be reliably and reproducibly triggered.
Die Antennenträgerschicht kann in der vorstehend beschriebenen Weise als an einer oder beiden ihrer Oberflächen Teile der oder eine vollständige Antennenstruktur tragend ausgestaltet werden.The antenna support layer may be configured in the manner described above as having on one or both of its surfaces portions or a complete antenna structure.
Das Transponderinlay kann einen dreilagigen Verbund haben die Antennenträgerschicht mit der Antennenstruktur und dem Transponderchipmodul (
Nach dem Aufbringen der Antennenstruktur auf die Antennenträgerschicht sowie dem anschließenden Verbinden, zum Beispiel Verlöten oder Verschweißen des Transponderchips an den Anschlüssen der Antennenstruktur können bei entsprechendem Druck und/oder entsprechendem Temperatur mehrere Schichten, vorzugsweise mit identischem Material wie die Antennenträgerschicht, so stoffschlüssig und vorzugsweise ohne Einsatz von Klebstoffen miteinander verbunden, dass ein Transponderinlay entsteht, welches praktisch nicht mehr zerstörungsfrei manipuliert werden kann.After applying the antenna structure to the antenna carrier layer and the subsequent connection, for example soldering or welding of the transponder chip to the terminals of the antenna structure at a corresponding pressure and / or temperature several layers, preferably with identical material as the antenna support layer, so cohesively and preferably without Use of adhesives joined together that one Transponder inlay is created, which can not be manipulated practically nondestructive.
Um dieses Verfahren auszuführen und eine RFID-Transponderantenne herzustellen, wird eine Maschine vorgeschlagen, mit:
einer ersten Bearbeitungsstation zum Ausformen einer ersten Durchgangsöffnung in einer Antennenträgerschicht an einer Stelle, die von einer anschließend zu bildenden Antennenstruktur zumindest teilweise überdeckt wird und einer zweiten Durchgangsöffnung in der Antennenträgerschicht an einer Stelle, die von der anschließend zu bildenden Antennenstruktur nicht überdeckt wird, wobei die erste und die zweite Durchgangsöffnung vor dem Aufbringen einer die Antennenstruktur bildenden Metallfolie aus der Antennenträgerschicht ausgeformt werden, und/oder
einer zweiten Bearbeitungsstation zum Aufbringen und Fixieren einer ersten Metallfolie auf der Antennenträgerschicht durch Eintrag von Temperatur und/oder Druck auf die erste Metallfolie entsprechend der Gestalt eines ersten Kontaktstückes, das die zweite Durchgangsöffnung zumindest teilweise überdeckt und von dieser wegführt, und/oder einer dritten Bearbeitungsstation zum Konturieren des ersten Kontaktstückes in einem Schneidevorgang, wobei dieses Konturieren des Kontaktstückes vorzugsweise im Zusammenhang mit dem Schneidevorgang für die Antennenstruktur erfolgt, und/oder
einer vierten Bearbeitungsstation zum Entfernen eines das erste Kontaktstück und die Antennenstruktur (
einer fünften Bearbeitungsstation zum Aufbringen einer zweiten Metallfolie auf einer von der Antennenstruktur abliegenden zweiten Seite der Antennenträgerschicht, und zum Fixieren der zweiten Metallfolie auf der Antennenträgerschicht durch Eintrag von Temperatur und/oder Druck auf die zweite Metallfolie entsprechend der Gestalt eines zweiten Kontaktstückes, das die erste und die zweite Durchgangsöffnung zumindest teilweise überdeckt, und/oder einer sechsten Bearbeitungsstation zum Konturieren des zweiten Kontaktstückes in einem Schneidevorgang, und/oder
einer siebten Bearbeitungsstation zum Entfernen eines das zweite Kontaktstück umgebenden Restes der zweiten Metallfolie, und/oder
einer achten Bearbeitungsstation zum Eintragen von Temperatur und/oder Druck im Bereich der ersten und der zweiten Durchgangsöffnung so dass sich dort die erste und die zweite Metallfolie jeweils miteinander stoffschlüssig verbinden.To carry out this method and produce an RFID transponder antenna, a machine is proposed, comprising:
a first processing station for forming a first passage opening in an antenna carrier layer at a location which is at least partially covered by an antenna structure to be subsequently formed, and a second passage opening in the antenna carrier layer at a location which is not covered by the subsequently-to-be-formed antenna structure, wherein the first and the second through-hole are formed out of the antenna carrier layer before applying a metal foil forming the antenna structure, and / or
a second processing station for applying and fixing a first metal foil on the antenna carrier layer by entry of temperature and / or pressure on the first metal foil according to the shape of a first contact piece, which at least partially covers the second passage opening and leads away therefrom, and / or a third processing station for contouring the first contact piece in a cutting operation, wherein this contouring of the contact piece is preferably carried out in connection with the cutting process for the antenna structure, and / or
a fourth processing station for removing a first contact piece and the antenna structure (
a fifth processing station for applying a second metal foil on a second side of the antenna carrier layer remote from the antenna structure, and for fixing the second metal foil to the antenna carrier layer by introducing temperature and / or pressure onto the second metal foil corresponding to the shape of a second contact piece, which is the first and / or a second processing station for contouring the second contact piece in a cutting operation, and / or
a seventh processing station for removing a remainder of the second metal foil surrounding the second contact piece, and / or
an eighth processing station for entering temperature and / or pressure in the region of the first and the second through-opening so that there, the first and the second metal foil in each case firmly connect to each other.
Kurze ZeichnungsbeschreibungShort description of the drawing
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand, auch unabhängig von ihrer Gruppierung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen.Other objects, features, advantages and applications will become apparent from the following description of non-limiting embodiments to be understood with reference to the accompanying drawings. All described and / or illustrated features alone or in any combination form the subject matter disclosed herein, also independent of their grouping in the claims or their relationships.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsvariantenDetailed description of embodiments
Für ein Verfahren zur Herstellung einer Transponderantenne
In
In
Vor dem Fixieren der ersten Metallfolie
In
In
Damit ist, wie in
Um die Antennenstruktur
Hierzu dienen die bereits erwähnten Durchgangsöffnungen
Anschließend wird die erste Metallfolie
Das erste Kontaktstück
Nun wird – siehe
Anschließend wird aus der zweiten Metallfolie
Als nächster Verfahrensschritt wird – Siehe
Dieses so gebildete, in der Draufsicht im wesentlichen etwa rechteckige, zweite Kontaktstück
In einem weiteren Verfahrensschritt wird – Siehe
In einem weiteren Verfahrensschritt – siehe
Das Transponderinlay kann vor oder nach dem Funktionstest auf beiden Seiten der Antennenträgerschicht
Die vorstehend erläuterten Erzeugnis- und Verfahrensdetails sind im Zusammenhang dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass sie auch unabhängig von einander sind und auch frei miteinander kombinierbar sind. Die in den Fig. gezeigten Verhältnisse der einzelnen Teile und Abschnitte hiervon zueinander und deren Abmessungen und Proportionen sind nicht einschränkend zu verstehen. Vielmehr können einzelne Abmessungen und Proportionen auch von den gezeigten abweichen.The product and process details discussed above are presented in context. It should be noted, however, that they are independent of each other and can also be freely combined with each other. The ratios of the individual parts and sections thereof to one another and their dimensions and proportions shown in the figures are not to be understood as limiting. Rather, individual dimensions and proportions may differ from those shown.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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