DE10004429C1 - Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einem Transponder - Google Patents

Abstract

Um einen Gegenstand, z. B. eine CD (1), mit einem Transponder zur berührungslosen Datenübertragung zu versehen, wird eine Trägerfolie (10) mit wenigstens einem Halbleiterchip (4) und einer Antennenspule (3) verwendet. Die Trägerfolie (10) besteht aus einem Material, das in einem den Gegenstand (1) nicht angreifenden Lösungsmittel löslich ist. Die mit dem Chip (4) und der Antennenspule (3) versehene Trägerfolie (10) wird auf den Gegenstand (1) geklebt. Anschließend wird die Trägerfolie (10) mit dem Lösungsmittel entfernt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einem Transponder zur berührungslosen Datenübertragung unter Verwendung einer Trägerfolie, die mit wenigstens einem Halbleiterchip und einer Antennenspule versehen ist.

Ein solches Verfahres wird beispielsweise zur Herstellung von Chipkarten angewendet. Über die Antennenspule erfolgt die Energieversorgung und der berührungslose Austausch von Daten zwischen dem Halbleiterchip und einem Sender/Empfänger. Dazu wird aus einem elektrisch leitenden Schichtmaterial auf einer Trägerfolie aus Kunststoff eine spiralförmige Antennenspule gebildet (vergleiche z. B. DE 196 09 134 A1 und DE 196 04 774 A1).

Die Trägerfolie kann dazu aus Polyester, PVC, ABS oder einem anderen Kunststoff bestehen. Zum Beschichten kann auf die Trägerfolie eine Metallfolie auflaminiert werden, oder die elektrisch leitende Schicht wird beispielsweise aufgedampft, galvanisch abgeschieden oder aufgedruckt. Das Schichtmaterial kann aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer oder einem elektrisch leitendem Kunststoff bestehen. Anschließend wird beispielsweise durch ein Masken-Ätzverfahren oder einen Laser Schichtmaterial entfernt, um die Spule zu bilden, die dann mit dem Halbleiterchip verbunden wird. Damit wird ein für den Einbau zwischen die Schichten der Chipkarte gut handhabbarer fertiger Transponder auf einer Trägerfolie zur Verfügung gestellt.

Für eine Vielzahl von Gegenständen stehen bereits ausgereifte Massenproduktionsverfahren zur Verfügung, in die einzugreifen einen erheblichen Umstellungsaufwand erfordert. Dies gilt beispielsweise für Datenträger, wie Kompaktdisks oder DVD (Digital Versatile Discs), die mit äußerster Präzision hergestellt werden müssen. Es bedarf deshalb eines erheblichen Aufwandes, um einen solchen Datenträger mit einem Transponder zu versehen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem Gegenstände auf einfache Weise mit einem Transponder versehen werden können.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann praktisch jeder fertige, durch ausgereifte Massenproduktion hergestellte Gegenstand nachträglich auf einfache Weise mit einem Transponder versehen werden. Dazu wird erfindungsgemäß, wie nach dem Stand der Technik, zunächst eine Trägerfolie mit wenigstens einem Halbleiterchip und einer Antennenspule versehen.

Erfindungsgemäß wird jedoch eine Trägerfolie aus einem Material eingesetzt, das in einem den Gegenstand nicht angreifenden Lösungsmittel löslich ist. Die mit dem Chip und der Antennenspule versehene Trägerfolie wird mit dem Gegenstand verbunden, wobei der Chip und die Antennenspule auf der dem Gegenstand zugewandten Seite der Trägerfolie angeordnet sind, worauf die Trägerfolie mit dem Lösungsmittel entfernt wird. Anschließend wird vorzugsweise die auf dem Gegenstand zurückbleibende Antennenspule mit dem Chip mit einem Schutzüberzug, beispielsweise einem Schutzlack versehen.

Das Material der Trägerfolie kann dazu ein wasserlöslicher Kunststoff sein, beispielsweise Polyvinylalkohol (PVA). So werden mit einem Dekor versehene wasserlösliche PVA-Folien zum optischen Veredeln von Werkstücken eingesetzt. Weitere in wässriger alkalischer Lösung lösliche Kunststoffolien sind z. B. in EP 78 553 A2 und EP 143 935 A1 beschrieben. Danach lösen sich z. B.. Folien aus Homopolymeren oder Copolymeren mit Acrylsäure, Croton- oder Maleinsäure in alkalischer wässriger Lösung auf. Gleiches gilt für Cellulosederivate, wie Hydroxyethyl-Cellulose und Hydroxypropyl-Cellulose, oder Polymerisate, wie Vinnapas C305 der Firma Wacker Chemie GmbH oder Phthalopal PP der Firma BASF.

Das Lösungsmittel zum Auflösen der Trägerfolie braucht jedoch nicht Wasser zu sein. Beispielsweise kann die Trägerfolie auch aus einem Kunststoff bestehen, der sich in Alkohol, Aceton oder einem Kohlenwasserstoff, wie Benzin, löst. Wesentlich ist lediglich, dass das Lösungsmittel den Gegenstand nicht angreift und auch nicht die Antennenspule oder den Chip. Ein Kunststoff, der sich nur in saurem Milieu auflöst, ist daher im allgemeinen weniger geeignet, weil dies zu einem Angriff der dünnen Antennenspule aus Metall führen kann.

Die Verbindung der mit dem Chip und der Antennenspule versehenen Trägerfolie mit dem betreffenden Gegenstand, kann z. B. mit einem Klebstoff erfolgen, insbesondere einem thermoreaktiven Klebstoff, wenn die Trägerfolie mit der Antennenspule und dem Chip auf ihrer dem Gegenstand zugewandten Seite mit einem Gegenstand mit einer Kunststoffoberfläche verbunden werden soll.

Die erfindungsgemäß verwendete, lösliche Trägerfolie kann in gleicher Weise mit einer Antennenspule und einem Halbleiterchip versehen werden, wie nach dem Stand der Technik.

So kann die Trägerfolie z. B. durch Auflaminieren einer Metallfolie oder einer Folie aus leitendem Kunststoff oder durch Aufdampfung, galvanisches Abscheiden oder Aufdrucken mit dem elektrisch leitenden Schichtmaterial versehen werden. Das Schichtmaterial kann dazu ein Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer sein, oder eine elektrisch leitende Farbe oder dergleichen. Nach dem Beschichten wird das überschüssige Schichtmaterial unter Bildung der Antennenspule entfernt, beispielsweise durch ein Masken-Ätzverfahren, mit einem Laser, mechanisch oder dergleichen. Auch kann die Antennenspule direkt, z. B. mit Siebdruck mit einer elektrisch leitenden Farbe auf die Trägerfolie aufgedruckt werden. Anschließend wird der Halbleiterchip auf der Trägerfolie angeordnet und mit der Antennenspule in bekannter Weise verbunden.

Nicht nur die Gegenstände, auf denen der Transponder angebracht werden soll, sondern auch solche Transponder auf einer Trägerfolie werden heutzutage in ausgereifter Massenproduktion erzeugt. So existiert eine als Schichtmaterial auf eine Polyesterfolie aufgebrachte spiralförmige Antennenspule, bei der das innere Ende und das äußere Ende der Spule durch eine Brücke elektrisch verbunden sind, die sich auf der anderen Seite der Trägerfolie über die dazwischen liegenden Windungen der Antennenspule erstreckt und durch die Trägerfolie hindurch mit den beiden Enden der Antennenspule kontaktiert ist. Vorzugsweise wird dieses Massenproduktionsverfahren erfindungsgemäß übernommen, wobei lediglich die Polyesterfolie durch eine lösliche Folie ausgetauscht wird und die Brücke gegenüber den zwischen den beiden Enden der Antennenspule liegenden Windungen der Antennenspule zumindest an ihrer diesen Zwischenwindungen zugewandten Seite mit einer elektrischen Isolierung, die sich in dem Lösungsmittel nicht löst, beispielsweise einem Isolierlack, versehen werden zu braucht.

Der Gegenstand, mit dem der Transponder versehen wird, kann z. B. ein Aufzeichnungsträger sein, beispielsweise eine CD oder eine DVD. Die Antennenspule kann dabei eine sich um das Mittelloch der CD oder des sonstigen Aufzeichnungsträgers erstreckende Rahmenform aufweisen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine CD, die mit einem Transponder zur berührungslosen Datenübertragung versehen ist; und

Fig. 2a bis 2d schematisch das Verfahren, mit dem die im Schnitt dargestellte CD mit dem Transponder versehen wird.

Gemäß Fig. 1 ist eine CD 1 mit einem Mittelloch 2 mit einem Transponder zur berührungslosen Datenübertragung versehen, welcher aus einer Antennenspule 3 besteht, an die ein Chip 4 angeschlossen ist.

Die CD 1 weist ein Scheckkartenformat auf. Ansonsten besitzt sie die übliche Stärke von z. B. 1,2 mm und ist nach einem üblichen Massenproduktionsverfahren aus zwei entsprechend dünnen Platten (5 und 6; Fig. 2) zusammengefügt und zwar in genau definierter Art und Weise, unter Reinraumbedingungen, frei von statischen Aufladungen usw.

Die Antennenspule 3 wird durch ein spiralförmiges, elektrisch leitendes Schichtmaterial gebildet, das eine rechteckige Rahmenform besitzt, die sich um das Mittelloch 2 erstreckt, mit zu den Längsseiten der kartenförmigen CD 1 parallelen Längsseiten des Rahmens.

Das innere Ende 3.1 und das äußere Ende 3.2 der spiralförmigen Antennenspule 3 sind durch eine elektrisch leitende Brücke 7 miteinander verbunden, welche sich über die Windungen der Antennenspule 3 erstreckt. Um die Brücke 7 gegenüber den Windungen der Antennenspule zu isolieren, ist beispielsweise ein nicht dargestellter Isolierlack an der Unterseite der Brücke 7, also zwischen der Brücke 7 und den Windungen der Antennenspule 3 aufgetragen.

Die Brücke 7 ist in einem Eckbereich der rahmenförmigen Antennenspule 3 angeordnet. In dem anderen Eckbereich auf der gleichen Schmalseite der rahmenförmigen Antennenspule 3 ist die äußere Spulenwindung durch eine Aussparung 8 unterbrochen. In der Aussparung 8 ist der Chip 4 angeordnet, der an die durch die Unterbrechung gebildeten Enden 3.3 und 3.4 der Antenne 3 angebondet ist.

Gemäß Fig. 2a bis 2d wird zur Herstellung der mit dem Transponder versehenen CD 1 eine Trägerfolie 10 verwendet, auf der auf der CD 1 zugewandten Seite die Antennenspule 3 z. B. mittels eines Ätzverfahrens aus einer auf die Folie 10 aufgebrachten Metallschicht hergestellt ist. Die Trägerfolie 10 weist zudem den an die Antennespule 3 angebondeten Chip 4 auf, ferner, was in Fig. 2a bis 2d nicht zu sehen ist, die Brücke 7, und zwar auf der anderen, also von der CD 1 abgewandten Seite der Trägerfolie 10.

Gemäß Fig. 2a und 2b wird die Trägerfolie 10 mit Antennenspule 3, Chip 4 und Brücke 7 z. B. mit einem Kleber 9 mit der Seite der CD 1 verbunden, die der vom Laser abgetasteten Seite der CD 1 gegenüberliegt.

Danach wird die Trägerfolie 10 mit einem Lösungsmittel, in dem sie sich auflöst, entfernt, sodass der mit der CD 1 verbundene Transponder aus der Antennenspule 3, dem Chip 4 und der Brücke 7 auf der CD 1 zurückbleibt (Fig. 2c). Anschließend wird ein Überzug 11 aufgetragen, der die Antennenspule 3, den Chip 4 und die Brücke 7 bedeckt.

Erfindungsgemäß wird also der Transponder wie ein Label auf die sonst fertige CD aufgebracht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also nicht in die CD-Produktion eingegriffen, vielmehr schließt es sich an die CD- Produktion an.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einem Transponder zur berührungslosen Datenübertragung unter Verwendung einer Trägerfolie, die mit wenigstens einem Halbleiterchip und einer Antennenspule versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerfolie (10) aus einem Material verwendet wird, das in einem den Gegenstand (1) nicht angreifenden Lösungsmittel löslich ist, die mit dem Chip (4) und der Antennenspule (3) versehene Trägerfolie (10) auf den Gegenstand (1) geklebt wird und anschließend die Trägerfolie (10) mit dem Lösungsmittel entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gegenstand (1) verbundene Antennenspule (3) und der Chip (4) nach dem Entfernen der Trägerfolie (10) mit einem Schutzüberzug (11) versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antennenspule (3) ein spiralförmiges, elektrisch leitendes Schichtmaterial auf der Trägerfolie (10) verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das innere (3.1) und das äußere (3.2) Ende der Antennenspule (3) durch eine Brücke (7) elektrisch verbunden werden, die sich über die dazwischen liegenden Windungen der Antennenspule (3) unter Zwischenschaltung einer elektrischen Isolierung erstreckt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (7) auf der der Antennenspule (3) und dem Halbleiterchip (4) gegenüberliegenden Seite der Trägerfolie (10) angeordnet ist und durch die Trägerfolie (10) hindurch mit den beiden Enden (3.1 und 3.2) der Antennenspule (3) kontaktiert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspule (3) mit einer Unterbrechung versehen ist und der Halbleiterchip (4) an die durch die Unterbrechung gebildeten Enden (3.3 und 3.4) an die Antennenspule (3) angeschlossen ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (1), mit dem der Transponder versehen wird, ein Aufzeichnungsträger ist.