DE102016008595A1

DE102016008595A1 - Method and device for producing a transponder, printing form and transponder

Info

Publication number: DE102016008595A1
Application number: DE102016008595.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Müller
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2018-01-18
Also published as: WO2018011396A1; EP3485431A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Transponders umfasst folgende Schritte: Bereitstellen eines ersten Trägersubstrats mit einer Vorderseite und einer Rückseite; wobei auf der Vorderseite zumindest eine Antennenschaltung angeordnet ist; Bereitstellen eines zweiten Trägersubstrats mit einer Vorderseite und einer Rückseite, Bestücken der Vorderseite von dem zweiten Trägersubstrat mit einer elektrischen Vorrichtung mit zwei Enden von Elektroden in einem oder mehreren Schritten; wobei die elektrische Vorrichtung einen Halbleiterchip umfasst; Verbinden der Vorderseite des ersten Trägersubstrats mit der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats derart, dass die Enden der Elektroden der elektrischen Vorrichtung mit Enden der Antennenschaltung elektrischen verbunden werden und somit einen Transponder erzeugen unter gleichzeitigem Laminieren der Vorderseiten des ersten und des zweiten Trägersubstrats zu einem Transponder.A method for producing a transponder comprises the following steps: providing a first carrier substrate having a front side and a rear side; wherein at least one antenna circuit is arranged on the front side; Providing a second carrier substrate having a front side and a back side, populating the front side of the second carrier substrate with an electric device having two ends of electrodes in one or more steps; wherein the electrical device comprises a semiconductor chip; Connecting the front side of the first carrier substrate to the front side of the second carrier substrate such that the ends of the electrodes of the electrical device are electrically connected to ends of the antenna circuit and thus generate a transponder while simultaneously laminating the front sides of the first and second carrier substrates to a transponder.

Description

Hintergrundbackground

Hier wird ein Verfahren zur Herstellung eines Transponders beschrieben. Insbesondere wird ein Verfahren zur Herstellung RFID-Transponders beschrieben. Es wird ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Transponders, sowie eine Präge- oder Druckform und ein Transponder beschrieben.Here, a method of manufacturing a transponder will be described. In particular, a method for producing RFID transponders is described. A device for producing a transponder as well as an embossing or printing form and a transponder are also described.

Solche Transponder werden zum Beispiel für Etiketten, wie etwa Price-Tags, Wert- oder Sicherheitsdokumente oder dergleichen verwendet und haben in der Regel einen ein- oder mehrschichtigen Körper.Such transponders are used, for example, for labels such as price tags, value or security documents, or the like, and typically have a monolayer or multilayer body.

Um steigenden Sicherheitsanforderungen Rechnung zu tragen, werden zunehmend in Wert- und Sicherheitsdokumente (Debit-, Kreditkarten, Pässe, Personalausweise, Zugangskontrollkarten, etc.) Transponderinlays) eingesetzt. Wert- und Sicherheitsdokumente werden heute häufig bis auf Personalisierungsdaten zentral gefertigt und anschließend dezentral, zum Beispiel auf Meldestellen, bei Behörden oder in Unternehmen, die zur Ausstellung derartiger Wert- und Sicherheitsdokumente berechtigt sind, mit einer Personalisierung versehen. Bei der Personalisierung werden den jeweiligen Inhabern des Wert- und Sicherheitsdokuments individuell bezeichnende Text-, Zahlen- und/oder Bilddaten (zum Beispiel Name und Anschrift des Inhabers, Geburtsdatum, Geburtsort, Foto des Inhabers, biometrische Daten des Inhabers, etc.) in das Wert- und Sicherheitsdokument eingetragen.In order to meet increasing security requirements, increasingly in value and security documents (debit, credit cards, passports, identity cards, access control cards, etc.) Transponderinlays) are used. Today, value and security documents are often produced centrally, with the exception of personalization data, and then provided with personalization locally, for example at registration offices, at authorities or in companies that are authorized to issue such value and security documents. During personalization, the individual owners of the value and security document will receive individually identifying textual, numerical and / or pictorial data (such as the name and address of the holder, date of birth, place of birth, photograph of the holder, biometric data of the holder, etc.) Value and security document entered.

Ein Transponder, insbesondere für RFID (= Radio Frequency Identification), hat im Wesentlichen einen Halbleiterchip und eine als Spule, Spirale oder als Dipol ausgestaltete Antenne. Die Antenne ermöglicht einen berührungslosen Datenzugriff, d. h. ein berührungsloses, automatisiertes Einschreiben und/oder Auslesen von (Personalisierungs-)Daten in/aus dem Halbleiterchip des Transponders. Als herstellungsprozessfähige Baueinheiten werden Transponderinlays eingesetzt. Derartige Transponderinlays haben eine Substratlage zur Anordnung einer die Transponderantenne und den Halbleiterchip umfassenden Transpondereinheit, die sich auf einer Kontaktoberfläche der Substratlage befindet. Der Halbleiterchip kann beispielsweise in einem Chipmodul integriert sein oder ein ungehauster Flip-Chip sein.A transponder, in particular for RFID (= Radio Frequency Identification), essentially has a semiconductor chip and an antenna designed as a coil, a spiral or a dipole. The antenna allows non-contact data access, i. H. a non-contact, automated writing and / or reading of (personalization) data in / from the semiconductor chip of the transponder. 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 the semiconductor chip, which is located on a contact surface of the substrate layer. The semiconductor chip may for example be integrated in a chip module or be a non-breakable flip chip.

Solche Transponderinlays) in zum Beispiel Wert- und Sicherheitsdokumenten zu integrieren stellt besondere Anforderungen an die Transponderinlays. Derartige Transponderinlays sollen das bisherige Gewicht und Format der Wert- und Sicherheitsdokumente möglichst wenig beeinträchtigen und darüber hinaus einfach herzustellen sein. Andererseits ergeben sich aus der Handhabung der Wert- und Sicherheitsdokumente im Verlauf deren Geltungsdauer mechanische Belastungen für die Transponderinlays bzw. für die auf der Substratlage der Transponderinlays angeordneten Antennen und den Halbleiterchip/das Chipmodul sowie deren elektrische/mechanische Verbindung. Darüber hinaus kann weiterhin eine Anforderung für derartige Transponder sein, dass diese nach einer definierten Betriebszeit einfach funktionsunfähig gemacht werden können.Such transponder inlays) to integrate in, for example, value and security documents makes special demands on the transponder inlays. Such transponder inlays should affect the previous weight and format of the value and security documents as little as possible and also be easy to manufacture. On the other hand, the handling of the value and security documents in the course of their period of validity results in mechanical stresses for the transponder inlays or for the antennas arranged on the substrate layer of the transponder inlays and the semiconductor chip / chip module and their electrical / mechanical connection. Furthermore, a requirement for such transponders can still be that they can simply be made inoperable after a defined operating time.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiger RFID-Transponder ist beispielsweise aus der WO 2006/136 466 A1 bekannt. Dieses Dokument offenbart einen RFID-Transponder mit einem RFID-Chip und einer Dipol-Antenne, die auf einem nicht leitenden Trägermaterial angeordnet sind. Die darin offenbarte Dipol-Antenne weist zwei gleichlange Leiterbahnabschnitte auf, zwischen welchen der RFID-Chip angeordnet und mit diesen verbunden ist. Weiterhin sind Transponder aus dem Stand der Technik bekannt, die mehrere Substratschichten aufweisen. Ein solcher Transponder und ein Verfahren zur Herstellung desselbigen sind beispielsweise in der EP 1 291 818 A1 beschrieben. Dieses Dokument offenbart einen Transponder, in dem zwei Spiralantennen auf einem isolierenden Material gedruckt sind. Eine der beiden Spiralantennen weist dabei Anschlüsse für eine elektronische Schaltung, beispielsweise ein Chip eines Transponders, auf. Die elektronische Schaltung wird hierfür zunächst innerhalb der einen Spiralantenne mit den dafür vorgesehenen Anschlüssen verbunden. Anschließend wird die Platte entlang einer Symmetrielinie gefaltet, wobei die Antennen überlagert werden und ihre Anschlüsse einander überdecken. Die Verbindungen werden dabei gebildet, ohne dass Leiter die Windungen der Spiralantennen überbrücken. Da die gedruckten Spiralen einander gegenüberliegen, wird eine Isolationsschicht zwischen ihnen eingefügt. Die Anschlüsse der einander nach dem Falten überlagernden Spiralantennen sind durch ei-nen Stift miteinander verbunden.Such an RFID transponder is for example from the WO 2006/136 466 A1 known. This document discloses an RFID tag with an RFID chip and a dipole antenna disposed on a non-conductive substrate. The dipole antenna disclosed therein has two conductor track sections of the same length, between which the RFID chip is arranged and connected. Furthermore, transponders are known from the prior art, which have a plurality of substrate layers. Such a transponder and a method for producing desselbigen are for example in the EP 1 291 818 A1 described. This document discloses a transponder in which two spiral antennas are printed on an insulating material. One of the two spiral antennas has connections for an electronic circuit, for example a chip of a transponder. For this purpose, the electronic circuit is first connected within the one spiral antenna with the connections provided for this purpose. Subsequently, the plate is folded along a line of symmetry, the antennas being superimposed and their terminals covering each other. The connections are formed without conductors bridging the turns of the spiral antennas. Since the printed spirals face each other, an insulating layer is interposed between them. The terminals of the spiral antennas superimposed upon folding are connected by a pin.

Im Allgemeinen weisen bekannte RFID-Transponder einseitig kontaktierte Halbleiterchips auf, die vergleichsweise aufwendige Ausgestaltungen von Antennen erfordern und hohe Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit beim Herstellen aufweisen.In general, known RFID transponders have semiconductor chips which are contacted on one side and which require comparatively complex designs of antennas and have high demands on the positioning accuracy during manufacture.

Zu lösendes ProblemProblem to be solved

Ziel ist es, ein Herstellungsverfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung für einen Transponder, sowie eine Druckform der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die eine einfache und schnelle Herstellung eines Transponders ermöglichen. Ein weiteres Ziel ist es, einen Transponder bereitzustellen, der einfach in diversen Ausgestaltungsformen herstellbar ist.The aim is to provide a manufacturing method and an apparatus for producing a transponder, as well as a printing forme of the type described above, which enable a simple and rapid production of a transponder. Another goal is to provide a transponder that can be easily produced in various forms.

Lösung, Vorteile und AusgestaltungSolution, benefits and design

In einem hier beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Transponders wird ein erstes Trägersubstrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite bereitgestellt, umfassend folgende Schritte:
Bereitstellen eines ersten Trägersubstrats mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei auf der Vorderseite zumindest eine Antennenschaltung mit wenigstens einem Antennenschaltungs-Ende angeordnet ist;
Bereitstellen eines zweiten Trägersubstrats mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei auf der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats eine elektrische Vorrichtung mit zwei Elektroden-Enden angeordnet wird, wobei die elektrische Vorrichtung einen Halbleiterchip umfasst;
Zusammenführen der Vorderseite des ersten Trägersubstrats mit der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats derart, dass die Elektroden-Enden der elektrischen Vorrichtung mit korrespondierenden Enden der Antennenschaltung elektrisch, kapazitiv oder induktiv verbunden werden, und
Laminieren der Vorderseiten des ersten und des zweiten Trägersubstrats zu einem Transponder.In a method for producing a transponder described here, a first carrier substrate with a front side and a rear side is provided, comprising the following steps:
Providing a first carrier substrate having a front side and a rear side, wherein at least one antenna circuit having at least one antenna circuit end is arranged on the front side;
Providing a second carrier substrate having a front side and a rear side, wherein an electrical device having two electrode ends is arranged on the front side of the second carrier substrate, wherein the electrical device comprises a semiconductor chip;
Merging the front side of the first carrier substrate with the front side of the second carrier substrate such that the electrode ends of the electrical device are electrically, capacitively or inductively connected to corresponding ends of the antenna circuit, and
Laminating the front sides of the first and second carrier substrates to a transponder.

Ein Vorteil gegenüber Verfahren zur Herstellung von Transpondern mit einer mittigen Isolationsschicht ist, dass Ressourcen im Endprodukt geschont werden, durch den Wegfall einer mittleren Kunststoffschicht, insbesondere aus PET-Werkstoff. Somit ist der Aufwand eines Klebewerkstoffs deutlich reduziert, eine Soll-Zerstörung des Produkts ist einfacher und schneller bei Delamination.An advantage over methods for producing transponders with a central insulation layer is that resources in the end product are spared by eliminating a central plastic layer, in particular of PET material. Thus, the cost of a glue material is significantly reduced, a target destruction of the product is easier and faster at delamination.

Der eingesetzte Halbleiterchip kann im Wesentlichen flach und/oder quaderförmig sein, d. h. beispielsweise zwei gegenüberliegende Seitenflächen und vier kleine Seitenflächen, die jeweils kleiner sind als die großen Seitenflächen aufweisen.The semiconductor chip used may be substantially flat and / or cuboid, i. H. For example, two opposite side surfaces and four small side surfaces, which are each smaller than the large side surfaces.

In einer Variante des Verfahrens weist der Halbleiterchip einseitig angeordnete Elektroden auf. Der Halbleiterchip wird somit einfach herstellbar und einfach mit einer elektronischen Vorrichtung kontaktierbar. Alternativ in einer anderen Ausführungsform kann der Halbleiterchip auch beidseitig angeordnete Elektroden aufweisen.In a variant of the method, the semiconductor chip has electrodes arranged on one side. The semiconductor chip is thus easy to manufacture and easy to contact with an electronic device. Alternatively, in another embodiment, the semiconductor chip may also have electrodes arranged on both sides.

Die Positioniergenauigkeit zwischen dem Halbleiterchip und dessen Elektroden mit denen einer elektrischen Vorrichtung können zwischen 30 μm bis 100 μm liegen.The positioning accuracy between the semiconductor chip and its electrodes with those of an electrical device may be between 30 μm to 100 μm.

In einer Variante weisen die bereitgestellten Trägersubstrate eine isolierende Struktur auf, an deren Oberfläche sich jeweils eine elektrisch leitende Schicht befinden kann. Das erste Trägersubstrat und/oder das zweite Trägersubstrat können eines oder mehrere Materialien der Gruppe Papier, Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG), Polyethylennapthalat (PEN), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polyvinylbutyrial (PVB), Polymethyl mit Acrylat (PMA), Polymid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polysterol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC) oder Derivate enthalten.In one variant, the carrier substrates provided have an insulating structure, on the surface of each of which an electrically conductive layer may be located. The first carrier substrate and / or the second carrier substrate may contain one or more of the following materials: paper, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) or glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), acrylonitrile-butadiene-styrene Copolymer (ABS), polyvinyl butyral (PVB), polymethyl with acrylate (PMA), polymide (PI), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polyvinylphenol (PVP), polypropylene (PP), polycarbonate (PC) or derivatives.

Die Trägersubstrate können im Wesentlichen flach ausgebildet sein, so dass die erste und zweite Seite der Trägersubstrate zwei gegenüberliegenden großen Seitenflächen entsprechen. Weiterhin können die Trägersubstrate eine flexible Struktur aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der Schritt des Bereitstellens der Trägersubstrate mit und ohne den darauf angeordneten Antennenteilabschnitten durch Abwickeln von einer Rolle als Endlosmaterial erfolgen kann.The carrier substrates may be formed substantially flat so that the first and second sides of the carrier substrates correspond to two opposite large side surfaces. Furthermore, the carrier substrates may have a flexible structure. This has the advantage that the step of providing the carrier substrates with and without the antenna subsections arranged thereon can take place by unwinding from a roll as continuous material.

Insbesondere bei einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren kann diese Variante eine Verringerung des Platzbedarfs einer Vorrichtung zur Herstellung des Transponders zur Folge haben. In einer Variante des Verfahrens können das erste und das zweite Trägersubstrat gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Darüber hinaus können das erste und/oder das zweite Trägersubstrat auf der Vorderseite eine Klebstoffschicht und auf der Rückseite ein Silikonpapier aufweisen. Gemäß einer Variante kann das Anordnen der Antennenschaltung auf der Vorderseite des ersten Trägersubstrats mittels eines Aufklebevorgangs erfolgen.Particularly in the case of a continuous production method, this variant can result in a reduction in the space requirement of a device for producing the transponder. In a variant of the method, the first and the second carrier substrate may be identical or different. In addition, the first and / or the second carrier substrate may have an adhesive layer on the front side and a silicone paper on the rear side. According to a variant, the antenna circuit can be arranged on the front side of the first carrier substrate by means of a sticking operation.

Gemäß einer weiteren Abwandlung des Verfahrens wird vor dem Bereitstellen des ersten Trägersubstrats das erste Trägersubstrat z. B. mittels eines Fräsers gegen eine Druckform mit einem Musterrelief von der Antennenschaltung gepresst und gleichzeitig die Antennenschaltung aus einer elektrisch leitenden Schicht auf der Vorderseite des zumindest ersten Trägersubstrats gefräst, wobei die Antennenschaltung durch eine elektrische Leitung bildende Abschnitte ausgebildet wird, wobei die elektrische Schicht im Musterrelief der Druckform versenkt und vor dem Materialabtrag (durch den Fräser) geschützt bleibt. Dies hat den Vorteil, dass die elektrisch leitende Schicht deutlich weniger Material benötigt, als wenn eine Antennenschaltung separat aufgeklebt würde. Weiterhin ist das Verfahren beispielsweise gegenüber der Herstellung eines Transponders durch Ätzen vom Material des Trägersubstrats unabhängig. So kann der Transponder beispielsweise auch ein Trägersubstrat aus Papier umfassen. Außerdem sind die Herstellungsprozesse verkürzt und vereinfacht. Dabei kann das erste Trägersubstrat doppelschichtig, also das eigentliche Trägersubstrat susammen mit der elektrisch leitenden Schicht, sein.According to a further modification of the method, the first carrier substrate is provided, for example, before the provision of the first carrier substrate. B. pressed by means of a milling cutter against a printing plate with a pattern relief of the antenna circuit and simultaneously milled the antenna circuit of an electrically conductive layer on the front of the at least first carrier substrate, wherein the antenna circuit is formed by electrical conductor forming portions, wherein the electrical layer in Pattern relief of the printing form sunk and protected against the removal of material (by the milling cutter). This has the advantage that the electrically conductive layer requires significantly less material than if an antenna circuit were glued separately. Furthermore, the method is independent, for example, from the production of a transponder by etching from the material of the carrier substrate. For example, the transponder can also comprise a carrier substrate made of paper. In addition, the manufacturing processes are shortened and simplified. In this case, the first carrier substrate double-layered, so the actual carrier substrate together with the electrically conductive layer to be.

Gemäß eines weiterführenden Verfahrens wird das zweite Trägersubstrat mittels eines Fräsers gegen eine Druckform mit einem Musterrelief von einer Teileinrichtung der elektrischen Vorrichtung gepresst und gleichzeitig die Teileinrichtung der elektrischen Vorrichtung aus einer elektrisch leitenden Schicht der Vorderseite des zumindest doppelschichtigen zweiten Trägersubstrats gefräst, wobei die Teileinrichtung der elektrischen Vorrichtung dadurch ausgebildet wird, dass eine elektrische Leitung bildende Abschnitte der elektrischen Schicht im Musterrelief der Druckform versenkt und geschützt vor dem Materialabtrag (z. B. durch den Fräser) bleiben. Vorteil eines solchen Verfahrens ist, dass der Transponder sehr dünn und mit einem äußerst geringen Materialaufwand herstellbar ist.According to a further method, the second carrier substrate is pressed by means of a milling cutter against a printing plate with a pattern relief of a subassembly of the electrical device and at the same time the subassembly of the electrical device milled from an electrically conductive layer of the front side of the at least double-layered second carrier substrate, wherein the subassembly of the electrical Device is formed in that an electrical line forming portions of the electrical layer in the pattern relief of the printing form sunk and protected against the material removal (eg., By the cutter) remain. Advantage of such a method is that the transponder is very thin and can be produced with an extremely low cost of materials.

Um möglichst kostengünstig hohe Stückzahlen von Transpondern zu produzieren, kann das erste und/oder zweite Trägersubstrat, entweder als Rolle oder als Bogen mit wiederholenden, elektrischen Schaltungen der Länge nach auf der Rolle, oder dem Bogen ausgebildet und bereitgestellt werden.In order to produce high numbers of transponders as inexpensively as possible, the first and / or second carrier substrate, either as a roll or as a sheet with repeating electrical circuits, may be formed and provided lengthwise on the roll or sheet.

Gemäß einer Variante des Verfahrens sind das erste und das zweite Trägersubstrat zumindest doppelschichtig einstückig ausgebildet und weisen eine Faltlinie auf. Die Enden der Antennenschaltung und die Enden der elektrischen Vorrichtung sind symmetrisch zu der Faltlinie angeordnet. Das Verbinden der beiden Trägersubstrate erfolgt mittels eines Faltvorgangs entlang der Faltlinie. Ein Schritt des Stanzens aus dem Trägersubstrat erfolgt derart, dass die Faltlinie zum Stanzgitter als Stanzabfall gehört. Somit sind die Verfahrensschritte zur Herstellung des Transponders vereinheitlicht und kostengünstig vereinfacht, da die elektrisch leitenden Schichten der Vorderseite der beiden Trägersubstrate einheitlich in einem Vorgang abgetragen (z. B. gefräst) werden und die elektrisch leitenden Bahnen und Leitungen herausgearbeitet werden.According to a variant of the method, the first and the second carrier substrate are formed in at least double-layered in one piece and have a fold line. The ends of the antenna circuit and the ends of the electrical device are arranged symmetrically to the fold line. The joining of the two carrier substrates takes place by means of a folding process along the fold line. A step of punching out of the carrier substrate takes place in such a way that the fold line belongs to the punched grid as punching waste. Thus, the process steps for the production of the transponder are standardized and cost-effective simplified, since the electrically conductive layers of the front of the two carrier substrates are uniformly removed (eg milled) in one operation and the electrically conductive tracks and lines are worked out.

Das Verfahren ermöglicht die Herstellung eines Transponders mit einer Antenne im HF(= High Frequency)-Frequenzbereich. Gemäß einer solchen Variante des Verfahrens ist die Antenne dabei als induktive Antenne, beispielsweise als Schleifenantenne ausgebildet. Weiter kann die Schaltung eine Brücke und einen Isolator umfassen, wobei der Verfahrensschritt des Bereitstellens des zweiten Trägersubstrats mit der elektrischen Vorrichtung die Schritte umfasst: das Anordnen oder Ausbilden einer Brücke als Teileinrichtung der elektrischen Vorrichtung auf der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats und das Aufsetzen des Halbleiterchips auf die Vorderseite des zweiten Trägersubstrats sowie das Aufsetzen eines Isolators auf den Halbleiterchip und die elektrische Vorrichtung auf die Vorderseite des zweiten Trägersubstrats, wobei der Isolator derart ausgebildet ist, dass gegenüberliegende Enden von Elektroden der elektrischen Vorrichtung vom Isolator unbedeckt bleiben und mit Elektrodenenden der Antennenschaltung durch mindestens eine Windung getrennt sind. Die Antennenschaltung bildet somit eine HF-Antenne aus. Somit ist in einfachen Herstellungsprozessen ein Transponder mit einer HF-Antenne ausbildbar.The method makes it possible to produce a transponder with an antenna in the HF (= high frequency) frequency range. According to such a variant of the method, the antenna is designed as an inductive antenna, for example as a loop antenna. Further, the circuit may include a bridge and an insulator, wherein the step of providing the second carrier substrate with the electrical device comprises the steps of: arranging or forming a bridge as a subdevice of the electrical device on the front side of the second carrier substrate and mounting the semiconductor chip the front side of the second carrier substrate and the placement of an insulator on the semiconductor chip and the electrical device on the front side of the second carrier substrate, wherein the insulator is formed such that opposite ends of electrodes of the electrical device from the insulator remain uncovered and with electrode ends of the antenna circuit by at least a turn are separated. The antenna circuit thus forms an RF antenna. Thus, in simple manufacturing processes, a transponder with an RF antenna can be formed.

Es versteht sich, dass der Halbleiterchip unter oder auf der Brücke angeordnet sein kann. In einem solchen Fall sind die beiden erstgenannten Schritte vertauscht.It is understood that the semiconductor chip can be arranged under or on the bridge. In such a case, the first two steps are reversed.

In einem alternativen Verfahren ist vorgesehen, einen Transponder herzustellen, der eine zumindest zweiteilige Antenne aufweist. Die Antenne ist dabei in einer Variante als Dipol-Antenne ausgebildet. Dabei ist die Dipol-Antenne in einer Variante für die Anwendung in einem UHF(= Ultra High Frequency)-Frequenzbereich ausgebildet. Die elektrische Schaltung umfasst einen Isolator und ein UHF-Band (Strap) oder eine UHF-Schleife (Loop). Im Fall der UHF-Schleife kann der Isolator vorhanden sein. Die UHF Schleife kann eine durch einen Spalt unterbrochene oder nicht geschlossene Schleife sein. Auf dem Spalt ist der Chip platziert. Das Verfahren umfasst im Bereitstellen des zweiten Trägersubstrats das Anordnen oder Ausbilden einen UHF-Bands oder einer UHF-Schleife als Teileinrichtung der elektrischen Schaltung auf der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats, ein Aufsetzen eines Halbleiterchips auf die Vorderseite des zweiten Trägersubstrats und/oder das Anordnen oder Ausbilden einer UHF-Antennenschaltung für eine UHF-Antenne im ersten Schritt beim Bereitstellen des ersten Trägersubstrats auf dessen Vorderseite, so dass die Elektrodenenden der UHF-Antenne im letzten Schritt mit den Enden der elektrischen Schaltung verbunden werden. Bei einer Schleife ist vorgesehen, dass die Antenne von der Schleife beispielsweise mittels eines Klebers isoliert werden kann, um die Antenne und die Schleife induktiv zu koppeln. Die Antenne kann in einer UHF-Variante ohne Isolator direkt Kontakt mit der Schleifenantenne haben. Dabei ist der Chip auf der Schleifenantenne von der anderen Antenne weggewandt ist.In an alternative method, it is provided to produce a transponder which has an at least two-part antenna. The antenna is designed in a variant as a dipole antenna. In this case, the dipole antenna is designed in a variant for use in a UHF (= ultra high frequency) frequency range. The electrical circuit comprises an insulator and a UHF band (strap) or a UHF loop. In the case of the UHF loop, the isolator may be present. The UHF loop may be a loop interrupted or not closed. The chip is placed on the gap. In providing the second carrier substrate, the method comprises arranging or forming a UHF band or a UHF loop as subdevice of the electrical circuit on the front side of the second carrier substrate, placing a semiconductor chip on the front side of the second carrier substrate and / or the arranging or forming a UHF antenna circuit for a UHF antenna in the first step in providing the first carrier substrate on its front side, so that the electrode ends of the UHF antenna are connected in the last step to the ends of the electrical circuit. In a loop, it is contemplated that the antenna may be isolated from the loop by, for example, an adhesive to inductively couple the antenna and the loop. The antenna can be in direct contact with the loop antenna in a UHF variant without an insulator. The chip on the loop antenna is turned away from the other antenna.

Hier wird auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Transponders mit einer ersten Vorrichtung zum Bereitstellen eines ersten Trägersubstrats beschrieben, auf dem eine Antennenschaltung angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst, wie zum Verfahren, zuvor beschrieben, eine zweite Vorrichtung zum Bereitstellen eines zweiten Trägersubstrats, auf dem eine elektrische Vorrichtung angeordnet ist. Eine Bestückvorrichtung zum Bestücken der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats mit einem Halbleiterchip ist ebenfalls vorgesehen. Eine Vorrichtung zum Auftragen eines Klebers auf die Vorderseite des ersten Trägersubstrats sowie eine Verbindungsvorrichtung, die die beiden Vorderseiten der beiden Trägersubstrate derart verbindet, dass die Enden der Elektroden der elektrischen Vorrichtung mit den Enden der Antennenschaltung elektrisch verbunden werden, umfasst die Vorrichtung zum Herstellen eines Transponders. Mittels einer Laminiervorrichtung sind die Vorderseiten des ersten und des zweiten Trägersubstrats zu einem Transponder laminierbar. Vorteil ist somit, dass ein zweilagiger Transponder effizient herstellbar ist, der zerstört wird, wenn versucht wird, den Transponder zu öffnen. Die Herstellungsschritte mit einer derartigen Vorrichtung sind vereinfacht und reduziert, der Ressourcenaufwand ist ebenfalls minimiert.Here, a device for producing a transponder with a first device for providing a first carrier substrate is described, on which an antenna circuit is arranged. As described above, the device comprises a second device for providing a second carrier substrate on which an electrical device is arranged. An equipping device for equipping the front side of the second carrier substrate with a semiconductor chip is likewise provided. A device for Applying an adhesive to the front side of the first carrier substrate and a connecting device connecting the two front sides of the two carrier substrates such that the ends of the electrodes of the electrical device are electrically connected to the ends of the antenna circuit comprises the device for producing a transponder. By means of a laminating device, the front sides of the first and the second carrier substrate can be laminated to form a transponder. The advantage is thus that a two-layer transponder can be produced efficiently, which is destroyed when an attempt is made to open the transponder. The manufacturing steps with such a device are simplified and reduced, the resource cost is also minimized.

Weiter kann die Vorrichtung derart weitergebildet sein, so dass das zuvor beschriebene Verfahren mit ihr ausführbar ist.Furthermore, the device can be developed in such a way that the method described above can be carried out with it.

Es wird auch eine Druckform zum Herstellen eines Transponders für den Verfahrensschritt eines Fräsens mittels eines Fräsers an einem doppelschichtigen Trägersubstrat zum Herstellen des Transponders mittels einer zuvor beschriebenen Vorrichtung beschrieben, wobei die Druckform ein Musterrelief von einer Antenne und/oder eine Teileinrichtung einer elektrischen Vorrichtung für einen Transponder umfasst. Die Druckform kann in der zuvor beschriebenen Vorrichtung verwendet werden. Das Musterrelief in der Druckform kann als HF-Antennenmuster zum Erzeugen einer HF-Antenne mit zwei Enden der HF-Antenne ausgebildet sein, die zumindest durch eine Windung getrennt sind, oder das Musterrelief ist als UHF-Antennenmuster ausgebildet.A printing form is also described for producing a transponder for the method step of milling by means of a milling cutter on a double-layered carrier substrate for producing the transponder by means of a device described above, wherein the printing plate has a pattern relief from an antenna and / or a subassembly of an electrical device for a Transponder includes. The printing form can be used in the device described above. The pattern relief in the printing form may be formed as an RF antenna pattern for generating an RF antenna having two ends of the RF antenna separated by at least one turn, or the pattern relief is formed as a UHF antenna pattern.

Zusätzlich oder alternativ ist die Druckform mit einem Musterrelief einer Brücke als Teileinrichtung der elektrischen Vorrichtung für einen HF-Transponder oder ein Musterrelief eines UHF-Bands oder einer UHF-Schleife als Teileinrichtung der elektrischen Schaltung auf der Vorderseite des zweiten Trägersubstrats für einen UHF-Transponder ausgebildet.Additionally or alternatively, the printing form is formed with a pattern relief of a bridge as part of the electrical device for an RF transponder or pattern relief of a UHF band or a UHF loop as a part of the electrical circuit on the front side of the second carrier substrate for a UHF transponder ,

Weiter kann die Druckform ein biegsames Blech umfassen und an der Mantelfläche einer Walze befestigbar sein. Alternativ ist die Druckform als Zylinder ausgebildet und insbesondere aus Metall, einer Metalllegierung, einem Hartkunststoff mit dem Musterrelief in der Manteloberfläche hergestellt.Further, the printing form may comprise a flexible sheet and be attachable to the lateral surface of a roller. Alternatively, the printing plate is formed as a cylinder and in particular made of metal, a metal alloy, a hard plastic with the pattern relief in the mantle surface.

Es wird auch ein Transponder mit zwei Trägersubstraten beschrieben, der insbesondere nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, wobei zumindest ein Trägersubstrat doppelschichtig ausgebildet ist, die Vorderseite des Trägersubstrats einen elektrischen Werkstoff aus der Gruppe von Metall, Metalllegierung, leitfähiges Polymer, Aluminium umfasst und der Transponder eine Antennenschaltung sowie eine elektrische Vorrichtung mit einem Halbleiterchip kapselt. Der Transponder kann ferner ein Deckmaterial auf der Rückseite des zweiten und ersten Trägersubstrats aufweisen. Das Deckmaterial kann dabei bedruckt sein. Alternativ kann das Deckmaterial transparent sein und die Rückseite des zweiten Trägersubstrats und/oder das Deckmaterial kann bedruckt sein.A transponder with two carrier substrates is also described, which is produced in particular according to a method of the preceding claims, wherein at least one carrier substrate is double-layered, the front side of the carrier substrate comprises an electrical material from the group of metal, metal alloy, conductive polymer, aluminum and the transponder encapsulates an antenna circuit and an electrical device with a semiconductor chip. The transponder may further include a cover material on the back side of the second and first carrier substrates. The cover material can be printed. Alternatively, the cover material may be transparent and the back side of the second carrier substrate and / or the cover material may be printed.

Im Betriebszustand empfängt der Transponder ein Signal über die Antenne und überträgt dieses über die Kontaktstelle der Antennenenden an den Halbleiterchip. In dem Halbleiterchip wird das Signal verarbeitet und ein zu remittierendes Signal erzeugt, das anschließend über die beiden Elektrodenkontakte des Halbleiters und die Elektrodenenden der Antenne übertragen wird, von wo es schließlich remittiert wird.In the operating state, the transponder receives a signal via the antenna and transmits it via the contact point of the antenna ends to the semiconductor chip. In the semiconductor chip, the signal is processed and generates a signal to be remitted, which is then transmitted via the two electrode contacts of the semiconductor and the electrode ends of the antenna, from where it is finally remitted.

Die nachstehend erläuterten Vorrichtungs- und Verfahrensdetails sind zwar im Zusammenhang dargestellt; es sei jedoch darauf hingewiesen, dass sie auch unabhängig voneinander 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 device and process details discussed below 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.

Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle aufgezeigten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.Also, the claims do not limit the disclosure and thus the combination options of all identified features with each other. All features shown are also explicitly disclosed individually and in combination with all other features here.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Mögliche Ausführungen werden nun anhand der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert, von denen:Possible embodiments will now be explained in more detail with reference to the attached schematic illustrations, of which:

1 einen Ablauf des Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsvariante zeigt; 1 shows a sequence of the method according to a first embodiment variant;

2 einen Ablauf des Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsvariante zeigt 2 a sequence of the method according to a second embodiment variant shows

3 eine schematische Schnittansicht einer dritten, vorgeschalteten Verfahrensvariante zeigt, die den vorgenannten Ausführungsvarianten vorgeschaltet ist; 3 a schematic sectional view of a third, upstream process variant shows, which is connected upstream of the aforementioned embodiments;

4 eine schematische Schnittansicht eines Transponders zeigt, 4 a schematic sectional view of a transponder shows

5 eine Draufsicht eines HF-Inlays mit Antenne und Chip gemäß einer ersten Ausführungsform eines Transponders zeigt; 5 shows a plan view of an RF inlay with antenna and chip according to a first embodiment of a transponder;

6 eine Draufsicht eines HF-Inlays mit Antenne und Halbleiterchip gemäß einer zweiten Ausführungsform eines Transponders zeigt, und 6 shows a plan view of an RF inlay with antenna and semiconductor chip according to a second embodiment of a transponder, and

7 eine perspektivische Ansicht einer Fräsvorrichtung zeigt. 7 a perspective view of a milling device shows.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt einzelne Verfahrensablaufschritte in einer Vorrichtung 400 zur Herstellung eine Transponders 15. In einem ersten Schritt S100 und einer Vorrichtung 405 wird ein doppelschichtiges, erstes Trägersubstrat 1 mit einer Vorderseite 2 und einer Rückseite 3 bereitgestellt. Das doppelschichtige Trägersubstrat 1 weist auf der Vorderseite 2, eine elektrisch leitende Schicht auf, beispielsweise eine Aluminiumschicht und auf der Rückseite 3 eine Papierschicht oder eine Kunststoffschicht, die wiederum auf deren Rückseite 3 bedruckt sein kann. 1 shows individual process steps in a device 400 for the production of a transponder 15 , In a first step S100 and a device 405 becomes a double-layered first carrier substrate 1 with a front side 2 and a back 3 provided. The double-layered carrier substrate 1 points to the front 2 , an electrically conductive layer, for example, an aluminum layer and on the back 3 a paper layer or a plastic layer, which in turn on the back 3 can be printed.

Das Trägersubstrat 1 wird entweder auf einer aufgerollten Rolle als Endlosbahn oder als Bogen bereitgestellt.The carrier substrate 1 is provided either on a rolled roll as a continuous web or as a bow.

In einem nächsten Schritt S110 wird durch ein spezielles im Folgenden zu beschreibenden Verfahrens eine UHF-Antenne 5 auf der Vorderseite 2 des ersten Trägersubstrats 1 als Antennenschaltung 4 angeordnet oder in einem unten zu beschreibenden Verfahren herausgearbeitet.In a next step S110, a UHF antenna will be formed by a specific method to be described below 5 on the front side 2 of the first carrier substrate 1 as antenna circuit 4 arranged or worked out in a procedure to be described below.

In einem Schritt S120 wird ein zweites Trägersubstrat 6 mit einer Vorderseite 7 und einer Rückseite 8 bereitgestellt. Hier wird je nach Anwendungsfall entweder eine UHF-Schleife 11 oder ein kapazitives UHF-Band 14 auf der Vorderseite 7 angeordnet oder ausgebildet und entsprechende Elektrodenenden 34. Die Ausbildung eines entsprechenden UHF-Bands 14 oder Schleife 11 wird zu den folgenden Figuren beschrieben.In a step S120, a second carrier substrate 6 with a front side 7 and a back 8th provided. Here, depending on the application, either a UHF loop 11 or a capacitive UHF band 14 on the front side 7 arranged or formed and corresponding electrode ends 34 , The training of a corresponding UHF band 14 or loop 11 is described to the following figures.

Im folgenden Schritt S130 wird in einer Vorrichtung 430 die Vorderseite 7 des zweiten Trägersubstrats 6 mit einem Halbleiterchip 9 und einer Isolierfolie 10 bestückt. Auf die Isolierfolie 10 kann verzichtet werden, sofern im Schritt S120 auf der Vorderseite 7 des Trägersubstrats 6 eine UHF-Schleife 11 angeordnet oder ausgebildet wurde.In the following step S130 is in a device 430 the front 7 of the second carrier substrate 6 with a semiconductor chip 9 and an insulating film 10 stocked. On the insulating film 10 may be omitted if in step S120 on the front 7 of the carrier substrate 6 a UHF loop 11 was arranged or trained.

Im Schritt S140 sind mehrere Schritte auf der Abszisse t dargestellt, die in mehreren Vorrichtungen 440 ausgeführt werden. Die Bahn des ersten Trägersubstrats 1 und die Bahn des zweiten Trägersubstrats 6 mit den Vorderseiten 2 und 7 werden passgenau bzw. registerhaltig zueinander verbunden, wobei ein Kleber auf die Vorderseite 2 des ersten Trägersubstrats 1 vor dem Verbinden mittels einer Vorrichtung aufgetragen werden kann. Die Bahnen des ersten Trägersubstrats 1 und die Bahnen des zweiten Trägersubstrats 6 werden beispielsweise auf 30 bis 100 μm genau verbunden, so dass die Elektroden der elektrischen Vorrichtung 12, die den Halbleiterchip 9 und UHF-Bänder 11 umfasst, genau auf die Elektroden der UHF-Antennen 5 verbunden werden. Mittels Laminierwalzen in einer Laminiervorrichtung 444 werden die beiden Trägersubstrate 1 und 6 verbunden, und nachfolgend die verbundenen Trägersubstanzen, zu einzelnen Transpondern 15 mit einer UHF-Antenne 5 gestanzt. Hierzu ist eine Stanzvorrichtung 446 vorgesehen. Die Stanzvorrichtung 446 ist optional vorhanden, da die in der Laminiervorrichtung 444 verbundenen Trägersubstanzen auch auf eine Rolle aufgerollt werden können oder im Bogenformat abgestapelt werden können.In step S140, several steps are shown on the abscissa t, which are in several devices 440 be executed. The web of the first carrier substrate 1 and the web of the second carrier substrate 6 with the fronts 2 and 7 are accurately connected or in register with each other, with an adhesive on the front 2 of the first carrier substrate 1 can be applied before joining by means of a device. The webs of the first carrier substrate 1 and the tracks of the second carrier substrate 6 For example, are accurately connected to 30 to 100 microns, so that the electrodes of the electrical device 12 that the semiconductor chip 9 and UHF bands 11 includes, exactly on the electrodes of the UHF antennas 5 get connected. By means of laminating rollers in a laminating device 444 become the two carrier substrates 1 and 6 connected, and subsequently the associated carrier substances, to individual transponders 15 with a UHF antenna 5 punched. For this purpose, a punching device 446 intended. The punching device 446 is optional, as in the laminator 444 Connected carrier substances can be rolled up on a roll or can be stacked in sheet format.

Die 2 zeigt den Ablauf eines Verfahrens und die Vorrichtung 400 zum Herstellen eines Transponders 15 mit einer HF-Antenne. Analog zum Schritt S100 wird in einem Schritt S200 und einer Vorrichtung 405 ein erstes und zweites Trägersubstrat 1, 6 mit zwei Schichten bereitgestellt. Die äußere Schicht ist die Rückseite 3 bzw. 8 und aus einem Papier oder Kunststoff hergestellt. Darauf befindet sich eine elektrisch leitende Beschichtung aus der Gruppe der Werkstoffe Metall, Metalllegierung, leitfähiges Polymer oder Aluminium. Als Vorderseite 2 bzw. 7 ist die leitfähige Beschichtung auf der Rückseite 3 bzw. 8 angeordnet.The 2 shows the sequence of a method and the device 400 for making a transponder 15 with an RF antenna. Analogously to step S100, in a step S200 and a device 405 a first and second carrier substrate 1 . 6 provided with two layers. The outer layer is the back 3 respectively. 8th and made from a paper or plastic. On it is an electrically conductive coating from the group of the materials metal, metal alloy, conductive polymer or aluminum. As front side 2 respectively. 7 is the conductive coating on the back 3 respectively. 8th arranged.

Im folgenden Schritt S210 wird auf dem ersten Trägersubstrat 1, auf dessen Vorderseite eine HF-Antenne 18 angeordnet oder ausgebildet.In the following step S210, on the first carrier substrate 1 , on the front of which an RF antenna 18 arranged or formed.

Im Schritt S220 in einer Vorrichtung 405 werden auf dem Trägersubstrat 6 HF-Brücken 19 auf der Vorderseite 7 angeordnet. Im Schritt S230 wird auf das zweite Trägersubstrat 6 auf die HF-Brücken 19 ein Halbleiterchip 9 und darauf ein Isolator 10 jeweils angeordnet. In einer nicht weiter veranschaulichten Variante wird der Isolator stattdessen im Bereich der Windungen auf der HF-Antenne angeordnet, welche zwischen den Anschlüssen der HF-Antenne liegen.In step S220 in a device 405 be on the carrier substrate 6 RF bridges 19 on the front side 7 arranged. In step S230 is applied to the second carrier substrate 6 on the HF bridges 19 a semiconductor chip 9 and on top of that an insulator 10 each arranged. In a variant which is not further illustrated, the insulator is instead arranged in the region of the windings on the HF antenna, which lie between the terminals of the HF antenna.

Im Schritt S240 wird auf das erste Trägersubstrat 1 mittels einer Vorrichtung zum Auftragen eines Klebers 20, auf der Vorderseite 2 ein Kleber aufgetragen und auf dem zweiten Trägersubstrat 6 werden die elektrischen Vorrichtungen 12 passgenau auf der Vorderseite 7 mit elektrischen Elektroden der HF-Antennen 18 zusammengeführt, damit die Anschlüsse der elektrischen Vorrichtungen 12/HF-Brücken die Anschlüsse der HF-Antennen kontaktieren, und mittels einer Laminiervorrichtung 444 mit Laminierwalzen 13 laminiert und anschließend mittels einer Stanzvorrichtung 446 zu Transpondern 15 mit einer HF-Antenne 18 gestanzt. Die Stanzvorrichtung 446 ist erneut optional vorhanden, da die in der Laminiervorrichtung 444 verbundenen Trägersubstanzen auch auf eine Rolle aufgerollt werden können oder im Bogenformat abgestapelt werden können.In step S240 is applied to the first carrier substrate 1 by means of a device for applying an adhesive 20 , on the front side 2 an adhesive is applied and on the second carrier substrate 6 become the electrical devices 12 perfect fit on the front 7 with electrical electrodes of the RF antennas 18 merged so that the connections of the electrical devices 12 / RF bridges contact the terminals of the RF antennas, and by means of a laminator 444 with laminating rollers 13 laminated and then by means of a punching device 446 to transponders 15 With an RF antenna 18 punched. The punching device 446 is again optionally present as in the laminator 444 Connected carrier substances can be rolled up on a roll or can be stacked in sheet format.

Somit wird ein vereinfachter Herstellprozess für RFID HF Transponder realisiert mit einer Ressourcenschonung und somit Kostenreduktion an Trägersubstratmaterial, weniger Kleber, einer höheren Umweltfreundlichkeit und einer Soll-Zerstörung bei Delaminiation.Thus, a simplified manufacturing process for RFID HF transponder is realized with a resource conservation and thus cost reduction to carrier substrate material, less glue, a higher environmental friendliness and a target destruction in delamination.

Die 3 zeigt eine schematische Ansicht eines vorgeschalteten Verfahrensschrittes um entweder nur auf einem Trägersubstrat 1 oder dem zweiten Trägersubstrat 6 oder beiden Trägersubstraten 1, 6 elektrische Leiterbahnen auszubilden. Hierfür ist eine Fräsvorrichtung 22 mit einem Fräser 24 und einer gegenüber angeordneter Druckform 26 in Form eines Zylinders vorgesehen. Das Trägersubstrat 1, 6 wird in ein Musterrelief 28, das auf der Oberfläche der Druckform 26 ausgebildet ist, mit einer elektrisch leitenden Beschichtung in Richtung Fräser 24 gerichtet in das Musterrelief 28 der Druckform 26 versenkt, so dass eine elektrische Leitung bildende Abschnitte vor dem Fräser geschützt bleiben wohingegen Erhöhungen vom Fräser 24 in der Fräsvorrichtung 22 weggefräst werden. Auf diese Weise lässt sich auf doppelschichtigem Trägersubstrat 1 sowohl jeweils eine Antenne für eine HF-Frequenz oder eine Antenne für eine UHF-Frequenz ausbilden. Ebenso lassen sich Brücken für einen HF-Transponder oder Streifen-, Schleifen- und Bänder-Antennen für einen UHF-Transponder 15 ausbilden. Dafür muss das Musterrelief 28 auf der Oberfläche der Druckform 26 unterschiedlich ausgebildet sein.The 3 shows a schematic view of an upstream process step to either only on a carrier substrate 1 or the second carrier substrate 6 or both carrier substrates 1 . 6 form electrical conductor tracks. For this purpose, a milling device 22 with a router 24 and an opposing printing form 26 provided in the form of a cylinder. The carrier substrate 1 . 6 gets into a pattern relief 28 that is on the surface of the printing form 26 is formed with an electrically conductive coating in the direction of cutter 24 directed into the pattern relief 28 the printing form 26 sunk so that portions forming an electrical line remain protected from the cutter whereas ridges from the cutter remain protected 24 in the milling device 22 be milled away. In this way can be on double-layered carrier substrate 1 each form an antenna for an RF frequency or an antenna for a UHF frequency. Similarly, jumpers can be used for an RF transponder or strip, loop and band antennas for a UHF transponder 15 form. For this, the pattern relief must 28 on the surface of the printing form 26 be formed differently.

Die 4 zeigt das erste Trägersubstrat 1 mit einer darauf angeordneten UHF-Antenne 5 als Antennenschaltung 4 ausgebildet und ein zweites Trägersubstrat 6 mit ggf. einem elektrisch isolierten und beschichten UHF-Band 11. Das erste und zweite Trägersubstrat 1, 6 kapseln die UHF-Antenne 5 und das UHF-Band 11. Die UHF-Antenne 5 und die UHF-Schleife 11 sind induktiv miteinander gekoppelt.The 4 shows the first carrier substrate 1 with a UHF antenna arranged thereon 5 as antenna circuit 4 formed and a second carrier substrate 6 optionally with an electrically insulated and coated UHF band 11 , The first and second carrier substrate 1 . 6 encapsulate the UHF antenna 5 and the UHF band 11 , The UHF antenna 5 and the UHF loop 11 are inductively coupled with each other.

Die 5 zeigt in der Draufsicht ein erstes Trägersubstrat 1 mit einer HF-Antenne 18 und ein zweites Trägersubstrat 6. Das Trägersubstrat 1 ist noch nicht ausgestanzt. Trägersubstrat 1 umfasst eine Bahn oder einen Bogen aus Papier oder Kunststoff als Rückseite 3, auf der sich die HF-Antenne 18 befindet. Eine Bahn oder Bogen aus Papier oder Kunststoff bildet die Rückseite 8 des zweiten Trägersubstrats 6 aus. Auf dem zweiten Trägersubstrat 6 befindet sich die HF-Brücke 19, die mit einem Halbleiterchip 9 bestückt wird. Das erste Antennenende 20 der Antennenschaltung 4 liegt innerhalb der Windungen 17 der Antennenschaltung 4 und das zweite Antennenende 21 liegt außen, dazwischen liegen Windungen 17. Die HF-Brücke 19 wird benötigt, um die Antennenenden 20, 21 miteinander zu verbinden, wobei dazwischen der Halbleiterchip 9 geschaltet ist. Vor einem Verbinden der beiden Trägersubstrate 1, 6 wird zumindest eine Seite, d. h. eine Bahn zumindest abschnittsweise mit einem Klebstoff beschichtet. Außerdem wird eine Isolierfolie 10 auf dem Halbleiterchip 9 angeordnet, so dass die HF-Brücke 19 die Windungen 17 nicht berührt. Die 5 zeigt eine Draufsicht des ersten Trägersubstrats 1, wobei der Halbleiterchip 9 über den Windungen 17 bereits angeordnet ist.The 5 shows in plan view a first carrier substrate 1 with an RF antenna 18 and a second carrier substrate 6 , The carrier substrate 1 is not punched out yet. carrier substrate 1 includes a sheet or sheet of paper or plastic as the back 3 on which the RF antenna 18 located. A sheet or sheet of paper or plastic forms the back 8th of the second carrier substrate 6 out. On the second carrier substrate 6 is the HF bridge 19 that with a semiconductor chip 9 is equipped. The first antenna end 20 the antenna circuit 4 lies within the turns 17 the antenna circuit 4 and the second antenna end 21 lies outside, there are meanders in between 17 , The HF bridge 19 is needed to the antenna ends 20 . 21 connect to each other, with the semiconductor chip in between 9 is switched. Before joining the two carrier substrates 1 . 6 At least one side, ie a web is at least partially coated with an adhesive. In addition, an insulating film 10 on the semiconductor chip 9 arranged so that the RF bridge 19 the turns 17 not touched. The 5 shows a plan view of the first carrier substrate 1 , wherein the semiconductor chip 9 over the turns 17 already arranged.

Die 6 zeigt eine alternative Ausführungsform. Zwei Anschlussflächen der Antennenschaltung 18 liegen innerhalb der Windungen 17. Die Brücke 19 liegt am Antennenende 21 außerhalb der Windungen an. Wie in 2 dargestellt, werden die Bahnen der beiden Trägersubstrate 1, 6 registerhaltig zueinander laminiert, so dass die Kontaktbereiche der HF-Brücke 19 die beiden Enden 20, 21 der Antennenschaltung 18 elektrisch kontaktieren. Somit wird ein zweilagiger Transponder 15 in Form eines Etiketts geschaffen. Der Transponder 15 wird zerstört, wenn versucht wird, den Transponder zu öffnen. Es wird somit ein sogenannter „Soll-Reißeffekt” an der Kontaktstelle zwischen den Enden der 20, 21 der Antennenschaltung 18 und der HF-Brücke 19, die mit dem zweiten Trägersubstrat 6 fester verbunden ist, erzielt.The 6 shows an alternative embodiment. Two connection surfaces of the antenna circuit 18 lie within the turns 17 , The bridge 19 is at the antenna end 21 outside the turns. As in 2 shown, the tracks of the two carrier substrates 1 . 6 Registered laminated to each other, so that the contact areas of the RF bridge 19 the two ends 20 . 21 the antenna circuit 18 contact electrically. Thus, a two-layer transponder 15 created in the form of a label. The transponder 15 is destroyed when attempting to open the transponder. There is thus a so-called "target tear effect" at the contact point between the ends of the 20 . 21 the antenna circuit 18 and the HF bridge 19 connected to the second carrier substrate 6 is more firmly achieved.

Es versteht sich, dass das erste oder zweite Trägersubstrat 1, 6 jeweils auf der Rückseite 3, 8 mit einem bestimmten Druckbild oder mit Barcodes bedruckt sein kann. Dabei kann das Bestücken der Brücke 19 mit dem Halbleiterchip 9 mit einer Vorrichtung zum direkten Aufbringen des Chips, z. B. einer Mühlbauer DDA 20000 (DDA = direct die attach) erfolgen. Hierin kann das zweite Trägersubstrat 6 als Bahn durch die DDA-Vorrichtung hindurchlaufen, d. h. unter einem Wafer hindurch und der Halbleiterchip wird von einem Chip-Ausstoßer (die ejector) direkt auf die Brücke übertragen.It is understood that the first or second carrier substrate 1 . 6 each on the back 3 . 8th can be printed with a specific print image or with barcodes. It can be the loading of the bridge 19 with the semiconductor chip 9 with a device for direct application of the chip, z. B. a Mühlbauer DDA 20000 (DDA = direct attach) done. Herein, the second carrier substrate 6 pass through the DDA device, ie under a wafer, and the semiconductor chip is transferred directly to the bridge by a chip ejector (the ejector).

Gemäß einer Ausführungsform sind das erste und zweite Trägersubstrat 1, 6 Ausgangsprodukte beispielsweise zweier Bahnrollen mit jeweils einer leitfähigen Beschichtung auf der Vorderseite. Dabei ist die leitfähig beschichtete Oberfläche größer als das größte Maß der Antennenschaltung 4 oder identisch mit dem größten Maß der Antennenschaltung 4.According to one embodiment, the first and second carrier substrates 1 . 6 Starting products, for example, two web rolls, each with a conductive coating on the front. The conductive coated surface is larger than the largest dimension of the antenna circuit 4 or identical to the largest dimension of the antenna circuit 4 ,

Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist entweder (Bunt-)Metall (z. B. Kupfer, Aluminium oder dergl.) oder eine diese Metalle enthaltende Legierung, ein leitfähiges Polymer. Entweder die Antennenschaltung 4 oder die Brücke 11, 19 wird durch Abtragen (z. B. Fräsen, Lasern, oder dergl.) der Oberfläche hergestellt. In einer nicht weiter veranschaulichten Variante werden die Antennenschaltung 4 und die Brücke 11, 19 durch Fräsen hergestellt. Die 7 zeigt hierfür eine Fräsvorrichtung 22, die ein Teil der Vorrichtung 400 zum Herstellen eines Transponders darstellt. Durch ein subtraktives mechanisches Verfahren wird z. B. mittels eines Fräser 24 der Nicht-Antennenteil oder der Nicht-Brückenteil weggefräst. Hierfür ist eine geeignete Druckform 26 erforderlich. Die Druckform 26 umfasst ein Musterrelief 28 mit Vertiefungen und Erhebungen. In das Musterrelief 28 wird das Trägersubstrat 1, 6 gedrückt, so dass Senkungen als elektrische Leitungen 30 vor dem Fräser 24 geschützt sind, wobei Erhebungen 33 vom Fräser 24 weggefräst werden. Wenn wie zur 1 und 2 beschrieben, zwei verschiedene Bahnen jeweils zur Herstellung des ersten Trägersubstrats 1 und des zweiten Trägersubstrats 6 eingesetzt werden, sind zwei Fräsprozesse mit jeweils einer geeigneten Präge- oder Druckform 26 erforderlich. Die Brücke 11, 19 wird anschließend wieder mit einem Halbleiterchip 9 und mit einer Isolierfolie 10 bestückt und mit der Antennenschaltung 4 verbunden, um einen zweilagigen Transponder 15 zu erhalten. Gemäß einer weiteren Variante und einem entsprechenden Herstellungsverfahren wird der Transponder 15 durch Falten des doppelschichtigen Trägersubstrats hergestellt. Das Trägersubstrat ist somit in der Ausgangsform einstückig ausgebildet.The electrically conductive coating is either a (non-ferrous) metal (eg, copper, aluminum or the like) or an alloy containing these metals, a conductive polymer. Either the antenna circuit 4 or the bridge 11 . 19 is produced by ablation (eg milling, lasers, or the like) of the surface. In a variant not further illustrated, the antenna circuit 4 and the bridge 11 . 19 produced by milling. The 7 shows for this purpose a milling device 22 that is part of the device 400 for producing a transponder. By a subtractive mechanical method z. B. by means of a router 24 the non-antenna part or the non-bridge part milled away. This is a suitable printing form 26 required. The printing form 26 includes a pattern relief 28 with depressions and elevations. In the pattern relief 28 becomes the carrier substrate 1 . 6 pressed so that sinks as electrical wires 30 in front of the router 24 are protected, with surveys 33 from the router 24 be milled away. If like to 1 and 2 described, two different tracks each for the preparation of the first carrier substrate 1 and the second carrier substrate 6 are used, are two milling processes, each with a suitable embossing or printing form 26 required. The bridge 11 . 19 is then back with a semiconductor chip 9 and with an insulating film 10 equipped and with the antenna circuit 4 connected to a two-ply transponder 15 to obtain. According to a further variant and a corresponding manufacturing method of the transponder 15 produced by folding the double-layered carrier substrate. The carrier substrate is thus integrally formed in the initial shape.

Eine Faltlinie 42 ist symmetrisch zu den Enden 20, 21 der Antennenschaltung 4 und Enden 43, 44 der elektrischen Vorrichtung 12 angeordnet. In einer Vorrichtung zum Falten werden die als gemeinsames Substrat ausgebildeten Trägersubstrate 1, 6 gefaltet und anschließend durch eine Laminiervorrichtung zusammengeführt und laminiert. Dabei liegt die Faltlinie 42 außerhalb des fertigen Transponders 15. Nach Falten und Verbinden der beiden Trägersubstrate 1, 6 kann der Transponder 15 aus dem Trägersubstrat derart gestanzt, dass die Faltlinie 42 zu einem nichtdargestellten Stanzgitter als Stanzabfall gehört. Somit ist am fertigen Produkt, d. h. am Transponder 15, nach dem Stanzen in der Stanzvorrichtung kaum oder nicht mehr erkennbar, ob der Transponder 15 aus zwei verschiedenen Bahnen von verschiedenen Trägersubstraten 1, 6 hergestellt wurde oder aus einer einzigen Bahn.A fold line 42 is symmetrical to the ends 20 . 21 the antenna circuit 4 and ends 43 . 44 the electrical device 12 arranged. In a device for folding, the carrier substrates formed as a common substrate 1 . 6 folded and then brought together and laminated by a laminator. This is the fold line 42 outside the finished transponder 15 , After folding and joining the two carrier substrates 1 . 6 can the transponder 15 punched out of the carrier substrate such that the fold line 42 belongs to an unrepresented punched grid as punching waste. Thus, on the finished product, ie on the transponder 15 , after punching in the punching device hardly or no longer recognizable, whether the transponder 15 from two different webs of different carrier substrates 1 . 6 was made or from a single track.

Weiter sind in einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Herstellen des Transponders 15 die beiden letztgenannten Verfahrensschritte in einer gemeinsamen Vorrichtung verwirklicht. Es wird also eine doppellagige mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehene Bahn, wie oben beschrieben verwendet, wobei in einem Fräsverfahren mittels der Fräsers 24 sowohl die elektrische Antennenschaltung 4 entweder als UHF-Antenne 5 oder als HF-Antenne 18 als auch eine elektrische Vorrichtung 12 als Teileinrichtung der elektrischen Vorrichtung ohne den Halbleiterchip 9 im Fräsprozess in einem Vorgang hergestellt wird. Die elektrische Vorrichtung 12 umfasst als Teileinrichtung je nach Typ des Transponders 15 entweder eine UHF-Schleife oder ein UHF-Band oder eine HF-Brücke. Die Präge- oder Druckform 26 umfasst somit ein Musterrelief 28, das gemäß dieser besonderen Ausführungsform die elektrischen Leitungen 30 auf den Oberflächen des ersten und zweiten Trägersubstrats 1, 6 erzeugt. Die Druckform 26 ist entweder ein biegsames Blech, das als Mantelfläche um eine Walze befestigt ist oder die Druckform 26 ist als Zylinder ausgebildet mit dem entsprechenden Musterrelief 28. Es versteht sich, dass die Druckform 26 breiter ist als der Arbeitsbereich der Walze und der Bahn des Trägersubstrats. Die Druckform 26 kann als Blech beispielsweise mit Klemmmitteln an der Walze festgeklemmt werden. Die Präge- oder Druckform 26 ist in unterschiedlichen Varianten aus Metall, einer Metalllegierung oder Hartkunststoff hergestellt.Next are in an apparatus and a method for manufacturing the transponder 15 the two latter method steps realized in a common device. Thus, it is a double-layer provided with an electrically conductive layer web, as described above, being used in a milling method by means of the milling cutter 24 both the electrical antenna circuit 4 either as a UHF antenna 5 or as an RF antenna 18 as well as an electrical device 12 as a subassembly of the electrical device without the semiconductor chip 9 is produced in the milling process in one operation. The electrical device 12 includes as sub-device depending on the type of transponder 15 either a UHF loop or a UHF band or an RF bridge. The embossing or printing form 26 thus includes a pattern relief 28 that according to this particular embodiment, the electrical lines 30 on the surfaces of the first and second carrier substrates 1 . 6 generated. The printing form 26 is either a flexible sheet, which is attached as a lateral surface around a roller or the printing plate 26 is designed as a cylinder with the corresponding pattern relief 28 , It is understood that the printing form 26 wider than the working area of the roller and the web of the carrier substrate. The printing form 26 can be clamped as a sheet, for example with clamping means on the roller. The embossing or printing form 26 is made in different variants of metal, a metal alloy or hard plastic.

Die vorangehend beschriebenen Varianten des Verfahrens und der Vorrichtung dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften der vorgestellten Lösung; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Fig. sind schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Fig. oder im Text offenbart ist/sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Fig., anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen der beschriebenen Lösung zuzuschreiben sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Fig. umfasst.The above-described variants of the method and the device are only for the better understanding of the structure, the operation and the properties of the proposed solution; they do not restrict the revelation to the exemplary embodiments. The figures are schematic, essential features and effects being shown, in part, clearly enlarged, in order to clarify the functions, operating principles, technical configurations and features. In this case, every mode of operation, every principle, every technical embodiment and every feature which is / are disclosed in the figures or in the text, with all claims, every feature in the text and in the other figures, other modes of operation, principles, technical embodiments and features contained in or resulting from this disclosure are combined freely and arbitrarily, so that all conceivable combinations attributable to the described solution. In this case, combinations between all individual versions in the text, that is to say in every section of the description, in the claims and also combinations between different variants in the text, in the claims and in the figures.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/136466 A1 [0006]
EP 1291818 A1 [0006]

Claims

Method for producing a transponder, comprising the following steps: a) providing a first carrier substrate having a front side and a rear side, wherein on the front side at least one antenna circuit is arranged with at least one antenna circuit end; b) providing a second carrier substrate having a front side and a rear side, c) wherein on the front side of the second carrier substrate, an electrical device having two electrode ends is arranged, wherein the electrical device comprises a semiconductor chip; d) merging the front side of the first carrier substrate with the front side of the second carrier substrate such that the electrode ends of the electrical device are electrically, capacitively or inductively connected to corresponding ends of the antenna circuit, and e) laminating the front sides of the first and second carrier substrates to a transponder.

The method according to claim 1, wherein the electrical device has a semiconductor chip with electrodes arranged on one side and, in particular before step d) of the connection comprises the step: d0) applying an adhesive to the front side of the first carrier substrate.

Method according to one or more of the preceding claims, wherein at least prior to step a) according to claim 1, the method comprises the step: a0) pressing the first carrier substrate against a printing plate with a pattern relief of the antenna circuit and simultaneously a1) structuring the antenna circuit of an electrically conductive layer on the front side of an at least double-layered first carrier substrate, wherein for forming the antenna circuit, an electrical conductor forming portions of the layer in the pattern relief of the printing form sunk and protected from material removal remains.

The method of claim 3, wherein the antenna circuit is formed such that a first antenna end of the antenna circuit is located within the turns of the antenna circuit and a second antenna end is outside the turns of the antenna circuit.

Method according to one or more of the preceding claims, wherein at least prior to step b) according to claim 1, the method comprises the step: b0) pressing the second carrier substrate against a printing plate with a pattern relief from a subassembly of the electrical device and simultaneously b1) ablating the partial device of the electrical device from an electrically conductive layer of the front side of the at least double-layered second carrier substrate, wherein formed to form the sub-device of the electrical device, electrical conductor forming portions of the electrical layer in the pattern relief of the printing form and remain protected from material removal.

Method according to one or more of the preceding claims, further comprising the step ab1) providing the first and / or second carrier substrate either as a roll or as a sheet with repeating electrical circuits lengthwise on the roll or sheet.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first and second carrier substrate are integrally formed at least double-layered and have a fold line, wherein the ends of the antenna circuit and the ends of the electrical device are arranged symmetrically to the fold line, and wherein the step d) takes place by means of a folding process along the folding line, wherein in particular the step of Punching from the carrier substrate is carried out such that the fold line preferably belongs to the stamped grid as punching waste.

Method according to one of the preceding claims, wherein the electrical circuit comprises a bridge and an insulator, wherein further the method in step c) comprises the steps c1.1) arranging or forming a bridge as part of the electrical device on the front side of the second carrier substrate, c1.2) placing the semiconductor chip on the front side of the second carrier substrate, c1.3) placing an insulator on the semiconductor chip and the electrical device on the front side of the second carrier substrate, wherein the insulator is formed such that opposite electrode ends of the electrical device remain uncovered by the insulator and Electrode ends of the antenna circuit are separated by at least one turn and form an RF antenna.

Method according to one of the preceding claims 1 to 8, wherein the electrical circuit comprises an insulator and a UHF band antenna or a UHF loop antenna, wherein the method further comprises the steps in step c) c2.1) arranging or forming a UHF band antenna or a UHF loop antenna as part of the electrical circuit on the front side of the second carrier substrate, c2.2) placing a semiconductor chip on the front side of the second carrier substrate and / or c2.3) Arranging or forming a UHF antenna circuit for a UHF antenna in step a0) on the front side of the first carrier substrate, the electrode ends of which are connected in step d) to ends of the electrical circuit.

Device for producing a transponder having a first device for providing a first carrier substrate, on which an antenna circuit is arranged, a second device for providing a second carrier substrate, on which an electrical device is arranged, and an equipping device for equipping the front side of the second carrier substrate with a A semiconductor chip, a device for applying an adhesive to the front side of the first carrier substrate, a connecting device that connects the two front sides of the two carrier substrates, such that the ends of the electrodes of the electrical device are electrically connected to ends of the antenna circuit and by means of a lamination the front sides of the first and the second carrier substrate can be laminated to form a transponder.

Device according to the preceding claim, which is executable for performing a method according to one or more of the preceding claims 1-9.

Printing form for the step of material removal on a double-layered carrier substrate for producing the transponder, wherein the printing plate comprises a pattern relief of an antenna and / or a subassembly of an electrical device for a transponder.

Printing form according to the preceding claim, wherein the pattern relief is formed as an RF antenna pattern for generating an RF antenna with two ends of the RF antenna, which are separated by at least one turn, or the pattern relief as a UHF antenna pattern.

Printing form according to one or more of the preceding claims, wherein the printing form a pattern relief of a bridge as part of the electrical device for an RF transponder or pattern relief of a UHF band or a UHF loop as a part of the electrical circuit on the front side of the second carrier substrate for having a UHF transponder.

Printing form according to one or more of the preceding claims, wherein the printing plate is formed as a flexible sheet and fastened to the lateral surface of a roll or formed as a cylinder and in particular made of metal, a metal alloy, hard plastic with the pattern relief in the mantle surface.

Transponder with two carrier substrates, in particular produced according to a method of the preceding claims, wherein at least one carrier substrate is double-layered, the front side of the carrier substrate comprises an electrical material from the group of (non-ferrous) metal or a metal-containing alloy, or a conductive polymer, and the transponder encapsulates an antenna circuit and an electrical device with a semiconductor chip.