DE10004429C1 - Manufacturing method for object provided with data transponder e.g. CD or DVD, has carrier foil supporting semiconductor chip and antenna coil applied to object surface and subsequently dissolved - Google Patents
Manufacturing method for object provided with data transponder e.g. CD or DVD, has carrier foil supporting semiconductor chip and antenna coil applied to object surface and subsequently dissolvedInfo
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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.To an object, e.g. B. a CD (1) with a transponder for contactless data transmission, a carrier film (10) with at least one semiconductor chip (4) and an antenna coil (3) is used. The carrier film (10) consists of a material which is soluble in a solvent which does not attack the object (1). The carrier film (10) provided with the chip (4) and the antenna coil (3) is glued to the object (1). The carrier film (10) is then removed with the solvent.
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.The invention relates to a method for Production of an object with a transponder non-contact data transmission using a Carrier film with at least one semiconductor chip and an antenna coil is provided.
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).Such a method is used, for example, for production of smart cards applied. Is done via the antenna coil the energy supply and the contactless exchange of Data between the semiconductor chip and one Transmitter-receiver. This is done from an electrically conductive Layer material on a plastic carrier film spiral antenna coil formed (compare e.g. DE 196 09 134 A1 and 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.The carrier film can be made of polyester, PVC, ABS or another plastic. For coating on a metal foil is laminated onto the carrier film, or the electrically conductive layer is, for example evaporated, electrodeposited or printed. The Layer material can be made of metal, for example aluminum or copper or an electrically conductive plastic consist. Then, for example, by a Mask etching process or a laser layer material removed to form the coil, which is then connected to the Semiconductor chip is connected. This becomes a for Installation between the layers of the chip card is good manageable finished transponder on a carrier film Provided.
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.Already stand for a variety of items sophisticated mass production processes available in which involve a significant changeover effort required. This applies, for example, to data carriers such as Compact discs or DVD (Digital Versatile Discs) that come with extreme precision must be manufactured. It requires therefore a considerable effort to such To provide data carriers with a transponder.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem Gegenstände auf einfache Weise mit einem Transponder versehen werden können.The object of the invention is therefore a method specify with the items in a simple manner with a Transponders can be provided.
Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.This is according to the invention with that in claim 1 marked procedure achieved. In the subclaims are advantageous embodiments of the invention reproduced.
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.Virtually anyone can use the method according to the invention finished, manufactured by mature mass production Subsequent item in a simple manner with a Transponders. For this purpose, according to the invention, how according to the prior art, first with a carrier film at least one semiconductor chip and an antenna coil Mistake.
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.According to the invention, however, a carrier film is made from a Material used in a the object is not attacking solvent is soluble. The one with the chip and the antenna coil provided carrier film with the Item connected, the chip and the antenna coil on the side of the carrier film facing the object are arranged, whereupon the carrier film with the Solvent is removed. Then preferably the antenna coil remaining on the object with the chip with a protective coating, for example one Provide protective varnish.
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.The material of the carrier film can be water-soluble Be plastic, for example polyvinyl alcohol (PVA). So are decorated with water-soluble PVA films used for the optical finishing of workpieces. Further plastic films soluble in aqueous alkaline solution are z. B. described in EP 78 553 A2 and EP 143 935 A1. Then solve z. B .. films of homopolymers or Copolymers with acrylic acid, crotonic or maleic acid in alkaline aqueous solution. The same applies to Cellulose derivatives, such as hydroxyethyl cellulose and Hydroxypropyl cellulose, or polymers, such as Vinnapas C305 from Wacker Chemie GmbH or Phthalopal PP from BASF company.
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.The solvent needed to dissolve the carrier film however not to be water. For example, the Carrier film also consist of a plastic that is in Alcohol, acetone or a hydrocarbon such as gasoline, solves. It is only essential that the solvent Does not attack the object or the antenna coil or the chip. A plastic that is only in acid Environment dissolves, is therefore generally less suitable, because this leads to an attack by the thin antenna coil Metal can lead.
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.The connection of the with the chip and the antenna coil provided carrier film with the object in question, can e.g. B. with an adhesive, especially one thermoreactive adhesive if the carrier film with the Antenna coil and the chip on their the object facing side with an object with a Plastic surface to be connected.
Die erfindungsgemäß verwendete, lösliche Trägerfolie kann in gleicher Weise mit einer Antennenspule und einem Halbleiterchip versehen werden, wie nach dem Stand der Technik.The soluble carrier film used according to the invention can in the same way with an antenna coil and a Semiconductor chip are provided, as in the prior art Technology.
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.So the carrier film z. B. by laminating one Metal foil or a foil made of conductive plastic or by vapor deposition, galvanic deposition or printing provided with the electrically conductive layer material become. For this purpose, the layer material can be a metal, for example aluminum or copper, or one electrically conductive paint or the like. After this The excess layer material is coated under Formation of the antenna coil removed, for example by a mask etching process, with a laser, mechanical or the like. The antenna coil can also directly, for. B. with Screen printing with an electrically conductive ink on the Carrier film can be printed. Then the Semiconductor chip arranged on the carrier film and with the Antenna coil connected in a known manner.
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.Not just the objects on which the transponder is located to be attached, but also such transponders a carrier film are nowadays in more mature Mass production. So one exists as Layer material applied to a polyester film spiral antenna coil with the inner end and the outer end of the coil electrically by a bridge connected who are on the other side of the Carrier film over the turns between them Antenna coil extends and through the carrier film is contacted with the two ends of the antenna coil. This mass production process is preferred taken over according to the invention, only the Polyester film is replaced by a soluble film and the bridge opposite the one between the two ends of the Antenna coil lying turns of the antenna coil at least on her facing these intermediate turns Side with electrical insulation, which is in the Solvent does not dissolve, for example an insulating varnish, to be provided.
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.The object with which the transponder is provided can e.g. B. be a record carrier, for example a CD or a DVD. The antenna coil can be one the center hole of the CD or other Have record carrier extending frame shape.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen:The invention is based on the attached Drawing explained in more detail by way of example. In it show:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine CD, die mit einem Transponder zur berührungslosen Datenübertragung versehen ist; und Figure 1 is a plan view of a CD, which is provided with a transponder for contactless data transmission. and
Fig. 2a bis 2d schematisch das Verfahren, mit dem die im Schnitt dargestellte CD mit dem Transponder versehen wird. Fig 2a-2d schematically illustrate the method. With which the CD shown in section is provided with the transponder.
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. Referring to FIG. 1, a disc 1 is provided with a center hole 2 with a transponder for contactless data transmission, which is composed of an antenna coil 3 to which a chip 4 is connected.
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.The CD 1 has a credit card format. Otherwise, it has the usual strength of z. B. 1.2 mm and is assembled by a conventional mass production process from two correspondingly thin plates (5 and 6; Fig. 2) and in a precisely defined manner, under clean room conditions, free of static charges, etc.
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.The antenna coil 3 is formed by a spiral, electrically conductive layer material which has a rectangular frame shape which extends around the central hole 2 , with the longitudinal sides of the frame parallel to the long sides of the card-shaped CD 1 .
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.The inner end 3.1 and the outer end 3.2 of the spiral antenna coil 3 are connected to one another by an electrically conductive bridge 7 , which extends over the turns of the antenna coil 3 . In order to isolate the bridge 7 from the turns of the antenna coil, for example an insulating varnish, not shown, is applied to the underside of the bridge 7 , that is to say between the bridge 7 and the turns of the antenna coil 3 .
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.The bridge 7 is arranged in a corner region of the frame-shaped antenna coil 3 . In the other corner area on the same narrow side of the frame-shaped antenna coil 3 , the outer coil turn is interrupted by a cutout 8 . The chip 4 is arranged in the recess 8 and is bonded to the ends 3.3 and 3.4 of the antenna 3 formed by the interruption.
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.According to FIGS. 2a to 2d, a carrier film 10 is used to manufacture the CD 1 provided with the transponder, on the side facing the CD 1 the antenna coil 3, for. B. is produced by means of an etching process from a metal layer applied to the film 10 . The carrier film 10 also has the chip 4 bonded to the antenna coil 3 , and furthermore, what cannot be seen in FIGS. 2a to 2d, the bridge 7 , specifically on the other side of the carrier film 10 , that is to say away from the CD 1 .
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.Referring to FIG. 2a and 2b, the carrier sheet 10 with an antenna coil 3, Chip 4 and bridge 7 is z. B. connected with an adhesive 9 to the side of the CD 1 , which is opposite the side of the CD 1 scanned by the laser.
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.Thereafter, the carrier film 10 with a solvent in which it dissolves, flies, so that the associated with the CD 1 transponder from the antenna coil 3, the chip 4 and the bridge 7 on the CD 1 remains (Fig. 2c). Then a coating 11 is applied, which covers the antenna coil 3 , the chip 4 and the bridge 7 .
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.According to the invention, the transponder is opened like a label applied the otherwise finished CD. With the invention So the process is not used in CD production intervened, rather it connects to the CD Production.
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