DE20217828U1 - Contactless transponder for adhesive foil for goods and packaging has semiconductor chip and transponder antenna embedded in adhesive material - Google Patents
Contactless transponder for adhesive foil for goods and packaging has semiconductor chip and transponder antenna embedded in adhesive materialInfo
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Abstract
Description
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cubit electronics GmbH In den Weiden 4 b
99099 ERFURTcubit electronics GmbH In den Weiden 4 b
99099 ERFURT
Kontaktloser Transponder für HaftfolienContactless transponder for adhesive films
Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Transponder für Haftfolien mit einem Halbleiterchip und einer Transponderantenne.The invention relates to a contactless transponder for adhesive films with a semiconductor chip and a transponder antenna.
Als kontaktlose Transponder für Haftfolien werden dabei insbesondere Anordnungen, die zur Verwendung an Waren oder Warenverpackungen geeignet sind und eingearbeitete Antennen sowie Transponderchips aufweisen, insbesondere elektronische kontaktlose Etiketten, Tickets, Wertscheine etc. verstanden.Contactless transponders for adhesive films are understood to mean, in particular, arrangements that are suitable for use on goods or product packaging and have integrated antennas and transponder chips, in particular electronic contactless labels, tickets, vouchers, etc.
Für derartige Einsatzzwecke ist es erforderlich, einerseits den Herstellungspreis der Transponder drastisch zu verringern und andererseits die Dicke der Transponder zu minimieren. Üblich sind zurzeit Transponderfolien, die aus ca. 30 &mgr;&eegr;&igr; dickem Polyester bestehen, auf welchem sich ein- oder beidseitig (8 ... 50) &mgr;&eegr;&igr; dick geätzte Antennenstrukturen aus vorzugsweise Aluminium befinden.For such applications, it is necessary to drastically reduce the manufacturing cost of the transponders and to minimize their thickness. Currently, transponder foils are commonly used, which consist of polyester approximately 30 μm thick, on which there are etched antenna structures, preferably made of aluminum, on one or both sides (8...50) μm thick.
Auf diese Strukturen wiederum wird das Halbleiterchip kontaktiert. Um daraus ein Etikett oder ein Ticket herzustellen, ist es erforderlich, die Transponderfolie auf ein Etikettenmaterial, welches mit Haftkleber beschichtet ist, aufzuklebenThe semiconductor chip is then contacted to these structures. In order to produce a label or a ticket from it, it is necessary to stick the transponder film onto a label material that is coated with pressure-sensitive adhesive.
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und auf die andere Transponderfolienseite einen Haftklebefilm aufzutragen, der wiederum zum Bekleben des nächsten Materials, z. B. des zu etikettierenden Guts notwendig ist. Diese Transponderfolien werden von vielen Herstellern,
z. B. Texas Instruments, Omron und Infineon ähnlich produziert. Die Weiter-Verarbeitung zu Etiketten oder Tickets geschieht in nahezu einheitlicher Art und Weise auf Maschinen der Fa. Melzer, Bielomatik u. ä.and to apply a pressure-sensitive adhesive film to the other side of the transponder foil, which in turn is necessary for sticking the next material, e.g. the goods to be labelled. These transponder foils are used by many manufacturers,
e.g. Texas Instruments, Omron and Infineon produce similar products. Further processing into labels or tickets takes place in an almost uniform manner on machines from Melzer, Bielomatik and similar companies.
Diese Verfahrensweise hat bezüglich der Dicke des Etikettes oder des Tickets, der optischen Qualität des erzeugten Etikettes und der Kosten erhebliche Nachteile.This procedure has significant disadvantages in terms of the thickness of the label or ticket, the optical quality of the label produced and the costs.
Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität, insbesondere die optische Qualität von Etiketten, zu erhöhen, die Herstellungsweise zu vereinfachen und die Kosten zu senken.The invention is based on the object of increasing the quality, in particular the optical quality of labels, simplifying the production process and reducing costs.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Transponder, der die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.
20The object is achieved according to the invention by a transponder having the features specified in claim 1.
20
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Der erfindungsgemäße Transponder verfügt über eine aus dünnem, schmalem und trägerlosem Leitermaterial bestehende Transponderantenne, die direkt in einer Haftkleberschicht angeordnet ist. Das Halbleiterchip ist an je einem Ende der Antenne kontaktiert. Die Dicke der Haftkleberschicht entspricht vorzugsweise größer oder gleich der Dicke des Antennenmaterials plus seiner elektrisch isolierenden Lackschicht und die Dicke des kontaktierten Chips ist vorzugsweise kleiner gleich der Dicke der Haftkleberschicht. Als Leitermaterial dient vorzugsweise ein lackisolierter Kupferdraht.The transponder according to the invention has a transponder antenna made of thin, narrow and carrier-free conductor material, which is arranged directly in a pressure-sensitive adhesive layer. The semiconductor chip is contacted at each end of the antenna. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably greater than or equal to the thickness of the antenna material plus its electrically insulating lacquer layer, and the thickness of the contacted chip is preferably less than or equal to the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer. A lacquer-insulated copper wire is preferably used as the conductor material.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Hierzu zählen:The arrangement according to the invention has a number of advantages. These include:
- Die Antenne ist in der Kleberschicht lagegesichert und vollständig- The antenna is secured in the adhesive layer and completely
geschützt.protected.
- Auf den künftigen Etiketten sind keine Antennen- und Chipkonturen
sichtbar.- There will be no antenna and chip contours on the future labels
visible.
- Es wird nur eine Kleberschicht benötigt.- Only one layer of adhesive is required.
- Mit dem haftklebendem Transponder sind alle Etiketten und alle Materia- With the adhesive transponder, all labels and all materials
lien ausrüstbar.can be equipped with.
- Die einfache Handhabung ermöglicht die Verwendung durch jeden
Hersteller von Tickets und Etiketten.- The easy handling allows use by everyone
Manufacturer of tickets and labels.
- Es wird ein großes Absatzgebiet der Transponder erschlossen, da die- A large sales area for the transponders is opened up, as the
spezifische Etikettenherstellung in Trockenherstellung lokal bleiben kann.specific label production in dry production can remain local.
Eine weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass sich die Transponderantenne mit Halbleiterchip zwischen zwei dünnen Haftkleberschichten befindet, weil dadurch eine optimale Einbettqualität erreicht wird.A further advantage is that the transponder antenna with semiconductor chip is located between two thin layers of adhesive, because this achieves optimal embedding quality.
Eine weitere Verbesserung entsteht dadurch, dass die dünnen Haftkleberschichten an den transponderabgewandten Seiten mit dünnen Gewebefäden oder Vliesen verstärkt werden. Dadurch erhöhen sich die Lagestabilität der Antenne und die Reißfestigkeit des Haftkleberfilmes, so dass der Haftkleber insgesamt niederviskoser ausgeführt werden kann.A further improvement is achieved by reinforcing the thin adhesive layers on the sides facing away from the transponder with thin fabric threads or fleece. This increases the positional stability of the antenna and the tear resistance of the adhesive film, so that the adhesive can be made with a lower viscosity overall.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, dass das Halbleiterchip in einem ersten Schritt auf ein sehr dünnes, vorzugsweise kleiner 20 &mgr;&pgr;&igr; dickes streifenförmig ausgeführtes Substrat kontaktiert wird und anschließend die Antennenenden auf die so gebildeten, vom Chip wegführenden, Kontaktstreifen befestigt werden. Damit erreicht man eine Verringerung der GesamtdickeA further improvement is achieved by first contacting the semiconductor chip with a very thin, preferably less than 20 μιλ thick, strip-shaped substrate and then attaching the antenna ends to the contact strips thus formed, leading away from the chip. This achieves a reduction in the overall thickness.
*'26(;*-cubi*fs5m-l5?li)O2)lwp ; ; *|*'26(;*-cubi*fs5m-l5?li)O2)lwp ; ; *|
*&psgr; * &psgr;
.4-.4-
&ngr;&ogr;&eegr; Chip und Substrat gegenüber einer Kontaktierung der Antennendrahtenden direkt auf das Chip.&ngr;&ogr;&eegr; chip and substrate compared to contacting the antenna wire ends directly to the chip.
Vorteilhaft ist es ferner, die Dicke der Antennendrahtenden im Bereich der Kontaktstreifen vor oder nach den Kontaktieren durch einen Pressvorgang zu verringern, was eine verringerte Gesamtdicke im Bereich der Antennenkontaktierung ermöglicht.It is also advantageous to reduce the thickness of the antenna wire ends in the area of the contact strips before or after the contacts by means of a pressing process, which enables a reduced overall thickness in the area of the antenna contact.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass nicht elektrisch isolierte Teile des Substratstreifens, der Antennenenden und gegebenenfalls des Chips durch dünnen Isolierlackauftrag elektrisch isoliert werden. Die Haftkleberfolie mit dem eingeschlossenen Transponder ist dadurch in weitem Umfang feuchte- und bedingt chemikalienresistent.A further improvement can be achieved by electrically insulating non-electrically insulated parts of the substrate strip, the antenna ends and, if applicable, the chip by applying a thin layer of insulating varnish. The adhesive film with the enclosed transponder is thus largely resistant to moisture and, to a certain extent, to chemicals.
Es ist auch möglich, mindestens eine der Antihaftfolien, zwischen denen sich des Haftklebeband befindet, entsprechend der Tranponderlänge mit optischen, magnetischen oder mechanischen (z. B. Anordnung von Löchern) Justiermarken auszurüsten. Es ergibt sich dadurch ein vereinfachtes Verarbeiten der Transponderfolie.It is also possible to equip at least one of the non-stick films, between which the pressure-sensitive adhesive tape is located, with optical, magnetic or mechanical (e.g. arrangement of holes) alignment marks depending on the length of the transponder. This simplifies the processing of the transponder film.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment. Shown are:
Figur 1 eine Haftkleberfolie mit eingedrücktem Transponder imFigure 1 a pressure-sensitive adhesive film with a transponder pressed into the
Querschnitt,Cross-section,
Figur 2 eine Haftkleberfolie mit einem eingebetteten Transponder in der Draufsicht
30Figure 2 a pressure-sensitive adhesive film with an embedded transponder in plan view
30
undand
.* : : .· ;266,6K;ubi.KS§m-15*Il.<)e.Iwp ; j j.* : : .· ;266.6K;ubi.KS§m-15*Il.<)e.Iwp ; y y
-5--5-
Figur 3 eine doppelte Haftkleberfolie mit eingebettetem TransFigure 3 a double pressure sensitive adhesive film with embedded trans
ponder im Querschnitt.ponder in cross section.
In Figur 1 ist auf einem 100 &mgr;&eegr;&igr; dicken, aus mit Silikon beschichten Papier bestehenden Antihaftfolie 1 eine 70 &mgr;&eegr;&igr; dicke Haftkleberschicht 3 aufgetragen. In die Haftkleberschicht 3 eingedrückt und fast vollständig eingebettet ist eine Transponderantenne 5, die aus drei voneinander beabstandeten Windungen gebildet wird und aus 46 &mgr;&eegr;&igr; dickem, mit Isolierlack 7 überzogenem Kupferdraht besteht. Ebenfalls eingebettet in die Haftkleberschicht 3 ist das Halbleiterchip 8, das auf seiner aktiven Seite im Beispiel zwei Kontakthügel 9 aufweist, die im Kontakt zu einem Substrat 10, welches aus zwei elektrisch leitenden metallisierten Kontaktstreifen 11 besteht, stehen und wobei die dauerhafte Verbindung des Halbleiterchips 8 und seiner Kontakthügel 9 zu den metallisierten Kontaktstreifen 11 durch einen Chipkleber 13 gesichert wird. Die Antennenanschlüsse 6 sind mit den äußeren Enden der metallisierten Kontaktstreifen 11 durch eine Schweißverbindung verbunden.In Figure 1, a 70 μm thick pressure-sensitive adhesive layer 3 is applied to a 100 μm thick non-stick film 1 made of silicone-coated paper. A transponder antenna 5, which is formed from three spaced-apart turns and consists of 46 μm thick copper wire coated with insulating varnish 7, is pressed into the pressure-sensitive adhesive layer 3 and is almost completely embedded. The transponder antenna 5 is formed from three spaced-apart turns and consists of 46 μm thick copper wire coated with insulating varnish 7. Also embedded in the pressure-sensitive adhesive layer 3 is the semiconductor chip 8, which in the example has two contact bumps 9 on its active side, which are in contact with a substrate 10, which consists of two electrically conductive metallized contact strips 11, and the permanent connection of the semiconductor chip 8 and its contact bumps 9 to the metallized contact strips 11 is secured by a chip adhesive 13. The antenna terminals 6 are connected to the outer ends of the metallized contact strips 11 by a welded connection.
Figur 2 zeigt in Draufsicht eine Ausführung, bei der die Transponderantenne 5 als UHF-Antenne mit einer Windung und einer kleinen Nebenwindung gestaltet ist. Mit den in der Figur nicht sichtbaren Kontakthügeln 9 des Halbleiterchips 8 sind die Antennenanschlüsse 6 verbunden. Die Transponderantenne 5 besteht aus 18 &mgr;&eegr;&igr; dünner, ätztechnisch strukturierter Kupferfolie. Um eine technologisch einfachere Einbettung der Transponderantenne 5 in den Haftkleber 3 zu erreichen, sind in der Antennenfolie 5 Durchtrittsöffnungen 14 für den Haftkleber 3 angeordnet. Figure 2 shows a top view of an embodiment in which the transponder antenna 5 is designed as a UHF antenna with one turn and a small secondary turn. The antenna connections 6 are connected to the contact bumps 9 of the semiconductor chip 8, which are not visible in the figure. The transponder antenna 5 consists of 18 μm thin, etched structured copper foil. In order to achieve a technologically simpler embedding of the transponder antenna 5 in the pressure sensitive adhesive 3, passage openings 14 for the pressure sensitive adhesive 3 are arranged in the antenna foil 5.
Die Position der auf bzw. in einem quasi endlosen Haftkleberband 3 befindlichen Transponderantenne 5, ist durch Aufdruck einer Justiermarke 2 auf die Unterseite der Antihaftfolie 1 gekennzeichnet.
30The position of the transponder antenna 5 located on or in a quasi-endless adhesive tape 3 is marked by printing an alignment mark 2 on the underside of the non-stick film 1.
30
Figur 3 zeigt im Querschnitt einen Ausschnitt einer Anordnung, bei der zwei Figure 3 shows a cross-section of an arrangement in which two
Schichten von Haftkleberfolien 3 verwendet werden. Dabei sind in die Außenseiten der Haftkleberfolie 3 sehr dünne Gewebefasern 4 eingebracht. Die Transponderantenne 5 und das auf die Kontaktstreifen 11 kontaktierte Halbleiterchip 8 sind zwischen die Haftfolien 3 eingebracht. Im dargestellten Ausschnitt sind die Antennenenden 6 vor dem Anschweißen an die Kontaktstreifen 11 durch einen Pressvorgang verformt bzw. abgeplattet worden, um durch die Verformung 12 eine Verringerung der Gesamtdicke von Kontaktstreifen 11 plus Antennenenden 6 zu erreichen. Nach dem Kontaktieren wurden die nichtisolierten metallischen Teile von Kontaktstreifen 11, Halbleiterchip 8 und Antennenenden 6 mit einem Elektroisolierlack 7 überzogen.Layers of pressure-sensitive adhesive films 3 are used. Very thin fabric fibers 4 are introduced into the outer sides of the pressure-sensitive adhesive film 3. The transponder antenna 5 and the semiconductor chip 8 contacted to the contact strips 11 are introduced between the adhesive films 3. In the section shown, the antenna ends 6 have been deformed or flattened by a pressing process before being welded to the contact strips 11 in order to achieve a reduction in the total thickness of the contact strips 11 plus the antenna ends 6 through the deformation 12. After contacting, the non-insulated metallic parts of the contact strips 11, semiconductor chip 8 and antenna ends 6 were coated with an electrical insulating varnish 7.
Die zweischichtige Haftfolie 3 wird beidseitig von je einer Antihaftfolie 1 eingeschlossen. Durch vorwiegend flächenhaften Pressdruck auf die Folienschichtungen wurde die zwischen den Antihaftfolien 1 liegende zweischichtige Haftfolie 3 mit den dazwischenliegenden Transponderbauelementen so planiert, dass die Haftkleberfolie 3 einen planaren Endzustand aufweistThe two-layer adhesive film 3 is enclosed on both sides by a non-stick film 1. By predominantly applying surface pressure to the film layers, the two-layer adhesive film 3 lying between the non-stick films 1 with the transponder components in between was leveled so that the adhesive film 3 has a planar final state.
&Iacgr; Ü&Iacgr; Ü
-7--7-
1 Antihaftfolie1 non-stick foil
2 Justiermarke2 Adjustment mark
3 Haftkleberschicht; Haftkleberfolie3 Adhesive layer; Adhesive film
4 Gewebe, Vlies4 fabrics, fleece
5 Transponderantenne5 Transponder antenna
6 Antennenenden, Anschlüsse6 antenna ends, connectors
7 Isolierlack7 Insulating varnish
8 Halbleiterchip8 Semiconductor chip
9 Chipkontaktstellen; Kontakthügel9 chip contact points; contact bump
10 Substrat10 Substrat
11 Kontaktstreifen; Substratstreifen11 contact strips; substrate strips
12 Druckverformung12 Compression deformation
13 Chipkleber; Underfiller13 Chip adhesive; Underfiller
14 Durchtritts-bzw. Vernetzungsöffnung14 Passage or cross-linking opening
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Claims (16)
Priority Applications (1)
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| DE20217828U DE20217828U1 (en) | 2002-11-19 | 2002-11-19 | Contactless transponder for adhesive foil for goods and packaging has semiconductor chip and transponder antenna embedded in adhesive material |
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| DE20217828U Expired - Lifetime DE20217828U1 (en) | 2002-11-19 | 2002-11-19 | Contactless transponder for adhesive foil for goods and packaging has semiconductor chip and transponder antenna embedded in adhesive material |
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| DE (1) | DE20217828U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3031243A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-01 | Oberthur Technologies | ANCHORING A CONDUCTIVE WIRE IN A PLASTIC SUPPORT |
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2002
- 2002-11-19 DE DE20217828U patent/DE20217828U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3031243A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-01 | Oberthur Technologies | ANCHORING A CONDUCTIVE WIRE IN A PLASTIC SUPPORT |
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