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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A TRANSPONDER UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/023159
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a transponder unit, which comprises an at least one-layer substrate, at least one coil antenna, and at least one HF electronic component, in that at least one accommodating area for the electronic component is provided in the area of the substrate, the wire conductor to be used for the antenna is guided into the area of the substrate and is fixed on the substrate outside the accommodating area, - the wire conductor is introduced into the accommodating area on a side of the accommodating area by forming a first loop, starting from the fixing point, - the wire conductor is guided back onto the substrate on the same side of the accommodating area or on a side provided at an offset thereto, and - the wire conductor is fixed on the substrate outside the accommodating area, - then the wire conductor is formed into the antenna by forming several turns on the substrate, - the wire conductor is then guided back into the area of another side of the accommodating area and is fixed on the substrate outside the accommodating area, - the wire conductor is guided into the accommodating area by forming a further loop and is guided out of the accommodating area in the area of the same side or a side extending at an offset thereto, - the wire conductor is then fixed on the substrate outside the accommodating area if necessary, - the loops are connected in an electrically conductive manner to contact points of the electronic component positioned in the accommodating area.

Inventors:
MELZER ARNDT (DE)
MELZER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/DE2010/000934
Publication Date:
March 03, 2011
Filing Date:
August 05, 2010
Export Citation:
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Assignee:
MELZER MASCHINENBAU GMBH (DE)
MELZER ARNDT (DE)
MELZER DIRK (DE)
International Classes:
G06K19/077; H05K3/32; H05K13/06
Domestic Patent References:
WO2008037592A12008-04-03
WO2008114091A22008-09-25
Foreign References:
US20010054230A12001-12-27
DE102007030650A12007-12-20
EP0864392A11998-09-16
DE19620242A11997-11-27
DE102007030650A12007-12-20
Attorney, Agent or Firm:
CICHY, WOLFGANG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Hersteilung einer, aus einem mindestens einlagigen Substrat (1), mindestens einer ausgebildeten Antenne (4) und mindestens einem elektronischen HF-Bauteil (3) bestehenden Transpondereinheit, indem im Bereich des Substrats (1) mindestens ein Aufnahmebereich (2) für das elektronische Bauteil (3) vorgesehen wird,

der für die Antenne (4) zu verwendende Drahtleiter (6) in den Bereich des Substrats (1) geführt und außerhalb des Aufnahmebereichs (2) auf dem Substrat (1) fixiert wird,

der Drahtleiter (6) unter Bildung einer ersten Schlaufe (8), ausgehend vom Fixierungspunkt (7), an einer Seite (9) des Aufnahmebereichs (2) in den Aufnahmebereich (2) eingeführt,

der Drahtleiter (6) auf der gleichen (9) oder einer versetzt dazu vorgesehenen Seite (12) des Aufnahmebereichs (2) wieder auf das Substrat (1) geführt und

der Drahtleiter (6) außerhalb des Aufnahmebereichs (2) auf dem Substrat

(1) fixiert wird,

anschließend der Drahtleiter (6) unter Bildung mehrer Windungen (11) auf dem Substrat (1) zur Antenne (4) ausgebildet wird,

der Drahtleiter (6) dann in den Bereich einer anderen Seite (12) des Aufnahmebereichs (2) zurückgeführt und außerhalb des Aufnahmebereichs

(2) auf dem Substrat (1) fixiert wird,

der Drahtleiter (6) unter Bildung einer weiteren Schlaufe (14) in den Aufnahmebereich (2) ein- und im Bereich der gleichen (12) oder einer versetzt dazu verlaufenden Seite wieder aus dem Aufnahmebereich (2) herausgeführt wird,

der Drahtleiter (6) bedarfsweise anschließend außerhalb des Aufnahmebereiches (2) auf dem Substrat (1) fixiert wird, die Schlaufen (8,14) mit Kontaktstellen (16,17) des im Aufnahmebereich (2) positionierten elektronischen Bauteils (3) elektrisch leitend verbunden werden.

2. Verfahren zur Herstellung einer, aus einem mindestens einlagigen Substrat (1), mindestens einer ausgebildeten Antenne (4') und mindestens einem elektronischen UHF-Bauteil (3J) bestehenden Transpondereinheit, indem im Bereich des Substrats (1) mindestens ein Aufnahmebereich (21) für das elektronische Bauteil (3') vorgesehen wird,

der für die Antenne (41) zu verwendende Drahtleiter (6') in den Bereich des Substrats (1) geführt und außerhalb des Aufnahmebereichs (2') auf dem Substrat (1) fixiert wird,

der Drahtleiter (61) unter Bildung einer Schlaufe (8'), ausgehend vom Fixierungspunkt (7'), an einer Seite des Aufnahmebereichs (21) in den Aufnahmebereich (2J) eingeführt wird,

der Drahtleiter (6') auf der gleichen oder einer versetzt dazu vorgesehenen Seite des Aufnahmebereichs (2') wieder auf das Substrat (1) geführt und der Drahtleiter (6') außerhalb des Aufnahmebereichs (2') auf dem Substrat (1) fixiert und weitergeführt wird,

an einer anderen Seite des Aufnahmebereichs (2') die vorab beschriebenen Vorgänge unter Bildung einer weiteren Schlaufe wiederholt werden, die Schlaufen (8') mit Kontaktstellen (161) des im Aufnahmebereich (2) positionierten elektronischen Bauteils (31) elektrisch leitend verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (3,3') vor dem Ausbilden der Antenne (4,4') in den Aufnahmebereich (2,2') eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (3,3') im Anschluss an das Ausbilden der Antenne (4,4') von unten in den Aufnahmebereich (2,2') eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtleiter (6) nach dem Ausbilden der Antenne (4) auf die der ersten Schlaufe (8) gegenüberliegenden Seite (12) des Aufnahmebereichs (2) zurückgeführt und unter Bildung der weiteren Schlaufe (14) in den Aufnahmebereich (2) ein- und ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaufen (14) dergestalt im Aufnahmebereich (2) verlegt werden, dass die Ein- und Austrittsbereiche in zueinander insbesondere unter einem rechten Winkel versetzten Abschnitten des Aufnahmebereichs (2) angeordnet sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (2,2!) rechteckig oder quadratisch ausgebildet wird, wobei die Schlaufen (8,14) in ecknahen Bereichen (20,23) einander angrenzender Seiten (21,22;24,21)verlegt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (2) rechteckig oder quadratisch ausgebildet wird, wobei die Schlaufen (8,14) in einander geometrisch gegenüberliegenden Ecken verlegt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtleiter (6,6') außerhalb des Aufnahmebereichs (2,2') mittels Ultraschall auf dem Substrat (1) fixiert wird.

10. Vorrichtung zur Herstellung einer Transpondereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, beinhaltend eine ein Drahtführungselement (28) aufweisende Drahtverlegeeinrichtung (27), eine Fixiereinrichtung für den Drahtleiter (6) auf dem (1) Substrat sowie eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung die Drahtverlegeeinrichtung (27), respektive das Substrat (1), und die Fixiereinrichtung dergestalt ansteuert, dass der Drahtleiter (6) außerhalb eines Aufnahmebereichs (2) für das elektronische Bauteil (3) fixierbar und unter Ausbildung mindestens einer Schlaufe (8,14) an einer Seite des Aufnahmebereichs (2) in diesen ein- und entweder an der gleichen oder einer versetzt dazu vorgesehenen Seite wieder aus dem Aufnahmebereich (2) ausführbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtleiter (6) unter einem vorgebbaren Winkel in das Drahtführungselement (28) einführbar und in Richtung des Substrats (1) führbar ist, wobei der Drahtleiter (6), der Form der jeweiligen Antenne (4) entsprechend, durch die Drahtverlegeeinrichtung (27) auf dem Substrat (1) verlegbar ist!

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung Bestandteil der Drahtverlegeeinrichtung (27) ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Drahteinlaufs in das Drahtführungselement (28) eine Bremseinrichtung (29) für den Drahtleiter (6) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (29) durch ein Filzelement, einen Blechkörper, ein Kunststoff- oder ein Gummielement gebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (29) ringförmig ausgebildet ist, das Drahtführungselement (28) umschließt und relativ zum Drahtführungselement (28) heb- und senkbar vorgesehen ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Transpondereinheit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer, aus einem mindestens einlagigen Substrat, mindestens einer ausgebildeten Antenne und mindestens einem elektronischen Modul bestehenden Transpondereinheit.

Die DE 196 20 242 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kontaktieren eines Drahtleiters bei der Herstellung einer auf einem Substrat angeordneten, eine Drahtspule und eine Chipeinheit aufweisenden Transpondereinheit, bei dem in einer ersten Phase der Drahtleiter über die Anschlussfläche oder einen die Anschlussfläche aufnehmenden Bereich hinweggeführt und relativ zur Anschlussfläche bzw. dem der Anschlussfläche zugeordneten Bereich auf dem Substrat fixiert wird und in einer zweiten Phase die Verbindung des Drahtleiters mit der Anschlussfläche mittels einer Verbindungseinrichtung erfolgt.

Elektrische Verbindungen in Chipkarten, Transponderkarten oder ID-Dokumenten unterliegen infolge von Biegen und Verwinden starken mechanischen Belastungen. Hier kann nicht ausgeschlossen werden, dass bei mehrjährigem Gebrauch es zu Beschädigungen im Verbindungsbereich Anschlussfläche - Drahtleiter kommt und die jeweilige Chipkarte, Transponderkarte oder das ID-Dokument dann nicht mehr benutzbar ist.

Die DE 10 2007 030 650 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte, umfassend ein Chipmodul mit mindestens einer Kontaktierungsfläche, wobei das Chipmodul in eine Aufnahmeposition eines Substrats einsetzbar ist, wobei für zumindest eine der Kontaktierungsflächen aus einem mittels einer Drahtführungseinheit zugeführten Drahtleiter jeweils eine Kontaktierungsöse gebildet wird, indem ein erster Abschnitt des Drahtleiters auf einer Oberfläche des Substrats außerhalb der Aufnahmeposition angeheftet wird, wobei ein dem ersten Abschnitt benachbarter zweiter Abschnitt des Drahtleiters so geführt wird, dass er zusammen mit der Oberfläche und aus dieser herausragend die Kontaktierungsöse bildet, wobei ein sich anschließender dritter Abschnitt des Drahtleiters auf der Oberfläche außerhalb der Aufnahmeposition angeheftet wird, wobei das Chipmodul in die Aufnahmeposition eingesetzt wird und, wobei der zweite Abschnitt zur Kontaktierungsfläche herumgebogen und elektrisch damit verbunden wird. Hier wird ein gegenüber der DE 196 20 242 A1 alternatives Verfahren beschrieben, was jedoch den Nachteil mit sich bringt, dass die aus dem Substrat heraύsragende Kontaktierungsöse mittels eines Werkzeuges in den Bereich der Kontaktierungsfläche zurückgebogen werden muss. Je nachdem, ob das Chipmodul eben mit dem aufnehmenden Substrat vorgesehen ist oder die Kontaktierungsfläche daraus hervorsteht, kann es sich des Weiteren als nachteilig erweisen, dass die umgebogene Kontaktierungsöse zurückfedert, so dass ein weiteres Werkzeug vonnöten ist, um die Kontaktierungsöse auf die Kontaktfläche zu drücken, damit sie mit ihr elektrisch verbunden werden kann.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein vom Stand der Technik abweichendes Verfahren zur Herstellung einer zur Aufnahme unterschiedlicher elektronischer Module (beispielsweise HF, UHF) dienenden Transpondereinheit bereitzustellen, mittels welchem der zum Einsatz gelangende Drahtleiter in einfacher Weise auf dem jeweiligen Substrat verlegt werden kann, ohne dass es weiterer Werkzeuge bedarf, den Drahtleiter auf der jeweiligen Kontaktierungsfläche des elektronischen Moduls anzudrücken. Des Weiteren soll die elektrische Verbindbarkeit verbessert und damit eine höhere Prozesssicherheit erreicht werden.

Darüber hinaus soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, die eine einfache Verlegung des Drahtleiters auf dem jeweils zum Einsatz gelangenden Substrat erlaubt, ohne dass es weiterer zusätzlicher Hilfsmittel bedarf, bevor eine Verbindung zwischen der jeweiligen Kontaktierungsfläche und dem Drahtleiter herbeigeführt werden kann.

Dieses Ziel wird einerseits erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung einer aus einem mindestens einlagigen Substrat, mindestens einer ausgebildeten Antenne und mindestens einem elektronischen HF-Bauteil bestehenden

Transpondereinheit, indem

im Bereich des Substrats mindestens ein Aufnahmebereich für das elektronische Bauteil vorgesehen wird,

der für die Antenne zu verwendende Drahtleiter in den Bereich des

Substrats geführt und außerhalb des Aufnahmebereichs auf dem Substrat fixiert wird,

der Drahtleiter unter Bildung einer ersten Schlaufe, ausgehend vom

Fixierungspunkt, an einer Seite des Aufnahmebereichs in den

Aufnahmebereich eingeführt,

der Drahtleiter auf der gleichen oder einer versetzt dazu vorgesehenen

Seite des Aufnahmebereichs wieder auf das Substrat geführt und

der Drahtleiter außerhalb des Aufnahmebereichs auf dem Substrat fixiert wird,

anschließend der Drahtleiter unter Bildung mehrer Windungen auf dem

Substrat zur Antenne ausgebildet wird,

der Drahtleiter dann in den Bereich einer anderen Seite des

Aufnahmebereichs zurückgeführt und außerhalb des Aufnahmebereichs auf dem Substrat fixiert wird,

der Drahtleiter unter Bildung einer weiteren Schlaufe in den

Aufnahmebereich ein- und im Bereich der gleichen oder einer versetzt dazu verlaufenden Seite wieder aus dem Aufnahmebereich herausgeführt wird, der Drahtleiter bedarfsweise anschließend außerhalb des

Aufnahmebereiches auf dem Substrat fixiert wird,

die Schlaufen mit Kontaktstellen des im Aufnahmebereich positionierten elektronischen Bauteils elektrisch leitend verbunden werden.

Dieses Ziel wird andererseits auch erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung einer, aus einem mindestens einlagigen Substrat, mindestens einer ausgebildeten Antenne und mindestens einem elektronischen UHF-Bauteil bestehenden Transpondereinheit, indem im Bereich des Substrats mindestens ein Aufnahmebereich für das elektronische Bauteil vorgesehen wird,

der für die Antenne zu verwendende Drahtleiter in den Bereich des

Substrats geführt und außerhalb des Aufnahmebereichs auf dem Substrat fixiert wird,

der Drahtleiter unter Bildung einer Schlaufe, ausgehend vom

Fixierungspunkt, an einer Seite des Aufnahmebereichs in den

Aufnahmebereich eingeführt wird,

der Drahtleiter auf der gleichen oder einer versetzt dazu vorgesehenen

Seite des Aufnahmebereichs wieder auf das Substrat geführt und

der Drahtleiter außerhalb des Aufnahmebereichs auf dem Substrat fixiert und weitergeführt wird,

an einer anderen Seite des Aufnahmebereichs die vorab beschriebenen

Vorgänge unter Bildung einer weiteren Schlaufe wiederholt werden, die Schlaufen mit Kontaktstellen des im Aufnahmebereich positionierten elektronischen Bauteils elektrisch leitend verbunden werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.

Darüber hinaus wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, beinhaltend eine ein Drahtführungselement aufweisende Drahtverlegeeinrichtung, eine Fixiereinrichtung für den Drahtleiter auf dem Substrat sowie eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung die Drahtverlegeeinrichtung, respektive das Substrat, und die Fixiereinrichtung dergestalt ansteuert, dass der Drahtleiter außerhalb eines Aufnahmebereichs für das elektronische Bauteil fixierbar und unter Ausbildung mindestens einer Schlaufe an einer Seite des Aufnahmebereichs in diesen ein- und entweder an der gleichen oder einer versetzt dazu vorgesehenen Seite wieder aus dem Aufnahmebereich herausführbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den zugehörigen gegenständigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahren, respektive der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wird eine technische Möglichkeit bereitgestellt, einen Drahtleiter in der Ebene des Substrates, unter Bildung von Schlaufen, in den Aufnahmebereich des jeweiligen elektronischen Bauteils zu führen und die lose geführten Schlaufen auf die jeweilige Kontaktfläche des jeweils zum Einsatz gelangenden elektronischen Bauteils (beispielsweise HF, UHF) aufzulegen und mit der jeweiligen Kontaktstelle ohne Einsatz weiterer Hilfsmittel elektrisch leitend zu verbinden. Dieses Verfahren hebt sich vom Stand der Technik besonders vorteilhaft dadurch ab, dass eine bessere Lötbarkeit gegeben ist. Ein Drahtleiter, der geradlinig verlaufend verlegt wurde, kann durch eine oberhalb des Drahtleiters vorgesehene, in gleicher Richtung ausgerichtete Löteinrichtung bei Versatz des Drahtes nicht immer mit Lötmaterial benetzt werden. Dadurch kann eine mangelhafte Verbindung erzeugt werden, die zum Ausschuss der Transpondereinheit führt. Bei einem schlaufenförmig verlegten Drahtleiter ist die Löteinrichtung bei gleicher Ausrichtung, wie bei einem geradlinig verlaufenden Drahtleiter in der Lage, auch bei versetzter Schlaufe, immer einen großen Teil der Schlaufe mit Lötmaterial zu benetzen. Ausschuss wird auf diese Weise minimiert.

Transponderelemente, beinhaltend elektronische HF-Bauteile, zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine geringe Reichweite haben (bis zu 5 cm), wodurch die Daten nicht unmittelbar durch Dritte ausgelesen werden können.

Sie sind einsetzbar im Frequenzbereich von 13,56 MHz und werden beispielsweise in folgenden Dokumenten verwendet Pässe, Personalausweise, Karten für Zugangskontrollen, Debit-Karten, Transponderkarten.

Transponderelemente, beinhaltend elektronische UHF-Module, zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine hohe Lese- und Schreibreichweite haben. Sie sind einsetzbar im Frequenzbereich von 860 bis 950 MHz und werden beispielsweise in folgenden Dokumenten verwendet: Kofferanhänger, spezielle Personaldokumente (Pass cards, border crossing cards) oder dergleichen.

Gleichzeitig wird durch die Erzeugung einer Schlaufe im zugehörigen Kontaktbereich des Bauteils eine Zugentlastung gebildet, da der Drahtleiter im Aufnahmebereich des elektronischen Moduls ohne größere Spannungen geführt werden kann. Durch diese Maßnahme wird gegenüber dem Stand der Technik eine erhebliche Erhöhung der Betriebssicherheit der Transpondereinheiten beinhaltenden verstehend genannten Dokumente gewährleistet.

Je nach Art der Herstellung der jeweiligen Transpondereinheit kann das jeweils zum Einsatz gelangende elektronische Bauteil entweder vor dem Ausbilden der Antenne von oben in den Aufnahmebereich eingebracht oder im Anschluss an die Ausbildung der Antenne von unten in den Aufnahmebereich eingesetzt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass der Drahtleiter nach dem Ausbilden der Antenne auf die der ersten Schlaufe gegenüberliegende Seite des Aufnahmebereichs zurückgeführt und unter Bildung einer weiteren Schlaufe in den Aufnahmebereich ein- und ausgeführt wird. Hier kommen elektronische Bauteile zum Einsatz, die parallel verlaufende Kontaktstellen aufweisen.

Falls elektronische Bauteile mit versetzten, d.h. nicht parallelen, Kontaktstellen gegeben sein sollten, kann diesen Bauteilen mit dem Erfindungsgegenstand ebenfalls Rechnung getragen werden.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Drahtleiter außerhalb des Aufnahmebereichs beispielsweise mittels Ultraschall auf dem Substrat fixiert wird. Bedarfsweise kann auch zumindest ein Teil der auszubildenden Antenne mittels Ultraschall auf dem Substrat fixiert, bzw. in das Substrat eingebracht werden. Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß wird der Drahtleiter unter einem vorgebbaren Winkel in das Drahtführungselement eingeführt und in Richtung des Substrats geführt, wobei der Drahtleiter, der Form der jeweiligen Antenne entsprechend, durch die Drahtverlegeeinrichtung auf dem Substrat verlegbar ist.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Drahtverlegeeinrichtung stationär zu halten und das Substrat zu bewegen.

Von besonderem Vorteil ist, wenn die Fixiereinrichtung Bestandteil der Drahtverlegeeinrichtung ist.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, im Bereich des Drahteinlaufs in das Drahtführungselement eine Bremseinrichtung für den Drahtleiter vorzusehen.

Selbige kann beispielsweise durch ein als Filzring ausgebildetes Filzelement gebildet sein, das das Drahtführungselement umschließt und relativ zum Drahtführungselement heb- und senkbar vorgesehen ist. Alternativ können auch Blechkörper, Kunststoff- oder Gummielemente eingesetzt werden.

Damit ist der Vorteil verbunden, dass der Drahtleiter zwar in Richtung des Substrats geführt, nicht jedoch zurückweichen kann.

Alternativ kann als Bremse auch eine Drahtvorschubeinrichtung verwendet werden, die jedoch bauaufwändiger ist.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 Prinzipskizze eines Verfahrensablaufs zur Herstellung einer HF-

Transpondereinheit auf einem einlagigen Substrat; Figur 2 Prinzipskizze eines alternativen Verfahrensablaufs zur

Herstellung einer HF-Transpondereinheit auf einem einlagigen Substrat;

Figur 3 Prinzipskizze eines alternativen Verfahrensablaufs zur

Herstellung einer HF-Transpondereinheit auf einem mehrlagigen Substrat;

Figuren 4 bis 8 Alternative Drahtverlegetechniken zur Herstellung von HF- Transpondereinheiten;

Figur 9 Prinzipskizze eines Verfahrensablaufs zur Herstellung einer

UHF-Transpondereinheit;

Figur 10 Alternative Vorbereitung eines Aufnahmebereichs zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils;

Figuren 11 + 12 Prinzipskizzen einer Drahtverlegeeinrichtung samt

Bremseinrichtung.

Figur 1 zeigt als Prinzipskizze einen Verfahrensablauf zur Herstellung einer HF- Transpondereinheit. Zum Einsatz gelangt in diesem Beispiel ein einlagiges Substrat 1 , das mit hintereinander liegenden Aufnahmebereichen 2 versehen ist. In diesem Beispiel sind die Aufnahmebereiche 2 bereits aus dem Substrat 1 herausgestanzt worden. Das zum Einsatz gelangende elektronische Bauteil 3 wird erst im Anschluss an die Ausbildung einer Antenne 4 von unten in den Aufnahmebereich 2 eingeführt. Mittels einer nur angedeuteten Drahtverlegeeinrichtung 5 wird in der Ebene des Substrats 1 ein Drahtleiter 6 in Pfeilrichtung zur Antenne 4 ausgebildet. Erfindungsgemäß wird der für die Antenne 4 zu verwendende Drahtleiter 6 in den Bereich des Substrats 1 geführt und außerhalb des Aufnahmebereichs 2 auf der Substratoberfläche 1' unter Bildung eines ersten Fixierungspunkts 7 fixiert. Unter Bildung einer ersten Schlaufe 8 wird der Drahtleiter 6, ausgehend vom Fixierungspunkt 7, an einer Seite 9 des Aufnahmebereichs 2 in selbigen eingeführt. In diesem Beispiel wird der Drahtleiter 6 auf der gleichen Seite 9 aus dem Aufnahmebereich 2 wieder auf das Substrat 1 geführt und außerhalb des Aufnahmebereichs 2 unter Bildung eines weiteren Fixierungspunkts 10 auf der Substratoberfläche 1' fixiert. Anschließend wird der Drahtleiter 6, unter Bildung mehrerer Windungen 11, auf der Substratoberfläche V zur Antenne 4 ausgebildet. Danach wird der Drahtleiter 6 dann in den Bereich einer anderen Seite 12 des Aufnahmebereichs 2 zurückgeführt und außerhalb des Aufnahmebereichs 2, unter Bildung eines weiteren Fixierungspunkts 13, auf der Substratoberfläche 1' des Substrats 1 fixiert. In diesem Beispiel liegen die Seiten 9,12 einander gegenüber. In gleicher Weise, wie bereits zuvor beschrieben, wird, ausgehend vom Fixierungspunkt 13, eine weitere Schlaufe 14 dergestalt ausgebildet, dass der Drahtleiter 6, ausgehend vom Fixierungspunkt 13, in den Aufnahmebereich 2 eingeführt und an der gleichen Seite 12 wieder aus dem Aufnahmebereich 2 herausgeführt wird. Abschließend wird der Drahtleiter 6, unter Ausbildung eines weiteren Fixierungspunkts 15, auf der Oberfläche 1' des Substrats 1 erneut fixiert. Nun kann das in diesem Beispiel als Chipmodul ausgebildete elektronische Bauteil 3 von unten in den Aufnahmebereich 2 eingeführt werden. Abschließend werden die Schlaufen 8,14 mit den in diesem Beispiel parallel zueinander verlaufenden Kontaktstellen 16,17 des elektronischen Bauteils 3, beispielsweise durch Löten, elektrisch leitend verbunden.

Figur 2 zeigt als Prinzipskizze einen zu Figur 1 alternativen Verfahrensablauf zur Herstellung einer HF-Transpondereinheit. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auch hier kommt ein einlagiges Substrat 1 zum Einsatz. In Transportrichtung des Substrats 1 wird zunächst der Aufnahmebereich 2 ausgestanzt. Danach wird das elektronische Bauteil 3 von oben in den Aufnahmebereich 2 eingelegt. Anschließend wird der, wie bereits in Figur 1 beschriebene Vorgang zur Ausbildung einer Antenne 4 ausgeführt und die Schlaufen 8,14 mit den Kontaktstellen 16,17 des elektronischen Bauteils 3 elektrisch leitend verbunden. Die Figuren 3 bis 8 zeigen Prinzipskizzen alternativer Drahtverlegetechniken zur Herstellung von HF-Transpondereinheiten. Gleiche Bauteile werden auch hier mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 3 angedeutet ist ein aus zwei Lagen 18,19 gebildetes Substrat 1 , von denen die eine Lage 19 ohne Ausnehmungen und die andere Lage 18 mit den Aufnahmebereichen 2 versehen ist. Analog zu Figur 2 wird das elektronische Bauteil 3 von oben in den zugehörigen Aufnahmebereich 2 eingesetzt, wobei die Ausbildung der hier nicht weiter dargestellten Antenne in Analogie zu Figur 1 erfolgen kann.

Gemäß Figur 4 kann ein- oder mehrlagiges Substrat 1 zum Einsatz gelangen, das zur Positionierung von elektronischen Bauteilen 3 mit entsprechenden Aufnahmebereichen 2 versehen ist. Abweichend zu Figur 1 , bei der die Schlaufen 8,14 einander gegenüberliegen, wird der Drahtleiter 6 in Pfeilrichtung dargestellt verlegt, dass der Drahtleiter 6 zunächst unter Bildung einer Schlaufe 8 an einer Seite 9 in den Aufnahmebereich 2 ein- und ausgeführt wird, wobei anschließend die Antenne 4 ausgebildet wird. An einer zur Seite 9 des Aufnahmebereichs 2 versetzt (90°) vorgesehenen Seite 12 wird der Drahtleiter 6 an der Seite 12 unter Bildung einer weiteren Schlaufe 14 an der gleichen Seite 12 in den Aufnahmebereich 2 herein- und wieder herausgeführt. Diese Maßnahme kann dann sinnvoll sein, wenn das elektronische Bauteil 3 mit versetzt zueinander vorgesehenen Kontaktbereichen 16,17 versehen ist.

Eine weitere Alternative ist in Figur 5 dargestellt. Der Drahtleiter 6 wird außerhalb des Aufnahmebereichs 2, unter Bildung eines ersten Fixierungspunkts 7, auf der Substratoberfläche V des Substrats \ fixiert. Im ecknahen Bereich 20 einer Seite 21 wird der Drahtleiter 6, ausgehend vom Fixierungspunkt 7, in den Aufnahmebereich 2 eingeführt und unter Bildung einer ersten Schlaufe 8 im Bereich einer versetzt (90°) zur Seite 20 des Aufnahmebereichs 2 vorgesehenen Seite 22 wieder aus dem Aufnahmebereich 2 herausgeführt und unter Bildung eines weiteren Fixierungspunkts 10 auf der Oberfläche V des Substrats 1 fixiert. Anschließend wird die Antenne 4 ausgebildet und der Drahtleiter 6 unter Bildung eines weiteren Fixierungspunkts 13 auf der Oberfläche V des Substrats 1 fixiert. Im ecknahen Bereich 23 wird der Drahtleiter 6 an der Seite 24 in den Aufnahmebereich 2 eingeführt und unter Bildung einer zweiten Schlaufe 14 an der Seite 20 wieder aus dem Aufnahmebereich 2 herausgeführt und, unter Bildung eines weiteren Fixierungspunkts 15, auf der Oberfläche V des Substrats 1 fixiert.

Figur 6 zeigt eine alternative Verlegetechnik. In diesem Beispiel wird das elektronische Bauteil 3 in einen als Nut ausgebildeten Aufnahmebereich 2 eines Substrats 1 eingelegt. Die Kontaktstellen 16,17 stehen gegenüber der Substratoberfläche 1' geringfügig vor, so dass der Drahtleiter 6, respektive die hier nicht dargestellte Drahtverlegeeinrichtung, zur Bildung der Schlaufen 8,14 kontaktstellenseitig etwas aus der Verlegeebene der auszubildenden Antenne 4 angehoben werden muss. Die Verlegung der Schlaufen 8,14, respektive die Ausbildung der Antenne 4, kann etwa analog zu Figur 1 erfolgen.

Figur 7 zeigt eine weitere Alternative zu Figur 6. In diesem Beispiel liegt das elektronische Bauteil 3 auf der Substratoberfläche 1' des Substrats 1 auf. Der das elektronische Bauteil 3 aufnehmende Aufnahmebereich 2 ist in diesem Beispiel nicht durch eine Ausnehmung, sondern durch eine Klebestelle gebildet, auf der das elektronische Bauteil 3 aufgesetzt ist. Hier kann in Analogie zu Figur 6 verfahren werden.

Figur 8 zeigt eine weitere Alternative zur Verlegung eines Drahtleiters 6 auf einem Substrat 1. Es kann hierbei ein Aufnahmebereich 2 in Analogie zu den Figuren 1 oder 2 erzeugt werden. Der Drahtleiter 6 wird in den Bereich des Substrats 1 geführt und unter Bildung eines Fixierungspunkts 7 auf der Oberfläche 1' des Substrats 1 fixiert. Ausgehend von diesem Fixierungspunkt 7 wird der Drahtleiter 6 unter Bildung einer Schlaufe 8 an der Seite 9 des Aufnahmebereichs 2 in den Aufnahmebereich 2 ein- und an der gleichen Seite 9 wieder herausgeführt. In unmittelbarer Nähe des Fixierungspunkts 7 wird der Drahtleiter 6 in Richtung desselben zurückgeführt und unter Bildung eines weiteren Fixierungspunkts 10 auf der Oberfläche V des Substrats 1 fixiert. Anschließend wird in der Ebene des Substrats 1 die Antenne 4 ausgebildet. Auf der der Seite 9 des Aufnahmebereichs 2 gegenüberliegenden Seite 12 erfolgt in Analogie zur ersten Seite 9 die Ausbildung der weiteren Schlaufe 14, wobei auch hier zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Fixierungspunkte 13,15 auf der Oberfläche V des Substrats 1 gebildet werden.

Figur 9 zeigt eine zu den Figuren 1 bis 9 abweichende Darstellung. Hier soll keine HF-, sondern eine UHF-Transpondereinheit gebildet werden. Abweichend von einer HF-Transpondereinheit wird bei einer UHF-Transpondereinheit die Antenne 4 andersartig ausgebildet. Die ersten Verfahrensabläufe sind ähnlich derjenigen wie bereits zu den Figuren 1 bis 9 beschrieben. Auch hier werden für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet. In einem Aufnahmebereich 2 ist ein elektronisches Bauteil 3 positioniert. Ein Drahtleiter 6' wird auf die Oberfläche V eines Substrats 1 aufgebracht und außerhalb des Aufnahmebereichs 2' unter Bildung eines Fixierungspunkts 7' auf der Oberfläche V des Substrats 1 fixiert. Anschließend wird der Drahtleiter 6', ausgehend vom Fixierungspunkt 7', unter Bildung einer Schlaufe 8' in den Aufnahmebereich 2', respektive die Kontaktstelle 16', des elektronischen Bauteils 3' geführt. An der gleichen Seite wie der Eintrittsbereich wird der Drahtleiter 6' wieder aus dem Aufnahmebereich 2' herausgeführt und unter Bildung eines Fixierungspunkts 10' auf der Oberfläche V des Substrats 1 fixiert. Ausgehend vom Fixierungspunkt 10' wird der Drahtleiter 6' seiner weiteren Bestimmung zugeführt. Die gleiche Maßnahme wird auf der der Schlaufe 8' gegenüberliegenden Seite des Aufnahmebereichs 2' durchgeführt.

Figur 10 zeigt eine weitere Alternative. In diesem Beispiel wird auf einem Substrat 1 ein nur angeprägter Aufnahmebereich 2 vorgesehen. Es verbleiben Befestigungsstellen 25,26. Beispielsweise in Analogie zu Figur 1 kann die Antenne 4 ausgebildet werden. Nach Erzeugung der Schlaufen 8,14 und Ausbildung der Antenne 4 kann der Aufnahmebereich 2 nun durch Ausstanzen der Bereiche 25,26 gebildet und das nicht weiter dargestellte elektronische Bauteil in den nun offenen Aufnahmebereich 2 eingesetzt werden.

Die Figuren 11 und 12 zeigen als Prinzipskizzen eine Drahtverlegeeinrichtung 27, die in Wirkverbindung mit einer nicht weiter dargestellten Steuereinrichtung steht. Die Drahtverlegeeinrichtung 27 beinhaltet ein Drahtführungselement 28 für den zugeführten Drahtleiter 6.

Ferner erkennbar ist ein Substrat 1.

Zur Verlegung des Drahtleiters 6 kann entweder die Drahtverlegeeinrichtung 27 oder das Substrat . 1 bewegt werden. Zur vereinfachten Darstellung sind Koordinatenkreuze angedeutet.

Im Bereich des Drahtführungselementes 28 ist eine heb- und senkbare Bremseinrichtung 19 positioniert, die den Drahtleiter 6 ungehindert in Richtung des Substrats 1 laufen lässt, ein Zurückweichen des Drahtleiters 6 jedoch verhindert.

Bezugszeichenliste

1 Substrat 21 Seite

r Substratoberfläche 22 Seite

2 Aufnahmebereich 23 ecknaher Bereich

2' Aufnahmebereich 24 Seite

3 elektronisches Bauteil 25 Bereich

3' elektronisches Bauteil 26 Bereich

4 Antenne 27 Drahtverlegeeinrichtung

4' Antenne 28 Drahtführungselement

5 Drahtverlegeeinrichtung 29 Bremseinrichtung

6 Drahtleiter

6' Drahtleiter

7 Fixierungspunkt

7' Fixierungspunkt

8 Schlaufe

8' Schlaufe

9 Seite

10 Fixierungspunkt

10' Fixierungspunkt

11 Windung

12 Seite

13 Fixierungspunkt

14 Schlaufe

15 Fixierungspunkt

16 Kontaktstelle

16' Kontaktstelle

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