DE10136359A1

DE10136359A1 - Verfahren zum Verbinden von Mikrochipmodulen mit auf einem ersten Trägerband angeordneten Antennen zum Herstellen eines Transponders

Info

Publication number: DE10136359A1
Application number: DE10136359A
Authority: DE
Inventors: Ludger Overmeyer; Peter Giegerich; Michael Deppe
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: DE50204414D1; ATE305643T1; DE10136359C2; EP1410322A1; JP2004537177A; JP4053496B2; EP1410322B1; WO2003012734A1; US20040194876A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Mikrochipmodulen mit auf einem ersten Trägerband angeordneten Antennen zum Herstellen eines Transponders, bei dem die Chipmodule zunächst auf ein zweites Trägerband aufgebracht werden und beide Trägerbänder von der Rolle abgewickelt und übereinander gebracht werden, wobei die Chipmodule von dem zweiten Trägerband abgelöst und auf eine vorbestimmte Stelle des ersten Trägerbandes aufgesetzt werden. Das Ablösen wird auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt, daß das zweite Trägerband um eine scharfe Kante umgelenkt wird und sich somit von der Rückseite des Chipmoduls abschält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Mikrochipmodulen mit auf einem ersten Trägerband angeordneten Antennen zum Herstellen eines Transponders, bei dem die Chipmodule zunächst auf ein zweites Trägerband aufgebracht werden und beide Trägerbänder von der Rolle kontinuierlich abgewickelt und übereinander gebracht werden, wobei die Chipmodule von dem zweiten Trägerband abgelöst und auf eine vorbestimmte Stelle des ersten Trägerbandes aufgesetzt werden.

Ein solches Verfahren ist in der bislang nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 101 20 269 beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Verfahren werden die Chipmodule um eine beheizbare Umlenkrolle geführt, die beheizbar ist, wodurch die Adhesionskräfte des die Chipmodule auf dem zweiten Trägerband haltenden Klebers neutralisiert werden. Das auf die Weise abgelöste Chipmodul wird von einem synchron mit dem ersten Trägerband umlaufenden Transportband fixiert und nach folgenden Crimp- bzw. Lötstationen zugeführt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Verfahren weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ablösen der Chipmodule vom zweiten Trägerband dadurch erfolgt, daß das Trägerband um eine Kante umgelenkt wird. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, daß das zweite Trägerband, in der Regel eine Folie, sehr flexibel ist, während das Chipmodul eine gewisse Steifigkeit aufweist. Das Umlenken des Trägerbandes um eine Kante bewirkt, daß sich das Trägerband von dem Chipmodul abschält.

Dieser Abschälvorgang kann vorzugsweise dadurch begünstigt werden, daß das Trägerband im Bereich der Ablösestelle erwärmt wird und/oder dadurch, daß die Umlenkkante scharfkantig ist. Beide Maßnahmen begünstigen den Ablösevorgang.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das auf diese Weise abgelöste Chipmodul von einer Mitnahmeeinrichtung übernommen, die das Chipmodul auf das erste Trägerband aufsetzt und die zumindest zum Zeitpunkt des Aufsetzens das Chipmodul synchron mit dem ersten Trägerband mitbewegt. Besonders bevorzugt wird hierbei eine Mitnahmeeinrichtung, die eine über einen Kurbeltrieb angetriebene Schwinge mit einem Fixierstempel aufweist, der das abgelöste Chipmodul auf das erste Trägerband aufsetzt. Der die Schwinge antreibende Kurbeltrieb läßt sich auf einfache Weise mit dem ersten Trägerband synchronisieren, so daß zum Zeitpunkt des Aufsetzens des Chipmoduls auf die Anschlüsse der jeweiligen Antenne das Chipmodul mit gleicher Geschwindigkeit, wie das erste Trägerband bewegt wird.

Das Aufsetzen und Fixieren des Chipmoduls auf dem ersten Trägerband läßt sich einfach dadurch erreichen, daß das Chipmodul mittels des Fixierstempels auf das erste Trägerband aufgeklebt wird. Hierbei nutzt man den Umstand aus, daß die Chipmodule ohnehin mit einer Klebefolie ausgerüstet sind.

Alternativ kann das Chipmodul allerdings auch mittels des Fixierstempels auf das Trägerband aufgecrimpt werden, wobei gleichzeitig die elektrischen Anschlüsse mit der Antenne durch diesen Crimpvorgang hergestellt werden. In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn die Mitnahmeeinrichtung eine Doppelschwinge aufweist, mit beidseitig des ersten Trägerbandes paarweise angeordneten Fixierstempeln. Die beiden paarweise angeordneten Fixierstempel können auf diese Weise die Crimpstation bilden, wobei der eine Stempel das Werkzeug und der andere Fixierstempel das Gegenwerkzeug darstellt.

Eine andere Möglichkeit zum synchronen Antrieb der Mitnahmeeinrichtung kann vorzugsweise darin bestehen, daß die Mitnahmeeinrichtung mit dem ersten Trägerband zeitweise verbindbar ist. Dies kann beispielsweise durch eine Kupplung geschehen, die die Mitnahmeeinrichtung kraftschlüssig mit dem ersten Trägerband verbindet. Sobald der Fixiervorgang abgeschlossen ist, wird die Kupplung wieder gelöst, so daß die Mitnahmeeinrichtung, beispielsweise über eine Federeinrichtung wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt werden kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes, mit Antennen bestücktes Trägerband,
Fig. 2 ein zweites, mit Chipmodulen bestücktes Trägerband,
Fig. 3 das erste Trägerband aus Fig. 1 mit aufgesetzten und an die Antennenanschlüsse angeschlossenen Chipmodulen,
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zum Verbinden der Chipmodule des zweiten Trägerbandes mit den Antennen des ersten Trägerbandes und
Fig. 5 eine Detailansicht V der Vorrichtung aus Fig. 4.
Fig. 1 zeigt ein erstes Trägerband 1, auf dem Spulen 2 als Antennen aufgebracht sind. Es handelt sich um durch galvanisches Abscheiden hergestellte Antennen. Die Spulen 2 wiesen zwei Anschlüsse 3 für ein Chipmodul auf.
Derartige Chipmodule 4 sind in Fig. 2 dargestellt. Sie sind dicht hintereinander auf einem zweiten Trägerband 5 gehalten. Die Chipmodule sind durch einen vorgeschalteten Bondprozeß in ein in Fig. 2 gezeigtes Chipgehäuse verpackt. Dieses Gehäuse weist zwei bereits verzinnte Anschlußflächen 6 auf, deren Abstand mit den Anschlüssen der Rechteckspulen 2 korrespondiert.
Fig. 3 zeigt ein Trägerband 1 mit einer Rechteckspule 2, die bereits mit einem Chipmodul 4 komplettiert wurde. Das Chipmodul 4 wurde mit seinen Anschlußflächen 6 an die Anschlüsse 3 angelötet.
Im folgenden wird das Herstellungsverfahren anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert. Das erste Trägerband 1, welches die Antennenspulen 2 trägt, auf einer Antennenrohrolle 7 aufgerollt und wird von dieser abgespult und nach dem Verbindungsprozeß auf eine Antennenfertigrolle 8 wieder aufgewickelt.
Das zweite Trägerband 5, welches die Chipmodule 4 trägt, wird von einer Rolle 9 abgewickelt und auf einer zweiten Rolle 11 wieder aufgewickelt.
Zwischen der Antennenrohrolle 7 und der Antennenfertigrolle 8 ist eine Mitnahmeeinrichtung 20 vorgesehen. Diese Mitnahmeeinrichtung 20, die im Detail besser in Fig. 5 zu erkennen ist, umfaßt eine Doppelschwinge 21, mit einem oberen Schwingenarm 22 und einem unteren Schwingenarm 23. Beide Schwingenarme sind über einen Kurbelantrieb, hier bestehend aus vier Kurbeln 24, angetrieben und führen hin und her gehende Bewegungen aus, die mit der Geschwindigkeit des ersten Trägerbandes 1 synchronisiert sind. Beide Schwingenarme 22 und 23 tragen jeweils einen Fixierstempel 25 bzw. 26, wobei der obere Fixierstempel 25 als Crimpwerkzeug ausgebildet ist, während der untere Fixierstempel 26 das zugehörige Gegenwerkzeug bildet. Unmittelbar vor den Fixierstempeln ist ein Umlenkkeil für das zweite Trägerband 5 vorgesehen. Der Umlenkkeil 27 trägt eine scharfe vordere Kante 28, an der das zweite Trägerband 5 umgelenkt wird, so daß es sich von dem Chipmodul 4 ablöst.
Nachdem der Aufbau der Vorrichtung beschrieben wurde, wird nunmehr deren Funktionweise näher erläutert.
Das Antennenband 1, also das erste Trägerband, wird kontinuierlich von der Antennenrohrolle 7 abgewickelt und auf die Antennenfertigrolle 8 aufgewickelt. Der Antrieb der Rollen 9 und 11 des zweiten Trägerbandes 5 erfolgt über einen Indexer, also diskontinuierlich. Wie besonders gut aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird das die Chipmodule 4 tragende Trägerband 5 auf der Unterseite des Umlenkkeiles 27 zugeführt und zwar so, daß das Trägerband dem Keil zugewandt ist, während die Chipmodule bereits zur Oberseite des ersten Trägerbandes 1 weisen. An der scharten Kante 28 erfolgt die Umlenkung des Trägerbandes 5, welches sich somit von den Chipmodulen 4 ablöst. Die so abgelösten Chipmodule werden von dem Fixierstempel 25 auf das Trägerband 1 angedrückt, welches von dem auf der Unterseite angeordneten Fixierstempel 26 gestützt wird. Bei dem hier dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Fixieren durch Ankleben des Chipmodules auf dem Trägerband und durch gleichzeitiges Vercrimpen der Anschlüsse 6 der Chipmodule 4 mit den Anschlüssen 3 der Antennen 2 bewirkt. Das Verkleben wird hier auf einfache Weise dadurch erreicht, daß auf der dem Trägerband 5 abgewandten Seite der Chipmodule thermisch aktivierbare Klebefolien aufgebracht sind, die durch den beheizbaren Fixierstempel auf dem ersten Trägerband fixiert werden. Während des Klebe- und Crimpvorganges wird die Mitnahmeeinrichtung 20, genauer deren Doppelschwinge 21, über die Kurbel 24 synchron und in gleicher Geschwindigkeit mit dem Trägerband 1 mit bewegt, so daß zwischen Chipmodul 4 und Trägerband 1 keine Relativbewegung stattfindet. Nach erfolgtem Vercrimpen lösen sich die Fixierstempel 25 und 26 von dem Trägerband 1 und werden über die Schwingarme 22 und 23 wieder in ihre Ausgangsposition zurückgebracht.
Die Synchronisierung zwischen der Mitnahmeeinrichtung 20 und dem Trägerband 1 kann auf elektronischem Wege über Sensoren und nachgeschaltete elektrische Antriebe erfolgen.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform bevorzugt ist, ist es auch denkbar, das Ankleben und das Vercrimpen in hintereinander geschalteten, separaten Stationen zu bewirken. Da die Chipmodule bei dem Crimpvorgang aufgrund des vorangegangenen Klebevorganges bereits fixiert sind, kann beim Crimpvorgang gegebenenfalls auf ein mitlaufendes Gegenwerkzeug verzichtet werden.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden von Mikrochipmodulen mit auf einem ersten Trägerband angeordneten Antennen zum Herstellen eines Transponders, bei dem die Chipmodule auf ein zweites Trägerband aufgebracht werden und beide Trägerbänder von der Rolle abgewickelt und übereinander gebracht werden, wobei die Chipmodule von dem zweiten Trägerband abgelöst und auf eine vorbestimmte Stelle des ersten Trägerbandes aufgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösen der Chipmodule (4) vom zweiten Trägerband (5) dadurch erfolgt, daß das Trägerband (5) um eine Kante (28) umgelenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkante (28) scharfkantig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösen der Chipmodule von dem zweiten Trägerband dadurch erfolgt, daß das Trägerband (5) im Bereich der Ablösestelle erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgelöste Chipmodul (4) von einer Mitnahmeeinrichtung (20) übernommen wird, die das Chipmodul (4) auf das erste Trägerband (1) aufsetzt und die zumindest im Zeitpunkt des Aufsetzens das Chipmodul (4) synchron mit dem ersten Trägerband (1) mit bewegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (20) eine über einen Kurbeltrieb (Kurbeln 24) angetriebene Schwinge (21) mit einem Fixierstempel (25, 26) aufweist, in der das Chipmodul an dem ersten Trägerband (1) fixiert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Chipmodul (4) mittels des Fixierstempels (25) auf das erste Trägerband (1) aufgeklebt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Chipmodul (4) mittels des Fixierstempels (25) auf das erste Trägerband (1) aufgecrimpt wird unter gleichzeitiger Herstellung der elektrischen Verbindung mit der Antenne (2).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (20) eine Doppelschwinge (21) aufweist, mit beidseitig des ersten Trägerbandes (1) paarweise angeordneten Fixierstempeln (25, 26).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung zum synchronen Antreiben derselben mit dem ersten Trägerband zeitweise verbindbar ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung durch eine Federeinrichtung wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbewegbar ist.

11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Antennenrohrolle (7) und einer Antennenfertigrolle (8) und mit einer Rolle (9) für das die Chipmodule aufweisende zweite Trägerband (5) und einer Rolle (11) zum Aufwickeln des leeren zweiten Trägerbandes, mit einer zwischen der Antennenrohrolle (7) und der Antennenfertigrolle (8) angeordneten Mitnahmeeinrichtung (20) für das jeweils aufzusetzende Chipmodul (4) und mit einer Umlenkkante (28) für das zweite Trägerband (5) unmittelbar vor der Mitnahmeeinrichtung (20).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (20) einen Fixierstempel (25) zum Aufkleben und/oder Aufcrimpen des Chipmoduls auf das erste Trägerband (1) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (20) eine über einen mit dem ersten Trägerband (1) synchron angetriebenen Kurbeltrieb (Kurbeln 24) angetriebene Schwinge (21) aufweist, die den Fixierstempel (25, 26) trägt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixierstempel (25, 26) beheizbar und als integrierter Klebe- und Crimpstempel ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (20) als Doppelschwinge (21) ausgebildet ist und zwei paarweise des ersten Trägerbandes (1) gegenüberliegende Fixierstempel (25, 26) aufweist.