DE4319878A1 - Hochfrequenz-Identifikationseinrichtung (HFID) und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Hochfrequenz-Identifikationseinrichtung (HFID) und Verfahren zu ihrer Herstellung

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DE4319878A1
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hfid
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integrated circuit
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DE4319878A
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Mark E Tuttle
John R Tuttle
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Micron Technology Inc
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Micron Technology Inc
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Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Hochfrequenz-Identifikationsein­ richtung (HFID) und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung betrifft auch Signalverarbeitungssysteme und Verfahren zum Verfolgen von Personen oder Gegenständen sowie Daten von Gegenständen bei deren Transport und Speicherung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Bauelemente, die sich in einem kleinen Gehäuse unterbringen lassen, welches geringe bauliche Abmessungen aufweist, welche den Abmessungen einer Briefmarke entsprechen oder noch kleiner sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein neues Datenkommunikationsverfahren zwischen diesem Gehäuse und einer Bedienungsperson (einem Abfrager) an einer entfernten Stelle.
Auf dem Gebiet der Hochfrequenz-Identifikation (HFID) wurden gewisse Kommunikationssysteme entwickelt, die in relativ großen Gehäusen untergebracht waren, deren Abmessungen denjenigen einer Zigaretten­ schachtel oder eines Teils einer Zigarettenschachtel entsprachen. Diese Systeme wurden üblicherweise als Hybrid-Schaltungen ausgebildet. Beispielsweise wurden derartige relativ groß bemessene elektronische Einheiten an Eisenbahnwaggons befestigt, damit sie HF-Signale abstrahl­ ten, die es ermöglichten, die Bewegungen der Waggons zu verfolgen.
Andere, kleinere passive HFID-Zellen wurden für Transportzwecke entwickelt, um beispielsweise die Position von Kraftfahrzeugen zu über­ wachen. Solche Zellen beinhalten reflektierende Systeme derart, wie sie von der Firma Amtech Inc. in Dallas, Texas, hergestellt werden. Der­ artige reflektierende, passive HFID-Zellen modulieren die Impedanz einer Antenne und sind beim Betrieb ineffizient, weil sie beträchtliche Leistung für ihren Betrieb aufnehmen. Außerdem haben sie nur eine begrenzte Kapazität bei der Verarbeitung der Daten.
Auf anderen Gebieten der Lokalisierung und Verfolgung von Gegenstän­ den, beispielsweise im Postbereich oder bei der Handhabung und bei dem Transport von Luftfracht und -gepäck, haben sich Zellen der oben beschriebenen Art als nicht zweckdienlich erwiesen, da sie relativ um­ fangreich sind und teure HFID-Hybridschaltungen enthalten und ins­ besondere für Güter mit kleineren Abmessungen wie z. B. Briefe, Schiffsfrachtgüter und Luftfrachtgüter ungeeignet sind. Folglich wurde für solche Zwecke, also die Transportüberwachung, die Inventur von auf Lager gehaltenen Artikeln und dergleichen auf die Strichcode-Identifizie­ rung sowie auf die optische Zeichenerfassung (OCR) zurückgegriffen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Allerdings sind die Strichcode-Identifizierung und das optische Zeichen­ lesen (OCR) arbeitsintensiv und machen es erforderlich, daß mehrere Arbeiter den Artikel und/oder die Strichcode-Lesegeräte handhaben, um die Strichcode zu erfassen, bevor der Artikel seinen Bestimmungsort erreicht. Außerdem sind die Kosten von Strichcode-Lesegeräten und optischen Zeichenlesegeräten hoch. Dies beschränkt den Einsatz der verwendeten Lesegeräte. Außerdem sind die Strichcode-Lesegeräte und optischen Zeichenlesegeräte nicht immer zuverlässig.
Es gibt andere, technisch nicht-verwandte Bereiche, für die HFID-Eti­ ketten entwickelt wurden, welche eine um einen Ferritkern gewickelte Spule beinhalten, und die von Hughes/IDI/Destron of Irvine entwickelt wurden, um (1) die Bewegungen von Vieh zu verfolgen und (2) einen Pflanzenbestand zu überwachen. Diese passiven HFID-Etiketten haben jedoch nur einen stark begrenzten Größenbereich in der Größenordnung von 9 Zoll, besitzen eine begrenzte Kapazität für die Datenverarbeitung und sind nicht programmierbar. Außerdem sind derartige Anhänger oder Etiketten in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt und arbeiten langsam.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines gegenüber sämtlichen herkömmlichen Verfahren für HFID, OCR und Strichcode- Lokalisierung neuen Systems für die Verfolgung und die Speicherung von Daten. Das hierzu geschaffene neue System stellt einen grundsätz­ lichen Durchbruch auf dem Gebiet der Transportsteuerung von Ge­ genständen in verschiedensten Bereichen dar. Zu diesen Bereichen ge­ hören der Transport von Luftfrachtgegenständen, einschließlich Gepäck von Fluggästen, der Versand von Paketen, Päckchen und Briefen im postalischen Bereich, und die Inventur, um nur einige Beispiele zu nen­ nen.
Die Erfindung schafft eine verbesserte Hochfrequenz-Identifikationsein­ richtung und ein dazugehöriges elektrisches und elektronisches System sowie ein Verfahren für die Kommunikation zwischen einem entfernten HFID-Element und einem Abfrager oder einer Steuerung. Die Größe der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt typischerweise in der Größen­ ordnung von einigen Quadratzentimeter bei einer Dicke von 0,08 cm, was nur geringfügig größer und dicker ist als eine Briefmarke. Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält in Kombination: ein integriertes Schaltungschip, welches in einem etwa 1 Quadratzoll (6-8 cm2) großen Gehäuse untergebracht ist und außerdem in einem biegesteifen Dünn­ schichtmaterial eingekapselt oder einlaminiert ist. Dieses Material kann außerdem eine rückseitige Klebstoffbeschichtung aufweisen, damit es außen an einem Gegenstand angebracht oder als Etikett an einem Gegen­ stand angebracht werden kann. Das IC-Chip beinhaltet einen Empfangs­ abschnitt zum Ansteuern einer Steuerlogik und eines Speichers zum Decodieren und zum Speichern von Eingangsinformation wie z. B. einer Identifikations-Nummer, dem Namen eines Gepäckstück-Besitzers, einem Ursprungsort, einer Gewichts- oder Größenangabe, einer Wegangabe einer Zieladresse und dergleichen. Ein solcher Speicher enthält beispiels­ weise, jedoch nicht ausschließlich, PROMs, EPROMs, EEPROMs, SRAMs, DRAMs sowie ferroelektrische Speicherelemente. Das IC-Chip enthält außerdem einen Sendeabschnitt, mit dem diese Information an einen Abfrager als Antwort auf eine von einer Person kommenden Ab­ frage des IC-Chips gesendet wird. In einer zweckmäßigen geometrischen Anordnung und eingebaut in oder ausgebildet auf dem Dünnschichtmate­ rial befindet sich eine HF-Antenne in Nachbarschaft zu dem kleinen IC- Chip, wobei die Antenne im wesentlichen eine zweidimensionale Struk­ tur aufweist, was im Hinblick auf die etwa 30 Mikrozoll betragende Dicke des gesamten Aufbaus vernachlässigbar ist.
Mit dem IC-Chip ist eine Flachbatterie verbunden, die als Stromver­ sorgung für das IC-Chip dient. Das IC-Chip beinhaltet außerdem eine Schaltung für den Schlummerbetrieb während des Transports und der Speicherung, um Energie zu sparen. Damit läßt sich beim Vorbereiten für den Versand, bei der Ankunft am Bestimmungsort und an Stellen während des Transports durch eine einzelne Bedienungsperson eine Eincodierung von Daten in das IC-Chip oder eine Abfrage des Chips in einfacher Weise dadurch vornehmen, daß dem Chip von einer entfernten Stelle aus Signale zugesendet werden, um das Chip "aufzuwecken", ohne daß irgendwelche Handarbeiten erforderlich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der als integrierte Schaltung ausgebildete Empfänger und Sender in einer Be­ triebsart mit aufgeweitetem Spektrum und in dem Frequenzbereich von 200 MHz bis 10 GHz betrieben, wobei der Bereich von 800 MHz bis 8 GHz die größere Bedeutung hat. Dieser Betrieb hat die Wirkung, daß Fehler oder eine falsche Betätigung aufgrund externer Signalquellen und Störsignalquellen, Mehrwege-Signalverarbeitung und reflektierte Strah­ lung aus der Umgebung vermieden werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und ver­ besserten elektronischen HFID-Bauelements und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neues und verbes­ sertes HFID-System und ein Betriebssystem für ein solches System anzugeben, bei dem mit einem HF-Sender und Empfangsabschnitten auf einem einzelnen IC-Chip gearbeitet wird, um den jeweiligen Ort von Personen oder Gegenständen sowohl bei Speicherung als auch beim Transport zu verfolgen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen und verbesserten elektronischen Bauelements der oben genannten Art, welches auf umfangreiche Hybridschaltungen ebenso verzichten kann wie auf die oben erwähnten passiven HFID-Etiketten, Strichcodes, Strichcode-Lesegeräte, optische Zeichenlesegeräte oder "saubere" Be­ triebsumgebungen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und ver­ besserten elektronischen Bauelements der oben erläuterten Art, welches mit Hilfe dem Stand der Technik entsprechender Verfahren zum Her­ stellen integrierter Schaltungen und zum Einkapseln solcher Schaltungen hergestellt werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Bauelements der oben beschriebenen Art, welches sich zuverlässig und wirtschaftlich mit hoher Bauelement-Ausbeute und gutem Preis/Leistungs-Verhältnis herstellen läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbes­ serten HFID-Bauelements, welches feldprogrammierbar ist und einen Sendebereich von mehr als 5 Fuß (1,5 Meter) aufweist.
Die Erfindung schafft außerdem ein neues Zusammenbau-Verfahren für die Fertigung des HFID-Bauelements.
Außerdem soll durch die Erfindung ein Fertigungsverfahren angegeben werden, welches sich für die automatische Fertigung bei hoher Ferti­ gungsgeschwindigkeit eignet.
Ziel der Erfindung ist ferner ein verbessertes Herstellungsverfahren für die extrem rasche Produktfertigung, so daß die HFID-Bauelemente dem Kunden entweder in Band- oder Spulenform, in zusammengefalteter Fächer-Form oder in Form von Folien zugesendet werden können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten HFID-Bauelements der oben beschriebenen Art, welches durch Verwendung einer HF-Spule und eines Kondensators und ohne Verwendung einer Batterie mit Strom versorgt werden kann. Ein solches Bauelement wird hier auch als "passives" Bauelement bezeichnet. Der Begriff "passiv" bezieht sich jedoch lediglich auf den Umstand, daß keine Batterie benötigt wird, während die elektrische Schaltung des IC- Chips in Wirklichkeit aktiv ist, wenn sie durch die HF-Spule und den Kondensator mit Strom versorgt wird.
Durch die vorliegende Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Feststellen sowohl des Vorhandenseins gewisser Objekte, Tiere oder Personen als auch deren exakter Lage geschaffen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein berüh­ rungsloses Verfahren für das Erfassen und das Lokalisieren von Ge­ genständen oder Personen anzugeben, welches als Ersatz für ein Metall- Metallkontakt bei Kleinkarten-Systemen und anderen über Kontakte gespeisten elektronischen Schaltungen dienen kann. Das neue Verfahren für die Objekterfassung und -lokalisierung ist mit einer beträchtlichen Zeitersparnis und einer erheblichen Verringerung der aufzuwendenden Handarbeit verbunden. Im Gegensatz dazu mußte früher beispielsweise eine Person eine Karte aus einer Tasche oder einem Umschlag nehmen, bevor diese Karte dann in ein Kartenlesegerät eingeführt wurde, wo­ raufhin Zutritt zu einem gesicherten Bereich eines Gebäudes oder der­ gleichen gewährt wurde.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und ver­ besserten elektronischen Bauelements, eines Systems und eines Kom­ munikationsverfahrens des oben erläuterten Typs, die in Kombination einen grundsätzlichen Durchbruch auf unterschiedlichen Gebieten des Versands von Gegenständen bilden, darunter der Paketversand, der Postdienst, der Luftfrachtdienst, die Inventur-Steuerung für zahlreiche produzierende Betriebe, den Sicherheitsbereich, die Abfallwirtschaft, die Personalwirtschaft und dergleichen.
Allgemein gesprochen schafft die Erfindung eine HF-Identifikationsein­ richtung, welche in Kombination aufweist: ein starres oder flexibles Dünnschicht-Trägerelement mit einem darauf angeordneten Chip einer integrierten Schaltung (IC) und einer in das IC-Chip integrierten oder benachbart zu dem IC-Chip in einem vorbestimmten Bereich des dünnen Trägerelements angeordneten Antenne; eine auf dem IC-Chip befindliche Einrichtung zum Empfangen und Codieren von Daten bezüglich eines zu speichernden oder zu versendenden Artikels; und eine auf dem Chip befindliche Einrichtung zum Lesen der gespeicherten Daten und zum Aussenden dieser Daten zu einer an einer entfernten Stelle befindlichen Bedienungsperson.
Gemäß einer grundsätzlichen Ausführungsform ist das IC-Chip in Reihe mit zwei Dünnschicht-Batterien geschaltet, wobei das IC-Chip und die Batterien zwischen einem Basiselement und einem Deckelement gelegen sind und von diesen geschützt werden. Das Basiselement und das Deck­ element weisen auf ihnen ausgebildete leitende Muster auf, welche die elektrischen Verbindungen zwischen Batterien und IC-Chip darstellen. Außerdem ist das IC-Chip mit einer Antennenkopplung versehen.
In einer speziellen Ausführungsform des Bauelements und des Systems ist eine Dünnschicht-Batterie mit dem IC-Chip verbunden, und eine auf dem Chip ausgebildete Schaltung ermöglicht es dem Chip, während des Transports und der Speicherung des Gegenstands in den Schlummerbe­ trieb und aus dem Schlummerbetrieb heraus umzuschalten, um Energie zu sparen. Außerdem werden der Empfänger- und der Sender-Abschnitt auf dem IC-Chip in einer Betriebsart mit aufgeweitetem Spektrum betrie­ ben, um Fehler oder eine unrichtige Betätigung des Chips durch externe Signalquellen und von der Umgebung reflektierte Strahlung sowie auf­ grund anderer Störquellen zu vermeiden. Es wird ein Dünnschichtmate­ rial mit einer rückseitigen Klebstoffbeschichtung auf der Außenfläche geschaffen, damit das Element sicher an zu transportierenden und/oder zu lagernden Gegenständen befestigt werden kann. Auf Wunsch können die Antenne, die Batterie, ein Kondensator und ein Induktivität sämtlich monolithisch auf dem IC-Chip in jeder beliebigen Kombination ausgebil­ det werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet die Fertigung des Bauelements die Schritte: Ein­ kapseln eines IC-Chips sowie einer oder mehrerer Batterien zwischen einem Basis- und einem Deckelement, auf denen Leitungsmuster ausge­ bildet sind, um die Batterien und das IC-Chip elektrisch zu verbinden.
Eine Antenne wird elektrisch mit dem IC-Chip verbunden, welches in Flip-Chip-Bauart mit einem elektrischen Kontakt auf dem Basiselement verbunden ist, um auf diese Weise einen elektrischen Serien-Pfad durch das IC-Chip zu bilden und das Chip mit Strom zu versorgen.
Eine andere Ausführungsform des Fertigungsverfahrens gemäß der Erfindung umfaßt die Bereitstellung einer Basis-Trägerschicht mit einer auf deren Rückseite vorhandenen Klebstoffbeschichtung und das an­ schließende Anordnen einer Batterie und eines Kondensators auf dieser Basis-Trägerschicht. Als nächstes werden ein Empfänger und ein Sender (Sende-Empfänger) als integriertes Schaltungs-Chip auf der Kombination aus Batterie und Kondensator angeordnet, woraufhin das IC-Chip, die Batterie und der Kondensator in einer oder mehreren Dünnschichten auf der Basis-Schicht eingekapselt werden. Eine HF-Antenne wird auf einer dieser zusätzlichen Schichten ausgebildet und elektrisch mit dem IC- Chip gekoppelt, wie es weiter unten im einzelnen ausgeführt ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert: Es zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm, welches die neuen Hauptverarbei­ tungsstationen und Fertigungsstufen bei dem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ferti­ gung veranschaulicht;
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer HFID- Baueinheit, die nach einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung hergestellt ist,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die leitenden Muster auf den Basis- und Deck-Elementen nach Fig. 2, wobei gestri­ chelte Linien die Lage des IC-Chips und der Batterien angeben, welche den Aufbau nach Fig. 2 bilden,
Fig. 4A-4D Querschnittansichten entlang den Linien 4-4 in Fig. 3, wobei die vier (4) Hauptverarbeitungsschritte darge­ stellt sind, die beim Aufbau der HFID-Baueinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden,
Fig. 5A eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer alterna­ tiven Bauelement-Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das IC-Chip auf einem Parallel­ platten-Kondensator gelagert ist, welcher seinerseits auf einer Batterie angeordnet ist,
Fig. 5B eine vergrößerte, perspektivische Teildarstellung des Aufbaus von Batterie/Kondensator/IC-Chip nach Fig. 5A,
Fig. 6A-6E Querschnittansichten entlang der Linien 6-6 in Fig. 5, wobei die fünf (5) Hauptverarbeitungsschritte darge­ stellt sind, die für den Aufbau der HFID-Baueinheit nach Fig. 5 durchgeführt werden,
Fig. 7 eine Querschnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung, bei der Batterie und Kondensator Seite an Seite auf einem Basiselement angeordnet sind,
Fig. 8 eine weitere alternative Bauelement-Ausführungsform nach der Erfindung, wobei in perspektivischer Dar­ stellung mit teilweise weggelassenen Teilen die flie­ genförmige Kombination aus Batterie und Antenne dargestellt ist, bei der die Oberflächen der Batterie die Funktion der Antenne übernehmen,
Fig. 9 eine weitere alternative, passive Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit teilweise weggelassenen Teilen in perspektivischer Darstellung, wobei die Batterie völlig weggelassen ist und außerdem ein Kondensator periodisch von einer externen Quelle in einer unten näher zu beschreibenden Weise aufgeladen wird, um das IC-Chip mit Energie zu versorgen, und
Fig. 10 ein funktionelles Blockdiagramm der Haupt-Signalver­ arbeitungsstufen innerhalb des HFID-IC-Chips sowie der Abfrage-Einheit zum Abfragen des Chips.
Nach Fig. 1 beinhaltet der dargestellte Prozeßablauf neun (9) Hauptver­ arbeitungsstationen oder Fertigungsstufen, die im Rahmen des Gesamt­ fertigungsverfahrens beim Aufbau der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorhanden sind, und die im einzelnen unten unter Bezugnah­ me auf die Fig. 2, 3 sowie 4A-4D beschrieben werden. Zu Beginn wird auf einem Basisschicht-Material in der Station 10 ein Schaltungsmuster gebildet, und in einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei diesem Basisschicht-Material um ein Polymer, beispielsweise um einen Polyesterfilm, der mit einem Barrierenschichtmaterial aus beispielsweise Polyethylen und/oder Polyvenylidenchlorid (PVDC) handelt. Anschlie­ ßend wird das Schaltungsmuster ausgehärtet, und in der Station 10 wird ein leitendes Epoxymaterial aufgebracht, bevor auf der Basisschicht in der Station 14 ein IC-Chip aufgebracht wird. Als nächstes werden zwei (2) Batterien auf die Basisschicht aufgebracht, was in Station 16 ge­ schieht, woraufhin das Epoxy in der Station 18 ausgehärtet wird. Alter­ nativ können die Batterien in der Station 16 entweder vertikal in elek­ trischer Reihen- oder Parallelschaltung angeordnet werden.
Beim nächsten Schritt wird in der Station 20 ein Versteifungsmaterial aufgebracht, bevor Epoxy für die hintere Batterie zugegeben wird und anschließend die Hälfte der Basisschicht umgeklappt wird, um den obe­ ren Deckel zu bilden, wie für die Station 22 angegeben ist. Das Epoxy­ material wird anschließend in der Station 24 ausgehärtet, bevor ein abschließender Dichtungsschritt in der Stufe 26 erfolgt, um die Bauein­ heit zu vervollständigen, wie es im nachhinein ausführlich erläutert ist.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Bauelements. Das HFID-Etikett ent­ hält eine Basis-Trägerschicht 30, auf der ein eine integrierte Schaltung beinhaltendes Chip (IC-Chip) 32 am nahen Ende der Schicht 30 aufge­ bracht wird, welche mit einer Dipol-Antenne verbunden wird, welche aus einem Paar leitender Streifen 34 und 36 besteht, die sich seitlich von dem Chip 32 aus erstrecken. Diese leitenden Streifen 34 und 36 werden typischerweise durch Siebdruck auf die Oberseite der Basis-Träger­ schicht 30 aufgebracht. Ein Paar rechteckig geformter Batterien 38 und 40 werden in der dargestellten Weise neben dem IC-Chip 32 angeordnet, und werden außerdem auf der Oberseite des Basis-Trägerelements 30 positioniert. Die zwei rechtwinkligen Batterien 38 und 40 sind elektrisch in Reihe geschaltet, um das IC-Chip 32 in einer unten näher erläuterten Weise mit Strom zu versorgen. Das Bauelement oder die Baueinheit nach Fig. 2 wird anschließend dadurch vervollständigt, daß ein äußeres oder oberes Deckelement 42 umgeschlagen wird, welches mit den frei­ liegenden Kanten-Oberflächenabschnitten des Basiselements 30 abgedich­ tet wird, um auf diese Weise eine hermetisch abgedichtete und ver­ vollständigte Baueinheit zu bilden. Wenn das Deckelement 42 auf das Basiselement gefaltet wird, bildet der Kontakt 50, der mit den Batterien 38 und 40 unter Verwendung eines leitenden Epoxyds verbunden wird, eine rückseitige elektrische Serienverbindung für die zwei Batterien 38 und 40. Das IC-Chip 32 beinhaltet Sender-, Speicher-, Steuer-Logik- und Empfänger-Stufen und wird von den beiden Batterien 38 und 40 während des Aussendens und des Empfangs von Daten zu einem bzw. von einem Abfrager mit Strom versorgt, um den Abfrager mit verschie­ denen, oben angegebenen Informationen und Identifikations-Parametern bezüglich des Artikels, des Tieres oder der Person zu versorgen, an dem bzw. der das HFID-Etikett angebracht ist.
Fig. 3 zeigt in Draufsicht die Geometrie des Basis-Trägerelements 30 und des Deckelements 42, die während des Anfangstadiums der Ferti­ gung des HFID-Bauelements über eine Schnittlinie 44 miteinander ver­ bunden sind. Die Dipol-Antennen-Streifen 34 und 36 sind gemäß Dar­ stellung auf jeder Seite des IC-Chips 32 gelegen, und die beiden leiten­ den Streifen 46 und 48 dienen zum Verbinden der Oberseiten der Batte­ rien 38 und 40 mit dem IC-Chip 32. Auf der nach oben weisenden Innenfläche der oberen Abdeckung 42 befindet sich ein leitender Streifen 50 so daß beim Umfalten des Deckels 42 um 180° an der Schnittlinie 44 dessen äußere Umgrenzung mit dem äußeren Rand 54 des Basis- Trägerelements 30 abgedichtet werden kann. Gleichzeitig wird der lei­ tende Streifen 50 durch leitendes Epoxy mit den Batterien 38 und 40 verbunden, wodurch die elektrische Serienschaltung vervollständigt wird, welche die beiden Batterien 38 und 40 miteinander in Serie schaltet und außerdem in die Serienschaltung einfügt, die mit dem IC-Chip 32 über die beiden Leiter 46 und 48 gebildet wird.
Die Fig. 4A-4D sind Querschnittansichten mit in Fig. 3 dargestellten Schnittlinien. Fig. 4A zeigt im Querschnitt das IC-Chip 32, wie es auf das Basis-Trägerelement 30 mit Hilfe eines Flecks leitenden Epoxymate­ rials 56 aufgebondet ist. Der leitende Streifen 48 ist im Querschnitt auf der Oberseite des Basis-Trägerelements 30 dargestellt, wobei diese Figur im allgemeinen den Fertigungsstationen 10, 12 und 14 nach Fig. 1 entspricht.
Gemäß Fig. 4B wird die Batterie 40 ausgerichtet angeordnet, wie es oben in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wurde. Auf der rechten Seite ist sie mit der Oberseite des leitenden Streifens 48 durch einen Fleck leiten­ den Epoxys verbunden, welches auf die Oberseite des leitenden Streifens 48 aufgebracht wird, wobei hierfür in der Figur jedoch kein Bezugs­ zeichen vorgesehen ist. Fig. 4B entspricht den Stationen 16 und 18 nach Fig. 1.
Gemäß Fig. 4C wird gemäß Darstellung ein Versteifungsmaterial 58 auf die Oberseite und die Seitenflächen des IC-Chips 32 aufgebracht. Bei dem Versteifungsmaterial handelt es sich vorzugsweise um Isolierstoff, beispielsweise um "glob-top"-Epoxy, um einen gewünschten Grad an Steifigkeit für die fertige Baueinheit zu erreichen. Fig. 4C entspricht damit der Station 20 in Fig. 1.
Als nächstes wird ein Fleck leitenden Epoxyds auf jedes Ende des leiten­ den Streifens 50 aufgebracht, und dann wird das Deckschicht-Material mit dem darauf befindlichen leitenden Epoxy auf die Batterien 38 und 40 und das Basiselement 30 gefaltet, um eine Aushärtung und eine Heißver­ siegelung und mithin eine Vervollständigung der Abdichtung der Bauein­ heit in der in Fig. 4D dargestellten Form zu erreichen. Diese Figur entspricht mithin den übrigen Stationen 22, 24 und 26 in Fig. 1.
Fig. 5A und 5B zeigen in perspektivischer Ansicht eine alternative Aus­ führungsform der Erfindung, bei der das HFID-Bauelement die Kom­ bination aus einer Batterie 60 und einem Kondensator 62 enthält, die unterhalb eines IC-Chips 64 angeordnet sind, wobei der Batteriekörper 60 in direktem Kontakt mit der Oberseite 66 eines Basis-Trägerelements 68 steht. Damit befindet sich der aus parallelen Platten gebildete Kon­ densator 62 unmittelbar an der Oberseite des Batteriekörpers 60 und an der Bodenfläche des IC-Chips 64. Um die Herstellung der elektrischen Kontakte zu dem Kondensator 62 bzw. zu der Batterie 60 zu erleichtern, ist eine freiliegende Kondensator-Bodenplatte 65 auf der linken Seite dieses Aufbaus freigelassen, während auf der rechten Seite des Batterie- Kondensator-Chip-Aufbaus gemäß den Fig. 5A und 5B ein freier Platz auf der unteren Batterie-Platte 67 vorgesehen ist. Mehrere Antennenlei­ tungen 70, 72, 74 und 76 bilden Dipol-Antennen, die mit entgegenge­ setzten Ecken des IC-Chips 64 in einer etwa X-förmigen Form verbun­ den sind und sich gemäß Darstellung von dem IC-Chip 64 aus zu den vier Ecken der HFID-Baueinheit erstrecken. Zum hermetischen Abdich­ ten sämtlicher vorerwähnten Elemente der Baueinheit zwischen den Basis-Trägerelementen 68 und einer oberen Polymer-Abdeckung 77 wird diese gemäß Darstellung dichtend aufgebracht.
Fig. 6A-6E zeigen Querschnitte gemäß Fig. 5A, wobei das Basis-Aus­ gangsmaterial eine erste oder Basis-Polymerschicht 78 enthält, die z. B. aus Polyester oder Polyethylen besteht, welches mit einem relativ un­ durchlässigen Material wie PVDC laminiert ist. Die Basisschicht 78 ist an ihrer Unterseite mit einem geeigneten Klebstoffilm überzogen, der bei der Verwendung des Bauelements zum Anbringen an einem Körper dient. Die Batterie-Verbindung und -Anbringung erfolgt auf der Obersei­ te der Basisschicht 78 unter Verwendung lediglich eines Flecks leitenden Epoxyds 94 (Fig. 6B) zwischen der Batterie 60 und dem Kondensator 62 und außerdem zwischen dem Kondensator 62 und dem IC-Chip 64.
Gemäß Fig. 6B wird eine Dünnschichtbatterie aus zwei parallelen Plat­ ten 84 und 86 auf der Basisschicht 78 angeordnet. Als nächstes wird ein Kondensator, der aus parallelen Platten 90 und 92 besteht, mit Druck auf die Batterieschicht 84 aufgesetzt, wobei ebenfalls ein leitender Epoxy-Film verwendet wird. Die Bodenplatte 92 des Kondensators 62 ist in ihrer seitlichen Erstreckung etwas größer als die obere Kondensator­ platte 90, um die notwendige elektrische Verbindung der Batterie 60 und des Kondensators 62 mit dem IC-Chip 96, welches dem IC-Chip 64 in den Fig. 5A und 5B entspricht, zu erleichtern. Das integrierte Schal­ tungschip 96 wird dann mit Druck oben auf die Kondensatorplatte 90 unter Verwendung eines leitenden Epoxyds 98 aufgebracht, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der dünnen leitenden Schicht 98 und dem IC-Chip 96 zu schaffen. Die Bodenfläche des HF- IC-Chips 96 wird metallisiert, um diese letztgenannte Verbindung zu erleichtern. Außerdem wird in diesem Stadium des Fertigungsprozesses möglicherweise ein Erwärmungsschritt zum Aushärten des Epoxyds oder eine Metallisierungs-Warmbehandlung eingefügt, um die Abdichtung zwischen den verschiedenen übereinandergestapelten Schichten zu ver­ bessern.
Gemäß Fig. 6C wird nun eine zweite, vorgefertigte Isolierschicht 100 über den Stapel aus Batterie/Kondensator/Chip in der dargestellten Geo­ metrie aufgelegt, wobei die Isolierschicht Öffnungen 102,104, 110 und 112 in sich aufweist, um ein leitendes Polymermaterial aufzunehmen, wie es im folgenden für die nachfolgende Prozeßstufe erläutert wird. Die vorgefertigten Löcher 102, 104, 110 und 112 in der zweiten Polymer­ schicht 100 werden ausgerichtet mit dem Batteriekontakt, dem Kontakt des Kondensators und den Kontakten oben auf dem HF-IC-Chip 96. Die zweite Polymerschicht wird dann unter Verwendung von beispielsweise einem herkömmlichen Erwärmungs- oder Klebeschritt mit der Polymer- Basisschicht 78 versiegelt.
Gemäß Fig. 6D wird ein leitendes Polymermaterial 108 in die Öffnun­ gen 102 und 104 in den unteren Bereichen der zweiten Polymerschicht 100 eingebracht und bis zu den oberen Öffnungen 110 und 112 der zweiten Polymerschicht 100 hochgezogen, um einen elektrischen Kontakt herzustellen, wie es auf der Oberseite des HF-IC-Chips 96 dargestellt ist. Das geformte leitende Epoxymaterial 108 kann auch unter Verwen­ dung eines Preßwerkzeugs oder durch Seiden-Siebdruck hergestellt wer­ den, und es wird gemäß Darstellung auf die Oberseite der zweiten Poly­ merschicht 100 aufgebracht. Das leitende Epoxymaterial 108 bildet die innerste Zone der Antennenstruktur, die sich von dem IC-Chip 96 aus in Doppel-Dipol-Geometrie erstreckt, wie es zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B beschrieben wurde. Allerdings befindet sich diese komplette Antennengeometrie gemäß Fig. 5A außerhalb der seitlichen Grenzen der kleinbemessenen Querschnittansichten nach den Fig. 6A- 6E. An dieser Stelle des Fertigungsprozesses kann ein Epoxy-Aushär­ tungs-Erwärmungsschritt wahlweise eingelegt werden.
Gemäß Fig. 6E wird eine dritte isolierende Polymerschicht 114 auf die Oberseite der zweiten Polymerschicht 100 aufgebracht, die in der Zeich­ nung dargestellte Geometrie aufweist und sich weiter über die freiliegen­ den Oberseiten des leitenden Epoxy-Polymers 108 des HF-Antennen­ materials erstreckt. Diese dritte Polymerschicht 114 wird dann mit der zweiten Polymerschicht 100 unter Anwendung entweder von Wärme oder einer Klebstoffbehandlung versiegelt, wobei diese ober Polymer­ schicht 114 eine abschließende hermetische Abdichtung für das voll­ ständige Bauelement bildet, welches in Fig. 6E im Querschnitt darge­ stellt ist.
Nachdem das in Fig. 6E dargestellte Bauelement fertiggestellt ist, wird eine große Anzahl derartiger fertiger Bauelemente auf einer (nicht darge­ stellten) Aufwickelspule gespeichert, die lange Streifen aus drei Poly­ merfilmen 78, 100 und 114 enthält, die eine entsprechend große Anzahl von Bauelementen gemäß Fig. 6E aufnehmen und tragen. In vorteilhafter Weise macht dieses neue Merkmal den vorliegenden Fertigungsprozeß nicht nur geeignet für die automatische Hochgeschwindigkeitsfertigung, sondern macht den Fertigungsprozeß auch geeignet für die Hochge­ schwindigkeits-Produktanwendung, da zahlreiche solcher HFID-Bauele­ mente in einfacher Weise an den Kunden in Form eines herkömmlichen aufgespulten Bandes ausgeliefert werden können. Zahlreiche solche Bauelemente können auf einer Spule eines durchgehenden Bandes aufge­ nommen werden, so daß der Anwender lediglich ein Bauelement für die Anbringung an einem Artikel abschneiden muß. Alternativ können die Bauelemente natürlich auch in Form großer Bögen gefertigt und ver­ sendet werden, wobei die Bögen kundenspezifisch zugeschnitten sind.
Nach Fig. 7 gibt es noch eine weitere, zweite alternative Ausführungs­ form der Erfindung, bei der die elektrische Verbindung für eine Batterie 118 und einem Kondensator 120 mit dem IC-Chip 96 dadurch vorgese­ hen wird, daß die Batterie 118 und der Kondensator 120 in der koplana­ ren Anordnung auf der Oberfläche der Polymer-Basisschicht 78 angeord­ net werden. Die Bodenplatte der Batterie 118 wird über eine leitende Epoxyschicht 128 mit der Oberseite des IC-Chips 96 verbunden, während die Bodenplatte des Parallelplatten-Kondensators 120 über eine leitende Epoxyschicht 128 mit der Oberseite des IC-Chips 96 verbunden wird. Gemäß Darstellung ist ein kleiner Raum 126 vorgesehen, um die Batterie 118 elektrisch von dem Kondensator 120 zu isolieren. Außer­ dem erstreckt sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung das leiten­ de Material 128 gemäß Darstellung zwischen der linksseitigen Öffnung 130 innerhalb der Polymer-Zwischenschicht 100 und einer unteren Öff­ nung 132 innerhalb der Polymer-Zwischenschicht 100. In ähnlicher Weise, wie es oben in bezug auf Fig. 6A-6E erläutert wurde, wird dann die dritte, äußere Polymerschicht 114 so aufgebracht, daß sie sich über die Oberseite der Polymer-Zwischenschicht 100 in der dargestellten Geometrie erstreckt. Außerdem verbindet das leitende Polymermaterial 128 die Schaltung mit der kreuzförmigen Antennenstruktur gemäß Fig. 7, und die Antenne nach Fig. 7 wird innerhalb der Baueinheit gemäß Fig. 4 durch die drei Polymerschichten 78, 100 und 114 hermetisch abgedichtet.
Gemäß Fig. 8, die in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der ein IC-Chip 138 zentral auf der Oberseite eines Basis-Trägerelements 140 angeordnet und elektrisch mit zwei dreieckförmig gestalteten Batterien 142 und 144 verbunden ist, die ebenfalls auf der Oberseite des Basis-Trägerelements 140 liegen. Die Batterien 142 und 144 sind in Reihe mit dem IC-Chip 138 geschaltet, und über die Oberseiten der beiden Batterien 142 und 144 sowie des IC-Chips 138 ist unter Verwendung der vorerwähnten Verarbeitungsschritte ein schützendes Abdeckelement 146 abdichtend aufgebracht.
Bei dieser vierten Ausführungsform der Erfindung dienen die gesamten äußeren Flächen der zwei Batterien 142 und 144 als eine "Fliegen"- Antennenstruktur für die HFID-Baueinheit. Außerdem sind die Batterien 142 und 144 in Reihe mit dem IC-Chip 138 geschaltet, um in der vor­ erwähnten Weise eine Versorgungsspannung für das IC-Chip bereitzu­ stellen. Außerdem minimiert die doppelte Verwendung der Batterien als Stromversorgung und als Antennenstruktur die Anzahl von Kontakten, die für das IC-Chip 138 erforderlich sind.
Nunmehr bezugnehmend auf eine fünfte Ausführungsform der Erfin­ dung, die perspektivisch in Fig. 9 dargestellt ist, wird dieses Bauelement als passives oder batterieloses Bauelement bezeichnet, da es in sich keine Batterie aufnimmt und statt dessen eine Kondensatorstruktur aufweist, die als Komponente 148 bezeichnet ist und sich unterhalb des IC-Chips 150 befindet, um dem Chip 150 nach Neuauflade-Perioden des Kon­ densators 148 durch (nicht dargestellte) herkömmliche HF-Ladeschaltun­ gen auf dem IC-Chip 150, die von einer entfernten Quelle aus gespeist werden, Betriebsspannung zuzuführen. Das in Fig. 9 dargestellte Bauele­ ment enthält eine erste Schleifenantenne 152 zum Empfangen von HF- Ladesignalen für den Kondensator 148, und enthält eine weitere, Dipol­ antenne, die durch leitende Streifen 154 und 156 angedeutet ist, und die zum Empfangen und Senden von Daten zu und von dem IC-Chip 150 dient. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, sind der Kondensator 148 und das IC-Chip 150 aufgenommen und hermetisch abgedichtet zwischen einem Basis-Abdeckelement 157 und einem oberen Abdeckelement 158 mit der dargestellten Geometrie.
Gemäß Fig. 10 definiert der rechtwinklige äußere Umriß 160 dieser Figur den aktiven Bereich des integrierten Schaltungschips (z. B. 138, 150 etc.), innerhalb dessen der neue IC-Sende-Empfänger unter Ver­ wendung von MOS-Planartechnologie gemäß dem Stand der Technik ausgebildet ist. Diese MOS-Planartechnologie ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Innerhalb des aktiven Chipbe­ reichs 160 sind vorgesehen: eine HF-Empfangsstufe 162 und eine HF- Senderstufe 164, die beide über eine gemeinsame Leitung oder Verbin­ dung 166 mit einer außerhalb des Chips befindlichen Antenne 168 prak­ tisch beliebiger Ausgestaltung verbunden sind. Eine Schlummer-Wecker- Schaltung 170 ist ebenfalls über eine Leitung 171 an die Antenne 178 angeschlossen und arbeitet ansprechend auf Signale, die von der Antenne 168 empfangen werden, um die benötigte übrige Schaltung und Schal­ tungsstufen des IC-Chips 160 zu aktivieren, die unten erläutert werden.
Der Empfänger 162 ist über eine Leitung 172 mit einer Steuerlogik- Stufe 174 verbunden, und eine erste Ausgangsleitung 176 von der Steuerlogik-Stufe 164 führt als Eingang zu der Speicherstufe 178. Die zurückkehrende Ausgangsleitung 160 von der Speicherstufe 178 stellt eine Rückverbindung zu der Steuerlogik-Stufe 174 dar, und eine zweite Ausgangsleitung 182 von der Steuerlogik-Stufe 174 dient als zweiter Eingang für den Sender 164, um gespeicherte Daten über die Steuerlo­ gik-Stufe 174 dem Sender 164 zuzuführen. In einem Datencodierbetrieb werden empfangene Daten betreffend eine ID-Zahl, einen Namen, einen Weg, eine Zieladresse, eine Größe, ein Gewicht oder dergleichen, über den Empfänger 162 und über die Steuerlogikstufe 174 verarbeitet und codiert in der Speicherstufe 178 gespeichert.
Als ein Beispiel für einen Datenabruf wird, wenn die HFID-Baueinheit gemäß den oben beschriebenen Figuren auf der Außenfläche eines Ge­ päckstücks im Luftverkehr oder im Schiffsverkehr durch den Postdienst angebracht ist, entweder der Angestellte der Luftlinie oder der Post­ arbeiter Information über eine HF-Verbindung an den Empfänger 162 senden, wobei die gesendeten Daten z. B. eine ID-Nummer des Namens des Besitzers des Gepäckstücks, den Ausgangspunkt, das Gewicht, die Größe, den Weg, die Zieladresse und dergleichen beinhalten. Diese Information wird in der Empfangsstufe 162 empfangen und dann über die Leitung 172 und über die Steuerlogikstufe 174 gesendet, welche diese Information in an sich bekannter Weise auswertet und ihrerseits die zu speichernden Daten über Leitungen 176 in den Speicher 178 gibt. Diese im Speicher 178 gespeicherten Daten bleiben dort zumindest so lange gespeichert, wie die Daten an einem oder mehreren Punkten ent­ lang des Versandweges aufgerufen werden sollen.
Bei Erreichen einer Versandadresse beispielsweise kann ein Abfrager den Wunsch haben, diese Daten abzurufen, um die Daten an der Ziel­ adresse zu benutzen, damit sichergestellt ist, daß das Versandstück oder das Gepäckstück mit höchster Sicherheit und Effizienz frühestmöglich in die Hände des gewünschten Empfängers gelangt. Somit sendet ein Ab­ fragen an dem Ort der Zieladresse Abfragesignale an das HFID-Chip 160, in welchem die Abfragesignale von der Antenne 168 empfangen werden und als erstes von der Schlummer/Wecker-Schaltung 170 ver­ arbeitet werden, die dadurch reagiert, daß sie die Schaltung nach Fig. 10 aus dem Schlummerbetrieb erweckt und es der Empfangsstufe 162 er­ möglicht, die empfangenen Daten zu empfangen und über die Leitung 172 zu der Steuerlogikstufe 174 zu übermitteln. Gleichzeitig betätigt der Abfrager eine elektronische Abfrageeinheit, die in sich die gleiche Schal­ tung wie die in Fig. 10 gezeigte Schaltung aufweist, ausgenommen die Schlummer/Wecker-Schaltung 170.
Wenn nun sämtliche Stufen der Schaltung nach Fig. 10 "aufgeweckt" sind, liest die Speicherstufe 178 sämtliche sechs Informationsteile aus, die sich auf den Versandartikel beziehen, und es werden entsprechende Daten auf der Leitung 180 zu der Steuerlogik-Stufe 174 und von dort zu dem Sender 164 zurückgeleitet, so daß der Sender 164 diese Daten nun zu dem Abfrager senden kann.
Die Empfänger- und Sender-Abschnitte 162 und 164 in Fig. 10 werden vorzugsweise in einem der an sich bekannten Betriebsarten mit aufge­ spreiztem Spektrum (SS-Betriebsart) betrieben, wobei einer von mehre­ ren verfügbaren SS-Modulationstypen eingesetzt wird, darunter: (1) direkte Sequenz, (2) Frequenzsprung, (3) Puls-FM- oder Zwitscher- Modulation, (4) Zeitsprung oder Zeit-Frequenz-Sprung unter Verwen­ dung von Puls-Amplituden-Modulation, einfache Amplitudenmodulation oder binärer Phasenumtastung. Die Betriebsart mit gestreutem Spektrum ist an sich bekannt und muß den Aufteilungs- und Trennungsanforderun­ gen des Frequenzbandes entsprechen, wie sie durch die einschlägigen Regelungen festgelegt sind.
Die Schaltung für die (nicht dargestellte) Abfrageeinheit ist ähnlich wie das in Fig. 10 gezeigte funktionelle System, wie der Fachmann erkennt. Aus diesem Grund soll hier die Abfrageeinheit nicht näher erläutert werden.
Zahlreiche Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind möglich. Beispielsweise können zahlreiche Abwandlungen der oben erläuterten Antennen-Konfigurationen vorgenommen werden. Das glei­ che gilt für die Ausgestaltung der Batterie (z. B. das Stapeln der Batte­ rie), für die Bauelement-Materialien, die Verarbeitungsschritte der Bau­ elemente und das System-Blockdiagramm nach Fig. 10. Die Erfindung beinhaltet weiterhin das Integrieren verschiedener außerhalb des Chips vorgesehene Elemente wie z. B. der Antenne, der Batterie, des Kon­ densators und auch von Spulen innerhalb des Chips. Insbesondere der Einsatzbereich des erfindungsgemäßen HFID-Bauelements ist äußerst umfassend. Ohne Beschränkung seien hier als Beispiel angegeben: Luft­ transportgüter (Gepäck, Fracht und Post); Paketdienst (Postdienst, priva­ ter Paketdienst); allgemeiner Postdienst; Fertigungstechnik, Inventurbe­ reich; Personalsicherheit und Personal-Überwachung und dergleichen. Gemäß den beigefügten Ansprüchen betrifft die Erfindung speziell fol­ gende Aspekte: (1) ein neues HFID-Bauelement und (2) Verfahren zu seiner Herstellung; außerdem (3) ein neues HFID-Nachrichtenverbin­ dungssystem und (4) Betriebsverfahren zum Verfolgen der Position sowohl von versendeten als auch von gespeicherten Artikeln sowie Per­ sonen und Tieren.

Claims (15)

1. Hochfrequenz-Identifikationseinrichtung (HFID), welches in einer kleinen Baueinheit untergebracht ist und gekennzeichnet ist durch: ein Chip (32) einer integrierten Schaltung, vereint und verbunden mit einer Dünnschichtbatterie (38, 40) und außerdem eine Antenne (34, 36), die mit dem IC-Chip (32) verbunden ist, wobei die Antenne ausgewählt ist aus der Gruppe, welche Monopolantennen (168), Dipolantennen (34, 36), Schleifenantennen (156), Doppel-Dipolantennen (70, 72, 74, 76) und durch Oberflächen der Batterie gebildete Antennen (142, 144) um­ faßt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine innerhalb der integrierten Schaltung befindliche Einrichtung (162) zum Empfangen und Speichern (178) von Daten bzgl. eines zu speichernden oder zu versendenden Artikels, und eine innerhalb der integrierten Schaltung befindliche Einrichtung (164) zum Senden der gespeicherten Daten zu einer entfernten Stelle hin auf Abfrage seitens einer Abfrageeinheit oder einer Abfrageperson.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der das IC-Chip in sich einen HF-Empfangsabschnitt (162) aufweist, der verbunden ist mit einer Steuerlogikstufe (174), einer an den Ausgang der Steuerlogikstufe ange­ schlossenen Speicherstufe (178) und einer mit der Steuerlogikschaltung verbundenen Senderstufe (164), wodurch Eingangsdaten von der HF- Empfangsstufe über die Steuerlogikstufe zu der Speicherstufe durchgelei­ tet werden können und Ausgangsdatensignale von der Speicherstufe über die Steuerlogikstufe zum Treiben der Senderstufe dienen können, damit gespeicherte Daten zu einem an einer entfernten Stelle befindlichen Abfrager gesendet werden.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine auf dem IC- Chip befindliche Einrichtung (162, 164) zum Verarbeiten von Daten in einem Betrieb mit gestreutem Spektrum, um Fehler und einen unrichti­ gen Chip-Betrieb zu vermeiden.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Schlummer/Wecker-Schaltung (170) auf dem Chip, um das Chip wahl­ weise zu aktivieren und zu deaktivieren.
6. Verfahren zum Erfassen des Vorhandenseins und/oder der Lage eines Objektes, eines Tieres oder einer Person unter Verwendung der HFID-Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte:
  • a) Befestigen eines Etiketts (30) an dem Gegenstand, dem Tier oder der Person, wobei das Etikett mit einem IC-Chip ausgestattet ist, welches Daten bzgl. des Gegenstands, des Tieres oder der Person empfängt und sendet,
  • b) Bewegen des Gegenstands, des Tieres oder der Person in einem vorbestimmten Bereich,
  • c) Senden von Abfragesignalen zu dem vorbestimmten Bereich, um das IC-Chip (32) aufzuwecken (170) und zu aktivieren, und, an­ schließend,
  • d) Senden (164) von Identifikations- und Positionsdaten von dem IC- Chip zu einem Abfrager, wobei dieses Senden von Daten die Fest­ stellung des Vorhandenseins und der Position ermöglicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die HFID-Einrichtungs-Sen­ dungen dazu dienen, festzustellen, daß eine HFID-Einrichtung innerhalb eines Bereichs vorhanden ist, der festgelegt wird durch die Umgebung, die Sendeleistung seitens des Abfragers und die Sendeleistung der HFID- Einrichtung.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Sendungen der HFID- Einrichtung Richtungs- und Entfernungsinformation liefern, die dazu dient, die Position der HFID-Einrichtung zu bestimmen.
9. Verfahren nach Anspruch 6, welches das Codieren von Daten für das IC-Chip (32) beinhaltet, wobei die Daten Informationen enthalten, welche aus der Gruppe gewählt sind, die aus Name, ID-Nummer, Grö­ ße, Gewicht, Weg und Zieladresse besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Einrichtung auf dem IC- Chip (32) dazu dient, X- und Y-Koordinatenstellen während der Bewe­ gung des IC-Chips zu verfolgen, um an einen Abfrager Positionsdaten zu senden.
11. Hochfrequenz-Identifikationseinrichtung (HFID-Einrichtung), ge­ kennzeichnet durch:
  • a) ein Dünnschicht-Trägerelement (30) mit einem darauf angeord­ neten integrierten Schaltungschip (IC-Chip) (32) und einer auf dem Trägerelement in Nachbarschaft zu dem Chip innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf dem Trägerelement befind­ lichen Antenne (36);
  • b) eine Signalempfangseinrichtung (162) innerhalb des IC-Chips zum Empfangen und Codieren (178) von Daten bzgl. eines zu speichernden oder zu versendenden Artikels und
  • c) eine Signalsendeeinrichtung (164) innerhalb des IC-Chips zum Senden der gespeicherten Daten zu einer entfernten Stelle bei Erhalt von entsprechenden Abfragesignalen seitens einer Bedie­ nungseinheit oder einer Bedienungsperson.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, umfassend eine Dünnschichtbatterie (38, 40), die mit dem IC-Chip verbunden ist, um dieses mit elektrischer Energie zu versorgen.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, umfassend eine Einrichtung (162, 164) innerhalb des Chips zum Betreiben des Empfängers und des Senders in einer Betriebsart mit gestreutem Spektrum, um Fehler und einen fehlerhaften Betrieb aufgrund von externen Signalquellen und aufgrund von durch die Umgebung reflektierter Strahlung zu vermeiden.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Klebstoff (80) an der Außenfläche des Dünnschicht-Trägerelements (30), um die Einrichtung sicher an zu transportierenden oder zu speichernden Arti­ keln anbringen zu können.
15. Verfahren zum Fertigen einer HF-Identifikationseinrichtung gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet, durch folgende Schritte:
  • a) Bereitstellen einer Basis-Trägerschicht (30),
  • b) Anordnen eines einen Empfänger und einen Sender aufweisenden Chips (32) einer integrierten Schaltung (IC) auf der Basis-Träger­ schicht und
  • c) Einkapseln des integrierten Schaltungschips (30) einer Batterie (38, 40) in einer oder mehreren Schichten (40, 42) oberhalb der Basis­ schicht (30), wobei eine HF-Antenne (34, 36) auf einer der Schich­ ten vorgesehen ist und elektrisch mit Empfänger und Sender der integrierten Schaltung (32) gekoppelt ist.
DE4319878A 1992-06-17 1993-06-16 Hochfrequenz-Identifikationseinrichtung (HFID) und Verfahren zu ihrer Herstellung Ceased DE4319878A1 (de)

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