CN101971195B - 包括在支承体上形成有两个末端部分的射频应答器天线的装置的制造方法及所制成的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造包括射频应答器天线的装置的方法，所述方法包括利用接线技术制造在支承体上有两个末端部分(15，17)的天线的步骤。这种方法的特征在于，它包括在所述末端部分(5，15，17)中的至少一个的末端处制造天线导线的端点(9)的步骤。本发明还涉及所制成的装置。

Description

包括在支承体上形成有两个末端部分的射频应答器天线的装置的制造方法及所制成的装置
本发明涉及一种制造包括射频应答器天线的装置的方法，所述方法包括利用接线技术制造在支板上有两个末端部分的天线的步骤。
尤其，本发明的目的在于制造无触点芯片卡和/或旅游文件，例如电子护照，电子签证，电子标签，插件或“嵌件”，所有包括模块和天线之间连接的射频通信电子产品。
在制造应答器的方法中，人们都了解：用超声镶嵌导线的技术使接线天线放在塑料卡片中。然后，用热压焊接把模块和相同的天线连接到电子元件的连接垫片或连接点。
为了焊接，导线要与模块的接触垫片或电子芯片的连接点接触，且热压探头挨着垫片或接点被施加到导线上。
人们也知道对接线天线制造技术的利用，该技术来源于纺织领域，例如运用纺织或纤维支承体的缝纫、刺绣等。
由发明人所体验的后一种技术揭示了实施缝纫或刺绣的开始和/或结束的需要，更具体地通过针或线在同一个位置多次通过来停止缝纫或刺绣。完成这些点以便可以事先将线拉出和/或把这些线切断且把线在支承体上固定好。
这些端点产生从200到600μm的附加厚度，线厚度的量级在100μm，和/或残余的《在空气中》的线的末端会损坏包括层压的接下来的步骤或天线的射频特性；这也会破坏模块的连接和支承体的美观。
根据本发明的一个实施方式，为了促进被刺绣的天线的线的实施，被刺绣的天线是一根或几根导线和一根或几根其他由合成纤维(PA：聚酰胺，棉线，PES：聚酯)制成的线的关联或组合。当通过用探头按压线借助热压将线连接到模块时，尤其以传统方式实现时，由于焊接工具被非导电纤维污染，发明人发现焊接工具会被损坏。
本发明就是针对在工业上发展低成本的新型应答器天线技术中遇到的所述问题，尤其是线附加厚度和焊接工具污染的问题。
第一个问题通过以下方式被解决：在天线路径的开端或/和末端中制造端点；然后消除在空气中的剩余线的末端和/或附加厚度。
第二个问题通过提供另外一种装置结构和设置模块以便允许在焊接探头/模块连接垫片/导线方向焊接来解决。
为此，本发明的目的在于一种制造包括射频应答器天线的装置的方法，该方法包括利用接线技术制造在支承体上有两个末端部分的天线的步骤。
该方法的特征在于该方法包括在所述末端部分中的至少一个的端部上制造天线导线的端点的步骤。
由于这个步骤，天线导线是稳定的，且导线的拉伸和切割能够快速准确地进行。
根据该方法的其他特征：
-所述方法包括去除所述端点的步骤，从而消除了在空气中的导线的附加厚度问题。
-这个去除步骤包括去除与端点相对的支承体材料和形成空穴，这样就使得模块能够***到空穴中从而减小组件的厚度；
-天线末端部分或端点在打算去除的支承体区域中被叠置或提供，这样就使得能够精确地制备要附加地连接到部分模块壳体的天线末端；
-端点是在运用了缝纫、刺绣、编织等高速率接线技术的端点中选择的。
-与所述末端部分相对地设置导电垫片且通过焊接将所述接触垫片连接到导线末端部分，通过所述接触垫片传递能量；这种沉积避免了污染焊接工具；
-电子元件被固定到接触垫片上，这些垫片事先被连接到天线上或事先被连接到像模块这样的元件上。
-该元件至少部分地定位到所述空穴中。
-支承体包括组织和将稳定并加固该组织的材料固定的步骤。
本发明的另一个目的是包括射频应答器天线的装置，其中所述天线制造有在支承体上的两个末端部分。
此装置的特征在于所述部分中的至少一个延伸到空穴的边缘，这样就使得能够精准地制备用于正确连接的天线末端并且把模块或芯片和其接触垫片精确地定位在空穴中。
因此，这些接触垫片不必在衬底上延伸很多，因为天线末端准确地定位到空穴。
相对于天线末端精确定位要连接的元件的优点是可以应用的，而不管所实施的天线制造技术：接线，刺绣，蚀刻技术，丝网印刷技术等。在元件定位于空穴中的情况下，天线末端必然在边缘处，这是因为在模块或芯片设置区域处去除天线和/或支承体的至少一部分的操作限定在去除区域的边缘处的新末端。
元件的尺寸也可以适配于设置区和/或接受区(空穴)，尽可能接近于在天线制造后被限定的天线末端部分。
这样，本发明也导致一种相对于天线末端部分和所获得的产品来精确地定位要连接的元件和适配其尺寸的方法。
本发明的目的还在于一种包括所述装置的射频通信电子产品，例如无触点芯片卡，护照，插件。
本发明的其他特征和优点将在阅读下面的作为说明性但非限制性的实例并且参考附图给出的描述时显现，其中：
-图1示出根据本发明方法的一种实施方式的应答器天线装置的示意图。
-图2和图2C示出根据本发明方法的第二种实施方式的应答器天线装置的两个相应示意图。
-图3和图3C示出包括先前图中的端点去除和在同一位置上空穴形成的方法步骤。
-图4和图4C示出根据第二种实施方式的包括在先前图的装置中设置和连接模块的方法步骤。
-图5，6，7，8示出在工业规模下根据本发明的第三种实施方式。
-图9示出设置和连接本发明的模块的另一实施方式。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式的装置1含有射频应答器天线3，这个天线利用接线技术在支承体2上制造有两个末端部分5，7。天线线圈含有或构成导线，该导线的特性适于射频通信。这个装置被规定为射频通信电子产品，例如无触点芯片卡，护照，或例如插件(称为无触点嵌件)的产品。
在实例中，装置1构成插件或“嵌件”，并且利用刺绣技术固定的导线优选地包括绝缘外壳，从而能够在不短路的情况下实现和其他线圈的交叉。
在天线电路的开端处的末端部分7在没有任何端点的情况下开始但是以端点9结束，并且必要时该端点是在空气中的导线末端4。打算必要时通过穿孔去除这个点。
在一个没有描述的变型中，模块一方面可以连接到部分7，另一方面可以连接到端点9或该端点的上游。
在图2和图2C中，另一种实施方式，天线的起始点15和端点17到达打算去除的同一个区域11内。
当在图3，3C中端点通过穿孔被去除时，根据一种特性，对于图1的实施方式而言，该装置含有至少一个末端部分5，其一直延伸到空穴11的边缘，而对于图2的实施方式而言含有两个部分15，17。
在图4，4C中，天线1更先进，且含有连接到接触垫片的电子元件13。
导电垫片19，21通过焊接26连接到导线末端部分，通过所述接触垫片传递能量，这些接触垫片含有由焊接工具27的压力和激活产生的标记23。
根据一种优选实施方式，电子元件被至少部分地定位在空穴11中。这里，至少一个电子芯片和它的覆盖层25被放在空穴中。
然而，元件也可以被定位在空穴外，例如通过使模块覆盖层与衬底相对(图9)。
元件可以是被放在衬底4上的电子模块3。
在该实例中，元件是无触点类型的电子模块，包括印刷电路类型的支持膜，该支持膜设置有固定在支持膜上的集成电路芯片且通过焊接线或根据倒装芯片技术(倒置的且连接到导电胶上的芯片)连接到接触垫片上，该接触垫片在支持膜的任一侧延伸。
模块可以在没有介电支持膜的情况下制成。
具有保护性树脂的覆盖层25可以覆盖芯片和它的接触。
现在将描述一种制造射频应答器天线装置的方法的优选实施方式。
在图5中，该方法包括制造衬底29，这个衬底包括纤维、例如大约80到300μm厚度的组织或非编织精细组织(例如包括具有大约200μm的结网的48dtex经线和纬线的组织)，并且这个衬底具有使得可以同时制造多个天线3a-3n的尺寸。
然而，不排除其他绝缘衬底，其例如可以是由聚合物材料、PVC、PET(聚乙烯)、纸、聚酰亚胺、合成皮革、和可以被缝纫或刺绣的材料制成的膜或薄片。
衬底可以有不同的厚度，通常小于或等于0.76mm的芯片卡厚度，以便必要时用作两个膜或薄片之间的插件或用作用于覆盖和/或印刷薄片的支承体。典型地，衬底可以具有例如在0.1mm到0.5mm之间的厚度。
该方法包括在衬底上形成天线或多个天线的步骤，所述天线利用接线技术而包括两个末端连接部分15，17。
根据该实施方式的特性，为天线导线在所述末端部分中的至少一个的末端处制成端点。
在实例中(图6)，天线的末端部分15，17或端点在打算去除的支撑体区域31中被叠置或制成。
端点根据用于制造天线的技术在缝纫、刺绣、编织端点中选取。在这种情况下，使用刺绣。固定线33使天线导线连接到支承体的不同位置33a-33n。这个点可以包括天线导线和固定线在同一个位置的多次通过和/或重叠。
刺绣天线的支承组织的处理是非常精细的(柔软且多孔的编织材料)。稳定且加固组织的材料被固定。支撑体优选地与薄片35关联，这个薄片提供在尺寸方面的特性和稳定性且便于处理衬底/天线组件。
优选地，加固薄片在天线制成后添加，但可以预先添加。如果预先进行，对于缝纫或刺绣来说可能产生困难且降低性能或生产率。
与薄片添加类似的效果可以通过浸渍或涂覆层、或喷射产品得到，这个产品例如是覆盖层，底漆，树脂，聚合物泡沫，树胶，其能够在尺寸方面使衬底稳定。
这个组件可以通过热焊接(材料融化)或添加粘合剂(薄膜，液体)来得到。
这个步骤也使得可以对衬底进行厚度补偿，使得当设置支承体时可以在支承体中容纳元件的一部分。
根据一种特征，在接下来的步骤，去除所述端点(图7)。
这种去除优选地通过在端点和/或空气中的导线末端4处对支承体穿孔来进行，并且这种去除因此包括与端点相对的支承体材料的去除和空穴31的形成，但也可以通过任何其他公知的加工方法，钻孔，在去除或不去除支承体材料的情况下对端点的激光消融。
根据一种特征，在接下来的步骤(图7)，将导电垫片与所述末端部分相对设置且把所述接触垫片通过焊接连接到末端导线部分，以通过所述接触垫片传递能量。
在该实例中，电子元件事先被固定到接触垫片19，21上，这些接触垫片是电子模块的一部分。不过，可以仅仅在衬底上设置金属化或接触垫片、小片以便能够把它们和天线的末端部分连接起来，然后设置例如电子芯片的元件，该元件随后将被连接到这些垫片上。
在设置元件时，元件优选地至少部分地被定位在所述形成的空穴中；尤其是，所覆盖的芯片25被容纳在空穴31中，而垫片在衬底的与天线连接末端部分相对的表面上。
在接下来的步骤，优选地进行天线末端部分和这些接触垫片的连接。这种连接优选地利用被施加到接触垫片上的热压类型的探头27来执行，该探头被压在末端导线部分上。
如果天线导线在连接位置上剥落，也可以使用其他焊接方法，例如超声探头或电弧或甚至粘合导电材料。
刺绣天线的导线是导电材料和一种或几种其他合成纤维(PA，棉线，PES)的组合，刺绣天线导线和模块的连接应该朝着模块/刺绣导线的热压/连接垫片方向来进行，从而得到在不损坏焊接工具情况下的连接。
焊接优选地使用铁砧(未示出)，该铁砧靠在支承体中天线末端部分的凹处；该铁砧至少穿过与要连接的末端部分相对的加固层或加固片，以便在焊接期间由铁砧来支承要连接的末端部分；该铁砧或针可具有例如在0.3x 1mm2到1x 5mm2之间的矩形或正方形截面。
在例如用倒装芯片(倒置芯片连接)来设置芯片并将芯片连接到垫片上的情况下，可以存在随后覆盖层沉积的步骤。
在图9中，一种替代实施方案在于设置模块，而不是将这个模块定位在去除端点的空穴内，而是定位在空穴上方或者与空穴有一定距离处，因此衬底在这个阶段太薄以至于不能容纳在所形成的空穴中。
至少具有容纳部分或整个模块的空穴37的补偿膜36，38被添加到模块上方。类似地，至少一个覆盖薄片可以使天线装置完整。
在完成连接过程时，在容纳覆盖或补偿或加固薄片(如果有的话)之前或之后，组件被沿着虚线切割成期望的格式。
如有必要，薄片35，36，38可含有能够在层压期间或在使用期间吸收冲击或一定的变形的材料并且在这种情况下可以不含空穴。

Claims (15)

1.一种制造包括射频应答器天线的装置的方法，所述方法包括利用接线技术制造在支承体上有两个末端部分(15，17)的天线的步骤，
其特征在于，所述方法包括在所述末端部分(5，15，17)中的至少一个的末端处制造天线导线的端点(9)的步骤，以及去除所述端点(9)的步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，去除步骤包括去除与端点相对的支承体材料(2，29，39)和形成空穴(11，31)的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在打算去除的支承区域(11’，31’)中叠置或制造天线的末端部分或端点。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在缝纫、刺绣、编织端点中选择所述端点。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述末端部分相对地设置接触垫片(19，21)且通过焊接将所述接触垫片连接到导线的末端部分(15，17)，通过所述接触垫片传递能量。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，与所述末端部分相对地设置接触垫片(19，21)且通过焊接将所述接触垫片连接到导线的末端部分(15，17)，通过所述接触垫片传递能量。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，电子元件被固定到接触垫片上。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该元件至少部分地被定位到所述空穴(11，31)中。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，支承体包括组织并且包括将稳定并加固该组织的材料固定的步骤。
10.包括射频应答器天线的装置，所述天线(3)制造有在支承体上的两个末端部分(15，17)，
其特征在于，所述末端部分(5，15，17)中的至少一个延伸至空穴(11，31)的边缘，其中通过去除在所述末端部分(5，15，17)中的至少一个的末端处制造的天线导线的端点(9)以及去除与该端点(9)相对的支承体材料(2，29，39)形成所述空穴(11，31)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，接触垫片(19，21)通过焊接(26)被连接到末端部分，通过所述接触垫片传递能量。
12.如权利要求11的装置，其特征在于，它包括连接到所述接触垫片上的电子元件。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该电子元件至少部分地(25)被定位在所述空穴(11，31)中。
14.一种射频通信电子产品，根据权利要求1至9中任何一项所述的方法所制成或包括根据权利要求10至13中任何一项所述的装置。
15.如权利要求14所述的射频通信电子产品，其特征在于，所述射频通信电子产品是无触点芯片卡、或护照、或插件。
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