具有成角度的天線端部的電子證件、用于這種電子證件的天線保持件和用于制造這種證件的方法與流程

本發(fā)明涉及諸如集成電路(ic)卡或身份證件的電子證件(documentsélectroniques)。

更具體地，本發(fā)明涉及一種電子證件，該電子證件包括：主體，該主體具有開口到主體的表面中的一個(gè)中并由壁限定的腔，該主體還包括天線，該天線具有在終止于所述腔中的兩個(gè)端部之間延伸的至少一個(gè)匝；模塊，所述模塊包括微處理器以及至少兩個(gè)連接端子，所述至少兩個(gè)連接端子專用于所述天線并且通過(guò)電連接裝置首先電連接到所述微處理器并且其次電連接到所述天線的端部。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知電子證件(諸如，包括用于與終端進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的天線的微電路卡)。這種電子證件包括通常被稱為“嵌體”并且傳統(tǒng)上使用如文獻(xiàn)us6233818和ep0880754中所描述的超聲波方法制造的天線支撐件。該方法在于借助于諸如超聲波發(fā)生器(sonotrode)的工具在基板上延伸導(dǎo)電金屬線，該工具在基板上移動(dòng)并分配導(dǎo)線。借助于從工具傳送到導(dǎo)線的超聲波振動(dòng)將導(dǎo)線嵌入基板中。所述振動(dòng)垂直于基板被傳送，以便將導(dǎo)線嵌入基板的厚度中。所述導(dǎo)線優(yōu)選地被絕緣護(hù)套包圍，所述絕緣護(hù)套在非常短的時(shí)間間隔期間被加熱，從而改善包圍所述導(dǎo)線的護(hù)套與基板之間的粘附性。

所述工具由用于限定導(dǎo)線的鋪設(shè)路徑的控制裝置來(lái)控制。因此，可以使導(dǎo)線的端部彎曲以便形成多個(gè)匝和/或以便將導(dǎo)線鋪設(shè)成各種形狀(諸如，曲折形狀或鞋帶形狀)。術(shù)語(yǔ)曲折形狀或鞋帶形狀用于表示呈現(xiàn)沿相反方向交替定向的曲線的蜿蜒的線。更具體地，曲折形狀包括交替的直線部分和彎曲部。

這些端部用于電連接到安裝在卡中的微電路，以使得所述卡能夠與遠(yuǎn)程讀取器無(wú)接觸地操作。為此，嵌體被夾在幾層塑料材料之間，并通過(guò)層壓方法組裝到那些層。此后，對(duì)腔進(jìn)行加工以便暴露將要電連接到微電路的天線的端部。

所述腔適于接納承載微處理器的模塊，所述微處理器包含關(guān)于卡的持卡人的信息并且可能能夠處理其它信息。所述腔呈現(xiàn)所述模塊抵靠的頂孔口面以及用于接納封裝在樹脂中的微電路的底孔口面。天線的端部暴露在所述頂孔口面中。為了獲得最大可能的連接區(qū)域，將天線的端部鋪設(shè)在基板上，使得在加工之后，天線導(dǎo)線的每個(gè)端部延伸直到底孔口面的上邊緣。

然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)形成天線的端部的導(dǎo)線的位置與底孔口面的上邊緣重合時(shí)，最初嵌入卡的主體中的導(dǎo)線在加工之后不再被正確地保持。具體地說(shuō)，最初在切割器正制作底孔口面的同時(shí)在垂直平面中對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行加工，并且然后在切割器正制作頂孔口面的同時(shí)在水平面中對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行加工。在加工步驟之后，然后與底孔口面的上邊緣相切地布置距離天線的匝最遠(yuǎn)的導(dǎo)線的部分。

結(jié)果，導(dǎo)線的已經(jīng)沿著兩個(gè)方向加工的部分呈現(xiàn)與其最初嵌入的基板分離的重大風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)導(dǎo)線的該部分移出位置時(shí)，它會(huì)占據(jù)腔中或?qū)嶋H上用于將模塊連接到天線的區(qū)域中的隨機(jī)位置。這兩種情況導(dǎo)致電子證件故障的風(fēng)險(xiǎn)。具體地說(shuō)，當(dāng)導(dǎo)線的分離部分位于腔中時(shí)，它可以與位于模塊內(nèi)表面上的導(dǎo)電部分接觸(諸如，電流饋電)，從而導(dǎo)致不可忽視的短路風(fēng)險(xiǎn)。同樣地，當(dāng)導(dǎo)線的錯(cuò)放部分位于天線的端部與連接到微處理器的連接端子之間的接觸區(qū)域上時(shí)，這導(dǎo)致額外的厚度和減小的接觸區(qū)域。

因此，尋求解決方案以避免上述缺陷。尤其是，已經(jīng)尋求一種解決方案，使得可以在保證所有的直線部分被適當(dāng)?shù)乇３值耐瑫r(shí)保證天線的端部與模塊之間盡可能最大的連接區(qū)域。

為此，本發(fā)明提出了一種上述類型的電子證件，其中，天線的端部基本上在臺(tái)階的平面中延伸，并且其中，天線的端部被布置成曲折形狀，并且其中，所述天線的端部中的每個(gè)由通過(guò)彎曲部連接在一起的至少兩個(gè)直線部分構(gòu)成，并且其中，終止于底孔口面的直線部分相對(duì)于底孔口面的上邊緣傾斜。

借助于這些規(guī)定，天線的端部在頂孔口面中延伸直到底孔口面的邊緣。引導(dǎo)到腔中的直線部分相對(duì)于其終止的壁傾斜，并且因此不會(huì)在其整個(gè)長(zhǎng)度上被切除。結(jié)果，導(dǎo)線的直線部分相對(duì)于腔的切割平面成一定傾斜角度，并且這使得能夠確保導(dǎo)線被偏斜地切割，以防止導(dǎo)線被平行于其長(zhǎng)度切割。偏斜布置的導(dǎo)線的切割部的尺寸小于平行鋪設(shè)的導(dǎo)線的尺寸。這些規(guī)定確保終止于腔中的直線部分的主要部分保持設(shè)置在卡的主體中。結(jié)果，具有引導(dǎo)到腔中并且與距離天線匝最遠(yuǎn)的部分對(duì)應(yīng)的直線部分的導(dǎo)線被保持得更好。

根據(jù)其它特征：

·端部的直線部分在相對(duì)于壁傾斜的同一平面中被基本上彼此平行地布置；

·模塊包括印刷電路板，所述印刷電路板呈現(xiàn)在上面安裝有微處理器的內(nèi)表面以及包括電連接到微電路并且用于與外部讀取器的引腳接觸的鍍有金屬的接觸區(qū)域的外表面；

·彎曲部比直線部分更深地嵌入到主體的厚度中；

·天線的端部在不小于頂孔口面的寬度的寬度上延伸；

·天線的端部在底孔口面的相對(duì)側(cè)上被彼此相對(duì)地布置；

·所述至少一個(gè)直線部分相對(duì)于臺(tái)階的平面中的上邊緣的傾斜角度位于1°至10°的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選為6°；

·電連接裝置由至少沉積在天線的端部中的每個(gè)端部上的導(dǎo)電粘合劑的條帶形成；以及

·所述粘合劑是導(dǎo)電各向異性粘合劑，其被沉積在與底孔口面毗鄰的臺(tái)階上。

通過(guò)閱讀參照附圖進(jìn)行的以下描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

·圖1是本發(fā)明的卡的分解立體圖；

·圖2是支撐天線并且用于合并本發(fā)明的ic卡的基板的視圖；

·圖3是天線的端部引導(dǎo)進(jìn)入的腔的細(xì)節(jié)視圖；以及

·圖4是圖3的細(xì)節(jié)視圖。

圖1所示的微電路卡10包括限定在前表面12a與后表面12b之間、基本上在水平面中延伸的塑料材料的主體12。該主體12是塑料材料的薄板。在iso7810和iso7816標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了卡的尺寸，并且它們具有以下值：85毫米(mm)×54mm×0.76mm。與所述卡的寬度和長(zhǎng)度尺寸相比，其在垂直方向上的厚度是可忽略的。

這樣的主體12由任何方法制成。常規(guī)方法是通過(guò)熱軋層壓塑料材料層。所述層具有各種功能。因此，中心內(nèi)層或基板可以是賦予卡10的主體12其剛度或用作電子組件的支撐件的結(jié)構(gòu)層?；迦我粋?cè)上的中間層可以包括具有信息性或裝飾性功能的銘刻或裝飾。外層(有利地，透明層)通常終止堆疊并為內(nèi)層提供表面保護(hù)。

卡10還具有由小厚度的印刷電路板形成的微電路模塊14。印刷電路板呈現(xiàn)在上面安裝有芯片16或微處理器的內(nèi)表面14a。印刷電路板的外表面14b具有鍍有金屬的接觸區(qū)域18，所述接觸區(qū)域18首先連接到微電路并且其次旨在與外部讀取器的引腳接觸。因此，鍍有金屬的接觸區(qū)域18使得卡10能夠通過(guò)物理接觸與外部終端進(jìn)行通信。

在卡10的主體12中，設(shè)置有在卡10的前表面12a中開口的開口腔24?？?0接納微電路模塊14。該腔由與卡主體的表面12a和12b垂直地延伸或以相對(duì)于卡主體的表面12a和12b很大的角度傾斜地延伸的壁來(lái)限定。在附圖中所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，腔24包括底孔口面26和頂孔口面28，并為微電路留出空間。底孔口面26比頂孔口面更深。頂孔口面形成圍繞底孔口面26的臺(tái)階30。如圖1所示，底孔口面26和頂孔口面28中的每個(gè)由相應(yīng)的矩形上邊緣32、34周向地限定。底孔口面的上邊緣與頂孔口面的切割平面和底孔口面的切割平面之間的交叉部對(duì)應(yīng)。

所謂的“雙”卡也已知適于或者通過(guò)如上所述與引腳進(jìn)行物理接觸或者借助于天線36遠(yuǎn)程地(不進(jìn)行物理接觸)與外部讀取器進(jìn)行通信。這樣的卡將天線36并入主體12中。在這種情況下，模塊14的內(nèi)表面14a包括連接到微電路并且用于與布置在卡10的主體12中的天線36電連接的連接端子20a、20b。

為此，圖3中所示的天線支撐件38形成卡10的內(nèi)層，并且在層壓操作之前被插入在其它層之間。天線支撐件38被形成在由塑料材料(諸如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)或聚碳酸酯)制成的基板40上。形成天線36的導(dǎo)線在天線支撐件38上被退繞并嵌入，在此之后，該支撐件被其它層覆蓋，并然后與那些層層壓在一起。

天線36由線圈組成。所述天線36包括至少一個(gè)匝36c以及兩個(gè)端部36a和36b，所述匝36c在所述兩個(gè)端部之間延伸。如在圖3中可以看出，天線36的端部36a和36b中的每個(gè)呈現(xiàn)由至少兩個(gè)直線部分42和兩個(gè)彎曲部44構(gòu)成的曲折形狀，這在圖3中可以更詳細(xì)地看到。天線端部36a和36b延伸直到底孔口面26。天線端部36a和36b優(yōu)選地在至少頂孔口面28的寬度上延伸。

至少引導(dǎo)到頂孔口面的直線部分(換句話說(shuō)，距離所述匝36c最遠(yuǎn)的部分)相對(duì)于其終止的壁傾斜。

天線導(dǎo)線36以直線部分42基本上在同一平面上延伸這樣的方式從第一面嵌入到第一基板40的厚度中。直線部分42優(yōu)選地在對(duì)臺(tái)階30進(jìn)行加工的平面中延伸。這些規(guī)定確保了直線部分42以恒定的深度被定位，以保證盡可能大的加工窗口。然后，選擇形成臺(tái)階30的頂孔口面的深度，使得天線的端部36a和36b在基本上與第一基板40的平面平行的平面中被刷洗和加工，以便形成在臺(tái)階30上可到達(dá)的直線部分42的至少一個(gè)加工部。有利地，所述加工部被制成為厚度在形成天線36的導(dǎo)線的直徑的10％至40％的范圍內(nèi)。

因此，天線36的端部36a和36b被布置成面向與它們進(jìn)行電接觸的連接端子20a和20b。在圖1所示的變型中，天線36的端部36a和36b在底孔口面26的任一側(cè)上彼此相對(duì)地布置。

一旦天線36的端部36a和36b被加工，它們就將經(jīng)由導(dǎo)電連接元件與兩個(gè)專用連接端子20a和20b接觸。因此，端部36a和36b被布置成面向與它們進(jìn)行電接觸的連接端子20a和20b。為此，在臺(tái)階30上沉積導(dǎo)電膜46。該膜46優(yōu)選為具有可以在外部壓力作用下改變的導(dǎo)電性能的各向異性粘合劑。該各向異性導(dǎo)電粘合劑提供天線36的端部36a和36b與連接端子20a和20b之間的粘附性，并且還產(chǎn)生可靠并穩(wěn)定的電互連。該粘合劑通過(guò)熱壓縮在短時(shí)間的粘結(jié)后呈現(xiàn)上述性能。

根據(jù)本發(fā)明，天線36的兩個(gè)端部36a和36b中的每個(gè)被布置為曲折形狀或鞋帶形狀(即，布置為連續(xù)交替的直線部分42和形成彎曲部44的彎曲部分)。如上所述，天線的端部36a和36b被嵌入到卡主體10的厚度中達(dá)與形成頂孔口面的底部的水平切割平面(即，臺(tái)階30)對(duì)應(yīng)的深度。此外，端部36a和36b以直線部分42被加工切割器刮到這樣的方式被定位在卡10的厚度中，使得在加工掉導(dǎo)線的絕緣護(hù)套之后將導(dǎo)線的金屬露出，從而提供要與模塊14的內(nèi)表面上的端子接觸的電接觸區(qū)域。

在本發(fā)明中，對(duì)于天線的每個(gè)端部，至少距離匝36c最遠(yuǎn)的直線部分42被布置成相對(duì)于其終止的底孔口面26的上邊緣32傾斜。如在圖4中可以看出，導(dǎo)線的傾斜角被寫為α，在其護(hù)套中覆蓋的導(dǎo)線的直徑被寫為以及切割部的長(zhǎng)度被寫為x。臺(tái)階30的平面中的切割部的長(zhǎng)度x符合以下關(guān)系：

因此，這些規(guī)定使得能夠在與最初導(dǎo)線的直徑成比例的長(zhǎng)度上切割導(dǎo)線。

優(yōu)選地，端部的所有直線部分42彼此平行并且它們都以角度α傾斜。直線部分42可以以相對(duì)于上邊緣32順時(shí)針或逆時(shí)針測(cè)量的角度傾斜。

由于導(dǎo)線的直徑恒定，所以結(jié)果導(dǎo)線相對(duì)于上邊緣32的傾斜的角度越大，切割的長(zhǎng)度越短。因此，這些規(guī)定限制了導(dǎo)線從其被嵌入的塑料基板上移出的任何風(fēng)險(xiǎn)。傾斜的角度在1°至10°的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選為6°。

然而，有利的是將傾斜的角度限制在最大10°，以避免切割靠近天線36的匝36c的直線部分42和/或彎曲部44。傾斜的角度的增加將導(dǎo)致切割最靠近天線36的匝36c的彎曲部44和/或直線部分42的風(fēng)險(xiǎn)增加，從而阻止隨后的直線部分42被電連接。然后，與模塊14的連接端子的連接區(qū)域?qū)⒋蟠鬁p小。

直線部分42被嵌入在基板40中，以便基本上彼此平行地對(duì)齊并且它們間隔開某一最小間距。該間距根據(jù)導(dǎo)線的直徑來(lái)選擇。此外，直線部分42基本上嵌入在同一嵌入平面中，該嵌入平面本身平行于基板40的外表面12a。

此外，傾斜的最小角度被計(jì)算為兩個(gè)直線部分42之間所需的最小間距48的函數(shù)，該間距48隨著導(dǎo)線的直徑而變化。舉例來(lái)說(shuō)，具有112微米(μm)的直徑的導(dǎo)線在各個(gè)直線部分42之間呈現(xiàn)至少300μm的間距，并且具有130μm的直徑的導(dǎo)線在各個(gè)直線部分42之間呈現(xiàn)400μm的最小間距。對(duì)于具有等于±5mm的長(zhǎng)度的直線部分42，通過(guò)執(zhí)行以下計(jì)算獲得最小角度：

arctan(間距/長(zhǎng)度)

對(duì)于112μm的直徑，傾斜的最小角度為1.71°，并且對(duì)于130μm的直徑，最小角度為4.57°。

天線支撐件38使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的并且在本說(shuō)明書的介紹中簡(jiǎn)要描述的方法制成。該方法由具有用于分配天線導(dǎo)線36并用于將其嵌入形成天線支撐件38的基板40中的裝置的工具來(lái)執(zhí)行。所述工具包括分配器裝置，諸如適于將導(dǎo)線逐漸釋放(déverser)到基板40上的噴嘴。所述工具還具有用于操縱噴嘴并控制其速度的控制裝置。所述控制裝置可以被設(shè)置成控制傾斜的角度、鋪設(shè)速度以及導(dǎo)線被推入的深度。最后，所述工具可以包括加熱器裝置，以便執(zhí)行導(dǎo)致塑料材料和/或?qū)Ь€的護(hù)套的少量熔化的局部加熱。天線支撐件38具有沿縱向和橫向延伸并且包括具有至少一個(gè)匝36c的天線36的基板40，天線36呈現(xiàn)布置為曲折形狀的端部36a和36b，每個(gè)端部由通過(guò)彎曲部44連接在一起的至少兩個(gè)直線部分42構(gòu)成，并且其中，至少距離所述匝36c最遠(yuǎn)的直線部分42相對(duì)于橫向傾斜。

本發(fā)明還提供了一種制造電子證件(諸如，銀行卡規(guī)格(format)的卡10或具有如iso7816標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的尺寸的身份證)的方法。該制造方法包括形成具有端部36a和36b的天線支撐件38，所述端部36a和36b呈現(xiàn)布置成相對(duì)于上邊緣32傾斜的直線部分42。該方法包括在第一基板40上鋪設(shè)導(dǎo)線以便形成至少一個(gè)天線匝36c和布置成曲折形狀的兩個(gè)端部36a和36b的步驟，在端部36a和36b的每一個(gè)處，每個(gè)端部由至少兩個(gè)直線部分42構(gòu)成，所述兩個(gè)直線部分42通過(guò)彎曲部連接在一起，其中，至少一個(gè)直線部分42要終止于底孔口面并且被鋪設(shè)成相對(duì)于上邊緣32傾斜。此后，該方法在于將上述天線支撐件38并入卡10的主體12中。該方法包括組裝步驟，在所述組裝步驟中，至少第二基板與第一基板40組裝在一起。為此，天線支撐件38通過(guò)利用能夠使各層粘結(jié)在一起的熱軋方法層壓而與其它塑料材料層(諸如，pet或pvc層或聚碳酸酯層)組裝在一起。然后，對(duì)所獲得的卡10的主體12進(jìn)行加工以形成開口到卡10的主體12的前表面12a中的腔24。加工的深度根據(jù)天線36的端部36a和36b在卡10的主體12的厚度中的位置來(lái)確定。更具體地，腔24的深度被確定為使得天線的端部36a和36b的直線部分42被部分地加工。然后，直線部分42的加工部31是可到達(dá)的并且用于電連接到模塊14的接觸端子。此后，該方法包括沉積電連接裝置的步驟和將微電路模塊14在腔24中放置到位的步驟、以及在模塊14與天線的端部36a和36b之間建立電連接的步驟。