專利名稱：用于卡或標簽的無觸點電子組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及便攜物件、尤其象設有包括一個集成微電路的電子組件的電子標簽及無觸點智能卡這樣的便攜物件。
本發(fā)明還涉及這種組件及這種便攜物件的制造方法。
人們已經(jīng)知道了ISO格式的無觸點卡類型的便攜物件，它們可用來實現(xiàn)各種操作，例如用于交付交通費、電話費或其它費用。這些操作是借助于在卡的電子組件和接收器或閱讀器裝置之間的有距離耦合來執(zhí)行的。這種耦合可以用僅是讀的方式或用讀/寫方式來實現(xiàn)的。
關于卡方面，應當指出，本發(fā)明不僅僅涉及唯一具有無觸點功能的卡。它同樣涉及可以按照兩種方式無觸點及有觸點來工作的混合式卡。這些混合式卡例如可用于遙傳票據(jù)的操作，在其中充入價值單位(貨幣單位、付各種費用的單位)后，當它們通過一個讀端子的附近時，將在一定距離上被扣除一定數(shù)目的價值單位；這種類型的扣款是以無觸點功能為前提的。如果需要，這種卡可在設有該功能的發(fā)售商處再充入價值單位。
為了本說明書的需要及簡明起見，我們將混合式卡及無觸點卡均用同一技術名詞“無觸點卡”來表達。
此外，人們已知道電子標簽形式的便攜物件，它們通常用于識別或跟蹤的各種操作。它們由帶有微電路的電子組件的一部分及該組件的載體的另一部分組成，后者連接著一個工作于相對低頻率(150khz)及與組件相比相當大尺寸的線繞天線。
正如現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)的，電子標簽形式的便攜物件包括具有大量圈數(shù)、通常超過100圈的天線，而它們的尺寸使得其制作變得非常精細，尤其是在標簽制作階段中應用了天線與組件微電路的焊接連接。
類似地，無觸點卡形式的便攜物件具有同樣的缺點。正如現(xiàn)在所實現(xiàn)的，無觸點卡是標準化尺寸的便攜物件。一種通用的標準是ISO7810所述的標準，但對本發(fā)明絕沒有任何限制，該標準相當于其長為85mm、寬為54mm及厚為0.76mm的標準格式卡。
在大多數(shù)公知的無觸點卡中，每個卡包括由塑料材料片組合形成的卡體，及在該組合卡體中埋有一個包含集成電路或微電路亦稱為《芯片》的電子組件，該組件借助兩個連接端子與一個自感應類型的線繞天線相連接。該芯片包括一個存儲器，及在某些情況下包括一個微處理器。該電子組件的尺寸明顯地小于卡的尺寸，該組件通常被定位在卡的一個角上，因為由于卡的彎曲施加在組件上的機械應力在角上比在卡的中央要低。
但是在某些公知的無觸點卡中，規(guī)定了卡體設有一個槽口，并規(guī)定組件設有與一集成電路相連接的線圈，以保證卡的無觸點功能。
在這類無觸點卡中，尤其是由DE-A-4311493(AMATECH)公知了一種用于制造卡格式的識別單元的組合單元。
根據(jù)其第一實施方式，一個組件21包括一個組件載體28，在其上固定了一個集成電路芯片29。在芯片上置有一個線圈，以便給予組件無觸點的識別能力。該文獻明確指出，組件及無觸點閱讀器之間的讀距離小。此外，考慮到由于所述組件結(jié)構(gòu)必然引起的成本及小作用范圍的問題，使用這樣一種具有天線的組件的任何智能卡顯然仍不能商品化。
另外，應當指出，在該文獻中該天線具有附加在芯片上面的空心線圈型天線形式，這使得它由于成本、生產(chǎn)效率及缺乏性能的均勻性而難于實現(xiàn)。
同樣，根據(jù)DE 3721822 C1(PHILIPS)公知了一種無觸點功能的智能卡，其構(gòu)思在于解決線圈與集成電路之間的不良連接問題。為此，該文獻描述了一種非組件智能卡，天線4被作在其上面形成集成電路5的同一半導體上。事實上，天線是與集成電路上部圖跡同時地形成的，由此產(chǎn)生了一個帶有20圈小螺圈的4×6至6×8mm2的集成電路。
結(jié)果是天線的有效面積非常小，這使工作距離受損。此外，根據(jù)該文獻的卡不能以非常經(jīng)濟的方式制造。事實上，我們知道半導體元素芯片尺寸是大批量生產(chǎn)集成電路的成本的主要因素。然而，在該文獻中，包括天線在內(nèi)的集成電路的最小尺寸為24mm2量級，而廉價的無觸點卡通常使用的微電路其尺寸非常小，僅為1mm2量級。
還公知了許多實施無觸點卡的其它方法，如在由同一申請人以申請?zhí)?5 400305.9,95400365.3及95 400790.2提交的法國專利申請中所描述的方法。這些專利申請共同地描述了一種設有大致為卡尺寸的、并與帶有芯片的微組件相連接的天線的無觸點卡。
這樣一種天線具有對于給定讀或?qū)懘艌鱿鄬Υ蟮淖饔镁嚯x的優(yōu)點。事實上，當天線切割電磁場時，在接收天線的端子上出現(xiàn)的電動勢E的關系式具有以下形式(1)Er=I0(KeSeNe).(KrSrNr)/D3式中K為一常數(shù)，S表示天線的平均線圈表面積，N表示纏繞成天線的圈數(shù)，下標e及r分別代表發(fā)射側(cè)及接收側(cè)，及D表示讀距離、即卡天線與外部閱讀器天線之間的距離。
然而，為了使卡的芯片電路工作以便能啟動及執(zhí)行讀操作，電壓Er應超過一定閾值，它通常為3V數(shù)量級。
因而我們可以看出，對于力圖無觸點卡達到的給定讀或?qū)懢嚯xD，應當增加讀和/或?qū)憘?cè)的平均線圈面積和/或天線的圈數(shù)N。
天線的效率在預定讀或?qū)戭l率下依賴于天線線圈的過壓系數(shù)，它由下列表達式給出(2)Q=Lω/R式中，L為線圈電感、它隨線圈直徑及圈數(shù)的增大而增大，ω=2πf、其中f表示讀頻率并對于一種給定應用是固定的，及R為天線線圈的電阻、它正比于構(gòu)成天線的導線長度。
對天線效率具有相反影響的量L及R有著相互補償?shù)内厔荩允沟锰炀€效率變化的因素主要依賴于天線的總面積S.N。
但是，對于給定的平面線圈尺寸，線圈的圈數(shù)N受到每圈寬度及每兩圈之間距離的限制，而它們?nèi)Q于制造技術。
因此可以看到，另一方面，為了獲得用于無觸點卡的優(yōu)良天線的自然趨勢的總情況是相同的，并且也已在實際中廣泛的使用，這就是在無觸點卡上使用一種天線，使它的每個線圈尺寸盡可能地接近卡的面積。
但是，正如制造這種無觸點卡的經(jīng)驗所表明的，這種選擇同樣引起了一些缺點。
事實上，為了使這種尺寸的天線結(jié)合在卡上的操作及使其與電子組件相連接的操作具有重大的技術問題(正如在上述電子標簽的情況)。
確實地，雖然有適用的技術，卡與天線的組合仍常常是復雜及高成本的，因為電子組件及天線線圈的連接需借助于難于實現(xiàn)自動化的手段。接著，組合件需接受層壓處理，這是需添加樹脂以使線圈及天線能被埋在卡中的昂貴處理，結(jié)果是使它們不從卡表面露出并使共同用于層壓的上層及中間層不產(chǎn)生變形。
此外，由于該方法的復雜性，不能獲得與制造有觸點卡得到的產(chǎn)量相比擬的成品產(chǎn)量。當將所需加壓與確定類型的卡印刷及可能時設置磁跡或壓制浮雕相組合時，上述情況也是一樣的。事實上，為了確定類型的卡印刷或在卡上形成一個磁帶，應該具有幾乎完善的平整度，其缺陷小于6μm。在壓制浮雕的情況下，應選擇與卡制造方法相適應的材料，且天線應顯然留出用于壓紋的預定區(qū)域，以便在壓紋時不致使天線受損。
考慮到與制造無觸點卡及電子標簽的現(xiàn)有技術方式相關的所有缺點，即主要表現(xiàn)為制造成本高，本申請人的工程人員致力于提供一種新的制造無觸點卡和標簽的方法，它能夠克服上述所有的缺點。
更確切地，本發(fā)明的一個目的在于提供在制造智能卡和/或電子標簽類型的便攜物體時適用的低成本手段。
本發(fā)明的另一目的是提供低成本地制造無觸點卡及標簽的方法，它們允許借助自動化機器進行可靠及高質(zhì)量的制造。
本發(fā)明的又一目的是提供一種制造方法，它能獲得極為平整的無觸點卡。
本發(fā)明的一個附帶目的是提供一種無觸點卡的制造方法，它能與卡體與天線結(jié)合后的所有步驟相適應，尤其是與卡的膠版印刷、卡的壓制浮雕、或沉積磁跡相兼容。
為此本發(fā)明提供了一種適于制造無觸點卡和/或無觸點電子標簽類型的電子組件，它包括用于接收電子微電路的載體襯底，所述電子微電路用于與一個天線相連接，以使組件無觸點地工作，其特征在于天線全部地被包含在組件上；及天線包括作在載體襯底平面上的螺圈。
同樣，本發(fā)明還提供了一種小尺寸的基本元件，它實際上適于無差異地應用在通用格式的無觸點卡或小尺寸的電子標簽的制造上，而不管這些電子標簽的形狀如何。
根據(jù)本發(fā)明的電子組件的其它有利特征
-天線由外部尺寸為5至15mm量級、最好為12mm量級的螺圈構(gòu)成，它的各個端子與電子微電路的接觸點相連接。
-天線是由包括圈數(shù)約6至50圈之間的螺旋形導體組成的，每圈具有量級為50至300μm的寬度，兩個相鄰圈之間的間隔為50至200μm量級。
-天線的螺旋形式例如是外形為明顯的圓形，其外徑的量級為5至15mm，并最好約為12mm。作為變型，所述螺圈外形為明顯的方形，外部邊長的量級為5至15mm，并最好約為12mm，或外形為明顯的橢圓形，它具有的最大尺寸為15mm量級，及最小尺寸為5mm量級。
-微電路設置在天線的中央，并且組件與天線設置在同一面上，天線的連接端通過導線與組件或微電路的各相應接觸點相連接。作為變型，微電路與天線設置在同一面上，前者騎在后者的圈上，天線的連接端子通過導線與組件或電子微電路的各相應接觸點相連接，及一個絕緣層插放在微電路及至少微電路下面的天線區(qū)域之間。根據(jù)另一組件的實施變型，電子微電路設置在沒有天線的組件面上，天線的連接端子借助于穿過設在組件載體襯底的所述天線連接端子位置上的孔的導線與組件或微電路的各相應接觸點相連接。
-電子組件在載體襯底的一個面上包括與微電路相連接的天線，及在載體襯底另一面上包括顯露的并也與微電路相連接的接觸點，以便獲得能借助于觸點和/或天線被讀及寫的混合式卡。
-一個調(diào)諧電容器互聯(lián)在天線及電子微電路的端子上，其值被選擇得使組件的工作頻率在1Mhz至450Mhz量級的范圍中。具體地，調(diào)諧電容器的值為12至180微微法量級；及組件的工作頻率約為13.56Mhz。作為變型，該調(diào)諧電容器的值為30至500微微法量級，及組件的工作頻率約為8.2Mhz。該諧振電容器是在微電路的表面上預先覆蓋一層絕緣后再沉積氧化硅形成的。
本發(fā)明也涉及一種無觸點卡及包括與天線形成一體的小尺寸電子組件的電子標簽，尤其是上述類型的電子標簽，還包括無觸點卡及該類型電子標簽的各自制造方法。
對于制造根據(jù)本發(fā)明的無觸點卡，需要-從電子組件載體上切割下一個設有天線及微電路的無觸點組件；
-將所述組件放置在設在卡體中的并明顯具有組件尺寸的槽口中；-將所述組件固定在卡體的該槽口中。
對于制造根據(jù)本發(fā)明的電子標簽，需要作出以下變型-從電子組件的載體上切割下一個設有天線及微電路的無觸點組件；-將這樣切割下來的電子組件與一保護載體相結(jié)合成一體。
作為替換及更簡單的方式，對于制造電子標簽，本發(fā)明考慮使用無觸點卡的生產(chǎn)線。為此，需要從無觸點卡上切割下一個如上所述的電子組件，并使得在電子組件的周圍保留少許卡體材料，其目的在于保護組件。該技術可通過例如從同一卡上切割同樣形狀的另一片，然后將片貼在第一片上，以包圍及保護組件。
參照以下作為例子作出的非限制性說明及附圖，將會更好地理解本發(fā)明，附圖為

圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術的一種無觸點卡；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的無觸點卡；圖3表示連續(xù)制造根據(jù)本發(fā)明的電子組件用的一個帶，它供根據(jù)本發(fā)明的無觸點卡或電子標簽用，以及一個用于接收該組件的卡；圖4A至4G表示實施根據(jù)本發(fā)明的電子組件的多個變型，它們適于或用于結(jié)合在無觸點卡體中或電子標簽中；圖5A至5D表示根據(jù)本發(fā)明實施設有天線的電子組件的多個變型的截面圖；圖6表示有觸點和無觸點的混合卡用的組件的截面圖；圖7表示使用根據(jù)本發(fā)明的電子組件的一個電子標簽變型的制造方法步驟。
在所有的附圖中用相同的標號表示類似的單元。
參照圖1，它以概要的方式表示一個已實際商品化類型的無觸點卡1的平面圖。如所看到的，一個稍小于卡尺寸的大尺寸線圈形式的天線2被集成在卡體3上，天線2的線圈兩端被連接在帶有微集成電路7的電子組件6的饋電觸點4,5上，微集成電路7也稱為芯片。
天線線圈除了其圈數(shù)外是按比例表示的，在圖中只表示出四圈。為了將這種線圈安置在卡體3上，必須施行復雜且高成本的層壓或噴射操作，它具有上述的缺點。這樣一種天線允許在離開70mm的距離上使用若干Mhz的頻率讀出卡上的信息。
與圖1的卡不同，以下本發(fā)明的總原則在于取消無觸卡實際使用的大尺寸天線，以便克服上述缺點，本發(fā)明為了達到所追求的可靠性及低制造成本的目的，力圖使用在制造無觸點卡時已應用的某些原理及生產(chǎn)流水線，這種生產(chǎn)現(xiàn)今已很好的掌握并能達到低生產(chǎn)成本。
所提出的技術解決以概要方式表示為圖2中的卡1。它在于使用了一個專用于卡的芯片組件6，該組件在同一小尺寸載體上結(jié)合了芯片的傳統(tǒng)組件電子功能及用于在卡和外部讀寫裝置(未示出)之間無觸點地傳送信息的發(fā)射/接收天線的功能。
該組件6具有的尺寸可與公知實施的及用于制造有觸點卡的方法相兼容，同時在組件的厚度及平面上及在長度和寬度方面亦可相兼容。
當然，為了能使設有天線的組件能夠?qū)崿F(xiàn)，應當與現(xiàn)有技術中的指導截然相反，需使用與這種組件相適應的尺寸來獲得天線，并需保持多個線圈圈數(shù)，以保證能在足夠的距離上、即若干厘米數(shù)量級上發(fā)送電磁波。為此，該天線以螺旋線圈形式來實施，它由直接位于載體襯底并明顯位于同一平面上的一組圈數(shù)形成的，它是與前述現(xiàn)有技術某些文獻中所指導的空心螺旋線圈毫不相干的。
為了最好適合組件的形狀及可自由使用其表面，天線可具有基本為方形、矩形、圓形或橢圓形或其它合適形狀的一個外部環(huán)圈。天線的兩端與一個集成電路、尤其是同樣位于組件上的一個存儲器和/或一個微處理機的饋電端子相連接該集成電路如圖2中標號7所示，并將在圖4至6中更詳細地表示。
參照圖3，它表示從包含設置成例如兩行的多個組件6的一個帶8上分離出一個根據(jù)本發(fā)明的電子組件6。在這種帶上的傳統(tǒng)電子組件的制造在制造有觸點卡的領域中其本身是公知的，故不再贅述。
根據(jù)本發(fā)明的組件6例如為包括一個“跨騎”在方形線圈形式的天線線圈2上的集成電路7的型式，它可通過譬如一個機械切割的切割工序從帶8上分離開來。切割下來的組件借助一個未示出的公知自動裝置提取，并最好以背面帶到一個設在無觸點智能卡1的卡體3中未穿透的槽口9的正面(集成電路及天線朝著卡體槽口的底部)。組件6在預設槽口9中的固定可借助粘接、焊接或其它適合的措施來作到。
由此產(chǎn)生了一個符合本發(fā)明的無觸點卡，它設有一個位于電子組件6平面上的天線2，而其中的制造主要歸結(jié)為剛才所描述的步驟，當然在需要時也可后繼傳統(tǒng)的印刷步驟及個性化步驟。
圖4A至4G以更詳細地方式表示了多個組件的變型，它們用于在制造無觸點卡時插入其中，或就集成在不同形式的卡、如制造電子標簽時的載體上。
組件6的組成為，一個傳統(tǒng)的載體襯底10(由相對柔軟的膜、聚脂薄膜、環(huán)氧樹脂或capton作成)，在其上攜有的不是一個線繞線圈，而是一個天線圖案2，它可用多種方式實施，如前面已解釋的，該天線2例如是由一個銅箔沖壓來實現(xiàn)的，并接著將沖壓出的銅箔設置在載體襯底上。在需要時，載體襯底10及天線2以精確的方式結(jié)合，并使用公知的襯底傳動及定位裝置。
天線2也可通過天線圖案的光化學蝕刻來獲得，或在形成襯底的柔性膜上沉積金屬材料來獲得。載體襯底10的適應選擇將對組件厚度產(chǎn)生后果，并主要取決于組件所涉及的應用。該選擇完全是技術人員力所能及的。
在對于電子組件6所提出的一種變型中，天線2是由15μm至70μm量級厚度的銅跡構(gòu)成的，它被作成螺圈，每圈間的距離是等值的。該螺圈的端部11、12最好被加大，以便構(gòu)成與微電路7相連接的接觸點。
已考慮到微電路及天線各自定位的多種變型方案。在組件6的實際及小型的第一實施方式中(圖4A)，芯片7被粘在天線2的中心。在圖4B上，我們可看到連接導線13、14，它們用于使芯片7的各端子與天線相應的各端11、12相連接。為了實現(xiàn)它，必須使一根導線15通過天線銅跡的上方。為此，預先在銅跡相應區(qū)域與連接導線15之間設置了一個絕緣層16，它尤其是通過絲網(wǎng)印刷形成的。
在組件6的另一實施形式中(圖4C)，天線2占據(jù)組件的整個一面，及在其中心未留自由空間。在此情況下，本發(fā)明考慮，或是將微電路7粘在未設天線的組件面上，或是在天線2及微電路7之間插入一層絕緣(暗色部分16)后將微電路粘在天線的同一面上(圖4D)。
在圖4E上表示了電子組件6的又一變型，其中天線2具有圓形螺圈的形狀，微電路7被放置在螺圈平面的上面，其間插放了一層絕緣16。這種構(gòu)型能減小天線和微電路之間連接導線的長度。
在圖4F上表示了根據(jù)本發(fā)明的組件6的一個附加變型，它特別適用于必須使用橢圓形或矩形組件的情況。在此情況下，天線圖案2具有基本為橢圓的螺圈形狀，微電路7最好放置在天線的中央，而微電路端子與螺圈接點之間的連接是以與結(jié)合圖4B所述相同的方式實現(xiàn)的。
應注意到，芯片接點及天線接觸點之間的連接可使用傳統(tǒng)的導線連接技術來實現(xiàn)，諸如所謂“焊接”《bonding》連接方式，它由微電路接點與天線相應各端之間的焊接導線形成；或使用所謂的“倒裝”《flip-chip》技術來實現(xiàn)，它在于將微電路轉(zhuǎn)移到組件襯底10上，組件設有攜帶天線及粘在襯底上的微電路的面。然后使用傳統(tǒng)的有觸點智能卡的實施方法執(zhí)行由樹脂對觸點的保護。
圖4G表示根據(jù)本發(fā)明的電子組件6的一個更詳細的示圖，其中一個調(diào)諧電容器17被作成跨騎在天線螺圈上，在天線螺圈上積沉了一層絕緣層16(灰暗部分)。為了使該電容器并聯(lián)連接在天線2的端子11、12及微電路接點13、14之間，電容器17的一個端子18連接到端子12及接點14上，及電容器17的另一端子19借助于一個由中間連線22連接的中間接點20，21連接到端子11及接點14上，該中間連線作在絕緣層16上，其方式是不使天線螺圈短路。
當然，也可以有調(diào)諧電容17其它形式的布置。尤其是在設計微電路階段考慮將調(diào)諧電容器集成于微電路7上，這將會節(jié)省組件6的制造步驟。
天線圖案的確定在于能使之工作在Mhz量級的高頻上，調(diào)諧電容器17的值選擇在于能獲得天線2的確定的工作頻率，該頻率位于1Mhz至450Mhz量級的高頻范圍中。在能獲得約13.56Mhz的通常工作頻率的一個實施例中，調(diào)諧電容器17的值為12至180微微法的量級。在另一個能工作于8.2Mhz的變型中，其電容值為30至500微微法的量級。
圖5及6用截面圖表示了組件6的不同實施方式。在圖5上，使用了一種切割的并隨后將其粘在載體襯底10上的金屬柵作為天線。該機械切割的螺圈形天線適合于非常薄的寬金屬跡，目前最小可作到300μm寬的量級。
在圖5A上，微電路7及天線2位于組件載體襯底10的兩個對立的面上，天線2的接觸端子11、12借助于穿過形成在載體10中的孔23的連接導線15連接到微電路的接點(未示出)上。
在圖5B上，微電路7與天線2在同一面上，并在天線螺圈的上面設置了一個絕緣中間層16。在圖5C上，微電路7設置在組件載體中為其開設的窗口25中，這使得組件6的組裝厚度減小。在圖5D上，微電路7被簡單地粘在天線2的中央，如同在圖4A、4B中所表示的。在所有這些情況下，天線整個地位于載體襯底10上并形成組件的一部分，及微電路被放置到該天線襯底的結(jié)構(gòu)上。
應注意到，為了再減小組件6的厚度，可以使用在合適載體襯底10中饋刻的柵或在該襯底上以金屬化或其它方式沉積一個柵，以取代切割的金屬柵來作為天線。
現(xiàn)在參照圖6，其中以截面圖及頂視圖表示電子組件6的另一實施形式，它用于獲得特別適用于制造混合型卡的有觸點及無觸點混合組件。在該組件中，微電路7及天線被布置在組件載體襯底10的第一面上，如已結(jié)合圖5所述的。此外，通常與有觸點卡的觸點相同的觸點26通過導線27與微電路的相應接點相連接。微電路則根據(jù)外部施加的信號或利用觸頭26或利用天線2與外部通信。因此，對于混合型卡的功能有用的所有元件、包括天線2在內(nèi)均設置在小尺寸的混合組件6上，該組件適于安裝在卡上，也就是說適于被結(jié)合在卡體中。
有利的方式是，前面所述類型之一的兩個組件6可以肩并肩地作在一個標準膜10的寬度(為35mm)上。但是本發(fā)明的卡也包括在一個載體帶上組件6的其它布置方式。每個組件6可使用傳統(tǒng)的組件移放到卡體中的方法、如制造有觸頭卡所使用的方法后來被移放到ISO標準格式的卡體3中。
另一方式是，組件6可用來制造用于識別物體的類型的電子標簽。如果需要的話，在從載體帶8上切割下組件后，這些組件將由樹脂或其它合適材料作的保護層來保護，這允許以低成本來獲得小尺寸的電子標簽。當然，根據(jù)涉及的應用，這些組件同樣可集成或固定在不同的載體或更大體積的載體上(如鑰匙、包裝物等)。
現(xiàn)在參照圖7，在標簽制造方法的有利變型方面，為了從使用根據(jù)本發(fā)明的組件6的無觸點卡的生產(chǎn)線及制造步驟的節(jié)約中獲利，同樣可以根據(jù)如前述那樣包括從包含一個組件6的無觸點卡1中切割出該電子組件6所組成的唯一步驟的方法，來制造電子標簽，其方式是，在電子組件6的四周保留一點卡體材料，以便保護組件6。因此，就可以由大批量生產(chǎn)的、根據(jù)本發(fā)明的無觸點卡來方便地獲得具有卡厚度但平面尺寸非常小的電子標簽。
但是在此情況下顯然具有缺點，在某些應用中該缺點可能很嚴重，即由于簡單地從無觸點卡上進行切割，對于標簽僅能由非常薄的保護層保護其一個面，該保護層是在卡的槽孔一個面上由約一百微米厚的塑料材料層形成的，而該組件的另一面是曝露的。為了補救該不足，可以用合理的方式在由圖7(a)所示的卡1的一部上進行切割，無論如何該部分將被切割出一個具有預定標簽規(guī)格的第一切片28。然后如圖7(b)中所示，將該切片28轉(zhuǎn)移到明顯露出組件6且無保護層的標簽面上。切片28如圖7(d)所示地可用任何合適的技術、尤其是粘貼或超聲波焊接技術被連接到卡1上。最后如圖7(e)所示，在卡上重新切割出具有切片28形狀并與其重合的一個切片29。于是就以非常小的成本獲得了一個對稱形狀的電子標簽30，它被放大地表示在圖7(f)上。當然也可分開地切割出切片28、29，以便接著組合在一起。
該標簽30包括一個在兩面上受保護的組件6，它易于在兩個面上用圖形或文字作個性化處理，以便作為可用于游戲或任何其它用途的標簽。
在關于根據(jù)本發(fā)明的組件、卡及標簽的性能方面，理論及實踐的結(jié)果表明，在組件6上獲得了一種性能優(yōu)異的天線，它能工作在1至450Mhz的頻率范圍中。
為了對于一個給定的應用獲得所需的通信性能，使用一個足夠高的調(diào)制頻率(如13.56Mhz)就足以得到在讀/寫距離上可接收的性能。
如果考慮譬如通常在遙感票據(jù)(telebilletique)應用方面使用的13.56Mhz的頻率，獲得的性能是非常顯著的?，F(xiàn)在用該方法得到的結(jié)合天線2的芯片7可達到50mm量級的工作距離，而同樣的芯片裝有傳統(tǒng)卡尺寸的線圈時可達到約70至75mm的工作距離。這個區(qū)別在目前所涉及的大多數(shù)無觸點卡的應用方面是無關緊要的。此外，當組件及外部閱讀器的發(fā)射電路和電磁能量再生電路工作在同一水平面上時該性能還可顯著地改善。
根據(jù)一個實際實施例，所使用的組件尺寸為12mm×12mm量級，但也可考慮稍微大點的橢圓形狀以增強性能，或也對閱讀器天線或?qū)π酒旧碓谄浜碾娏糠矫孢M行優(yōu)化，以改進其性能及達到更大尺寸天線的性能。
由于本發(fā)明的構(gòu)思，在使用組件6制造卡時，在整個制造過程中保持了卡體的完整性。因此，卡體易于以傳統(tǒng)的方式來接收一個磁跡。此外，它可以用制造傳統(tǒng)有觸點卡的公知方法以外的所有現(xiàn)有方法無特殊約束地進行印刷。
同樣地，卡體材料的選擇是完全自由的因此將可以適應所考慮的各種應用的要求。
因此，本發(fā)明能一下子解決上述有關制造無觸點卡用組件的所有缺點，尤其是成本、體積、印刷、放置方向的兼容或磁跡的實現(xiàn)方面的缺點。在制造不依賴于卡體形狀的電子標簽的情況下，天線的小尺寸帶來了相應的優(yōu)點。
本發(fā)明的經(jīng)濟利益是無可置疑的，它允許以現(xiàn)有的生產(chǎn)無觸點卡或標簽所使用的方法中結(jié)算的成本的一部分及所有制造步驟的一部分在同生產(chǎn)線上制造出具有集成天線的電子組件、電子標簽及無觸點功能卡。
關于根據(jù)本發(fā)明的組件、電子標簽及無觸點卡及其制造方法的其它附加優(yōu)點在于沒有天線線圈的繞制操作，不用錫焊及線圈的精確定位、或置入卡(前)的印刷。
權(quán)利要求
1．適于制造便攜帶物體、如無觸點卡(1)和/或無觸點電子標簽類型的電子組件(6)，它包括用于電子微電路(7)的載體襯底(10)，所述電子微電路(7)用于與一個天線(2)相連接，以使組件(6)無觸點地工作，其特征在于天線(2)全部地被包含在組件上；及天線包括作在載體襯底(10)的平面上的螺圈。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電子組件(6)，其特征在于所述天線(2)由外部尺寸為5至15mm量級，最好為12mm量級的螺圈構(gòu)成，它的各個端子(11、12)與電子微電路(7)的接觸點(13、14)相連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電子組件(6)，其特征在于天線(2)是由包括圈數(shù)在約6至約50圈之間的螺旋形導體組成的，每圈具有量級為50至300μm的寬度，兩個相鄰圈之間的間隔為50至200μm量級。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的電子組件(6)，其特征在于所述螺圈外形為明顯的圓形，其外徑的尺寸為5至15mm，最好為約12mm。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的電子組件(6)，其特征在于所述螺圈外形為明顯的方形，外部邊的量級為5至15mm，最好為約12mm。
6．根據(jù)權(quán)利要求3的電子組件(6)，其特征在于所述螺圈外形為明顯的橢圓形，它具有較大尺寸為15mm量級，及較小尺寸為5mm量級。
7．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的電子組件(6)，其特征在于微電路(7)設置在天線(2)的中央，及組件(6)與天線設置在同一面上，天線的連接端子(11、12)通過連接導線(15)與組件(6)或微電路(7)的各相應接觸點(13、14)相連接。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的電子組件(6)，其特征在于微電路(7)與天線(2)設置在同一面上，前者騎在后者的圈上，天線的連接端子(11、12)通過導線(15)與組件(6)或電子微電路(7)的各相應接觸點(13,14)相連接，及一個絕緣層(16)插放在微電路(7)及至少微電路下面的天線區(qū)域之間。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的電子組件(6)，其特征在于電子微電路(7)設置在沒有天線的組件(6)的一面上，天線的連接端子(11、12)借助于穿過設在組件載體襯底(10)的所述天線連接端子(11、12)位置上的孔(23)的導線(15)與組件(6)或微電路(7)的各相應接觸點(13、14)相連接。
10．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的電子組件(6)，其特征在于一個調(diào)諧電容器(17)并聯(lián)在天線端子(11、12)及電子微電路(7)的接觸點(13、14)上，該電容器(17)的值被選擇得使組件(6)的工作頻率在1Mhz至450Mhz量級的范圍中。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的電子組件(6)，其特征在于調(diào)諧電容器(17)的值為12至180微微法量級；及組件的工作頻率約為13.56Mhz。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的電子組件(6)，其特征在于調(diào)諧電容器(17)的值為30至500微微法量級；及組件的工作頻率約為8.2Mhz。
13．根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項的電子組件(6)，其特征在于諧振電容器(17)是在微電路(7)的表面上預先覆蓋一層絕緣(16)后再沉積氧化硅形成的。
14．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的電子組件(6)，其特征在于它在其載體(10)的一個面上包括一個與微電路(7)相連接的天線(2)，及在載體(10)的另一面上包括顯露的并也與微電路(7)相連接的觸頭(26)，以便獲得能借助觸頭(26)和/或天線(2)進行讀及寫的混合卡。
15．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的電子組件(6)的制造方法，其特征在于它包括以下步驟-在一個載體襯底(10)上形成一個小尺寸的、具有連接端子(11、12)的天線螺圈平面(2)；-在所述載體(10)或所述天線(2)上固定一個設有接觸點(13、14)的微電路(7)；-在天線(2)的連接端子(11、12)及微電路的對應接觸點(13、14)之間形成電連接。
16．無觸點卡(1)，它包括一個卡體(3)及帶有集成微電路(7)并適于結(jié)合于卡體(3)上的電子組件(6)，和一個天線(2)，其特征在于所述天線(2)的尺寸顯然小于卡(1)的尺寸；及天線(2)是一個明顯平面狀并整體設置在電子組件(6)的載體襯底(10)上的天線螺圈。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的無觸點卡(1)，其特征在于它設置一個根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的電子組件(6)。
18．根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17的無觸點卡(1)的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟-從電子組件載體(8)上切割下一個設有天線(2)及微電路(7)的無觸點組件(6)；-將所述組件(6)放置在設在卡體(3)中的并明顯具有組件尺寸的槽口(9)中；-將所述組件固定在卡體的該槽口中。
19．電子標簽，尤其是用于識別物體的電子標簽，其特征在于它包括一個小尺寸的電子組件(6)、其最大尺寸為5至15mm量級，及一個電子微電路(7)；及它包括一個同樣小尺寸的設在所述電子組件上的天線(2)。
20．電子標簽，其特征在于它設有一個根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的電子組件(6)。
21．根據(jù)權(quán)利要求19或20的電子標簽，其特征在于設有其微電路(7)及天線(2)的電子組件(6)被固定或集成在一個載體上，以便使標簽能被連接到一個待識別物體上。
22．根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項的電子標簽的制造方法，其特征在于，它由下列步驟組成-從電子組件(6)的載體(8)上切割下一個設有天線(2)及微電路(7)的無觸點組件(6)；-將這樣切割出來的電子組件與一保護載體相結(jié)合成一體。
23．一種電子標簽的制造方法，其特征在于，它包括一個單一步驟從包括電子組件的無觸點卡(1)上切割下一個根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的電子組件(6)，并使得在該電子組件(6)的周圍保留少許卡體(3)的材料，其目的在于保護組件。
24．一種電子標簽的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟-從一個無觸點卡(1)上根據(jù)給定切割形狀切割下一個包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的電子組件(6)的第一部分(28)，并使得在該組件的周圍保留一些卡材料；-從一個卡上、最好是同一無觸點卡(1)上切割下與第一部分相同的第二部分(29)；-將第一部分與第二部分(28、29)相組合，以使得電子組件(6)被夾持在所述這兩部分之間并被它們所保護。
全文摘要
適于制造無觸點卡(1)和/或無觸點電子標簽類型的電子組件(6)包括一個用于電子微電路(7)的載體(10),該電子微電路用于與一個天線(2)相連接,以使得組件(6)能無觸點地工作,其特征在于:天線(2)全部地被設置在電子組件(6)上,其天線的各圈形成在載體襯底(10)的平面上。該電子組件(6)可用于制造無觸點卡及電子標簽。
文檔編號B42D15/10GK1213449SQ9719291
公開日1999年4月7日 申請日期1997年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月17日
發(fā)明者M·勒杜克, P·馬丁, R·卡利諾斯基 申請人:格姆普拉斯有限公司