CN102106035A - 用于芯片卡制造的天线构造 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于芯片卡制造的天线构造(10)，尤其是在超高频(UHF)频率范围内使用的芯片卡的芯片卡制造的天线构造，其具有基板和以涂层法构成在所述基板上的多个天线导体结构(11)，所述天线导体结构具有用于将所述天线导体结构连接在芯片上的接头构造(24)，其中所述基板构成为基板片(12)，并且所述天线导体结构以具有多个列和行的矩阵构造(13)设置在所述基板片上。

Description

用于芯片卡制造的天线构造
技术领域
本发明涉及一种用于芯片卡制造的天线构造，尤其是在超高频(UHF)频率范围内使用的芯片卡的芯片卡制造的天线构造，其具有基板和以涂层法构成在基板上的多个天线导体结构，所述天线导体结构具有用于将天线导体结构连接在芯片上的接头构造。
背景技术
开头所述类型的天线构造尤其在座位偶极构造的天线导体结构的实施方式中应用于在超高频(UHF)频率范围内工作的应答器。由于天线导体结构以涂层法构成，因此在例如也能够通过薄膜构成的天线基板相当柔性的设计中，开头所述类型的天线构造也具有用于制造所谓的“标签”的特别的适用性，所述标签通常用于产品标示，并且平面地涂覆在待标示的产品的表面上。
与在其中使用以涂层法制造的天线导体结构的应答器的实施形式无关，迄今为止，在制造应答器，即例如制造芯片卡或标签时，如此采取措施，使得为了制造多个应答器天线，导体结构排列成行地设置在构成为连续的基板的载体带上。在制造应答器时，卷成备料辊的载体带连续地展开，并且天线导体结构通过切割基板部段与备料辊分离。
紧接着，设置在分离的天线基板上的天线导体结构与芯片模块接触，以及在被覆盖的覆盖层两侧涂覆天线基板以用于制造芯片卡或标签。
因此在已知的方法中，为了制造应答器，即例如制造芯片卡或标签，从备料辊中分离的天线基板的操作是必需的。如果在分离后为了准备层压过程将分离的天线基板涂覆在覆盖层上，所述覆盖层在有效复合结构(Nutzenverbund)中相互关联地构成，那么分离的天线基板的这个操作是耗费的，因为对于在有效复合结构中的每个覆盖层，相关联的天线基板不同地定位。
发明内容
因此，本发明的目的是，提出一种天线构造，所述天线构造允许以层压法简单地制造应答器。
为了实现该目的，根据本发明的天线构造具有权利要求1的特征。
在根据本发明的构造中，基板作为基板片，并且天线导体结构以具有多个列和行的矩阵构造位于基板片上，使得设置在矩阵构造中的多个天线导体结构能够在具有设置在矩阵复合结构(Materixverbund)中的覆盖层的覆盖层基板上同时定位。
因此，基于根据本发明构成的天线构造能够省去的是，为了与相关联的覆盖层叠合地设置，每个分离的天线基板各自地定位。相反，足够的是，以唯一的定位过程形成设置在矩阵构造中的天线导体结构与设置在相应的矩阵构造中的覆盖层的叠合的设置。如果用于天线导体结构在天线基板上的绝缘的覆盖的覆盖层设置有芯片，或者例如总体上构成为芯片模块，在所述芯片模块中，覆盖层用作用于芯片的载体基板，那么能够在将多个天线导体结构设置在覆盖层复合结构上的同时，进行天线导体结构的接头构造与芯片的用于随后使芯片与天线导体结构接触的连接面的定位校准。
天线构造表明特别有利的是，天线导体结构具有至少一个偶极构造，因为因此可能的是，以层压法制造UHF应答器，而无需操作分离的天线基板。尤其是在偶极构造非对称地构成时，在由于由非对称性导致的不利的中心分布，复合结构中相关联地设置在天线基板上的天线导体结构的操作表明比分离的天线导体结构的操作更简单。
如果偶极构造由导线导体形成，那么可能的是，通过导线导体敷设基板片的表面上来制造偶极构造。
在优选的实施形式中，天线构造具有偶极构造的设置，所述偶极构造具有第一天线束和第二天线束，所述第一天线束和第二天线束分别沿着用于分离天线导体结构的列分隔线和行分隔线延伸，并且在分隔线的交叉区域内通过耦合导体部分相互连接。这样构成的天线导体结构允许在天线基板的边缘区域内的最佳的构造，所述构造明显降低了在用手握持构成为芯片卡的应答器上时由于用手握持而遮盖天线导体结构的部分偶极构造的可能性。
由于天线导体结构设置在位于基板的侧边缘区域内的“握持区”外，能够从芯片卡的至少一个侧边缘正常地握住卡，即借助拇指和至少一个手指置于卡的中央区域内，而不产生天线的失谐的必然结果。在优选实施形式中的天线构造允许通过极其不对称的或偏心的天线导体结构在共同的矩阵复合结构内的设置，在以层压法制造芯片卡时毫无问题地操作天线导体结构。
如果天线构造的根据特别有利的实施形式，用于将天线导体结构连接在芯片上的接头构造构成为具有耦合导体部分的环形偶极，所述耦合导体部分设置成平行于相关联的天线导体结构的耦合导体部分，那么可能的是，相对于天线导体结构的天线束侧向地设置接头构造或与接头构造接触的芯片，使得可借助于天线构造制造具有天线导体结构的芯片卡，所述天线导体结构的天线束能够在一定程度上敷设至天线基板侧边缘处，以便允许芯片卡具有极其大的握持区。
如果在天线构造中，接头构造具有至少两个构成为平面的接头接触部，所述接头接触部在朝基板背面开口的基板凹部的上方延伸，那么天线导体结构与在天线基板背面上，即在相对于天线导体结构的反面上设置的例如芯片的结构元件接触，而没有进一步的重接触或重接线。以涂层法涂覆在天线基板的正面的接头构造在一定程度上横跨可从天线基板的背面自由接近的基板凹部，使得能够直接接触接头接触部背面。
这个横跨基板凹部的构造例如能够如下产生，即通过在将天线导体结构或接头构造涂覆在天线基板上之前，天线基板内形成的凹部在天线基板进行涂层期间暂时用天线材料填充。
如果接头接触部与接头构造的耦合导体部分一体地作为材料涂层以涂层法涂覆在卡基板上，那么尽管接头接触部的横跨基板凹部的设置，但是也获得足够的机械稳定性。
尤其表明有利的是，天线导体结构和在其中构成的接头构造由相同的材料涂层形成，因为因此可在唯一的涂层过程中形成总的天线导体结构。
如果接头构造由铝或含有铝的合金形成，那么尤其在用于与接头构造接触而设有的芯片同样具有由铝或含有铝的合金组成的接头接触部的情况下，能够以超声波焊接法进行芯片连接面与接头构造的接头接触部的直接的接触。
如果接头构造由铜或含有铜的合金形成，那么可能的是，借助于常用的热结合法与芯片接触。
表明特别有利的是，天线构造构成为具有两个基板片的层压复合体，所述基板片分别具有接头构造或偶极构造。因此，接头构造和偶极构造在基板片的平面内的局部相关联方面的可变性是可能的，该可变性允许调节在接头构造和偶极构造之间的距离，以用于天线导体结构的频率调谐。
同样可能的是，在芯片卡的层压构造中改变偶极构造的相对于相邻的层压层的局部相关联，并且在芯片卡的被选择的区域内敷设偶极构造，以便例如为了避免“失谐”，偶极构造设在“握持区”外。
附图说明
下面借助于附图详细阐述天线构造的优选的实施形式。附图示出：
图1示出具有以矩阵构造设置在基板片上的多个天线导体结构的天线构造；
图2示出从基板片中分离的天线基板；
图3示出基于在图2中所示的天线基板制造的芯片卡的根据图2中的剖切线III-III的剖视图；
图4示出另一个芯片卡的相当于图3的图示；
图5示出在借助为了构成天线导体结构涂覆在基板上的金属涂层进行涂层期间的天线基板；
图6示出用于基于在基板片上构成的天线构造制造芯片卡的方法的示意图。
具体实施方式
图1示出具有多个天线导体结构11的天线构造10，所述天线导体结构以矩阵构造13设置在基板片12上。在该情况下，矩阵构造13包括六行14和三列15。在图1中示出的6×3的矩阵构造13总体上具有18个天线导体结构11，所述天线导体结构在天线基板16上分别设置成，使得天线基板16总体上构成基板片12。天线基板16的尺寸通过列分隔线17和行分隔线18限定，所述列分隔线和行分隔线由通过基板片12形成复合结构形成用于随后分离天线基板16的预定分隔线。
作为用于基板片12和用于进一步说明的覆盖层或芯片载体的材料，例如能够使用聚氯乙烯(PVC)、非晶型共聚酯(PETG)或聚碳酸酯。
各个天线导体结构11分别具有偶极构造23，所述偶极构造具有沿着列分隔线17延伸的天线束19和沿着行分隔线18延伸的第二天线束20。天线束19、20通过耦合导体部分21相互连接，所述耦合导体部分基本上平行于列分隔线17或行分隔线18且相邻于通过列分隔线17或行分隔线18形成的交叉区域局部地延展。在该情况下，相邻于耦合构造23的耦合部分21存在构成为环形偶极且具有构成为平面的接头接触部25、26的接头构造24。
如从图2中的从基板片12中分离的天线基板16的图示中得知，天线束19、20在它们的自由端分别具有开口的导体环或导体框27、28，所述导体环或导体框在该情况下构成为不同大小，并且因此允许偶极构造23的分别与天线束19、20相关联的不同的频率调谐。
在图2中示出的天线基板16具有基板表面29，所述基板表面划分成握持区30和应答器区31。在此，用握持区30表示如下区域，在所述区域内，在卡使用者握在天线基板16或基于天线基板构成的芯片卡上时，能够通过拇指或手指至少部分地遮盖基板表面29，而不同时遮盖容纳在应答器区31内的偶极构造23或天线导体结构11。
在图2中示出的天线基板16中，应答器区31基板上构成L形，并且容纳有天线导体结构11。由于应答器区31构成L形，天线导体结构11或偶极构造31只是直接与天线基板16的侧边缘32、33相邻地延伸，使得在天线基板16或由此形成的芯片卡上握持的多变性是可能的，而不造成通过握持的手的拇指或手指遮盖部分的偶极构造23。
此外，如从根据图2的图示中可清楚看出，在天线基板16内，基板凹部34、35和36构成在接头接触部25和26下方以及接头接触部25、26之间。如图3所示，在芯片卡37的基于天线基板16的结构中，基板凹部34、35用于与芯片载体40的接头导体38、39直接接触。在此，接头导体38、39在该情况下借助于设置在接头导体38、39上的接触突起41与接头接触部25、26的接触背面42直接地接触，也就是说在直线的接触轴线43上无轴向偏移地接触，如在重接线时是这种情况。
此外，如从图3中得知，在天线基板16内构成在接头接触部25、26之间的基板凹部用于容纳芯片44，所述芯片通过其芯片接触部45、46与接头导体38、39接触。
在图3中示出的芯片卡37中，为了接触，在天线基板16上构成的天线导体结构11的接头构造24和天线基板16之间设有芯片模块47，使得芯片44容纳在位于涂覆在天线导体结构11上的第一覆盖层49的背面48和芯片载体40之间的基板凹部36内。芯片载体40又容纳在天线基板16的背面50和涂覆在背面50上的第二覆盖层51之间。
图4示出芯片卡52，所述芯片卡在这里仅在使用的芯片模块61方面不同于在图3中示出的芯片卡37，所述芯片模块的芯片载体53具有与天线基板16相一致的尺寸，并且因此同时形成覆盖层。
图5示出直接在为了构成天线导体结构11或接头构造24而用金属的导体材料54对天线基板16进行涂层后的天线基板16。在进行涂层前，在天线基板16内已经设有基板凹部34、35和36，其中用于随后与芯片44接触的基板凹部34、35至少在涂层期间被填冲，以便阻止导体材料54渗入基板凹部34、35内。这能够如下实现，在涂层期间，天线基板16设置在基板载体55上，所述基板载体设置有凸出部56、57，所述凸出部形状接合地接合在基板凹部34、35内。凸出部55、56至少在它们的涂层面58上设置有抗附着涂层，使得在从天线基板16上去除基板载体55时，接头接触部25、26的在图5中示出的横跨基板凹部34、35的构造保持不变。
图6再次说明例如用于制造在图4中所示的芯片卡52所需的各个方法步骤的顺序。
首先将具有以矩阵构造13设置的多个天线导体结构11的基板片12设置在芯片模块片59上，所述芯片模块片具有相当于天线导体结构11的数量的以复合结构设置的多个芯片模块61。在此，各个芯片模块61的接头导体38、39设置成，使得设置在接头导体上的接触突起41位于与天线导体结构16的接头接触部25、26的重叠位置上，使得在基板片12设置在芯片模块片59上时，接触突起41接合在基板凹部34、35内。紧接着，例如能够通过接头接触部25、26的超声波加载，从接头接触部的表面开始进行接头接触部25、26与接头导体38、39的接头突起41的焊接。随后，覆盖层片60能够从上面涂覆在基板片12上，以便完成用于制造相当于矩阵构造的多个芯片卡的层压结构。
为了使各个芯片卡52从这样制造的芯片卡复合结构中分离，紧接着沿着基板片12的行分隔线18和列分隔线17进行分隔或切割过程。

Claims (11)

1.一种用于芯片卡制造的天线构造(10)，尤其是在超高频(UHF)频率范围内使用的芯片卡的芯片卡制造的天线构造，其具有基板和以涂层法构成在所述基板上的多个天线导体结构(11)，所述天线导体结构(11)具有用于将所述天线导体结构连接在芯片(44)上的接头构造(24)，
其特征在于，所述基板构成为基板片(12)，并且所述天线导体结构以具有多个列和行的矩阵构造(13)设置在所述基板片上。
2.如权利要求1所述的天线构造，其特征在于，所述天线导体结构(11)具有至少一个偶极构造(23)。
3.如权利要求2所述的天线构造，其特征在于，所述偶极构造由至少一个导线导体形成。
4.如权利要求2或3所述的天线构造，其特征在于，所述所述偶极构造(23)具有第一天线束(19)和第二天线束(20)，所述第一天线束(19)和所述第二天线束(20)分别沿着用于分离所述天线导体结构(11)的列分隔线(17)和行分隔线(18)延伸，并且在所述分隔线的交叉区域(22)内通过耦合导体部分(21)相互连接。
5.如权利要求4所述的天线构造，其特征在于，用于将所述天线导体结构(11)连接在所述芯片(44)上的所述接头构造(24)构成为具有耦合导体部分的环形偶极，所述耦合导体部分设置成平行于所述相关联的天线导体结构的所述耦合导体部分(21)。
6.如前述权利要求中任一项所述的天线构造，其特征在于，所述接头构造(24)具有至少两个构成为平面的接头接触部(25、26)，所述接头接触部(25、26)在朝基板背面开口的基板凹部(34、35)的上方延伸。
7.如权利要求6所述的天线构造，其特征在于，所述接头接触部(25、26)与所述接头构造(24)的所述耦合导体部分一体地作为材料涂层以涂层法涂覆在所述天线基板(16)上。
8.如权利要求7所述的天线构造，其特征在于，所述天线导体结构(11)和所述接头构造(24)由相同的材料涂层形成。
9.如前述权利要求中任一项所述的天线构造，其特征在于，所述接头构造(24)由铝或含有铝的合金形成。
10.如权利要求1至8中任一项所述的天线构造，其特征在于，所述接头构造(24)由铜或含有铜的合金形成。
11.一种用于芯片卡制造的层压复合结构，包括如权利要求2至10中任一项所述的天线构造，其特征在于，所述接头构造(24)和所述天线导体结构(11)的所述偶极构造(23)构成在相互独立的基板片上，为了制造所述天线导体结构，所述相互独立的基板片平面地相互连接。
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