CN104937611A

CN104937611A - 用于非接触式微电路的天线系统

Info

Publication number: CN104937611A
Application number: CN201480005011.7A
Authority: CN
Inventors: G·布瓦龙; J-P·英古恩特; P·皮克
Original assignee: Inside Secure SA
Current assignee: Inside Secure SA
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-09-23
Also published as: US20160004949A1; FR3001070B1; EP2946344A1; CN104919475A; EP2946343B1; US20150356397A1; WO2014111657A1; FR3001070A1; WO2014111656A1; EP2946343A1

Abstract

本发明涉及一种用于制造集成了非接触式微电路的物体的方法，所述方法包括以下步骤：在介质(TG3)的第一面上形成螺线形状的天线线圈(AT1)；将所述微电路固定到所述介质上；在所述介质上形成第一和第二导电垫(E2、E4)，它们分别耦接到所述天线线圈的所述螺线的内部端和外部端；将所述微电路的所述连接端子连接到第三和第四导电垫(E2’、E4’)；以及通过彼此相对地布置所述第一和所述第三导电垫，并且彼此相对地布置所述第二和所述第四导电垫，将所述微电路固定到所述介质上，以便形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器，所述第一或第二导电垫包括不导电窗口(1)，所述微电路被放置在所述不导电窗口的对面。

Description

用于非接触式微电路的天线系统

技术领域

本发明涉及微电路或非接触式集成电路，并且尤其是集成到不同物体中的微电路，这些物体例如包括塑料卡(聚合树脂)、ID文档(ID卡、护照、驾照)以及其中必须可控制起源以便防止伪造副本的物体。

背景技术

已经开发非接触式或近场通信NFC微电路以便能够通过感应耦合或电场耦合，使用端子执行事务。

为了尤其是通过感应耦合进行通信，必须在端子的天线线圈与连接到微电路的天线线圈之间获得足够的感应耦合因子。该耦合因子取决于端子的天线线圈和微电路的天线线圈的相应大小，并且取决于这两个线圈的相对距离和位置。微电路线圈与端子线圈的大小越相似，两个线圈之间的耦合因子可以越高。

通常，端子的天线线圈的大小大于采用ISO 7816格式的卡的天线线圈的大小。因此，希望微电路的天线线圈尽可能大。但是，该线圈相对于微电路越大，越难以在线圈与微电路之间产生足够强大以承受频繁处理以及天线线圈的介质扭转的可靠连接。

通常在由聚合树脂制成的薄板上共同产生非接触式微电路及其天线线圈，该聚合树脂通常为PVC(聚氯乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PC(聚碳酸酯)。然后切割薄板以便个别处理天线电路。然后将每个天线电路及其微电路集成到诸如智能卡之类的通常可变形的物体中。已发现的是，卡的重复变形可以导致线圈与微电路之间的连接中断，这使得微电路永久地停止服务。

图1示出与非接触式微电路IC关联的天线电路介质TG。天线电路包括天线线圈AT，其在介质TG的一个面上并且由螺线形状的导电引线形成。天线线圈包括一个内部端和一个外部端。布置在天线线圈AT内部的微电路IC被连接在天线线圈的内部端与互连垫PL1之间。天线线圈AT的外部端被连接到互连垫PL2。天线电路(包括天线线圈AT和微电路IC)由互连垫PL1’、PL2’和导电链路L1闭合，导电链路L1耦接互连垫PL1’、PL2’并且在介质的另一个面上形成。为此，通过介质TG形成触点V1以便耦接垫PL1、PL1’，并且通过TG形成触点V2以便耦接垫PL2、PL2’。形成天线电路的不同导电元件(导电引线AT、L1和导电垫PL1、PL2)可以通过蚀刻沉积在介质TG的两个面上的例如铝的金属层而产生。导电元件还可以通过在绝缘介质上沉积铜或导电油墨(印刷)而产生。通常，直通触点V1、V2通过卷边产生，所述卷边包括敲击垫PL1、PL2以便压碎垫PL1和PL1’之间以及垫PL2和PL2’之间的介质，这可产生穿过介质的在这些垫之间的触点。

图2是通过微电路IC和天线线圈AT在介质TG上形成的电路，以及通过感应耦合到天线线圈AT的读取器RD的布线图。微电路IC包括由电容器C1表示的内部电容，以及与天线线圈AT并联安装的内部电阻器R1。读取器RD包括与天线线圈AT11串联安装的内部电阻器R11、与线圈AT11和电阻器R11并联安装的电容器C11，以及连接到电容器C11和天线线圈AT11的公共端子的电容器C12。

调整天线线圈AT的大小和匝数，以便将天线电路的谐振频率设置为稍大于用于与读取器RD无线通信的载体频率的值。实际上，当天线电路被放置在读取器RD的场内时，天线电路的谐振频率往往略有降低。可以通过以下等式确定该谐振频率FR：

F R = \frac{1}{2 π \sqrt{L \cdot C}} - - - (1)

其中L表示天线电路的电感，即天线线圈AT的电感，并且C表示天线电路的电容，其对应于电容器C1的电容。

已发现的是，诸如触点V1、V2之类的直通触点的形成是额外的制造步骤，其需要实施针对特定电路几何形状的专用并且昂贵的制造工具。该步骤显著增加制造此类天线电路的时间和成本。

因此，希望设计一种用于不包括穿过天线电路介质的任何电链路的非接触式微电路的天线电路。可能进一步希望加强微电路和在介质上形成的天线线圈之间的电链路的坚固性。可能进一步希望保护天线电路免受机械应力尤其是扭转的影响。

发明内容

某些实施例涉及一种用于制造集成了非接触式微电路的物体的方法，所述方法包括以下步骤：在介质的第一面上形成螺线形状的天线线圈，所述天线线圈包括在所述螺线内部的一端和在所述螺线外部的一端；提供包括连接端子的非接触式微电路；在所述介质上形成第一和第二导电垫，它们分别耦接到所述天线线圈的内部端和外部端；以及将所述微电路的所述连接端子耦接到第三和第四导电垫；通过彼此相对地布置所述第一和所述第三导电垫，并且彼此相对地布置所述第二和所述第四导电垫，将所述微电路固定到所述介质上，所述第一至第四导电垫形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器。根据一个实施例，所述第一或第二导电垫包括不导电窗口，所述微电路被放置在所述不导电窗口的对面。

根据一个实施例，通过在所述介质的所述第一面上蚀刻导电层或者沉积导电层或者印刷导电油墨而形成所述天线线圈以及所述第一和第二导电垫。

根据一个实施例，所述方法包括以下步骤：形成与所述天线线圈的所述内部端相连的第五导电垫；在所述介质的第二面上形成与所述第五导电垫相对的第六导电垫；以及将所述第六导电垫耦接到所述第一导电垫。

根据一个实施例，在所述微电路被集成于其中的方框(box)上形成所述第三和第四导电垫。

根据一个实施例，所述微电路被集成到模块中，所述模块包括包含所述第三和第四导电垫的介质，所述第三和第四导电垫通过导线耦接到所述微电路的所述连接端子。

某些实施例还涉及一种非接触式微电路介质，包括：天线电路，其用于耦接到非接触式微电路，所述天线电路包括在介质的第一面上的螺线形状的天线线圈，所述天线线圈包括在所述螺线内部的一端和在所述螺线外部的一端，所述天线电路包括第一和第二导电垫，所述第一和第二导电垫在所述介质上形成并且分别耦接到所述天线线圈的内部端和外部端，所述第一和第二导电垫被布置和成形为分别与连接到非接触式微电路的连接端子的第三和第四导电垫协作，以便形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器。根据一个实施例，所述第一或第二导电垫包括不导电窗口，所述微电路被放置在所述不导电窗口的对面。

根据一个实施例，在沉积在所述介质的所述第一面上的导电层中形成所述天线线圈以及所述第一和第二导电垫。

根据一个实施例，所述介质包括：连接到所述天线线圈的所述内部端的第五导电垫；在所述介质的第二面上的与所述第五导电垫相对的第六导电垫；以及在所述第六导电垫与所述第三导电垫之间的电链路。

根据一个实施例，所述介质是包括压花区域(embossing zone)的卡，所述压花区域旨在容纳通过所述卡的变形形成的印刻(inscription)，所述天线线圈在所述压花区域中包括导电引线部分，所述导电引线部分被加宽以便避免在对所述卡压花时被切割，使用孔穿透所加宽部分，以便避免在对所述卡压花时裂纹扩展。

某些实施例还涉及一种集成了非接触式微电路的物体，其包括：如先前定义的介质；以及微电路，其固定到所述介质并且包括连接到非接触式微电路的连接端子的第三和第四导电垫，所述第三和第四导电垫分别与所述第一和第二导电垫形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器。

根据一个实施例，所述微电路包括双触点和非接触式通信接口。

附图说明

下面将针对但不限于附图，描述本发明的实施例的某些实例，这些附图是：

上面示意性地描述的图1示出耦接到非接触式微电路的天线电路介质的一个面，

上面描述的图2是图1中的微电路和天线线圈，以及耦接到微电路天线的读取器的天线电路的布线图，

图3A和3B示意性地示出根据一个实施例的耦接到非接触式微电路的天线电路介质的两个面，

图4是图3A、3B中示出的微电路和天线电路的布线图，

图5示意性地示出根据另一个实施例的耦接到非接触式微电路的天线电路介质的一个面，

图6是图5中示出的微电路和天线电路的布线图，

图7示意性地示出根据另一个实施例的耦接到非接触式微电路的天线电路介质的一个面，

图8示意性地示出图7中的介质的另一个面，

图9示意性地示出根据另一个实施例的耦接到非接触式微电路的天线电路介质的一个面，

图10是植入卡中的图9中的介质的示意性横截面，

图11是图9中示出的微电路和天线电路的布线图，

图12示意性地示出根据另一个实施例的非接触式微电路卡的一个面，

图13是图12中的微电路卡的示意性横截面，

图14示意性地示出根据另一个实施例的具有双触点和非接触式接口的微电路卡的一个面，

图15A、15B示意性地示出集成了图14中的微电路的模块的两个面，该模块被植入到图14中的卡中，

图15C是图14中的卡的示意性横截面，

图16示意性地示出根据另一个实施例的非接触式微电路卡的一个面，

图17是图16中示出的耦接到微电路的天线电路的布线图，

图18示意性地示出根据另一个实施例的非接触式微电路卡的一个面，

图18A、18B示出根据两个实施例的图18的详细信息，

图19是图18中的微电路卡的示意性横截面，

图20示意性地示出根据另一个实施例的具有双触点和非接触式接口的微电路卡的一个面，

图21是图20中的微电路卡的示意性横截面，

图22至24均示意性地示出根据其它实施例的非接触式微电路卡的一个面，

图25示意性地示出根据另一个实施例的耦接到非接触式微电路的天线电路介质的一个面。

具体实施方式

图3A和3B示出根据一个实施例的非接触式微电路被固定到其上的天线电路介质TG1的两个面。图3A示出介质TG1的一个面，介质TG1包括通过螺线形导电引线形成的天线线圈AT1。天线线圈包括一个外部端和一个内部端。外部端通过导电引线耦接到形成电容器电极E1的相对大的垫。内部端通过导电引线耦接到形成电容器电极E2的相对大的垫。

图3B示出介质TG1的另一个面，天线线圈AT1以及电极E1和E2以虚线示出。介质TG1的另一个面包括形成电容器电极的垫E1’。电极E1’基本上具有电极E1的大小，并且基本上在电极E1的对面形成。实际上，两个垫E1、E1’中的一个可以大于另一个以便考虑制造公差，尤其是关于垫E1、E1’在介质表面上的定位的制造公差。介质TG1的另一个面还包括形成电容器电极的垫E2’。垫E2’基本上具有电极E2的大小，并且基本上在电极E2的对面形成。电极E1’通过导电引线L2’耦接到微电路IC1的连接端子。电极E2’通过导电引线L1’耦接到微电路IC1的连接端子。

介质TG1以诸如PET之类的介电材料的薄板制造，并且厚度低于50μm，例如在35和40μm之间以便能够被插入到诸如ID卡或标签之类的物体中。微电路IC1的厚度可以在50与300μm之间，例如等于150μm并且误差在10％之内。介质TG1可以具有不同的大小，具体取决于目标应用，例如56x 26mm，或者89x 125mm，或者甚至25x 25mm，这些值的定义误差在10％之内。

图4示出包括通过微电路IC1在介质TG1上形成的天线电路的电路。天线电路包括微电路IC1的电容器C1和电阻器R1，它们并联安装。电容器C1和电阻器R1的一个端子被连接到由电极E1、E1’形成的电容器C2。电容器C1和电阻器R1的另一个端子被连接到由电极E2、E2’形成的电容器C2’。电容器C2、C2’通过天线线圈AT1互连。将被考虑以便计算天线电路的谐振频率(等式(1))的天线电路的电容C是串联安装的三个电容器C1、C2、C2’的等效电容。天线电路的电感是天线线圈AT1的电感。

已发现的是，在天线电路中串联添加电容器将改进电路的品质因数。实际上，可以示出：

\frac{Q}{Q_{0}} = 1 + \frac{C 1}{C r} - - - (2)

其中Q₀是图2中的微电路的天线电路的品质因数，Cr是微电路IC1外部的天线电路的等效电容，并且C1是微电路IC1的内部电容。因为等效电容Cr通常低于微电路的电容C1，所以品质因数增益Q/Q₀能够达到数个单位，或者甚至达到数十个单位。此外，电容Cr越低，品质因数Q越高。但是，电容Cr的减少导致电路的谐振频率FR(cf.(1))增加。可以通过增加天线线圈的电感，增加天线线圈的匝数，来补偿这种电容减少。

图5示出根据另一个实施例的天线电路介质TG2的一个面。在介质TG2的另一个面上形成的导电垫和导电引线以虚线表示。介质TG2不同于介质TG1，因为微电路与天线线圈AT1布置在介质的同一侧。因此，天线线圈AT1的外部端通过导电引线L3耦接到微电路IC1。微电路IC1的另一个端子通过导电引线L2耦接到导电垫E3。天线线圈AT1的内部端被连接到导电垫E2。在介质TG2的另一个面上，在导电垫E2的对面形成导电垫E2’，并且在导电垫E3的对面形成导电垫E3’。垫E2和E3通过导电引线L2’耦接。

图6示出通过微电路IC1在介质TG2上形成的电路。该电路不同于图4中示出的电路，因为移除图4中的电容器C2’，并且因为在微电路IC1与电容器C2之间串联安装电容器C3。电容器C3由导电垫E3、E3’形成。在导电垫E3、E3’对面的部分的大小可以与导电垫E1、E1’的大小基本上相同。

图7示出根据另一个实施例的天线电路介质TG3的一个面。示出的介质TG3的面包括天线线圈AT1和导电垫E2，导电垫E2连接到形成天线线圈AT1的螺线的内部端。天线线圈AT1的外部端被耦接到基本上为矩形形状的导电垫E4，导电垫E4具有基本上为矩形形状的不导电窗口1。

图8示出介质TG3的另一个面，在图7中示出的面上形成的导电元件以虚线绘制。图8中示出的介质TG3的面包括导电垫E2’，导电垫E2’通过导电引线L2’耦接到微电路IC1的连接端子，微电路IC1被布置在介质TG3的另一个面上的窗口1的对面。微电路IC1的另一个端子通过导电引线L4耦接到导电垫E4’。垫E4’具有基本上为矩形形状的主要部分，以及也基本上为矩形形状的延伸部分2。垫E4’的主要部分覆盖垫E4，但包括窗口1的区域除外。垫E4’的延伸部分2覆盖垫E4的在窗口1与垫E4的两个邻边之间的区域。导电垫E4、E4’使微电路IC1及其连接能够被机械地加强，并且形成防止裂纹在介质TG3中扩展的屏障。实际上，在其中形成垫E4的金属层(在一方面)与介质TG3(其可以由PVC、PC、PET、印刷电路晶片、纸张、等制成)(在另一方面)之间形成的硬度差防止可能从介质边缘形成的裂纹的扩展。窗口1还使电极的表面面积能够增加(通过将微电路IC1的表面用于此目的)，并且便于在介质TG3上布置微电路，当制造产品时，通常使用摄像机执行该操作。

图9示出根据另一个实施例的天线电路介质TG4的一个面。示出的介质TG4的面包括螺线形状的天线线圈AT2和导电垫E5，导电垫E5连接到形成天线线圈AT2的螺线的内部端。天线线圈AT2的外部端通过导电引线L5耦接到基本上为矩形形状的导电垫E6。介质TG4的另一个面包括在图9中以虚线绘制的导电元件。这些导电元件包括导电垫E5’，导电垫E5’通过导电引线L5’耦接到另一个导电垫E7。垫E5’在垫E5的对面形成，并且具有与垫E5基本上相同的形状和大小。导电垫E6、E7用于容性地耦接到在集成了微电路IC1的模块M1上形成的导电垫EM1、EM1’。为了更清晰，模块M1独立于介质TG4而示出。导电垫E6和EM1形成电容器，并且垫E7、EM1’形成另一个电容器，以便模块M1容性地耦接到在介质TG4上形成的天线电路。线圈AT2包括基本上为矩形形状的内匝以及外匝，这些外匝包括基本上为矩形形状的主要部分和基本上为矩形形状的延伸部分，该延伸部分在介质TG4的两个邻边与垫E6、E7之间延伸。

图10示出沿着穿过模块M1的电极EM1和EM1’以及介质TG4的平面的横截面，模块M1和介质TG4植入例如由PVC制成的卡中，该卡可以具有符合ISO 7810标准的大小。模块M1包括非接触式微电路IC1，非接触式微电路IC1贴到金属介质SM(也被称为“引线框架”)的后面上，并且通过导线CW连接到介质SM。微电路和导线CW被封装在树脂RL1中，从而确保它们的机械保护。层RL1可以仅在介质SM的后面的中心区域上延伸。介质SM然后从其前面被切割，以便形成与导线CW耦接的模块M1的接触垫EM1、EM1’。介质TG4以及垫E6、E7和天线线圈AT2被固定在两个层CL1、CL2之间。模块M1被插入到在层CL2和介质TG4中形成的空腔CV1中，以便模块M1的垫EM1、EM1’分别在介质TG4上形成的垫E6、E7的对面。层CL3被布置在层CL2和模块M1上。层CL1、CL2、CL3例如由PVC制成。

这因此避免必须将模块M1的端子连接到在介质上形成的导电垫。因此，与通常通过包括电连接的组件忍受的扭转相比，微电路介质TG4可以承受更高的扭转，而没有任何使模块M1与在介质TG4上形成的天线电路之间的链路中断的风险。

在图9中的实例中，天线线圈AT2遵循介质的轮廓，但介质的左下角中的矩形除外，在该矩形中布置垫E6、E7和微电路IC1。天线线圈的某一数量的中心匝基本上具有矩形形状。

图11示出在介质TG4上形成的电路，介质TG4连接到集成了微电路IC1的模块M1。微电路IC1在一侧通过串联的电容器C4、C5并且在另一侧通过电容器C4’耦接到天线线圈AT2。电容器C4由导电垫E5、E5’形成。电容器C5由导电垫E7、EM1’形成。电容器C5’由导电垫E6、EM1形成。

应该注意，导电垫EM1、EM1’的表面面积相对很小。结果是电容器C5、C5’的电容很低。电容器C5、C5’和C4的电容可以分别为7pF、11pF和100pF，而电容器C1的电容可以为大约90pF。结果是电容器C4、C5、C5’的等效电容为大约4pF。给出等式(2)，则品质因数比Q/Q₀理论上可以达到23.5。

图12示出根据另一个实施例的天线电路介质TG5的一个面。介质TG5不同于介质TG4，因为微电路IC3被直接固定到介质TG5上，即，没有预先集成到模块M1中。为了更清晰，微电路IC3在图12中放大并且独立于介质TG5而示出。在介质TG5上使用彼此更靠近的更小导电垫E9、E10替换在介质TG4上形成的垫E6和E7。

图13示出介质TG5和微电路IC3的横截面，介质TG5和微电路IC3植入例如由PVC制成的卡中，该卡可以具有符合ISO 7810标准的大小。介质TG5以及垫E9、E10和天线线圈AT2被固定在两个层CL1、CL2之间。微电路IC3不同于微电路IC1，因为它包括被连接到微电路的连接端子的相对大的接触垫EM3、EM3’(也被称为“巨块”)。微电路IC3被布置在层CL2上，以便垫EM3、EM3’在垫E9、E10的对面。保护层CL3被布置在层CL2和微电路IC1上。层CL1、CL2、CL3例如由PVC制成。因此，导电垫E9、E10被容性地耦接到在微电路IC3上形成的导电垫EM3、EM3’。因此形成的天线电路的布线图与图11中示出的基本上相同，并且在电容器C5、C5’的值范围之内。

由导电垫E9、EM3和E10、EM3’形成的电容器的电容可以为大约3和2pF，这使得微电路IC3外部的天线电路的等效电容为大约1pF。如果内部微电路电容C1为大约90pF，则品质因数比Q/Q₀理论上可以达到91。

图14示出根据另一个实施例的天线电路介质TG6的一个面。介质TG6不同于介质TG4，因为它与具有双触点和非接触式接口的模块M2关联，所述触点例如符合ISO 7816标准。因此，介质TG6包括天线线圈AT2和导电垫E5、E5’。使用导电垫E11、E12取代导电垫E6和E7，导电垫E11、E12适合于模块M2的几何形状，并且尤其适合于在模块M2上形成的导电垫EM2、EM2’的几何形状。模块M2包括集成电路IC2，集成电路IC2包括连接到垫EM2、EM2’的非接触式接口和连接到接触垫的接触接口。

图15A和15B分别是模块M2的后面和前面的视图。图15C是模块M2植入在卡中形成的空腔CV2中之后的横截面，该卡例如采用符合ISO7816标准的格式。模块M2包括包含电绝缘衬底SB的晶片，电绝缘衬底SB的前面和后面覆盖有导电蚀刻层CL、AL。在图15A中，微电路IC2被固定到晶片SB的后面，即固定到层AL上，或者固定在层AL中形成的空腔中并且可能固定在层SB中。微电路IC2的接触接口通过导线CWC耦接到在层CL中形成的接触垫CC1、CC2、CC3、CC4、CC5、CC6，导线CWC在一侧连接到微电路并且进入通过衬底SB的孔BH中以便到达在层CL中形成的接触垫CC1-CC6。微电路IC2的非接触式接口通过导线CWA耦接到在层AL中形成的接触垫CC7、CC8。垫CC7、CC8通过导电引线耦接到也在层AL中形成的垫EM2、EM2’。包括微电路IC2和导线CWC、CWA的组件被嵌入树脂层RL2中，从而机械地保护它们。在一个备选实施例中，层RL2可以仅在层AL的后面的中心区域上延伸。在图15B中，接触垫CC1-CC6例如具有由ISO 7816标准规定的形状。

在图15C中，介质TG6以及垫E11、E12和天线线圈AT2被固定在两个层CL1、CL2之间。模块M2被插入到在层CL2和在模块M2的位置处的介质TG5中形成的空腔CV2内，以便模块M2的垫EM2、EM2’分别在介质TG6上形成的垫E11、E12的对面。层CL3被布置在层CL2中，同时使接触垫CC1-CC6可见。层CL1、CL2、CL3例如由PVC制成。

可以在天线电路的介质上形成其它电容器，尤其使天线电路的谐振频率适应由微电路IC1、IC2或IC3的读取器RD发出的数据传输载波的频率。它还可以用于添加导电垫，以便垫EM1’和E11与对面的导电垫具有相同的距离，这使能针对天线电路获得更高的等效电容。

图16示出例如采用ISO 7816格式的微电路卡TG7。卡TG7在一个面上包括螺线形状的天线线圈AT3，天线线圈AT3的一个内部端耦接到导电垫E8，并且一个外部端耦接到导电垫E13。卡TG7的其中形成线圈AT3的面还包括两个互连导电垫E14和E15。卡TG7的另一个面包括两个互连导电垫E8’和E15’(以虚线示出)，垫E8’被布置在垫E8的对面，并且垫E15’被布置在垫E15的对面。垫E13和E14用于与模块M1的垫EM1、EM1’、模块M2的垫EM2、EM2’或微电路IC3的垫EM3、EM3’容性地耦接。根据一个备选实施例，可以在卡的旨在通过压花容纳印刻的区域之外，在卡TG7的边缘附近形成垫E15、E15’。

图17示出在连接到微电路IC1(或IC2或IC3)的卡TG7上形成的电路。微电路IC1(或IC2或IC3)在一侧通过串联的电容器C6、C7、C8并且在另一侧通过电容器C6’耦接到天线线圈AT2。电容器C6由导电垫E14以及垫EM1’、EM2’或EM3’形成。电容器C7由导电垫E15、E15’形成。电容器C8由导电垫E8、E8’形成。电容器C6’由导电垫E13以及垫EM1、EM2或EM3形成。

在上述实施例中，天线线圈AT1、AT2以及在介质T1至TG6上形成的导电垫可以通过蚀刻导电层、沉积金属或导电油墨印刷而产生。在通过蚀刻产生的情况下，导电层例如由铝制成。在由图18至23示出的其它实施例中，天线线圈使用导电线产生，该导电线例如由铜制成，在护套中绝缘或者通过清漆绝缘。使用能够局部熔化卡的超声波，将导线逐渐推入例如由PVC制成的卡中。绝缘导线因此沿着天线线圈匝的路线展开。线的直径可以为30μm至3mm。匝之间的间距可以是覆盖线的绝缘材料的厚度的两倍，即大约20μm。使用此类绝缘导线避免必须在天线线圈的介质的两个面之间产生容性耦合。

图18示出例如采用ISO 7816格式的卡TG8，其包括由嵌入形成卡的塑料中的导线形成的天线线圈AT4。天线线圈AT4的形状与线圈AT2的形状基本上相同。形成线圈AT4的螺线的两端被耦接到区域E16、E17，在区域E16、E17中，形成线圈AT4的导线缠绕在它自身周围(图18B)或者以之字形紧密布置(图18A)，以便形成电容器电极。电极E16、E17与模块M1的导电垫EM1、EM1’协作以便形成两个电容器。在图19中，模块M1被插入到在模块M1的位置处的卡TG8的层CL4中形成的空腔CV3中，以便模块M1的垫EM1、EM1’分别在植入卡TG8的层CL4中的电极E16、E17的对面。卡TG8可以包括布置在层CL4和模块M1上的层CL5。层CL4、CL5例如由PVC制成。

图20示出例如采用ISO 7816格式的卡TG9。卡TG9不同于卡TG8，因为使用模块M2取代模块M1。因此使用适合于模块M2的垫EM2、EM2’的大小的电极E18、E19取代电极E16、E17。电极E18、E19也由形成线圈AT4的导线而形成，线圈AT4以图18A或18B中示出的方式缠绕在它自身周围或者以之字形紧密布置。

图21示出模块M2和卡TG9的一部分的横截面。模块M2被插入到在模块M2的位置处的卡TG9中形成的空腔CV4中，以便模块M2的垫EM2、EM2’分别在植入卡TG9中的电极E18、E19的对面。空腔CV4具有深度以便模块M2的触点CC1-CC6与可以在一个或多个层中形成的卡TG9的表面齐平。

图22表示包括天线线圈AT5的卡TG10，天线线圈AT5不同于线圈AT4，因为它不包括线圈AT4的矩形形状的中心匝。线圈AT5的两端被耦接到电极E20、E21(以图18A或18B中示出的方式形成)，电极E20、E21适合于模块M1的垫EM1、EM1’，或者适合于模块M2的垫EM2、EM2’(待植入卡TG10中)，或者甚至适合于微电路IC3的垫EM3、EM3’。

在图18、20和22的实施例中，天线线圈AT4、AT5基本上在卡的一半上延伸，另一半旨在容纳通过使卡变形或压花形成的印刻。在由图23示出的实施例中，卡TG11包括天线线圈AT6，天线线圈AT6不同于天线线圈AT5，因为天线线圈的匝沿着卡TG11的所有边缘，尤其在压花区域和与该区域邻近的卡的一个边缘之间经过。线圈AT6的两端被耦接到电极E20、E21，电极E20、E21适合于模块M1的垫EM1、EM1’，或者适合于模块M2的垫EM2、EM2’，或者甚至适合于要植入卡TG11中的微电路IC3的垫EM3、EM3’。

根据一个实施例，卡的压花区域也覆盖有天线线圈的匝的加宽部分。因此，图24示出包括天线线圈AT7的卡TG11，天线线圈AT7通过蚀刻沉积在衬底上的金属化层形成。线圈AT7包括耦接到导电垫E22的一个内部端，以及耦接到导电垫E23的一个外部端。卡的另一个面包括耦接到彼此的导电垫E22’、E23，垫E22’被布置在垫E22的对面。卡上的垫E23、E24的大小和布置适合于要植入到卡TG11中的模块M1、M2或微电路IC3的垫EM1、EM1’、EM2、EM2’、EM3、EM3’的大小，并且适合于模块或微电路在卡上的位置。

线圈AT7的每个外匝在卡TG11的压花区域中包括部分6，部分6具有的宽度大于压花区域外部的匝的宽度。定义每个外匝的部分6的宽度，以便当对卡TG11压花时不会切割匝。每个外匝的部分6可以包括例如为矩形形状的孔5，从而防止当对卡TG11压花时可能出现的任何裂纹的扩展。线圈AT7的最外匝连接到垫E24。内匝(没有线圈AT7的任何加宽部分6以及包括加宽部分6的第一外匝)基本上为矩形形状，并且在卡的两个邻边与垫E23、E24之间具有矩形延伸部分。包括部分6的外匝(除了具有这些匝的内匝以外)沿着卡的边缘，但卡的包括垫E23、E24的部分除外(在该部分处，匝绕过这些垫)。

根据一个实施例，包括耦接到电容器电极的天线线圈AT1-AT7的天线电路与其它天线电路共同在薄板或板上制造，该薄板或板由聚合树脂(PVC、PC、PET、印刷电路晶片、纸张、)制成。然后将诸如微电路IC1或IC3之类的微电路或模块M1、M2固定到每个薄板或板上。然后切割薄板或板以便个别处理在薄板或板上形成的天线电路。然后可以将如此个别处理的每个天线电路植入到诸如采用ISO 7816格式的标签或卡之类的物体中。模块M1、M2也可以共同在板上制造，最后切割板以便个别处理模块。

所属技术领域的技术人员将理解，本发明允许不同的备选实施例和不同的应用。具体地说，本发明并不限于先前描述的实施例，而且还扩展到这些实施例的可能组合。因此，图3A、3B、5、7和8中的微电路IC1与天线电路的连接可以通过如图9和后面图中提供的容性耦合实现。具体地说，图7和8提供的实施例可以与图12中提供的实施例相组合，以便受益于窗口1的存在，从而便于通过摄像机在介质TG5上定位微电路。图25示出天线电路介质TG12，其包括介质TG3的天线线圈AT1以及导电垫E2、E2’和E4。介质TG12还包括在垫E4的对面形成的导电垫E25’(取代垫E4’)，以及在耦接到垫E2’的窗口1的对面形成的垫E26。垫E25包括在窗口1的对面延伸的部分。微电路IC3以及垫EM3和EM3’被放置在窗口1中(在其中形成垫E4的介质TG12的面上)，以便垫EM3被布置在垫E25的位于窗口1对面的部分的对面，并且垫EM3’被布置在垫E26的对面。应该注意，垫E25与垫E4和EM3形成两个电容器。

Claims

1.一种用于制造集成了非接触式微电路（IC1、IC2、IC3）的物体的方法，所述方法包括以下步骤：

在介质（TG1-TG12）的第一面上形成螺线形状的天线线圈（AT1-AT7），所述天线线圈包括在所述螺线内部的一端和在所述螺线外部的一端，

提供包括连接端子的非接触式微电路（IC1、IC2、IC3），

在所述介质上形成第一和第二导电垫（E6、E7、E9-E14、E23-E26），它们分别耦接到所述天线线圈的内部和外部端，以及

将所述微电路的所述连接端子耦接到第三和第四导电垫（EM1、EM1’、EM2、EM2’、EM3、EM3’），

通过彼此相对地布置所述第一和所述第三导电垫，并且彼此相对地布置所述第二和所述第四导电垫，将所述微电路固定到所述介质上，所述第一至第四导电垫形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器，

其特征在于，所述第一或第二导电垫（E4）包括不导电窗口（1），所述微电路（IC3）被放置在所述不导电窗口的对面。

2.根据权利要求1的方法，其中通过在所述介质（TG1-TG6、TG11、TG12）的所述第一面上蚀刻导电层或者沉积导电层或者印刷导电油墨而形成所述天线线圈（AT1-AT3、AT7）以及所述第一和第二导电垫（E6、E7、E9-E14、E23-E26）。

3.根据权利要求1和2中的一个权利要求的方法，包括以下步骤：形成与所述天线线圈（AT1-AT3、AT7）的所述内部端相连的第五导电垫（E2、E5、E8、E22）；在所述介质（TG4-TG7、TG11、TG12）的第二面上形成与所述第五导电垫相对的第六导电垫（E2’、E5’、E8’、E22’）；以及将所述第六导电垫耦接到所述第一导电垫（E7、E10、E12、E14、E24、E26）。

4.根据权利要求1至3中的一个权利要求的方法，其中在所述微电路（IC3）被集成于其中的方框上形成所述第三和第四导电垫（EM3、EM3’）。

5.根据权利要求1至3中的一个权利要求的方法，其中所述微电路（IC1、IC2）被集成到模块（M1、M2）中，所述模块包括包含所述第三和第四导电垫（EM1、EM1’、EM3、EM3’）的介质（SM、SB），所述第三和第四导电垫通过导线（CW、CWA）耦接到所述微电路的所述连接端子。

6.一种非接触式微电路介质，包括：天线电路，其用于耦接到非接触式微电路，所述天线电路包括在介质（TG1-TG12）的第一面上的螺线形状的天线线圈（AT1-AT7），所述天线线圈包括在所述螺线内部的一端和在所述螺线外部的一端；以及第一和第二导电垫（E6、E7、E9-E14、E23-E26），所述第一和第二导电垫在所述介质上形成并且分别耦接到所述天线线圈的内部和外部端，所述第一和第二导电垫被布置和成形为分别与连接到非接触式微电路（IC1、IC2、IC3）的连接端子的第三和第四导电垫协作，以便形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器（C5、C5’），

7.根据权利要求6的介质，其中在沉积在所述介质（TG1-TG6、TG11、TG12）的所述第一面上的导电层中形成所述天线线圈（AT1-AT3、AT7）以及所述第一和第二导电垫（E6、E7、E9-E14、E23-E26）。

8.根据权利要求6和7中的一个权利要求的介质，包括连接到所述天线线圈（AT1-AT3、AT7）的所述内部端的第五导电垫（E2、E5、E8、E22）、在所述介质（TG4-TG7、TG11、TG12）的第二面上的与所述第五导电垫相对的第六导电垫（E2’、E5’、E8’、E22’）、以及在所述第六导电垫与所述第三导电垫（E7、E10、E12、E14、E24、E26）之间的电链路。

9.根据权利要求6至8中的一个权利要求的介质，其中所述介质是包括压花区域的卡（TG11），所述压花区域旨在容纳通过所述卡的变形形成的印刻，所述天线线圈在所述压花区域中包括导电引线部分（6），所述导电引线部分被加宽以便避免在对所述卡压花时被切割，使用孔（5）穿透所加宽部分，以便避免在对所述卡压花时裂纹扩展。

10.一种集成了非接触式微电路的物体，其包括：根据权利要求6至9中的一个权利要求的介质；以及微电路（IC2），其固定到所述介质并且包括连接到非接触式微电路（IC1、IC2、IC3）的连接端子的第三和第四导电垫（EM1、EM1’、EM2、EM2’、EM3、EM3’），所述第三和第四导电垫分别与所述第一和第二导电垫形成与所述天线线圈串联安装的两个电容器（C5、C5’）。

11.根据权利要求10的物体，其中所述微电路包括双触点和非接触式通信接口。