CN106575814A - 用于内置到电子文件中的天线载体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内置到电子文件中的天线载体，所述载体包括：第一塑料基板(30)，所述第一塑料基板(30)由第一和第二相反的面(30a、30b)限定，在所述第一和第二相反的面(30a、30b)之间限定基板主体(30)；天线，所述天线包括在两个端部(26b、26c)之间延伸的至少一个匝(26a)，所述天线由从第一面(30a)嵌入所述第一基板(30)的主体中的导线形成，所述两个端部(26b、26c)中的每一个具有由至少两个直线部分(32)和两个弯曲部(34)构成的曲折形状。所述弯曲部(34)相比所述直线部分(32)相对于所述第一面(30a)更深地嵌入到所述第一基板(30)的主体中。

Description

用于内置到电子文件中的天线载体
本发明涉及一种也称为“嵌体”的天线支撑件以及诸如身份证件或卡的结合这种支撑件的电子文件(document électronique)。
更具体地，本发明涉及一种天线支撑件，所述天线支撑件包括：由塑料材料制成的第一基板，该第一基板由第一和第二相反的面限定，在第一和第二相反的面之间限定了所述基板的厚度；以及天线，该天线包括在两个端部之间延伸的至少一个匝，所述天线由从第一面嵌入在所述第一基板的厚度中的导线形成，所述两个端部中的每一个呈现由至少两个直线部分和两个弯曲部形成的曲折形状。
现有技术公开了用于插入诸如智能卡的电子文件中的天线支撑件。通常使用诸如文献US 6233818和EP 0880754中描述的超声方法来制造天线支撑件，也称为“嵌体”。该方法包括通过使用在分配导线的同时在基板上移动的工具(诸如超声焊极)在基板上延伸导电金属线。借助于从工具传送到导线的超声振动将导线嵌入基板中。所述振动垂直于基板传送，以便将导线嵌入基板的厚度中。优选地，导线被护套包围，该护套被加热非常短的时间长度，从而提高在基板中包围所述导线的护套的粘附性。
工具由控制装置控制，用于限定沿着其铺设导线的路径。因此，可以将导线缠绕成多个匝和/或将导线缠绕成各种形状，诸如曲折或迂回形状。曲折或迂回形状包括呈现沿相反方向交替的曲线的迂回线。更具体地，曲折形状包括直线部分和弯曲部的交替。在文献EP1021792中示出了这样的形状，其描述了一种智能卡，其中天线的端部是曲折形状的。这些端部用于电连接到安装在卡中的微电路，以使所述卡能够在不与远程读取器接触的情况下操作。
然而，已经发现，以曲折形状布置导线降低了导线粘附到基板的能力。尤其是，曲折的弯曲部相比直线部分呈现较低的粘附性，并且由于在铺设接下来的直线部分时由于弯折或由工具施加的牵引而产生的机械应力，它们趋于变直。因此，弯曲部呈现较高的导线被拉出和断裂的风险，尤其是在天线支撑件被操纵和运输时。这些缺点因此导致天线与电子文件的微电路之间的较高的电断开率，从而使得该电子文件无效。
因此，寻求改进天线支撑件的基板中的弯曲部的保持的解决方案。
为此，本发明提出一种用于结合在电子文件中的天线支撑件，其中，弯曲部相比直线部分更深地嵌入到从第一面延伸的第一基板的厚度中。
借助于这些规定，弯曲部被更深地嵌入到构成基板的材料的厚度中，因此它们被更大量的涂覆它们的材料保持。
本发明还提供了一种电子文件，所述电子文件包括：天线支撑件和组装到第一基板的第二基板，使得天线被限制在两个基板之间；具有底部的开口腔，其中至少形成天线端部的直线部分的加工部是可见的；覆盖天线导线的加工部的至少一部分的电连接装置；嵌入在所述腔中并且经由所述连接装置与所述加工部电接触的微电路模块。
借助于这些规定，弯曲部陷入到构成基板的材料中。因此，弯曲部不仅由基板的材料保持，而且它们也位于加工平面下方，并且它们因此不暴露于切割工具。这些规定大大减少了弯曲部被撕裂的任何风险。
根据其它特点：
·所述弯曲部被嵌入到相对于所述直线部分不小于20微米(μm)的深度；
·电连接装置包括覆盖直线部分的加工部的各向异性粘合剂；
·所述腔由第一孔口面和在该第一孔口面中形成的第二孔口面形成，所述加工部在所述第一孔口面的底部是可见的。
本发明还提供了一种制造天线支撑件的方法，其包括至少一个如下步骤：借助于适于分配和嵌入导线的工具将导线天线嵌入第一基板中，所述工具以相对于基板的速度移动，铺设弯曲部的速度v1不大于铺设直线部分的速度v2的0.75倍。
根据其它特点：
·所述方法包括至少一个如下步骤：借助于适于分配和嵌入导线的工具将导线天线嵌入第一基板中，并且所述工具对所述第一基板施加挤压力(force d’appui)，用于铺设弯曲部的挤压力不小于用于铺设直线部分的力的1.25倍；
·所述方法包括至少一个如下步骤：借助于适于通过超声以所确定的频率分配和嵌入导线的工具将导线天线嵌入第一基板中，用于铺设弯曲部的频率不小于用于铺设直线部分的频率的1.25倍；
·所述直线部分以不小于天线导线的直径的间隙彼此间隔开；
·制造电子文件的方法包括以下步骤：制造天线支撑件，通过层压步骤组装至少一个第二基板；加工呈现一深度的开口腔，使得直线部分的加工部在所述腔的底部中是可见的；以及将微电路模块放置在所述腔中并且在所述模块与所述天线的端部之间进行电连接；
·所述加工以如下方式执行：直线部分的加工部呈现在所述天线导线的直径的0.4倍至0.6倍的范围内的宽度；以及
·所述制造方法包括在将微电路模块放置到位之前在所述模块与所述腔的底部之间沉积各向异性粘合剂的步骤，接着是将所述模块压入所述腔中以将所述模块接合到所述腔中并激活电连接的步骤。
通过阅读参照附图进行的以下详细描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
·图1是本发明的天线支撑件的正视图；
·图2a是图1所示的天线支撑件的A-A上的剖视图，并且图2b是垂直于平面A-A的平面上的剖视图；
·图3a和图3b是类似于图2a和图2b的视图的视图，示出了加工后的直线部分；以及
·图4是包括本发明的天线支撑件的智能卡的立体图。
如图4所示的智能卡10包括限定在正面12a与背面12b之间的塑料材料的主体12。该主体12是薄塑料板。卡的尺寸在标准ISO7810和ISO7816中指定，并且它们呈现以下值：85毫米(mm)×54mm×0.76mm。与长度和宽度尺寸相比，厚度是可忽略的。
这样的主体12可以通过任何方式制成。一种常规手段包括塑料材料的层的热层压。所述层执行各种功能。因此，中心内层或基板可以是赋予主体12和卡10刚性或用于支撑电子部件的结构层。在基板的任一侧上的中间层可以承载具有信息性或装饰性功能的刻印或装饰。外层(有利地是透明层)通常终止堆叠并为更内的层提供表面保护。
卡10还具有由薄的印刷电路板形成的微电路模块14。印刷电路板呈现内表面14a，其上安装有芯片16或微电路。印刷电路板的外表面14b具有金属化的接触表面18，其首先连接到微电路并且其次旨在与外部读取器的引脚接触。所述金属化的接触表面18因此使卡10能够通过物理接触与外部端子连通。另外，模块14的内表面14a承载连接焊盘15，该连接焊盘15连接到微电路并且用于电连接到布置在卡10的主体12中的电子部件。
在卡10的主体12中形成有开口腔20，并且该开口腔20在卡10的前表面12a中打开。卡10接收微电路模块14。该腔20具有第一孔口面22和形成在该第一孔口面22中并用于为微电路留出空间的第二孔口面24。
所谓的“双”卡也是已知的，其适于通过如上所述的经由引脚的物理接触或者借助天线26远程地(无物理接触)与外部读取器通信。这样的卡然后将这样的天线26结合在卡主体12中。为此，天线支撑件28形成卡10的内层并且在层压操作之前插入在其它层之间。天线支撑件28由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯的塑料材料制成的基板30构成，该基板30由两个相反的面30a和30b限定，在两个相反的面之间限定了基板30的厚度。天线形成导线26在天线支撑件28上展开并嵌入在该天线支撑件28中，并且然后所述支撑件被其它层覆盖并随后与其它层层压在一起。
天线26构成绕组。它具有至少一个匝26a和两个端部26b和26c，匝26a在两个端部26b和26c之间延伸。天线26的端部26b和26c具有各自的曲折形状，每个端部由至少两个直线部分32和两个弯曲部34形成，如图1和图4中可看出的。天线导线26从第一面30a嵌入到第一基板30的厚度中，使得直线部分32在垂直于基板30的平面的平面中基本上在同一平面中(即，在截面中)延伸，直线部分32沿着平行于支撑件的平面的直线延伸。
为了改善弯曲部34的保持并且显著降低在加工步骤期间它们被拉出的任何风险，本发明提出了一种天线支撑件28，其中弯曲部34相比直线部分更深地嵌入到从第一面30a延伸的天线支撑件28的厚度中。
为此，弯曲部34至少相对于直线部分32从第一面30a嵌入约20μm的深度p。然而，该值可以根据支撑件的厚度和导线的初始直径而改变。在直线部分与弯曲部的各自的中心轴之间估计有20μm的偏移，如图2a中可以看出的。天线形成导线的初始直径越大，可能的偏移越大。借助于这些规定，弯曲部34由其所插入的基板30的材料保护。作为结果，与现有技术的解决方案相比，天线26的端部26b和26c被拉出的任何风险都大大降低。
通过加工来制备开口腔20以便接收模块14，露出接触端部26b、26c的直线部分32。加工用于制造腔20，并且腔20的深度被确定为使得直线部分32在该腔20的底部是可见的。此外，并且有利地，该操作用于清洁表面处的直线部分32，以便去除任何绝缘材料，诸如搪瓷或护套。借助于本发明的规定，切割器用于在位于弯曲部34的平面上方的加工平面中加工直线部分32。
在优选实施方式中，腔20具有两个孔口面22和24，并且直线部分32的加工部31在所述第一孔口面22中是可见的，并与第一孔口面22的底部齐平，其对应于其上承载模块14的表面。天线26的端部26b、26c借助布置在模块14的内表面14a上的连接焊盘15电连接到微电路。直线部分32的加工部31和连接到模块14的芯片16的连接焊盘被布置为彼此面对，以获得大的电连接面积。
因此，天线26的端部26b、26c至少部分地可接入，以便提供电连接。
为了保证模块14与天线26的端部26b和26c之间的良好电连接，优选地在天线26的端部26b、26c与模块14的连接焊盘之间具有足够的接触面积。该足够的接触面积由可从第一孔口面22的底部可接入的加工导线的面积确定。
沉积的导线的数量取决于导线的初始直径。各个直线部分34之间的材料间隙取决于导线的直径。具体地，两个直线部分之间的最小间隙随着导线的直径的增加而增加，以便清理出(dégager)用于接合模块14的塑料基板30的最小面积。优选地，所述最小间隙不小于天线导线26的直径。
天线支撑件28使用现有技术中已知的并且在本说明书的引言中简要描述的方法制成。该方法通过具有用于分配天线导线并将其嵌入天线支撑件28的基板30中的装置的工具来执行。为此，所述工具具有分配器装置，诸如适于将导线逐渐递送到基板30上的喷嘴。所述工具还具有用于修改喷嘴行进速度和导线分配速度参数的控制装置。可选地，所述工具包括用于改变在铺设导线时施加的力的控制装置。为此，如果通过使用超声焊极铺设导线，则可以设想改变超声振动的频率和幅度。具体地，频率越高，导线被压入基板中越深。有利地，通过使用以对于直线部分施加的频率的至少1.25倍的频率经受超声的超声焊极来铺设回路。最后，所述工具可以具有用于施加局部加热导致塑料材料和/或导线的护套的少量熔化的加热器装置。
因此，所述方法包括如下步骤：借助于以相对于基板30的速度行进的工具将导线天线嵌入到第一基板30中，弯曲部34铺设的速度v1不大于直线部分32铺设的速度v2的0.75倍。优选地，速度v1位于速度v2的0.3倍至0.5倍的范围内。由于工具在铺设导线时减慢，所以弯曲部34呈现更长的嵌入时间，由此具有将弯曲部定位成比直线部32更深的效果。
在变型实施方式中，所述制造方法包括嵌入步骤，其中施加在第一基板30上用于铺设弯曲部34的挤压力不小于用于铺设直线部分32所施加的力的1.25倍。这些规定保证了弯曲部34更深地渗透到基板30中。在优选实施方式中，修改将导线嵌入基板30中的工具的参数，以便在铺设弯曲部34时减慢并施加更大的力。
直线部分32被铺设在基板30中，以便基本上彼此平行地对齐，并且它们以最小间隔间隔开。此外，直线部分32基本上嵌入在相同的嵌入平面中，该嵌入平面本身平行于基板30的外表面12a。这些规定确保了直线部分32以恒定的深度定位，以便保证加工窗口尽可能大。然后选择腔20的深度，使得天线的端部26b和26c的直线部分32在基本上平行于第一基板30的平面的平面中被刷(brossées)，以便形成可接入的直线部分的至少一个加工部31。在图3a和图3b中给出了加工部31的侧视图。有利地，加工部占据的厚度在天线形成导线的直径的10％至40％的范围内。
本发明还提供了一种制造诸如具有如ISO7816标准中指定的尺寸的银行卡格式或身份证格式的卡10的电子文件的方法。所述制造方法包括将上述天线支撑件28结合到卡10的主体12中。为此，天线支撑件28通过热层压方法与由塑料材料(例如PET、PVC或聚碳酸酯)制成的其它层组装，所述热层压方法使得各层能够彼此粘附。然后对所获得的卡的主体12进行加工，以形成在卡10的主体12的正面12a打开的腔20。加工深度根据天线的端部26b和26c在卡10的主体12的厚度中的位置来确定。最具体地，腔20的深度被确定为使得天线的端部26b和26c的直线部分32被部分地加工。然后，直线部分32的加工部31是可接入的，以便电连接到模块14的接触焊盘。
然后将各向异性粘合剂沉积在腔20的底部上或模块14的内表面14a上。该粘合剂用于将模块14保持在适当位置，并且其呈现导电性能，以使得能够在加工部31与模块14的接触焊盘之间进行电连接。
然后将模块14放入腔20中的适当位置，使得焊盘面向天线的端部26b和26c，然后将模块14嵌入，即放置就位并按压，以使得各向异性粘合剂只在一个方向上导电。

Claims (13)

1.一种用于结合在电子文件中的天线支撑件，所述支撑件包括：
·由塑料材料制成的第一基板(30)，所述第一基板(30)由第一和第二相反的面(30a、30b)限定，在所述第一和第二相反的面(30a、30b)之间限定所述基板(30)的厚度；以及
·天线，所述天线包括在两个端部(26b、26c)之间延伸的至少一个匝(26a)，所述天线由从第一面(30a)嵌入所述第一基板(30)的所述厚度中的导线形成，所述两个端部(26b、26c)中的每一个呈现由至少两个直线部分(32)和两个弯曲部(34)形成的曲折形状；
所述支撑件的特征在于，所述弯曲部(34)相比所述直线部分(32)从所述第一面(30a)更深地嵌入到所述第一基板(30)的所述厚度中。
2.根据权利要求1所述的天线支撑件，其中，所述弯曲部(34)相对于所述直线部分(32)嵌入到不小于20μm的深度。
3.一种电子文件，所述电子文件包括：
·根据权利要求1或权利要求2所述的天线支撑件(28)；以及
·第二基板，所述第二基板被组装到所述第一基板(30)，使得所述天线被限制在两个基板之间；
·开口腔(20)，所述开口腔(20)包括底部，在所述底部中至少所述天线的所述端部(26b、26c)的直线部分的加工部(31)是可见的；
·电连接装置，所述电连接装置覆盖所述天线的所述端部(26b、26c)的直线部分的所述加工部(31)的至少一部分；
·微电路模块(14)，所述微电路模块(14)插入并紧固在所述腔(20)中并且经由所述连接装置与所述加工部(31)电接触。
4.根据权利要求3所述的电子文件，其中，所述电连接装置包括覆盖所述直线部分(32)的所述加工部(31)的各向异性粘合剂。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的电子文件，其中，所述腔(20)由第一孔口面(22)和在所述第一孔口面(22)中形成的第二孔口面(24)形成，所述加工部在所述第一孔口面(22)的底部是可见的。
6.一种用于制造根据权利要求1或权利要求2所述的天线支撑件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括至少一个如下步骤：借助于适于分配和嵌入所述导线的工具将导线天线(26)嵌入到所述第一基板(30)中。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述工具以相对于所述基板(30)的速度行进，铺设所述弯曲部(34)的速度v1不大于铺设所述直线部分(32)的速度v2的0.75倍。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的制造方法，其中，所述工具施加抵靠所述第一基板(30)的挤压力，用于铺设所述弯曲部(34)的所述挤压力不小于用于铺设所述直线部分的力的1.25倍。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的制造方法，其中，所述工具以确定的频率通过超声分配和嵌入所述导线，用于铺设所述弯曲部(34)的频率不小于用于铺设所述直线部分的频率的1.25倍。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的制造天线支撑件的方法，其中，所述直线部分(32)以不小于所述天线导线(26)的直径的间隙彼此间隔开。
11.一种用于制造根据权利要求3至5中任一项所述的电子文件的制造方法，所述方法的特征在于所述方法包括以下步骤：
·通过根据权利要求6至10中任一项所述的方法制造天线支撑件(28)；
·通过层压步骤组装至少一个第二基板(30)；
·加工呈现一深度的开口腔(20)，使得直线部分的加工部在所述腔(20)的底部是可见的；以及
·将所述微电路模块(14)放置在所述腔(20)中，并且在所述模块(14)与所述天线(26)的端部(26b、26c)之间进行电连接。
12.根据权利要求11所述的用于制造电子文件的制造方法，其中，以如下方式执行所述加工：直线部分的所述加工部(31)呈现位于所述天线导线(26)的直径的0.4倍至0.6倍的范围内的宽度。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的制造方法，所述制造方法包括在将所述微电路模块(14)放置到位的步骤之前在所述模块(14)与所述腔的所述底部之间沉积各向异性粘合剂的步骤，接着是将所述模块(14)压入所述腔(20)中以将所述模块(14)接合到所述腔(20)中并激活所述电连接的步骤。
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