用于非接觸式微電路的天線系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種非接觸式微電路或非接觸式集成電路，且特別涉及集成到物體的微電路，諸如塑料卡(聚合物樹脂)。
【背景技術】
[0002]非接觸式或近場通信NFC微電路已被開發為通過感應耦合或電場耦合與終端進行交易。
[0003]為了特別以感應耦合方式進行通信，必須獲取終端的天線線圈和連接到微電路的天線線圈之間的足夠的電感耦合因子。這種耦合因子取決于終端和微電路的天線線圈的各自尺寸，并取決于這兩個線圈的相對距離和位置。微電路線圈的尺寸與終端的越近，兩個線圈之間的耦合因子可以越高。
[0004]通常，終端的天線線圈具有比ISO 7816格式中的卡更大的尺寸。因此希望微電路的天線線圈盡可能大。但是，該線圈相對于微電路越大，越難產生線圈和微電路之間的可靠連接，其足以承受頻繁的處理。在非接觸式微電路卡的情況下，卡由聚合物樹脂制成，通常是PVC(聚氯乙烯)、PET (聚對苯二甲酸乙二酯)或PC(聚碳酸酯)，且由此是可變形的。可預知，卡的重復變形將導致線圈和微電路之間的連接斷開，這明確使得微電路不工作。
[0005]美國專利5955723建議在卡上形成的大線圈以及連接到微電路的小線圈之間生成感應耦合。大線圈包括與微電路的線圈尺寸基本一樣的小環路。感應耦合是通過使得微電路線圈的中心與小環路的中心位置符合而形成的。兩個這樣的天線線圈之間的傳輸質量由感應耦合因子測量的。圖1展示了這樣的微電路卡Cl。微電路卡Cl包括天線線圈CCl和連接到天線線圈MCl的微電路Ml。天線線圈MCl和CCl包括若干線匝。天線線圈CCl包括具有與卡Cl的尺寸基本上一樣的大環路以及與線圈MCl的尺寸基本上一樣的小環路CLl。
[0006]據發現，大線圈的小環路和微電路的線圈之間的感應耦合因子對于小環路的中心與微電路線圈的中心的對準的精確性非常敏感。這種對準的最小差異導致耦合因子的明顯惡化。圖1A表示根據關于沿著卡的橫軸X或縱軸Y的環路CLl的線圈MCl的位置，耦合因子CR的變化曲線CB1，其穿過環路CLl的中心。曲線CBl示出了當線圈MCl完美地位于環路CLl的中心上時，兩個線圈MCl和CCl之間的耦合因子CR最大(在主峰SI)，且當線圈MCl沒有位于環路CLl的中心上時，該因子明顯且快速地下降。曲線CBl也具有次級峰SI,、S1"，當線圈完全位于環路CL2之外時出現，但具有與環路相對的(圖1A中水平或垂直的)部分。
[0007]現在這樣的微電路卡的制造是通常是共同的，分為若干步驟，包括在板中形成天線線圈以及切割板以使卡被個體化的步驟。每個關聯微電路和天線線圈的模塊被植入到被個體化的卡中。圖2和3展示了在被切割以將卡個體化之前的這樣的板。圖2和3展示了矩形板P1、P2，矩形板P1、P2包括天線線圈CC1，該天線線圈CCl被以跨過板的寬度(沿著軸T)的行以及板的長度(沿著軸Z)的列而分布。圖2和3也用虛線示出了卡的輪廓。在圖2中，板P2每行包括4個線圈CCl，被設置以形成每行4個卡Cl，卡的長度沿著軸Z取向。在圖3，板P2包括每行三個線圈CCl，被設置以形成每行3個卡Cl，卡的長度沿著T軸取向。在卡之間以及在卡和板P1、P2的邊緣之間存在邊距。一旦形成天線線圈CC1，板P1、P2首先通過沿著T軸取向的預切割線被預切割，隨后是通過沿著Z軸取向的預切割線被切害U，通常是通過壓印(stamping)。
[0008]即使沿著軸T的板P1、P2的切割精確度足夠，已證明沿著Z軸是不足的。確實，沿著T軸的切割精確度目前是±0.5mm,而沿著Z軸的切割精確度幾乎不可以降低到± 1.5mm以下。結果是導致天線線圈CCl相對于每個卡Cl的邊緣的位置變化。一旦微電路Ml及其天線線圈MCl被插入到每個卡中，隨著卡被個體化，天線線圈CCl不再可視。通過在卡中形成室，微電路Ml被植入到每個每個卡中。室的位置被相對于每個卡的邊緣而確定，且隨后不可能簡單地定位卡的天線。
[0009]結果是在微電路Ml的線圈MCl的定位中可以達到3mm的變化(沿著卡的縱軸或橫軸)，相對于在卡中形成的線圈CCl的小環路CU。在生產大量微電路卡的生產線中，這種定位的變化導從一個卡到另一個卡的在線圈CCl和微電路的線圈MCl之間的感應耦合因子CR的明顯變化。感應耦合因子的這種變化沿著卡的橫軸Y發生(圖2中的情況)，或沿著卡的縱軸X發生(圖3中的情況)。感應耦合因子的這種變化在生產線的一端要求測量該耦合因子的實施，并導致放棄大量的微電路卡，以便僅將卡保持為具有基本上給定的感應耦合因子。結果是導致這樣的微電路卡的制造成本大量增加。
[0010]因此想要降低在制造結束時非接觸式微電路卡的丟棄率。為了該目的，當共同制造微電路卡時，期望卡和微電路的天線線圈之間的耦合因子一致。

【發明內容】

[0011]一些實施例涉及一種用于制造微電路卡的方法，包括步驟:在卡中形成包括遵循照卡邊緣的部分的第一天線線圈；形成模塊，所述模塊包括微電路和沿著微電路周圍設置并連接到所述微電路的第二天線線圈；以及將所述模塊植入到卡的相對于卡的邊緣的精確位置處，所述第一天線線圈通過感應被耦合到所述第二天線線圈。所述第一天線線圈以這樣的方式被預形成，僅所述第二天線線圈的一部分離所述第一天線線圈的距離小于所述第二天線線圈的寬度的5%。
[0012]根據一個實施例，所述第一天線線圈是通過沉積并蝕刻導電層或被電絕緣層分隔的兩個導電層而形成。
[0013]根據一個實施例，所述第一天線線圈是通過使用超聲將絕緣線植入到卡中而形成的。
[0014]根據一個實施例，第一天線線圈包括預形成的以部分遵循卡的邊緣的大環路以及小環路，所述小環路包括兩個第一相對部分以及兩個第二相對部分，所述第一相對部分在小于所述第二天線線圈的所述寬度的5 %的距離處僅遵循所述第二天線線圈的所述邊緣的一部分，所述第二相對部分以至少比所述第一相對部分之間的距離大20%的距離而彼此間隔開。
[0015]根據一個實施例，所述第一天線線圈包括兩個平行的分支，所述分支位于離所述第二天線線圈的距離小于所述第二天線線圈的寬度的5%的距離處。
[0016]根據一個實施例，所述第一天線線圈包括另外部分，給定所述第一和所述第二天線線圈彼此定位時的誤差容限時，所述另外部分易于位于離所述第二天線線圈的距離小于所述第二天線線圈的所述寬度的5%的距離處。
[0017]根據一個實施例，所述第一天線線圈包括兩個相鄰分支，給定所述第一和所述第二天線線圈彼此定位時的誤差容限時，所述分支易于位于離所述第二天線線圈(MCl)的距離小于所述第二天線線圈的寬度(ML)的5%的距離處。
[0018]根據一個實施例，該方法包括形成調諧電容器用于調諧所述第一天線線圈的步驟，所述調諧電容器包括形成天線線圈的線或導電路徑的兩個端部分，所述端部分在所述第一天線線圈的內部或外部被放置為彼此相對。
[0019]一些實施例也涉及一種用于共同制造微電路卡的方法，包括若干次執行上述方法，以在板(P3、P4)上形成若干卡天線線圈，以及切割所述板以獲取每個都包括卡天線線圈的卡的步驟，當卡被被個體化時在每個卡中進行植入微電路及其天線線圈的步驟。
[0020]根據一個實施例，所述卡天線線圈以若干卡天線線圈的行和列被分布在板中。
[0021]一些實施例也涉及微電路卡，包括:卡，植入到所述卡中的第一天線線圈，以及包括遵循所述卡的所述邊緣的部分；以及模塊，其包括微電路和放置在所述微電路周圍并連接到所述微電路的第二天線線圈，所述模塊在相對于所述卡的所述邊緣的精確位置處被植入到所述卡中。所述第一天線線圈以這樣的方式被預形成，即，僅所述第二天線線圈的一部分位于離所述第一天線線圈小于第二天線線圈的寬度的5%的距離處。
[0022]根據一個實施例，所述第一天線線圈包括大環路以及小環路，所述大環路被預形成為部分遵循所述卡的所述邊緣，所述小環路包括兩個第一相