專(zhuān)利名稱(chēng):電子標(biāo)簽及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種包括至少一個(gè)電子元件的薄的卡或電子標(biāo)簽,還涉及用于制造這種類(lèi)型的卡的方法。
本發(fā)明涉及一種具有或者沒(méi)有外部接點(diǎn)的卡或電子標(biāo)簽。電子標(biāo)簽被理解為指的是包括至少一個(gè)支撐、天線(xiàn)和電子元件的組合件,所述電子元件一般是芯片。按照本發(fā)明的卡或電子標(biāo)簽可用于許多應(yīng)用,作為用于識(shí)別、控制或支付的裝置。
本發(fā)明的目的尤其集中在其中安裝有至少一個(gè)電子元件的卡或薄的柔性的卡上。電子元件是一種元件,例如是芯片,電容器,電阻,熔斷器,電池,顯示器,指紋控制器(“指尖”)或任何其它類(lèi)似元件。
背景技術(shù):
本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知這種卡或電子標(biāo)簽,其上在被稱(chēng)為襯底的絕緣支撐內(nèi)安裝有元件,在所述襯底上刻蝕有由導(dǎo)電材料制成(一般由銅制成)的軌跡或連接器區(qū)域。這些元件一般被粘附,然后,把它們的接點(diǎn)焊接到襯底的軌跡或?qū)щ姷倪B接器上。為了保護(hù)元件和用這種方式布線(xiàn)的電路,在整個(gè)表面或表面的一部分上澆鑄環(huán)氧樹(shù)脂,從而包覆整個(gè)電路。
文件EP1167068描述了一種通過(guò)把芯片接點(diǎn)壓入在襯底上刻蝕的并源自線(xiàn)圈形天線(xiàn)的軌跡內(nèi)而實(shí)現(xiàn)的連接。由于具有預(yù)先附加在接點(diǎn)上的并旨在被壓入導(dǎo)電軌跡的金屬內(nèi)的長(zhǎng)釘,這種芯片的連接不用焊接進(jìn)行。然后,利用樹(shù)脂涂覆與/或利用絕緣層覆蓋這種組合件。
上述的兩種已知類(lèi)型的卡具有如下的缺點(diǎn)一方面,其具有在制造期間難于控制的大的厚度,另一方面,其具有有限的柔性。事實(shí)上,元件具有不同的高度,因而涂層厚度必須對(duì)應(yīng)于由至少一個(gè)元件達(dá)到的最大高度,以便確保卡的可接受的平整度。作為信息,按照ISO 7816標(biāo)準(zhǔn),卡的通常厚度是0.76mm。
在其中元件的接點(diǎn)通過(guò)壓入在襯底中刻蝕的導(dǎo)體內(nèi)被固定的第二種情況下,接點(diǎn)和導(dǎo)體連接的質(zhì)量根據(jù)卡受到的機(jī)械約束例如彎曲或變形而改變。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述的缺點(diǎn),即,獲得一種扁平的、薄的和柔性的卡或電子標(biāo)簽,其能夠在制造期間提供最小的浪費(fèi)比。這尤其涉及在電子元件和在卡的導(dǎo)電部分上的軌跡之間的電連接的質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于,提供一種用于這種類(lèi)型的卡或電子標(biāo)簽的制造方法。
這個(gè)目的借助于通過(guò)裝配至少一個(gè)薄的柔性襯底、導(dǎo)電層和黏附層而獲得的并且包括至少一個(gè)電子元件的卡或電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了,所述導(dǎo)電層由用于限定天線(xiàn)的導(dǎo)電軌跡形成,其特征在于,所述襯底包括其中容納著電子元件的至少一個(gè)窗口,所述黏附層把導(dǎo)電層保持在所述襯底上,并且所述導(dǎo)電層在所述窗口的表面內(nèi)局部地延伸,以便形成至少一個(gè)電接點(diǎn),所述電子元件連接在所述電接點(diǎn)上。
按照本發(fā)明的電子標(biāo)簽由被稱(chēng)為襯底的絕緣層構(gòu)成,所述襯底的厚度優(yōu)選地按照要被安裝的元件的最大高度選擇。這樣選擇的襯底的厚度確定卡或標(biāo)簽的最后的外觀(guān),即,如果把元件置于卡的表面上,則在卡上形成一個(gè)凸起或空腔。
所述的襯底包括用于容納電子元件的窗口。所述窗口的尺寸按照元件的尺寸并按照在元件周?chē)璧目臻g被確定。按照第一實(shí)施例,在元件周?chē)目臻g最小,以便在焊接步驟之前暫時(shí)地把電子元件保持在其殼體內(nèi)。
按照另一個(gè)實(shí)施例,所述空間較大,以便用黏合劑之類(lèi)填充所述空間,使得其可以接收一個(gè)以上的元件。
元件接點(diǎn)被連接到在襯底的至少一面上刻蝕的導(dǎo)電軌跡上,這種接點(diǎn)可以借助于在導(dǎo)電軌跡上的直接連接,即在窗口內(nèi)的導(dǎo)電層的延長(zhǎng)部分,或者通過(guò)一個(gè)導(dǎo)電橋進(jìn)行連接??梢跃哂性S多不同的結(jié)構(gòu)-通過(guò)在導(dǎo)電軌跡上的直接連接使兩個(gè)元件接點(diǎn)和導(dǎo)電層相連,-一個(gè)接點(diǎn)通過(guò)直接連接和導(dǎo)電層相連,而其它的元件接點(diǎn)則利用通過(guò)其它的軌跡上方的絕緣的導(dǎo)電橋被連接到導(dǎo)電層的較遠(yuǎn)的連接區(qū)域上,-和一個(gè)元件接點(diǎn)相連的導(dǎo)電橋通過(guò)容納著襯底的窗口內(nèi)部的元件的旁邊,以便被設(shè)置在襯底的相對(duì)側(cè)上。所述的橋按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法借助于跨過(guò)襯底被連接到導(dǎo)電的表面上。其它的元件接點(diǎn)則借助于直接連接或借助于上述的另一種橋和導(dǎo)電層相連。
用這種方式構(gòu)成的卡或電子標(biāo)簽具有相應(yīng)于在使用的一組電子元件內(nèi)測(cè)量的最大高度的厚度,對(duì)其需要加上導(dǎo)電層的厚度。因?yàn)楹穸缺粶p小,使得其柔性被大大增加。安裝的元件穿過(guò)襯底的厚度,因而受到保護(hù),防止機(jī)械沖擊。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于,提供一種通過(guò)裝配至少一個(gè)薄的、柔性的襯底,導(dǎo)電層和粘合劑層實(shí)行的制造卡或電子標(biāo)簽的方法,所述卡或電子標(biāo)簽包括至少一個(gè)電子元件,所述導(dǎo)電層由用于限定一個(gè)天線(xiàn)的導(dǎo)電軌跡構(gòu)成,其特征在于,包括以下步驟-在所述導(dǎo)電層中形成至少一個(gè)片斷,-在所述粘合劑層中形成至少一個(gè)窗口,-在所述襯底中形成至少一個(gè)窗口,所述窗口旨在用于接收電子元件,-在襯底上疊置和層疊粘合劑層和導(dǎo)電層,以便使以前形成的開(kāi)口相互對(duì)應(yīng),-制作由多個(gè)軌跡構(gòu)成的電路,并形成用于位于襯底的窗口中的電子元件的至少一個(gè)連接表面,-在襯底中為該目的而形成的窗口中設(shè)置和連接電子元件。
上述的在導(dǎo)電層中的片斷是一般通過(guò)沖壓或刻蝕在導(dǎo)電層中形成的一個(gè)開(kāi)口。所述開(kāi)口具有取決于電子元件的接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸。其在制作電路的期間用于產(chǎn)生用于這些接點(diǎn)的連接表面。
按照本發(fā)明,上述特征的結(jié)果是一種包括至少一個(gè)電子元件的卡或電子標(biāo)簽的制造方法,其需要較少的操作數(shù)量,因此能夠降低成本。按照下面所述的應(yīng)用的特征,所述制造方法的步驟可以按照不同的順序被組合與/或執(zhí)行,或者其中的一些可以被消除。這種方法能夠保證這種類(lèi)型的卡或電子標(biāo)簽所需的性能高的柔性,高的可靠性,這是由于有效地保持了電子元件的接觸。
在粘合劑層中的窗口的尺寸用這種方式確定,使得能夠除去要安裝電子元件的區(qū)域中的存在的粘膠而不除去導(dǎo)電軌跡下方存在的粘膠。這種限定使得允許粘合劑層形成裝置的形狀的寬的選擇。
按照本發(fā)明的卡或電子標(biāo)簽的制造方法的另一種改型,可以不在粘合劑層中切割窗口,如在所述方法的第一步中所述。事實(shí)上,可以使用下述步驟消除在用于元件接觸的表面上存在的殘余的粘膠,所述表面位于在襯底中切割的窗口內(nèi)-在固定電子元件之前使用化學(xué)方法,-在電子元件連接(焊接、熱粘接或熱壓縮)期間進(jìn)行蒸發(fā)或排空。
按照本發(fā)明的卡或電子標(biāo)簽的制造方法的另一種改型,可以利用液體黏合劑代替用于形成粘合劑層的粘合劑膜,所述液體黏合劑利用用于窗口的保護(hù)材料進(jìn)行絲印被沉積在導(dǎo)電層上,所述保護(hù)材料用于阻止黏合劑沉積在用于元件接觸的表面上。
按照本發(fā)明的卡或電子標(biāo)簽的制造方法的另一種改型,可以具有被保護(hù)的窗口的區(qū)域的情況下通過(guò)絲印使粘合劑層沉積在表面上。也可以在切割窗口之前使粘合劑層沉積在整個(gè)表面上(沒(méi)有保護(hù)材料)。在襯底內(nèi)的窗口形成步驟還使得能夠除去在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的粘膠。然后在襯底上裝配導(dǎo)電層,使得用作連接元件的導(dǎo)電層接觸表面上沒(méi)有粘膠。
本發(fā)明的一個(gè)特征在于,電子元件的連接部分不會(huì)像按照現(xiàn)有技術(shù)的例子中那樣出現(xiàn)在過(guò)厚的導(dǎo)電層和襯底中。
由下面參照作為非限制性的例子給出的附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明,可以更好地理解本發(fā)明,其中圖1表示具有窗口的刻蝕槽的粘合劑膜;圖2表示由疊置在一個(gè)導(dǎo)電材料膜上的粘合劑膜構(gòu)成的組合件;圖3表示由粘合劑膜和具有片斷的刻蝕槽的導(dǎo)電膜構(gòu)成的組合件;圖4表示具有窗口的刻蝕槽的襯底;圖5表示在具有粘膠膜的導(dǎo)電膜的組合件上的襯底的疊置;圖6表示安裝有電子元件的卡或電子標(biāo)簽的截面圖;圖7表示具有電子元件的卡或電子標(biāo)簽的截面圖,所述電子元件具有一個(gè)借助于橋和導(dǎo)電層相連的接點(diǎn);圖8表示具有電子元件的卡或電子標(biāo)簽的截面圖,所述電子元件具有一個(gè)借助于來(lái)自襯底的相對(duì)側(cè)的橋和導(dǎo)電層相連的接點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
圖1到圖6表示按照本發(fā)明的卡或電子標(biāo)簽的制造方法的細(xì)節(jié),其中示出了在所述方法的每個(gè)步驟之后獲得的結(jié)果。
圖1表示例如由沖壓形成的在粘合劑膜1中的窗口2的刻蝕槽。窗口的形狀和尺寸要被安裝的電子元件的形狀和尺寸。所述粘合劑膜構(gòu)成所述粘合劑層。
切割的粘合劑膜1被疊置并被裝配在導(dǎo)電材料膜4上,從而形成如圖2所示的包括粘合劑層和導(dǎo)電層的組合件3。導(dǎo)電材料一般是銅。因此,導(dǎo)電材料出現(xiàn)在組合件3的窗口2中。
接下來(lái)的步驟是在包括粘合劑層和導(dǎo)電層的組合件3的窗口2中通過(guò)沖壓或刻蝕片斷6進(jìn)行切割,這使得能夠制備用于電子元件的單獨(dú)的接觸表面4’。用這種方式,獲得裝置5。進(jìn)行這種切割的目的是在兩個(gè)導(dǎo)電材料區(qū)域之間形成一個(gè)分離,所述導(dǎo)電材料區(qū)域仍然借助于周?chē)膶?dǎo)電表面進(jìn)行電連接。
圖4表示其厚度按照要安裝的電子元件的最大高度選擇的絕緣材料襯底7。在所示的襯底中,切割出和這些元件的形狀和尺寸對(duì)應(yīng)的窗口8。這些窗口基本上類(lèi)似于在圖1的粘合劑膜中切割出的窗口。
用這種方式切割的襯底7被疊置和裝配在包括粘合劑層和導(dǎo)電層的組合件3上,以便使襯底的窗口8對(duì)應(yīng)于包括粘合劑層和導(dǎo)電層的組合件的窗口2。獲得的結(jié)果構(gòu)成襯底組合件9,其包括粘合劑層和導(dǎo)電層,如圖5所示。襯底表面的放大圖表示被疊置的窗口2和8,通過(guò)該圖還可以區(qū)分為要安裝的元件保留的導(dǎo)電的接觸表面4’。
沒(méi)有示出的一個(gè)步驟是在導(dǎo)電表面(先前獲得的組合件9的背面)上的由多個(gè)軌跡構(gòu)成的電路的刻蝕,所述軌跡的布置取決于電子元件及其接點(diǎn)。使用的刻蝕方法、沖壓、機(jī)械加工或化學(xué)刻蝕主要取決于電路結(jié)構(gòu)和用于襯底與/或?qū)щ娔さ牟牧稀?br>
然后把元件置于為此設(shè)置的襯底的窗口8內(nèi),然后例如利用焊接、冷或熱導(dǎo)電焊接或熱壓方法連接到接點(diǎn)表面4’上。
最終的結(jié)果如圖6的放大的截面圖所示,其中可以看出由利用形成粘合劑層的粘合劑膜1裝配在襯底7上的導(dǎo)電膜4構(gòu)成的導(dǎo)電層。元件11被容納在疊加在襯底7的窗口8上的粘合劑膜1的窗口2內(nèi),所述元件的接點(diǎn)10和由片斷6分開(kāi)的導(dǎo)電表面4’相連。
圖7表示用于把電子元件接點(diǎn)11連接到位于導(dǎo)電層4上的一定距離處的軌跡上的電橋12。所述電橋在其它軌跡13的上方通過(guò),并借助于保護(hù)材料14和其它軌跡電氣絕緣。所述保護(hù)材料一般由絕緣材料的薄膜片構(gòu)成。其它的元件接點(diǎn)被直接連接在導(dǎo)電層上,如圖6所示。
圖8表示電橋15,其通過(guò)襯底和接近的一個(gè)電子元件接點(diǎn)11相連。然后這個(gè)電橋和位于襯底的相對(duì)側(cè)上的連接區(qū)域16相連,所述區(qū)域由通過(guò)襯底的導(dǎo)電元件17構(gòu)成。所述元件17和導(dǎo)電層4相連。
一個(gè)未示出的用于制造卡或電子標(biāo)簽的最后的可選擇的步驟是在每個(gè)表面上裝配用絕緣材料制成的膜,以便保護(hù)所述組合件免受濕氣影響或腐蝕,此外,使得能夠形成足夠的標(biāo)記(徽標(biāo)、字符、圖像等),如圖6所示。
一種按照本發(fā)明的未示出的卡或電子標(biāo)簽的改型通過(guò)在一個(gè)襯底上裝配粘合劑層并在每個(gè)襯底的表面上裝配導(dǎo)電層構(gòu)成。所述襯底包括至少一個(gè)用于容納電子元件的窗口。所述粘合劑層用于保持在襯底的每一側(cè)上的導(dǎo)電層,并且至少一個(gè)導(dǎo)電層用這種方式部分地延伸進(jìn)入窗口的表面,使得形成至少一個(gè)電接點(diǎn)。電子元件的接點(diǎn)或者借助于一個(gè)橋與具有覆蓋所述襯底的至少一個(gè)導(dǎo)電層相連接,或者直接連接到位于窗口的襯底中的接觸表面上。
按照本發(fā)明所述的方法生產(chǎn)的卡的襯底的厚度可以相當(dāng)于一個(gè)或幾個(gè)電子元件的最大高度,即使這些元件具有一個(gè)相當(dāng)高的高度。對(duì)于例如電池或顯示器這些元件尤其如此,因此,這種卡可以具有幾毫米的厚度,尤其是當(dāng)需要大的剛性時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種卡或電子標(biāo)簽,通過(guò)裝配至少一個(gè)薄的柔性襯底(7)、導(dǎo)電層(4)和黏附層(1)來(lái)實(shí)現(xiàn),所述卡或電子標(biāo)簽還包括至少一個(gè)電子元件(11),所述導(dǎo)電層(4)由用于限定天線(xiàn)的軌跡構(gòu)成,其特征在于,所述襯底(7)包括至少一個(gè)窗口(8),在所述窗口(8)中接收電子元件(11),所述黏附層(1)維持一個(gè)導(dǎo)電層(4)在襯底(7)上,所述導(dǎo)電層(4)部分地延伸在窗口(8)中以便形成至少一個(gè)其上連接有電子元件(1)的電接點(diǎn)(4′)。
2.如權(quán)利要求1所述的卡或電子標(biāo)簽,其特征在于所述導(dǎo)電層(4)部分延伸在窗口(8)中的表面上以便形成至少兩個(gè)其上連接有電子元件(11)的電接點(diǎn)(4′)。
3.如權(quán)利要求1所述的卡或電子標(biāo)簽,其特征在于所述導(dǎo)電層(4)部分延伸在窗口(8)中的表面上以便形成至少一個(gè)其上連接有電子元件(11)的電接點(diǎn)(4′),和另一個(gè)借助于橋(12,15)形成的電接點(diǎn),用于連接導(dǎo)電層(4)上較遠(yuǎn)處的連接區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的卡或電子標(biāo)簽,其特征在于所述襯底(7)的厚度至少等于最高的電子元件的高度。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的卡或電子標(biāo)簽,其特征在于導(dǎo)電層(4)在窗口(8)內(nèi)延伸形成至少三個(gè)電隔離區(qū)域,兩個(gè)區(qū)域(4′)與電子元件(11)連接,第三個(gè)區(qū)域在該電子元件下通過(guò)。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的卡或電子標(biāo)簽,其特征在于還包括至少一個(gè)保護(hù)層裝配在該組合件的至少一個(gè)表面上。
7.一種用于制造卡或電子標(biāo)簽的方法,所述方法借助于通過(guò)裝配至少一個(gè)薄的柔性襯底(7)、導(dǎo)電層(4)和黏附層(1)來(lái)實(shí)施,并且所述卡或電子標(biāo)簽包括至少一個(gè)電子元件(11),所述導(dǎo)電層(4)由用于限定天線(xiàn)的導(dǎo)電軌跡構(gòu)成,其特征在于,包括以下步驟-在所述導(dǎo)電層(4)中形成至少一個(gè)片斷(6),-在所述粘合劑層(1)中形成至少一個(gè)窗口(2),-在所述襯底(7)中形成至少一個(gè)窗口(8),所述窗口(8)旨在用于接收電子元件(11),-在襯底(7)上疊置和層疊粘合劑層(1)和導(dǎo)電層(4),以便使以前形成的開(kāi)口(6,2,8)相互對(duì)應(yīng),-制作由多個(gè)軌跡構(gòu)成的電路,并形成用于位于襯底(7)的窗口中的電子元件(11)的至少一個(gè)連接表面(4’),-在襯底(7)中為該目的而形成的窗口(8)中設(shè)置和連接電子元件(11)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述粘合劑層(1)由粘合劑膜構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述粘合劑層(1)通過(guò)絲印涂覆在導(dǎo)電層上,并具有被保護(hù)的區(qū)域以便形成窗口。
10.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述粘合劑層通過(guò)絲印涂覆在襯底上,優(yōu)選地具有被保護(hù)的區(qū)域以便形成窗口。
11.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述電路的制作通過(guò)對(duì)導(dǎo)電層(4)進(jìn)行沖壓、機(jī)械加工或化學(xué)刻蝕來(lái)實(shí)現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述電子元件(11)的連接(10)通過(guò)例如在所述導(dǎo)電膜上進(jìn)行焊接、冷或熱導(dǎo)電粘接或者熱壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
13.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,在粘合劑層(1)、襯底(7)中的窗口(2,8)和在所述導(dǎo)電層(4)中的片斷(6)的形成通過(guò)沖壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
14.一種用于制造卡或電子標(biāo)簽的方法,所述方法借助于通過(guò)裝配至少一個(gè)薄的柔性襯底(7)、導(dǎo)電層(4)和黏附層(1)來(lái)實(shí)施,并且所述卡或電子標(biāo)簽包括至少一個(gè)電子元件(11),所述導(dǎo)電層(4)由用于限定天線(xiàn)的導(dǎo)電軌跡構(gòu)成,其特征在于,包括以下步驟-在所述導(dǎo)電層(4)中形成至少一個(gè)片斷(6),-在所述襯底(7)中形成至少一個(gè)窗口(8),所述窗口(8)旨在用于接收電子元件(11),-在襯底(7)上疊置和層疊粘合劑層(1)和導(dǎo)電層(4),以便使以前形成的開(kāi)口(6,8)相互對(duì)應(yīng),-制作由利用化學(xué)蝕刻得到的多個(gè)軌跡構(gòu)成的電路,并形成用于電子元件(11)的至少兩個(gè)連接表面(4’),-在襯底(7)中為該目的而形成的窗口(8)中設(shè)置和連接(10)電子元件(11)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于在所述連接表面(4′)上用于所述電子元件的黏附層的清除是通過(guò)化學(xué)手段實(shí)現(xiàn)的。
16.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于在所述連接表面(4′)上用于所述電子元件的黏附層的清除是當(dāng)由焊接、熱粘接或熱壓來(lái)連接電子元件時(shí)通過(guò)蒸發(fā)或排出來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種薄的、柔性的卡或電子標(biāo)簽,其中安裝有電子元件,使得在元件接點(diǎn)和卡的導(dǎo)體之間提供好的電連接。本發(fā)明的目的還包括提供一種用于這種類(lèi)型的卡或電子標(biāo)簽的制造方法。按照本發(fā)明的卡或電子標(biāo)簽通過(guò)裝配至少一個(gè)薄的柔性襯底(7)、導(dǎo)電層(4)和黏附層(1)來(lái)生產(chǎn),并且所述卡或電子標(biāo)簽包括至少一個(gè)電子元件(11)。所述卡的特征在于,所述襯底(7)包括至少一個(gè)窗口(8),其中容納著電子元件(11),粘合劑層(1)把導(dǎo)電層(8)保持在襯底上,導(dǎo)電層(4)部分地延伸到窗口的表面(8)內(nèi),使得形成至少一個(gè)電接點(diǎn)(4’),電子元件(11)被連接到所述電接點(diǎn)上。襯底(7)的厚度優(yōu)選地根據(jù)要安裝的元件的最大高度選擇。
文檔編號(hào)G09F3/00GK1555576SQ02818317
公開(kāi)日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者弗朗西斯·德洛茲, 弗朗西斯 德洛茲 申請(qǐng)人:納格雷德股份有限公司