專利名稱：生產標簽或芯片卡的方法,實施該方法的裝置和使用該方法與裝置生產該標簽或芯片卡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造包括天線或線圈的標簽的方法，用于制造如權利要求1前序部分的芯片卡或身份卡或類似應答器單元，如權利要求6前序部分的實施該方法的裝置，以及如權利要求7前序部分的包括天線或線圈的標簽或相應的芯片卡。
在許多實施型中，包括天線和線圈的芯片卡和身份卡或相似的小型組件例如標簽、應答器單元等已經為大眾所知。它們一般用于接收無線信息以及，在某些情況下，進行處理，另外也將，例如，與其相關物體的位置、狀態(tài)等信息(返回)傳給相應的接收機。
此外，還有許多其他方面的應用，尤其使用所謂的標簽越來越重要，例如用于機場上行李的分檢，經自動傳輸系統(tǒng)將無數的手提箱傳輸到它們正確的目的地，或者用于郵件發(fā)送，使自動分類成為可能。為達此目的，將特定的地址代碼輸入該標簽和然后將此標簽連接到相應的物件上，標簽沿著自動傳輸路徑將相關信息無線傳輸到任何查詢設備，使得，例如沿著該傳輸路徑的切換設備或分發(fā)傳送帶或分檢裝置能夠響應。
為了能夠接收或發(fā)送這樣的無線信息，需要這種含有天線或線圈的標簽，如以下列舉的包含其它天線或線圈的設備芯片卡或身份卡、應答單元等，都要求在某種螺旋形結構上盤繞、繞制或彎曲導線以用于接收或發(fā)送通常以數字形式編碼的電磁信號。
然而，給每個基片連接或涂覆這樣的線圈或天線，存在著一定的問題，即大大增加了這些現在大量需要的標簽價格。這意味著通常使用的蝕刻技術，需要大量的附加的加工步驟，利用這樣的技術將單個線圈連接件涂覆到芯片卡的薄膜基片(EP 0 481 776 A2)上。尤其是，將光阻材料(Fotolack)涂覆于汽相沉積或以其他方法鍍過的導電層，然后使用掩膜進行曝光和用蝕刻除去中間層，所有這些步驟使得生產這樣的標簽相當昂貴，尤其是當人們考慮到在本領域常見的大批量生長的情況時。
眾所周知，線圈的線匝也就是導線繞組，借助于復合布線和切割機以連續(xù)繞組的形式安裝在合成材料的基片上，在這種情況下，同時采用適當的加熱方式加熱合成材料基片，使得導線繞組至少部分地同被加熱的基片的合成材料相粘合，并且以這種方式保持它們的形狀不變直到另外的各層可以涂覆之時(US-PS 3 674 602，國際PCT申請WO95/26538)。
兩種布線方法是復雜而且費時，WO 95/26538也提出在布線同時，將線圈導線連接到位于芯片卡上的芯片第一端子面上。然后對線圈導線進行布線以形成線圈并且最后將線圈導線的運行端連接到芯片第二連接面上，此時，在對線圈導線布線時，由于加熱使得該導線至少部分地連接到基片上。
因而本發(fā)明的任務是提出一種方法，它使用一種設備來生產包括天線或線圈的標簽或某些其他設備，采用此方法不僅大大簡化了生產和裝配所述標簽上或芯片卡上的線圈而且還將其必要的成本減到最小。
根據權利要求1、權利要求6和權利要求7的特征完成了本發(fā)明提出的任務。
本發(fā)明所提供的特別的優(yōu)點來自于這樣的事實在自動化生產這種標簽或芯片卡期間為制備線圈和天線只需要一個單一的附加生產步驟，即沖壓過程。
此沖壓過程可以生產任何形狀的天線，并且同標簽的形狀相匹配；這意味著在此優(yōu)選的和因此也是最簡單的實施例中，無需后序的加工步驟。
制造線圈或天線的全過程在聯機自動標簽生產操作中進行而無需特殊的附加加工步驟，并且僅在基片上鍍上一層采用導電材料制成的薄膜，通常是銅或鋁膜，和在切割過程中將想要的天線形狀(螺旋形、矩形、彎曲的或任何其他形狀)切割進鍍有銅膜的沖壓工具。由于銅或鋁膜的特殊性質而不需要附加的加工操作，這些特性能使得在基片上立刻生成功能性天線結構。然后，在后續(xù)的加工步驟中，實現通常的芯片連接，對此，優(yōu)選地，最終加工成的標簽是通過雙側粘貼附加層來完成的。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例實現了以下可能，在沖壓過程中，不必去除沖壓工件以便生產天線，只需進行附加的抓握步驟(Greifschritt)—單一的沖壓過程就足夠了，例如成螺旋形，為直接在鍍銅基片上構建螺旋形繞組天線，只需將其開始和結尾兩端連接到各自的芯片模塊件，例如，倘若需要的話，通過通常的卷曲或焊接。
實際上，本發(fā)明的主要特征之一是基于實現使用專門的原材料，即設有導電鍍層，最好采用合成材料基片制成，例如鍍銅的聚酯膜，通過沖壓過程，以略微卷曲的形式，如此制成銅螺旋的相鄰匝能夠實現效電絕緣，從而無需另外的附加加工步驟。其理由將在下面作更詳細的解釋。
必須再次指出本發(fā)明適于生產或裝配進任何應答器型系統(tǒng)、單元、標簽、芯片或身份卡，進門卡或進門鑰匙、信用卡等，下文只涉及代表所有這樣系統(tǒng)的標簽；同樣，用天線表示線圈結構或其他包括以繞組形式彼此纏繞的線圈的任何構形。
本發(fā)明不僅使制造當前大量需要的這樣的標簽成為可能，并大大快于，例如，逐步導線布線方法，該方法涉及同在說明書開頭引用的兩種出版物相一致的中間安裝，而且同已知的蝕刻方法相比大大減少了所需的加工步驟，從而連帶結構的簡化一起，使成本顯著降低。
本發(fā)明的擴展和改進構成附屬權利要求的主題，并且這些擴展和改進將在下面的說明中得出。
在附圖中示出了本發(fā)明的實施例并將在下面的更詳細的描述中介紹。


圖1示出用于制造天線的被鍍銅或鋁的基片膜的第一實施例的頂視圖；圖2示出用圖示的沖壓工具在沖壓階段之前和之后，涂覆在合成材料基片膜上的銅或鋁膜的被放大的側視圖；圖3示出在導電材料的平展膜上螺旋形沖壓切口的第二實施例，帶有或沒有附加的基片膜；和圖4示出一種可能的自動化標簽生產流程。
本發(fā)明的基本想法在于通過沖壓，從導電材料的平展層制備相互絕緣的天線或線圈繞組或線匝的擴展系列，因此上述繞組或線匝能夠用于標簽的制造或一般地用于應答器型裝置的制造。
下面將直接對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作更詳細的描述，據此生產天線的基本材料是導電材料的平展膜，通常是銅或鋁膜，它被涂覆或層壓在支持基片，最好是合成材料膜如聚酯上。
這樣的聚酯膜的厚度范圍可能例如在50和250μm之間，但可按需要設定在任何厚度，同樣，用于實際制造過程的銅膜的厚度是次要的，并且能從此標簽的其他參數(如發(fā)射功率)中導出。
圖1中用數字10表示雙層膜形式的雙層原材料；它由(圖2)銅膜11(上面的)和下面的合成材料膜基片12組成。
為了通過沖壓從這樣的雙層膜10制造具有大數目線匝的天線或線圈，需要一種具有相應切割形狀的切割工具。
將所述的切割形狀設計成具有以下截面，如圖3的13所示；它能銳角斜削到某一點或者具有跨越包括兩層11和12的雙層膜10的整個高度的相等厚度，事實上沖壓過程并不重要。參照由印刷技術公知的所謂的帶鋼工具，人們可以設想適當的沖壓工具，用此工具通過沖壓紙方法，即由較大紙張或卡紙板沖壓造形，可以產生出任意形狀。
如果人們應用這樣的帶鋼工具沖壓方法為應答器類裝置制造天線或線圈是可能的話，那么沖壓工具下部刀刀刃的縱向形狀，即，沖壓此進雙層膜10的區(qū)域，應仿照要制造的線圈或天線的形狀，因此就圖1和同樣地圖3中所示的實施例而言，一種螺旋形，即已經選擇了斜楔的線圈繞組。
當然，天線繞組和線匝可以進行完全不同的加工成形)—--例如，天線的各個線匝可以仿照外面的、可能是矩形的雙層膜，和當其他組件要裝在該標簽或芯片卡例如(例如其他電子組件，芯片卡按鈕或諸如此類)上時切出的特殊的截面—--沖壓工具的結構總是這樣以便整個繞組，在此情況下的螺旋形，向內斜楔的繞組，在單一沖壓過程中切進雙層膜。
在此范圍內還有另外的可能，它包括在沖壓區(qū)設計一種有雙刀刃的沖壓工具，此工具包括像圖2中由13a示出的彼此間有極小位移的兩個下部切刀刃。如果整個沖壓工具有螺旋形，那么由雙層膜10’(圖3)沖壓出一條窄的螺旋帶14，然后在加工操作過程中必須除去，而留下具有彼此絕緣線匝的、呈螺旋形或渦旋形的銅或鋁帶15(經選擇的材料)。
然而，本發(fā)明的優(yōu)選實施例是在這樣的直接沖壓過程的情況下，只用一個單沖壓刀刃13進行加工，已被證明是十分成功的方法，并且在線圈或天線的各個匝需要的絕緣距離方面也被證明是毫無問題的。此原因基于這樣的了解，即在合成材料基片12上的銅或鋁膜的材料性能方面被證明是相當軟，根本沒有彈性。使得在沖壓過程之后，即雙層膜10已被螺旋切割或貫穿之后，發(fā)生一種現象，因此貫穿的銅膜邊緣保持彼此隔離，而合成材料基片12的貫穿邊緣再次因所述基片的彈性或易變形的習性而彼此接近。這在沖壓程序和沖壓工具13退回之后，導致一種形狀，如圖2右邊圖示的被大大放大了的截面。下降的沖壓工具首先切割銅膜，為能實際上將雙層膜10完全切割和貫穿必然地將它稍稍壓離開。同時銅膜的邊緣11a、11b被稍稍壓下，即它們稍稍變形，這明顯促進在二個銅膜的邊緣之間產生間隙A。當然，合成材料基片12也被貫穿—在此情況下盡管可以想象其他解決辦法—但是合成材料膜具有另一種材料特性，致使其邊緣或至少在面朝離開銅膜方向區(qū)域內再次彼此接近，即朝彼此彎曲，而在沖壓過程之后銅膜的邊緣之間的間隙A仍保持原樣。
同時，此沖壓過程僅導致在天線的各個(螺旋)匝之間生成足夠的隔離間隙A，因在加工階段中直接地仿照前一個的天線形狀最好是固定的，并且它含有包括進一步穿過加工機的雙層膜10的帶子和有從下面涂覆的粘附膜，即涂覆到合成材料膜基片上。它的意義是保留這樣生成的天線或線圈的(銅)表面不被覆蓋以便在其后的加工階段能連接芯片19。
可以觀察到在天線各匝之間通過沖壓過程獲得的間隙是許多變量的函數，根本不是沖壓工具的形狀，所用的合成材料基片的厚度和彎曲特性，其銅或鋁鍍層的厚度和非彈性特性，而作為沖壓過程的結果隨著同時壓離切割的銅膜邊緣，實際關系到合成材料基片是被完全貫穿或只是被切到某種深度。在后一情況下，優(yōu)點是這些匝，當基片完全貫穿時它們彼此間會相對移動，但它們也被后繼的粘合措施馬上固定住，總是保持它們的形狀和它們彼此的分離水平，使粘合固定步驟成為多余。
整個制造過程，例如用于生產標簽，通過本發(fā)明使它得到大大地簡化，于是像在圖4所示的那樣著手進行；如上所述，一種適當設計的自動聯機裝置在位置B由被連續(xù)傳送的帶16沖壓出天線形狀；在位置C帶16上的各個天線被從位置D傳送的附加的各個芯片模塊進行最后加工，因此如圖1所示的那樣，沖壓成形的天線的始端17和末端18連接到相應的芯片模塊19的連接面上，最好通過卷曲，但也可能用焊接或其他接合技術。然后具有被附加芯片模塊塊19最后加工的天線的帶16被傳送到層壓單元E，在那里使用粘合或加熱另外的上層和下層20、21、22的疊加來完成加工。最后制成的層壓帶16’帶有沿著其布置的各個標簽，以這種形式或用另外的切割或沖壓過程將標簽從帶上割離下來分發(fā)給用戶。
權利要求
1.制造包括天線或線圈的標簽、芯片卡或身份卡或應答器單元等的方法，其中所述天線或線圈能夠發(fā)射無線信息到遠程的接收機和/或接收遠程發(fā)射機的信息，其特征在于所述線圈或天線的形狀是從導電的平展膜沖壓出來的，然后將它同包含電子芯片模塊的附加層接合在一起。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于導電的平展膜(銅或鋁膜11)被安置在合成材料基片(聚酯膜12)上，并且使以此方式生成的雙層膜10經受沖壓過程處理。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于采用與帶鋼工具相似的沖壓工具進行沖壓，所述沖壓工具配有與所希望的天線或線圈的形狀匹配的單沖壓刀刃，所述工具將上面的導電平展膜完全切割開并且將下面的合成材料膜整個或者部分地切割開，其中至少導電的平展膜采用軟的、非彈性的金屬如銅或鋁制成，因此在沖壓工具移開后仍然保持由沖壓生成的間距(A)。
4.根據權利要求1至3之一的方法，其特征在于所述沖壓工具設有相鄰的雙刀刃，該雙刀刃同樣沿著所希望的天線或線圈形狀的路徑，從雙層膜(10)切去要除去的帶材。
5.根據權利要求1至4之一的方法，其特征在于為了沖壓出天線或線圈形狀，將雙層膜(10)以長帶形狀傳送進自動加工機，然后將天線形狀的始端和末端(17，18)與分別傳送的芯片連接面進行連接，并且當雙層膜帶(16)繼續(xù)傳送時，利用另外的表面層(20，21，22)進行層壓。
6.為實施根據權利要求1至5之一的方法來制造包括天線或線圈的標簽，芯片卡或身份卡，應答器單元等的裝置，其特征在于設有單刀刃或雙刀刃(13，13a)的沖壓工具，該沖壓工具，最好，從連續(xù)傳送的導電材料和合成材料基片的雙層膜切出天線形狀，此天線形狀的始端和末端連接到芯片模塊。
7.含有天線或線圈的標簽、芯片卡或身份卡、應答器單元等，其特征在于構成該標簽或芯片卡的各層(20，21，22，16)之一是從雙層膜生產出來的，該雙層膜由導電的平展材料和合成材料基片形成，由此，天線或線圈以相互有一個電絕緣距離的匝的形式沖壓進所述膜，其始端和末端被連接到芯片模塊上。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產標簽，芯片卡或身份卡，應答器等的方法和裝置，這些器件包括發(fā)射無線信息到遠程接收機和/或接收遠程發(fā)射機的信息的天線或線圈。天線或線圈的形狀是導電的平展膜沖壓出來的，它接著被連接到包括電芯片模塊的其他各層上。
文檔編號H01Q1/36GK1432182SQ01810577
公開日2003年7月23日 申請日期2001年3月31日 優(yōu)先權日2000年3月31日
發(fā)明者W·沃格特 申請人:因特洛克公開股份有限公司