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CN1555576A - 电子标签及其制造方法 - Google Patents

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CN1555576A
CN1555576A CNA028183177A CN02818317A CN1555576A CN 1555576 A CN1555576 A CN 1555576A CN A028183177 A CNA028183177 A CN A028183177A CN 02818317 A CN02818317 A CN 02818317A CN 1555576 A CN1555576 A CN 1555576A
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Abstract

本发明的目的是提供一种薄的、柔性的卡或电子标签，其中安装有电子元件，使得在元件接点和卡的导体之间提供好的电连接。本发明的目的还包括提供一种用于这种类型的卡或电子标签的制造方法。按照本发明的卡或电子标签通过装配至少一个薄的柔性衬底(7)、导电层(4)和黏附层(1)来生产，并且所述卡或电子标签包括至少一个电子元件(11)。所述卡的特征在于，所述衬底(7)包括至少一个窗口(8)，其中容纳着电子元件(11)，粘合剂层(1)把导电层(8)保持在衬底上，导电层(4)部分地延伸到窗口的表面(8)内，使得形成至少一个电接点(4’)，电子元件(11)被连接到所述电接点上。衬底(7)的厚度优选地根据要安装的元件的最大高度选择。

Description

电子标签及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种包括至少一个电子元件的薄的卡或电子标签，还涉及用于制造这种类型的卡的方法。
本发明涉及一种具有或者没有外部接点的卡或电子标签。电子标签被理解为指的是包括至少一个支撑、天线和电子元件的组合件，所述电子元件一般是芯片。按照本发明的卡或电子标签可用于许多应用，作为用于识别、控制或支付的装置。
本发明的目的尤其集中在其中安装有至少一个电子元件的卡或薄的柔性的卡上。电子元件是一种元件，例如是：芯片，电容器，电阻，熔断器，电池，显示器，指纹控制器(“指尖”)或任何其它类似元件。
背景技术
本领域的技术人员熟知这种卡或电子标签，其上在被称为衬底的绝缘支撑内安装有元件，在所述衬底上刻蚀有由导电材料制成(一般由铜制成)的轨迹或连接器区域。这些元件一般被粘附，然后，把它们的接点焊接到衬底的轨迹或导电的连接器上。为了保护元件和用这种方式布线的电路，在整个表面或表面的一部分上浇铸环氧树脂，从而包覆整个电路。
文件EP1167068描述了一种通过把芯片接点压入在衬底上刻蚀的并源自线圈形天线的轨迹内而实现的连接。由于具有预先附加在接点上的并旨在被压入导电轨迹的金属内的长钉，这种芯片的连接不用焊接进行。然后，利用树脂涂覆与/或利用绝缘层覆盖这种组合件。
上述的两种已知类型的卡具有如下的缺点：一方面，其具有在制造期间难于控制的大的厚度，另一方面，其具有有限的柔性。事实上，元件具有不同的高度，因而涂层厚度必须对应于由至少一个元件达到的最大高度，以便确保卡的可接受的平整度。作为信息，按照ISO 7816标准，卡的通常厚度是0.76mm。
在其中元件的接点通过压入在衬底中刻蚀的导体内被固定的第二种情况下，接点和导体连接的质量根据卡受到的机械约束例如弯曲或变形而改变。
发明内容
本发明的目的是克服上述的缺点，即，获得一种扁平的、薄的和柔性的卡或电子标签，其能够在制造期间提供最小的浪费比。这尤其涉及在电子元件和在卡的导电部分上的轨迹之间的电连接的质量。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于这种类型的卡或电子标签的制造方法。
这个目的借助于通过装配至少一个薄的柔性衬底、导电层和黏附层而获得的并且包括至少一个电子元件的卡或电子标签实现了，所述导电层由用于限定天线的导电轨迹形成，其特征在于，所述衬底包括其中容纳着电子元件的至少一个窗口，所述黏附层把导电层保持在所述衬底上，并且所述导电层在所述窗口的表面内局部地延伸，以便形成至少一个电接点，所述电子元件连接在所述电接点上。
按照本发明的电子标签由被称为衬底的绝缘层构成，所述衬底的厚度优选地按照要被安装的元件的最大高度选择。这样选择的衬底的厚度确定卡或标签的最后的外观，即，如果把元件置于卡的表面上，则在卡上形成一个凸起或空腔。
所述的衬底包括用于容纳电子元件的窗口。所述窗口的尺寸按照元件的尺寸并按照在元件周围所需的空间被确定。按照第一实施例，在元件周围的空间最小，以便在焊接步骤之前暂时地把电子元件保持在其壳体内。
按照另一个实施例，所述空间较大，以便用黏合剂之类填充所述空间，使得其可以接收一个以上的元件。
元件接点被连接到在衬底的至少一面上刻蚀的导电轨迹上，这种接点可以借助于在导电轨迹上的直接连接，即在窗口内的导电层的延长部分，或者通过一个导电桥进行连接。可以具有许多不同的结构：
-通过在导电轨迹上的直接连接使两个元件接点和导电层相连，
-一个接点通过直接连接和导电层相连，而其它的元件接点则利用通过其它的轨迹上方的绝缘的导电桥被连接到导电层的较远的连接区域上，
-和一个元件接点相连的导电桥通过容纳着衬底的窗口内部的元件的旁边，以便被设置在衬底的相对侧上。所述的桥按照本领域技术人员熟知的方法借助于跨过衬底被连接到导电的表面上。其它的元件接点则借助于直接连接或借助于上述的另一种桥和导电层相连。
用这种方式构成的卡或电子标签具有相应于在使用的一组电子元件内测量的最大高度的厚度，对其需要加上导电层的厚度。因为厚度被减小，使得其柔性被大大增加。安装的元件穿过衬底的厚度，因而受到保护，防止机械冲击。
本发明的另一个目的在于，提供一种通过装配至少一个薄的、柔性的衬底，导电层和粘合剂层实行的制造卡或电子标签的方法，所述卡或电子标签包括至少一个电子元件，所述导电层由用于限定一个天线的导电轨迹构成，其特征在于，包括以下步骤：
-在所述导电层中形成至少一个片断，
-在所述粘合剂层中形成至少一个窗口，
-在所述衬底中形成至少一个窗口，所述窗口旨在用于接收电子元件，
-在衬底上叠置和层叠粘合剂层和导电层，以便使以前形成的开口相互对应，
-制作由多个轨迹构成的电路，并形成用于位于衬底的窗口中的电子元件的至少一个连接表面，
-在衬底中为该目的而形成的窗口中设置和连接电子元件。
上述的在导电层中的片断是一般通过冲压或刻蚀在导电层中形成的一个开口。所述开口具有取决于电子元件的接点的结构的形状和尺寸。其在制作电路的期间用于产生用于这些接点的连接表面。
按照本发明，上述特征的结果是一种包括至少一个电子元件的卡或电子标签的制造方法，其需要较少的操作数量，因此能够降低成本。按照下面所述的应用的特征，所述制造方法的步骤可以按照不同的顺序被组合与/或执行，或者其中的一些可以被消除。这种方法能够保证这种类型的卡或电子标签所需的性能：高的柔性，高的可靠性，这是由于有效地保持了电子元件的接触。
在粘合剂层中的窗口的尺寸用这种方式确定，使得能够除去要安装电子元件的区域中的存在的粘胶而不除去导电轨迹下方存在的粘胶。这种限定使得允许粘合剂层形成装置的形状的宽的选择。
按照本发明的卡或电子标签的制造方法的另一种改型，可以不在粘合剂层中切割窗口，如在所述方法的第一步中所述。事实上，可以使用下述步骤消除在用于元件接触的表面上存在的残余的粘胶，所述表面位于在衬底中切割的窗口内：
-在固定电子元件之前使用化学方法，
-在电子元件连接(焊接、热粘接或热压缩)期间进行蒸发或排空。
按照本发明的卡或电子标签的制造方法的另一种改型，可以利用液体黏合剂代替用于形成粘合剂层的粘合剂膜，所述液体黏合剂利用用于窗口的保护材料进行丝印被沉积在导电层上，所述保护材料用于阻止黏合剂沉积在用于元件接触的表面上。
按照本发明的卡或电子标签的制造方法的另一种改型，可以具有被保护的窗口的区域的情况下通过丝印使粘合剂层沉积在表面上。也可以在切割窗口之前使粘合剂层沉积在整个表面上(没有保护材料)。在衬底内的窗口形成步骤还使得能够除去在这个区域内的粘胶。然后在衬底上装配导电层，使得用作连接元件的导电层接触表面上没有粘胶。
本发明的一个特征在于，电子元件的连接部分不会像按照现有技术的例子中那样出现在过厚的导电层和衬底中。
附图说明
由下面参照作为非限制性的例子给出的附图进行的详细说明，可以更好地理解本发明，其中：
图1表示具有窗口的刻蚀槽的粘合剂膜；
图2表示由叠置在一个导电材料膜上的粘合剂膜构成的组合件；
图3表示由粘合剂膜和具有片断的刻蚀槽的导电膜构成的组合件；
图4表示具有窗口的刻蚀槽的衬底；
图5表示在具有粘胶膜的导电膜的组合件上的衬底的叠置；
图6表示安装有电子元件的卡或电子标签的截面图；
图7表示具有电子元件的卡或电子标签的截面图，所述电子元件具有一个借助于桥和导电层相连的接点；
图8表示具有电子元件的卡或电子标签的截面图，所述电子元件具有一个借助于来自衬底的相对侧的桥和导电层相连的接点。
具体实施方式
图1到图6表示按照本发明的卡或电子标签的制造方法的细节，其中示出了在所述方法的每个步骤之后获得的结果。
图1表示例如由冲压形成的在粘合剂膜1中的窗口2的刻蚀槽。窗口的形状和尺寸要被安装的电子元件的形状和尺寸。所述粘合剂膜构成所述粘合剂层。
切割的粘合剂膜1被叠置并被装配在导电材料膜4上，从而形成如图2所示的包括粘合剂层和导电层的组合件3。导电材料一般是铜。因此，导电材料出现在组合件3的窗口2中。
接下来的步骤是在包括粘合剂层和导电层的组合件3的窗口2中通过冲压或刻蚀片断6进行切割，这使得能够制备用于电子元件的单独的接触表面4’。用这种方式，获得装置5。进行这种切割的目的是在两个导电材料区域之间形成一个分离，所述导电材料区域仍然借助于周围的导电表面进行电连接。
图4表示其厚度按照要安装的电子元件的最大高度选择的绝缘材料衬底7。在所示的衬底中，切割出和这些元件的形状和尺寸对应的窗口8。这些窗口基本上类似于在图1的粘合剂膜中切割出的窗口。
用这种方式切割的衬底7被叠置和装配在包括粘合剂层和导电层的组合件3上，以便使衬底的窗口8对应于包括粘合剂层和导电层的组合件的窗口2。获得的结果构成衬底组合件9，其包括粘合剂层和导电层，如图5所示。衬底表面的放大图表示被叠置的窗口2和8，通过该图还可以区分为要安装的元件保留的导电的接触表面4’。
没有示出的一个步骤是在导电表面(先前获得的组合件9的背面)上的由多个轨迹构成的电路的刻蚀，所述轨迹的布置取决于电子元件及其接点。使用的刻蚀方法、冲压、机械加工或化学刻蚀主要取决于电路结构和用于衬底与/或导电膜的材料。
然后把元件置于为此设置的衬底的窗口8内，然后例如利用焊接、冷或热导电焊接或热压方法连接到接点表面4’上。
最终的结果如图6的放大的截面图所示，其中可以看出由利用形成粘合剂层的粘合剂膜1装配在衬底7上的导电膜4构成的导电层。元件11被容纳在叠加在衬底7的窗口8上的粘合剂膜1的窗口2内，所述元件的接点10和由片断6分开的导电表面4’相连。
图7表示用于把电子元件接点11连接到位于导电层4上的一定距离处的轨迹上的电桥12。所述电桥在其它轨迹13的上方通过，并借助于保护材料14和其它轨迹电气绝缘。所述保护材料一般由绝缘材料的薄膜片构成。其它的元件接点被直接连接在导电层上，如图6所示。
图8表示电桥15，其通过衬底和接近的一个电子元件接点11相连。然后这个电桥和位于衬底的相对侧上的连接区域16相连，所述区域由通过衬底的导电元件17构成。所述元件17和导电层4相连。
一个未示出的用于制造卡或电子标签的最后的可选择的步骤是在每个表面上装配用绝缘材料制成的膜，以便保护所述组合件免受湿气影响或腐蚀，此外，使得能够形成足够的标记(徽标、字符、图像等)，如图6所示。
一种按照本发明的未示出的卡或电子标签的改型通过在一个衬底上装配粘合剂层并在每个衬底的表面上装配导电层构成。所述衬底包括至少一个用于容纳电子元件的窗口。所述粘合剂层用于保持在衬底的每一侧上的导电层，并且至少一个导电层用这种方式部分地延伸进入窗口的表面，使得形成至少一个电接点。电子元件的接点或者借助于一个桥与具有覆盖所述衬底的至少一个导电层相连接，或者直接连接到位于窗口的衬底中的接触表面上。
按照本发明所述的方法生产的卡的衬底的厚度可以相当于一个或几个电子元件的最大高度，即使这些元件具有一个相当高的高度。对于例如电池或显示器这些元件尤其如此，因此，这种卡可以具有几毫米的厚度，尤其是当需要大的刚性时。

Claims (16)

1.一种卡或电子标签，通过装配至少一个薄的柔性衬底(7)、导电层(4)和黏附层(1)来实现，所述卡或电子标签还包括至少一个电子元件(11)，所述导电层(4)由用于限定天线的轨迹构成，其特征在于，所述衬底(7)包括至少一个窗口(8)，在所述窗口(8)中接收电子元件(11)，所述黏附层(1)维持一个导电层(4)在衬底(7)上，所述导电层(4)部分地延伸在窗口(8)中以便形成至少一个其上连接有电子元件(1)的电接点(4′)。
2.如权利要求1所述的卡或电子标签，其特征在于所述导电层(4)部分延伸在窗口(8)中的表面上以便形成至少两个其上连接有电子元件(11)的电接点(4′)。
3.如权利要求1所述的卡或电子标签，其特征在于所述导电层(4)部分延伸在窗口(8)中的表面上以便形成至少一个其上连接有电子元件(11)的电接点(4′)，和另一个借助于桥(12，15)形成的电接点，用于连接导电层(4)上较远处的连接区域。
4.如权利要求1所述的卡或电子标签，其特征在于所述衬底(7)的厚度至少等于最高的电子元件的高度。
5.如上述任一权利要求所述的卡或电子标签，其特征在于导电层(4)在窗口(8)内延伸形成至少三个电隔离区域，两个区域(4′)与电子元件(11)连接，第三个区域在该电子元件下通过。
6.如上述任一权利要求所述的卡或电子标签，其特征在于还包括至少一个保护层装配在该组合件的至少一个表面上。
7.一种用于制造卡或电子标签的方法，所述方法借助于通过装配至少一个薄的柔性衬底(7)、导电层(4)和黏附层(1)来实施，并且所述卡或电子标签包括至少一个电子元件(11)，所述导电层(4)由用于限定天线的导电轨迹构成，其特征在于，包括以下步骤：
-在所述导电层(4)中形成至少一个片断(6)，
-在所述粘合剂层(1)中形成至少一个窗口(2)，
-在所述衬底(7)中形成至少一个窗口(8)，所述窗口(8)旨在用于接收电子元件(11)，
-在衬底(7)上叠置和层叠粘合剂层(1)和导电层(4)，以便使以前形成的开口(6，2，8)相互对应，
-制作由多个轨迹构成的电路，并形成用于位于衬底(7)的窗口中的电子元件(11)的至少一个连接表面(4’)，
-在衬底(7)中为该目的而形成的窗口(8)中设置和连接电子元件(11)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粘合剂层(1)由粘合剂膜构成。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粘合剂层(1)通过丝印涂覆在导电层上，并具有被保护的区域以便形成窗口。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粘合剂层通过丝印涂覆在衬底上，优选地具有被保护的区域以便形成窗口。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电路的制作通过对导电层(4)进行冲压、机械加工或化学刻蚀来实现。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电子元件(11)的连接(10)通过例如在所述导电膜上进行焊接、冷或热导电粘接或者热压来实现。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在粘合剂层(1)、衬底(7)中的窗口(2，8)和在所述导电层(4)中的片断(6)的形成通过冲压来实现。
14.一种用于制造卡或电子标签的方法，所述方法借助于通过装配至少一个薄的柔性衬底(7)、导电层(4)和黏附层(1)来实施，并且所述卡或电子标签包括至少一个电子元件(11)，所述导电层(4)由用于限定天线的导电轨迹构成，其特征在于，包括以下步骤：
-在所述导电层(4)中形成至少一个片断(6)，
-在所述衬底(7)中形成至少一个窗口(8)，所述窗口(8)旨在用于接收电子元件(11)，
-在衬底(7)上叠置和层叠粘合剂层(1)和导电层(4)，以便使以前形成的开口(6，8)相互对应，
-制作由利用化学蚀刻得到的多个轨迹构成的电路，并形成用于电子元件(11)的至少两个连接表面(4’)，
-在衬底(7)中为该目的而形成的窗口(8)中设置和连接(10)电子元件(11)。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于在所述连接表面(4′)上用于所述电子元件的黏附层的清除是通过化学手段实现的。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于在所述连接表面(4′)上用于所述电子元件的黏附层的清除是当由焊接、热粘接或热压来连接电子元件时通过蒸发或排出来实现的。
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