專利名稱：一種帶有無(wú)接觸電子存儲(chǔ)器的電子器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作薄的、能彎曲折疊的無(wú)接觸電子器件(10)的方法，此種電子器件-如卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌-包含至少一個(gè)微電子電路(20)，該微電子電路布置在支撐體內(nèi)，其具有的管腳與同樣布置在支撐體內(nèi)的接口天線(24)相連，而支撐體含有至少兩個(gè)相對(duì)的保護(hù)片-底片(12)和頂片(16)，該方法包括有下文的連續(xù)步驟。
這些電子器件有許多實(shí)例，它們通常被稱為智能卡，這些智能卡或是硬質(zhì)卡，其支撐體由塑料制成，或是標(biāo)簽-亦被稱為“電子標(biāo)簽”，它用于標(biāo)記一次性大宗消費(fèi)的產(chǎn)品，也就是說其目的是要一次性地粘貼在產(chǎn)品上，且它基本上只有一片紙。
因此，存在對(duì)上述類型電子器件的需求，例如無(wú)接觸智能卡，它非常薄(例如其厚度可以小于約400微米，或者甚至280微米)，且能彎曲，或者甚至能對(duì)折，也能多次使用，且其厚度與成本都很低，這樣，它能用在許多依賴帶有電子存儲(chǔ)器的芯片的應(yīng)用中，而由于支撐體的成本和／或厚度的原因，目前還不可能依賴帶有無(wú)接觸電子存儲(chǔ)器的卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌。
同時(shí)，也需要較為結(jié)實(shí)的器件，這類器件使用起來無(wú)需小心翼翼，或者甚至可以被對(duì)折而不會(huì)損害其功能。這種例子為地鐵票券。
另外，存在對(duì)無(wú)接觸器件的需求，這類器件非常細(xì)，其卓越的表面質(zhì)量使其能用作高質(zhì)量印刷的支撐體。這種例子主要是撲克牌或身份證。
為此目的，本發(fā)明給出制作上述類型電子器件的方法，它包括以下的連續(xù)步驟a)通過下述方法制作一個(gè)底層保護(hù)片a1)在底片的內(nèi)表面上放置至少一個(gè)微電子電路；a2)具體用絲網(wǎng)印刷方法在底片的內(nèi)表面上制作至少一個(gè)接口天線；a3)將微電子電路的管腳與接口天線進(jìn)行電氣連接；b)通過在底層保護(hù)片上疊加中間粘接層和頂層保護(hù)片，來制作一個(gè)疊層，其中，中間層的上下兩對(duì)面都帶有膠；c)通過壓縮這三個(gè)疊加的層，使其裝配在一起。根據(jù)本發(fā)明方法的其它特征-裝配步驟c)包括一個(gè)熱滾壓操作；-中間粘接層上有一個(gè)與微電子電路垂直的凹口；-中間粘接層為一熱融膠層；-中間粘接層是一層紙，其上下兩對(duì)面都敷有一層熱融膠；-在制作底層保護(hù)片的步驟a)過程中，順序執(zhí)行操作a1)、a2)和a3)；-至少有一層保護(hù)片是紙做的；-本方法包括一個(gè)補(bǔ)充步驟，即在支撐體的上下兩個(gè)保護(hù)片的外表面的一個(gè)和／或另一個(gè)上進(jìn)行印刷。優(yōu)選地，印刷在天線和／或芯片安裝前進(jìn)行；-本方法包括一個(gè)補(bǔ)充步驟，即沿著給定的卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌的四周剪裁這類電子器件；-用成卷的保護(hù)片和粘接層同時(shí)制作若干電子器件，并且在補(bǔ)充的剪裁步驟中進(jìn)行分離。
本發(fā)明也涉及上述類型的無(wú)接觸電子器件，其特征在于，它包括一個(gè)這樣的疊層-一個(gè)底層保護(hù)片，其內(nèi)表面承載有至少一個(gè)微電子電路和至少一個(gè)接口天線；-一個(gè)中間粘接層，其上下兩對(duì)面均敷有膠；-及一個(gè)頂層保護(hù)片。
根據(jù)本發(fā)明器件的其它特征-中間粘接層有一個(gè)與微電子電路垂直的凹口；-中間粘接層為熱融膠層；-中間粘接層是一層紙，其上下兩對(duì)面均敷有一層熱融膠；-至少有一層保護(hù)片是紙做的；-該器件的厚度小于400微米，或者甚至280微米；-承載天線和微電子電路(芯片)的層厚度小于或等于75微米。
在閱讀以下的詳細(xì)描述時(shí)可以知道本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點(diǎn)，附圖則可用作理解本發(fā)明的參考，其中-附

圖1簡(jiǎn)要示出了依照本發(fā)明所述方法制作的智能卡的第一個(gè)實(shí)施例的縱截面，同時(shí)也描述了在熱滾壓操作之前由三個(gè)層所組成的疊片；-附圖2與附圖1類似，它示出了依照本發(fā)明所述方法制作的智能卡的第二個(gè)實(shí)施例；-附圖3A到3C示意性示出了制作底層保護(hù)紙片的三個(gè)操作，該保護(hù)片用在依照本發(fā)明制作的電子器件上；-附圖4示意性示出了疊片的制作，該疊片通過將組成智能卡(依照本發(fā)明所述方法制作而成)的支撐體的三個(gè)層疊加在一起得到。
在以下說明中，相同的參考數(shù)字表示同樣的、相似的或類似的元件，并且，為了方便闡述，在說明書和權(quán)利要求中，使用了參考附圖中的底、頂、豎向等術(shù)語(yǔ)，但它們并不具備限定意義。
根據(jù)定義，可彎曲是指如同撲克牌一樣的機(jī)械屬性。
本發(fā)明的產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí)被設(shè)計(jì)成可以象地鐵票券一樣使用，卷起來或甚至用手去折都不會(huì)損害其發(fā)送和接收功能。
附圖1描述了一個(gè)智能卡，它包括一個(gè)帶有12、14和16三個(gè)層的豎向疊片。
底片12為第一個(gè)紙片，其厚度為例如75微米，用Arjo-Wiggins公司出售的“Maine”紙制成。
紙底片12構(gòu)成了卡10的底層保護(hù)片，同時(shí)，與底片12有相同構(gòu)造和厚度的頂片16構(gòu)成了卡10的頂層保護(hù)紙片。
中間層14則用于相互粘接底片12和頂片16，在該第一實(shí)施例中，中間層為一敷有熱融膠的薄片或薄膜，也可稱之為熱融層，其厚度為100微米，由Polyconcept公司提供。該熱融層的優(yōu)點(diǎn)有室溫下柔軟且在疊合時(shí)不傷害芯片。
根據(jù)本發(fā)明的特征，當(dāng)中間粘接層14象紙一樣硬時(shí)，如果需要，它可以有一個(gè)豎向布置且和放在底片12內(nèi)表面22上的微電子電路20或芯片垂直的凹口或窗口18。
微電子電路20與接口天線24相連接，根據(jù)已知技術(shù)，接口天線例如可以借助一種銀基導(dǎo)電墨水(例如由Dupont de Nemours公司提供的墨水E520)在上表面22上絲網(wǎng)印刷而成。
微電子電路20可以是例如“芯片Mifare Amtel AT 8100”，其厚度減至例如70微米。它能通過例如粘貼而固定在表面22上。
根據(jù)已知技術(shù)，優(yōu)選地使用導(dǎo)電粒26-例如以“Ablestick SilverGlue”名字出售的膠-來實(shí)現(xiàn)微電子電路或電子模塊20與接口天線24的電氣連接。
附圖2所示的第二個(gè)實(shí)施例與剛說明的第一個(gè)實(shí)施例不同，第一個(gè)實(shí)施例只是說明了中間粘接層14的結(jié)構(gòu)。
這是因?yàn)?，此處粘接?4包含一個(gè)中間紙層14A，其正反兩個(gè)外表面都涂了一層熱融膠14B，這樣，構(gòu)成中間粘接層14的復(fù)合層就可以和附圖1中的粘接層14-只包含一層熱融膠薄膜-一樣插在底片12和頂片16之間。
以下說明給出了制作附圖1或附圖2所示卡10的方法的例子。
為得到一種大規(guī)模生產(chǎn)電子器件(如卡10)的工業(yè)方法，需同時(shí)和／或一個(gè)接一個(gè)地制作多個(gè)器件，特別是在制作12、14和16三個(gè)層時(shí)要使用連續(xù)的條或卷。
首先要生產(chǎn)底層保護(hù)紙片12。
為此目的，如附圖3A所示，起始點(diǎn)為紙片12，微電子電路或模塊20粘貼在紙片12的上表面22上，對(duì)每個(gè)電子器件都是如此。
下一步，如附圖3B所示，優(yōu)選地通過在上表面22上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷而制作天線24。另一選擇是，可以在固定和連接模塊前制作天線。
最后，如附圖3C所示，通過沉積導(dǎo)電粒26，實(shí)現(xiàn)微電子電路20與天線24的電氣連接或耦合。
這樣，在附圖3C所示的操作結(jié)束時(shí)，已經(jīng)有了一條或一卷紙底片12，接下來，它必須與其它層14和16疊合在一起。
下一步驟的說明顯示在附圖4中，它以分解透視圖的形式示意性描述了底片12、中間粘接層14和頂層保護(hù)紙片16的疊合情況，其中，底片12事先已準(zhǔn)備好，在中間層14上的合適之處，窗口或切口18也已事先做好。
因此，接下來是在下一步驟中(這一步圖中未顯示)制作疊層或夾層結(jié)構(gòu)，它通過把三個(gè)疊加在一起的層12、14和16在例如加熱層壓操作中進(jìn)行熱壓裝配而成，也就是說，在導(dǎo)致熱融膠融化的溫度下，在疊層內(nèi)構(gòu)造中間層14(圖1)或在中間粘接層14(圖2)上構(gòu)造膠層14B。
該滾壓操作(也稱為層壓)最后將三個(gè)層變成了一個(gè)疊層，也將電子器件的總厚度減少至小于或等于260微米。
在滾壓操作中，和每個(gè)微電子電路20垂直的窗口18使微電子電路避免受到損害。
為確保窗口18與微電子電路20相匹配，當(dāng)然需要有裝置對(duì)層12和14的卷或條進(jìn)行定位。
通過熱滾壓進(jìn)行裝配的步驟結(jié)束時(shí)，條或卷上的電子器件，不論其是卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌，必須用已知的方法-例如按照沖孔技術(shù)-進(jìn)行剪切。
在把電子器件剪裁下來之前或之后的任何一個(gè)步驟中，當(dāng)然可以在底12下或頂16上的保護(hù)紙片外的任何一個(gè)或兩個(gè)表面上進(jìn)行印刷。
因此，本發(fā)明使帶有無(wú)接觸電子存儲(chǔ)器的電子器件的成本降低了，且厚度也變小了，它可能取代設(shè)有標(biāo)識(shí)裝置的其它產(chǎn)品，如帶有磁條或條形碼的可彎曲票券等，同時(shí)，這些新電子器件也是可生物降解的。
本發(fā)明并不僅局限于以上所述的實(shí)施例和方法。
不同的操作使帶有微電子電路20和天線24的底層保護(hù)紙片12可能采用其它已知的工藝制作，比如可以先做好天線，隨后在微電子電路定位過程中使其導(dǎo)電接觸管腳朝向上表面22，并直接放在天線24的導(dǎo)電部分上(倒裝法)，這樣，就自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了微電子電路的連接。
使用微型金屬絲連接或焊接技術(shù)(“線接”)也能實(shí)現(xiàn)微電子電路20和天線24的連接，但這種連接易碎而且比較厚。
無(wú)論中間粘接層14的結(jié)構(gòu)如何，熱融膠的存在可以避免依賴“封裝”技術(shù)-該技術(shù)包括用樹脂來保護(hù)微電子電路20及其連接。
所用的熱融膠其性質(zhì)在冷接觸時(shí)也可具有輕微的粘性，這樣，在熱滾壓操作前，可以使帶有三層的疊層預(yù)先裝配在一起。
保護(hù)紙片(12、16)和層14也可以用聚合物制作，這種聚合物主要是通常用在智能卡領(lǐng)域中的聚合物(PVC、PE、PP)。
這些層也能用混有聚合物的纖維素制作，這樣可以改進(jìn)其某些性能(水密性、機(jī)械強(qiáng)度等)。
本發(fā)明需要幾個(gè)參數(shù)的結(jié)合。除了用小芯片(小于70微米)和薄的保護(hù)片外，還需要優(yōu)選地使用中間熱融或熱密封層來裝配整個(gè)器件。由于該層在冷卻時(shí)具有柔軟性，所以它具有以下優(yōu)點(diǎn)使硅芯片在滾壓過程中可以直接與其接觸而不會(huì)損害到芯片。從這一點(diǎn)考慮，中間層上的凹口并非是必需的。
用平滑的板子進(jìn)行熱滾壓可以改善保護(hù)片的初始表面狀態(tài)。
也可以采用紙片，它比先前提到的聚合物板更經(jīng)濟(jì)。
制作天線要優(yōu)選地采用絲網(wǎng)印刷。這是因?yàn)楹芏嘣诩埰线M(jìn)行蝕刻(鋁、銅等)的測(cè)試表明化學(xué)變化導(dǎo)致紙起皺并使紙發(fā)黃。
另外，不可以在用絲網(wǎng)印刷制作天線前先印刷保護(hù)片(優(yōu)點(diǎn)是可以檢驗(yàn)印刷質(zhì)量，避免在安裝芯片前出現(xiàn)廢品)。在薄保護(hù)片，特別是紙片或聚合物板上使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)時(shí)，如果不是特別小心，也可能引起另外一個(gè)問題。這個(gè)問題就是墨水的變干會(huì)導(dǎo)致表面起皺。這個(gè)問題及其解決辦法在專利申請(qǐng)F(tuán)R 97／13734，3．10．97中作了說明。它們被當(dāng)作參考包括在本發(fā)明的方法中，以制作有優(yōu)越的表面質(zhì)量(不起皺)的器件。
按照以上申請(qǐng)，絲網(wǎng)印刷的優(yōu)點(diǎn)是其制作的天線線條有精確的形狀且導(dǎo)電質(zhì)量好(銀粒子)。根據(jù)上述申請(qǐng)中所述的方法，如果墨水涂在聚合物上且使其部分干燥，則用手多次對(duì)折器件，如五次，也不會(huì)損害天線。
另外，使用絲網(wǎng)印刷制作的混有銀的天線，與使用蝕刻制作的天線比較，如果它通過下述連接成份與芯片連接，則連接成本更低，也更方便。
優(yōu)選地，連接成份或是混有銀的導(dǎo)電粒，此時(shí)芯片正面向上固定，或是導(dǎo)電膠點(diǎn)，此時(shí)芯片顛倒著固定(倒裝法)。
與焊接金屬線(線接)連接類型相比，這些連接更薄，且更抗機(jī)械應(yīng)力。
權(quán)利要求
1．一種制作薄的、能彎曲折疊的無(wú)接觸電子器件(10)的方法，此種電子器件如卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌，它包含至少一個(gè)微電子電路(20)，該微電子電路布置在支撐體內(nèi)，其具有的管腳與同樣布置在支撐體內(nèi)的接口天線(24)相連，而支撐體含有至少兩個(gè)相對(duì)的保護(hù)片，即底片(12)和頂片(16)，該方法包括以下連續(xù)的步驟a)制作一個(gè)底層保護(hù)片(12)，通過a1)在紙底片的內(nèi)表面(22)上放置至少一個(gè)微電子電路(20)；a2)具體用絲網(wǎng)印刷方法在底片(12)的內(nèi)表面(22)制作至少一個(gè)接口天線(24)；a3)將微電子電路(20)的管腳與接口天線(24)進(jìn)行電氣連接(26)；b)通過在底層保護(hù)紙片(12)上疊加中間粘接層(14，14A，14B)和頂層保護(hù)片(16)，來制作一個(gè)疊層，其中，中間層的上下兩對(duì)面都有膠；c)通過熱壓縮這三個(gè)疊加在一起的層(12，14，16)，使其裝配在一起。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，裝配步驟c)由一個(gè)熱滾壓操作組成。
3．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，中間粘接層(14)上有一個(gè)與微電子電路(20)垂直的凹口(18)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的方法，其特征在于，中間粘接層(14)為一熱融膠層。
5．根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的方法，其特征在于，中間粘接層(14)是一層紙(14A)，其上下兩對(duì)面都敷有一層熱融膠(14B)。
6．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在制作底層保護(hù)片(12)的步驟a)過程中，順序執(zhí)行操作a1)、a2)和a3)。
7．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，包括一個(gè)補(bǔ)充步驟，即在支撐體的底層(12)和頂層(16)保護(hù)片的外表面的一個(gè)及／或另一個(gè)上進(jìn)行印刷。
8．根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，包括一個(gè)補(bǔ)充步驟，即沿著給定的卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌的四周剪裁這類電子器件(10)。
9．根據(jù)上一權(quán)利要求的方法，其特征在于，若干電子器件(10)用成卷的保護(hù)片和粘接層同時(shí)制作，并且該電子器件在補(bǔ)充的剪裁步驟中進(jìn)行分離。
10．根據(jù)上一權(quán)利要求的方法，其特征在于，至少有一層保護(hù)片是紙做的。
11．一種無(wú)接觸電子器件(10)，如卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌，它包含至少一個(gè)微電子電路(20)，該微電子電路布置在可彎曲的支撐體內(nèi)，其具有的管腳(26)與同樣布置在支撐體內(nèi)的接口天線(24)相連，而支撐體含有至少兩個(gè)相對(duì)的保護(hù)片，即底片(12)和頂片(14)，其特征在于，它包括一個(gè)厚度小于400微米的可折疊疊層，該疊層含有-一個(gè)底層保護(hù)片(12)，其內(nèi)表面(22)承載有至少一個(gè)微電子電路和至少一個(gè)接口天線(24)；-一個(gè)中間粘結(jié)層(14)，其上下兩對(duì)面都敷有膠；-及一個(gè)頂層保護(hù)片(16)。
12．根據(jù)上一權(quán)利要求的電子器件，其特征在于，中間粘接層(14)有一個(gè)與微電子電路(20)垂直的凹口(18)。
13．根據(jù)權(quán)利要求11或12之一的電子器件，其特征在于，中間粘接層(14)為一熱融膠層。
14．根據(jù)權(quán)利要求11或12之一的電子器件，其特征在于，中間粘接層(14)是一層紙(14A)，其上下兩對(duì)面都敷有一層熱融膠(14B)。
15．根據(jù)權(quán)利要求11或12之一的電子器件，其特征在于，至少有一層保護(hù)片是紙做的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)接觸電子器件(10),如卡、標(biāo)簽、票券或標(biāo)牌,它包含至少一個(gè)微電子電路(20),該微電子電路布置在硬或半硬的支撐體內(nèi),其管腳(26)與布置在支撐體內(nèi)的接口天線(24)相連,而支撐體含有至少兩個(gè)相對(duì)的保護(hù)片,即底片(12)和頂片(14)。本發(fā)明的特征在于,它包括一個(gè)由如下部分組成的疊層:一個(gè)底層保護(hù)片(12),其內(nèi)表面(22)承載有至少一個(gè)微電子電路和至少一個(gè)接口天線(24);一個(gè)中間粘結(jié)層(14),其上下兩對(duì)面都敷有膠;及一個(gè)頂層保護(hù)片(16)。
文檔編號(hào)B42D15/10GK1292129SQ9980338
公開日2001年4月18日 申請(qǐng)日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月27日
發(fā)明者L·奧多, R·弗雷曼, S·阿雅拉, M·扎夫拉尼, P·帕特里斯, G·布爾內(nèi)克斯, D·馬丁 申請(qǐng)人:格姆普拉斯公司