无接触式数据传输装置、包含所述无接触式数据传输装置的安全文件和/或有价文件以及用于制造无接触式数据传输装置的方法

技术领域

本发明涉及一种无接触式数据传输装置、包含所述无接触式数据传输 装置的有价文件和/或安全文件以及用于制造无接触式数据传输装置的方 法。

背景技术

这样的无接触式数据传输装置是已知的。为了例如在有价文件和/或安 全文件中的数据存储和/或数据处理已经较长时间以来将电子构件集成到 所述文件中，借助于这些电子构件可以存储和/或处理数据。按照本发明将 电子构件尤其理解为半导体芯片、尤其是这样的适用于数据的存储和处理 的半导体芯片。电子构件尤其可以是电子半导体电路元件。电子构件尤其 包括所谓的RFID芯片，其适用于无接触式通信。RFID芯片可以相对简单 地例如包含仅仅一个序列号并且在激活的情况下无接触式地传送所述序列 号，或者所述RFID芯片可以涉及具有加密的存储芯片，如所述芯片例如 应用在电子旅行文件中。例如按照ISO 7816的具有多个接触式区域的接触 式区域矩阵可以用于与外部装置的数据通信，这些多个接触式区域与芯片 连接并且在文件例如卡的使用中通过输入与输出装置制造与外部数据源和 存储器的电接触。

按照这样的有价文件和/或安全文件的改进，无接触式文件也可供使 用，所述无接触式文件同样包含用于数据存储和数据处理的电子构件并且 具有用于附加地通过天线与外部数据源进行数据交换的输入与输出装置。 在所述情况下借助于写/读装置与在文件中的构件通过以下方式交换数据： 写/读装置产生具有典型地在无线电波范围中的载频的电磁交变场，所述交 变电磁场由文件中的天线检测并且转换为电信号，这些电信号被传送到所 述构件。为了输出从文件离开的数据，天线产生相应的电磁交变场，所述 电磁交变场由写/读装置检测。这样的应答器或RFID(无线射频识别)系 统同样一段时间以来是已知的。无接触式通信可以例如按照ISO 14443实 现。

由文献DE102010028444A1得知一种具有芯片和用于能量的感应耦合 输入的天线的文件。所述文件的天线具有一个外部绕组、至少一个中间绕 组和一个内部绕组，其中，中间绕组设置在外部绕组与内部绕组之间并且 芯片与外部绕组和内部绕组电接触。中间绕组在天线的桥接区域中桥接芯 片。天线螺旋形地构造。所述芯片以倒装芯片技术装配在天线绕组之上。 天线绕组可以在芯片区域中具有比在绕组的其余区域中更小的宽度。

在文献DE19732353A1中描述了一种无接触式芯片卡、能够导电的线 圈以及未封装的芯片，所述芯片卡具有绝缘的一件式的卡体，所述卡体具 有在卡体侧上的空隙，所述能够导电的线圈直接设置在设有至少一个空隙 的卡体侧的表面区域上，所述未封装的芯片设置在空隙中。芯片的芯片连 接面与线圈的连接端通过倒装芯片技术电接触。

文献US6,522,308B1提出一种耦合天线，所述耦合天线具有一个或多 个电容器并且以绕组的形式构造在载体上。电容器通过第一和第二导电面 和位于其间的绝缘面形成。通过天线与电容器连接在一起形成共振电路。

为了简化和低成本地制造应答器，文献DE10258670A1提出一种具有 电子电路和天线装置的结构，所述结构具有至少两个分别具有一个线圈的 可共同运行的振荡电路，它们构造为相互电分离。振荡电路之一与电子电 路电连接。另一振荡电路具有电容器。两个振荡电路可以例如在不同的平 面中相互重叠地或相互嵌套地设置。优选地，这些线圈中的每个具有仅仅 一个唯一的绕组。应答器的共振频率依赖于振荡电路的数量和共振频率， 振荡电路分别单独地在相互脱耦的运行中具有所述共振频率。所述共振频 率小于各个振荡电路的最小共振频率。在此说明，由此可以最优地通过各 个振荡电路的数量和构造调节共振频率。

在文献US2008/0198078A1中描述了一种共振电路，其包括共振电路 的具有螺旋绕组的天线和具有电子芯片的模块。为了匹配天线的共振频率 所述天线在一个部分区域中在连续的螺旋绕组之间具有不同于在其他部分 区域中的间距的间距。尤其这些间距可以大于在其他部分区域中的间距。

在文献US2009/0315799A1中还描述了一种电子单元，其具有电子电 路以及与电子电路连接的天线。所述天线又具有环路，所述环路与电子电 路连接；以及还具有共振器，其与环路耦合。共振器通过具有自由端部的 导电绕组形成。在此说明，共振器的使用一方面放大了电信号，另一方面 实现了关于天线设计方面的更大灵活性。

然而，上面说明的应答器证实为不利的，因为在其制造中的耗费相对 高。例如按照DE10258670A1的应答器的制造要求必须制造电容器。这需 要提高成本的附加工作步骤。这同样也适用于在US6,522,308B1中说明的 天线。在文献US2009/0315799A1中示出的电路具有的缺点在于，借助天 线装置可实现的共振频率是非常高的，从而电路在一个范围——所述范围 考虑用于商业用途(在30kHz至30GHz、优选3至30MHz的范围中，例 如13.56MHz)——中的协调不可能实现或难以实现。

发明内容

因此存在以下问题：已知的应答器的制造是昂贵的并且应答器必要时 不能容易地在一个预给定的频率范围中应用。出于所述原因，本发明所基 于的技术任务在于，实现按照ISO 14443的无接触式数据传输装置，所述 无接触式数据传输装置可简单和低成本地制造并且可用于在预给定频率范 围中的应用。尤其也应确保，数据传输装置可通过简单的措施准确地调节/ 调整到预给定的共振频率上。因为本发明重要的应用领域在于，也在有价 文件和/或安全文件中应用数据传输装置，所以还必须确保，文件不可纂改。 主要必须确保，在文件中包含的电子半导体芯片不能够被移除和纂改或者 通过另一芯片取代，而所述纂改随后是不可识别的。

所述任务通过按照权利要求1的数据传输装置、按照权利要求11的有 价文件和/或安全文件以及按照权利要求12的用于制造无接触式数据传输 装置的方法解决。本发明的优选的实施方式和扩展方案在从属权利要求中 说明。

如果在本发明的说明书和权利要求中使用术语“有价文件和/或安全文 件”或者“安全文件和/或有价文件”，其例如可以理解为旅行护照、身份 证、驾驶执照、或其他的身份识别卡或者访问控制证明、车辆执照、车辆 出厂证、签证、支票、支付手段——尤其是钞票、支票卡、银行卡、信用 卡或现金支付卡、顾客卡、健康卡、芯片卡、公司证件、权利证明、会员 证、礼物凭单、购货凭单、货单或其他权利证明、税票、邮票、票、(游戏) 筹码、胶粘标签(例如用于生产安全)或其他身份证明文件。有价文件和/ 或安全文件尤其是一种智能卡并且以ID1格式、ID2格式、ID3格式或任何 其他格式存在，例如以小册子形式，例如在类似护照的物品中。有价文件 和/或安全文件一般是由多个文件层组成的层压层，它们精确匹配地在热作 用下和在提高的压力下相互平面连接。这些文件应所述满足标准要求，例 如ISO 10373、ISO/IEC7810、ISO14443。文件层例如由载体材料组成，所 述载体材料适合于层压。

如果以下在本发明的说明书和权利要求中使用单数形式的术语，例如 术语(电绝缘的)载体、载体层、电路元件、螺旋绕组、螺旋绕组分支、 连接触头、(电子)构件、接触部位(Kontaktstelle)、天线导体带(Leiterzug)、 连接件等等，则同时也意指其复数术语，而与使用术语的上下文无关，除 非明确说明。反之，一旦这样的术语以复数形式使用，则相应的单数形式 也代表复数形式，而与使用术语的上下文无关，除非明确说明。

按照本发明的第一方面，实现一种无接触式数据传输装置。

按照本发明的第二方面，实现一种有价文件和/或安全文件，其具有无 接触式数据传输装置。

按照本发明的第三方面，实现一种用于制造无接触式数据传输装置的 方法。

按照本发明的无接触式数据传输装置可以尤其是按照本发明的有价文 件和/或安全文件——例如智能卡或识别文件——的组成部分。例如所述文 件可以是身份证、旅行护照、访问证明、驾驶执照、车辆出厂证、车辆执 照、公司证件、滑雪通行证、或其他的权利证明、在公众人员短途交通中 的票、钞票、信用卡、支票卡、现金支付卡、入场券、身份识别卡、签证 等等。文件可以以具有前侧和背侧的卡的形式存在或者构造为书本式的文 件。文件可以基本上由纸或塑料制造。在身份证的情况下所述身份证的前 侧具有例如持有人的证件照以及名字。后侧可以包含另外的说明，例如持 有人的地址。文件可以构造为应答器、尤其是构造为无源应答器，例如构 造为RFID安全文件。

文件包含至少一个电子构件、尤其是半导体电路元件，也称为芯片。 所述元件作为数据处理系统应用在文件中，所述文件具有用于签名和/或认 证的加密功能，具有支付功能或用于实施金融交易的其他功能或具有尤其 是具有在显示装置上的图像再现的证明功能。

按照本发明的有价文件和/或安全文件具有至少两个通过层压相互连 接的塑料层，其中，这些层之一通过按照本发明的无接触式数据传输装置 形成并且数据传输装置的电绝缘的载体由塑料制造。替代地，文件也可以 通过电子部件(具有芯片的无接触式数据传输装置，天线)的浇注以塑料 制造。

按照本发明的无接触式数据传输装置具有以下部件，但是并不限于这 些：

电绝缘的载体；

设置在载体上的电路元件，所述电路元件具有以至少一个螺旋绕组— —例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个螺旋 绕组形式的连续的天线导体带并且在天线导体带的端部处分别具有一个连 接触头；和

与电路元件电连接的具有至少两个接触部位的电子构件；电子构件在 装配区域中放置在至少一个螺旋绕组之上；电子构件的至少两个接触部位 分别与天线导体带的一个连接触头电连接。

电路元件用于由写/读装置产生的能量的感应耦合输入。

电子构件和天线导体带优选与有价文件和/或安全文件的前侧和背侧 平行地设置，无接触式数据传输装置集成到有价文件和/或安全文件中。载 体作为文件层可集成到文件中。除了载体之外还可以设置补偿层，所述补 偿层设置在载体的以下一侧上：电子构件也位于在所述侧上，并且所述侧 具有用于容纳构件的空隙。补偿层的厚度优选大约等于构件的装配高度。

以按照本发明的方法和方式，天线导体带的至少一个螺旋绕组在装配 区域之外、更确切地说分别在螺旋绕组的两个分支部位之间分支为至少两 个——例如两个、三个或四个螺旋绕组支路。

在螺旋绕组的延伸中，所述螺旋绕组在第一分支部位处例如分支为两 个螺旋绕组支路，并且在第二分支部位处这些支路又汇合而形成单轨的螺 旋绕组。由此产生分别相邻的螺旋绕组支路，它们共同地形成多轨的螺旋 绕组。这些分支部位——在所述分支部位处螺旋绕组的螺旋绕组支路相互 碰到——优选尽可能彼此相距得远，也就是尽可能接近装配区域或已经在 装配区域中。这些分支部位可以例如直接与电子构件的装配区域邻近地设 置，从而螺旋绕组基本上在其在装配区域之外的整个延伸范围中多轨地延 伸。如果螺旋绕组交叉/横穿构件的装配区域，也就是说在上面或在下面穿 过构件，则螺旋绕组在直接与构件的装配区域邻近的分支部位处的分拆 (aufspalten)使得螺旋绕组的在装配区域之外被分拆为相应的螺旋绕组支 路的长度最大化，其方式是，螺旋绕组支路实际上在在构件的装配区域之 外延伸的螺旋绕组区域的整个长度上延伸。显然，螺旋绕组也可以分拆为 短于分别在装配区域之外延伸的螺旋绕组区域的各螺旋绕组区域。在所述 情况下分支部位不是分别直接与装配区域邻近地设置，而是与所述装配区 域间隔开。此外，螺旋绕组也可以分别多次地在两个彼此相继的具有装配 区域的交叉点之间的螺旋绕组区域中分拆为多个螺旋绕组支路并且在装配 区域之间单轨地延伸。在后一种情况下，在螺旋绕组中的至少四个分支部 位分别位于具有装配区域的两个彼此相继的交叉之间。由此在螺旋绕组中 的各分支部位可以设置在具有装配区域的两个连续的交叉点之间的多个位 置处。螺旋绕组在装配区域中优选没有以多个螺旋绕组支路而是以分别单 轨的也就是没有分拆为螺旋绕组支路的螺旋绕组的形式引导。

螺旋绕组支路可以例如相互平行地延伸。由此形成如在线圈中那样的 螺旋绕组的环绕的线(Strang)。完全特别优选地，相邻的螺旋绕组/螺旋绕 组支路尽可能紧密地相互紧贴。例如两个相邻的螺旋绕组/螺旋绕组支路之 间的间距可以为小于1mm、优选小于500μm、特别优选小于350μm。所述 间距还可以为至少10μm、优选至少50μm、特别优选至少100μm。优选地 所述间距为约250μm。在相邻的螺旋绕组的螺旋绕组支路之间的间距越小， 通过天线导体带产生的电容越大。由此可以通过将螺旋绕组分拆为螺旋绕 组支路来抵抗电感的降低。

螺旋绕组的分拆为螺旋绕组支路改变电路元件的电特性并且因此也改 变数据传输装置的共振频率。随着天线导体带的螺旋绕组的分拆，通过由 各个螺旋绕组支路引起的部分电感的并联连接降低了电路元件的总电感， 从而提高了装置的共振频率。所述提高的程度依赖于分拆的范围(在装配 区域之外一个/多个完整的螺旋绕组的分拆或者一个/多个螺旋绕组的部分 分拆、分拆为两个、三个或多个螺旋绕组支路)、分拆的位置和长度、螺旋 绕组支路的宽度和相互间距并且自然也依赖于螺旋形天线导体带的其余参 数，例如螺旋绕组的数量、螺旋绕组的形式等等。因此，为了数据传输装 置的共振频率匹配于预给定的值而由此实现了附加的设计参数，所述设计 参数可以用于将电路元件匹配于写/读装置的或相应于应答器的读取装置 的要求。与在应答器天线装置的已知实施方案中不同，可以非常简单地实 现螺旋绕组的分拆：在天线导体带的螺旋绕组的印刷技术制造的情况下仅 仅应改变用于天线导体带的印刷图像的布局。相应的也适用于以下情况： 即借助于刻蚀方法制造天线导体带。在所述情况下可以例如借助于抗蚀剂 匹配布局。相应的适用于相似的方法，如图形电镀方法。所述匹配可非常 容易地实现。与在天线装置的常规构造不同，不需要附加的工作步骤，例 如通过在一个或多个载体上的多个平面上产生导体结构。除此之外，通过 文件层的分层或其他方面的分离也降低集成有按照本发明的数据传输装置 的有价文件和/或安全文件的纂改的危险，这是因为，将螺旋绕组分拆为分 别多个螺旋绕组支路实现了：比以单轨形式的螺旋绕组更窄地设计螺旋绕 组支路的宽度。因为对于螺旋绕组的设计，在保持天线品质的情况下螺旋 绕组的横截面是决定性的，所述横截面在分拆为多个支路的情况下通过螺 旋绕组的各个支路的横截面的和给出。因为降低的宽度，所以在所述情况 下改善了在相邻的文件层上数据传输装置的载体/载体层的粘附强度，这是 因为，在塑料层(补偿层、载体层、其他文件层)之间的附着力大于在螺 旋绕组/螺旋绕组支路的材料与文件层的塑料之间的附着力。此外也应注 意，天线导体带的横截面对其电阻具有影响。尤其是在借助导电膏或导电 漆形成天线导体带时获得相对大的电阻，所述电阻导致电路元件的可响应 性的降低。因此尤其是在后者情况下应尽可能大地选择导体带的横截面(高 度、宽度)。

单轨的螺旋绕组在分支部位处过渡到具有多个螺旋绕组支路的多轨的 螺旋绕组。由此，螺旋绕组在过渡区域中局部加宽。所述过渡区域可以逐 渐加宽地构造，例如漏斗形地，其方式是，由单轨的螺旋绕组区域连续地 引出螺旋绕组支路，或者过渡区域可以阶梯形地构造，其方式是，在螺旋 绕组的延伸中在预给定的位置处由单轨的螺旋绕组区域阶梯形地引出螺旋 绕组支路中的一个或多个。在另一替代方案中分支可以以直角分支的形式 实现。最先提到的情形是优选的，因为导体带在机械应力或热应力下不太 易于形成裂纹，因为避免了机械压力峰值。

天线导体带在其端部处分别具有连接触头，所述连接触头在装配区域 中用于与电子构件的电接触。连接触头可以由与天线导体带相同的材料并 且以相同的方法技术制造。

为了制造按照本发明的无接触式数据传输装置，提供一种方法，所述 方法设有以下方法步骤：

i)提供载体；

ii)将以至少一个螺旋绕组形式构造的天线导体带，包括天线导体带的 连接触头在内，例如借助于丝网印刷、凹版印刷或苯胺印刷优选在螺旋绕 组的端部处印制到载体上，如此使得至少一个螺旋绕组优选在装配区域之 外分别在两个分支部位之间分拆为至少两个螺旋绕组支路；

iii)将电子构件尤其是以倒装芯片技术放置在天线导体带之上，从而 电子构件的接触部位与连接触头对置，并且机械固定构件并使所述构件与 天线导体带接触。

在步骤ii)中所述印刷工艺的特征在于相对较高的着色(Farbauftrag)。 由此基于相对较小的电阻实现了具有相对较高的品质的所印刷的天线。凹 版印刷可以尤其是以雕刻凹版印刷(Stichtiefdruck)或网目凹版印刷 (Rastertiefdruck)的形式实现。丝网印刷优选以弧形丝网印刷或圆形丝网印 刷的形式是优选的印刷方法。

在本发明的一个优选的扩展方案中，至少一个螺旋绕组在电子构件的 至少两个接触部位之间穿过，也就是说螺旋绕组与构件交叉地在所述构件 之下穿过或越过所述构件地引导。这有助于，能够使天线导体带的端部与 构件的接触部位处于接触中，而不需要交叉地引导螺旋绕组越过其他螺旋 绕组或在所述其他绕组之下穿过。这在本发明的优选的扩展方案中引起电 子构件的桥接螺旋绕组的线的装置。单轨的螺旋绕组可以在电子构件的装 配区域中相比在装配区域之外具有相互间的更小的间距，以便可以在构件 的接触部位之间引导绕组穿过。在所述区域中螺旋绕组尤其可以相互平行 地延伸。为了能够实现螺旋绕组在构件的接触部位之间的简化的引导，值 得期望的是，将单轨的螺旋绕组的数量减小到最小量。然而，通过以下方 式实现所述目标：降低天线的电感并由此提高数据传输装置的共振频率， 从而在所述情况下以其他方式需要共振频率与预给定的值的匹配。例如这 可以通过附加的串联连接的电容实现。

在本发明的另一优选的扩展方案中，天线导体带的螺旋绕组支路构造 为以保持不变的宽度延伸，例如以50μm至2mm的宽度，其中，在100μm 至350μm的范围中并且尤其是例如200μm的宽度是特别优选的。此外优选 的是，天线导体带的螺旋绕组支路和螺旋绕组的在装配区域中延伸的单轨 区域等宽。在螺旋绕组的相邻的螺旋绕组支路之间的间距在两个分支部位 之间的整个延伸上优选保持恒定并且为例如50μm至2mm、优选为100μm 至350μm并且完全特别优选地为约200μm。在本发明的一个特别优选的扩 展方案中，在螺旋绕组的所有相邻的螺旋绕组支路之间的间距相同。同样 地，也可以将相邻的螺旋绕组之间的间距或相邻的螺旋绕组的螺旋绕组支 路之间的间距在绕组的整个延伸上保持恒定。完全特别优选地，所有相邻 的螺旋绕组支路的在螺旋绕组支路之间的间距为50μm至2mm、优选100μm 至350μm并且特别优选地为约200μm。

本发明的所述扩展方案具有方法技术上的优点，如果电路元件借助于 丝网印刷技术制造，所述丝网印刷技术由于可靠性和低成本而特别有利。 如果螺旋绕组/螺旋绕组支路在所述情况下亦即以变化的宽度制造，那么可 能没有产生到处等高的导体带区段。这归因于印刷技术条件。与此相反， 在整个布局中产生具有保持不变的宽度的天线导体带的情况下可以实现在 导体带的所有位置处保持不变的厚度，从而在导体带的所有位置处横截面 并且由此电阻也是恒定的。这促成导体带的质量的显著改善。

如果天线导体带以导电膏或导电漆形成，则导体带的电阻可以通过事 后的挤压而降低，例如在芯片的装配区域中。这可以尤其是通过借助于冲 模施加压力到导体带上来实现。

在本发明的另一优选的扩展方案中，电子构件尤其是半导体构件(半 导体电路元件)。所述半导体构件可以通过未封装的半导体芯片(裸芯片： bar die)形成。这进一步实现了在按照本发明的数据传输装置的制造中的成 本的降低，因为芯片不是必须首先装配在一个模块中。而是替代地，构件 也可以是封装的构件，例如表面贴装器件(SMD)、或芯片级封装(CSP)、 或者以以下封装形式之一：DIP、TQFP、MLF、SOTP、SOT、PLCC、QFN、 SSOT、BGA、MOB或者以其他通常的封装形式存在。此外也可以将子模 块作为芯片载体使用，其基于由聚酰亚胺、FR4、聚碳酸酯、薄玻璃制成的 柔性电路板(interposa)。电子构件具有至少两个接触部位，所述至少两个 接触部位在构件的接触侧上设置在元件的边缘的相互对置的侧上。

在本发明的另一优选的扩展方案中，半导体芯片以倒装芯片技术装配 在天线导体带上。所述技术包括将所述芯片在其接触部位上通过接触凸起 ()以芯片的向下取向的接触侧装配到天线导体带上(机械 连接和电连接)。为此典型地使用各向异性的导电胶，所述各向异性的导电 胶填充在芯片的接触侧与载体的由天线导体带所位于的一侧之间的整个空 间。所述胶具有的特性在于，仅仅在以下区域中制造电接触：待在所述区 域中相互接触的接触面相互非常接近或者触碰。通过施加压力到粘合面上 来产生导电能力的各向异性。替代地，也可以在无胶的情况下进行加工并 且使芯片在压力下在提高的温度下与连接触头连接。进一步替代地，电子 构件可以尤其是以倒装芯片技术借助于焊接来装配，其方式是，芯片的接 触凸起例如通过焊料凸块(solder bump)形成(收缩(kollabiert)的焊接 凸起)。特别优选的是芯片的接触，其不仅借助于各向异性的导电胶而且通 过收缩的焊料，所述收缩的焊料由各向异性的导电胶包围。这能够实现非 常好的导电性和良好的机械特性。替代地，也可以由具有镀金层的镍或由 钯形成接触凸起。在所述情况下仅仅借助于各向异性的导电胶进行芯片装 配。各向异性的导电胶可以例如借助于给料器或通过印制施加到载体或螺 旋绕组上。

对于电子构件在天线导体带上的装配，如此相互设置构件的接触凸起 的位置和天线导体带的连接触头，使得它们可以在构件——例如芯片—— 相对于天线导体带的适合的取向下相互直接对置并且因此相互接近，也就 是实际上触碰。所述装配技术可非常简单和可靠地实施。

在本发明的一个替代的实施方式中，可以把电子构件嵌入载体中，例 如其方式是，在载体中产生空隙，并且将元件沿一个取向贴入到所述空隙 中，在所述取向上，具有构件的接触部位的接触侧向上指向，从而接触侧 与载体表面对齐。天线导体带随后在元件的接触侧和载体表面上产生，例 如通过印制。而且在所述情况下天线导体带的螺旋绕组在电子构件的接触 部位之间引导穿过。

在本发明的另一优选的扩展方案中，至少一个螺旋绕组的至少两个螺 旋绕组支路中的至少两个在分支部位之间附加地分别通过至少一个电连接 元件相互连接。这些连接元件可以通过导体带区段形成，所述导体带区段 在相邻的螺旋绕组/螺旋绕组支路之间延伸。这些连接元件可以安装在两个 相邻的螺旋绕组支路之间的多个位置处或仅仅安装在一个位置处。这样的 连接元件可以设置在一个螺旋绕组的螺旋绕组支路之间或者设置在多个螺 旋绕组的螺旋绕组支路之间。所述连接元件可以以与螺旋绕组/螺旋绕组支 路保持不变的宽度构造或者可以更窄或更宽。所述连接元件可以在其连接 长度上具有保持不变的宽度或变化的宽度。所述连接元件可以首先通过多 个——例如两个——区段形成，所述多个区段通过缝隙相互分离，所述缝 隙事后被导电桥接以匹配电路元件的电特性，从而产生连接元件。替代地， 电连接元件也可以首先在相邻的螺旋绕组支路之间连续地导电制造并且然 后出于匹配电路元件的电特性的目的必要时截断。连接元件提高了电路元 件的天线的电感并且因此降低了数据传输装置的共振频率。连接元件的数 量越大，电感也越大。

在本发明的另一优选的扩展方案中，电路元件还具有容性电路元件。 容性电路元件与天线导体带并且由此也与电子构件的电容优选并联连接并 且由此降低数据传输装置的共振频率。为此原则上考虑以电容器形式的单 独的元件，例如数据传输装置的载体配备有电容器并且所述电容器与天线 导体带电连接。替代地，电容也可以通过载体上的两个通过电介质分离的 导电面产生，例如通过多个丝网印刷步骤。然而，所述替代方案是昂贵的。

本发明的一种扩展方案显著更有利，根据所述扩展方案通过至少一个 盲式导体带形成容性电路元件，所述至少一个盲式导体带分别以一个端部 与天线导体带的连接触头电连接。所述盲式导体带的另一个端部作为开放 式端部结束。所述盲式导体带可以如天线导体带那样在载体上并且优选以 相同的技术例如借助于丝网印刷构造。

这些盲式导体带可以优选地从天线导体带的连接触头开始沿着天线导 体带的螺旋绕组/螺旋绕组支路引导。在第一种情形中，外部盲式导体带可 以从在天线导体带上位于外部的连接触头开始并且与天线导体带的外部螺 旋绕组/外部螺旋绕组支路平行地延伸。在第二种情形中，内部盲式导体带 可以基于在天线导体带上位于内部的连接触头开始并且与天线导体带的内 部螺旋绕组/内部螺旋绕组支路平行地延伸。在第三种情形中，可以设置不 仅这样的外部天线导体带而且设置这样的内部天线导体带。

外部盲式导体带和/或内部盲式导体带可以仅仅在整个绕组(约360°) 的较小或较大部分上沿着外部天线导体带或内部天线导体带延伸或者形成 一个以上的绕组例如1.5个绕组或两个或三个或更多个绕组。外部盲式导体 带可以长于内部盲式导体带，反之亦然。因为盲式导体带的长度通过与天 线导体带的并联连接提高了电路元件的电容，更确切地说，导体带构造得 越长，电路元件的电容越大，所以数据传输装置的共振频率的微调的一种 可能性在于，如此调节盲式导体带的长度，使得实现预给定的共振频率。 这可以例如通过盲式导体带的产生以及其随后的缩短——例如通过在适合 位置处的截断、例如通过借助激光的切除、通过磨削的机械移除、切割或 冲压、化学分解或刻蚀而实现。所述微调可能例如在使用具有不同的内部 并联电容的不同的半导体芯片(电子构件)的情况下是必要的。主要是所 述协调过程也还可以在电子构件的装配之后进行，从而可以补偿(微调盲 式导体带的附加电容)电容波动，所述电容波动归因于构件自身。

外部盲式导体带和/或内部盲式导体带优选遵循天线导体带的绕组方 向，也就是在由外向内反时针缠绕的天线导体带的情况下内部盲式导体带 从内部连接触头开始同样反时针缠绕，并且外部盲式导体带在所述情况下 从外部连接触头开始顺时针缠绕。相应的适用于在相反的情况下。盲式导 体带优选在其整个相应的延伸上构造为保持等宽。盲式导体带优选以与外 部或内部螺旋绕组/螺旋绕组支路的紧密的间距地延伸，例如以50μm至 2mm、优选100μm至350μm的间距并且特别优选地以约200μm的间距。

电路元件优选在文件的平面中形成，其方式是，所述电路元件在载体 上产生。由此可以在一个工作程序中产生电路元件。

在本发明的另一优选的扩展方案中，天线导体带由导电膏或导电漆制 造。所述技术可简单地并且由此低成本地实现。导电膏或导电漆包含至少 一种聚合物作为粘合剂以及至少一种金属和/或导电金属氧化物和/或在聚 合物中的其他导电材料。作为导电材料考虑铜、银、金、铁、锌、锡或碳 尤其是石墨、单壁纳米管和/或多壁纳米管、富勒烯或石墨烯。作为金属氧 化物考虑ITO(铟锌氧化物)、IZO、FTO(掺杂氟的氧化锌)、ATO(氧化 锑)。金属/金属氧化物可以以片、针、粉末(尤其是纳米级)、小片等存在。 尤其是这些金属/金属氧化物作为聚集的微粒存在。作为其他的导电材料考 虑导电的有机材料/聚合物、例如聚苯胺、PEDOT:PSS。为了借助导电膏或 导电漆产生电路元件可以采用丝网印刷技术，例如弧形印刷或卷-卷-印刷方 法。印制的膏或漆的厚度尤其可以为1μm至100μm并且特别优选地为例如 10μm。导电膏或导电漆可以或者简单地烘干或者借助于热和/或具有电磁射 束例如紫外射束的辐射是可硬化的。

如果可以使用凹版印刷的印刷方法、尤其是雕刻凹版印刷——也称为 Intaglio以及网目凹版印刷、平板印刷——尤其是柯式印刷、凸版印刷—— 尤其是间接凸印、漏印——尤其是丝网印刷、苯胺印刷或数字印刷方法— —尤其是喷墨印刷。优选的是丝网印刷、凹版印刷以及苯胺印刷、特别优 选的是丝网印刷。

替代地，天线导体带也可以以其他技术制造，例如以刻蚀技术由铝或 铜借助于抗刻蚀剂制造或以图形电镀方法。在图形电镀方法中从例如由铜 组成的基本金属化开始以抗电镀剂在基本金属化上首先成型结构作为通 道。然后，将附加的金属在通道中通过电镀技术分离。在移除抗电镀剂之 后在结构之间通过刻蚀移除基本金属化。

在本发明的另一优选的扩展方案中，位于螺旋绕组支路之间的间隙 ——其通过在螺旋绕组/螺旋绕组支路之间的间距形成——以具有与载体 的介电常数不同的介电常数的介电填充材料填充，以便影响电路元件的电 特性。例如可以有利的是，使用具有特别高的介电常数的填充材料，例如 以钛酸钡填充的填充材料。替代地，也可以期望的是，填充材料具有特别 低的介电常数。例如为此考虑以氟化的聚合物填充的填充材料。填充材料 至少一部分通过粘合剂形成，所述粘合剂基本上由与载体相同的材料组成， 以便确保填充材料与载体材料和其他的文件材料建立内部连接，并且以便 由此防止文件在层压或浇注之后可以不分离，例如不分层。所述材料可以 例如通过刮擦(Aufrakeln)或借助于丝网印刷施加到设有电路元件的载体 上。由此形成的层也可以代替补偿层用于电子构件。

文件(包括载体)可以由一种聚合物制造，所述聚合物选自一个族， 所述族包括聚碳酸酯(PC)、尤其是双酚A聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PET)其衍生物——如乙二醇改性PET(PETG)、聚萘二甲酸乙二 醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇基缩丁醛(PVB)、聚甲基丙烯 酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、 聚乙烯基苯酚(PVP)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、热塑性橡胶(TPE)、 尤其是热塑性聚氨酯(TPU)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯-共聚物(ABS)以及 其衍生物和/或纸。此外，文件也可以由这些材料中的多种制造。优选地， 所述文件由PC或PC/TPU/PC制成。聚合物可以或者填充地或未填充地存 在。在后者情况下聚合物优选是透明的或半透明的。假如填充聚合物，那 么所述聚合物是不透明的。填充材料可以例如是颜料或具有特别高或特别 低的介电常数的填充材料。通过适合地选择填充材料可以影响电路元件的 电特性。优选地，所述文件由3至12、优选4至10个薄膜(包括数据传输 装置的载体)制造。

所述文件可以由这些材料尤其是通过层压制造。典型地，PC的层压在 层压压力机中在170℃至200℃并且在50N/cm²至600N/cm²的压力下制造。

按照本发明的另一优选的扩展方案，按照本发明的文件配备有显示装 置(显示器)。显示装置优选设置在作为载体的另一文件层上。所述装置可 以是例如双稳态显示装置、电泳显示装置、电致变色的显示装置、液晶显 示装置(LCD)、LED显示装置、尤其是无机LED显示装置或有机LED显 示装置(OLED)、双稳态LCD显示装置，例如扭曲向列型、超级扭曲向列 型、胆甾型或向列型LCD显示装置、旋转元素显示装置、条带型显示装置、 荧光消除显示装置或基于电湿润效应的显示装置或混合显示装置。尤其是 可以涉及柔性双稳态显示装置。这样的显示装置例如由US2006/0250534A1 已知。另外的双稳态显示装置例如由WO95/53371A和EP1715374A1已知。 双稳态显示装置也称为“电子纸显示器”(EPD)。电子构件构造用于控制 显示装置。为此，所述电子构件具有用于存储图像数据的电子存储器，所 述图像数据基于电能的耦合输入来在显示装置上显示。电子构件还可以具 有用于显示装置的内部驱动器，或者使用至少一个附加的外部元件，例如 驱动器。

电子构件和必要时显示装置可以通过天线供能(无源应答器)。替代地， 也可以为此设置单独的天线装置或设置电池。

附图说明

以下根据附图示例性地阐述本发明。附图示出：

图1在示意性俯视图中示出了按照本发明的按照第一实施方式的数据 传输装置；

图2在示意性剖面图中示出了用于制造按照本发明的按照第一实施方 式的数据传输装置的方法步骤：(a)提供载体；(b)将包括天线导体带的 连接触头在内的螺旋形的天线导体带印制到载体上；(c)将芯片放置在天 线导体带之上；

图3在示意性俯视图中示出了按照本发明的按照第二实施方式的数据 传输装置；

图4在示意性俯视图中示出了按照本发明的按照第三实施方式的数据 传输装置；

图5在示意性俯视图中示出了按照本发明的按照第四实施方式的数据 传输装置；

图6在示意性俯视图中示出了按照本发明的按照第五实施方式的数据 传输装置；

图7在示意性剖面图中示出了按照本发明的按照第六实施方式的数据 传输装置；

图8在透视图中示出了按照本发明的有价文件和/或安全文件，其具有 按照本发明的数据传输装置和显示装置；

图9在示意性剖面图中示出了按照本发明的按照第七实施方式的数据 传输装置。

在图中相同参考标记表示具有相同功能的元件。

具体实施方式

按照图1的按照本发明的无接触式数据传输装置50由载体1组成，在 所述载体上设置天线导体带2和电子构件3，例如未封装的芯片。芯片3 在装配区域10中固定在载体1上。天线导体带2构成电路元件。

载体1例如通过透明的(未填充的)具有80μm厚度的聚碳酸酯薄膜 构成。具有相互平行的螺旋绕组4、5、6的螺旋形的连续的天线导体带2 位于聚碳酸酯薄膜上。螺旋绕组4、5、6中的每个分别形成四个相互垂直 延伸的绕组区段，它们包围天线内部面20。这些螺旋绕组4、5、6中的每 个分别分拆为两个螺旋绕组支路4'、4″或5'、5″或6'、6″，从而螺旋绕组在 这些区域中双轨地延伸。第一螺旋绕组4在分支部位7'、7″处分拆为螺旋 绕组支路4'、4″；第二螺旋绕组5在分支部位8'、8″处分拆为螺旋绕组支路 5'、5″而第三螺旋绕组6在分支部位9'、9″处分拆为螺旋绕组支路6'、6″。 在芯片3的装配区域10中螺旋绕组4、5、6单轨地延伸。螺旋绕组4、5、 6在装配区域10之外以小的间距d相互平行。所述间距d可以为例如 200μm。在装配区域10内也就是在芯片3之下螺旋绕组4、5、6的单轨区 段之间的间距还可以更小，因为螺旋绕组在此必须在芯片3的接触部位11、 12之间引导通过。

为了芯片3的电接触，所述芯片以倒装芯片技术装配在载体1中。为 此，芯片的接触部位11、12以接触凸起的形式与天线导体带2的接触连接 端15、16一致地构造，也就是说以等于芯片3的接触部位11、12的间距 的间距构造。芯片3可以例如借助于各向异性的胶粘到载体1上，以便在 那儿将芯片机械固定并且制造接触凸起11、12与接触连接端15、16之间 的电接触。

天线导体带2从第一接触连接端15开始，所述第一接触连接端与芯片 3的第一接触凸起11电接触。从那儿第一螺旋绕组4逆时针延伸通过第一 分支部位7'，在所述第一分支部位处由单轨的第一螺旋绕组4形成两个相 互平行延伸的第一螺旋绕组支路4'、4″。在一个循环(360°)之后这两个第 一螺旋绕组支路4'、4″在第二分支部位7″处又相互合并，从而第一螺旋绕 组4又成为单轨的。天线导体带2然后横穿芯片3的装配区域10并且为此 在芯片之下延伸。在离开装配区域10之后现在的第二螺旋绕组5在第一分 支部位8'处分支形成双轨的第二螺旋绕组，其通过两个第二螺旋绕组支路 5'、5″形成。支路5'、5″又相互平行地并且沿逆时针与第一螺旋绕组支路4'、 4″平行地，更确切地说，在由所述第一螺旋绕组支路形成的天线面20内延 伸。在第二螺旋绕组支路5'、5″的一个完整的循环之后这些支路在第二分 支部位8″处又合并形成单轨的第二螺旋绕组5。在芯片3之下横穿装配区 域10之后第二螺旋绕组5过渡到第三螺旋绕组6中，所述第三螺旋绕组在 第一分支部位9'处分拆为两个第三螺旋绕组支路6'、6″，其中，形成双轨的 第三螺旋绕组。在通过第一螺旋绕组支路4'、4″和第二螺旋绕组支路5'、5″ 形成的天线面20内一个重新的完整的循环之后双轨的第三螺旋绕组6到达 第二分支部位9″，在此，两个支路6'、6″又相互合并并且形成单轨的第三 螺旋绕组6。所述第三螺旋绕组在芯片3之下在装配区域10中在第二接触 连接端16中结束，所述第二接触连接端与芯片的通过接触凸起形成的接触 部位12电接触。

螺旋绕组支路4'、4″、5'、5″、6'、6″的宽度b在其整个延伸上保持相 同并且与在芯片3之下在装配区域10中螺旋绕组4、5、6的单轨区段的宽 度一样大地构造。宽度b为例如250μm。

在图2中在示意图中在按照II-II(参见图1)的截面中描述了用于制造 图1的按照本发明的数据传输装置50的方法。

在第一方法步骤中首先提供载体1(图2a)。在第二方法步骤中例如通 过借助于丝网印刷以银导电膏印制天线结构(图2b)在载体1上产生天线 导体带2，所述天线导体带由螺旋绕组4、5、6和连接触头15、16组成。 在第三方法步骤中装配芯片3。芯片3具有以接触凸起构造的例如由铜/镍/ 金制成的接触部位11、12，所述接触部位与天线导体带2的连接触头15、 16处于电接触。为此，芯片3以接触凸起11、12放置在连接触头15、16 之上。对于芯片装配，在装配区域10中首先将各向异性的导电胶18以掺 杂的量例如借助给料器施加到载体1和天线导体带2上。所述导电胶18包 含非常小的导电金属微粒，所述导电金属微粒制造在芯片的接触凸起11、 12与连接触头15、16之间的电接触。此外，导电胶18将芯片3机械地固 定在载体1上。

在图3中示出了按照本发明的数据传输装置50的第二实施方式。所述 实施方式与在图1中示出的第一实施方式的不同之处在于，天线导体带2 一方面具有两个螺旋绕组5、6而不是三个螺旋绕组，并且另一方面附加地 设置两个盲式导体带25、26。天线导体带2和盲式导体带25、26共同形成 无接触式数据传输装置50的电路元件。

在按照本发明的数据传输装置50的示图旁右侧给出用于在螺旋绕组 5、6与盲式导体带25、26之间的电容的等效电路图。

通过将天线导体带2的螺旋绕组5、6的数量从三减小到二的方式来减 小其电感。由此，数据传输装置50的共振频率提高。为了将共振频率再次 减小到预给定的值，附加地设置盲式导体带25、26，所述盲式导体带与天 线导体带2形成附加电容C₂₅、C₂₆。此外在等效电路图中也示出了分别一 方面在螺旋绕组5、6之间(C_5,6)并且另一方面在第一螺旋绕组支路(C_5',5″) 与第二螺旋绕组支路(C_6',6″)之间形成的电容。在相应的螺旋绕组支路(C_5',5″、 C_6',6″)之间的电容非常小。然而在两个螺旋绕组5、6之间的电容C_5,6是不 可忽略的。

盲式导体带25、26在连接触头15、16处延续天线导体带2，更确切地 说，沿相同的缠绕方向，沿所述方向也缠绕天线导体带2。盲式导体带25、 26与螺旋绕组5、6平行地并且与之以小的间距d'、d″延伸。

盲式导体带25、26没有或仅仅不显著地对电路元件的电感作出贡献， 因为盲式导体带分别在自由端部25'、26'中结束。通过内部盲式导体带26 与内部螺旋绕组6的平行引导以及外部盲式导体带25与外部螺旋绕组5的 平行引导形成附加电容C₂₅、C₂₆，所述附加电容与电容C_5,6和芯片3的电容 并联连接并且因此总体上提高电路元件的电容。由此减小了数据传输装置 50的共振频率。

盲式导体带25、26可以相比于在图3中所示分别更短和/或更长地构 造。例如外部盲式导体带25可以不仅实现一个绕组，而且例如可以实现两 个或更多个绕组。这同样适用于内部盲式导体带26。替代地，外部盲式导 体带25和/或内部盲式导体带26也可以分别以更短的绕组存在并且例如构 成仅仅半个与天线导体带2平行的绕组。自然两个盲式导体带25、26中之 一也可以实现一个或多个完整的绕组而另一个可以构成一个绕组的仅仅一 小部分。或者一个盲式导体带或两个盲式导体带25、26可以除了具有一个 或多个绕组之外还具有另一绕组的一小部分。已经证明，内部盲式导体带 26的一个完整的第一绕组的构成导致共振频率附加地减小例如0.5MHz， 而外部盲式导体带25的一个完整的第一绕组的形成导致共振频率附加地减 小例如0.25MHz。每个另外的绕组对共振频率的减小具有更小的作用。然 而，所述相应的增量的给出的值也依赖于另外的参数。

对于在图3中示出的实施方式替代地，电路元件也可以具有仅仅一个 外部盲式导体带25(图4；第三实施方式)或仅仅一个内部盲式导体带26 (图5；第四实施方式)。

替代地，内部盲式导体带26和/或外部盲式导体带25也可以在相应的 螺旋绕组5、6进入芯片3的装配区域10中之已经前分支并且在绕过芯片 上的装配区域的情况下引导到相应的盲式导体带轨道中，所述盲式导体带 轨道在图3、4、5中示出。

为了微调电路元件的总电容可以通过以下方式调节盲式导体带25、26 的电容值：事后调节其长度。这当芯片3已经装配从而可以通过这种方式 补偿共振频率的通过芯片引起的波动时也还是可能的。例如盲式导体带25、 26可以首先以分别预给定数量的绕组——其与内部螺旋绕组6或外部螺旋 绕组5平行地延伸——产生并且随后必要时缩短。这可以例如通过盲式导 体带25、26在适合的位置处的分离——例如借助于激光切割实现，从而产 生短的盲式导体带。替代地，也可以首先产生多个相互不连接的内部盲式 导体带区段和/或外部盲式导体带区段，它们随后必要时通过在这些区段之 间存在的中断部的桥接相互连接，从而分别产生在图3、4、5中示出的装 置中的盲式导体带25、26。这些桥接可以通过将导电漆或导电膏涂覆到中 断部上来实现。

按照本发明的数据传输装置50的在图6中示出的第五实施方式与在图 3中示出的实施方式的区别在于，在螺旋绕组支路5'、5″或6'、6″之间分别 附加地设置多个(两个、三个、四个或更多个)连接元件35'、35″、35″'、 35″″，36'、36″、36″'、36″″(35、36)或替代地仅仅分别设置一个连接元件。 这些连接元件35、36在相应的位置处短接相应的螺旋绕组支路5'、5″，6'、 6″并且导致提高天线导体带2的电感并且因此减小电路元件的共振频率。 共振频率可以通过提高连接元件35、36的数量来降低而通过减小所述连接 元件的数量来提高。连接元件35、36也可以设置在与在图6中给出的位置 不同的位置处。连接元件35、36优选如螺旋绕组支路5'、5″，6'、6″那么 宽。

对于在图6中示出的实施方式替代地，自然可以完全或也仅仅单个地 删去外部盲式导体带和内部盲式导体带25、26。

因此，通过适合地设置连接元件35、36可以微调共振频率。为了可以 无问题地实施协调，可以设置连接元件35、36，其首先通过相互分离的连 接元件区段形成。为了调整共振频率，在这些区段之间的中断部可以在必 要时以导电膏桥接。为此在图7中给出一个例子：在螺旋绕组支路5'、5″ 之间的连接元件35首先在两个区段35.1和35.2中产生，例如通过借助导 电膏的丝网印刷。为了微调数据传输装置50，这些区段35.1、35.2通过导 电桥35.3相互连接，例如通过涂覆导电漆或导电膏到中断部上。替代地， 存在的连接元件35、36也可以通过例如借助于激光切割的截断来移除。替 代地也可以事后完全通过涂覆导电膏或导电漆来产生连接元件35，尤其是 当相邻的螺旋绕组支路之间的间距是小的时候。

在图8中在透视图中描述了按照本发明的以具有按照本发明的无接触 式数据传输装置50的卡的形式的有价文件和/或安全文件100。数据传输装 置50通过载体1、电路元件以及未封装的芯片3形成，所述电路元件通过 天线导体带2并且必要时通过盲式导体带(在此未示出)形成。芯片3经 由接触部位11、12与天线导体带2的连接触头15、16连接。此外，文件 100具有显示元件60，其与芯片3连接。载体1与电路元件和芯片3形成 文件100的多个文件层。这些文件层在压力提高和温度提高的情况下相互 层压，以便形成单片式文件体。另外的文件层之一是补偿层30，所述补偿 层在以下位置处具有空隙：芯片3设置在所述位置处(未示出)并且所述 位置在载体上设置在载体1的装配有芯片的一侧上。载体1和另外的文件 层优选由相同的聚合物——例如PC(聚碳酸酯)组成，并且部分透明(敷 镀)并且部分不透明，从而例如数据传输装置50从外面是不可见的。

在图9中示出的第七实施方式通过图3的数据传输装置50的剖面图示 出，其中，在产生电路元件并且装配芯片3之后附加地将一种具有高的介 电常数的材料施加到载体1的装配侧上。所述材料形成一个层30，所述层 的厚度基本上等于芯片3的装配高度。所述层可以因此用作补偿层。为了 提高介电常数，所述材料包含钛酸钡。