[发明专利]改进RFID智能卡中的耦合和与RFID智能卡的耦合

说明书

技术领域

本发明涉及“安全文件”，例如电子护照，电子ID卡和智能卡，其具有RFID（射频识别）芯片或芯片模块，并以非接触模式（ISO14443）操作，包括双接口（DI，或DIF）卡，它也可以在接触模式（ISO7816-2）进行操作，并且更具体地，涉及改进智能卡内的部件之间的耦合，例如与芯片模块（CM）相关联的模块天线（MA）和位于智能卡的卡体（CB）上的卡天线（CA）之间的耦合，从而改进与外部RFID读取器之间的相互作用。

背景技术

为便于讨论，RFID应答器通常包括基底、设置在基底上或基底中的RFID芯片（或芯片模块）、和设置在基底上或基底中的天线。应答器可以形成安全文件的基础，所述安全文件例如是电子护照、智能卡或身份证。

RFID芯片（CM）可以以非接触摸式（如ISO14443）运行，或可以是双接口（DIF）模块，其可以也以接触模式（如ISO7816-2）和非接触模式工作。芯片模块可以从由与其进行通信的外部RFID读取器装置提供的RF信号中获得能量。

基底可以被称为“镶嵌基底”（例如用于电子护照）或“卡体”（如用于智能卡），可以包括材料的一层或更多层诸如聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、PET（掺杂PE）、PET-G（PE的衍生物）、Teslin^TM、纸或棉/落棉等材料。除非另外明确指出，当在此使用“镶嵌基底”时，应当包括“卡体”，反之亦然。

芯片模块（可以是引线框架式芯片模块或环氧玻璃型芯片模块。环氧树脂玻璃模块可以使用通孔电镀在一侧（接触侧）或两侧被金属化以便与天线互连。除非另外明确指出，当在此使用“芯片模块”时，应当包括“芯片”，反之亦然。

天线可以是自接合（或自粘贴）金属丝。一种将天线金属丝安装至基底的传统方法是：使用振动的超声波发生器（超声工具），通过毛细作用供给金属丝，并将其镶嵌入或粘贴至基底的表面。天线的典型的图案为大体矩形的，呈具有数匝线圈的平面（平面）的线圈（盘绕件）形式。天线金属丝的两端可以例如通过热压（TC）接合连接至芯片模块的端子（或端子区域，或接触垫）。参见，例如US6698089和US6233818，其通过引用并入本文。

将天线包括在芯片模块（天线模块）中的任何布置的问题是：与更传统的天线相比，总天线区域相当小（例如约15mm x15mm），所述传统的天线可以通过将数匝（例如4或5）金属丝嵌入在镶嵌基底或安全文件的卡体的周边附近而形成（在此情形下，总天线区域可以是约80mm x50mm，约20倍大）。当天线被包括在芯片模块中时，所获得的实体可以被称作“天线模块”

一些现有技术

下面的专利和公开文献通过引用整体地并入此文中。

US5084699（Trovan，1992）题为“Impedance Matching Coil Assembly For An Inductively Coupled Transponder”（用于电感耦合应答器的阻抗匹配线圈组件）。注意图5。用于感应供电的应答器中的线圈包括初级线圈（156）和次级线圈（158），其卷绕在形成铁氧体棒（160）的同一线圈周围。初级线圈的引线（162）悬空而二次线圈的引线（164）连接到应答器的集成识别电路。

题为“Contactless Chip Card”（非接触芯片卡）的”US5955723（siemens，1999）中公开了一种包括半导体芯片的数据载体构造。注意图1。第一导体回路（2）连接到半导体芯片（1），具有至少一个线圈，并具有与上述半导体芯片的尺寸大体相当的横截面面积。至少一个第二导体回路（3）具有至少一个线圈、与所述数据载体构造的尺寸大体相当的横截面面积和形成与所述第一导体回路（2）的尺寸大体相当的第三回路（4）的区域。第三回路（4）与第一导体回路（2）和至少一个第二导体回路（3）彼此电感耦合。

US6378774（Toppan，2002）题为“IC Module and Smart Card”（IC模块和智能卡）。注意图12A、B和17A、B。智能卡包括用于非接触传送的天线和IC模块。IC模块既具有接触型的功能又具有非接触型的功能。IC模块和天线分别包括第一和第二的耦合线圈，其被设置成彼此紧密耦合，并且IC模块和天线是通过变压器耦合以非接触状态耦合。