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    用于 检查 天线 线圈 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201280051667.3

    申请日:

    2012.09.05

    公开号:

    CN103907119A

    公开日:

    2014.07.02

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):G06K 7/00登记生效日:20180305变更事项:专利权人变更前权利人:德国捷德有限公司变更后权利人:捷佳德移动安全有限公司变更事项:地址变更前权利人:德国慕尼黑变更后权利人:德国慕尼黑|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06K 7/00申请日:20120905|||公开
    IPC分类号: G06K7/00 主分类号: G06K7/00
    申请人: 德国捷德有限公司
    发明人: M.鲍迪施韦勒; K.芬肯泽勒; C.博恩
    地址: 德国慕尼黑
    优先权: 2011.09.08 DE 102011112873.9
    专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 邸万奎
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201280051667.3

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2018.03.23|||2017.04.26|||2014.07.30|||2014.07.02

    法律状态类型:

    专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种用于非接触地检查用于便携式数据载体的天线线圈(20)的功能性的方法,具有激励所述天线线圈(20)、检测所述天线线圈(20)响应于所述激励的自由阻尼振荡、以及分析所检测的自由阻尼振荡的步骤。优选地,通过连接至脉冲发生器(110)的激励线圈(130),由单独直流脉冲(优选地为狄拉克脉冲)产生的脉冲磁场以感应方式激励所述天线线圈(20)。由测量天线(140)检测所述天线线圈(20)的振荡,并且,通过连接至所述测量天线(140)的分析设备(160)执行所述分析。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于检查用于非接触式通信的便携式数据载体的天线线圈(20)的功能性的方法,包括步骤:
    -激励所述天线线圈(20)振荡;
    -检测所述天线线圈(20)响应于所述激励的自由阻尼振荡;
    -评估所述天线线圈(20)的自由阻尼振荡。

    2.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,由优选地由单个电流脉冲产生的脉冲磁场感应地激励所述天线线圈(20)。

    3.  如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述直流脉冲被产生为狄拉克脉冲或仅具有一个陡峭边沿的电流脉冲。

    4.  如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,通过外部激励线圈(130)非接触地激励所述天线线圈(20),并且通过外部测量天线(140)非接触地检测所述自由阻尼振荡。

    5.  如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述激励线圈(130)和所述测量天线(140)被部署为彼此正交,用于检查所述天线线圈(20)。

    6.  如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,在评估所述天线线圈(20)的自由阻尼振荡时,确定所述天线线圈(20)的谐振频率和/或所述天线线圈(20)的品质因子。

    7.  如权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,在评估所述天线线圈(20)的自由阻尼振荡时,确知所述天线线圈(20)的缺陷的性质。

    8.  如权利要求7所述的方法,其特征在于,根据所确知的所述天线线圈(20)的缺陷的性质,重新确定用于制造所述天线线圈(20)的至少一个生产参数、以及/或者在另一步骤中后处理被辨识为故障的天线线圈(20)。

    9.  如权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,检查未附接集成电路(30)的天线线圈(20)和/或以附接了集成电路(30)的天线线圈(20)的形式的响应器。

    10.  如权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,检查封闭天线线圈(20)的功能性,并且,随后在所述天线线圈(20)连接至集成电路(30)、特别是芯片的组件之前,中断所述天线线圈(20)的传导路径,用于制造开放天线线圈(20)。

    11.  一种用于检查用于非接触式通信的便携式数据载体的天线线圈(20)的功能性的检查装置(100;100’),包括:
    -脉冲发生器(110),其被布置为经由附接至所述脉冲发生器(110)的激励线圈(130)非接触地激励所述天线线圈(20)振荡;
    -测量天线(140),其被布置为非接触地检测所述天线线圈(20)的自由阻尼振荡;以及
    -评估装置(160),其连接至所述测量天线(140)并被布置为评估由所述测量天线(140)检测的自由阻尼振荡。

    12.  如权利要求11所述的检查装置(100;100’),其特征在于,所述激励线圈(130)和所述测量天线(140)被部署为彼此正交。

    13.  一种用于在用于非接触式通信的便携式数据载体的载体材料(10)上制造天线线圈(20)的装置,包括:
    -用于在所述载体材料(10)上制造天线线圈(20)的设备;以及
    -如权利要求10和11中任一项所述的检查装置(100;100’),特别是用于根据如权利要求1至9中任一项所述的方法检查所述天线线圈(20)。

    14.  如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述检查装置(100;100’)的评估装置(160)被布置为根据确知的所述天线线圈(20)的缺陷的性质,重新确定用于制造所述天线线圈(20)的至少一个生产参数。

    15.  如权利要求13或14所述的装置,其特征在于,所述装置被布置为在由所述检查装置(100;100’)检查所述天线线圈(20)之后,在另一步骤中后处理被确知为有缺陷的天线线圈(20)。

    说明书

    说明书用于检查天线线圈的方法
    技术领域
    本发明涉及一种用于检查便携式数据载体的天线线圈的功能性的方法、相应的检查装置、以及用于制造天线线圈的装置。
    背景技术
    可以对诸如国民身份证、护照、信用卡、用于认证物品的标签等的便携式数据载体装配用于与读取设备的非接触式数据通信的天线线圈。为此,天线线圈通常连接至数据载体的集成电路、特别是芯片,并且被施加(例如压?。┰谑菰靥宓氖菰靥逯魈宓脑靥宀慊蛳馇恫悖ɡ?,其由诸如PC或PVC的塑料材料制成)上。
    为了在相应的数据载体的制造期间或之后检查天线线圈的功能性,已知各种方法。这种检查基本上旨在检查天线线圈是否有断开和/或天线的两匝或多匝线圈是否被无意短路。此性质的缺陷大大损害天线线圈的功能性、或彻底破坏其。
    通常以直流电阻测量的形式实现天线线圈的进行中(in-process)检查。为了正确地且以所需精度执行这种欧姆测量,通常需要四点测量。如果测量值在规定的区间外,这可以指示传导路径断开或短路。然而,这种方法仅可以用于确定天线线圈的欧姆部分。这样,不可能确定线圈的频变阻抗,其由线圈的电感、欧姆部分以及也可以来自载体材料的电容部分组成。此外,此检查方法是精细的,因为需要天线线圈的接触。当通过印刷工艺来制造(例如通过银导电浆料来压?。┨煜呦呷κ?,另外可能发生的是:在电阻测量时浆料仍未完全固化(cure),并且用于接触的相应的触针被污染且随后必须被清理或替换。
    替代地,可以非接触地确定天线线圈的谐振频率和其品质因子。为此,通常采用相位和阻抗分析器。例如,在Klaus Finkenzeller的“RFID-Handbuch”(第5版,Carl Hanser出版社,慕尼黑,2008年,第4.1.11.2章中)中详细描述了这种非常精细的方法。如果所测量的谐振频率在规定范围内,则天线 线圈是可使用的。这种检查比严格的欧姆测量提供更多信息,但是更加精细且最好手动执行。这种检查的持续时间在几秒的范围内。因此,此检查通常不在进行中执行,而是仅在某些随机样本上执行且用于产品发布(production release)。
    最后,当检查应答器(transponder)的天线线圈时,天线因此已经连接至相应的集成电路,可以测试收发器的响应性。这种检查不总是提供信息的,即使结果是正面的,这是因为天线线圈的微小缺陷(诸如传导路径中的发状裂缝)仅导致阻尼,因此仅导致较低的读取范围。这在测试中通常不损害收发器的一般响应性。然而,这样的缺陷经常是数据载体在其被发布给用户之后的早期故障的原因,因此应当在检查时已经被辨识到。
    发明内容
    因此,本发明的目的是提出一种用于以快速、容易执行且成本高效的方式检查天线线圈的功能性的方法和装置。期望该检查的结果可以在天线线圈的进一步制造时被有利地采用。
    此目的由具有独立权利要求的特征的方法和检查装置以及用于制造天线线圈的装置来实现。在从属权利要求中阐述了本发明的有利实施例和发展。
    本发明的基本思想在于激励待检查的天线线圈振荡、以及检测和评估由激励产生的天线的自由阻尼(damped)振荡,以便辨识天线线圈的任何缺陷。
    因此,根据本发明的用于检查非接触式通信的便携式数据载体的天线线圈的功能性的方法包括以下步骤:
    在第一步骤中,激励天线线圈振荡。优选地,这通过脉冲磁场感应地(inductively)完成,例如,可以通过单个直流脉冲以简单的方式产生所述脉冲磁场。优选地,激励包括单个磁场脉冲??梢杂欣夭鲋绷髀龀遄魑依耍―irac)冲激函数?;箍梢酝ü氲依顺寮ず煌慕鼍哂幸桓龆盖捅哐氐模ㄖ保┝髀龀宀懦?。优选地,经由激励线圈非接触地实现天线线圈的激励,所述激励线圈为此而耦接至相应的脉冲发生器。
    在根据本发明的方法的第二步骤中,检测响应于激励而产生的天线线圈的自由阻尼振荡。优选地,这同样通过测量天线非接触地完成。为此将激励线圈和测量线圈有利地部署为紧邻待检查的天线线圈。
    在第三步骤中,评估所检测的天线线圈的自由阻尼振荡。这可以通过连 接至测量天线的合适的评估装置完成。
    根据本发明的用于检查非接触式通信的便携式数据载体的天线线圈的功能性的检查装置因此包括脉冲发生器。脉冲发生器被布置为经由附接至脉冲发生器的激励线圈非接触地激励天线线圈振荡。此外,检查装置包括被布置为非接触地检测天线线圈的自由阻尼振荡的测量天线。最后,检查装置的连接至测量天线的评估装置被布置为评估由测量天线检测的自由阻尼振荡。
    这样做,评估装置可以特别地利用与完好的天线线圈的参考值的比较。为了分析在检测自由阻尼振荡时由测量天线检测的信号,在已知方式中可以使用例如数字信号处理器(DSP)或示波器。
    以所述方式激励的天线线圈在激励之后立即以可由以下公式描述的自由阻尼振荡A(t)衰灭(die out):
    A(t)=A0(t)e(-δt)cosωt
    A(t)可以对应于由天线线圈形成的电振荡电路的电流I或电压U。因此,紧接在激励之后的天线线圈的电压模式(pattern)可以通过以下公式描述:
    U(t)=U0(t)e(-δt)cosωt
    这里,角频率ω对应于天线线圈的自谐振频率。从衰减系数δ,可以建立天线线圈的品质因子。衰减阶段持续越长,相应的振荡电路的品质因子越高。也就是说,天线线圈的自由阻尼振荡(即,其在激励之后的立即衰灭)的评估允许确定天线线圈的自谐振频率和品质因子两者。
    现在,本发明基于以下事实:待检查天线线圈的缺陷(诸如传导路径的中断或天线线圈的各线圈匝之间的短路)已经导致在所述检查时可辨识的正在衰灭的信号模式与完好的天线线圈的相应的正在衰灭的信号模式显著不同?;谒拦赖淖杂勺枘嵴竦?、特别是天线的自谐振频率和其品质因子而确知(ascertain)的故障线圈的参数与完好的天线线圈的相应参数显然不同。
    例如,在衰灭行为的可清晰辨识的改变中,特别是改变的(通常升高的)自谐振频率中,传导路径断开变得显而易见。在两匝或多匝线圈短路的情况下,几乎不再有衰灭被观察到。
    这样,在由检查装置评估自由阻尼振荡时,不仅可以辨识到天线线圈是否有故障,而且在有故障或缺陷的情况下,还可以确知故障的类型或缺陷的性质。
    根据本发明的方法的优点是明显的且有许多??梢砸苑浅I俚氖奔湎?、 并因此特别是在正在进行的生产过程期间,非接触地执行天线线圈的检查。特别地,可以已经通过根据本发明的方法检查了仍未完全固化的印刷的天线线圈??梢韵喽约虻デ页杀靖咝У靥峁┧杓觳樽爸?。此外,所述方法不仅允许辨识到有缺陷的天线线圈的故障或缺陷,而且还允许区分故障的类型。所述方法还在不改变设置的情况下允许检查未装配的天线线圈(即,仍未连接至集成电路的天线线圈)和附接了电路(诸如,已经完成的响应器或非接触式通信的芯片卡)的天线线圈两者。最后,可以对于例如在生产板上并排部署的多个天线,并行地执行所述方法,而不需要对各个天线的任何屏蔽。总之,因此可以快速地、以简单的方式并且高效地检查天线线圈的功能性。
    优选地,为了检查天线线圈或者在检查装置中,将激励线圈和测量天线部署为彼此“正交”。在激励线圈和测量天线并非部署为彼此正交、而是例如并排的情况下,也由测量天线检测激励线圈的激励脉冲。此外,激励线圈的衰减行为则叠加在待测量的天线线圈的衰减行为上。
    在激励线圈相对于测量天线“正交”布置时,两者相对于彼此置位使得激励线圈的信号不被测量天线察觉。将激励线圈部署为在空间上面对测量线圈,以使得基本上没有信号被耦合到测量天线中。当通过线圈的磁通量Φ的围线积分(contour integral)大于零(参见以上引用的“RFID-Handbuch”第4.1.6和4.1.9.2章)时,信号总是被耦合到此线圈中。当测量天线中的不同方向和场强的磁场线跨总面积彼此抵消时、或者当场线与线圈轴的角度恰好等于90°时,磁通量Φ的积分恰好为零—因此为术语“正交”布置。例如,可以实现激励线圈相对于测量天线的合适的所谓共面正交布置(如在下文中将更精确描述的),以使得两个天线在平面中合适地一个部分地处于在另一个之上。
    优选地,测量天线被设计为使得测量天线的品质因子尽可能小,并且如果可能,可能附接的放大器的输入电容不能起作用,这是因为否则测量天线自身可能将强烈的自激振荡带到测量中。例如,可以通过在下文中更精确描述的补偿电路来抑制测量天线的这种不想要的自激振荡。
    根据检查装置在检查天线线圈时确知的缺陷的性质,可以规定:重新确定用于制造天线线圈的至少一个生产参数。当例如在制造时印刷天线线圈时,这种参数例如可以与待印刷的导电浆料的计量、待印刷的传导路径的宽度、线圈匝数等有关。重新确定的生产参数可以作为正在进行的生产中的反馈来 帮助优化生产并且防止制造大量有缺陷的天线线圈。
    替代地或另外地,可以在另一步骤中“修复”或优化被辨识为有缺陷的天线线圈。这可以通过随后部署、特别是印刷缺少的传导路径部分、通过叠印现有传导路径部分、或通过移除现有传导路径结构的不需要的部分来完成,以便在后处理步骤中关于规定的物理参数(诸如其欧姆电阻)而校正或调节天线线圈。
    因此,根据本发明的用于在用于非接触式通信的便携式数据载体的载体材料上制造天线线圈的装置包括用于在载体材料上制造天线线圈的装置,例如印刷装置。此外,生产装置包括根据本发明的用于以在上文中详细描述的方式检查天线的检查装置。
    如所述的,检查装置的评估装置优选地被布置为根据天线线圈的确知的缺陷的性质确定用于制造其它天线线圈的至少一个生产参数。
    此外,生产装置优选地被布置为如在上文中所述的,在另一步骤中后处理在检查装置检查天线线圈之后被确知为有缺陷的天线线圈。
    根据本发明的方法可以用于未装配的天线线圈(即,未附接集成电路的开放或封闭天线线圈)、或者已附接了集成电路的天线线圈的形式的响应器。
    根据检查方法的优选实施例,检查仍未连接至集成电路的封闭天线线圈的功能性。天线线圈可能从一开始已经被制造为封闭天线线圈,或者首先作为开放天线线圈而出现,在检查之前通过桥接开放天线线圈的端子而将所述开放天线线圈制成封闭天线线圈。随后(即,在检查之后),天线线圈的传导路径被中断,以用于制造根据此优选实施例的开放天线线圈,使得天线线圈的开放端子可以连接至集成电路、特别是芯片的组件。
    此优选实施例使得可以以简单的方式辨识到天线线圈中与线圈的接触端非常接近地发生的故障、特别是断线。不对封闭天线线圈执行、而是对开放天线线圈执行的传统非接触式检查方法由于它们的固有原理而不辨识、或者几乎不辨识这种故障,因为这种故障天线线圈的一部分的物理特性(如果该部分仅仅足够大)几乎不能与完好的线圈的物理特性区分,这是因为相应的线长并非彼此充分不同。
    如果传导路径断开出现在没有芯片的原始天线线圈中,则无论在什么点(即,也接近于天线线圈的接触端之一),现在改变的(即,通过桥接接触端而短路的)线圈仍然开放,因此可与由于桥接而现在应当封闭的完好的线圈 清晰地区分。与开放线圈相比,如所述的封闭线圈的衰灭行为是不会错的。
    根据此实施例的发展,在中断线圈之后且在附接芯片之前重复检查天线线圈的步骤。这样,则也可以可靠地辨识到天线线圈的其它缺陷、特别是线圈各匝之间的短路。
    附图说明
    在下文中,将参考附图,通过示例描述本发明。其中示出了:
    图1和图2示出载体层上相应的待检查天线线圈;
    图3示出自由阻尼振荡的模式;
    图4示出根据本发明的检查装置的第一实施例的组件;
    图5示出根据图4的检查装置的优选实施例;
    图6示出参考测量天线的根据图5的检查装置的一部分的优选实施例;
    图7示出脉冲发生器的激励脉冲的信号模式;
    图8示出在激励线圈附接至脉冲生成器的情况下的激励脉冲的信号模式;
    图9示出当完好的天线线圈已经通过根据图7的脉冲被激励时完好的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图10示出用于基于自由阻尼振荡的评估建立根据图9的天线线圈的自谐振的过程;
    图11示出当已经通过图12中所示的脉冲实现了激励时完好的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图12示出与根据图7的脉冲不同而仅具有一个陡峭边沿的替代激励脉冲;
    图13示出传导路径断开的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图14示出具有短路的线圈匝的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图15示出当激励线圈和测量天线并非被部署为彼此正交时完好的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图16示出当激励线圈和测量天线被部署为彼此正交时完好的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图17示出当激励线圈和测量天线被部署为彼此正交时传导路径断开的天线线圈的自由阻尼振荡的信号模式;
    图18和图19示出当激励线圈和测量天线被部署为彼此正交时两匝或多匝线圈短路的天线线圈的自由阻尼振荡的相应信号模式;
    图20示出用于评估检测的自由阻尼振荡的过程;
    图21和图22示出具有偏差的欧姆电阻的两个天线线圈的自由阻尼振荡的电压模式;以及
    图23和图24示出根据在前检查的后处理天线线圈中的步骤。
    具体实施方式
    图1和图2示出便携式数据载体的两个不同的其上部署了天线线圈20的镶嵌层10(在所示的示例中为芯片卡)。天线线圈20可以施加在两侧,在该情况下,为了形成交叉点,馈通(feedthrough)是必须的。在仅对一侧施加的天线线圈的情况下,如图2中所示,通过桥(图的右下部)形成交叉。在图1中的载体层10上,集成电路30已经连接至天线线圈20,而图2中的天线线圈20是开放的,并且仍是未装配的。提供开放天线线圈20的端子27、28作为稍后接触电路30的接触点。
    图3示出在时间t行进中自由阻尼振荡A(t)的理论模式。A(t)可以对应于电流I或电压U。角频率ω对应于相应的线圈的自谐振频率,而线圈的品质因子可以从衰减系数δ确定。
    这里以及下面,为了简单起见,将仅仅总是采用术语“线圈”或“天线线圈”,以既用于指示未装配的天线线圈(即,未连接电路的天线线圈)、又用于指示响应器(即,已经连接了电路的天线线圈),除非上下文另有表示。
    图4示意性地示出用于检查天线线圈20的检查装置100的结构。装置100包括附接了放大器120的脉冲生成器110。将放大器120的输出施加至优选地仅具有一匝的激励线圈130。将测量天线140部署为与激励线圈130“正交”。在优选地同样仅拥有一匝线圈的测量天线140上,再次部署放大器150,其输出附接至评估装置160。
    在本发明的框架内,采用两个线圈(这里为激励线圈130和测量天线140)彼此“正交”布置的术语,使得在空间上实现激励线圈130相对于测量天线140的布置,以使没有激励线圈130的信号耦合到测量天线140中(如果可能)。如上文所述,这是恰好在通过此线圈的磁通量Φ的围线积分大于零时的情况。当测量天线140中的不同方向的磁场线和场强在总面积上彼此抵消 时、或者当场线与线圈轴的角度恰好等于90°时,磁通量Φ的积分恰好为零。在所示的示例中,如所表现的,通过将激励线圈130和测量天线140部署为一个部分地在另一个之上,而将激励线圈130和测量天线140部署为彼此共面“正交”??梢越徊叫鞔瞬贾?,以使得磁通量的积分成为零,如期望的。这由激励线圈130产生的分别在激励线圈130内部和外部的不同方向上延伸的磁场线产生。现在选择激励线圈130和测量天线140的重叠程度,以使得这些场线在测量天线140的内表面中恰好彼此抵消。如下文参考图15至图19所述,激励线圈130相对于测量天线140的正交布置便利于对待检查的天线线圈20的衰灭的检测。
    图5示出根据图4的检查装置100的优选实施例100’。特别地,图示了经由测量卡105与诸如示波器280的评估装置之间的单个同轴电缆220传送用于测量电路的电压供应、触发信号和所检测的测量信号的可能性。经由适配卡205,将供应电压和触发信号馈入,并且将测量信号耦合出。因此,经由同轴电缆220导引而形成以下的传送信道:
    第一传送信道从电源组200经由低通滤波器210、同轴电缆220和另一低通滤波器210延伸至测量卡105的电压供应。
    第二传送信道在用于触发脉冲(在所示的示例中为狄拉克脉冲)的信号音的信号发生器230处开始,经由开关形式的触发器240、可选地经由带通滤波器(未示出))、同轴电缆220、另一带通滤波器250、以及测量卡105的评估电路260延伸至脉冲发生器110。
    最后,第三传送信道从测量天线140经由测量卡105上的测量放大器150、高通滤波器270、同轴电缆220和另一高通滤波器270延伸至示波器280。
    图6示出测量天线140的优选设计。这使得测量天线140具有尽可能低的品质因子、以及经由同轴电缆220附接的放大器150的输入电容如果可能则无法起作用,这是因为测量天线140否则会将强烈的自激振荡带入测量。这将损害测量,即,待检查的天线线圈20的自由阻尼振荡的检测。特别地,将总是必须消除自激振荡。该图示出放大器150的输入电容320和输入电阻310??梢酝ü钩サ缏?30抑制测量天线140的自谐振。补偿电路330包括电容和电阻的并联,这些量通常在大约1至50pF或1至10兆欧姆的范围中。补偿电路330与测量天线140串联。通过高串联电阻,测量天线140的品质因子实际上趋于零。因此,自谐振不再起作用。为了计算此补偿电路330, 可以采用例如已知用于计算用于示波器探头的补偿的公式。
    根据检查方法的第一实施例,由狄拉克脉冲激励天线线圈。为此,调节脉冲生成器110以便以最短可能时间达到最大振幅。例如,可以达到具有仅29ns的宽度的12V的振幅。图7表示相应的信号模式。
    当脉冲生成器110现在附接至激励线圈130时,在没有天线线圈20的布置的情况下,通过在由此产生的磁场中产生的能量得到由测量天线140检测的具有随后的衰灭时间的信号模式,如图8中所图示的。这里以及参考以下图9至图14,测量天线140不被部署为与测量天线140正交。如上所述,将参考图15至图19描述这些线圈的正交布置的优点。
    当将待检查的天线线圈20直接部署在激励线圈130之下时,由脉冲生成器110的正狄拉克脉冲激励天线线圈至自由阻尼振荡。根据所得到的天线线圈20的典型衰灭,可以建立天线线圈20的自谐振频率和其品质因子。如果天线线圈20具有制造缺陷(例如,传导路径断开、或线圈各匝之间短路),则这导致损坏的天线线圈的“后振荡”(即,相应自由阻尼振荡)的显著偏差的信号模式,如下文中所图示的。特别地,这种线圈的自谐振频率和/或品质因子以清晰可辨识的方式不同于完好的天线线圈的相应值。
    图9表示完好的天线线圈20的自由阻尼振荡的信号模式。图10通过图中的箭头表示如何可以基于所检测的信号模式确定所检查的线圈的自谐振。图10中的测量结果所基于的没有芯片的开放天线线圈拥有例如约45MHz的自谐振频率。
    响应器(即,附接了集成电路的天线线圈)通常拥有附属读取设备的传送频率的量级的自谐振频率。通常在13.56MHz的规定读取频率处的15-17MHz的范围中调谐根据ISO/IEC14443的非接触式芯片卡。
    相应载体材料上的未附接集成电路的天线线圈同样与在匝之间出现的寄生电容一起形成振荡电路,根据载体材料的介电常数和匝计数,所述振荡电路通常具有30至50MHz范围内的自谐振频率。
    图11和图12示出当采用仅具有一个陡峭边沿的脉冲(图12)、而非狄拉克脉冲(如图7中表现的)以用于激励天线线圈20时对于完好的天线线圈20得到什么信号模式(图11)。在此示例中,脉冲的第二边沿指数下降。原则上,可以将两个边沿的每个提供为陡峭边沿。这种脉冲与狄拉克脉冲相比包含优点:在激励器处仅需要一个陡峭边沿,因此在待检查的天线线圈20中 也产生仅一个极性的仅一个强脉冲(参见图11)。这种激励信号因此可以证明是有利的,因为仅将一个方向(极性)上的能量带入待检查的天线线圈中。
    下文将参考图13至图19而描述的信号模式基于通过狄拉克脉冲的激励,以便保证与图7至图10的信号模式的可比性。
    图13示出具有传导路径断开的天线线圈20的自由阻尼振荡的信号模式。线圈(即,中断的线圈段)的自谐振频率仍然可辨识。它们与完好的线圈(参见图9、图10)相比显著升高。
    至于参考图14所见的,在天线线圈20的线圈匝短路的情况下,几乎不能再辨识到线圈的衰灭。
    也就是说,可以通过检测和评估由于通过脉冲激励线圈20而发生的天线线圈的自由阻尼振荡,可靠地辨识到待检查的天线线圈20的两个主要发生的故障(传导路径断开或线圈匝之间的短路)。
    如上所述且如图15中再次图示的,在激励线圈130和测量天线140并非被部署为彼此正交的情况下,也由测量天线140检测激励线圈130中给出的狄拉克脉冲。此外,将激励线圈130的衰减行为叠加在适当地要被测量天线140检测的天线线圈20的衰减行为上。
    当以上文参考图4所述的方式将激励线圈130和测量天线140部署为彼此正交时,激励线圈130的信号实际上不被测量天线140“看见”。图16示出与图15中相同的测量,但是其中测量天线140被部署为与激励线圈130正交。这里,狄拉克脉冲不再被辨识为叠加在信号脉冲上的信号。
    通过这种测量设置,对具有传导路径断开的天线线圈20的自由阻尼振荡的检测展现如图17中所见的信号模式。
    如参考图18和图19所见的,此测量设置也使得两匝上短路的传导路径(图18)能够与三匝上短路的传导路径(图19)区分。所测量的具有两个短路匝的线圈的自谐振等于87MHz。在三匝短路的情况下,确定甚至125MHz的自谐振。这里,谐振频率的升高要归因于线圈电感通过仍然感应地耦接至其余天线线圈的短路的导体回路的显著降低。
    可以以不同的方式执行对通过测量天线140检测的信号的评估。根据第一实施例,数字信号处理器(DSP)可以用于评估。这样做,采用完好的天线线圈的数据集用于验证所检测的数据。DSP通过A/D转换器转换所测量的信号,并基于存储的参考值测试经转换的信号。替代地或另外地,DSP也可 以建立天线线圈的自谐振并测试衰灭电压电平。
    根据基于参考线圈的第二实施例,对已知为完好的天线线圈执行并行参考测量。在此评估方法中,因此仅需要确定为待检查天线线圈检测的信号与参考线圈的信号之间的距离(差量(delta)),如图20中所图示的。如果此差量与规定限值偏差太远,则所检查的天线线圈被分类为故障??梢岳眉虻サ牟罘址糯笃鳎ū冉掀鞯缏罚┖退婧蟮姆逯导觳馄鞫丫迪至礁鲂藕诺乃霾盍抗钩?。
    根据第三实施例,示波器可以基于存储的限值评估当前检测的数据。利用通常由示波器提供的数学函数,可以以简单的方式自动确定所检查的天线线圈的自谐振和品质因子。
    如图21和图22中所表现的,在天线线圈S的电压模式(更精确地为天线线圈S的脉冲响应的所检测的峰值电压U)与其欧姆电阻R之间存在唯一的关系。图21示出对具有89欧姆的线圈电阻RS1的天线线圈S1的测量。对于根据图22的测量的天线线圈S2的线圈电阻RS2等于108欧姆。更精确地,在通常的容限内,在这两个量之间出现线性关系,即,当US1和US2指示为线圈S1和S2检测的相应的峰值电压、并且RS1和RS2指示线圈S1和S2的欧姆电阻时,如下成立:US1/US2=RS2/RS1。因此,当例如线圈S1用作已知参考线圈时,基于根据US1和线圈S2的峰值电压US2确定的电压比计算待检查的线圈S2的欧姆电阻RS2成为可能。此关系已经通过接触欧姆测量进行了验证。
    由于如之前参考图13和图14以及图17至图19说明的根据本发明的检查方法不仅能够在完好的天线线圈与具有制造缺陷的天线线圈之间区分、而且还能够辨识不同类型的缺陷的事实,可以在天线线圈的制造过程中高效地利用检查方法的结果。
    首先,可以选出被辨识为有缺陷的天线线圈。其次,也可以通过反馈的方式使用检查方法的结果,以调节在前天线制造的生产参数、以及执行各个天线线圈的有差别的后处理,如下文将参考图23和图24通过示例描述的。
    例如,迄今为止习惯于印刷线圈的传导路径两次,以便避免印刷的天线线圈中断。这样,可以以高概率排除在两次印刷操作的每一次时不想要的中断留在天线线圈上的相同地方的情况——该情况将中断作为整体的传导路径。在图23中示意性地图示一般过程。图23示出平面图中的传导路径的小细节。在第一印通(printing pass)D1中,将传导路径印刷为具有宽度b1。 如所表现的,可能发生的是:这样做,不想要的中断U1发生。为了封闭其,执行第二印刷操作D2。这样做,通常在已经存在的传导路径上印刷具有较小宽度b2的传导路径。所得到的总体结构表现在图23中的较低行中,由L指示。在第二印刷操作中,不想要的中断U2也可能发生,如所表现的。然而,它们位于已经存在的中断U1内的概率非常低。这样,基本上可以确保如此双印刷的天线线圈不具有传导路径断开。
    此过程非常耗时,并且牵涉高的材料消耗。
    根据本发明的检查方法现在展现允许优化所述生产过程的结果??梢云拦辣槐媸段腥毕莸奶煜呦呷Φ氖恳灾寥缦滦Ч罕冉先分拇悸肪抖峡氖坑氡媸兜脑讯栽讯搪返氖?。大量的传导路径断开可以表示例如应当提高采用用于印刷传导路径的导电浆料的质量。大量短路可以暗示相反的结论?;谡庵制拦?,现在调节相应的生产参数,直到故障类型的相应故障计数减小为止。然后仍然可以后处理剩余的故障天线线圈,例如如参考图23所述的。这样,仅需要后处理少量的天线线圈,并且材料的消耗显著降低。
    根据另一变型,可以提供的是:在天线线圈20的第一印刷时,印刷附加的天线线圈回路或弯曲(bend)21、22、23,如图24中表现的。这些弯曲起初仍然处于短路状态,因此实际上在交流电路中不起作用。它们既不充当附加阻抗、也不充当附加电容。通过根据本发明的检查方法,现在可以确定天线线圈20的基本参数,特别地还有其欧姆电阻(参见以上参考图21和图22的评述)。
    在另一生产步骤中,根据在该检查方法的框架内确定的值,如果需要,则现在可以通过“打开”弯曲21、22、23中的一个或多个来调节天线线圈的电阻。这可以例如通过打冲(punch out)、用激光切除(laser out)、或以另一合适方式移除传导路径部分中的使该弯曲短路的一部分(如图24中由参考标记19所表示的)来完成。这样,可以例如在一致(uniform)、且因此高效的第一生产步骤中相同地制造天线线圈,并且在第二生产步骤中例如关于相应天线线圈的欧姆电阻而对不同买方的特定规定进行调整。
    所示的弯曲21、22、23也可以以不同形式(例如,蜿蜒的形式)存在。这具有如下其它优点:它们在相应的弯曲的短路被断开连接之后在交流电路中仍然不起作用。

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