专利名称：去除非导电载体的导电材料上的覆层的装置和控制所述装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种去除非导电载体上的导电材料的覆层的装置和控制去除非导电载体上的导电材料上的覆层的装置的方法。
导电材料构成的内层嵌在芯片卡的基材内，所述层例如形成一个用于发送和/或接收数据的天线线圈。
为了将内部层，特别是线圈与芯片连接在一起，EP 0 671 705 A2建议预留一个开口，在制作时触点已经设置在该开口处。但此点将大大恶化对卡体的制作。另外，由于暴露在外面的触接片将会被损伤或氧化并因此导致卡体不能使用，因此将造成诸如对采用此方式预制的卡体包装和运输给客户造成困难。而且，如果客户打算插入自己的芯片，不能在制作后直接插入芯片。
为实现对触接表面的保护，在制作时触接表面被绝缘基材覆盖。然后，在即将安装电子电路(IC集成电路)之前，去掉触接片上的覆层。
视生产工艺的不同可以在很大的程度上改变绝缘基材的厚度。例如可以采用印刷、蚀刻或设置天线结构的方式制作内层。在铣削过程中，所述触接片，在此系指连接片或针并且还表示与芯片的电连接点，被去除掉其上的覆层。由于被去除的基材的厚度变化很大并且触接片很薄，所以很难调整到正确的切削深度。因此，研制出一种系统，所述系统在铣削刀接触到触接片时可以自动中止铣削过程。但是由于在铣削过程中尚不能建立与天线的电连接，并且当铣削刀去除第一触接片上的覆层时，首先实现与内层的电触接，因此测量系统必须无接触地工作并能自动中止铣削刀的切入。
确定铣削刀与内层电触接的时间的一种方案是将发射和接收天线接在卡的下面并为卡补充设置一个电容器，以便形成一个震荡电路。一旦铣削刀接触到内层，震荡电路的谐振频率就将发生变化。一旦检测到此变化，将中止铣削刀的切入。这种谐振方法的缺点是一种卡的谐振频率的散射可能会很低。
在DE 197 20 226 C1中披露了另一种方案。该文件具体地披露了用于制作芯片卡的方法和装置。在装置中芯片卡体被夹在保持件和压板之间。例如触接段以及形成线圈的条带导体嵌在芯片卡体内，在有待去除覆层的触接段的上面的压板的部分具有孔，刀头穿过所述孔利用铣削刀对卡体进行处理。铣削刀特别用于对位于触接段上面的材料的去除。铣削刀、刀头和压板接地。一个电极嵌入保持件内。只要铣削刀尚未将任何一个触接段上面的覆层去除，即尚未与触接段接触，则测出的压板与电极之间的电容大于刀头与触接段并随之与条带导体电接触时的电容。由一单臂惠斯登电桥测出该电容变化并用于停止铣削切入。
迄今这种系统非常昂贵，并且需要针对各种类型的天线进行耗时的调整。
本发明的实现方案是一种去除不导电载体的导电材料上的覆层的装置，包括去除器，所述去除器用于去除不导电载体上的材料，可以对去除器进行控制；屏蔽电极，所述屏蔽电极位于载体的有待处理的位置附近，一个交流电压加在去除器与屏蔽电极之间；切入控制器，所述切入控制器用于控制去除器的切入度；其特征在于，接收电极，所述接收电极位于载体的有待处理的位置附近，切入控制器的输入端与接收电极导电连接和切入控制器根据加在接收电极上的电压对去除器的切入度进行控制；
一种去除不导电载体上的导电材料上的覆层的装置，包括去除器，所述去除器用于去除不导电载体上的材料，可以对去除器的切入度进行控制；屏蔽电极，所述屏蔽电极位于载体的有待处理的位置附近；切入控制器，所述切入控制器用于控制去除器的切入度；其特征在于，接收电极，所述接收电极位于载体的有待处理的载体位置附近，一个交流电压加在接收电极和屏蔽电极之间，和切入控制器的输入端与去除器导电连接和切入控制器根据加在去除器上的电压对去除器的切入度进行控制；一种对去除不导电载体的导电材料上的覆层去除的装置进行控制的方法，包括下述步骤去除不导电载体上的材料，去除器以切入率被进给入不导电载体上的材料内；将一交流电压加在去除器与设置在载体(1)的有待处理的位置附近的屏蔽电极之间，其特征在于，对加在接收电极上电压进行测量并根据加在接收电极上的电压对切入率进行控制；一种对去除不导电载体的导电材料上的覆层的装置进行控制的方法，包括下述步骤去除不导电载体上的材料，去除装置以切入率被进给入不导电载体上的材料内；加入一交流电压，其特征在于，将交流电压加在接收电极与设置在载体的有待处理的位置附近的屏蔽电极之间；对加在去除器上的电压进行评价，以便根据加在去除器上的电压对切入率进行控制。
共同应用屏蔽电极与接收电极的优点在于，只要铣削刀偏离有待去除覆层的触接片，则接收电极实际上不会产生任何电气信号。因此不必根据DE19720226C1中的建议利用测量电桥检测相对较小的电容变化或检测较小的谐振频率变化。
为了使当铣削刀仅进入压板18、19上的开口内，但实际的铣削过程尚未开始时，将接收电极提供的电压保持在低的程度，在接收电极10与压板18、19上的开口之间具有一定间隔。
采用根据由接收电极提供的电压幅度和/或根据该幅度的变化对切入率进行控制的方式的优点在于，在铣削刀接触到触接片时，早已经减缓切入，从而使切削刀尽可能较少地损伤有待去除覆层的触接片。
采用将交流电压电容耦合到铣削刀的方式的优点是，可以实现铣削刀与与其自己的驱动电机轴电气绝缘。另一优点在于，采用铣削刀与内层之间的电位差时，至少在位于切削刀与内层之间的首次触接的补偿电流很低并从而损伤触接片的风险很小。
采用用于断开切入的第一和第二极限值的优点是，可以提前于所采用交流电压的半周断开切入。
图6为评价电子单元的第二实施例的电路图。
预定电压与周围的机器电隔离，特别是与机器接地隔离。由一交流电压发生器13通过交流电压端子14将一交流电压加在预定的电压与铣削刀之间。
在压板上设置有一个接收电极10，其中在一实施例中所述接收电极与压板18、19上的供铣削刀穿过的开口有一定的间隔。在图2-4中详细示出，接收电极10通过导线11与评价电子单元12连接。所述导线可以是屏蔽导线。一旦铣削刀接触到触接片2，接收电极10将产生较大的交流电压信号，在评价电子单元12检测到该交流电压信号时，首先通过切入控制导线16停止铣削刀的切入并接着促使铣削刀回缩，并且必要时去除下一个触接片上的覆层。
图2为
图1所示的去除覆层的装置的电路图，其中详细地示出评价电子单元。由一交流电压发生器13通过交流电压端子14将一交流电压加在位于预定电压6与铣削刀之间的切削刀上。触接片2构成可分离的触点。内层3与接收电极10共同构成一个电容器。接收电极10的电压通过导线11被馈送给评价电子单元12。
评价电子单元12包括一个整流放大器31、比较器37以及基准电压源36。如果整流放大器31输出一个高于基准电压源36的电压，则比较器37通过切入控制导线16发送一个用于停止铣削刀的切入的正电压。整流放大器31包括一个非倒相放大器32和一个倒相放大器33，所述放大器在一个实施例中具有相同的放大系数。二极管34和35用于将由放大器32和33输出的较高的电压减去约为0.6V的二极管导通电压的差加在比较器37的非倒相输入端并与基准电压进行比较。为了实现正好在铣削刀与触接片电接触时准确的停止切入的正确的门限值的调整，需要有两个参数，即放大器32和33的放大系数和基准电压值。在粗调时例如可以逐步地用系数10预定或改变放大系数。利用基准电压进行微调。
图3基本与图2相符，其中对相同的部件用相同的附图标记表示。与图2相比，图3中增加了电容器41。该电容器表明，在该实施例中铣削刀以绝缘的方式设置并且交流电压电容耦合到铣削刀上。就此点而言，铣削刀例如可以与铣削刀杆导电连接，铣削刀杆与其它部件，特别是与铣削机的驱动电机绝缘。
为了将交流电压信号传递给铣削刀杆和铣削刀，根据一个实施例可以利用机壳的基准电位。
图4示出本发明的去除覆层的装置的第二实施例。与图1所示的去除覆层的装置相比，在本实施例中由交流电压发生器13产生的交流电压加在接收电极10与预定电压6之间。导线20将交流电压发生器13的一个电极与接收电极10连接。评价电子单元的输入端通过导线21与刀头连接。导线21可以具有屏蔽。为将电压尽可能低地电容耦合地加在铣削刀、刀杆和刀头上，导线21应尽可能地短，从而使评价电子单元12被装设在尽可能地贴近铣削刀，例如在刀头上或至少在铣削刀机壳上。
图5为图4所示的去除覆层的装置的电路图，其中采用与如图2和3所示的相同的评价电子单元。交流电压发生器13通过电导线20将交流电压加在位于预定电压6和接收电极10之间的接收电极10上。接收电极本身构成电容器的一个极板。内层3构成电容器的另一个极板。触接片2构成一可分离的触点。刀头15的铣削刀和触接片2构成开关器，所述开关器通过导线21与评价电子单元12的输入端连接。
图6示出评价电子单元12的另一实施例。评价电子单元旨在在铣削刀接触触接片之前已经减缓铣削刀的切入。就此点而言，根据加在铣削刀上的交流电压的幅度Uf可以大致计算出在接收电极10上分接的电压的幅度Ue。只要铣削刀尚未与有待去除覆层的触接片接触，则铣削刀和触接片构成其电抗为X＝(jωC)-1(j2＝-1，ω＝2πf，f频率)，电容为C的电容器。设在接收电极10与内层3之间的电容Ce大于电容C，从而电抗Xc小于电抗X并且电容Ce可被视为导电连接。通过相对于屏蔽电极7、8和9和评价电子单元的内部电抗的杂散电容Xstay将电压Ue加在接收电极10上。内阻和杂散电容的并联构成复电阻。电容器C和电阻Z构成电压幅度Uf的分压器。所述分压的表达式如下Ue=UfZX+Z]]>设X小于Z并且采用电容器的电容公式C＝εA/d，其中ε为介电常数，A为铣削刀与触接片之间的重叠表面和d为铣削刀与触接片之间的间隔，则表达式如下Ue=UfjωAZd]]>在上述设定的情况下，加在接收电极上的电压的增大与铣削刀和触接片之间的间隔d成反比。图6中示出的电路可以有益地应用该增大，用于减缓铣削刀刀头的切入并从而更为准确地停止铣削刀的切入。
图6所示的评价电子单元包括一个放大器51、作为阻抗50的并可以尽可能高的放大器的内阻R、倒相放大器52、两个二极管34和35、两个电容器68和69、三个电阻器58、59和60、一个运算放大器67和一个基准电压源36。
当接收电极10没有产生交流电压并因此只有被电阻器58、59和60、运算放大器67和基准电压源36分压的输出电压导致的低电压加在节点53上时，运算放大器67被转换成一个差分放大器，输出一个高的输出电压。当接收电极10产生一个交流电压信号时，所述交流电压信号在放大器51内被放大并通过倒相放大器52和两个二极管34、36被双重整流。
因此，在点53上电压增大。电容器68对由二极管34和35提供的脉动直流电压进行阻尼。由于在点53上的电压增大，在切入控制导线16上的输出电压降低。在加在接收电极10上的交流电压的幅度迅速增大并导致加在点53上迅速增大的情况下，电容器69旨在附加降低切入控制导线16上发送的电压。从而实现对铣削刀切入的比例加微商控制(PI)。
在另一实施例中，可以将加在点53上的电压数字化并且用微控制器对铣削刀进行数字控制。微控制器根据时间大致运算出数字化的电压并根据电压值实现PI控制及瞬时演算出对铣削刀切入的PI控制。
附图标记对照表1芯片卡2触接片3内层，例如天线6预定的电压7、8、9 屏蔽电极10 接收电极11 导线(屏蔽的)12 评价电子单元13 交流电压发生器14 交流电压源15 具有切入控制、刀杆和铣削刀的刀头16 切入控制导线17 卡支座18、19 压板20 导线21 导线(屏蔽的)31 整流放大器32 倒相放大器33 非倒相放大器34、35 二极管36 基准电压源37 比较器41 电容器
50 放大器的内阻51 放大器52 倒相放大器53 节点58、59、60 电阻器67 运算放大器68 电容器
权利要求
1.一种用于去除不导电载体(1)的导电材料(2)上的覆层的装置，包括去除器(15)，所述去除器用于去除不导电载体(1)上的材料，可以对去除器的切入度进行控制；屏蔽电极(7、8、9)，所述屏蔽电极位于载体(1)的有待处理的位置附近，一个交流电压加在去除器(15)与屏蔽电极(7、8、9)之间；切入控制器(11、12、16)，所述切入控制器用于控制去除器(15)的切入度；其特征在于，接收电极(10)，所述接收电极位于有待处理的载体(1)位置附近，和切入控制器的输入端与接收电极导电连接和切入控制器(11、12、16)根据加在接收电极(10)上的电压对去除器(15)的切入度进行控制。
2.一种用于去除不导电载体(1)上的导电材料(2)上的覆层的装置，包括去除器(15)，所述去除器用于去除不导电载体(1)上的材料，可以对去除器的切入度进行控制；屏蔽电极(7、8、9)，所述屏蔽电极位于载体(1)的有待处理的位置附近；切入控制器(20、12、16)，所述切入控制器用于控制去除器(15)的切入度；其特征在于，接收电极(10)，所述接收电极位于有待处理的载体(1)位置附近，一个交流电压加在接收电极(10)和屏蔽电极之间，和切入控制器的输入端与去除器(15)导电连接和切入控制器(12、16、21)根据加在去除器(15)上的电压对去除器(15)的切入度进行控制。
3.按照权利要求1或2所述的去除装置，其特征在于，所述去除器(15)是铣削刀。
4.按照上述权利要求中任一项所述的去除装置，其特征在于，在不导电的载体上的导电材料形成芯片卡(1)并且导电材料是一个具有触接片(2)的内层，其中内部长度例如可以构成天线。
5.按照权利要求4所述的去除装置，其特征在于，芯片卡(1)设置在卡支座(17)和压板(18)之间和在卡支座(17)上以及在压板(18、19)上设置有一个扁平的屏蔽电极(7、8、9)，所述屏蔽电极导电互联。
6.按照权利要求5所述的去除装置，其特征在于，压板包括一个供铣削刀通过的开口，有待去除其上的覆层的导电材料(2)位于开口下面。
7.按照上述权利要求中任一项所述的去除装置，其特征在于，当加在切入控制器(12)输入端上的电压低于第一极限值或超过第二极限值时，切入控制器将停止切入。
8.按照权利要求7所述的去除装置，其特征在于，切入控制器包括一个非倒相放大器(32)和一个倒相放大器(33)，电压加在切入控制器(12)的输入端上，两个放大器的输出端通过二极管(34、35)与比较器(37)连接，比较器的输出信号被用于断开铣削刀的切入。
9.按照权利要求3至8中任一项所述的，就权利要求4和7仅从属于权利要求3的去除装置，其特征在于，铣削刀(15)与其驱动装置电绝缘并且交流电压电容耦合到铣削刀上。
10.按照上述权利要求中任一项所述的去除装置，其特征在于，在迅速增大通过接收电极(11)所加的交流电压的幅度的同时，切入控制器(12)将大幅度地降低切入率。
11.按照上述权利要求中任一项所述的去除装置，其特征在于，在迅速增大通过接收电极(11)所加的交流电压的幅度的同时，切入控制器(12)将大幅度地降低进给率。
12.一种对去除不导电载体(1)的导电材料(2)上的覆层的装置进行控制的方法，包括下述步骤去除非导电载体(1)上的材料，去除器(15)以切入率被进给入不导电载体(1)上的材料内；将交流电压加在去除器与设置在载体(1)的有待处理的位置附近的屏蔽电极(7、8、9)之间，其特征在于，对加在接收电极(10)上电压进行测量并根据加在接收电极(10)上的电压对切入率进行控制。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，一旦在接收电极上测出的电压超过预定的值时，中断切入。
14.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，随着在接收电极上测出的电压幅度的升高，切入被调低。
15.按照权利要求12或14所述的方法，其特征在于，随着在接收电极上测出的电压幅度的迅速地升高，切入率被调低。
16.一种对去除不导电载体(1)的导电材料(2)上的覆层的装置进行控制的方法，包括下述步骤去除不导电载体(1)上的材料，去除装置(15)以切入率被进给入不导电载体(1)上的材料内；加入交流电压，其特征在于，将交流电压加在接收电极(10)与设置在载体(1)的有待处理的位置附近的屏蔽电极(7、8、9)之间；对加在去除器的电压进行评价，以便根据加在去除器的电压对切入率进行控制。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，一旦加在去除器上的电压超过预定的值时，立即中断切入。
18.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，随着加在去除器的电压幅度变大时，切入被调低。
19.按照权利要求16或18所述的方法，其特征在于，随着加在去除器的电压幅度迅速增大时，切入率被调低。
全文摘要
本发明涉及一种用于去除非导电载体(1)的导电材料(2)上覆层的装置，具有导电的去除器件(15)，所述器件用于去除非导电载体(1)上的材料，去除部件的切入度是可控的。屏蔽电极(7、8、9)位于有待处理的载体(1)的位置附近，交流电压加在去除器件(15)与屏蔽电极(7、8、9)之间。接收电极(10)位于有待处理的载体(1)的位置附近。切入控制器(12)与接收电极导电连接。切入控制器(12)根据加在接收电极上的电压对去除器(15)的切入度进行控制。另外，本发明涉及一种对去除覆层的装置进行控制的方法。
文档编号B42D15/10GK1462980SQ031381
公开日2003年12月24日 申请日期2003年5月27日 优先权日2002年5月27日
发明者马蒂亚斯·赫歇尔 申请人:米尔鲍尔股份公司