用于检查电路的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于检查构建为用于进行无接触的数据通信的电路的方法和测 量设备，该电路包括天线和与天线耦合的电子组件。
【背景技术】
[0002] 在此，电路的检查不仅可以涉及电路的电子特性，还涉及电路或电路的各个部件 的功能性。
[0003] 便携式数据载体、例如人员证件、护照、信用卡、用于货品安全的标签等，可以配设 有天线、例如天线线圈形式的天线，以用于与读取设备无接触地数据通信。天线线圈为此通 常与数据载体的电子组件、尤其是芯片连接，并且被安置到、例如压印到数据载体的数据载 体本体的例如由诸如PC或PVC的塑料材料制成的载体层或夹层上。
[0004] 替选地，相应的电路还可以构建为集成到诸如移动无线电终端设备、智能电话或 读取设备的终端设备中。电路尤其可以构建为RFID或者NFC模块，其设计为固定地集成到 所提及类型的终端设备中。
[0005] 为了在制造相应的数据载体或设备期间或之后检查天线线圈的功能性，已知不同 的方法。在一个这种检查中，主要检查天线线圈是否具有断口，和/或天线的两个或多个线 圈绕组是否无意地短接。这种类型的缺陷显著损害天线线圈的功能性，或者完全损毁其。对 于由天线和与天线连接的电子组件构成的电路的检查可以如已经提及那样还涉及组件或 者组件的各个部件的功能性。
[0006] 至今大多伴随生产地进行直流电阻测量形式的天线线圈的检查。这种检查方法是 麻烦的，因为需要天线线圈的接触。此外，仅可以识别所检查的电路的特定故障。以该方式 不能或者几乎不能识别电子组件的一个或多个部件的故障，或者天线在特定区域中的导线 断裂。
[0007] 替选地，可以无接触地确定天线线圈的谐振频率或者其品质。为此，通常使用相位 和阻抗分析器。这种非常麻烦的方法在例如〃RFID_Handbuch〃KlausFinkenzeller著，第 6版，CarlHanser出版社，慕尼黑，2012，章节4. 1. 11. 2中详细描述。如果所测量的谐 振频率位于预定区域中，则天线线圈是能工作的。这种检查比纯欧姆测量有信息含量，然而 更麻烦并且最好是人工执行。这种检查的持续时间位于多秒的范围中。因此，该检查通常 不能伴随着生产执行，而是仅能在几个抽样上并且为了使能生产而进行。此外，分析器的特 性、例如测量天线的阻抗可能影响测量结果。不同的分析器因此通常引起不同的测量结果。
【发明内容】
[0008] 本发明的任务是，提出一种用于加速、简单地执行、成本低廉和可复制地对电路、 尤其在其固有谐振频率和/或品质方面进行检查的方法和测量设备。
[0009] 该任务通过具有独立权利要求的特征的方法和测量设备解决。本发明的有利的方 案和改进方案在从属权利要求中说明。
[0010] 本发明的基本思想在于，借助能量脉冲将待检查的电路激励为振荡的，并且采集 和评估通过该激励产生的电路的振荡。然后，从所采集的振荡中可以如下面详细描述那样 确定电路的特性，例如电路的固有谐振频率或者品质。
[0011] 本发明还基于这样的知识，即，待检查的电路的电特性、尤其是电路的固有谐振频 率和品质取决于交变磁场的场强，该电路在测量、即通过能量脉冲激励期间或者在其之前 不久处于该交变磁场中。因为已知的方法至今不考虑该影响参量，所以相应的特性的精确 和可复制的测量是不可能的。
[0012] 在此示例性地视作待检查的电路的收发机的谐振频率及品质的场强相关性的原 因在于该收发机的电子部件的物理特性。为了获得收发机芯片的供电电压，收发机天线与 整流器组件连接。在此，从收发机天线看到的整流器的阻抗取决于流过整流器的电流。别 的影响参量是整流器组件的电压相关的阻挡层电容，以及可能还有收发机芯片上的晶体管 组件、整流器组件的动态的直流和交流电阻以及从中得出的收发机芯片的输入电容。换言 之，收发机的谐振频率出于所提及的原因而间接地取决于收发机在测量期间位于其中的交 变磁场。
[0013] 根据本发明的用于检查构建为用于无接触数据通信的、包括天线和与天线耦合的 电子组件的电路的方法因此包括如下步骤：
[0014] 电子电路借助能量脉冲来被激励。在另一步骤中，响应于通过能量脉冲激励电路 而采集该电路的振荡。最后，尤其在电路的固有谐振频率方面评估所采集的电路的振荡。
[0015] 根据本发明的方法的特征尤其在于，根据电路布置在其中的交变磁场的场强来评 估所采集的振荡。
[0016] 尤其可以根据通过交变磁场的存在造成的电子组件的一个或多个部件的运行或 切换状态来评估所采集的振荡。所述的运行或切换状态例如可以涉及电容器的充电或者流 过整流器组件的电流流动。
[0017] 根据本发明的方法的一个具体的实施方式因此包括产生优选具有恒定或预先给 出的场强的交变磁场，以及将电路布置在交变场中的另一步骤。这两个步骤在此在借助能 量脉冲激励电路的步骤之前执行。
[0018] 电路至少在激励期间布置在所产生的交变磁场中。交变场于是保持为接通。尤 其，电路在激励之前就已经布置在所产生的交变磁场中和至少在采集期间布置在所产生的 交变磁场中。优选在激励之前或者在响应于激励采集了电路的振荡之后，在没有激励的情 况下采集电路在交变场中的振荡。
[0019] 在一个替选于此的方案中，暂时地中断交变磁场的产生。磁场于是被断开，并且对 于电路又被接通。尤其在采集振荡之后进行该重新接通。
[0020] 通常，电路的激励实现为借助脉动磁场进行的电感性激励。该磁场在此并不与前 述交变磁场相混淆。
[0021] 在激励电路的步骤中产生的磁场在此优选地通过单个电流脉冲来产生。在此，优 选将电流脉冲产生为狄拉克脉冲形式的直流脉冲。替选地，还可以产生仅具有陡峭边沿的 电流脉冲。
[0022] 优选地，无接触地借助外部激励器线圈来激励电路。而电路的振荡的采集同样优 选无接触地借助外部测量天线来进行。在此，激励器线圈和测量天线优选布置在紧邻待检 查的电路处。
[0023] 此外，测量天线和激励器线圈如下面详述那样优选彼此正交地布置。
[0024] 电路的天线优选是电感性耦合的天线，尤其是RFID或者NFC天线线圈。尤其天线 可以是具有至少一个导体环的天线线圈。
[0025] 交变磁场可以借助发送天线产生。此外可以设有，借助校准天线测量在预先给出 的区域中的交变场场强，以便能够实现以精确和可再检验的方式根据预先给出的场强产生 交变场。
[0026] 在此，校准天线和待检查的电路的天线优选相对于发送天线布置为使得在校准天 线的区域中和在该电路的天线的区域中分别存在场强相同的交变磁场。以该方式能够实现 的是，可以在可精确预先给出的、标准化的环境中、即在具有预先给出的场强的交变磁场中 执行对电路的检查。这首次允许了非常精确和可复制地测量电路的相应的物理特性，尤其 是电路的固有谐振频率和品质。
[0027] 校准的一个替选途径是如稍后测量电路那样测量校准天线，并且确定校准天线的 与场强有关的特性。将所产生的场强设置为使得校准天线的所测量的特性取针对该特性的 预先给出的值。由此，所产生的场强对应于预先给出的场强。对于校准天线（线圈），于是 实施附加地以脉冲进行激励的步骤，采集由此引起的振荡的步骤和在评估所采集的振荡的 范围中确定特性的步骤。校准天线的特性的该测量在所匹配的场强的条件下被一直重复， 直至该测量给出了校准天线的预先给出的特性值。
[0028] 在此，将交变磁场产生为使得将布置在其中的电路转换到在幅度和频率方面恒定 的正弦形的振荡。在此，频率优选对应于电路的运行频率。在无接触地通信的芯片卡的情 况下，这例如可以是为13. 56MHz的频率。
[0029] 根据按照本发明的方法的一个优选实施方式，电路如所描述那样布置在交变磁场 的区域中并且交变场在借助能量脉冲激励电路的时刻以恒定的方式存在。换言之，在持续 接通的交变磁场中进行通过能量脉冲对电路的激励。在评估所采集的振荡时，然后考虑所 采集的振荡的通过交变场引起的份额。在此，其为前面提及的、恒定的正弦形的振荡。
[0030] 在该实施方式的范围中，对电路的振荡的采集包括采集通过交变场引起的电路的 正弦形振荡与该电路的自由衰减的振荡的叠加，该自由衰减的振荡得自通过能量脉冲对电 路进行的激励。
[0031] 可以借助将恒定的、正弦形的振荡从所采集的振荡中减去来评估所采集的电路的 振荡。以该方式可以确定该自由衰减的振荡。
[0032] 为了支持这种方法，可以在通过能量脉冲进行激励之前，或者在激励后足够的间 隔中，即当自由衰减的振荡已经消失时，采集正弦形的振荡，在幅度、相位和频率方面确定 其以及将其存储在评估装置中。
[0033] 恒定的正弦形振荡从所采集的电路的振荡中的减去可以借助软件或者借助硬件 进行。在硬件变型方案中可以使用放大器。所述的减去于是可以有利地通过