專利名稱：帶有由纖維材料制成的天線支座的無接觸智能卡的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能卡的制造方法，更具體地說，涉及無接觸智能卡的制造方法，它的天線是在由紙這樣的纖維材料制成的支座上的。
現(xiàn)有技術無接觸智能卡是在各部門中使用日益增長的一種系統(tǒng)。在運輸部門，卡被開發(fā)成為一種支付手段。電子錢包的情況也是這樣。許多公司也為它們的人員使用無接觸智能卡開發(fā)了識別裝置。
在無接觸卡和讀出器之間的信息交換是通過在嵌入無接觸卡中的天線和讀出器中的第二天線之間的遠程電磁耦合而實現(xiàn)的。為了要建立、存儲和處理信息，卡上裝著芯片或電子模件并與天線相連接。天線和芯片通常都位于由塑料制成的介電支座上。這些部件的標準的工業(yè)化制造方法可以分解成三個步驟-在塑料電介質(zhì)支座〔聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)…〕上利用銅或鋁的蝕刻技術制造天線；-利用導電墨水或?qū)щ姌渲驅(qū)щ娋酆衔飳⑿酒慕佑|片和天線的接觸片連接，這通常被稱這“倒裝式芯片”模片接合技術；-在壓力下將卡體的上部和下部塑料層〔PVC、PET、PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)…〕熱層壓到天線支座上以便建立一張單體卡。
但是，這一過程產(chǎn)生幾個主要缺點。這個過程導致具有不同的熱膨脹系數(shù)的塑料材料膠合或熱結(jié)合在一起成為一種復合的疊層。因此，出現(xiàn)了系統(tǒng)的不可接受和不可連續(xù)的卡的變形(扭轉(zhuǎn)、彎曲)，同時在受到標準化或等價的測試時缺乏機械的耐受性。
此外，PVC表現(xiàn)出差的熱機械性質(zhì)。在層壓過程中，材料的流動是明顯的因而天線的形狀系數(shù)不能保持。這導致天線的不正常工作，因為電氣參數(shù)(電感和電阻)發(fā)生了變化。在受到強烈的剪切應力的區(qū)域天線斷裂的經(jīng)歷是常見的。這種情況特別出現(xiàn)在轉(zhuǎn)角處和電氣跨接點。
疊層的ISO卡的總體厚度是780和840μm?？紤]到上面所說的材料的流動，要在卡的總體上向顧客保證有限且受控的分布也是非常困難的。
在層壓操作期間所用的塑料熱結(jié)合過程建立了一種在標準化的折彎和扭曲測試中所吸收的應力的復原方面具有差的機械性能的單體卡，所有施加的應力都傳遞到芯片而且主要是加到構(gòu)成連接的結(jié)合點上。結(jié)合點的機械強度會受到很大的應變， 因此芯片模片對天線的結(jié)合操作的(倒裝式芯片”模片接合技術)最輕微的不完善也會導致芯片和天線電氣連接的斷裂。
在層壓后，在印制的卡體上銅的蝕刻所造成的痕跡是可見的。這雖然并不妨礙卡的正確工作，但這一缺陷常被用戶所強調(diào)，因為他們對美學準則是非常在乎的。
此外，用這樣的過程來制造卡的成本對于要使卡的使用能有實質(zhì)性的增長而言是太高了。
最后，目前所用的方法不能產(chǎn)生具有這樣可能性的卡，即要能觀察到由用戶強加在它們身上的機械方面的惡劣對待，特別是為了欺詐的目的。實際上對某些具有用卡來欺詐經(jīng)驗的人來說可以較容易地通過重復地將卡折彎而使它毀壞，而在以后又不能那么容易證明任何出于惡意的意圖。例如，天線可以被切斷而不會使卡留下記號。在公司內(nèi)設立的商業(yè)政策通常都保證免費更換有毛病的卡。系統(tǒng)地替換這些卡是這些公司主要的附加成本的源頭。
本發(fā)明的公開本發(fā)明的目標是通過提供一種所發(fā)明的制造方法來減輕這些缺點，它使用一種纖維材料制成的支座，天線就用導電墨水以絲網(wǎng)印刷在支座上，從而明顯地降低混雜型或無接觸智能卡的生產(chǎn)成本。
因此本發(fā)明涉及無接觸智能卡的制造方法，該卡有一個由紙這樣的纖維材料制成的天線支座，該方法包括以下步驟天線的制造方法，包括在纖維材料制成的支座上用導電聚合物墨水絲網(wǎng)印刷天線的圈(turn)并對所說的支座進行熱處理以烘干上述的墨水，利用導電粘合劑將芯片的粘合片粘到天線的粘合片上的粘結(jié)步驟，以及將卡體層壓到天線支座上的步驟，包括利用熱壓成型技術將支座的每一側(cè)面和至少兩片塑料材料結(jié)合在一起以形成卡體。
附圖簡介本發(fā)明的目的、對象和特性從下面的說明并在結(jié)合附圖將會變得更清楚，在這些圖中

圖1A到1C表示在支座上絲網(wǎng)印刷天線時所用的各步驟。
圖2表示在層壓步驟之前帶有絲網(wǎng)印刷的天線的支座。
圖3表示在制造方法結(jié)束時的智能卡。
圖4是圖3所示的智能卡沿曲線A-A的截面圖。
發(fā)明的詳細說明按照本發(fā)明的智能卡制造方法最初包括將天線放在支座上。這個支座是由一片纖維材料例如紙制成的。按照制造方法的優(yōu)選實施例，天線以幾個步驟絲網(wǎng)印刷在這一材料上。第一步如圖1A所示，包括絲網(wǎng)印刷天線的兩圈10和12和兩個粘結(jié)片14和16。第二步由圖1B表示，包括絲網(wǎng)印刷一個絕緣條以便使圈10和12互相重疊而沒有電的接觸。第三步由圖1C表示，包括絲網(wǎng)印刷一個電橋20以連接圈10和粘結(jié)片14。
一旦天線絲網(wǎng)印刷到支座上以后，支座就被切割成卡的尺寸。按照優(yōu)選實施例，支座的每一個角都做成一個缺口22，如圖2所示。這一缺口使得在層壓過程中能讓卡體之間直接結(jié)合。
層壓由熱壓成型實現(xiàn)。按照優(yōu)選實施例，每一卡體使用兩層塑料材料。這種塑料材料通常是聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET、PETG)、聚碳酸酯(PC)、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。按照優(yōu)選實施例，使用了PVC。這兩層有不同的剛度。外層用堅硬的PVC制成而內(nèi)層(與天線支座相接觸的層)則用具有較低Vicat軟化溫度(這是PVC從空硬狀態(tài)轉(zhuǎn)移到橡膠狀態(tài)的溫度)的軟PVC制成。這兩層也可以有不同的厚度。例如每一卡體包括一個外部的堅硬PVC層、其厚度約為310微米(μm)，以及一個內(nèi)部軟PVC層，其厚度約為80μm。天線支座由厚度約為125μm的紙制成。按照另一個制造實例，這是個優(yōu)選實施例，卡體的每一個都包括三層。一個表層由透明的PVC片或清漆層構(gòu)成，這一層在卡體的外部層被印刷在外表層上以便保護該印刷內(nèi)容。這個表層約40μm厚。這樣，卡體的外部層的厚度是275μm，而內(nèi)部層厚度約為40μm。
層壓步驟包括把形成卡體的各個PVC層和天線支座疊在一起。這個夾層然后放到一個層壓用的疊壓機中。這個夾層在大于100℃最好大于150℃的溫度下進行熱處理。與此同時，這個夾層受壓以便使各層熔融在一起。在熱和壓力的共同作用下，外部PVC層軟化而由較低的Vicat軟化溫度的PVC制成的內(nèi)部層則液化。液化的PVC將絲網(wǎng)印刷的天線墨水陷入到卡體的材質(zhì)之內(nèi)，從而使它提高了耐受在智能卡的使用期間所遭到的機械應力的能力。此外，天線將更好地粘在卡體上。這種粘合通過使用放在卡體和天線之間壓敏雙面帶而更加提高。
在天線支座的角上所作的缺口22可以讓兩個內(nèi)部PVC層相互接觸。通過將兩個卡體結(jié)合在一塊而使各個角封閉，所有的機械應力都導向卡的內(nèi)部。在紙的情況下，紙漿表現(xiàn)出低的內(nèi)部粘著力。當它受到剪切力時，紙的內(nèi)芯趨于脫開。如果這些應力太強，卡就裂開而成為兩部分(含有連接到模件的天線的那一部分仍能工作)。在這種情況下，通過對紙的類型和它內(nèi)部粘著力的作用，我們可以得益于這個物理性質(zhì)以建立一種具有內(nèi)在和可變應力標志的卡。根據(jù)客戶的需要，這種脫開可以或快些或慢些，也可以更明顯或不那么明顯，使得由于卡內(nèi)部的紙的脫開而使卡的有限的彎曲能夠看得見。
一旦這一步驟結(jié)束，就可以得到如圖3所示的卡。卡體24是在各角經(jīng)過天線支座的缺口22而熱結(jié)合在一起的。芯片26嵌在卡中因而是不可見的。
圖4是圖3所示的智能卡沿軸線A-A的截面圖。卡包括由纖維材料制成的天線支座28，它插在兩個卡體之中。每一卡體包括一個表層30，它包括透明的PVC薄膜層或清漆層，堅硬的外部PVC層32和內(nèi)部的軟PVC層34。圈36和粘接片是陷入卡體PVC材質(zhì)的內(nèi)部層34中的。芯片40用一層導電膠42連接到天線38的粘接片。這個導電膠是導電墨水、以樹脂或聚合物為基質(zhì)的。按照一特定的實施例，粘接是按照通常稱作“倒裝芯片”模件接合技術的過程實施的。
按照本發(fā)明這過程為使用它的公司提供一種具有兩個主要品質(zhì)的卡保持電氣部件以便為該卡提供提高了的牢固性，以及在卡不正常工作時，像紙這樣的纖維材料的脫開性質(zhì)可以確保該卡沒有遭到為欺詐目的而猛烈的折彎。
權利要求
1.一種帶有由纖維材料像紙制成的天線支座的無接觸智能卡的制造方法，包括以下步驟天線的制造方法，包括在纖維材料制成的支座上絲網(wǎng)印刷導電聚合物墨水的圈，并對所說的支座進行熱處理以便烘干所說的墨水，利用導電粘合劑的粘結(jié)步驟，以便把芯片的粘接片粘在天線的粘接片上，以及將卡體層壓在天線支座上的步驟，包括將所說的支座的每一側(cè)面結(jié)合到至少兩片具有不同剛度的塑料片上，通過熱壓成型過程而形成卡體。
2.按照權利要求1的智能卡制造方法，其中，在天線制造方法中，在天線制造方法中，紙的天線支座的各角是切成缺口的以便提供兩個卡體結(jié)合在一起，這樣得到的上述卡提供一個優(yōu)先的脫開區(qū)，它將在事后揭示任何故意損壞卡的行為。
3.按照權利要求2的智能卡制造方法，其特征在于形成卡體外部層的片比形成長體內(nèi)部層的片更硬，所說的內(nèi)部層有低的Vicat軟化溫度。
4.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中形成卡體的兩片的每一片都有不同厚度。
5.按照權利要求4的智能卡的制造方法，其中形成外部層的片比形成內(nèi)部層的片更厚。
6.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中在把卡體層壓到天線支座上的步驟中，在每一卡體上加上第三塑料層或清漆層，它起表層的作用。
7.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中形成卡體的塑料材料是聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET、PETG)、聚碳酸酯(PC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。
8.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中用于將芯片的粘接片粘到天線粘接片上去的導電墨水是以樹脂或聚合物為基的墨水。
全文摘要
本發(fā)明涉及無接觸智能卡的制造方法,更具體地說,涉及其天線是在由像紙這樣的纖維材料制成的支座上的無接觸智能卡的制造方法。所述方法包括通過絲網(wǎng)印刷將天線產(chǎn)生在支座上的步驟;利用導電粘合劑將芯片的觸點粘在天線支座上的步驟,以及通過熱壓法將卡體元件層壓在天線支座上的步驟。在層壓步驟之前在天線支座各個角上做出切口使卡體元件能結(jié)合在一起。這樣所得到的卡可在視覺上觀察到它曾經(jīng)受到的有害的機械應力(極端的折彎)。
文檔編號B42D15/10GK1338085SQ0080319
公開日2002年2月27日 申請日期2000年11月28日 優(yōu)先權日1999年11月29日
發(fā)明者喬治斯·卡耐基斯, 克里斯托弗·馬蒂厄, 塞貝斯廷·德里奈 申請人:Ask股份有限公司