CN102779286A - 一种多层布线式双界面ic卡天线模块 - Google Patents

一种多层布线式双界面ic卡天线模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层布线式双界面IC卡天线模块，包括：电极膜片层、卡基层、RFID天线层、绝缘层和过桥层；电极膜片层，包括天线和电极膜片；卡基层，在电极膜片层之下，包括8个第一通孔点，位于电极膜片上的8个金属触点正下方；RFID天线层，在卡基层之下，包括RFID天线、连接触点、第一芯片贴附点和第二芯片贴附点，连接触点、第一芯片贴附点连接RFID天线两端；绝缘层，在RFID天线层之下，包括8个第二通孔点，位于8个第一通孔点正下方，第三通孔点位于连接触点正下方，第四通孔点位于第一芯片贴附点正下方，第五通孔点位于第二芯片贴附点正下方；过桥层，在绝缘层之下，过桥连接第二芯片贴附点和连接触点。该天线模块可以实现全自动化生产。

Description

一种多层布线式双界面IC卡天线模块
技术领域
本发明涉及集成电路和信息交互领域，具体涉及一种多层布线式双界面IC卡天线模块。
背景技术
双界面卡，也称为双接口卡(Dual Interface Card)，是指在一张IC卡上，基于单芯片，同时提供“接触式”和“非接触式”两种与外界接口方式的智能卡。其外形与接触式IC卡一致，具有符合国际标准的金属触点，可以通过接触触点访问芯片；其内部结构则与非接触式IC卡相似，有天线、芯片等射频模块，可以在一定距离(10cm内)以射频方式访问芯片。因此，它有两个操作界面，分别遵循两个不同的标准，接触界面符合ISO/IEC7816标准；非接触界面符合ISO/IEC115693标准或ISO11784/ISO11785标准，两者共享同一个微处理器、操作系统和EEPROM(Electically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦写可编程只读存储器)。因此，它集合了接触式IC卡与非接触式IC卡的优点，是一种多功能卡，具有广泛的适用性，尤其对于原来已经使用非接触式IC卡或接触式IC卡系统的用户，不需要更换系统和机具等硬件设备，只需在软件上作修改就可以升级使用双界面IC卡。在公共交通系统，如公共汽车、市内轨道交通、出租车、轮渡等，使用双界面卡，可以与银行部门直接结算；在城市生活公用收费领域，如电话、电表、煤气表、水表等，使用双界面IC卡，将实现远程交费，或通过银行结算；在公路收费系统，如高速公路、路桥收费、码头、港口停泊、停车收费、娱乐场所等，使用双界面IC卡的刷卡系统，将实现不停车收费等更便捷的收费方式；和在金融、证券等的交易领域，如银行、邮政、电信、证券交易、商场消费等；在出入口管理系统，如上岗管理、考勤管理、门禁管理等；在加密认证等领域，如移动电话SIM卡、电子商务交易安全认证卡、电子资金转帐卡、软件加密卡、防伪卡、防盗卡等，均可以使用双界面IC卡实现安全、可靠、方便、快捷的操作。
目前，现有技术中双界面IC卡的基本制造方法是：双界面IC卡芯片的若干个金属触点与电极膜片相连接；制作非接触IC卡的无线射频识别天线；将无线射频识别天线层压到卡基中；在卡基的芯片封装位置铣槽，槽内裸露出无线射频识别天线的两个端头；双界面IC卡芯片嵌入到卡基的铣槽内；芯片的两个金属触点与铣槽内的无线射频识别天线的两个端头分别接触连接；双界面IC卡芯片封装在铣槽内。
参见图1所示，现有技术中电极膜片上没有天线的设置，电极膜片上放置上双界面卡的芯片，其中电极膜片的8个金属触点中的6个作为接触式使用，其余两个触点作为非接触式使用，天线的两端和电极膜片作为接触式使用的两个触点连接。目前的技术制作双界面IC卡，天线的两端与电极膜片上的两个金属触点连接，通过飞线后在触点位置由焊接的方法实现连接，这种方法在金属触点与无线射频识别天线端头的连接的时候需要手工操作，通过手工焊接的方式连接，手工方式速度慢，焊接点容易脱落，稳定性不好，而且制造方法工艺难度较大，生产效率很低，且使用寿命较短，无法满足应用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种多层布线式双界面IC卡天线模块，解决现有技术中制作双界面IC卡需要通过手工焊接方式实现天线两端与电极膜片上两个金属触点连接，焊接点容易脱落，稳定性差，而且制造方法生产效率低等问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种多层布线式双界面IC卡天线模块，所述天线模块包括：电极膜片层、卡基层、射频识别RFID天线层、绝缘层和过桥层；
所述电极膜片层，包括天线和电极膜片；
所述卡基层，在所述电极膜片层之下，包括8个第一通孔点，所述8个第一通孔点位于所述电极膜片上的8个金属触点的正下方；
所述RFID天线层，在所述卡基层之下，包括RFID天线、连接触点、第一芯片贴附点和第二芯片贴附点，所述连接触点、所述第一芯片贴附点分别连接于所述RFID天线的两端；
所述绝缘层，在所述RFID天线层之下，包括8个第二通孔点、第三通孔点、第四通孔点和第五通孔点，所述8个第二通孔点位于所述8个第一通孔点的正下方，所述第三通孔点位于所述连接触点的正下方，所述第四通孔点位于所述第一芯片贴附点的正下方，所述第五通孔点位于所述第二芯片贴附点的正下方；
所述过桥层，在所述绝缘层之下，包括过桥，所述过桥连接所述连接触点和所述第二芯片贴附点。
相应的，所述天线、所述RFID天线和所述过桥组成多层立体式RFID标签模块。
相应的，所述多层立体式RFID标签模块是高频RFID标签模块。
相应的，所述电极膜片上的8个金属触点的位置、大小符合智能卡国际标准ISO/IEC7816。
相应的，所述天线环绕分布在所述电极膜片的外侧。
相应的，所述RFID天线沿所述RFID天线层的边缘环绕分布。
相应的，所述电极膜片层是有一定厚度的金属。
相应的，所述电极膜片层、所述卡基层和所述RFID天线层是一种双面覆金属的整体材料。
相应的，所述电极膜片层、所述卡基层、所述射频识别RFID天线层、所述绝缘层和所述过桥层大小相同。
相应的，所述卡基层的材料包括聚氯乙烯PVC、聚碳酸酯PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯PETG、纸中的一种或多种的组合。
由此可见，本发明具有如下有益效果：
本发明双界面IC卡天线模块通过电极膜片层、卡基层、RFID天线层、绝缘层和过桥层这种分层结构实现，可以避免由手工焊接方式实现天线两端与电极膜片上两个金属触点连接，使连接稳定性提高，因此具有较高的质量和较长的使用寿命，可以满足用户的使用需求。卡基层包括通孔点，避免了现代工艺的打孔过程，绝缘层可以避免较长的连接飞线，同时通过印刷的方法制作，制作更方便。本发明双界面IC卡天线模块可以实现大规模的全自动化生产，生产工艺简单，制作速度明显提高。
附图说明
图1为现有技术双界面IC卡天线与电极膜片连接示意图；
图2为本发明多层布线式双界面IC卡天线模块的电极膜片层结构示意图；
图3为本发明多层布线式双界面IC卡天线模块的卡基层结构示意图；
图4为本发明多层布线式双界面IC卡天线模块的RFID天线层结构示意图；
图5为本发明多层布线式双界面IC卡天线模块的绝缘层结构示意图；
图6为本发明多层布线式双界面IC卡天线模块的过桥层结构示意图；
图7为本发明天线模块的卡基层覆盖在电极膜片层之后的结构示意图；
图8为本发明天线模块RFID天线层覆盖在卡基层之后的结构示意图；
图9为本发明绝缘层覆盖在RFID天线层之后的结构示意图；
图10为本发明过桥层覆盖在绝缘层之后的结构示意图；
图11为本发明多层布线式双界面IC卡天线模块剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。
本发明是针对现有技术中制作双界面IC卡需要通过手工焊接方式实现天线两端与电极膜片上两个金属触点连接，焊接点容易脱落，稳定性差，而且制造方法生产效率低的问题。
提供了一种多层布线式双界面IC卡天线模块，包括：电极膜片层、卡基层、射频识别RFID(Radio Frequency Identification)天线层、绝缘层和过桥层；
电极膜片层，包括天线和电极膜片；
卡基层，在电极膜片层之下，包括8个第一通孔点，8个第一通孔点位于电极膜片上的8个金属触点的正下方；
RFID天线层，在卡基层之下，包括RFID天线、连接触点、第一芯片贴附点和第二芯片贴附点，连接触点、第一芯片贴附点分别连接于RFID天线的两端；
绝缘层，在RFID天线层之下，包括8个第二通孔点、第三通孔点、第四通孔点和第五通孔点，8个第二通孔点位于8个第一通孔点的正下方，第三通孔点位于连接触点的正下方，第四通孔点位于第一芯片贴附点的正下方，第五通孔点位于第二芯片贴附点的正下方；
过桥层，在绝缘层之下，包括过桥，过桥连接第二芯片贴附点和连接触点。
这样，本发明双界面IC卡天线模块通过电极膜片层、卡基层、RFID天线层、绝缘层和过桥层这种分层结构实现，可以避免由手工焊接方式实现天线两端与电极膜片上两个金属触点连接，使连接稳定性提高，因此具有较高的质量和较长的使用寿命，可以满足用户的使用需求。卡基层包括通孔点，避免了现代工艺的打孔过程，绝缘层可以避免较长的连接飞线，同时通过印刷的方法制作，制作更方便。本发明双界面IC卡天线模块可以实现大规模的全自动化生产，生产工艺简单，制作速度明显提高。
以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示双界面IC卡天线模块结构示意图及剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
本发明提供了一种多层布线式双界面IC卡天线模块，包括：电极膜片层1、卡基层2、射频识别RFID(Radio Frequency Identification)天线层3、绝缘层4和过桥层5。
参见图2所示，是电极膜片层1的结构示意图，电极膜片层1包括天线11和电极膜片12，电极膜片用于和读写机进行接触式数据传输。电极膜片的大小符合智能卡国际标准ISO/IEC7816，同时电极膜片上具有8个金属触点，8个金属触点的位置、大小均符合智能卡国际标准ISO/IEC7816。天线11环绕分布在电极膜片12的外侧。
参见图3所示，是卡基层2的结构示意图。卡基层2在电极膜片层之下，包括8个第一通孔点21，8个第一通孔点21位于电极膜片上的8个金属触点的正下方，8个第一通孔点与电极膜片上的8个金属触点一一对应设置。卡基层除8个第一通孔点外，其他版面满版存在。
参见图4所示，是RFID天线层3的结构示意图。RFID天线层3在卡基层2之下，包括RFID天线31、连接触点34、第一芯片贴附点32和第二芯片贴附点33，连接触点34、第一芯片贴附点32分别连接于RFID天线31的两端。RFID天线层除RFID天线31、连接触点34、第一芯片贴附点32和第二芯片贴附点33外，其他版面为空。RFID天线沿RFID天线层的边缘环绕分布。
参见图5所示，是绝缘层4的结构示意图。绝缘层4在RFID天线层3之下，包括8个第二通孔点41、第三通孔点44、第四通孔点42和第五通孔点43，8个第二通孔点41位于8个第一通孔点21的正下方，8个第二通孔点41和8个第一通孔点21一一对应设置，第三通孔点44位于连接触点34的正下方，第四通孔点42位于第一芯片贴附点32的正下方，第五通孔点43位于第二芯片贴附点33的正下方。绝缘层除8个第二通孔点41、第三通孔点44、第四通孔点42和第五通孔点43外，其他版面满版存在。
参见图6所示，是过桥层5的结构示意图。过桥层5在绝缘层4之下，包括过桥51，过桥是连接第二芯片贴附点位置和连接触点位置的线段，连接第二芯片贴附点33和连接触点34。
这样，通过电极膜片层、卡基层、RFID天线层、绝缘层和过桥层这种五层分层结构，由过桥连接第二芯片贴附点和连接触点，可以使天线的两端与电极膜片上的两个金属触点连接更简单。
另外，天线、RFID天线和过桥可以组成多层立体式RFID标签模块，实现IC卡非接触式访问芯片。该多层立体式RFID标签模块可以是高频RFID标签模块，射频识别标签模块的频率可以在3MHz-30MHz范围内。
参见图7所示，是卡基层2覆盖在电极膜片层1之后的结构示意图，卡基层2覆盖在电极膜片层1的反面，覆盖后正面为电极膜片层1，反面为卡基层2，通过卡基层2上的8个第一通孔点21可以直接连接电极膜片层1中电极膜片12上的8个金属触点。
参见图8所示，是在图7的基础上RFID天线层3覆盖在卡基层2之后的结构示意图，裸露在外面的是RFID天线线圈31、连接触点34、第一芯片贴附点32和第二芯片贴附点33，以及通过卡基层2上的8个通孔点21可以直接到达电极膜片层1的电极膜片12的八个金属触点和卡基层2的基底。
参见图9所示，是在图8的基础上绝缘层4覆盖在RFID天线层3之后的结构示意图，裸露在外面的部分是RFID天线线圈31、连接触点34、第一芯片贴附点32和第二芯片贴附点33，以及通过卡基层2上的8个通孔点21可以直接到达电极膜片层1的电极膜片12的八个金属触点。
参见图10所示，是在图9的基础上过桥层5覆盖在绝缘层4之后的结构示意图，过桥层5的过桥51连接了连接触点34和第二芯片贴附点33。通过过桥连接第二芯片贴附点和连接触点，相当于第一芯片贴附点和第二芯片贴附点分别与RFID天线两端相连，再将芯片与第一芯片贴附点和第二芯片贴附点相连，方便连接，避免了过长飞线的产生。
参见图11所示，是本发明多层布线式双界面IC卡天线模块在A-B方向上的剖面结构示意图。电极膜片层1、卡基层2、射频识别RFID天线层3、绝缘层4和过桥层5逐层分布，构成多层布线式IC卡天线模块。8个第一通孔21可以一端连接空气层，一端到达电极膜片层。
在上述实施例中，电极膜片层1可以是有一定厚度的金属；
电极膜片层1、卡基层2和RFID天线层3可以是一种双面覆金属的整体材料；
电极膜片层1、卡基层2、射频识别RFID天线层3、绝缘层4和过桥层5大小相同，尺寸符合智能卡国际标准ISO/IEC7816；
卡基层2的材料可以包括聚氯乙烯PVC、聚碳酸酯PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯PETG、纸中的一种或多种的组合。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多层布线式双界面IC卡天线模块，其特征在于，所述天线模块包括：电极膜片层、卡基层、射频识别RFID天线层、绝缘层和过桥层；
所述电极膜片层，包括天线和电极膜片；
所述卡基层，在所述电极膜片层之下，包括8个第一通孔点，所述8个第一通孔点位于所述电极膜片上的8个金属触点的正下方；
所述RFID天线层，在所述卡基层之下，包括RFID天线、连接触点、第一芯片贴附点和第二芯片贴附点，所述连接触点、所述第一芯片贴附点分别连接于所述RFID天线的两端；
所述绝缘层，在所述RFID天线层之下，包括8个第二通孔点、第三通孔点、第四通孔点和第五通孔点，所述8个第二通孔点位于所述8个第一通孔点的正下方，所述第三通孔点位于所述连接触点的正下方，所述第四通孔点位于所述第一芯片贴附点的正下方，所述第五通孔点位于所述第二芯片贴附点的正下方；
所述过桥层，在所述绝缘层之下，包括过桥，所述过桥连接所述连接触点和所述第二芯片贴附点。
2.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述天线、所述RFID天线和所述过桥组成多层立体式RFID标签模块。
3.根据权利要求2所述的天线模块，其特征在于，所述多层立体式RFID标签模块是高频RFID标签模块。
4.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述电极膜片上的8个金属触点的位置、大小符合智能卡国际标准ISO/IEC7816。
5.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述天线环绕分布在所述电极膜片的外侧。
6.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述RFID天线沿所述RFID天线层的边缘环绕分布。
7.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述电极膜片层是有一定厚度的金属。
8.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述电极膜片层、所述卡基层和所述RFID天线层是一种双面覆金属的整体材料。
9.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述电极膜片层、所述卡基层、所述射频识别RFID天线层、所述绝缘层和所述过桥层大小相同。
10.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述卡基层的材料包括聚氯乙烯PVC、聚碳酸酯PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯PETG、纸中的一种或多种的组合。
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