CN104166870B - 双界面金属智能芯片卡及其制造方法 - Google Patents

Abstract

双界面金属智能芯片卡，包括金属卡体，所述金属卡体上依次设置中间层、印刷片层和透明保护层，所述金属卡体、中间层、印刷片层和透明保护层构成智能芯片卡的卡基，所述卡基上设置有容纳IC模块的凹腔；所述金属卡体为吸波材质金属卡体，所述中间层上设置有感应天线，所述IC模块包括芯片以及与所述芯片电连接的耦合微天线，所述IC模块通过所述耦合微天线与所述感应天线之间的电磁耦合以及所述感应天线与读卡器的感应线圈之间的电磁耦合，进行芯片与读卡器的信息交换。本发明解决了金属卡难以同时实现双界面芯片卡接触式和非接触式通讯功能的技术问题，提供了一种全新的手感触觉好，有金属重感，可实现双界面交易功能的双界面IC金属卡片。

Description

双界面金属智能芯片卡及其制造方法

技术领域

本发明属于智能IC卡技术领域，更具体地说，涉及一种可以采用接触式和非接触式两种通讯方式的智能芯片卡及其制造方法。

背景技术

随着近年来智能卡技术的不断发展，各类磁条卡、IC卡已经广泛应用在金融、医疗、公共交通、安保系统、电话通信、社保等领域，卡片制造商为吸引更多的客户使用其发行的卡片，纷纷推出不同结构和样式的卡片。通过卡片与读卡器的通讯方式进行区分，现有IC卡主要分为两类：可通过与专用设备接触来写入和读出信息的接触式IC卡，以及仅通过靠近专用设备来写入和读出信息的非接触式IC卡。

IC卡的卡片本体两侧印刷图案或文字，有的中间还带有天线，在图案的两侧表面使用透明保护层。传统的IC卡主要采用热塑性材料制成，由于热塑性材料的特性，自然环境中的湿气及高温可以打断IC卡的聚合物之内的化学键，使长期暴露于湿气和阳光环境内的卡片变得弯曲或破裂导致不能使用。而且热塑性材料制成的IC卡也容易人为折断或切割，导致卡片损坏而无法使用，而且该类型卡片外观图案单一，卡片样式少，手感触觉体验差，不能满足使用者的不同需求。

为了解决以上问题，目前市面上已出现包含或采用金属材料制成的智能芯片卡。如新时富制品卡(深圳)有限公司申请的专利号为200420070939.7的中国实用新型专利公开了一种压纹卡，其包括至少一层本体、该本体的至少一个侧面贴合带有凹凸图纹的金属膜，金属膜与本体一体形成带有凹凸图纹的表面。卡片的近侧端开设有一开口槽，开口槽中设置有与其相配的并能与本体贴合的IC片，制得接触式IC卡；也可以直接在卡片的本体上安装IC片和连接IC片的天线，制得非接触式IC卡。

美国运通旅游有关服务公司申请的公开号为CN102089772A的中国专利申请公开了一种金属卡及其制造方法，其通过切割第一金属片以形成卡体，切割第二金属片形成背板，将粘合剂施加于所述背板，并将所述背板粘接于所述卡体上，卡体上有放置模块的凹槽，使用粘接剂固定，主要制作接触式金属卡。但这种金属卡批量加工难度大，成本高，最主要的是无法实现双界面交易功能。

以上两种卡片在本体的一侧、边缘或者本体本身使用了金属材质，通过采用金属膜或金属片体制成IC卡，使得卡整体美观度有了进一步的提升，更显得高端、大气，提供了更多的卡片样式，改善了卡片的耐用性及触觉体验，但是制得的卡片由于具有金属层，金属层对天线收发的电磁波信号具有屏蔽作用，因此制得的卡片只能是单一的接触式卡片，非接触式卡片的感应距离受金属层的屏蔽影响而减小，无法满足用户的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双界面金属智能芯片卡及其制造方法，该智能芯片卡可以使用接触式和非接触式两种通讯方式进行信息读写。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

双界面金属智能芯片卡，包括金属卡体，所述金属卡体上依次设置中间层、印刷片层和透明保护层，所述金属卡体、中间层、印刷片层和透明保护层构成智能芯片卡的卡基，所述卡基上设置有容纳IC模块的凹腔，所述IC模块封装于所述卡基内；所述金属卡体为吸波材质金属卡体，所述中间层上设置有感应天线，所述IC模块包括芯片以及与所述芯片电连接的耦合微天线，所述IC模块通过所述耦合微天线与所述感应天线之间的电磁耦合以及所述感应天线与读卡器的感应线圈之间的电磁耦合，进行芯片与读卡器的信息交换。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述金属卡体为铁镍合金卡体。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述印刷片层为PVC聚氯乙烯层或PET聚酯层或PETG聚对苯二甲酸乙二醇酯层或ABS树脂层或PC聚碳酸酯层。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述卡基采用环氧树脂粘接剂将所述金属卡体、中间层、印刷片层及透明保护层粘接后低温固化而成。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述耦合微天线为铜或铝，通过蚀刻工艺与所述芯片电连接。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述感应天线通过蚀刻或丝网印刷导电油墨制作于所述中间层上。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述印刷片层和透明保护层上包含有磁条、签名条、全息图、凹字、条码、二维码、个人签名信息中的至少一种信息。

作为本发明双界面金属智能芯片卡的一种改进，所述凹腔包括上层容纳槽和下层容纳槽，所述上层容纳槽的宽度大于下层容纳槽的宽度，IC模块与所述凹腔为间隙配合。

一种双界面金属智能芯片卡的制造方法，包括以下步骤：

制作包含有印刷片层及透明保护层；

在中间层上制作感应天线；

在芯片上制作IC模块的耦合微天线，使耦合微天线与芯片电连接；

采用吸波特性金属制作金属卡体，并按标准卡体大小切割；

将金属卡体、中间层、印刷片层及透明保护层粘接在一起，形成卡基；

在卡基上铣槽，铣出用于放置IC模块的凹腔；

将IC模块进行备胶；

对卡基上的IC模块进行压合，封装芯片后完成卡片的制作。

作为本发明双界面金属智能芯片卡制造方法的一种改进，采用环氧树脂粘接剂将金属卡体、中间层、印刷片层及透明保护层粘接在一起，进行低温固化，形成卡基。

由以上技术方案可知，本发明采用具有吸波特性的金属材料制作金属卡体，可提高天线的防电磁干扰特性，通过双耦合天线的结构，实现芯片信息与读卡器数据的交换，在一定距离内仍可有效传递信息，而且耐磨耐污不易刮花，金属质感强，卡面整体视觉效果较完美。本发明芯片卡采用低温固化方式制作，制作工艺简单方便，生产效率高，易于批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例智能芯片卡的分解结构示意图；

图2为本发明实施例智能芯片卡的剖视图；

图3为IC模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，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。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明所述的双界面智能芯片卡是指可以同时支持接触式与非接触式通讯方式的芯片卡，接触接口和非接触接口共用一个芯片进行控制，使用时可以选择接触模式和非接触模式进行信息的读写。由于普通的金属材料会对电磁波产生屏蔽，包含有金属材料或采用金属材料制成的IC卡，其感应距离会因电磁波受到屏蔽而降低，从而容易导致双界面IC卡的非接功能部分失效。本发明采用具有吸波特性的金属材料制作卡体，配合双耦合天线，解决了双界面智能芯片卡的金属卡体的电磁屏蔽问题，保证了天线的电磁波感应性能，同时改善了制作工艺，产品良率高，外观高贵、大气，有金属质感。

参照图1、图2和图3，本发明的双界面金属智能芯片卡包括由吸波材料制成的金属卡体1、中间层2、印刷片层3、透明保护层4、IC模块5及感应天线6，感应天线6为设置于中间层2上的闭合线圈。IC模块5包括芯片5-1及与芯片5-1电连接的耦合微天线5-2，耦合微天线5-2环绕芯片5-1设置。透明保护层上可以设置磁条。金属卡体的表面上可以根据客户的不同需求制作成不同的有手感的纹路，也可以在表面添加特殊工艺，如镀金、镀银、镀铜等。本发明的芯片、印刷片层及透明保护层的结构与现有技术相同。

金属卡体1上依次设置中间层2、印刷片层3及透明保护层4，金属卡体1的外侧(与中间层相对的一侧)带有凹凸不平纹路的图案。中间层2和印刷片层3上加工有容纳IC模块5的凹腔10，凹腔10的深度根据IC模块5的尺寸确定，IC模块5设置于凹腔10内，与凹腔10间为间隙配合，即IC模块5与凹腔内壁间有一定的间距。金属卡体上也要根据模块的尺寸确定铣不同深度的凹槽，以配合凹腔容纳IC模块。透明保护层上加工有缺口，以露出IC模块。

本发明的双界面智能芯片卡，在金属卡体1的一侧采用环氧树脂粘接剂通过低温固化方式与感应天线6(中间层2)、印刷片层3、透明保护层4粘在一起，印刷片层3可采用PVC聚氯乙烯材料或PET聚酯材料或PETG聚对苯二甲酸乙二醇酯材料或ABS树脂材料或PC聚碳酸酯材料制成。凹腔10包括上层容纳槽10-1和下层容纳槽10-2，上层容纳槽10-1的宽度大于下层容纳槽10-2的宽度，IC模块5容纳于凹腔10内。金属卡体1、中间层2、印刷片层3及透明保护层4构成智能芯片卡的卡基，感应天线6镶嵌在卡基的内部，IC模块5上的耦合微天线5-2首先与感应天线6通过电磁耦合传递芯片的数据，感应天线6再与读卡器上的感应线圈再次耦合，与读卡器进行数据的相互传输，使得IC模块可以与外界应用环境进行通讯，实现交易功能。

下面以一具体实施例对本发明智能芯片卡的制造方法进行详细说明，该智能芯片卡的制作工艺包括以下步骤：

制作包含有磁条、签名条、全息图、凹字、条码、二维码、个人签名等信息或者包含前述部分信息的印刷片层3及透明保护层4；

采用蚀刻或者丝网印刷导电油墨技术在中间层2上制作感应天线6；

在芯片5-1上采用蚀刻铜或铝等导电材料的工艺制作IC模块5的耦合微天线5-2，使耦合微天线5-2与芯片5-1电连接；

在金属卡体1一侧面上根据客户的要求加工成不同的图案，并按标准卡体大小切割；本发明的金属本体采用具体吸波特性的金属材料制成，如铁镍合金或其他金属材质，具有吸波特性的金属卡体可以有效的防止电磁干扰，不影响卡基内的双耦合天线与外界进行通讯；

采用GSC环氧树脂粘接剂将金属卡体1、中间层2、印刷片层3及透明保护层4粘接在一起，进行低温固化，形成卡基；环氧树脂粘接剂可以实现金属与PVC、PET、ABS等材料的有效粘合，具有高强度、高性能、耐老化、抗剥离及抗冲击强度高、固化时间短，效率高等特点；

在卡基上铣槽，铣出用于放置IC模块5的凹腔10；

将IC模块5进行备胶；

采用热压和冷压装置对卡基上的IC模块进行压合，确保粘接牢固，封装芯片后完成卡片的制作。

IC模块5与卡基内的闭合感应天线6之间无需连接，IC模块5通过耦合微天线5-2与感应天线6之间、感应天线6与读卡器的感应线圈之间的两次电磁耦合，实现芯片与读卡器的信息交换。前述步骤中，1～4步的印刷片层及透明保护层的制作、天线的制作及金属卡体的制作等步骤顺序可以根据制作工艺进行改变，不限于前述实施例的流程。

本发明采用具有吸波特性的金属材料以及双耦合天线结构，在天线与读卡器之间进行数据传输时，具有吸波特性的金属卡体可以增加感生磁场通过吸波材料本身，减少被金属板屏蔽的几率，进而减少感生磁场的损耗，因为采用吸波材料制作金属卡体，寄生电容和频率偏移减少，与读卡器的共振频率相一致，从而改善读卡距离，解决了金属卡难以同时实现双界面芯片卡接触式和非接触式通讯功能的技术问题，以及金属卡制作难，成本高，批量生产难度大的问题，提供了一种全新的手感触觉好，有金属重感，可实现双界面交易功能的双界面IC金属卡片。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。

Claims (7)

1.双界面金属智能芯片卡，包括金属卡体，所述金属卡体上依次设置中间层、印刷片层和透明保护层，所述金属卡体、中间层、印刷片层和透明保护层构成智能芯片卡的卡基，所述卡基上设置有容纳IC模块的凹腔，所述IC模块封装于所述卡基内；

其特征在于：

所述金属卡体为吸波材质金属卡体，由铁镍合金制成，所述中间层上设置有感应天线，所述IC模块包括芯片以及与所述芯片电连接的耦合微天线，所述IC模块通过所述耦合微天线与所述感应天线之间的电磁耦合以及所述感应天线与读卡器的感应线圈之间的电磁耦合，进行芯片与读卡器的信息交换；

所述卡基采用环氧树脂粘接剂将所述金属卡体、中间层、印刷片层及透明保护层粘接后低温固化而成。

2.根据权利要求1所述的双界面金属智能芯片卡，其特征在于：所述印刷片层为PVC聚氯乙烯层或PET聚酯层或PETG聚对苯二甲酸乙二醇酯层或ABS树脂层或PC聚碳酸酯层。

3.根据权利要求1所述的双界面金属智能芯片卡，其特征在于：所述耦合微天线为铜或铝，通过蚀刻工艺与所述芯片电连接。

4.根据权利要求1所述的双界面金属智能芯片卡，其特征在于：所述感应天线通过蚀刻或丝网印刷导电油墨制作于所述中间层上。

5.根据权利要求1所述的双界面金属智能芯片卡，其特征在于：所述印刷片层和透明保护层上包含有磁条、签名条、全息图、凹字、条码、二维码、个人签名信息中的至少一种信息。

6.根据权利要求1所述的双界面金属智能芯片卡，其特征在于：所述凹腔包括上层容纳槽和下层容纳槽，所述上层容纳槽的宽度大于下层容纳槽的宽度，IC模块与所述凹腔为间隙配合。

7.一种双界面金属智能芯片卡的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

制作包含有印刷片层及透明保护层；

在中间层上制作感应天线；

在芯片上制作IC模块的耦合微天线，使耦合微天线与芯片电连接；

采用吸波特性金属制作金属卡体，并按标准卡体大小切割，所述金属卡体由铁镍合金制成；

将金属卡体、中间层、印刷片层及透明保护层粘接在一起，采用环氧树脂粘接剂将金属卡体、中间层、印刷片层及透明保护层粘接在一起，进行低温固化，形成卡基；

在卡基上铣槽，铣出用于放置IC模块的凹腔；

将IC模块进行备胶；

对卡基上的IC模块进行压合，封装芯片后完成卡片的制作。