CN107262939A - Ic卡的激光加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种IC卡的激光加工方法，包括：步骤1：将第一压板压在大卡料上；步骤2：采用第一CO2激光雕刻芯片槽位的第一层，同时采用第二CO2激光切割出IC卡的R角；步骤3：将第二压板压在大卡料上；步骤4：采用第一UV激光雕刻芯片槽位的第二层；步骤5：将完成背胶的芯片置于芯片槽位内，盖上光学玻璃；步骤6：采用第三CO2激光扫描芯片，使芯片背面的热熔胶融化，芯片与卡基粘连；步骤7：利用气压来固定大卡料；步骤8：采用第四CO2激光切割IC卡的直线边，得到完成加工的IC卡。本发明实施例通过采用激光进行挖槽、切割、封装，解决了加工过程中的噪音大、能耗大、加工效率低的问题，进而达到了节能环保、加工效率高的技术效果。

Description

IC卡的激光加工方法
技术领域
本发明涉及IC卡加工技术领域，尤其涉及一种IC卡的激光加工方法。
背景技术
现有的IC卡的加工都是通过机械设备进行铣槽、冲切，然后通过电加热进行封装。
然而，现有的IC卡的加工方式存在噪音大、能耗大、加工效率低的缺点。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种IC卡的激光加工方法，以使噪音小、能耗低、加工效率高。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种IC卡的激光加工方法，包括：
步骤1：将待加工的大卡料置于第一工作台上，将带有芯片槽位及R角预留孔的透明的第一压板压在所述大卡料上，并进行定位；
步骤2：根据定位采用第一CO2激光沿预设扫描路径间隔填充大卡料的芯片槽位，雕刻芯片槽位的第一层，其中，第一CO2激光的扫描速度范围为500mm/s~700mm/s，填充间距范围为0.07mm~0.09mm，功率范围为90W~110W，波长范围为9.13μm~9.95μm，频率范围为9.5kHz~10.5kHz；同时，根据定位采用第二CO2激光以预设速度切割出IC卡的R角，得到初步挖槽的大卡料，其中，预设速度范围为400mm/s~600mm/s，第二CO2激光的功率范围为140W~160W，波长范围为9.13μm~9.95μm；
步骤3：将初步挖槽的大卡料置于第二工作台上，将带有芯片槽位的透明的第二压板压在所述大卡料上，并进行定位；
步骤4：根据定位采用第一UV激光沿预设扫描路径间隔填充初步挖槽的大卡料的芯片槽位，雕刻芯片槽位的第二层，得到完成挖槽的大卡料，其中，第一UV激光的扫描速度范围为250mm/s~350mm/s，填充间距范围为0.02mm~0.04mm，功率范围为25W~35W，波长范围为300nm~400nm，频率范围为35kHz~45kHz；
步骤5：将完成挖槽的大卡料置于第三工作台上，将完成背胶的芯片置于所述大卡料的芯片槽位内，盖上光学玻璃，并进行定位；
步骤6：根据定位采用第三CO2激光并将激光聚焦使激光光斑以预设功率密度照射于芯片上，沿芯片表面的内边缘行进一周扫描加热，使芯片背面的热熔胶融化，芯片与卡基粘连，得到完成封装的大卡料，其中，预设功率密度范围为106~109W/cm2，第三CO2激光的波长范围为10.06μm~11.02μm，脉冲频率的范围为1Hz~15Hz，脉冲宽度的范围为0.1ms~15ms；
步骤7：将完成封装的大卡料置于第四工作台上，抽掉大卡料与第四工作台之间的空气，利用气压来固定大卡料并对大卡料进行定位；
步骤8：根据定位采用第四CO2激光以预设速度切割IC卡的直线边，得到完成加工的IC卡，其中，第四CO2激光的功率范围为140W~160W，波长范围为9.13μm~9.95μm。
本发明实施例通过提出一种IC卡的激光加工方法，通过采用激光进行挖槽、切割、封装，解决了加工过程中的噪音大、能耗大、加工效率低的问题，进而达到了节能环保、加工效率高的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例的IC卡的激光加工方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参照图1，本发明实施例的IC卡的激光加工方法主要包括步骤1～步骤8。
步骤1：将待加工的大卡料置于第一工作台上，将带有芯片槽位及R角预留孔的透明的第一压板压在所述大卡料上，并进行定位。例如，第一工作台可采用水循环冷却的工作台，通过气缸带动缩杆夹持大卡料来移动大卡料；优选地，采用OCR视频定位技术对大卡料进行定位。第一压板用于压平大卡料，防止大卡料受热后变形。
步骤2：根据定位采用第一CO2激光沿预设扫描路径间隔填充大卡料的芯片槽位，雕刻芯片槽位的第一层（通常IC卡芯片槽位的第一层深度范围为0.28mm-0.3mm），其中，第一CO2激光的扫描速度范围为500mm/s~700mm/s，填充间距范围为0.07mm~0.09mm，功率范围为90W~110W，波长范围为9.13μm~9.95μm，频率范围为9.5kHz~10.5kHz；同时，根据定位采用第二CO2激光以预设速度切割出IC卡的R角，得到初步挖槽的大卡料，其中，预设速度范围为400mm/s~600mm/s，第二CO2激光的功率范围为140W~160W，波长范围为9.13μm~9.95μm。本发明实施例在雕刻芯片槽位的第一层的同时进行切割IC卡的R角，使在切割IC卡的直线边的时候，IC卡的R角部位已经冷却，从而不会影响切割IC卡的直线边，缩短了IC卡的加工时间，提高了IC卡的加工效率；此外，还可采用分光镜将一束二氧化碳激光分成多束二氧化碳激光，不但节省二氧化碳激光器，还可同时加工多个大卡料，进一步提高效率。
步骤3：将初步挖槽的大卡料置于第二工作台上，将带有芯片槽位的透明的第二压板压在所述大卡料上，并进行定位。
步骤4：根据定位采用第一UV激光沿预设扫描路径间隔填充初步挖槽的大卡料的芯片槽位，雕刻芯片槽位的第二层（通常IC卡芯片槽位的第二层深度范围为0.245 mm-0.255 mm），得到完成挖槽的大卡料，其中，第一UV激光的扫描速度范围为250mm/s~350mm/s，填充间距范围为0.02mm~0.04mm，功率范围为25W~35W，波长范围为300nm~400nm，频率范围为35kHz~45kHz。例如，PVC/ABS卡基厚度只有0.8mm，甚至更薄，而SIM卡封装槽位第一层尺寸为11.3mm*8.5mm，深度为0.28±0.03mm；第二层槽是6mm直径的圆，深度是0.52±0.03mm，激光是靠高热雾化物质达到雕刻效果，PVC/ABS材料的软化点在78度左右，通常情况下要雕刻所述深度的槽位，卡槽背面就会遇高温产生软化变形，通过本发明实施例的IC卡的激光加工方法，可使激光源、功率、波长和时间完美配合，有效地解决激光雕刻卡槽的技术困难，完美解决变形问题；同时，因为是采用激光进行雾化，使IC卡槽位的位置精度控制达到±0.05MM，极大的提高了雕刻的精度。
步骤5：将完成挖槽的大卡料置于第三工作台上，将完成背胶的芯片置于所述大卡料的芯片槽位内，盖上光学玻璃，并进行定位。本发明实施例通过采用光学玻璃进行加压，既使得芯片在其背面的热熔胶融化后能够有效粘接芯片槽位，又不会阻挡激光对芯片表面的加热。
步骤6：根据定位采用第三CO2激光并将激光聚焦使激光光斑以预设功率密度照射于芯片上，沿芯片表面的内边缘行进一周扫描加热，使芯片背面的热熔胶融化，芯片与大卡料的卡基粘连，得到完成封装的大卡料，其中，预设功率密度范围为106~109W/cm2（此时激光的光斑大小为0.2~2mm2），第三CO2激光的波长范围为10.06μm~11.02μm，脉冲频率的范围为1Hz~15Hz，脉冲宽度的范围为0.1ms~15ms。本发明实施例通过调整焦距来改变激光的光斑大小进而改变激光光斑的功率密度，使芯片背面的热熔胶瞬间被加热到150度左右，使热熔胶完全融化，又不会因为过热而损坏芯片的表面。
步骤7：将完成封装的大卡料置于第四工作台上，抽掉大卡料与第四工作台之间的空气，利用气压来固定大卡料并对大卡料进行定位。例如，第四工作台可采用真空吸附台，在第四工作台上设置对应的孔和/或吸盘，采用真空泵抽掉孔里的空气，在气压的作用下，大卡料紧贴第四工作台上，在受热的情况下不会发生变形。
步骤8：根据定位采用第四CO2激光以预设速度切割IC卡的直线边，得到完成加工的IC卡，其中，第四CO2激光的功率范围为140W~160W，波长范围为9.13μm~9.95μm。IC卡加工好后可通过吸盘将IC卡吸起送入对应的收卡器里进行收集。本发明实施例解决了如PCB、PET、PQ、FKS等多种材质的IC卡的切割问题，能同时满足多种材质的IC卡的切割。
作为一种实施方式，步骤5之前还包括芯片切割步骤：将待切割的芯片带的背面进行背胶，采用第二UV激光扫描切割完成背胶的芯片带，切割得到完成背胶的芯片，其中第二UV激光的扫描速度范围为450mm/s~650mm/s，功率范围为7W~9W，波长范围为300nm~400nm，频率范围为75kHz~85kHz。本发明实施例可满足多种材质的芯片的的切割；而且在切割的时候，既能够把芯片背面的胶与芯片同时切割下来，又不会溶化芯片背面的胶，让胶产生粘连影响IC芯片的取放；另外，本发明实施例还能同时满足效率的同步。
作为一种实施方式，芯片切割步骤中第二UV激光的波长为355nm，扫描速度为500mm/s，频率为80kHz，功率为8W。
作为一种实施方式，步骤2中第一CO2激光的波长为9.3μm，扫描速度为600mm/s，频率为10kHz，填充间距为0.08mm，功率为100W。
作为一种实施方式，步骤2及步骤8中的预设速度为500mm/s，第二CO2激光的功率为150W，波长为9.3μm。作为一种实施方式，第四CO2激光的功率为150W，波长为9.3μm。
作为一种实施方式，步骤4中第一UV激光的扫描速度为300mm/s，填充间距为0.03mm，功率为30W，波长为355nm，频率为40kHz。
作为一种实施方式，步骤6中预设功率密度为5*108W/cm2（此时激光的光斑大小为1.5mm2左右），第三CO2激光的波长为10.64μm，脉冲频率为8Hz，脉冲宽度为8ms。
本发明实施例可采用多台激光器同时加工，实现同时加工多个IC卡及单卡多芯加工，自动化控制加工全过程，大大提高IC卡的加工效率。本发明实施例至少具有如下技术效果：
1）操作简单。现有的IC卡加工都是靠机械设备来完成，铣刀、工装夹具等配套比较多，调试、更换等都需要人工操作，对人员要求以相对比较高；而本发明实施例可通过工控机进行控制，操作更方便，维护更便捷，不用更换易耗配件。
2）节能、环保。现有的IC卡加工设备都是靠气动原件和电动原件控制，设备工作时震动大、噪音大，机械运动频率高，设备产生热量大；而本发明实施例可采用多个激光器集成在一个设备上，同时在一张大卡料上进行瞬间加热工作，激光热量流失小，有效控制设备自身发热，大大降低了能耗使用。
3）节约人员、场地。例如，本发明实施例可集成16台激光在一台设备上，同时在一张740mm*460mm的大卡料对16个IC卡进行加热作业，一台设备产能相当于10台IC卡加工设备的产能，大大提高效率，节约操作人员及使用场地。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、FLASH、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccess Memory，RAM）等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种IC卡的激光加工方法，其特征在于，包括：
步骤1：将待加工的大卡料置于第一工作台上，将带有芯片槽位及R角预留孔的透明的第一压板压在所述大卡料上，并进行定位；
步骤2：根据定位采用第一CO2激光沿预设扫描路径间隔填充大卡料的芯片槽位，雕刻芯片槽位的第一层，其中，第一CO2激光的扫描速度范围为500mm/s~700mm/s，填充间距范围为0.07mm~0.09mm，功率范围为90W~110W，波长范围为9.13μm~9.95μm，频率范围为9.5kHz~10.5kHz；同时，根据定位采用第二CO2激光以预设速度切割出IC卡的R角，得到初步挖槽的大卡料，其中，预设速度范围为400mm/s~600mm/s，第二CO2激光的功率范围为140W~160W，波长范围为9.13μm~9.95μm；
步骤3：将初步挖槽的大卡料置于第二工作台上，将带有芯片槽位的透明的第二压板压在所述大卡料上，并进行定位；
步骤4：根据定位采用第一UV激光沿预设扫描路径间隔填充初步挖槽的大卡料的芯片槽位，雕刻芯片槽位的第二层，得到完成挖槽的大卡料，其中，第一UV激光的扫描速度范围为250mm/s~350mm/s，填充间距范围为0.02mm~0.04mm，功率范围为25W~35W，波长范围为300nm~400nm，频率范围为35kHz~45kHz；
步骤5：将完成挖槽的大卡料置于第三工作台上，将完成背胶的芯片置于所述大卡料的芯片槽位内，盖上光学玻璃，并进行定位；
步骤6：根据定位采用第三CO2激光并将激光聚焦使激光光斑以预设功率密度照射于芯片上，沿芯片表面的内边缘行进一周扫描加热，使芯片背面的热熔胶融化，芯片与卡基粘连，得到完成封装的大卡料，其中，预设功率密度范围为106~109W/cm2，第三CO2激光的波长范围为10.06μm~11.02μm，脉冲频率的范围为1Hz~15Hz，脉冲宽度的范围为0.1ms~15ms；
步骤7：将完成封装的大卡料置于第四工作台上，抽掉大卡料与第四工作台之间的空气，利用气压来固定大卡料并对大卡料进行定位；
步骤8：根据定位采用第四CO2激光以预设速度切割IC卡的直线边，得到完成加工的IC卡，其中，第四CO2激光的功率范围为140W~160W，波长范围为9.13μm~9.95μm。
2.如权利要求1所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述步骤5之前还包括芯片切割步骤：将待切割的芯片带的背面进行背胶，采用第二UV激光扫描切割完成背胶的芯片带，切割得到完成背胶的芯片，其中第二UV激光的扫描速度范围为450mm/s~650mm/s，功率范围为7W~9W，波长范围为300nm~400nm，频率范围为75kHz~85kHz。
3.如权利要求2所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述芯片切割步骤中第二UV激光的波长为355nm，扫描速度为500 mm/s，频率为80kHz，功率为8W。
4.如权利要求1所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述步骤2中第一CO2激光的波长为9.3μm，扫描速度为600mm/s，频率为10kHz，填充间距为0.08mm，功率为100W。
5.如权利要求1所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述预设速度为500mm/s，第二CO2激光的功率为150W，波长为9.3μm。
6.如权利要求1所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述步骤4中第一UV激光的扫描速度为300mm/s，填充间距为0.03mm，功率为30W，波长为355nm，频率为40kHz。
7.如权利要求1所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述步骤6中预设功率密度为5*108W/cm2，第三CO2激光的波长为10.64μm，脉冲频率为8Hz，脉冲宽度为8ms。
8.如权利要求1所述的IC卡的激光加工方法，其特征在于，所述第四CO2激光的功率为150W，波长为9.3μm。
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