CN112200285A - 用于制造芯片卡层结构的方法以及芯片卡层结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造芯片卡层结构的方法。所述方法能够包括：将光学透明的或光学半透明的块体置入到不透明的层结构的开口中，其中块体能够具有比层结构更大的厚度，并且其中块体能够具有与开口基本上相同的体积(610)；以及层压块体和层结构，使得块体的材料基本上填满开口(620)。本发明还涉及一种芯片卡层结构。

Description

用于制造芯片卡层结构的方法以及芯片卡层结构
技术领域
本发明涉及芯片卡层结构以及用于制造芯片卡层结构的方法。
背景技术
在芯片卡、例如用于辨别目的的芯片卡(并且与此相应地也称为ID卡)中，越来越多地将透明窗用作为安全特征。附加地，例如可以应用激光雕刻或例如微压印，例如文本的微压印。
在此，在芯片卡中实施这种透明窗的技术挑战在于：使用最佳适合于现有设备和现存工艺的方法，并且作为边界条件，能够实现生产具有最高质量的和高的可复现性的大件数的产品。
最高质量的标志能够是：透明窗与不透明层之间无间隙、高的平面性以及对后续工艺的良好的粘附性。
在图1中示出具有透明窗106的芯片卡100，所述透明窗借助于现今使用的方法引入到芯片卡卡体的不透明的层结构114中。
在现今使用的方法中的一种方法中，能够将预先制造的透明窗106引入到层结构114的开口中。在此，透明窗106的尺寸设计成，使得所述透明窗具有与层结构的开口精确相同的面几何形状，使得实施过盈配合。这可能需要使用非常精确的、具有高的维护耗费的冲压工具和/或切割工具，或承担高的产量损失。
在现今使用的方法中的另一方法中，在共同的工艺中，将透明窗106与不透明的层结构114的开口一起冲压，并且然后立即在下一工艺中嵌入。为此，需要特定的冲压工具以及所属的方法。特定的冲压工具已经被授予专利(并且与此相应地是价格昂贵的)，并且在全球范围内具有低的流行度。
发明内容
在不同的实施例中，提供一种用于制造芯片卡层结构的方法，所述方法能够实现，以低成本的方式在除此之外的不透明的剩余的层结构中提供具有可透光的窗的芯片卡。此外，提供一种相应的芯片卡层结构。在不同的实施例中，可透光的窗能够与不透明的层结构牢固地连接。
在不同的实施例中，通过如下方式解决上述问题：为了产生窗而使用可透光的块体，所述可透光的块体在横向方向上具有比在芯片卡的(不透明的)层结构中的开口更小的尺寸，但是比开口深度更厚。在(例如借助于压力和可能的热量输送的)层压中，能够将块体改型，使得其至少基本上完全地填满开口。
在不同的实施例中，将可透光的块体置入到不透明的层结构的开口中，其中可透光的块体具有比开口横向更小的尺寸，然而所述块体比开口深度更厚。随后，能够将块体和层结构层压，使得块体的材料基本上填满开口(例如贯通开口)。
换言之，在不同的实施例中，在块体的外壁与开口的内壁之间的间隙能够借助于块体的增加的厚度通过如下方式来补偿：块体的体积安排成，使得块体的可透光的材料在改型之后至少填满开口的体积。在此，块体的体积能够安排成，使得在层压之后可透光的材料精确地或基本上精确地填满开口，或使得存在比开口能够容纳的材料更多的材料，以至于在层压时，可透光的材料重新分布，使得所述材料延伸到层结构的表面的至少一部分上。借此，尤其在材料延伸到层结构的两个表面上时，能够产生可透光的材料与不透明的层结构的强锚固。
在不同的实施例中，块体的材料的一部分能够从开口中挤压出来并且覆盖层结构的表面的一部分。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下文中详细阐述。
附图示出：
图1示出根据现有技术的在层压之前的芯片卡层结构的示意性横截面视图；
图2示出根据不同的实施例的芯片卡的三个示意图；
图3示出根据不同的实施例的在层压之前的芯片卡层结构的示意性横截面视图；
图4示出根据不同的实施例的在层压之后的芯片卡层结构的示意性横截面视图；
图5示出具有多个芯片卡层结构的芯片卡层结构装置的示意性俯视图；以及
图6示出用于制造根据不同的实施例的芯片卡层结构的方法的流程图。
具体实施方式
在下面详细的描述中参考附图，所述附图形成所述描述的一部分，并且在所述附图中为了图解说明而示出特定的实施方式，在所述实施方式中能够实施本发明。在所述方面，关于所描述的(多个)附图的定向，使用方向术语例如“上方”、“下方”、“前方”、“后方”、“前面”、“后面”等。因为实施方式的部件能够在一定数量的不同取向中定位，所以方向术语用于图解说明，并且绝不是限制性的。应当理解，能够使用另外的实施方式，并且能够进行结构上的或逻辑上的改变，而不脱离本发明的保护范围。应当理解，只要未另外特别地说明，则在本文中描述的不同的示例性的实施方式的特征能够彼此组合。因此，下文中的详细描述不应该在限制性的意义上理解，并且本发明的保护范围通过所附的实施例限定。
图2示出根据不同的实施例的芯片卡200的三个示意图，即，在上方示出芯片卡200的前侧的俯视图，在中间示出芯片卡200的后侧的俯视图，并且在下方示出示意性图解说明：芯片卡200的增益天线104能够设置在哪个区域中。
图3示出根据不同的实施例的在层压之前的芯片卡层结构220的示意性横截面视图。图4示出根据不同的实施例的在层压之后的芯片卡层结构220的示意性横截面视图，例如图2中的芯片卡层结构220沿着线A-A’的横截面视图，并且图6示出用于制造根据不同的实施例的芯片卡层结构的方法的流程图600。
芯片卡200能够具有：芯片卡层结构220，如在下文中更详细说明的那样；和还有芯片卡模块222，所述芯片卡模块具有芯片(未示出，而是仅仅示出与芯片连接的接触面；除了所示出的基于接触的使用之外，在不同的实施例中，芯片卡200能够以基本上已知的方式替选地或附加地设立用于非接触的使用)。
图3和图4共同地图解说明用于制造根据不同的实施例的芯片卡层结构220的方法，所述方法在图6的流程图600中详述。因为图3示出在层压之前的芯片卡层结构220的图解说明，而图4示出在层压之后的芯片卡层结构220。
如在图3中所示出的那样，芯片卡层结构220能够具有带有开口330的不透明的层结构114。在不同的实施例中，开口330能够是贯通开口。在另外的实施例中，开口330能够仅仅延伸经过不透明的层结构114的厚度的一部分。
在该上下文中，将不透明的层结构114应当理解为：形成层结构114并在其中形成开口330的层110、108至少在开口330的周围是略微半透明的或透明的，使得在开口330中形成的可透光的窗106在其透光性方面与邻接的区域不同。在不同的实施例中，不透明的层结构114能够具有多个子层，例如在图3和图4中示出的子层108、110，其中一个子层或子层108、110中的至少一个子层的子子层(未示出)能够是透明的或半透明的。在不同的实施例中，在层结构114中能够设置有或设置多个可透光的窗106。
层结构114能够基本上以已知的方式形成，或能够基本上是以已知的方式形成的。在不同的实施例中，层结构114能够具有至少一个电元件，例如作为所示出的子层108、110或其他的子层的一部分或嵌入所述子层中。示例性地，示出天线结构104。电元件的另外的示例是电容器和发光二极管。替选地或附加地，在不同的实施例中，层结构114能够具有光学元件、例如全息图。
层结构114能够具有印刷的或以其他方式构造的元件，例如子层108、110。
如在图3中所示出的那样，能够在开口330中设置有由可透光的材料106构成的块体。因为，如在下文中继续详述的那样，在层压过程中将可透光的材料106的块体改型成可透光的窗106，在此将附图标记106用于可透光的材料106、块体106和窗106。
可透光的材料106能够是透明的、基本上透明的或半透明的。
在不同的实施例中，可透光的材料106能够对于所有或基本上所有波长的光是可穿透的，即例如对于从紫外直至近红外、例如从大约100nm至大约2500nm的光是可穿透的。在不同的实施例中，可透光的材料106能够仅仅或优选地对于光的一个或多个部分范围是可穿透的，例如仅对可见光(例如从紫色(大约380nm)至红色(大约750nm))、或对光的部分范围(例如优选地对于黄光或对于红光)是可穿透的。
在不同的实施例中，可透光的材料106能够具有热弹性的材料、例如聚碳酸酯、PVC或聚酯。
由可透光的材料106透射的光能够在可透光的材料106中散射，或能够是在可透光的材料106中散射的，因此可透光的材料106是半透明的，或透射的光能够未散射地或基本上未散射地经过可透光的材料106，并且因此可透光的材料是透明的。
如在图3中对横向方向图解说明的那样，可透光的材料106的块体能够在其横向尺寸方面、也就是说在层结构114的平面内小于开口330。与此相应地，块体106能够设置在层结构114中，使得在块体106与层结构114之间形成有间隙S。在不同的实施例中，间隙S能够是环绕的，在另外的实施例中，块体106能够设置在开口330中，使得间隙S不是环绕的或者至少不是以相同的宽度环绕的。
所述生产公差便随着简化的生产，所述生产降低了芯片卡层结构220的制造成本。
在图4中示出的横截面视图能够对应于图2中的芯片卡200的截面。这对应于在X方向上的截面。在层压之前的相应的截面中，在图3中示出的宽度或间隔即对应于在X方向上的宽度或间隔。在Y方向上的宽度和间隔可以按照意义相对应。因此，块体106的在图3中示出的宽度Bb例如能够是块体106在X方向上的宽度Bb，并且块体106的侧壁中的每个侧壁与开口330的相对置的内侧之间的间隔Bs能够是在X方向上的间隔。
在不同的实施例中，开口330的横向构造不仅能够具有在实施例中示出的矩形形状，而且能够具有基本上每种任意的形状，例如，基本上任意的多边形或圆形或卵形。
块体106的侧壁中的每个侧壁与开口330的相对置的内侧之间的间隔Bs能够处于大约1μm至大约20μm的范围内，例如处于大约2μm至大约10μm之间的范围内，例如为大约5μm。
在不同的实施例中，块体106和开口330的横向尺寸、块体106的厚度Hb和层结构114的厚度Hk能够彼此协调，使得块体106的材料的体积等于或大于开口330的体积Vo。
块体106的体积Vb从其底面积Ab(未示出，而是仅示出块体106在X方向上的宽度Bb)和其厚度Hb中根据Vb＝Ab·Hb来计算。
开口的体积Vo从其底面积Ao(未示出，而是仅示出开口330在X方向上的宽度Bo)和其深度Ho(所述深度对应于层结构114的厚度)中根据Vo＝Ao·Ho来计算。
在不同的实施例中，块体106在置入时能够比层结构114厚大约2％至大约25％，例如厚大约10％至20％、例如厚大约15％。
在不同的实施例中，例如如果期望芯片卡层结构220的平的表面，(例如在具有预设厚度Ho的层结构114的情况下)开口330的底面积Ao、块体106的底面积Ab和块体106的厚度Hb能够规定成，使得Vb＝Vo。
借此能够实现，在层压时，例如在应用压力和可能的热量输送的情况下，在块体106改型时，可透光的材料106无间隙地或基本上无间隙地填满开口330，但是不延伸超出或基本上不延伸超出层结构114的上表面和下表面，而是借此形成平坦的或基本上平坦的表面。
在不同的实施例中，例如如果期望将窗106牢固地锚固在层结构220中，(例如在具有预设的厚度Ho的层结构的情况下)开口330的底面积Ao、块体106的底面积Ab和块体106的厚度Hb能够规定成，使得Vb>Vo。
借此能够实现，在层压时，例如在应用压力和可能的热量输送的情况下，在块体106改型时，可透光的材料106无间隙地或基本上无间隙地填满开口330，然而此外延伸超出层结构114的上表面和/或下表面。尤其在图4中示出的情况下，可透光的材料106延伸超出层结构114的下表面和上表面，窗106牢固地锚固在开口330中，从而相对于脱落受到保护。
在不同的实施例中，可以选择块体Vb的体积比开口Vo的体积大得多，使得窗106分别以若干μm、例如分别以大约5μm至15μm延伸超出层结构114的表面。与此对应地，芯片卡层结构220在窗106的区域中的厚度能够比在芯片卡层结构220的其余区域中更厚，大约更厚30μm，例如大约更厚15μm。
层结构114的厚度能够处于大约200μm至大约450μm的范围内。
替选地或附加地，能够在芯片卡层结构220之上(例如在每侧上)设置有或设置一个或多个透明层102、112。
如在图6中详述的那样，用于制造芯片卡层结构的方法600能够包括：将光学透明的或光学半透明的块体置入到不透明的层结构的开口中(在610中)，其中块体能够具有比层结构更大的厚度，并且其中块体能够具有与开口基本上相同的体积；以及层压块体和层结构，使得块体的材料基本上填满开口(在620中)。
如在图5中所示出的那样，能够同时对多个芯片卡层结构220实施所述方法。
换言之，芯片卡层结构装置500能够具有多个芯片卡层结构220。这些芯片卡层结构例如能够矩阵形地、作为行和列设置。
多个芯片卡层结构220例如能够同时层压。
在下文中，概括地阐明一些实施例。
实施例1是一种用于制造芯片卡层结构的方法。所述方法能够包括：将光学透明的或光学半透明的块体置入到不透明的层结构的开口中，其中块体能够具有比层结构更大的厚度，并且其中块体能够具有与开口基本上相同的体积；以及层压块体和层结构，使得块体的材料基本上填满开口。
实施例2是根据实施例1的方法，其中在层压时，块体的材料的一部分从开口中挤压出来并且覆盖层结构的表面的一部分。
实施例3是根据实施例1或实施例2的方法，其中层结构具有在大约200μm至大约450μm的范围内的厚度。
实施例4是根据实施例1至实施例3中任一实施例的方法，其中块体在置入时比层结构厚大约2％至大约25％。
实施例5是根据实施例1至实施例4中任一实施例的方法，其中进行层压，使得块体的材料无间隙地填满开口。
实施例6是根据实施例1至实施例5中任一实施例的方法，其中在层结构中包括至少一个电元件。
实施例7是根据实施例6的方法，其中至少一个电元件具有选自如下组的至少一个电元件：天线结构、电容器和发光二极管。
实施例8是根据实施例1至实施例7任一实施例的方法，其中在层结构中包括至少一个光学元件。
实施例9是根据实施例8的方法，其中光学元件具有全息图。
实施例10是根据实施例1至实施例9中任一实施例的方法，其中块体的材料选自如下组：聚碳酸酯、PVC和聚酯。
实施例11是根据实施例1至实施例10中任一实施例的方法，其中开口是贯通开口。
实施例12是一种芯片卡层结构。芯片卡层结构能够具有：具有至少一个贯通开口的不透明的层结构；以及层压到所述贯通开口中的由光学透明的或光学半透明的材料构成的块体，其中块体的材料的一部分从贯通开口中挤压出来并且覆盖层结构的表面的一部分。
实施例13是根据实施例12的芯片卡层结构，其中块体的材料的从贯通开口中挤压出来的部分覆盖层结构的两个表面的一部分。
实施例14是根据实施例12或实施例13的芯片卡层结构，其中层结构具有在大约200μm至大约450μm的范围内的厚度。
实施例15是根据实施例12至实施例14中任一实施例的芯片卡层结构，其中进行层压，使得块体的材料无间隙地填满贯通开口。
实施例16是根据实施例12至实施例15中任一实施例的芯片卡层结构，其中在层结构中包括至少一个电元件。
实施例17是根据实施例16的芯片卡层结构，其中至少一个电元件具有如下组中的至少一个电元件：天线结构、电容器和发光二极管。
实施例18是根据实施例12至实施例17中任一实施例的芯片卡层结构，其中在层结构中包括至少一个光学元件。
实施例19是根据实施例18的芯片卡层结构，其中光学元件具有全息图。
实施例20是根据实施例12至实施例19中任一实施例的芯片卡层结构，其中块体的材料选自如下组：聚碳酸酯、PVC和聚酯。
实施例21是根据实施例12至实施例20中任一实施例的芯片卡层结构，其中开口是贯通开口。
实施例22是一种芯片卡，所述芯片卡具有根据实施例12至实施例21中任一实施例的芯片卡层结构以及带有芯片的芯片卡模块。
实施例23是一种芯片卡层结构装置，其具有：多个根据实施例12至实施例22中任一实施例的芯片卡层结构。
实施例24是根据实施例23的芯片卡层结构装置，其中多个芯片卡层结构在面中矩形形地设置。
在本说明书的范围内，术语“连接”、“联接”以及“耦联”用于描述直接的和间接的连接、直接的或间接的联接以及直接的或间接的耦联。在附图中，相同的或相似的元件设有相同的附图标记，只要这是适当的。

Claims (16)

1.一种用于制造芯片卡层结构的方法，所述方法包括：
·将光学透明的或光学半透明的块体置入到不透明的层结构的开口中，其中所述块体具有比所述层结构更大的厚度，并且其中所述块体具有与所述开口基本上相同的体积；以及
·层压所述块体和所述层结构，使得所述块体的材料基本上填满所述开口。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中在所述层压时，将所述块体的材料的一部分从所述开口中挤压出来，并且这部分覆盖所述层结构的表面的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述层结构具有在大约200μm至大约450μm的范围内的厚度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其中所述块体在置入时比所述层结构厚大约2％至大约25％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
其中进行所述层压，使得所述块体的材料无间隙地填满所述开口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其中在所述层结构中包括至少一个电元件，
其中所述至少一个电元件可选地具有如下组中的至少一个电元件：
天线结构；
电容器；以及
发光二极管。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其中所述开口是贯通开口。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，
其中在所述层结构中包括至少一个光学元件，
其中所述光学元件可选地具有全息图。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
其中所述块体的材料选自如下组：
·聚碳酸酯；
·PVC；以及
·聚酯。
10.一种芯片卡层结构(220)，所述芯片卡层结构具有：
·具有至少一个开口(330)的不透明的层结构(114)；
·层压到所述开口(330)中的由光学透明的或光学半透明的材料构成的块体；
·其中所述块体的材料的一部分从所述开口(330)中挤压出来并且覆盖所述层结构(114)的表面的一部分。
11.根据权利要求10所述的芯片卡层结构(220)，
其中所述层结构(114)具有在大约200μm至大约450μm的范围内的厚度(Hk)。
12.根据权利要求10或11所述的芯片卡层结构(220)，
其中进行所述层压，使得所述块体的材料无间隙地填满所述贯通开口(330)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的芯片卡层结构(220)，其中在所述层结构(114)中包括至少一个电元件，
其中所述至少一个电元件可选地具有由如下组中的至少一个电元件：
天线结构(104)；
电容器；以及
发光二极管。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的芯片卡层结构(220)，其中在所述层结构(114)中包括至少一个光学元件，
其中所述光学元件可选地具有全息图。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的芯片卡层结构(220)其中所述块体的材料选自如下组：
·聚碳酸酯；
·PVC；以及
·聚酯。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的芯片卡层结构(220)，其中所述开口(330)是贯通开口。
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