CN113906444A - Rfid装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制造交易卡的处理包括：在交易卡的卡本体中形成开口；将电子部件插入开口中；以及在电子部件周围设置非导电材料。交易卡包括模制的电子部件。

Description

RFID装置

本申请是2019年1月25日提交的美国申请序列号16/320,597(状态：待审)的部分延续(CIP)，该美国申请序列号16/320,597是2017年7月26日提交的PCT申请序列号PCT/US2017/43954的国家阶段申请，该PCT申请序列号PCT/US2017/43954要求2016年7月26日提交的美国临时申请第62/367,362号的优先权，上述所有均标题为“用于交易卡的经包覆模制的电子部件及其制造方法(OVERMOLDED ELECTRONIC COMPONENTS FOR TRANSACTIONCARDS AND METHODS OF MAKING THEREOF)”。本申请也是2018年10月18日提交的标题也为“用于交易卡的经包覆模制的电子部件及其制造方法(OVERMOLDED ELECTRONICCOMPONENTS FOR TRANSACTION CARDS AND METHODS OF MAKING THEREOF)”的美国申请序列号16/164,322(状态：待审)的部分延续(CIP)，该美国申请序列号16/164,322本身是PCT申请序列号PCT/US2017/43954的部分延续(CIP)。上述所有均出于所有目的通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及具有电子部件的交易卡及其生产方法。

背景技术

金属支付卡在包括诸如电感耦合IC芯片、RF电子器件以及独立电子嵌体的电子部件时面临独特的挑战。为了容纳这些部件，将金属加工成各种几何形状，并且然后将部件放置在腔中并且使其暴露或隐藏在印刷的塑料片或其他装饰元件下面。可以通过诸如压板层压、接触粘合剂、可固化粘合剂、或“推入装配”或本领域已知的任何接合方法的各种处理将装饰元件固定至卡。在腔中通常需要RF屏蔽，这在保持卡的所需美观的同时进一步使卡组装复杂化。

这些所需的加工几何形状中的一些去除了大量的金属或留下穿过卡的狭缝或孔，这减弱了卡的强度并且在美学上是不期望的。为了加强卡并且提供所需的表面，已经开发出包覆模制和插入模制技术以将电子嵌体封装在卡内并且加强卡的几何形状。此外，这种开发已经改善了优于现有设计的RF性能，因为这种开发能够在关键的RF传输和接收区域中去除更多的金属，同时保持结构的刚性和所期望的外观。

发明内容

本发明的各方面涉及交易卡、用于制造交易卡的处理以及根据所公开的方法生产的交易卡。

根据一个方面，本发明提供了一种用于制造交易卡的处理以及由此生产的交易卡。该处理包括在交易卡的卡本体中形成用于接纳电子部件的开口；将电子部件插入开口中；以及对电子部件周围的模制材料进行模制。

在又一方面，本发明涉及一种RFID装置，其具有金属框架、金属框架中的开口和设置在开口内部的RFID嵌体。RFID嵌体包括基板、安装至基板的RFID应答器芯片以及基板中的连接至RFID应答器芯片的电感耦合天线。可以在框架的开口中在芯片层与金属框架的表面中的一个表面之间设置至少一个填充层，并且至少一个层可以层压在金属框架的至少一个表面上方。

应该理解的是，前述的总体描述和以下的详细描述两者是本发明的示例性的而非限制性的描述。

附图说明

当结合附图来阅读时，根据下面的详细描述将最好地理解本发明，其中相同的元件具有相同的附图标记。当存在多个相似元件时，可以将单个附图标记分配给多个相似元件，其中，小写字母标记指代特定元件。当总体地指代元件或者指代元件中的非特定的一个或更多个元件时，可以删除小写字母标记。这强调了根据惯例，除非另有说明，否则附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以扩大或缩小。

附图中所包括的是以下的图：

图1是根据本发明的各方面的用于制造交易卡的处理的选定步骤的流程图。

图2A是描绘根据本发明的各方面的包覆模制之前的电子部件的照片。

图2B是描绘根据本发明的各方面的包覆模制之后的电子部件的照片。

图3A是根据本发明的各方面的插入模制之前的交易卡的正面的示意图。

图3B是根据本发明的各方面的插入模制之前的交易卡的背面的示意图。

图3C是根据本发明的各方面的插入模制之后的交易卡的正面的示意图。

图3D是根据本发明的各方面的插入模制之后的交易卡的背面的示意图。

图4A和图4B是根据本发明的各方面的用于制造交易卡的包覆模制处理的选定步骤的示意图。

图5A是描绘具有围绕IC芯片的封装天线的示例性卡的正面侧的图像。

图5B是描绘图5A的示例性卡的背面侧的图像。

图5C是在将IC芯片插入其中之前分离出的示例性封装天线的透视图。

图6A是在将芯片层封装在框架中的开口内之前根据本发明一个方面的示例性非接触式RFID装置的示意性平面图。

图6B是在封装芯片层之后图6A的示例性非接触式RFID装置在通过线6B-6B的截面中的示意性视图。

图6C是图6B的示例性非接触式RFID装置的示意性端视图。

图7A是在将芯片层封装在框架中的开口内之前的根据本发明的另一方面的示例性非接触式RFID装置的示意性平面图。

图7B是在封装芯片层之后图7A的示例性非接触式RFID装置在通过线7B-7B的截面中的示意性视图。

图7C是图7B的示例性非接触式RFID装置的示意性端视图。

图8A是在将芯片层封装在框架中的开口内之前的根据本发明的另一方面的示例性DI RFID装置的示意性平面图。

图8B是在封装芯片层之后图8A的示例性DI RFID装置在通过线8B-8B的截面中的示意性视图。

图8C是图8B的示例性非接触式RFID装置的示意性端视图。

具体实施方式

本发明的各方面涉及交易卡、用于制造交易卡的处理以及根据所公开的方法生产的交易卡。如本文所使用的术语“交易”意在范围上是非常广泛的，包括卡与读卡器之间的任何类型的信息交换。如本文所使用的，术语“交易卡”不仅限于标准信用卡尺寸，还可以包括能够用于执行任何类型的交易(包括通常由信用卡、借记卡、ID卡、会员卡、交通卡等执行的交易类型)的任何几何形状的装置。ID卡可以包括带有识别载体的印刷图片的视觉ID卡以及非接触式接近或中转钱包。

在图1中，示出了描绘根据本发明的各方面的用于生产交易卡的处理100的选定步骤的流程图。应当注意的是，关于本文描述的处理，根据本文的描述将理解可以省略一个或更多个步骤和/或脱离所描述的处理顺序执行一个或更多个步骤，同时仍然实现所期望的结果。

在步骤110中，在交易卡的卡本体中形成开口。开口的尺寸可以设计成容纳一个或更多个经模制的电子部件。开口可以部分地延伸穿过卡本体(由此形成例如凹部)或完全地延伸穿过卡本体(由此形成孔)。在一些实施方式中，然后可以在一侧上例如利用所施加的材料如粘附地粘结的塑料材料例如图3D中示出的元件307c完全地或部分地覆盖形成为穿过卡本体的孔。如图3D所描绘的，元件307c与围绕孔的区域交叠，以形成由卡本体中的孔的边缘限定外围且由所施加的材料307c限定底部的凹部。所施加的材料可以是与稍后要填充在凹部中的模制材料相同或兼容的材料。在一些实施方式中，如图3D所示，与围绕卡本体中的孔的区域交叠的所施加的材料307c可以具有通孔308，该通孔308具有比卡本体中的孔小的面积，以便在卡本体中的在孔的外围内侧提供所施加的材料的“凸缘”309。

本发明的卡本体可以由包括任意合适金属的任意合适的材料构成，例如不锈钢、青铜、铜、钛、碳化钨、镍、钯、银、金、铂、铝或给出卡的卡本体(结构)和重量的大部分的任意合金。另外地或可替选地，本文所描述的卡本体可以由任意合适的聚合物(例如聚碳酸酯、聚酯)或无机(例如玻璃、陶瓷)材料或前述材料中任意材料的任意组合组成。

在步骤120中，将电子部件插入卡本体的开口中。

在步骤130中，对电子部件周围的模制材料进行模制。应当注意的是，步骤120和步骤130的顺序可以根据具体应用而变化。

在一个实施方式中，步骤130包括包覆模制处理。在包覆模制处理期间，在电子部件周围(并且通常在电子部件上方)对模制材料进行模制，使得模制材料覆盖电子部件的表面的至少一部分。可以使用常规和商业上可获得的设备例如ENGLE插件(恩格尔公司(EngelAustria GmbH)，澳大利亚)和Cavist MoldMan^TM(里诺(Reno)，内华达州(NV))来完成电子部件的包覆模制。

示出了在包覆模制处理之前(在图2A中)和之后(在图2B中)的电子部件201。虽然经包覆模制的部件200被描绘为使模制材料205完全覆盖电子部件201，但是本领域普通技术人员将理解的是不同程度的包覆模制可以实现交易卡的所需的结构刚性、功能性和美感。具体地，如图2A和图2B所示，以导线210和220的形式连接至部件200的电接触各自具有未封装的端部，该端部从包覆模制突出以允许与部件的电连接。应该理解的是，尽管在图2A和图2B中描绘为导线，但是电接触或不限于电接触的其他未封装部分可以采用任意形状或形式。还应理解的是在某些实施方式中，例如在可以通过封装层实现在未封装部件与封装部件之间技术上所需的耦合程度的实施方式中，部件可以完全封装。

回到图1中，在采用包覆模制处理的情况下，可以在执行步骤120之前执行步骤130。也就是说，可以在电子部件插入卡本体的开口之前单独包覆模制电子部件。在插入经包覆模制的电子部件之前，还可以对经包覆模制的部件进行机械加工以去除多余的模制材料并且/或者以在模制材料中产生可以用于将经包覆模制的电子部件固定到卡本体的开口中的部件(feature)。例如，参照图2B，可以将唇缘机械加工到模制材料205中以使得经包覆模制的部件200可以固定在卡本体的开口中。

替选地，可以在执行步骤120之后执行步骤130中的包覆模制。在该实施方式中，将电子部件插入到卡本体的开口中。随后，迫使模制材料流入卡本体的开口中并且形成在电子部件的包括至少顶表面的一个或更多个暴露表面上方。本领域普通技术人员将理解的是当模制材料流入卡本体的开口中时，可以将卡本体材料选择成以便承受与包覆模制相关的压力和热而基本上不变形。

在采用插入模制处理的情况下，可以在执行步骤120之前执行步骤130。常规的插入模制处理包括将电子部件插入模具中，然后将模制材料注入模具腔中以形成经模制的电子部件。在插入模制处理之后，经模制的电子部件可以通过模制材料完全地或部分地封装。

转到图3A至图3D，描绘了根据本发明的各方面的用于制造交易卡的插入模制处理的选定步骤的示意图。在附图中，图3A至图3D中的区域305和308表示穿过卡的孔。图3A中的区域307a,b以及图3B和图3D中的区域307c表示卡本体中的用于使模制材料接合并且束紧的被部分地覆盖的孔(凹部)。图3B描绘了完成的模制卡，其中，模制部件310的插入模制材料是可见的。尽管为了说明的目的，插入模制材料显示与背景卡材料形成对比，但是模制部件不限于相对于背景卡的着色或阴影中的任何特定对比度，并且可以包括与卡的正面相同的材料或可以包括具有选择为卡的正面的着色或阴影相匹配以便使其在完成的卡中的可见度最小化的着色或阴影的材料。例如，在包括与模制材料不同的材料(例如，金属或陶瓷体和热塑性树脂模制材料)的卡本体中，可以将模制材料的着色选择为具有与本体的材料尽可能地相匹配的颜色和色调，包括在模制材料中使用与卡本体材料相同或相似的成分(例如，在模制材料中包含与本体的金属相同的粉末金属)。在其他实施方式中，可以使用与卡的本体形成对比的模制材料。图3A描绘了包括完全地延伸穿过卡本体302的开口305的交易卡300的正面。多个固定部件307a,b提供了模制材料可以粘附或以其他方式接合的区域。在所示实施方式中，固定部件307a,b是盲孔(例如，凹部)。在图3B中的交易卡300的相反的背面上发现了一组类似的固定部件307c。将开口305和固定部件307a,b,c的几何形状选择成改善金属交易卡300的RF性能。固定部件307a,b,c可以包括与模制材料相同或以其他方式兼容并且与卡本体材料不同的材料，使得模制材料和固定部件的材料熔化或以其他方式与粘结剂连接在一起，粘结剂比模制材料与卡本体之间产生的任何粘结都强。

图3C描绘了在已经将插入模制电子部件310放置到开口305中之后的交易卡300的正面。在所示的实施方式中，经模制的电子部件310在交易卡300上将是可见的。经模制的电子部件310的几何形状允许经模制的电子部件310通过固定部件307a,b,c产生的偏置动作固定到交易卡300上。替选地或另外地，经模制的电子部件310可以使用诸如双酚、酚醛清漆、脂族和二缩水甘油胺的环氧树脂粘附至交易卡300的开口305。

可以(通过例如铣削或机械加工)从经模制的电子部件310中去除过量的模制材料以并入附加的电子部件或其他所需的部件。

图4A描绘了示例性包覆模制处理，其中，将凹部403机械加工到卡本体402中用于接纳电子部件405。在所示实施方式中，电子部件405是印刷电路板(PCB)，具体是RFID模块。虽然凹部403被描绘为横穿卡本体402的背面的大部分，但是本领域普通技术人员将理解的是根据要并入的电子部件，不同几何形状的较小开口可能是合适的。

凹部403的尺寸可以设计成接纳电子部件405并且将电子部件405固定到位，或者它的尺寸可以设计成允许在凹部403的内唇缘和电子部件405的外边缘之间有多余的模制材料。电子部件405可以使用如上所述的环氧树脂另外地或可替选地粘附至凹部403。

经包覆模制的面板410创建交易卡400的背面。经包覆模制的面板410可以完全地或部分地封装电子部件405。可以单独制备经包覆模制的面板410，然后将其附接至凹部403(使用例如如上所述的合适的环氧树脂)，或者它可以通过将模制材料层直接包覆模制在凹部403中而形成。

在示例性实施方式中，在经包覆模制的面板中使用的模制材料是可以增强RF传输的塑料材料，其中，交易卡400由金属或其他RF干扰材料构成。

如本领域中已知的，具有用于与销售点(POS)终端的读卡器感应地耦合的RFID芯片模块的交易卡通常还具有嵌入式增强天线结构，该结构被配置成将嵌入式天线感应地耦合至RFID芯片，其中经耦合的天线、RFID芯片和读卡器形成用于将信息从卡传输至读卡器的电路。因此，在RFID模块是封装或部分封装的部件(或如本文所述处理的多个电子部件之一)的示例性实施方式中，可以以任何数目的方式提供天线结构。在一个实施方式中，天线结构可以嵌入到在本文所述的模制处理之后施加到卡的层中。可以利用非加热处理(例如用粘合剂)、在不会再熔化、变形或以其他方式对电子部件上方的模制造成不利地干扰的温度、压力和持续时间下进行的热层压处理将天线方位层层压至卡，或者在这种热层压步骤期间可以提供背板(包括金属或一些不受热层压影响的其他材料)以防止模制的任何再熔化或变形从正在进行层压步骤的相对表面突出。

在另一实施方式中，模制步骤可以包括包覆模制步骤，该包覆模制步骤不仅覆盖如本文所述的电子部件，而且至少覆盖卡表面的稍后将被设置在其中的天线结构的部分。例如，可以进行溢流包覆模制步骤，其除了封装或部分封装RFID芯片之外，还可以覆盖卡的在具有所需厚度的层中的至少一个完整表面(通常是背面，但也可以是正面或代替正面)。然后，可以例如使用本领域已知的超声波处理将天线嵌入到该包覆模制层中。要印刷在卡的表面上的任何内容也可以印刷在包覆模制层表面上，或者可以例如经由粘合剂或层压来附接附加的印刷层。在其他实施方式中，天线可以被印刷在模制表面上，或者作为例如用粘合剂或通过层压附接在模制表面上方的另一层的一部分被施加。前述是非限制性示例，并且应当理解的是对于用于在卡中提供经模制的电子部件的本文所述处理的所得产品的下游处理存在无限可能性，并且本发明的某些方面是不以任何方式受限于后处理步骤。

在另一实施方式中，图5A至图5C中示出的，用于与RFID芯片的天线感应地耦合的增强天线502可以采用几乎围绕RFID芯片(例如，双接口(DI)RFID芯片)的环形金属框架的形式。如图5A至图5C中所描绘的，天线具有从环形天线的内部边缘延伸至外部边缘的中断部或狭缝506。已经将这样的天线通常描述并表征为在Le Garrec等人的美国专利第8,608,082号('082专利)中的“放大器”和在Finn等人的美国专利第9,812,782号(和其他)中的“耦合框架”，上述美国专利通过引用并入本文。如前文所述，并且在2018年3月22日提交的标题为DI电容嵌入式金属卡(DI CAPACITIVE EMBEDDED METAL CARD)的转让给本发明的共同受让人并通过引用并入本文的美国专利申请序列号15/928,813中，金属卡本体本身可以用作这样的天线或放大器，其中狭缝(例如，如图5A和图5B描绘的504)从卡的外围延伸至安装有RFID芯片的凹部。狭缝可以具有任何几何形状，包括但不限于图5A和图5B中描绘的阶梯状形状、在'813申请中和相关申请中描述的任何几何形状或者在前述引用中公开的任何几何形状。

如图5C所示，金属天线502被封装材料围绕以形成外部围绕520和内部区域522，并且封装物还填充将内部区域连接至外部围绕的狭缝506。出于说明的目的，在图5C中描绘了下述天线，该天线在Z方向上不具有覆盖其的封装材料，使得天线在描绘中保持可见。在其中还利用卡的金属本体500用于信号放大的实施方式中，封装材料也可以填充金属本体中的狭缝504。然而，应当理解，狭缝504可能不存在于所有实施方式中。还应当理解，卡本体可以具有一个以上狭缝。以虚线的形式描绘示例性的替选的附加的狭缝位置554、564、574。例如，在一个实施方式中，与芯片凹部相交的狭缝504和554的组合可以沿卡的整个长度形成二等分，或者与芯片凹部相交的狭缝564和574的组合可以一起沿卡的整个宽度形成二等分。此处应当注意，术语“二等分”旨在意指该线将卡划分为两个部分，但是这些部分在尺寸上不一定相等。尽管所描绘的组合的狭缝大体上以与天线的相对侧上的同一条线对准的天线为中心，但是组合的狭缝可以与天线以及相对于组合的狭缝彼此具有任何关系，包括：其中天线的不同侧上的狭缝位于平行线或不平行线上的关系；其中狭缝相邻连接而不与天线的相对侧连接的关系；其中狭缝与卡的边缘不平行的关系；或者其中狭缝中的一者或两者是非线性的关系。对于其中将卡二等分的实施方式，可以通过包覆模制或者其他非导电粘合剂或填充剂将卡的其余部分接合在一起。尽管优选实施方式包括仅将卡本体的单个二等分为两个分立部分，但是多个本体狭缝可以将卡划分为两个以上的分立部分。二等分的布置通常可以使涡流最小化。

因此，如图5C中描绘的作为被封装的天线502限定了含金属的插头550，该插头可以整体制造并且然后插入卡本体中的开口中，或者可以例如通过包覆模制来在卡本体中的开口中原位制造该插头。在将插头插入凹部中或者原位模制之后，可以在插头的内部区域522中产生凹部(例如，通过铣削或本领域中已知的任何方法)以接纳RFID芯片。这样的设计的优点之一在于：金属卡本体可以形成有用于接纳插头550的通孔。优选地，通孔可以通过除了铣削之外的方法例如冲压、蚀刻、激光切割等形成。或者，最初，卡本体可以形成有通孔，这对于陶瓷、铸造金属或掺杂金属的环氧树脂(例如在2018年9月12日提交的标题为掺杂金属的环氧树脂交易卡及制造工艺(METAL-DOPED EPOXY RESIN TRANSACTION CARD ANDPROCESS FOR MANUFACTURE)的转让给本申请的共同受让人并通过引用并入本文的美国临时申请序列号67/730,282中所描述的)的卡本体来说可能是特别有利的。然后，仅需要在非金属封装材料中执行用于制造用于接纳RFID芯片的凹部的铣削步骤，这与金属相比更容易并且耗费更少的用于铣削的时间。如本领域中已知的，用于接纳RFID芯片的凹部可以是阶梯状的孔，该阶梯状的孔在卡的正表面上具有第一相对较大的区域，以及该阶梯状的孔在卡的背面上具有第二相对较小的区域。通过扩大RFID芯片插入其中的卡本体中的凹部的区域，可以使必须切入金属卡本体中的狭缝504的总长度(在其中存在狭缝的实施方式中)最小化，还节省了制造时间。前述改进促进了输出和效率的提高。

在一些实施方式中，可能不需要或不期望卡本体用作增强天线的一部分。在这样的实施方式中，卡本体中的开口可以相对大于如图5A至图5C中所描绘的，使得外部围绕520具有将插头550中的天线502的金属与卡本体分开的宽度W，这是可操作的以可接受地使来自卡本体的电/磁干扰最小化。在这样的实施方式中，插头550的几何形状可以是更矩形的，其中插头的最内部边缘560位于更靠近卡本体500的中心，以将RF信号中的一些引向卡的中心，而如所描绘的，DI RFID芯片的位置基本上保持不变，以符合用于接触的位置的相关标准。

尽管本文结合金属卡本体进行了描述，但是在非金属卡中可以采用相似的几何形状。除了本文所描述的适用于任何材料的卡本体的制造的方法之外(尽管对于金属、陶瓷和陶瓷涂覆的金属体而言特别有利)，天线502可以部署在塑料(例如，PVC)卡本体中，例如，通过超声波方式(或其他方式)将金属部件嵌入塑料中作为卡内的嵌体，从而替代铜导线或蚀刻后的天线嵌体。如所描绘的天线几何形状502可以被描述为具有几乎封闭的外围的平坦的环形构件，其中狭缝506将环面的内部外围与外部外围连接。尽管在示例性实施方式中描绘为单个构件，但是天线结构不限于此，并且可以包括一个以上的构件。相比之下，铜导线或蚀刻后的天线嵌体通常产生具有径向分开螺旋的螺纹的空间的线或导线的螺旋图案。

本领域普通技术人员将理解的是合适的模制材料将取决于步骤130中使用的模制处理的类型。例如，在采用插入或包覆模制的情况下，可以使用诸如

可熔粘合剂(Henkel)的热塑性材料以及例如玻璃纤维增强聚酯、聚氨酯、

合成树脂、热固性塑料、三聚氰胺、邻苯二甲酸二烯丙酯和聚酰亚胺的热固性材料，热塑性材料可以包括来自由以下材料组成的组中的一种或更多种材料：EVA、茂金属聚α烯烃、包括无规立构聚α烯烃的聚烯烃、嵌段共聚物、聚氨酯热熔体和聚酰胺。本领域普通技术人员将理解的是也可以使用可以在包覆模制处理或插入模制处理中变得可流动的其他材料，这些其他材料包括但不限于粉末状金属，诸如铑、铝、钛、镁、铜、黄铜、镍、蒙乃尔铜-镍合金、铬镍铁合金、钢及其合金。

在另一实施方式中，在包覆模制或插入模制处理中使用的模制材料是具有约150℃至约300℃的模制温度范围的塑料材料。

图6A至6C描绘了金属RFID装置的特定实施方式600，其包括具有外部外围611的金属框架610形式的本体、卡本体中的限定了金属框架的内部外围612的开口。至少一个本体中断部620从金属框架的外部外围延伸至内部外围。在开口中设置有至少一个电子部件并且在电子部件周围设置有非导电材料层640、642。电子部件包括设置在基板634中的RFID芯片632，其中在基板中还设置有天线636，天线636连接至RFID芯片。RFID芯片、天线和基板可以统称为RFID模块。因此，RFID装置600包括具有相对表面614、615、外部外围611的金属框架610和金属框架中的开口，该开口限定了内部外围612并且从相对表面614、615中的至少一个延伸一定深度。如图6A至图6C所描绘的，开口具有从上表面614到下表面615的与金属框架的厚度T一致的深度。在开口内部设置有芯片层630——包括非导电基板634、安装至基板634的RFID应答器芯片632以及基板中的连接至RFID应答器芯片的模块天线636。模块天线可以被蚀刻或者可以具有用于被设置在基板中的本领域已知的任何构造。可以在框架的开口中在芯片层与金属框架的表面中的一个表面之间设置有一个或更多个填充层640、642。一个或更多个层650、652可以层压在金属框架的至少一个表面上方。在装置的顶表面与底表面之间如图6B所描绘的在顶层650的顶表面与底层652的底表面之间延伸的通孔660优选地在装置的位于金属层的内表面611与外表面612之间的部分上方对准。尽管在图6A至图6C中示出其中天线636位于芯片层中并且中断部620位于金属框架中两者，应当理解，一些部件可以仅具有一者或另一者，但不具有两者，而其他实施方式如所描绘的可以具有两者。

制造装置600的一种处理可以包括在开口中堆叠层642、630和640之前将层652固定至金属框架610的底表面615，并且然后在开口上方设置层650，并且层压堆叠使得层640和642封装芯片层630。可以通过在金属坯料中切割开口、通过将金属模制成所需形状、或者通过从挤压棒制造切片截面来构建金属框架。尽管被描绘为具有延伸至金属框架610的内部外围612的尺寸，但是应当理解，芯片层630可以具有显着更小的占用面积，使得层640和642完全封装芯片层630的所有侧面。此外，应当理解，在层640与层642之间可以设置有非导电材料的中间层(未示出)，在基板634的外部外围小于框架的内部外围612的构造中，中间层具有用于容纳基板634的外围的切口。

在另一实施方式中，在图7A至图7C中所描绘的，RFID装置700包括具有相对表面714、715、外部外围711的金属框架710和金属框架中的开口，该开口限定了内部外围712并且从表面714延伸深度D。如图7A至7C所描绘的，开口具有比从上表面714到下表面715的金属框架的厚度T小的深度D。在开口内部设置有芯片层730——包括基板734、安装至基板734的RFID应答器芯片732以及基板中的连接至RFID应答器芯片的模块天线736。因此，开口包括具有底部的凹部和设置在芯片层与凹部底部之间的铁氧体层742，并且在凹部中在芯片层730与金属框架的顶表面714之间设置有填充层740。层750层压在金属框架710的顶表面714上方和填充层740上方。

制造装置700的一个处理可以包括在金属坯料中制造凹部开口(通过铣削、蚀刻、激光)以限定金属框架710，在开口中堆叠层742、730和740，在开口上方设置层750，以及将堆叠的部件层压在一起。如图7A至图7C所描绘的，RFID装置700具有如图7A所描绘的在装置的顶表面与底表面之间、在顶层750的顶表面与金属层的底表面715之间延伸的通孔760，该通孔760优选地在装置的金属层的内表面711与外表面712之间的部分中对准。如图7B进一步描绘的(图7A或图7C中未示出以减少混乱，并且也适用于图6A至图6C和图8A至图8C的设计，但未示出)，孔760可以特别适合于接纳构件780，例如被配置成保持一个或更多个钥匙(例如，钥匙圈或钥匙链)的设备的部件。因此，装置600和700的尺寸可以为通常与信用卡相关联的尺寸相比较小的尺寸，并且更适合适于用作钥匙扣或钥匙标签的尺寸。

虽然图6A至图6C和图7A至图7C描绘了仅非接触式RFID装置，应当理解，前述任一个中的RFID装置可以是能够与非接触式读取器和基于接触的读取器两者接口的双接口装置。因此，如图8A至图8C所描绘的，RFID装置800包括具有相对表面814、815、外部外围811的金属框架810和金属框架中的开口，该开口限定了内部外围812并且从表面814延伸一定深度。在开口内部设置有芯片层830——包括基板834、安装至基板834的RFID应答器芯片832以及基板中的连接至RFID应答器芯片的模块天线836。在图8B描绘的其中开口包括具有底部的凹部的实施方式中，在芯片层与凹部底部之间设置有铁氧体层842，其中在凹部中在芯片层830与金属框架的顶表面814之间设置有填充层840。层850层压在金属框架810的顶表面814上方和填充层840上方。DI芯片(由于其具有基于接触的功能)延伸至上层850的顶表面。

制造装置800的一个处理可以包括在金属坯料中制造凹部开口(通过铣削、蚀刻、激光)以限定金属框架810，在开口中堆叠层842、830和840(具有用于容纳芯片832的切口)，在开口上方设置层850(具有用于容纳芯片832的切口)，以及将堆叠的部件层压在一起。在另一实施方式中，当将层842、830、840和850的堆叠层压在一起时，仅天线836可以存在于基板830上，并且然后产生用于接纳芯片832的孔并且插入芯片832。可以以适合回流可熔层的温度执行随后的层压步骤以封装除了芯片832的顶部接触表面之外的所有表面。

尽管在图8B中被描绘为具有比金属框架的厚度小的深度的凹部，但应理解，DI芯片(或仅接触)设计也可以适用于与开口延伸金属框架的整个厚度例如图6A至图6C描绘的实施方式的设计一起使用。此外，这些实施方式的排列包括仅具有天线836的实施方式、具有天线836和与狭缝620类似的狭缝的实施方式、以及具有天线和狭缝两者的实施方式。

为了保持意在用于信用卡大小的支付装置的标准读卡器的功能，DI芯片的方向(其中芯片832的接触垫的短边平行于装置的前边缘870)、DI芯片832的位置(中心的左侧)和金属框架810的尺寸与标准DI信用卡的最左侧部分的位置(从卡的正面或顶表面观察)的DI芯片的方向、DI芯片832的位置、金属框架810的尺寸相同。这种结构允许沿箭头P的方向将装置插入基于接触的读卡器中，首先定向前边缘870，使从读卡器的角度看装置800与标准信用卡没有区别。

虽然实施方式600、700、800中没有一个实施方式限于对用于容纳钥匙载体的部件的通孔的任何特定位置，但应当理解，在DI(或仅接触)装置中，孔应该位于其不会干扰读卡器中的插入的位置。虽然在装置的左上角或右上角的位置(例如，图8A中示出的孔860a的情况下)可能是可以接受的，但在以下构造中装置在卡插入方向上的总体尺寸可能减小：其中孔位于从卡的后边缘872突出的附件874上，例如在图8A中描绘了孔860b的位置中。虽然如图8A描绘的几何形状为半圆形，但是附件874可以具有任何所需的几何形状。虽然每个装置可能只需要一个通孔，但有些装置可能具有一个以上。尽管在附图中描绘了其中通孔660、760、860a、860b位于特定位置，但是孔可以位于不干扰装置的功能元件(或装置的预期用途，例如在读卡器中的使用，用于包含触点的模块)的任何位置中。然而，框架的金属角中的位置可能是特别期望的。

尽管被描绘为矩形，但应当理解，装置600、700、800可以具有任何期望的几何形状(最特别地，装置600和700未描绘为具有接触功能)。尽管装置800在相关部分中需要用于插入读卡器中的几何形状，但其整体几何形状不受限制。

尽管本文描述在特定实施方式中包括开口和围绕RFID收发器芯片的非导电层压层和/或基板，但应当理解，可以使用本文描述的任何技术来封装RFID芯片和/或天线。此外，虽然本文的一些实施方式的讨论指的是“卡片”，而其他的实施方式指的是适于在钥匙架上使用的“装置”，但应当理解，本文公开的任何设计都可以适用于任何尺寸，不限于标准交易卡尺寸或不限于旨在附接至钥匙架的较小的尺寸。如本领域中已知的，标准交易卡(例如，信用卡、借记卡、礼品卡)符合CR80或ISO/IEC7810:2003标准，并且具有以下标称尺寸：约3.5英寸乘以2英寸或更具体地3.37英寸(85.6mm)乘以2.125(53.98mm)，0.03125英寸(0.76毫米)厚，具有半径为3.18毫米的圆角。如本领域技术人员所理解的，前述尺寸为每个都具有公差范围的标称尺寸。尽管在本文中被称为“钥匙架”，但应当理解，如本文所讨论的具有通孔的装置可以附接至适合于穿过孔的带有或不带有附接至相同的构件的钥匙的任何类型的构件(包括链、环、挂绳、绳、项链、手镯、杆等)。

虽然本文参考特定实施方式来示出和描述本发明，但是本发明并不旨在限于所示的细节。相反，在权利要求的等同方案的范畴和范围内并且在不脱离本发明的情况下可以在细节上进行各种修改。

Claims (31)

1.一种用于制造具有顶表面和底表面的交易装置的方法，所述方法包括以下步骤：

形成限定外部外围的金属框架、由开口限定的内部外围以及从所述金属框架的所述外部外围到所述内部外围的至少一个本体中断部；

将至少一个电子部件插入所述开口中，所述电子部件包括RFID模块；

在所述电子部件周围设置非导电材料；以及

形成在所述装置的顶表面与底表面之间延伸的孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述开口部分地或完全地延伸穿过所述金属框架。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述开口是所述金属框架中的凹部，并且在所述至少一个电子部件周围设置所述非导电材料的步骤包括将所述非导电材料设置在所述至少一个电子部件的至少顶表面上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述RFID模块包括连接至RFID芯片或被配置成感应耦合至RFID芯片的天线。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括在所述非导电材料上方设置至少一个附加层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个附加层是印刷层。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述非导电材料上方设置至少一个附加层的步骤包括将一个附加层粘附地附接在所述非导电材料上方或者将所述至少一个附加层层压在所述非导电材料上方。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述开口完全地延伸穿过所述金属框架，并且所述至少一个附加层包括在插入所述至少一个电子部件之前设置在所述开口的一个侧面上的第一附加层，并且在所述至少一个电子部件周围设置所述非导电材料的步骤包括在所述开口中在所述至少一个附加层与所述至少一个电子部件之间设置非导电材料的第一层以及在所述至少一个电子部件的顶部上设置非导电材料的第二层。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述非导电材料的第二层的顶部上设置第二附加层。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述孔在所述内部外围与所述外部外围之间延伸穿过所述金属框架。

11.一种根据权利要求1至10中任一项所述的方法制造的交易装置。

12.一种具有顶表面和底表面的交易装置，所述交易装置包括：

限定外部外围的金属框架、由所述金属框架中的开口限定的内部外围以及从所述金属框架的所述外部外围到所述内部外围的至少一个本体中断部；

位于所述开口中的至少一个电子部件，所述电子部件包括RFID应答器芯片；

设置在所述电子部件周围的非导电材料；以及

在所述装置的顶表面与底表面之间延伸的孔。

13.根据权利要求12所述的交易装置，其中，所述开口部分地或完全地延伸穿过卡本体。

14.根据权利要求12所述的交易装置，其中，所述开口是所述卡本体中的凹部，并且在所述至少一个电子部件的至少顶表面上设置有所述非导电材料。

15.根据权利要求12所述的交易装置，还包括模块天线，所述模块天线连接至所述RFID应答器芯片模块或被配置成感应耦合至所述RFID应答器芯片模块。

16.根据权利要求15所述的交易装置，其中，所述RFID应答器芯片和模块天线设置在基板中。

17.一种RFID装置，所述RFID装置包括：

具有第一相对表面和第二相对表面、外部外围的金属框架和在所述金属框架中的开口，所述开口限定了内部外围并且从相对表面中的至少一个表面延伸一定深度；

设置在所述开口内部的芯片层，所述芯片层包括基板、安装至所述基板的RFID应答器芯片以及所述基板中的连接至所述RFID应答器芯片的模块天线；

至少一个填充层，所述至少一个填充层设置在所述框架的所述开口中在所述芯片层与所述金属框架的表面中的一个表面之间；以及

层压在所述金属框架的至少一个表面上方的至少一个层。

18.根据权利要求17所述的RFID装置，其中，所述开口的深度从第一表面延伸小于所述金属框架的厚度，使得所述开口包括具有底部的凹部，所述装置还包括设置在所述芯片层的第一表面与所述凹部底部之间的铁氧体层，其中，所述填充层设置在所述芯片层的第二表面上。

19.根据权利要求18所述的RFID装置，其中，所述装置仅具有在所述金属框架的所述第一表面和所述填充层上方延伸的单个层压层。

20.根据权利要求17所述的RFID装置，其中，所述开口的深度与所述金属框架的厚度一致，并且所述金属框架包括在所述第一相对表面与第二相对表面以及外部外围与内部外围之间延伸的中断形式的中断部，所述装置还包括在所述芯片层的相对侧上的第一填充层和第二填充层以及层压在所述金属框架的相对表面和相应的第一填充层和第二填充层上方的第一层和第二层。

21.根据权利要求17所述的RFID装置，还包括在所述装置的顶表面与底表面之间延伸的孔。

22.根据权利要求21所述的RFID装置，其中，所述装置包括钥匙环或钥匙链的部件，还包括设置在所述孔中的构件，所述构件包括被配置成保持一个或更多个钥匙的设备的部件。

23.根据权利要求17所述的RFID装置，其中，所述RFID应答器芯片包括具有接触垫的双接口芯片，并且所述接触垫能够从所述装置的外表面接近。

24.根据权利要求17所述的RFID装置，其中，所述RFID应答器芯片完全被非导电材料包围。

25.根据权利要求24所述的RFID装置，其中，所述RFID应答器芯片嵌入在非导电基板中，并且具有与嵌入在所述非导电基板中的所述RFID应答器芯片的至少一个表面接触的层压填充层。

26.根据权利要求25所述的RFID装置，其中，所述层压填充层是与嵌入在所述非导电基板中的所述RFID应答器芯片的上表面和下表面接触的铁氧体层。

27.根据权利要求25所述的RFID装置，包括与嵌入在所述非导电基板中的所述RFID应答器芯片的仅一个表面接触的层压填充层以及与嵌入在所述非导电基板中的所述RFID应答器芯片模块的相对表面接触的铁氧体层。

28.一种用于制造交易装置的方法，所述方法包括以下连续的步骤：

(a)形成限定外部外围的金属框架、由开口限定的内部外围以及从所述金属框架的所述外部外围到所述内部外围的至少一个本体中断部，所述开口完全地延伸穿过所述金属框架；

(b)在所述金属框架上方在所述开口的一个侧面上设置第一上框架层；

(c)将至少一个电子部件插入所述开口中，所述电子部件包括RFID模块；

(d)通过在所述开口中在第一层与所述至少一个电子部件之间设置非导电材料的第一填充层并且在所述至少一个电子部件的顶部上设置非导电材料的第二填充层来在所述电子部件周围设置非导电材料。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括在非导电材料的第二层的顶部上设置第二上框架层。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括形成在所述装置的顶表面与底表面之间延伸的孔。

31.一种根据权利要求28至30中任一项所述的方法制造的交易装置。

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