CN115401767A - 一种智能识别卡制备工艺及智能识别卡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能识别卡制备工艺及智能识别卡，其中智能识别卡制备工艺包括准备模具、制备上陶瓷基体和下陶瓷基体、装配、胶接、压合、固化等步骤；其中智能识别卡包括上陶瓷基体、下陶瓷基体、感应线圈和芯片，上陶瓷基体上开设有贯穿上陶瓷基体的感应窗，下陶瓷基体的上表面开设有感应线圈凹槽、芯片凹槽和引线槽，感应线圈设于感应线圈凹槽内，感应线圈通过引线槽引出两条感应线，上陶瓷基体与下陶瓷基体胶接形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡，芯片通过感应窗嵌入芯片凹槽与两侧的感应线连接。本发明公开的智能识别卡的主要组分为氧化锆粉体，硬度高、耐热性好，具有良好的耐磨性和抗弯曲性能，使用寿命长，且厚度薄，方便携带。
Description
技术领域
本发明属于通用电子产品技术领域，尤其是指一种智能识别卡制备工艺及智能识别卡。
背景技术
识别卡是用于识别个体和储存个体信息的介质。各种识别卡(例如，工作证、身份证、各种金融交易卡、会员卡等)已在人们的生活中得以广泛的应用。现有的识别卡通常采用全塑料材质、全金属材质或一半塑料一半金属材料制作，用塑料材质制作的识别卡不够美观，强度也不够，存在识别卡容易摔坏和弯曲的问题，且塑料材质在受热的情况下容易变软，从而识别卡在受热时更容易变形和损坏，随着国际社会对环境保护的日益重视，国际上已有部分地区发布了禁塑令，识别卡使用塑料材质制作已不够环保；而用金属材质制作的识别卡存在信号干扰问题，会影响识别卡的识别与感应功能；此外，现有的识别卡的厚度较厚，在装入钱包时会使钱包变鼓，影响钱包的储存能力，且不方便携带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能识别卡制备工艺及智能识别卡，制备工艺简单、成本低，制备的识别卡硬度高、密度大、耐热性好，具有良好的耐磨性和抗弯曲性能，使用寿命长，且厚度薄，方便携带。
为达成上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种智能识别卡制备工艺，包括以下步骤：
S1准备模具：将装配制备一体模具进行预热，所述装配制备一体模具包括上模具和下模具，所述下模具内设有尺寸与识别卡相同的成型腔；
S2制备上陶瓷基体：将氧化锆粉体放入下模具的成型腔内，在上模具上安装冲头，后下压下模具，将氧化锆粉体加工成型为0.2mm厚度的上陶瓷基体；在加工上陶瓷基体时，所述冲头在上陶瓷基体上冲制出贯穿上陶瓷基体的感应窗，所述上陶瓷基体加工成型后取下冲头，将加工成型的上陶瓷基体从下模具中取出并进行打磨；
S3制备下陶瓷基体：将氧化锆粉体放入下模具的成型腔内，在上模具上安装压头，后下压下模具，将氧化锆粉体加工成型为0.6mm厚度的下陶瓷基体；在加工下陶瓷基体时，所述压头在下陶瓷基体的上表面上压制出感应线圈凹槽和芯片凹槽，所述下陶瓷基体加工成型后取下压头，将加工成型的下陶瓷基体从下模具中取出并进行打磨；
S4装配：将下陶瓷基体放入下模具中的成型腔内，此时成型腔作为装配腔使用，在下陶瓷基体上用激光蚀刻连通感应线圈凹槽和芯片凹槽的引线槽，将感应线圈放置在感应线圈凹槽上，所述感应线圈通过引线槽引出两条引至芯片凹槽两侧的感应线；
S5胶接：感应线圈安装完成后，在下陶瓷基体上涂覆胶水，后将胶水刮覆平整，将上陶瓷基体放置在下陶瓷基体的上表面上并将芯片嵌入感应窗；
S6压合：用上模具下压上陶瓷基体，使芯片嵌入芯片凹槽与两侧的感应线连接，并将上陶瓷基体和下陶瓷基体压合形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡；
S7固化：压合完成后，对下模具进行升温加热，从而对胶水进行加热固化处理，胶水升温固化完成后进行自然冷却。
进一步，在步骤S2和S3中，所述下模具内的底部设有顶出机构，所述顶出机构将上陶瓷基体或下陶瓷基体顶出，从而将上陶瓷基体或下陶瓷基体从下模具中取出；
所述制备工艺还包括步骤S8：
S8脱模：固化完成后，所述下模具内的顶出机构将识别卡顶出，取出识别卡。
进一步，所述制备工艺还包括步骤S9：
S9打印：将识别卡取出后，采用紫外线彩印、激光喷墨打印或瓷胶印的打印工艺对识别卡表面打印图案层。
进一步，在步骤S7中，所述加热固化处理的方式为阶段式固化，具体分为三个阶段固化：第一阶段的固化温度为0～50℃，保温时间为15min；第二阶段的固化温度为50～200℃，保温时间为15min；第三阶段固化温度为200～250℃，保温时间为15min。
进一步，在步骤S3中，将所述氧化锆粉体加工成型为上陶瓷基体具体包括以下步骤：
S3.1制备预混液体：在蒸馏水中依次溶解有机单体与交联剂，再加入适量分散剂，制得预混液体；
S3.2制备浆料：在所述预混液体中加入所述氧化锆粉体并混合，制得浆料；
S3.3形成凝胶结构：在所述浆料中加入引发剂和催化剂，使所述浆料形成凝胶结构；
S3.4形成上陶瓷基体：将所述凝胶结构通过装配制备一体模具固化后烧结成型，以形成所述上陶瓷基体；
S3.5渗碳处理：对所述上陶瓷基体进行渗碳处理；
步骤S4中的将所述氧化锆粉体加工成型为下陶瓷基体的具体步骤与上述相同。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种智能识别卡，包括上陶瓷基体、下陶瓷基体、感应线圈和芯片，所述上陶瓷基体和下陶瓷基体的主要组分为氧化锆粉体，所述上陶瓷基体的厚度为0.2mm，所述下陶瓷基体的厚度为0.6mm，所述上陶瓷基体上开设有贯穿上陶瓷基体的感应窗，所述下陶瓷基体的上表面开设有感应线圈凹槽、芯片凹槽和引线槽，所述感应线圈设于感应线圈凹槽内，所述感应线圈通过引线槽引出两条引至芯片凹槽两侧的感应线，所述上陶瓷基体与下陶瓷基体上表面胶接形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡；所述感应窗与芯片凹槽的位置上下对应，所述芯片的基板厚度与上陶瓷基体厚度相同，所述芯片通过感应窗嵌入芯片凹槽与两侧的感应线连接。
进一步，所述识别卡表面覆盖有图案层，所述图案层通过紫外线彩印、激光喷墨打印或瓷胶印的方式打印。
进一步，所述识别卡表面覆盖有防纹膜。
进一步，所述氧化锆粉体为钇稳定氧化锆。
进一步，所述氧化锆粉体的粒径为20～40nm。
采用上述方案后，本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明提供一种智能识别卡制备工艺及智能识别卡，采用氧化锆粉体为主要原料制作识别卡，硬度高、密度大、结构紧凑，具有良好的抗弯曲性和耐磨性，不容易损坏和变形，且成型后的识别卡通过加热固化处理，具有耐热性，在高温情况下也不容易变形，提高了识别卡的使用寿命；采用氧化锆粉体为主要原料制作识别卡还可使识别卡更美观，且不存在信号干扰问题；此外，制作上陶瓷基体与下陶瓷基体可至采用一套装配制备一体模具，可降低制作成本；所述识别卡的厚度仅为0.82～0.84mm，具有极薄的厚度，在装入钱包时不会使钱包变鼓，方便携带。
附图说明
图1为本发明装配制备一体模具的结构图；
图2为本发明顶出机构将上陶瓷基体顶出状态结构图；
图3为本发明上陶瓷基体结构图；
图4为本发明下陶瓷基体结构图；
图5为本发明装配示意图；
图6为本发明芯片与感应线装配示意图；
图7为本发明智能识别卡制备工艺的工艺流程图；
图8为本发明将氧化锆粉体加工成型为上陶瓷基体的工艺流程图。
标号说明：
1、上模具；2、下模具；21、成型腔；22、顶出机构；3、上陶瓷基体；31、感应窗；4、下陶瓷基体；41、感应线圈凹槽；42、芯片凹槽；43、引线槽；5、芯片；6、感应线。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。
本发明提供一种智能识别卡制备工艺，如图7所示，包括以下步骤：
S1准备模具：将装配制备一体模具进行预热，如图1所示；所述装配制备一体模具包括上模具1和下模具2，所述下模具2内设有尺寸与识别卡相同的成型腔21；
S2制备上陶瓷基体3：将氧化锆粉体放入下模具2的成型腔21内，在上模具1上安装冲头，后下压下模具2，将氧化锆粉体加工成型为0.2mm厚度的上陶瓷基体3；如图3所示，在加工上陶瓷基体3时，所述冲头在上陶瓷基体3上冲制出贯穿上陶瓷基体3的感应窗31，所述上陶瓷基体3加工成型后取下冲头，将加工成型的上陶瓷基体3从下模具2中取出并进行打磨；
S3制备下陶瓷基体4：再将氧化锆粉体放入下模具2的成型腔21内，在上模具1上安装压头，后下压下模具2，将氧化锆粉体加工成型为0.6mm厚度的下陶瓷基体4；如图4所示，在加工下陶瓷基体4时，所述压头在下陶瓷基体4的上表面上压制出感应线圈凹槽41和芯片凹槽42，所述下陶瓷基体4加工成型后取下压头，将加工成型的下陶瓷基体4从下模具2中取出并进行打磨；
S4装配：如图4所示，将下陶瓷基体4放入下模具2中的成型腔21内，此时成型腔21作为装配腔使用，在下陶瓷基体4上用激光蚀刻连通感应线圈凹槽41和芯片凹槽42的引线槽43，将感应线圈放置在感应线圈凹槽41上，所述感应线圈通过引线槽43引出两条引至芯片凹槽42两侧的感应线6；
S5胶接：感应线圈安装完成后，在下陶瓷基体4上涂覆胶水，后将胶水刮覆平整，将上陶瓷基体3放置在下陶瓷基体4的上表面上并将芯片5嵌入感应窗31；
S6压合：用上模具1下压上陶瓷基体3，使芯片5嵌入芯片凹槽42与两侧的感应线6连接，并将上陶瓷基体3和下陶瓷基体4压合形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡；
S7固化：压合完成后，对下模具2进行升温加热，从而对胶水进行加热固化处理，胶水升温固化完成后进行自然冷却。
在步骤S3和S4中，如图2所示，所述下模具2内的底部设有顶出机构22，所述顶出机构22将上陶瓷基体3或下陶瓷基体4顶出，方便将上陶瓷基体3或下陶瓷基体4从下模具2中取出，将上陶瓷基体3或下陶瓷基体4取出后需要对其表面进行打磨，将上陶瓷基体3或下陶瓷基体4的表面打磨光滑，方便装配且美观；装配完成的识别卡还需要对其表面打印图案层，因此，所述制备工艺还包括以下步骤：
S8脱模：固化完成后，所述下模具2内的顶出机构22将识别卡顶出，取出识别卡。
S9打印：将识别卡取出后，采用紫外线彩印、激光喷墨打印和瓷胶印中的至少一种打印工艺对识别卡表面打印图案层。
对于步骤S9，由于打印图案层的工作温度高达300℃，而胶水的熔点最高为250℃，为使在打印图案层时胶水不融化，需要对胶水进行如步骤S7中的加热固化处理，提高胶水的熔点，所述加热固化处理的方式为阶段式固化，具体分为三个阶段固化：第一阶段的固化温度为0～50℃，保温时间为15min；第二阶段的固化温度为50～200℃，保温时间为15min；第三阶段固化温度为200～250℃，保温时间为15min。
在步骤S3中，如图8所示，将所述氧化锆粉体加工成型为上陶瓷基体3具体包括以下步骤：
S3.1制备预混液体：在蒸馏水中依次溶解有机单体(丙烯酰胺)与交联剂(亚甲基双丙烯酰胺)，再加入适量分散剂，制得预混液体；
S3.2制备浆料：在所述预混液体中加入所述氧化锆粉体并混合，制得浆料；
S3.3形成凝胶结构：在所述浆料中加入引发剂(过硫酸胺)和催化剂(四甲基乙二胺)，使所述浆料形成凝胶结构；
S3.4形成上陶瓷基体3：将所述凝胶结构通过装配制备一体模具固化后烧结成型，以形成所述上陶瓷基体3；
S3.5渗碳处理：对所述上陶瓷基体3进行渗碳处理；
步骤S4中的将所述氧化锆粉体加工成型为下陶瓷基体4的具体步骤与上述相同；对于步骤S3.5，若要制备黑色的识别卡时，则需要对成型后的上陶瓷基体3和下陶瓷基体4进行渗碳发黑处理：将上陶瓷基体3和下陶瓷基体4与黑炭粉末置于真空炉中，真空抽度至一定压力后开始加热，在1500℃左右进行高温渗碳，后随真空炉冷却至室温，在酒精中进行超声清洗以去除表面粘附的杂质，然后烘干，得到黑色氧化锆瓷片，即黑色的上陶瓷基体3和下陶瓷基体4。
在步骤S5中，所述上陶瓷基体3和下陶瓷基体4在下模具2内的成型腔21内完成胶接，所述成型腔21的长度和宽度与上陶瓷基体3和下陶瓷基体4相同，可使上陶瓷基体3与下陶瓷基体4上下完美贴合，不会存在误差。
制作上陶瓷基体3与下陶瓷基体4可采用一套装配制备一体模具，先后制备上陶瓷基体3和下陶瓷基体4，再胶接和压合成一体，只需在制备下陶瓷基体4时将冲头更换成压头以及在压合时取下压头即可，无需准备其他模具，可降低制作成本；当然也可采用两套模具分别同时制备上陶瓷基体3和下陶瓷基体4，可节省制备时间。
本发明还提供一种智能识别卡，如图3、图4和图6所示；包括上陶瓷基体3、下陶瓷基体4、感应线圈和芯片5，所述上陶瓷基体3和下陶瓷基体4的主要组分为氧化锆粉体，所述上陶瓷基体3的厚度为0.2mm，所述下陶瓷基体4的厚度为0.6mm，所述上陶瓷基体3上开设有贯穿上陶瓷基体3的感应窗31，所述下陶瓷基体4的上表面开设有感应线圈凹槽41、芯片凹槽42和引线槽43，所述感应线圈设于感应线圈凹槽41内，所述感应线圈通过引线槽43引出两条引至芯片凹槽42两侧的感应线6，所述上陶瓷基体3与下陶瓷基体4上表面通过胶水固定成，使上陶瓷基体3与下陶瓷基体4上下贴合成一体形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡，即胶水的厚度控制在0.02mm～0.04mm之间，保证识别卡具有极薄的厚度；所述感应窗31与芯片凹槽42的位置上下对应，所述芯片5的基板厚度与上陶瓷基体3厚度相同，在装入钱包时不会使钱包变鼓，方便携带；所述基板装入感应窗31使芯片5嵌入凹槽与两侧的感应线6连接，所述识别卡的材质为氧化锆，不存在信号干扰问题，所述识别卡识别和感应功能不受影响。
所述氧化锆粉体具体包括按预设比例混合的氧化锆、二氧化铪、氧化钇、二氧化硅以及氧化铁等成分，通过上述工艺成型的上陶瓷基体3和下陶瓷基体4的硬度高、密度大、结构紧凑，具有良好的抗弯曲性和耐磨性，不容易损坏和变形，且成型后的识别卡通过加热固化处理，具有耐热性，在高温情况下也不容易变形，提高了识别卡的使用寿命。
在一些可选的实施例中，大部分识别卡的芯片5嵌入在识别卡表面上，例如银行卡等，这种识别卡需要在所述上陶瓷基体3上开设感应窗31；在其他可选的实施例中，也有部分识别卡的芯片5设置在识别卡内部，例如身份证等，这种识别卡则不需要在所述上陶瓷基体3上开设感应窗31，芯片5直接安装在芯片5槽内，再由上陶瓷基体3和下陶瓷基体4包覆。
为了展示更多信息并提升识别卡的美观性，可在所述识别卡表面打印图案层，所述图案层可通过紫外线彩印、激光喷墨打印和瓷胶印中的至少一种方式打印。还可在所述识别卡所有表面设置一层防纹膜，以避免在使用识别卡时，使识别卡的表面残留指纹，影响美观。
所述氧化锆粉体为钇稳定氧化锆，钇稳定氧化锆具体是指用氧化钇做稳定剂的氧化锆，氧化锆在常温下有三种晶型，单斜、四方和立方，而制作上陶瓷基体3和下陶瓷基体4需要让氧化锆稳定在立方晶型，需要在加工氧化锆粉体时加入部分稳定剂，所述稳定剂为氧化钇。
所述氧化锆粉体的粒径为20～40nm，选用粒径为20～40nm的氧化锆粉体能够提高所成型的上陶瓷基体3和下陶瓷基体4的平滑度，使得上陶瓷基体3和下陶瓷基体4的表面更加平整。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能识别卡制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1准备模具：将装配制备一体模具进行预热，所述装配制备一体模具包括上模具和下模具，所述下模具内设有尺寸与识别卡相同的成型腔；
S2制备上陶瓷基体：将氧化锆粉体放入下模具的成型腔内，在上模具上安装冲头，后下压下模具，将氧化锆粉体加工成型为0.2mm厚度的上陶瓷基体；在加工上陶瓷基体时，所述冲头在上陶瓷基体上冲制出贯穿上陶瓷基体的感应窗，所述上陶瓷基体加工成型后取下冲头，将加工成型的上陶瓷基体从下模具中取出并进行打磨；
S3制备下陶瓷基体：将氧化锆粉体放入下模具的成型腔内，在上模具上安装压头，后下压下模具，将氧化锆粉体加工成型为0.6mm厚度的下陶瓷基体；在加工下陶瓷基体时，所述压头在下陶瓷基体的上表面上压制出感应线圈凹槽和芯片凹槽，所述下陶瓷基体加工成型后取下压头，将加工成型的下陶瓷基体从下模具中取出并进行打磨；
S4装配：将下陶瓷基体放入下模具中的成型腔内，此时成型腔作为装配腔使用，在下陶瓷基体上用激光蚀刻连通感应线圈凹槽和芯片凹槽的引线槽，将感应线圈放置在感应线圈凹槽上，所述感应线圈通过引线槽引出两条引至芯片凹槽两侧的感应线；
S5胶接：感应线圈安装完成后，在下陶瓷基体上涂覆胶水，后将胶水刮覆平整，将上陶瓷基体放置在下陶瓷基体的上表面上并将芯片嵌入感应窗；
S6压合：用上模具下压上陶瓷基体，使芯片嵌入芯片凹槽与两侧的感应线连接，并将上陶瓷基体和下陶瓷基体压合形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡；
S7固化：压合完成后，对下模具进行升温加热，从而对胶水进行加热固化处理，胶水升温固化完成后进行自然冷却。
2.如权利要求1所述的一种智能识别卡制备工艺，其特征在于：在步骤S2和S3中，所述下模具内的底部设有顶出机构，所述顶出机构将上陶瓷基体或下陶瓷基体顶出，从而将上陶瓷基体或下陶瓷基体从下模具中取出，所述制备工艺还包括步骤S8：
S8脱模：固化完成后，所述下模具内的顶出机构将识别卡顶出，取出识别卡。
3.如权利要求2所述的一种智能识别卡制备工艺，其特征在于：所述制备工艺还包括步骤S9：
S9打印：将识别卡取出后，采用紫外线彩印、激光喷墨打印或瓷胶印的打印工艺对识别卡表面打印图案层。
4.如权利要求1所述的一种智能识别卡制备工艺，其特征在于：在步骤S7中，所述加热固化处理的方式为阶段式固化，具体分为三个阶段固化：第一阶段的固化温度为0～50℃，保温时间为15min；第二阶段的固化温度为50～200℃，保温时间为15min；第三阶段固化温度为200～250℃，保温时间为15min。
5.如权利要求1所述的一种智能识别卡制备工艺，其特征在于：在步骤S3中，将所述氧化锆粉体加工成型为上陶瓷基体具体包括以下步骤：
S3.1制备预混液体：在蒸馏水中依次溶解有机单体与交联剂，再加入适量分散剂，制得预混液体；
S3.2制备浆料：在所述预混液体中加入所述氧化锆粉体并混合，制得浆料；
S3.3形成凝胶结构：在所述浆料中加入引发剂和催化剂，使所述浆料形成凝胶结构；
S3.4形成上陶瓷基体：将所述凝胶结构通过装配制备一体模具固化后烧结成型，以形成所述上陶瓷基体；
S3.5渗碳处理：对所述上陶瓷基体进行渗碳处理；
步骤S4中的将所述氧化锆粉体加工成型为下陶瓷基体的具体步骤与上述相同。
6.如权利要求1所述的一种智能识别卡制备工艺制备的智能识别卡，其特征在于：包括上陶瓷基体、下陶瓷基体、感应线圈和芯片，所述上陶瓷基体和下陶瓷基体的主要组分为氧化锆粉体，所述上陶瓷基体的厚度为0.2mm，所述下陶瓷基体的厚度为0.6mm，所述上陶瓷基体上开设有贯穿上陶瓷基体的感应窗，所述下陶瓷基体的上表面开设有感应线圈凹槽、芯片凹槽和引线槽，所述感应线圈设于感应线圈凹槽内，所述感应线圈通过引线槽引出两条引至芯片凹槽两侧的感应线，所述上陶瓷基体与下陶瓷基体上表面胶接形成厚度为0.82～0.84mm的识别卡；所述感应窗与芯片凹槽的位置上下对应，所述芯片的基板厚度与上陶瓷基体厚度相同，所述芯片通过感应窗嵌入芯片凹槽与两侧的感应线连接。
7.如权利要求6所述的一种智能识别卡，其特征在于：所述识别卡表面覆盖有图案层，所述图案层通过紫外线彩印、激光喷墨打印或瓷胶印的方式打印。
8.如权利要求6所述的一种智能识别卡，其特征在于：所述识别卡表面覆盖有防纹膜。
9.如权利要求6所述的一种智能识别卡，其特征在于：所述氧化锆粉体为钇稳定氧化锆。
10.如权利要求6所述的一种智能识别卡，其特征在于：所述氧化锆粉体的粒径为20～40nm。
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