CN117063181A - 芯片卡和用于制造芯片卡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种芯片卡(10)，芯片卡具有：柔性嵌体(19)，该嵌体具有芯片卡(10)的接触件(15)，接触件布置在嵌体(19)的上侧，其中，嵌体(19)承载与接触件(15)间隔开的集成电路(20)和天线(21)；具有凹入部(14)的上层(17)，接触件(15)布置在该凹入部中；以及布置在嵌体(19)下方的金属层(25)，该金属层具有缝隙(16)，该缝隙从金属层(25)的外周面(13)延伸到凹入部(14)的区域中，并且延伸穿过金属层(25)的整个厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯片卡以及用于制造芯片卡的方法。
背景技术
卡形状的数据载体、特别是芯片卡在许多领域中使用，例如用于执行无现金支付交易、作为证明文件或者用于访问授权的证明。芯片卡具有卡体和嵌入到卡体中的集成电路，例如以具有芯片的芯片模块的形式。芯片模块通常插入到卡体中的空腔或者模块开口中。
下面考虑具有集成线圈的芯片模块或者芯片卡，其使得能够实现非触摸式或者非接触式通信。例如，可以使用具有RFID功能的芯片卡控制器。
具有金属表面的芯片卡特别不敏感，并且被认为是有价值的。因此，具有位于内部或者位于外部的金属层的芯片卡变得越来越流行。
这种卡的工作方式在于使用本身包含线圈(Coil On Module，模块上线圈)的芯片模块。该线圈耦合到具有金属层的卡体上。仅当在金属卡体中包含缝隙时，该耦合才起作用。需要该缝隙来防止磁通量的不期望的环闭合。
通过引入金属层，尽管存在缝隙，但是仍然出现不利的天线屏蔽。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种具有改进的天线的芯片卡。
上述技术问题通过根据独立权利要求的芯片卡或者用于制造芯片卡的方法来解决。本发明的设计方案和扩展方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的芯片卡包括：柔性嵌体，该嵌体具有芯片卡的接触件，接触件布置在嵌体的上侧，其中，嵌体承载与接触件间隔开的集成电路和天线，
具有凹入部的上层，接触件布置在该凹入部中，以及
布置在嵌体下方的金属层，该金属层具有缝隙，该缝隙从金属层的外周面延伸到凹入部的区域中，并且延伸穿过金属层的整个厚度。
本发明的基本思想在于，借助嵌体，可以将集成电路和/或天线移出凹入部的区域，虽然如此，金属层仍然存在于芯片卡中。
这里提出的卡体因此具有如下优点，即，芯片卡具有增大的天线，由此提高了传输功率以及能量输入。
可以设置为，上层是具有缝隙的另外的金属层，该缝隙从该另外的金属层的外周面延伸至凹入部，并且延伸穿过该另外的金属层的整个厚度。利用该上层作为另外的金属层，可以提供所谓的金属面卡(Metal Face Karte)。在该卡中，正面和背面由优质金属制成。
此外，可以设置为，在该另外的金属层和嵌体之间设置具有另外的凹入部的粘合剂层，粘合剂层的该另外的凹入部具有比该另外的金属层的凹入部小的尺寸，并且粘合剂层的一部分布置在接触件和该另外的金属层的凹入部的内壁之间。以这种方式，粘合剂层可以在该另外的金属层和凹入部之间提供电隔离。
可以设置为，上层包括具有光学特征的层和位于外部的覆盖层。这两个层可以由塑料制成，并且例如可以用于光学、IR和/或UV范围内的安全特征以及设计特征。此外，可以提供信息。
此外，可以设置为，金属层被至少一个位于外部的层覆盖。该层或者多个层可以由塑料制成，并且例如可以用于光学、IR和/或UV范围内的安全特征以及设计特征。此外，可以提供信息。
可以设置为，在接触件下方布置有插入件，该插入件将接触件定位在上层的凹入部中。该插入件例如由塑料制成，并且可以具有与接触件相同的尺寸。在制造芯片卡时，插入件可以将接触件压入凹入部中的正确的位置，使得接触件与上层表面齐平。由于金属层存在于插入件下方，因此可以以简单的方式在插入件上施加针对性的、平面的压力。这方便了芯片卡的制造，特别是方便将接触件定位在上层的凹入部中。插入件可以构造为单个元件或者构造为诸如嵌体或者布置在嵌体下方的层的组成部分。
此外，可以设置为，插入件、嵌体和接触件的高度对应于上层的凹入部的高度。由此可以简单地确保接触件与上层表面齐平。
可以设置为，上层的凹入部的位于内部的边缘设有斜边。一方面，在将层接合在一起时，可以实现接触件在凹入部中的自动居中。另一方面，可以防止在接合时，特别是在金属层中，嵌体的过度挤压或者甚至损坏。
此外，可以设置为，天线布置在芯片卡的外周面的区域中。因此，芯片卡可以具有增大的天线，由此提高传输功率和能量输入。当天线的绕组布置在外周面的区域中，即尽可能远地布置在外部时，可以使天线的尺寸或者直径最大化。
根据本发明的用于制造芯片卡的方法包括以下步骤：
-提供柔性嵌体，该嵌体具有芯片卡的接触件，接触件布置在嵌体的上侧，其中，嵌体承载与接触件间隔开的集成电路和天线，
-将具有凹入部的上层以如下方式布置在嵌体的上侧，即，使得接触件布置在凹入部中或者凹入部处，
-将具有缝隙的金属层布置在嵌体下方，该缝隙从金属层的外周面延伸到凹入部的区域中，并且延伸穿过金属层的整个厚度，以及
-将层层压成芯片卡。
所述方法的不同的步骤也可以以其它顺序执行。例如，可以在层被层压时才将接触件布置在凹入部中。然后，事先将接触件布置在凹入部处，例如定位在凹入部下方。在其它方面，适用与前面所描述的相同的优点和修改。
附图说明
下面，参考附图示例性地描述本发明。在附图中：
图1示出了芯片卡的俯视图；
图2示出了具有两个金属层的芯片卡的截面图；
图3示出了具有金属层的芯片卡的截面图；以及
图4示出了用于制造芯片卡的方法的示意图。
具体实施方式
图1示出了具有卡体的芯片卡10。芯片卡10具有基本上呈矩形的基本形状，其具有两个相对的主面，在图1中可以看到其中一个主面11。在图2中示出了另一个相对的主面12。两个主面11、12彼此平行地延伸，并且通过围绕的外周面13连接。
芯片卡10在x-y平面中具有矩形形状，具有在x方向上延伸的两个纵向面和在y方向上延伸的两个端面的外周面13位于x-y平面中。芯片卡10的厚度或者高度在z方向上延伸。
在芯片卡10的主面11中掏出用于芯片卡10的接触件15的凹入部14。凹入部14延伸到芯片卡10中。例如借助激光加工工艺或者铣削加工工艺来制作凹入部14。
在芯片卡10中，在金属层中设置有缝隙16，缝隙16从外周面13或者换句话说从芯片卡10的外边缘延伸至凹入部14。缝隙16在y方向上延伸，即平行于纵向面地延伸。缝隙16例如具有30μm和100μm之间、优选50μm和80μm之间的宽度。
在图1中，示出了缝隙16在左侧。缝隙16也可以布置在芯片卡10的右侧、上侧或者下侧。缝隙16用于避免短路电流或者涡流。
图2示出了芯片卡10的截面图。芯片卡10是具有两个主面11和12的层堆叠，在两个主面11和12之间，优选彼此平行地布置各个层。各个层可以借助至少部分电绝缘的粘合剂彼此连接或者固定。
在图2所示的芯片卡10的层堆叠中，外部金属层形式的上层17布置在芯片卡10的上方或者芯片卡10的正面。设置为用于容纳芯片卡10的接触件15的凹入部14布置在该上部金属层中。凹入部14穿过层的整个厚度。并且具有与接触件15的尺寸对应的尺寸。在凹入部14的下边缘处设置有斜边14a，斜边14a使将接触件15引入到凹入部14中变得容易。
缝隙16形成在上部金属层17中，缝隙16用于避免涡流或者短路。缝隙16穿过上部金属层10的整个厚度或者高度。
在图2中示出了芯片卡10的制造期间的芯片卡10的层堆叠。层堆叠的各个层已经相对于彼此定向或者定位，但是芯片卡10尚未被层压。
粘合剂层18连接在上层17下方。术语“下方”意为与芯片卡10的正面11相对，即在一定程度上进入芯片卡10内部。
例如由柔性塑料(例如PET)制成的嵌体19布置在该粘合剂层18下方。嵌体19在上侧承载接触件15，接触件15例如由铝制成。例如芯片形式的集成电路20布置在嵌体19的下侧。例如可以使用倒装芯片(Flip Chip)方法。
此外，在柔性嵌体19的下侧布置有线圈或者天线21。天线21向集成电路20提供能量和/或信号。从上部金属层17或者凹入部14逸出的电磁场因此可以耦合到天线21中。在此，磁场线延伸穿过凹入部14。
为了通过接触件15接触芯片卡10，集成电路20通过嵌体19的此处未示出的内部线路与接触件连接。因此，芯片卡10可以提供双接口(Dual Interface)功能。
集成电路20和/或天线21也可以布置在柔性嵌体19的上侧。天线21的各个绕组布置在芯片卡10的外周面13的区域中。因此，可以使天线21的尺寸或者直径最大化。这不仅改善了到集成电路20中的能量输入，而且改善了到集成电路20的数据传输。
粘合剂层18同样具有凹入部14。可以设置为，粘合剂层18的该凹入部14具有比上部金属层17的凹入部14小的尺寸。这导致当接触件15从下方压入到凹入部14中时，粘合剂层18的突出到上部金属层17的凹入部14中的区域覆盖上部金属层17的凹入部14的侧壁。这导致接触件15和上部金属层17之间的电隔离。为此，使用不导电的粘合剂层18。
在柔性嵌体19下方连接有可选的PVC层22。该层可以用作用于其它后续金属层的电绝缘体，或者在安装芯片卡10时，该PVC层22可以保护柔性嵌体19。在PVC层22下方布置有插入件23，其尺寸对应于凹入部14的尺寸。在安装芯片卡10时，该插入件被向上、即向凹入部14的方向按压或者挤压，由此接触件15被向上推入到凹入部14中。在此，PVC层22可以保护嵌体19或者天线21。
在此，插入件23、PVC层22、嵌体19以及接触件15的高度可以对应于这里为金属层形式的上层17中的凹入部14的高度或者深度。由此确保接触件15的表面与芯片卡10的主面11齐平地结束。
在插入件23下方布置有另外的粘合剂层24。另外的金属层25连接到该粘合剂层24。该金属层25也具有缝隙16，该缝隙16从芯片卡10的外周面13或者金属层25延伸至凹入部14的区域。凹入部14不位于该内部金属层25中，也就是说，内部金属层25在整个面上延伸通过芯片卡10。相应地，缝隙16延伸至凹入部14的投影。
如图2所示，在金属层下方可以连接另外的层。芯片卡10的结构同样可以在这里为位于下方的背面以金属层25结束。
在当前情况下，粘合剂层26连接到金属层25。因此，可以在粘合剂层26下方设置具有光学特征的层27以及位于外部的覆盖层28。该光学特征或者多个光学特征例如可以包括安全特征、信息和/或装饰元素。借助覆盖层28中的一个或多个，可以实现其它光学效果，并且可以保护层27。
图3示出了芯片卡10的另一个实施例。图3中的芯片卡10的结构或者层顺序与图2所示的芯片卡的结构类似。相应地部分参考图2。
在此，上层17由覆盖层17a和具有光学特征的内层17b构成。这两个层17a和17b例如可以对应于图2中的两个层28和27。
在这两个层17a和17b中掏出凹入部14。同样可以设置如图2所示的斜边。粘合剂层18又连接到具有光学特征的内层17b。柔性嵌体19连接到粘合剂层18，该柔性嵌体19对应于图2中的柔性嵌体19。另外的粘合剂层24和26以及内部金属层25对应于图2所示的层。这同样适用于具有光学特征的内层27和覆盖层28。3个层26、27和28又是可选的。
芯片卡10例如可以具有大约920μm的厚度或者高度。整个卡体10的厚度应当不超过根据ISO 7810的芯片卡体的最大厚度。
图4示出了用于制造芯片卡10的方法的示意图。所述方法主要描述图3所示的芯片卡10的制造。
在第一步骤100中，提供柔性嵌体19，嵌体19具有布置在嵌体19的上侧的芯片卡10的接触件15，其中，嵌体19承载与接触件15间隔开的集成电路20和天线21。
在第二步骤110中，将具有凹入部14的上层17以如下方式布置在嵌体19的上侧，即，使得接触件15布置在凹入部14中或者凹入部14处。该布置可以包括定向或者定位，并且可选地包括粘合过程。接触件15可以已经部分布置在凹入部14中或者布置在凹入部14处，即布置在凹入部14下方。
在第三步骤120中，将具有缝隙16的内部金属层25布置在嵌体19下方，该缝隙16从金属层25的外周面13延伸到凹入部14的区域中，并且延伸穿过金属层25的整个厚度。可以在内部金属层25和嵌体19之间施加例如粘合剂层26形式的粘合件。
可选地，可以在金属层25和嵌体19之间布置插入件23。插入件23的尺寸对应于凹入部14的尺寸。
在第四步骤130中，将各个层层压为芯片卡10。芯片卡10的各个层在热和压力作用下接合在一起。
在层压或者组装芯片卡10时，如果设置有插入件23，则将该插入件23压入凹入部14中，由此接触件15被向上推至主面11。
可选地，可以在金属层25的下侧设置具有光学特征的层27和位于外部的覆盖层28。该光学特征或者多个光学特征例如可以包括安全特征、信息和/或装饰元素。借助一个或多个覆盖层28，可以实现进一步的光学效果，并且可以保护层27。
所述方法的不同的步骤也可以以其它顺序执行。同样可以在单个粘合过程中将多个层接合在一起。
Claims (10)
1.一种芯片卡(10)，所述芯片卡具有：
柔性嵌体(19)，所述嵌体具有所述芯片卡(10)的接触件(15)，所述接触件布置在所述嵌体(19)的上侧，其中，所述嵌体(19)承载与所述接触件(15)间隔开的集成电路(20)和天线(21)，
具有凹入部(14)的上层(17)，所述接触件(15)布置在所述凹入部中，以及
布置在所述嵌体(19)下方的金属层(25)，所述金属层具有缝隙(16)，所述缝隙从所述金属层(25)的外周面(13)延伸到所述凹入部(14)的区域中，并且延伸穿过所述金属层(25)的整个厚度。
2.根据权利要求1所述的芯片卡(10)，其特征在于，所述上层(17)是具有缝隙(16)的另外的金属层，所述缝隙从所述另外的金属层的外周面(13)延伸至所述凹入部(14)，并且延伸穿过所述另外的金属层的整个厚度。
3.根据权利要求2所述的芯片卡(10)，其特征在于，在所述另外的金属层和所述嵌体(19)之间设置具有另外的凹入部(14)的粘合剂层(18)，所述粘合剂层(18)的所述另外的凹入部(14)具有比所述另外的金属层的凹入部(14)小的尺寸，并且所述粘合剂层(18)的一部分布置在所述接触件(15)和所述另外的金属层的凹入部(14)的内壁之间。
4.根据权利要求1所述的芯片卡(10)，其特征在于，所述上层(17)包括具有光学特征的层(17a)和位于外部的覆盖层(17b)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的芯片卡(10)，其特征在于，所述金属层(25)被至少一个位于外部的层(27，28)覆盖。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的芯片卡(10)，其特征在于，在所述接触件(15)下方布置有插入件(23)，所述插入件将所述接触件(15)定位在所述上层(17)的凹入部(14)中。
7.根据权利要求6所述的芯片卡(10)，其特征在于，所述插入件(23)、所述嵌体(19)和所述接触件(15)的高度对应于所述上层(17)的凹入部(14)的高度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的芯片卡(10)，其特征在于，所述上层(17)的凹入部(14)的位于内部的边缘设置有斜边(14a)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的芯片卡(10)，其特征在于，所述天线(21)布置在所述芯片卡(10)的外周面(13)的区域中。
10.一种用于制造芯片卡(10)的方法，所述方法具有如下步骤：
-提供柔性嵌体(19)，所述嵌体具有所述芯片卡(10)的接触件(15)，所述接触件布置在所述嵌体(19)的上侧，其中，所述嵌体(19)承载与所述接触件(15)间隔开的集成电路(20)和天线(21)，
-将具有凹入部(14)的上层(17)以如下方式布置在所述嵌体(19)的上侧，即，使得所述接触件(15)布置在所述凹入部(14)中，
-将具有缝隙(16)的金属层(25)布置在所述嵌体(19)下方，所述缝隙从所述金属层(25)的外周面(13)延伸到所述凹入部(14)的区域中并且延伸穿过所述金属层(25)的整个厚度，以及
-将所述层层压成芯片卡(10)。
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