CN1338084A - 制造带有由纤维材料制成的天线支座的无接触混杂智能卡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无接触混杂智能卡的制造方法,更具体说,涉及混杂无接触智能卡,其天线是在由纸这样的纤维材料制成的支座(28)上。所说方法包括在支座上通过丝网印刷生产天线的步骤;通过热压法在天线支座上叠层卡元件的步骤;在丝网印刷支承面相对一面的卡体上蚀刻空腔以便在其中容纳含有芯片(42)和双面电路的模件的步骤;以及把模件插入卡中的步骤。在叠层步骤之前在支座四角上产生切口能使卡体元件结合在一起。所得到的卡事后能够用眼睛看到其所受到的有害的机械应力(极端的折弯)。

Description

制造带有由纤维材料制成的天线 支座的无接触混杂智能卡的方法

技术领域

本发明涉及智能卡的制造方法，具体地说涉及混杂型接触及无接触智能卡的制造方法，它的天线是在由纤维材料如纸制成的支座上。

现有技术

无接触智能卡是在各部门中使用日益增长的一种系统。在运输部门，卡被开发成为一种支付手段。电子钱包的情况也是这样。许多公司也为它们的人员使用无接触智能卡开发了识别装置。

在混杂型接触及无接触卡和相关的读出器之间的信息交换是通过嵌在无接触卡中的天线和位于读出器中的第二天线之间的远程电磁耦合或通过与读出器的直接接触而实现的。为了建立、存储和处理信息，卡上装着与天线相连接的电子模件。天线通常位于由塑料材料制成的介电支座上。标准的工业化制造方法可以分解成三个步骤：

-在塑料电介质支座〔聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)…〕上利用铜或铝的蚀刻技术制作天线。

-在压力下对上部和下部卡体〔PVC、PET、PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)…〕塑料层加热层压到天线支座上以便建立一单体卡。

-利用导电胶安装并连接电模件。

但是，这一过程产生几个主要的缺点。这个过程导致一种胶合的或热结合的具有不同热膨涨系数塑料材料的组合叠层。因此，卡会出现系统的不可接受且不可逆的变形(扭转、弯曲)，同时在受到标准化的或等价的测试时会缺乏机械的耐受性。

此外，PVC表现出差的热机械性质。在层压过程中，材料有明显的流动因而天线的形状因数不能保持。这会导致天线的不正常工作，因为电参数(电感和电阻)有变化。经常会出现在受到强烈剪切应力的区域天线断裂的经历。这种情况尤其发生在角上或电跨接点。

层压的ISO卡具有总体厚度为780到840μm之间。考虑到上述的材料会流动，要向顾客保证卡的总体上具有有限且受控的分布也是很困难的。

在层压操作中所用的塑料的热结合过程会造出一种具有差的机械性质的单体卡，这种差是指在标准化的弯曲和扭转测试中所吸收的应力的恢复而言，施加的全部应力都传送到电子模件上，主要是构成连接的粘接点上。粘接点的机械强度受到很大应变，因此粘接中最轻微的不完善都会使模件和天线的连接断裂。

在层压后，由铜蚀刻形成的痕迹在印制后的卡体上是可见的。虽然这并不妨碍卡的正确工作，但这种缺陷常会受到美学准测极为关心的用户的强调。

此外，利用这个过程制造卡的成本要使它的应用得到任何实际的增长而言是太高了。

最后，当前使用的过程不能生产具有这样可能性的卡，即看得到用户对它们所施加的不良的机械处理，尤其是为了实施欺诈的目的。实际上，对于具有用卡来欺诈经验的某些人来说比较容易去重复折叠卡而破坏它而以后又不可能方便地证明任何恶意的企图。例如，天线可以被切断而卡上都不留下记号。在公司内部设立的政策通常都保证免费更换有毛病的卡。系统地替换这些卡是这些公司的主要附加成本的一个来源。

发明的公开

本发明的目的是通过提供一种所发明的制造方法来减轻这些缺点，该方法使用一种由纤维材料制成的支座，其上用导电墨水丝网印刷一天线，从而明显地降低混杂型或无接触智能卡的制造成本。

因此，本发明涉及带有由像纸这样的纤维材料制成的天线支座的混杂型接触及无接触智能卡的制造方法，该方法包括下列步骤：

天线的制造方法，包括在由纤维材料制成的支座上丝网印刷导电聚合物墨水的圈(turn)，并对该支座进行热处理以便烘干所述墨水。

将卡体层压到天线支座上的步骤，包括在支座的每一侧通过热压成型技术与至少两片塑料材料结合在一起以形成卡体，

铣切空腔的步骤，包括在卡体之一中贯穿一空腔以容纳包括芯片和双面电路的模件，该空腔包括一较小的接纳芯片的内部和一较大的接纳双面电路的外部，所说的空腔是挖在支座的以形成天线的导电丝网印刷墨水为特征的那一面的反面一侧的卡体中，且铣切操作使得连接片被移走，以及

模件插入步骤，包括使用胶来把模件固定住及时使用含银的胶把模件连接到连接件上，并将它定位于为此目的而提供的空腔中。

附图简介

本发明的目的、对象和特性将从下面的说明并结合附图而变得更加清楚，在图中：

图1A到1C表示在支座上丝网印刷天线时所使用的各个步骤。

图2表示在层压步骤之前在其背面丝网印刷了天线的支座。

图3表示在制造方法结束时的智能卡。

图4表示在图3中所示的智能卡沿图3中轴线A-A的截面图。

本发明的详细说明

按照本发明的智能卡制造方法最初包括将天线放在支座上。这个支座由一片像纸这样的纤维材料制成。按照优选实施例，天线员在几个步骤中丝网印刷到这一材料上的，而且与标准的丝网印刷过程相比其顺序正好相反。第一步如图1A所示，包括丝包印刷两个天线与模件相连的粘接片10和12以及电桥14，这个电桥通常被称作“跨越”，它使两个圆连接成串联形成。第二个丝网印刷步骤包括在跨越的顶上丝网印刷一个绝缘条，如图1B所示。丝网印刷的第三也是最后一步是丝网印刷两个圈18和20。  图18的一端连接到粘接片10而另一端到跨越14。圈20则从跨越14丝网印刷到粘接片12。

一旦天线在支座上丝网印制好之后，支座就被切成卡的尺寸。按照优选实施例，在支座的每一角上做成缺口22，如图2所示。这个缺口使得卡体之间在层压过程中能直接结合。

层压是用热压模压实现的。按照优选实施例，每一卡体要用两层塑料材料。这种塑料材料通常是聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET、PETG)、聚碳酸酯(PC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。按照优选实施例，使用了聚氯乙烯。这两层有不同的刚度。外部层用坚硬的PVC制成，而内部层(与天线支座相接触的层)则用具有较低Vicat软化温度(PVC从坚硬状态转变成橡胶状态的温度)的软PVC制成，这两层也可以有不同的厚度。例如，卡体的每一块包括一个外部的坚硬PVC层其厚度约为310微米(μm)以及一个内部的软PVC层其厚度约为80μm。天线支座是用约125μm厚的纸制成的。按照另外一个制造例，这也是个优选实施例，卡体的每一片包括三层。表面层由透明的PVC片或清漆层组成，是在外部层进行印刷后加在它的外部层上以保护印刷内容的。这一表面层约为40μm厚。因此卡体的外部层厚为275μm而内部层厚度约为40μm。

层压步骤包括将形成卡体的各种不同的PVC层和天线支座叠在一起。然后把这个夹层放到层压压机中。这个夹层在超过100℃且最好是超过150℃的温下进行热处理。与此同时，这个夹层被加压以便将各层熔融在一起。在热和压力的共同作用下外部PVC软化而由较低Vicat软化温度的PVC制成的内部层则液化。液化的PVC将天线的丝网印刷的墨水陷在卡的材质之中，使它提高了对在智能卡使用过程中所遭受的机械应力的耐受性。此外，天线将更好地粘接在卡体上。这种粘结可以通过使用双面的压敏胶带并将它放在卡和天线之间而更加提高。

在天线支座的各个角上所做的切口22可以让两层内部PVC层相互接触。通常将各角封闭而使两个卡体结合在一起，所有机械应力都导向卡的内部。压纸的情况下，纸浆表现出纸的内部粘着力。当它受到剪切力时，纸的内芯趋向于脱开(分层)。如果这些应力太强烈，则卡会裂开而分成两部分(含有连接到模件的天线的那一部分仍能工作)，在这种情况下，通过纸的类别和它的内部粘着力的作用，我们可以利用这个物理性质来建立一种具有内在的而且是可变的应力标记的卡。根据顾客的需要，这种脱开可以因此而快些或慢些可以更明显些或不那么明显，从而使卡的有限的折弯由手在卡内部的纸脱开而成为可见的。

下一步骤是铣出一个空腔，它将容纳由芯片和双面电路组成的模件。铣切操作还能使在天线和模件之间的粘接片去除。为了防止损坏丝网印制的天线印痕，铣切操作是在卡体的与具有丝网印刷的印痕的天线支座相反一面进行的，这就是说，是在卡体的与天线支座上没有丝网印制的天线相接触的那一面上进行的。在这种情况下，在铣切操作时，天线支座在上墨水之前铣切。此外，由于它是嵌在卡体的第一层PVC中的，所在它不会受到像开裂或撕破这类的损坏。在ISO格式的智能卡的情况下，芯片在卡上的位置是标准化的，在支座上的天线的反向丝网印制的印痕以及在与支座上不带丝网印刷那一侧相接触的卡体上进行空腔的铣切，这两者使得模件能够安装在标准化的位置上而同时保持丝网印刷的天线的完整性。

模件是粘接而就位的。使用了两种不同的粘接剂。第一种胶是导电的粘接剂，它使模件能和天线触点相连接。这种粘接剂最好是带银的粘接剂。第二种胶用于把模件固定在卡上。按照一特定的实施例，使用了氰基两烯酸盐的胶。也可以使用薄膜型的“热熔”胶，在将模件插入卡之前先把它放在模件之下。在这一步骤结束之时，就得到如图3所示的卡。卡24的卡体通过天线支座的切口22而在角上热结合在一起。模件26位于ISO类型的智能卡的标准化的位置上。

图4是由图3所示的智能卡沿轴线A-A的截面图。该卡包括一个由纤维材料制成的天线支座28，它插在两个卡体之间。每一卡体包括一个表层30，它由一层透明的PVC薄膜或清漆层组成，一个外部的硬质PVC层32和一个内部的软质PVC层34。图36和粘接片是陷在卡体内部层34的PVC材质之内的。在卡体中与具有天线的支座相对的一面所铣切的空腔接纳双面电路40和芯片42，并由覆盖模压的树脂(未示出)所保护。模件用一层带银的导电胶44连接到天线触点38的触点上。一层氰基丙烯酸盐的胶46将模件固定在卡上。

按照本发明的过程提供一种卡，它具有两个对使它的公司来说是重要的性质：保持电器部件而给卡提供提高了的牢固性，以及，在卡不正常工作时，像纸这样的纤维材料的脱开性质可以弄清楚该卡没有受到为了欺诈目的而被猛烈的折弯。

Claims (11)

1.一种带有由纤维材料如纸制成的天线支座的混杂型接触及无接触智能卡的制造方法，包括下列步骤：

天线的制造方法，包括在由纤维材料制成的支座上丝网印刷导电聚合物墨水的圈，并对所说的支座进行热处理以便烘干所述墨水，

将卡体层压到天线支座上的步骤，包括在上述支座的每一侧通过热压成型结合至少两片塑料材料，以形成卡体，

铣切空腔的步骤，包括在卡体之一中贯穿一空腔用于容纳由芯片和双面电路构成的模件，所说的空腔包括一较小的接纳芯片的内部和一较大的接纳双面电路用的外部，所说的空腔是挖在支座的以形成天线的导电丝网印刷墨水为特征的那一面相反一面的卡体中，且铣切操作使得连接片从芯片上被移走，以及

模件插入步骤，包括使用胶来把所说的模件被固定住以及使用一种含银的胶来把所说的模件连接到所说的连接件上，并将所说的模件定位于为此目的而提供的空腔内。

2.按照权利要求1的智能卡制造方法，其中在由纤维材料制成的天线支座两侧的每一侧上所形成卡体的两层具有不同的刚度。

3.按照权利要求1或2的智能卡制造方法，其中在天线的制造方法中，纸质的天线支座的各角被切成槽口以允许两个卡体结合在一起，由此而得到的所说的卡提供一个优先的脱分(分层)区，这将在事后揭露任何故意损坏的行为。

4.按照前述权利要求之一的智能卡制造方法，其中天线制造步骤是以相反次序进行的，它包括：

在支座上用聚合物墨水以丝网印刷两个用于模件的天线接触点以及一个跨越，

用绝缘的墨水在支座上印刷一个绝缘条于跨越的顶上，

在支座上用聚合物墨水丝网印刷天线的至少两圈，这些圈它们所具有的端点和不同的连接片相接触而另外一端和跨越相接触，从而得到具有两圈串连的天线。

5.按照权利要求2到4的智能卡制造方法，其中形成卡的外部层的片比形成卡的内部层的片更加坚硬，所说的内部层具有低的Vicat软化温度。

6.按照前述权利要求之一的智能卡制造方法，其中在由纤维材料制成的所说的天线支座的每一侧面上所形成卡体的两片有不同的厚度。

7.按照权利要求6的智能卡制造方法，其中所成外部层的片比形成内部层的片更厚。

8.按照前述权利要求之一的智能卡制造方法，其中在将卡体热层压到天线支座上去的步骤中在每一卡体上加上第三层塑料或清漆层作为表层。

9.按照前述权利要求之一的智能卡制造方法，其特征在于形成卡体的塑料材料是聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET-PETG)、聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。

10.按照前述权利要求之一智能卡制造方法，其中用于固定模件的胶是液态的氰基丙烯酸盐粘接剂，它在插入所说的模件之前放在空腔中。

11.按照权利要求1到9之一的智能卡制造方法，其中用于固定模件的胶是薄膜型“热熔”粘接剂，它在模件被插入卡之前放在模件的下面。

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