專利名稱：制造帶有由纖維材料制成的天線支座的無接觸混雜智能卡的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能卡的制造方法，具體地說涉及混雜型接觸及無接觸智能卡的制造方法，它的天線是在由纖維材料如紙制成的支座上。
現(xiàn)有技術無接觸智能卡是在各部門中使用日益增長的一種系統(tǒng)。在運輸部門，卡被開發(fā)成為一種支付手段。電子錢包的情況也是這樣。許多公司也為它們的人員使用無接觸智能卡開發(fā)了識別裝置。
在混雜型接觸及無接觸卡和相關的讀出器之間的信息交換是通過嵌在無接觸卡中的天線和位于讀出器中的第二天線之間的遠程電磁耦合或通過與讀出器的直接接觸而實現(xiàn)的。為了建立、存儲和處理信息，卡上裝著與天線相連接的電子模件。天線通常位于由塑料材料制成的介電支座上。標準的工業(yè)化制造方法可以分解成三個步驟-在塑料電介質支座〔聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)…〕上利用銅或鋁的蝕刻技術制作天線。
-在壓力下對上部和下部卡體〔PVC、PET、PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)…〕塑料層加熱層壓到天線支座上以便建立一單體卡。
-利用導電膠安裝并連接電模件。
但是，這一過程產(chǎn)生幾個主要的缺點。這個過程導致一種膠合的或熱結合的具有不同熱膨漲系數(shù)塑料材料的組合疊層。因此，卡會出現(xiàn)系統(tǒng)的不可接受且不可逆的變形(扭轉、彎曲)，同時在受到標準化的或等價的測試時會缺乏機械的耐受性。
此外，PVC表現(xiàn)出差的熱機械性質。在層壓過程中，材料有明顯的流動因而天線的形狀因數(shù)不能保持。這會導致天線的不正常工作，因為電參數(shù)(電感和電阻)有變化。經(jīng)常會出現(xiàn)在受到強烈剪切應力的區(qū)域天線斷裂的經(jīng)歷。這種情況尤其發(fā)生在角上或電跨接點。
層壓的ISO卡具有總體厚度為780到840μm之間?？紤]到上述的材料會流動，要向顧客保證卡的總體上具有有限且受控的分布也是很困難的。
在層壓操作中所用的塑料的熱結合過程會造出一種具有差的機械性質的單體卡，這種差是指在標準化的彎曲和扭轉測試中所吸收的應力的恢復而言，施加的全部應力都傳送到電子模件上，主要是構成連接的粘接點上。粘接點的機械強度受到很大應變，因此粘接中最輕微的不完善都會使模件和天線的連接斷裂。
在層壓后，由銅蝕刻形成的痕跡在印制后的卡體上是可見的。雖然這并不妨礙卡的正確工作，但這種缺陷常會受到美學準測極為關心的用戶的強調。
此外，利用這個過程制造卡的成本要使它的應用得到任何實際的增長而言是太高了。
最后，當前使用的過程不能生產(chǎn)具有這樣可能性的卡，即看得到用戶對它們所施加的不良的機械處理，尤其是為了實施欺詐的目的。實際上，對于具有用卡來欺詐經(jīng)驗的某些人來說比較容易去重復折疊卡而破壞它而以后又不可能方便地證明任何惡意的企圖。例如，天線可以被切斷而卡上都不留下記號。在公司內(nèi)部設立的政策通常都保證免費更換有毛病的卡。系統(tǒng)地替換這些卡是這些公司的主要附加成本的一個來源。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是通過提供一種所發(fā)明的制造方法來減輕這些缺點，該方法使用一種由纖維材料制成的支座，其上用導電墨水絲網(wǎng)印刷一天線，從而明顯地降低混雜型或無接觸智能卡的制造成本。
因此，本發(fā)明涉及帶有由像紙這樣的纖維材料制成的天線支座的混雜型接觸及無接觸智能卡的制造方法，該方法包括下列步驟天線的制造方法，包括在由纖維材料制成的支座上絲網(wǎng)印刷導電聚合物墨水的圈(turn)，并對該支座進行熱處理以便烘干所述墨水。
將卡體層壓到天線支座上的步驟，包括在支座的每一側通過熱壓成型技術與至少兩片塑料材料結合在一起以形成卡體，銑切空腔的步驟，包括在卡體之一中貫穿一空腔以容納包括芯片和雙面電路的模件，該空腔包括一較小的接納芯片的內(nèi)部和一較大的接納雙面電路的外部，所說的空腔是挖在支座的以形成天線的導電絲網(wǎng)印刷墨水為特征的那一面的反面一側的卡體中，且銑切操作使得連接片被移走，以及模件插入步驟，包括使用膠來把模件固定住及時使用含銀的膠把模件連接到連接件上，并將它定位于為此目的而提供的空腔中。
附圖簡介本發(fā)明的目的、對象和特性將從下面的說明并結合附圖而變得更加清楚，在圖中

圖1A到1C表示在支座上絲網(wǎng)印刷天線時所使用的各個步驟。
圖2表示在層壓步驟之前在其背面絲網(wǎng)印刷了天線的支座。
圖3表示在制造方法結束時的智能卡。
圖4表示在圖3中所示的智能卡沿圖3中軸線A-A的截面圖。
本發(fā)明的詳細說明按照本發(fā)明的智能卡制造方法最初包括將天線放在支座上。這個支座由一片像紙這樣的纖維材料制成。按照優(yōu)選實施例，天線員在幾個步驟中絲網(wǎng)印刷到這一材料上的，而且與標準的絲網(wǎng)印刷過程相比其順序正好相反。第一步如圖1A所示，包括絲包印刷兩個天線與模件相連的粘接片10和12以及電橋14，這個電橋通常被稱作“跨越”，它使兩個圓連接成串聯(lián)形成。第二個絲網(wǎng)印刷步驟包括在跨越的頂上絲網(wǎng)印刷一個絕緣條，如圖1B所示。絲網(wǎng)印刷的第三也是最后一步是絲網(wǎng)印刷兩個圈18和20。
圖18的一端連接到粘接片10而另一端到跨越14。圈20則從跨越14絲網(wǎng)印刷到粘接片12。
一旦天線在支座上絲網(wǎng)印制好之后，支座就被切成卡的尺寸。按照優(yōu)選實施例，在支座的每一角上做成缺口22，如圖2所示。這個缺口使得卡體之間在層壓過程中能直接結合。
層壓是用熱壓模壓實現(xiàn)的。按照優(yōu)選實施例，每一卡體要用兩層塑料材料。這種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)。按照優(yōu)選實施例，使用了聚氯乙烯。這兩層有不同的剛度。外部層用堅硬的PVC制成，而內(nèi)部層(與天線支座相接觸的層)則用具有較低Vicat軟化溫度(PVC從堅硬狀態(tài)轉變成橡膠狀態(tài)的溫度)的軟PVC制成，這兩層也可以有不同的厚度。例如，卡體的每一塊包括一個外部的堅硬PVC層其厚度約為310微米(μm)以及一個內(nèi)部的軟PVC層其厚度約為80μm。天線支座是用約125μm厚的紙制成的。按照另外一個制造例，這也是個優(yōu)選實施例，卡體的每一片包括三層。表面層由透明的PVC片或清漆層組成，是在外部層進行印刷后加在它的外部層上以保護印刷內(nèi)容的。這一表面層約為40μm厚。因此卡體的外部層厚為275μm而內(nèi)部層厚度約為40μm。
層壓步驟包括將形成卡體的各種不同的PVC層和天線支座疊在一起。然后把這個夾層放到層壓壓機中。這個夾層在超過100℃且最好是超過150℃的溫下進行熱處理。與此同時，這個夾層被加壓以便將各層熔融在一起。在熱和壓力的共同作用下外部PVC軟化而由較低Vicat軟化溫度的PVC制成的內(nèi)部層則液化。液化的PVC將天線的絲網(wǎng)印刷的墨水陷在卡的材質之中，使它提高了對在智能卡使用過程中所遭受的機械應力的耐受性。此外，天線將更好地粘接在卡體上。這種粘結可以通過使用雙面的壓敏膠帶并將它放在卡和天線之間而更加提高。
在天線支座的各個角上所做的切口22可以讓兩層內(nèi)部PVC層相互接觸。通常將各角封閉而使兩個卡體結合在一起，所有機械應力都導向卡的內(nèi)部。壓紙的情況下，紙漿表現(xiàn)出紙的內(nèi)部粘著力。當它受到剪切力時，紙的內(nèi)芯趨向于脫開(分層)。如果這些應力太強烈，則卡會裂開而分成兩部分(含有連接到模件的天線的那一部分仍能工作)，在這種情況下，通過紙的類別和它的內(nèi)部粘著力的作用，我們可以利用這個物理性質來建立一種具有內(nèi)在的而且是可變的應力標記的卡。根據(jù)顧客的需要，這種脫開可以因此而快些或慢些可以更明顯些或不那么明顯，從而使卡的有限的折彎由手在卡內(nèi)部的紙脫開而成為可見的。
下一步驟是銑出一個空腔，它將容納由芯片和雙面電路組成的模件。銑切操作還能使在天線和模件之間的粘接片去除。為了防止損壞絲網(wǎng)印制的天線印痕，銑切操作是在卡體的與具有絲網(wǎng)印刷的印痕的天線支座相反一面進行的，這就是說，是在卡體的與天線支座上沒有絲網(wǎng)印制的天線相接觸的那一面上進行的。在這種情況下，在銑切操作時，天線支座在上墨水之前銑切。此外，由于它是嵌在卡體的第一層PVC中的，所在它不會受到像開裂或撕破這類的損壞。在ISO格式的智能卡的情況下，芯片在卡上的位置是標準化的，在支座上的天線的反向絲網(wǎng)印制的印痕以及在與支座上不帶絲網(wǎng)印刷那一側相接觸的卡體上進行空腔的銑切，這兩者使得模件能夠安裝在標準化的位置上而同時保持絲網(wǎng)印刷的天線的完整性。
模件是粘接而就位的。使用了兩種不同的粘接劑。第一種膠是導電的粘接劑，它使模件能和天線觸點相連接。這種粘接劑最好是帶銀的粘接劑。第二種膠用于把模件固定在卡上。按照一特定的實施例，使用了氰基兩烯酸鹽的膠。也可以使用薄膜型的“熱熔”膠，在將模件插入卡之前先把它放在模件之下。在這一步驟結束之時，就得到如圖3所示的卡?？?4的卡體通過天線支座的切口22而在角上熱結合在一起。模件26位于ISO類型的智能卡的標準化的位置上。
圖4是由圖3所示的智能卡沿軸線A-A的截面圖。該卡包括一個由纖維材料制成的天線支座28，它插在兩個卡體之間。每一卡體包括一個表層30，它由一層透明的PVC薄膜或清漆層組成，一個外部的硬質PVC層32和一個內(nèi)部的軟質PVC層34。圖36和粘接片是陷在卡體內(nèi)部層34的PVC材質之內(nèi)的。在卡體中與具有天線的支座相對的一面所銑切的空腔接納雙面電路40和芯片42，并由覆蓋模壓的樹脂(未示出)所保護。模件用一層帶銀的導電膠44連接到天線觸點38的觸點上。一層氰基丙烯酸鹽的膠46將模件固定在卡上。
按照本發(fā)明的過程提供一種卡，它具有兩個對使它的公司來說是重要的性質保持電器部件而給卡提供提高了的牢固性，以及，在卡不正常工作時，像紙這樣的纖維材料的脫開性質可以弄清楚該卡沒有受到為了欺詐目的而被猛烈的折彎。
權利要求
1.一種帶有由纖維材料如紙制成的天線支座的混雜型接觸及無接觸智能卡的制造方法，包括下列步驟天線的制造方法，包括在由纖維材料制成的支座上絲網(wǎng)印刷導電聚合物墨水的圈，并對所說的支座進行熱處理以便烘干所述墨水，將卡體層壓到天線支座上的步驟，包括在上述支座的每一側通過熱壓成型結合至少兩片塑料材料，以形成卡體，銑切空腔的步驟，包括在卡體之一中貫穿一空腔用于容納由芯片和雙面電路構成的模件，所說的空腔包括一較小的接納芯片的內(nèi)部和一較大的接納雙面電路用的外部，所說的空腔是挖在支座的以形成天線的導電絲網(wǎng)印刷墨水為特征的那一面相反一面的卡體中，且銑切操作使得連接片從芯片上被移走，以及模件插入步驟，包括使用膠來把所說的模件被固定住以及使用一種含銀的膠來把所說的模件連接到所說的連接件上，并將所說的模件定位于為此目的而提供的空腔內(nèi)。
2.按照權利要求1的智能卡制造方法，其中在由纖維材料制成的天線支座兩側的每一側上所形成卡體的兩層具有不同的剛度。
3.按照權利要求1或2的智能卡制造方法，其中在天線的制造方法中，紙質的天線支座的各角被切成槽口以允許兩個卡體結合在一起，由此而得到的所說的卡提供一個優(yōu)先的脫分(分層)區(qū)，這將在事后揭露任何故意損壞的行為。
4.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中天線制造步驟是以相反次序進行的，它包括在支座上用聚合物墨水以絲網(wǎng)印刷兩個用于模件的天線接觸點以及一個跨越，用絕緣的墨水在支座上印刷一個絕緣條于跨越的頂上，在支座上用聚合物墨水絲網(wǎng)印刷天線的至少兩圈，這些圈它們所具有的端點和不同的連接片相接觸而另外一端和跨越相接觸，從而得到具有兩圈串連的天線。
5.按照權利要求2到4的智能卡制造方法，其中形成卡的外部層的片比形成卡的內(nèi)部層的片更加堅硬，所說的內(nèi)部層具有低的Vicat軟化溫度。
6.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中在由纖維材料制成的所說的天線支座的每一側面上所形成卡體的兩片有不同的厚度。
7.按照權利要求6的智能卡制造方法，其中所成外部層的片比形成內(nèi)部層的片更厚。
8.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其中在將卡體熱層壓到天線支座上去的步驟中在每一卡體上加上第三層塑料或清漆層作為表層。
9.按照前述權利要求之一的智能卡制造方法，其特征在于形成卡體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.按照前述權利要求之一智能卡制造方法，其中用于固定模件的膠是液態(tài)的氰基丙烯酸鹽粘接劑，它在插入所說的模件之前放在空腔中。
11.按照權利要求1到9之一的智能卡制造方法，其中用于固定模件的膠是薄膜型“熱熔”粘接劑，它在模件被插入卡之前放在模件的下面。
全文摘要
本發(fā)明涉及無接觸混雜智能卡的制造方法,更具體說,涉及混雜無接觸智能卡,其天線是在由紙這樣的纖維材料制成的支座(28)上。所說方法包括在支座上通過絲網(wǎng)印刷生產(chǎn)天線的步驟;通過熱壓法在天線支座上疊層卡元件的步驟;在絲網(wǎng)印刷支承面相對一面的卡體上蝕刻空腔以便在其中容納含有芯片(42)和雙面電路的模件的步驟;以及把模件插入卡中的步驟。在疊層步驟之前在支座四角上產(chǎn)生切口能使卡體元件結合在一起。所得到的卡事后能夠用眼睛看到其所受到的有害的機械應力(極端的折彎)。
文檔編號B42D15/10GK1338084SQ0080319
公開日2002年2月27日 申請日期2000年11月28日 優(yōu)先權日1999年11月29日
發(fā)明者喬治斯·卡耐基斯, 克里斯托弗·馬蒂厄, 塞貝斯廷·德里奈 申請人:Ask股份有限公司