專利名稱：帶有纖維材料制成的天線底座和芯片底座的無接觸智能卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能卡領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種具有紙制的適配器的無接觸智能卡。
背景技術(shù)：
智能卡業(yè)正在全面發(fā)展。這些以銀行卡和電話卡的形式變成普及的工具隨著新技術(shù)的發(fā)展以及隨著無接觸技術(shù)已經(jīng)目擊到顯著的第二次增長。確實(shí)已經(jīng)發(fā)明新的應(yīng)用，例如，在運(yùn)輸部門中，已把無接觸智能卡開發(fā)為一種用于公共運(yùn)輸系統(tǒng)以及高速公路系統(tǒng)的支付手段。電子錢包代表無接觸作為支付手段的另一種應(yīng)用。許多公司已經(jīng)利用無接觸智能卡開發(fā)用于它們的員工的識別工具。
無接觸卡和相關(guān)讀出器之間的信息交換是通過無接觸卡容納的天線和位于該讀出器中的第二天線之間的遠(yuǎn)程電磁耦合實(shí)現(xiàn)的。為了形成、存儲和處理信息，卡備有一個(gè)和該天線連接的無接觸芯片或者電子模塊。該天線和該芯片或無接觸模塊典型地位于一個(gè)由塑料材料(聚氯乙烯(PVC))、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)…)制成的絕緣底座上。通過在該底座上的化學(xué)銅或鋁蝕刻或者通過纏繞例如銅的金屬導(dǎo)線得到該天線。
卡通常是整體的。天線底座插入到二層形成上、下卡體的塑料材料(PVC、PET、PC，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABC)，…)之間，然后加壓下通過熱層壓法接合。通過實(shí)現(xiàn)歐姆接觸的導(dǎo)電膠或等同物把該無接觸芯片或模塊連接到該天線。
但是，這種類型的卡具有幾個(gè)主要缺點(diǎn)。最重要的缺點(diǎn)是，在該層壓處理期間進(jìn)行的塑料熱結(jié)合操作導(dǎo)致一種應(yīng)力吸收恢復(fù)上機(jī)械性能中等的單塊卡。當(dāng)該卡受到過大的彎曲和/或扭曲應(yīng)力時(shí)，所有施加的應(yīng)力傳遞到無接觸芯片或電子模塊上并且主要施加在造成連接的接合點(diǎn)上。這些接合節(jié)的機(jī)械強(qiáng)度受到可能造成芯片-天線或無接觸模塊-天線連接斷開的大應(yīng)變。作為這些機(jī)械應(yīng)力的后果還可能切斷天線。
傳統(tǒng)無接觸智能卡的另一個(gè)缺點(diǎn)是它的成本價(jià)格。采用通過化學(xué)蝕刻或者通過繞線金屬線得到的天線是造成高成本價(jià)格的主要原因，這種高成本價(jià)格和這種類型的工具的廣泛應(yīng)用是非常矛盾的。另外，使用無接觸電子模塊也增加成本價(jià)格。
為了克服這些缺點(diǎn)，在法國9915019號專利中說明的另一種制造過程包括使用例如紙的纖維底座，其上利用導(dǎo)電墨水絲幕印刷的天線。接著該天線底座受到熱處理以固化墨水。隨后的步驟包括連接芯片和天線以及通過熱壓模制從兩面上把各個(gè)卡體焊接到該天線底座上，該后一個(gè)步驟為層壓步驟。
該方法遇到的缺點(diǎn)歸因于芯片(其上把觸點(diǎn)膠合到天線觸點(diǎn)上從而建立連接)的剛性會導(dǎo)致裂縫，這些裂縫是在層壓步驟期間于構(gòu)成天線的導(dǎo)電墨水上形成的。后果是，芯片和天線之間的連接有時(shí)是斷開的，在所有情況下是脆弱的，并且有可能在任何時(shí)候斷裂，尤其當(dāng)遇到外部應(yīng)力時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
從而本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過提供一種耐得住與它的使用關(guān)聯(lián)的機(jī)械應(yīng)力并且由于使用便宜材料而成本價(jià)格低的無接觸智能卡減輕這些缺點(diǎn)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種天線和芯片之間的連接在卡的層壓工藝步驟期間不會脆化的無接觸智能卡。
從而本發(fā)明涉及一種無接觸智能卡，其特征為，一個(gè)位于纖維材料制成的天線底座上的天線，該天線包括至少一匝的導(dǎo)電墨水和二個(gè)絲幕印刷在該天線底座上的觸點(diǎn)，用至少一層的塑料材料做成的每個(gè)卡體，以及一個(gè)帶有和該天線連接的觸點(diǎn)的芯片。該卡還包括一個(gè)用纖維材料制成的芯片底座，后者特征在于，二條絲幕印刷在該芯片底座上的并且其上和該芯片的觸點(diǎn)相連接的可聚合化導(dǎo)電墨水，該芯片底座定位在該天線底座的上面從而這些可聚合化導(dǎo)電墨水條和天線的觸點(diǎn)接觸并連接它們，并且該芯片定位在一個(gè)為此目的形成的天線底座中的腔內(nèi)從而該芯片的剛性部件不和天線的觸點(diǎn)或天線本身接觸。本發(fā)明的另一個(gè)用途是一種智能卡制造過程，其包括步驟-在用纖維材料制成的天線底座上制造一個(gè)包括利用可聚合化導(dǎo)電墨水印制的絲幕印刷匝組以及二個(gè)天線觸點(diǎn)的天線并且使該天線底座受到熱處理以烘烤并聚合化該導(dǎo)電墨水，-通過切割該天線底座在該天線底座中形成一個(gè)腔，-通過在一個(gè)纖維材料的底座上絲幕印刷二條可聚合化導(dǎo)電墨水制造纖維材料的芯片底座，-根據(jù)該芯片底座上的各個(gè)觸點(diǎn)連接一塊芯片，從而該芯片的觸點(diǎn)和這些可聚合化導(dǎo)電墨水條接觸，-在該天線底座上把該芯片底座定位成使這些可聚合化導(dǎo)電墨水條和該天線的觸點(diǎn)組接觸并且使該芯片位于該腔內(nèi)，以及-在該天線底座的每一面上層壓卡體，其包括通過熱壓模制在該底座的每一面上焊接至少一層的塑料材料。


在連帶著各附圖下從下面的說明本發(fā)明的用途、目的和特征會變得更加清楚，附圖是圖1是依據(jù)本發(fā)明的智能卡的天線底座的正視圖。
圖2a和2b是依據(jù)本發(fā)明的智能卡的芯片底座的正視圖。
圖3是沿圖2中所示的芯片底座的軸A-A的剖面圖。
圖4是承載該芯片底座的天線底座的縱剖面圖。
圖5示出依據(jù)本發(fā)明的該智能卡的縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1中所示，依據(jù)本發(fā)明的智能卡包括一個(gè)天線底座10。該底座10由纖維材料制成。該材料最好是紙。在該底座上絲幕印刷出天線12。該天線包括四個(gè)同心匝。天線12的各個(gè)端頭形成一個(gè)天線觸點(diǎn)14或16。這些匝以及這些天線觸點(diǎn)是用可聚合化導(dǎo)電墨水做成的。依據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，該墨水是摻著導(dǎo)電元素例如銀、銅或碳的環(huán)氧墨水。通過切割在天線底座中形成一個(gè)腔18。該腔用來容納芯片。
在圖2a和2b中示出芯片底座20的前視圖。該底座20是由纖維材料做成的。依據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，該纖維材料是紙。在該底座20上絲幕印刷出二條可聚合化的導(dǎo)電墨水22和24。依據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，該墨水是摻著導(dǎo)電元素例如銀、銅或碳的環(huán)氧墨水?？删酆匣砻?2和24可以為其它形狀，這不背離本發(fā)明的范圍。例如，如圖2b中所示，表面22和24可以是二個(gè)長邊和底座20的二個(gè)相對外沿毗連的梯形。這種梯形形狀的大表面面積降低了把該芯片底座放在該天線底座上從而建立連接的操作的精度要求，并且從而提高該操作的生產(chǎn)程度而且獲得產(chǎn)量提高和降低機(jī)器成本。帶有若干觸點(diǎn)的芯片定位在該底座20上。
圖3表示圖2中所示的芯片底座20沿軸A-A的縱剖面圖?？梢钥闯鲂酒?6和底座20連接從而觸點(diǎn)28和30和可聚合化的導(dǎo)電墨水條22和24接觸?？梢岳脭?shù)種方法使芯片26和底座20連接。
依據(jù)第一實(shí)施例，一旦把芯片26定位成使觸點(diǎn)28和30對著導(dǎo)電墨水條22和24時(shí)，對該芯片施壓從而作為該壓力的后果芯片的觸點(diǎn)使芯片底座20以及可聚合化導(dǎo)電墨水條22、24變形。在撤掉該壓力后，芯片底座20和可聚合化導(dǎo)電墨水條22、24保持它們的變形形狀，從而能在芯片觸點(diǎn)和導(dǎo)電墨水條之間得到大的接觸面。
依據(jù)第二實(shí)施例，對可聚合化導(dǎo)電墨水條22和24涂以導(dǎo)電膠。接著，把芯片26定位在芯片底座20上從而使所述芯片的觸點(diǎn)28和30埋在所述導(dǎo)電膠中并且對著可聚合化導(dǎo)電墨水條22和24。
這樣得到的芯片底座20按照使芯片26容納在腔18的方式定位在天線底座10上，如圖4中所示?？删酆匣瘜?dǎo)電墨水條22、24和天線觸點(diǎn)14、16接觸。從而芯片26和天線12連接。當(dāng)完成該卡的加工時(shí)，該不用導(dǎo)電膠做成的連接是明確的?？删酆匣瘜?dǎo)電墨水條22和24的長長度能在不影響芯片和天線之間的連接的要求下縱向地把芯片底座20放在天線底座10上。一旦完成卡的加工，橫向移動是不可能的。盡管如此，為了完善技術(shù)并且改進(jìn)接觸和防止芯片底座20移動，可以在可聚合化導(dǎo)電墨水條22、24和天線的觸點(diǎn)14、16之間施加一層導(dǎo)電膠。
圖5中示出該智能卡在它的最終配置下的剖面圖。在承載芯片底座20的天線底座10的每一面上壓上一層塑料材料，從而形成卡體32和34。最好通過熱壓模制完成該層壓。卡體所使用的塑料材料是聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET，PETG)、聚碳酸酯(PC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABC)。依據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，這些卡體是用PVC制成的。依據(jù)該實(shí)施例，每個(gè)卡體由單層構(gòu)成。但是，每個(gè)卡體可以由相同或不同的數(shù)層塑料材料構(gòu)成。
由于天線底座和芯片底座都是用相同的非常韌性的纖維材料制成的這一事實(shí)，這樣得到的智能卡提供出色的機(jī)械阻力。因此，和具有金屬模塊的無接觸卡不同，它不向天線底座傳遞可能導(dǎo)致天線斷開的機(jī)械應(yīng)力。該卡中存在的唯一應(yīng)力點(diǎn)是芯片本身，這歸因于芯片的剛性結(jié)構(gòu)。然而，由于芯片的表面積很小，這些應(yīng)力也是小的。另外，由于芯片安放在專用芯片底座上并且置于在天線底座內(nèi)形成的腔內(nèi)，芯片不和天線底座直接接觸，從而芯片不和天線的匝或觸點(diǎn)接觸，這減小了層壓操作期間會在天線觸點(diǎn)上或在天線本身上出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力以及尤其是剪應(yīng)力。從而這種智能卡提供高可靠性，盡管它采用著能以非常低的成本價(jià)格生產(chǎn)卡的便宜材料。
權(quán)利要求
1.一種無接觸智能卡，其特征為，一個(gè)位于用纖維材料制成的天線底座(10)上的天線(12)，所述天線包括至少一個(gè)導(dǎo)電墨水匝和二個(gè)絲幕印刷在所述天線底座上的觸點(diǎn)(14和16)，各個(gè)由至少一層的塑料材料構(gòu)成的所述卡體，以及一個(gè)帶有和該天線連接的觸點(diǎn)(28和30)的芯片(26)，所述卡特征在于還包括一個(gè)由纖維材料制成的芯片底座(20)，所述芯片底座(20)上包括二條絲幕印刷在其上的并且該芯片(26)的所述觸點(diǎn)(28和30)與之連接的可聚合化導(dǎo)電墨水條(22和24)，所述芯片底座(20)定位在所述天線底座(10)上，所述可聚合化導(dǎo)電墨水條(22和24)和所述天線觸點(diǎn)(14和16)接觸并且與后者連接，使所述芯片(26)定位于所述天線底座(10)中為此目的而形成的一個(gè)腔(18)中，從而芯片的剛性部分不和所述天線觸點(diǎn)(14和16)或所述天線(12)接觸。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的智能卡，其中通過把所述芯片觸點(diǎn)埋在所述導(dǎo)電墨水條中以及所述芯片底座中達(dá)到該芯片和可聚合化導(dǎo)電墨水條的連接。
3.依據(jù)權(quán)利要求1的智能卡，其中通過一層位于芯片的各觸點(diǎn)和所述可聚合化導(dǎo)電墨水條之間的導(dǎo)電膠得到該芯片和可聚合化導(dǎo)電墨水條的連接。
4.依據(jù)上述任一權(quán)利要求的智能卡，其中所述纖維材料是紙。
5.依據(jù)上述任一權(quán)利要求的智能卡，其中通過一層導(dǎo)電膠使所述可聚合化導(dǎo)電墨水條和天線的各觸點(diǎn)連接。
6.依據(jù)上述任一權(quán)利要求的智能卡，其中形成卡體的塑料材料為聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET、PETG)、聚碳酸酯(PC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABC)。
7.依據(jù)上述任一權(quán)利要求的智能卡，其中所述可聚合化的導(dǎo)電墨水是摻著導(dǎo)電元素例如銀、銅或碳的顆粒的環(huán)氧墨水。
8.一種依據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求的智能卡制造方法，包括步驟-在用纖維材料制成的天線底座(10)上制造一個(gè)包括利用可聚合化導(dǎo)電墨水印制的絲幕印刷匝組以及二個(gè)天線觸點(diǎn)(14和16)的天線(12)并且使該天線底座受到熱處理以烘烤和聚合化該導(dǎo)電墨水，-通過切割該天線底座在該天線底座(10)中形成一個(gè)腔(18)，-通過在一個(gè)纖維材料的底座上絲幕印刷二條可聚合化導(dǎo)電墨水(22和24)制造纖維材料的芯片底座(20)，-根據(jù)所述芯片底座上的各個(gè)觸點(diǎn)(28和30)連接一塊芯片(26)，從而所述觸點(diǎn)(28和30)和這些可聚合化導(dǎo)電墨水條(22和24)接觸，-在該天線底座(10)上把芯片底座(20)定位成使所述可聚合化導(dǎo)電墨水條和天線(12)的所述觸點(diǎn)(14和16)接觸并且使所述芯片(26)位于該腔(18)中，從而該芯片的剛性部件都不和所述天線觸點(diǎn)(14和16)或所述天線(12)接觸，以及-在所述天線底座(10)的每一面上層壓卡體(32和34)，包括通過熱壓模制把塑料材料層焊接到所述底座的每一面上，以便完美地連接所述芯片(26)和天線(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無接觸智能卡，其包括一個(gè)位于纖維材料制成的天線底座(10)的天線(12)，該天線包括絲幕印刷在該天線底座上的匝以及二個(gè)觸點(diǎn)(14和16)，該天線底座的每一面上的一個(gè)卡體(32和34)，以及一個(gè)帶有觸點(diǎn)(28和30)的和該天線連接的芯片(26)。該卡特征還在于一個(gè)用纖維材料制成的芯片底座(20)，后者(20)具有二個(gè)絲幕印刷在其上的并且與芯片(26)的觸點(diǎn)(28和30)連接的導(dǎo)電條(22和24)，在該天線底座(10)上把芯片底座(20)定位成使這些導(dǎo)電條(22和24)和該天線的觸點(diǎn)(14和16)接觸并且與之連接而且使該芯片(26)位于一個(gè)腔(18)中，該腔是出于該目的在天線底座(10)中形成的。
文檔編號B42D15/10GK1463413SQ028020
公開日2003年12月24日 申請日期2002年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月14日
發(fā)明者喬治斯·卡彥納基斯 申請人:A·S·K·股份有限公司