專利名稱：具有電子模塊的強化連接的非接觸型或接觸型-非接觸型混合式的智能卡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及非接觸型或接觸型-非接觸型混合式的智能卡，并且特別地涉及具有電子模塊的強化連接的這種類型的智能卡。
背景技術：
非接觸型智能卡是在各個領域中日益廣泛使用的一種系統(tǒng)。例如，在交通部門，已經開發(fā)出各種智能卡，作為一種入口裝置。對電子錢包來說，情況也是如此。許多公司也已經開發(fā)出針對使用非接觸型智能卡的公司員工的識別系統(tǒng)。
介于非接觸型卡以及相關的讀卡器之間的信息交換是通過介于被置入卡內的天線以及位于讀卡器之中的第二天線之間的遠距離電磁耦合來完成的。為了顯示、存儲和處理這些信息，將一塊芯片置入一個支架之上的卡內，在該支架上，該芯片被連接到一個用網印法印刷的天線。
還有一種接觸型-非接觸型混合式的智能卡，它可以像傳統(tǒng)的智能卡那樣進行操作，或者像非接觸型智能卡那樣進行操作。這些卡設有一個電子模塊，其中包括一塊芯片和一塊雙面電路板，電路板的一面具有接觸表面，它與卡體的一面的表面齊平。
對混合型或非接觸型智能卡來說，存在一系列的生產過程。第一種類型的卡是一種單塊的卡，其中，天線支架被插入到形成上和下卡體的兩層塑料材料(PVC，PET，PC，丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)…)之間，然后在壓力下通過熱層壓工藝使之產生熱粘合。
通過導電膠或等效物(用以建立歐姆接觸)將該模塊跟天線連接。
這種類型的卡具有高的整體剛度。其結果是，當該卡經受機械彎曲和/或扭應力時，后者就被立即傳送到芯片，并且主要是傳送到建立芯片/天線或模塊/天線連接的粘合點上。這些被有意地或無意地施加的應力可能會使連接破壞，由此可能導致該卡在沒有作出標記的情況下失靈。
這種特性已經被證明是混合型或非接觸型智能卡的主要缺點。事實上，對一個不誠實的用戶來說，通過用力彎曲盡可能不留痕跡地來損壞該卡是相當容易的事情。當該卡作為信用卡(各種電話卡，團體通行卡，高速公路收費站卡)來出售并且該信用卡已經用完或差不多用完時，這就要求個人(持卡人)去換卡或者由卡的發(fā)行者重新充值，使得今后任何作弊的企圖都不可能實現。
為了彌補這個主要的缺點，人們已經考慮用網印法將天線印刷在紙質纖維材料之上，并將其置入由至少一層塑料材料制成的兩個卡體之間。一種在壓力下的熱層壓(工藝)步驟使得不同的各層熔接在一起。兩個卡體其中之一的液化PVC使天線的網印墨水下陷。
紙質支架的優(yōu)點是，當卡在由所述彎曲產生的力作用的位置上發(fā)生彎曲時，該卡具有使各層分開的能力，由于該卡保留著彎曲的痕跡，所以它能在事后提示任何蓄意損壞的動作。
然而，由于電子模塊的連接比較單薄，所以這種類型的卡存在一個缺點。確實，若紙質天線支架具有能“記憶”卡的彎曲的優(yōu)點，則卡缺乏內聚力，這有利于在(各)膠合點(它使模塊固定在卡上，并處于卡體的較薄的部分)下面的紙經過多次彎曲之后被分成各層，由此導致電子模塊跟天線脫離連接。

發(fā)明內容
這就是為什么本發(fā)明的目標是提供一種混合式或非接觸型智能卡的原因，該智能卡具有用纖維狀的紙質材料制成的天線支架，其特征在于該模塊的強化連接，以便在用力彎曲的情況下，能耐受脫離連接以及拔出。
本發(fā)明的另一個目標就是提供一種非接觸型智能卡，在不使用導電膠的前提下，簡單地通過介于芯片以及天線之間的接觸，就能實現電子模塊的強化連接。
因此，本發(fā)明的意圖就是一塊非接觸型或者接觸型-非接觸型混合式的智能卡，其中包括安裝在由紙質纖維材料的支架上的一個天線，在該支架的每一側上的兩個卡體，各卡體由至少一層具有相對地較低流動溫度的塑料材料制成，以及一個電子模塊，其上有一塊被連接到天線的芯片，由天線支架以及兩個卡體形成的該組件通過在壓力下的熱層壓工藝被熔接在一起。由纖維材料制成的支架具有至少一個開口，使得在層壓操作過程中，該卡體的各塑料層通過該開口變成接近完全接觸狀態(tài)，這樣被填充的所述開口形成介于兩個卡體之間的一個熔接點，由此增強了該模塊的連接。


通過下面的結合諸附圖的說明，將使本發(fā)明的各種用途、目標和特性變得更為明顯，在諸附圖中圖1表示根據本發(fā)明的一種接觸型—非接觸型混合式智能卡，圖2表示圖1所示的智能卡沿A-A軸線的截面圖，圖3是圖1所示的智能卡的各開口以及天線支架中的模塊的位置的正視圖，圖4表示根據本發(fā)明的一種非接觸型智能卡的天線支架，圖5表示圖4所示的智能卡沿B-B軸線的截面圖，圖6表示圖4所示的智能卡沿C-C軸線的截面圖。
具體實施例方式混合式接觸型—非接觸型智能卡設有一個電子模塊，其中包括一塊電子芯片以及一塊雙面電路板10，電路板的一面與卡的一面齊平?？ǖ奶炀€，通常用網紋印刷法印在由纖維材料制成的一個支架12上，該天線包括由導電墨水印制的許多圈18，以及兩個觸點11和13，上述觸點被設計成跟芯片連接，從而跟電子模塊連接。天線支架設有兩個開口14和16，它們最好是在天線網紋印刷操作之后進行制作。各開口的形狀以及它們的位置將在后面的說明中詳細敘述。
根據圖2，該圖表示圖1所示的智能卡沿A-A軸線的截面圖，該卡在它的整個厚度上包括若干層。在一個優(yōu)選實施例中，天線支架12被插入到介于下卡體與上卡體之間，下卡體由層22和23構成，上卡體由層24和25構成。上和下卡體由聚氯乙烯(PVC)或聚酯(PET，PETG)或聚碳酸酯(PC)或者甚至丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)這樣的塑料材料制成。根據一個優(yōu)選實施例，各卡體由PVC制成，各含有一個剛性的PVC外層22或24以及一個柔性的PVC內層23或25。構成柔性PVC層的、與天線相接觸的PVC有一個Vicat點(PVC從一種剛性狀態(tài)轉變到一種似橡膠的狀態(tài)的溫度)，它低于形成剛性PVC層的層的Vicat點。
在特定溫度以及在壓力下，使用熱層壓工藝來制成卡的多層組件。在熱和壓力的組合作用下，當由具有低的Vicat點的PVC制成的內層液化時，外層PVC才開始變軟。層25的液化的PVC將天線陷入主體之中，并且通過在天線支架12上事先形成的開口14和16進入跟層23的液化PVC接近完全接觸，由此，經由兩個內層23和25的接近完全接觸，在上下卡體之間形成兩個熔接點。
在將構成卡的各層組合在一起之后，通常用軋制操作在卡上沖出一個腔體，以便裝入由電子芯片26和雙面電路板10構成的電子模塊。腔的形狀是這樣的，它包括一個被設計用來接納芯片26的較小的中心部分，以及形成于卡體的層22的厚度的一部分的一個較大的外圍部分，用以接納雙面電路板。
電子模塊被插入到腔體之中，并且通過粘合在腔體的較大部分之中來使之固定。這樣一來，通過在天線支架12上事先形成的開口14和16上的丙烯腈類型的兩個膠接點34和36，將電子模塊的雙面電路板以及卡體的外層22聯(lián)結在一起。膠接點34和36被定位于卡體22的厚度為最小的位置上，因此，被定位于填滿PVC并形成介于上和下卡體之間的兩個熔接點的開口14和16之中，由此加強了該模塊在其支架上的聯(lián)結。
通過使用導電膠(圖中沒有示出)來保證芯片與天線觸點11和13的連接，并且在電子模塊被插入到腔體之前使用導電膠。
根據圖3，各開口14和16在天線支架上的位置被設置在觸點11和13的兩側，并且最好是處于打算粘合到卡上并出現在圖中的雙面電路板10的面30的中部。然而，各開口可以稍微偏離圖中所示的位置，同時保持跟電子模塊的面30相重合，而這并沒有離開本發(fā)明的范圍。在所有情況下，各開口的寬度不應該過分大。在這一方面，開口的表面積不應超過待粘合的該模塊的面30的表面積，使得在卡體的層壓操作中，各開口都被層23和25的液化PVC完全地填滿。
由于電子模塊被對稱地放置在觸點11和13的兩側，所以各開口14和16最好是對稱于觸點11和13，并且最好是在形狀上相同。此外，為了改進該模塊在卡上的連接，各開口14和16的外部輪廓應當盡可能地跟膠合點34和36的外部輪廓相匹配。
當本發(fā)明被應用于非接觸型智能卡時，天線支架38如圖4所示。如同先前所看到的那樣，電子模塊40被連接到天線42，后者通過兩個觸點44和46用網印法被印刷在支架38之上。天線支架還設有兩個開口48和50，這兩個開口最好是在天線網印操作之后再進行加工。
根據圖5，該圖表示圖4所示的智能卡沿B-B軸線的截面圖，非接觸型卡含有若干層。在一個優(yōu)選實施例中，天線支架38被插入到下卡體和上卡體之間，下卡體由層52和54構成。上卡體則由層56和58構成。如同在前一個實例中那樣，卡體由PVC，聚酯，聚碳酸酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)制成。如上所述，每一個外層52，56最好是由剛性的PVC制成，而每一個內層54，58則最好是由柔性的PVC制成。與天線支架38接觸的這些層的Vicat點低于由剛性的PVC制成的各外層的Vicat點。如同在圖中所看到的那樣，各外層比各內層薄，這跟混合式卡的情況正好相反，在混合使卡中，各外層通常比各內層厚。
電子模塊40被放置在支架38的一個開口之中，并且通過一層膠60被固定到下卡體的層54之上。因此，芯片的觸點(未示出)就跟天線觸點62和64相接觸?？梢允褂脤щ娔z，或者不使用導電膠，而是借助于如下所述的一種簡單的接觸來建立歐姆連接。
若我們考慮如圖6所示的沿C-C軸線的支架的截面圖，就能看見兩個開口48和50在天線支架38上被定位于模塊40的每一側。
如上所述，通過熱層壓工藝以及在壓力下使各層組合在一起。在熱和壓力的組合作用下，當內層54或58液化時，外層PVC 52或56才開始變軟。層58的液化的PVC將天線陷入主體之中，并且通過開口48和50進入里面，跟層54的液化PVC接近完全接觸，由此，經由兩個內層54和58的接近完全接觸，在上下卡體之間形成兩個熔接點。
跟接觸型—非接觸型混合式智能卡的電子模塊不同，非接觸型卡的電子模塊陷入到卡的兩個卡體之間。如上所述，由于熱層壓工藝使得兩層之間的熔接點通過開口48和50來形成，所以在層壓(工藝)步驟之后，由該模塊施加到天線的觸點62和64之上的壓力仍得以保持。這個壓力使得在芯片與天線之間的歐姆接觸得以發(fā)生，而不需要在芯片的觸點以及天線的觸點之間施加一層導電膠。
如上所述，在不過分地遠離模塊的前提下，各開口可以或多或少地偏離于該模塊，使得該模塊的連接得以加強。各開口的尺寸不應太小，以便保證介于卡體的兩個內層之間的強有力的連接。各開口最好是對稱于該模塊來放置，并且最好是具有相同的形狀。雖然在圖4和圖6所示的實施例中，各開口都是圓角的，但是也可以使用任何其他形狀，而這并沒有離開本發(fā)明的范圍。
無論是對一個非接觸型卡或一個混合式卡來說，由于幾方面的原因，各開口都不應當含有尖角。不具有尖角的開口有利于切割操作。確實，具有尖角的開口形成一些點，它們將有待于去除的紙保留在支架上，而切割具有圓角的開口則永遠不會出現此類問題。此外，當用單色來印刷卡體時，在層壓操作中，由于位于各開口之上的墨滴聚集在一起，使各切口暴露，由此導致在各開口的位置上出現較深的顏色。其結果是，通過透明的PVC所看到的一個圓形跟具有尖角的形狀相比，顯得更好看。
如上所述，雖然在模塊的每一側都設有兩個開口以加強它的連接是更為可取的，但是僅有一個開口，或者多于兩個開口也是可能的，這都沒有離開本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種智能卡，包括安裝在由紙質纖維材料的支架(12或38)上的一個天線(18或42)，在所述支架的每一側上的兩個卡體，各卡體由至少一層具有低流動溫度的塑料材料制成，以及一個電子模塊(26或40)，其上有一塊被連接到天線的芯片，由天線支架以及兩個卡體形成的該組件通過熱層壓工藝被熔接在一起；所述卡的特征在于，所述由纖維材料制成的支架備有多個開口(14，16或48，50)，使得在層壓過程中，所述卡體的塑料層(23，25或54，58)通過所述開口進入到接近完全接觸狀態(tài)，這樣被填充的所述開口形成介于兩個卡體之間的熔接點，由此增強了該模塊的連接。
2.根據權利要求1所述的智能卡，其中，所述(各)開口(14，16)的外部輪廓具有跟(各)膠接點(34，36)相同的形狀。
3.根據權利要求2所述的智能卡，其中，所述電子模塊(26)的芯片通過在所述天線支架(12)上的兩個觸點(11，13)跟天線連接，天線支架的特征在于有兩個開口位于所述兩個觸點的兩側。
4.根據權利要求3所述的智能卡，其中，所述兩個開口(14，16)在形狀上是相同的，并且對稱于各觸點(11，13)。
5.根據權利要求4所述的智能卡，其中，所述兩個開口(14，16)在形狀上是圓角的。
6.根據權利要求1所述的智能卡，其中，所述電子模塊(40)在壓力下進行熱層壓之前，被放置在天線支架的一個腔體之內，并且通過一層非導電性的膠(60)將其固定在所述兩個卡體(54)其中之一。
7.根據權利要求6所述的智能卡，其中，所述電子模塊(40)的芯片，借助于兩個觸點(62，64)，不用導電膠，經由簡單的歐姆接觸，被連接到所述天線(42)，通過向所述卡體(54，58)的各層之間施加壓力，使得在熱層壓之后，通過所述各開口(48，50)形成一個熔接點，并處于接近完全的接觸狀態(tài)，來建立所述歐姆接觸。
8.根據權利要求6或7所述的智能卡，其中，所述天線支架(38)設有兩個開口(48，50)，它們被定位于所述電子模塊(40)的每一側之上。
9.根據權利要求8所述的智能卡，其中，所述開口(48，50)對稱于所述電子模塊(40)。
全文摘要
一種智能卡，包括安裝在由紙質纖維材料的支架(12)上的一組天線(18)，在所述支架的每一側上的兩個卡體，各由至少一層具有低流動溫度的塑料材料制成，以及一個電子模塊(26)，其上有一塊被連接到天線的芯片，由天線支架以及兩個卡體形成的該組件通過熱層壓工藝被熔接在一起。由纖維材料制成的支架包括至少一個開口(14，16)，使得在層壓過程中，所述卡體的塑料層(23，25)通過所述開口進入到接近完全接觸狀態(tài)，該開口形成介于兩個卡體之間的一個熔接點，由此增強了該模塊的連接。
文檔編號B42D15/10GK1476587SQ02803129
公開日2004年2月18日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權日2001年9月14日
發(fā)明者克里斯托弗·哈洛普, 克里斯托弗 哈洛普 申請人:Ask股份有限公司