專利名稱：無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體和它的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體以及制造一種具有制成摩片式分層結(jié)構(gòu)的無觸點(diǎn)數(shù)據(jù)載體的方法，無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體由裝在套內(nèi)的芯片、具有為套所設(shè)的孔的中心薄片、蓋片和天線組成。
本發(fā)明可優(yōu)先地應(yīng)用于無觸點(diǎn)的芯片卡中。但本發(fā)明也適用于其中將裝在套內(nèi)的芯片與天線連接起來的數(shù)據(jù)載體。這種數(shù)據(jù)載體可例如應(yīng)用于防止商品偷竊，或用作帶電子保險(xiǎn)裝置似硬幣形狀的支付手段。
在現(xiàn)有技術(shù)中已知，在無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體與寫讀終端之間的數(shù)據(jù)和能量傳送，借助于電感耦合、微波、電容耦合來實(shí)現(xiàn)。發(fā)送或接收裝置是天線或金屬表面，它們與芯片是連接起來的。為了符合現(xiàn)有的尺寸標(biāo)準(zhǔn)和滿足數(shù)據(jù)載體機(jī)械承載能力方面的要求，在使用過程中產(chǎn)生的機(jī)械力作用下，務(wù)必不能造成半導(dǎo)體芯片、電連接或發(fā)送與接收裝置(下面稱為天線)損壞。
已知一些結(jié)構(gòu)，它們將芯片放在一個(gè)柔性的導(dǎo)電薄片上并借助于粘結(jié)工藝固定，此導(dǎo)電薄片上還帶有或構(gòu)成天線。此外，還已知芯片用觸點(diǎn)直接閉合法進(jìn)行組裝。在這種方法中，采用一種可硬化的澆鑄或覆蓋物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)芯片和在芯片與導(dǎo)電片之間接線的機(jī)械保護(hù)。為了機(jī)械保護(hù)芯片和簡(jiǎn)化裝配，使用護(hù)環(huán)、小塊編織物以及其他類似材料或裝置。
這種結(jié)構(gòu)和方法的缺點(diǎn)是，數(shù)據(jù)載體和/或天線分層不對(duì)稱地在一個(gè)塑料卡片中壓成薄片，其結(jié)果是在受彎曲時(shí)導(dǎo)致提高了導(dǎo)電線路中的拉應(yīng)力。還有一個(gè)缺點(diǎn)是，芯片不是準(zhǔn)確地位于層合片的中心。在塑料卡片彎曲和扭轉(zhuǎn)的情況下，出現(xiàn)因材料和結(jié)構(gòu)本身的不均勻性引起的應(yīng)力峰值，它會(huì)使某些材料破壞，并因而可能導(dǎo)致整個(gè)塑料卡片失效。再有一個(gè)缺點(diǎn)是，這種分層和材料非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)載體容易撓曲。
在現(xiàn)有技術(shù)中曾試圖通過使用很平的微型外套，以部分地回避這些缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體結(jié)構(gòu)和制造它的方法，使之能低成本地制造，并能基本上避免產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，這種無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體在芯片所在區(qū)域內(nèi)可以具有高設(shè)計(jì)質(zhì)量的無干擾層壓片表面，以及，它們有在抗彎強(qiáng)度方面的突出優(yōu)點(diǎn)。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的是通過下述方案來實(shí)現(xiàn)的－天線設(shè)計(jì)在中心薄片之間；－外套由兩個(gè)大小一樣并相對(duì)于接合面對(duì)稱的半套組成，半套上設(shè)有邊緣斜面和半徑；－外套以過盈配合和分層對(duì)稱地裝在中心薄片中；以及－外套上至少有兩個(gè)處于對(duì)稱面中的接頭，接頭與天線連接。
本發(fā)明構(gòu)件的其他有利的設(shè)計(jì)在權(quán)利要求2至10中給出。
按本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體通過一系列優(yōu)點(diǎn)顯示出其突出之處1.通過將外套壓入中心薄片，使外套在壓成層合薄片前可靠固定。外套可以留在薄片中用于各種加工過程，它可以通過擠壓接觸或通過釬焊或粘結(jié)連接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與天線接點(diǎn)可靠的連接。
2.通過在中心薄片與外套之間只有很小的間隙，獲得一種牢固的中心薄片連接，因此在壓成層合薄片時(shí)防止包裹空氣，并防止以后產(chǎn)生彎曲裂紋。
3.通過將外套邊緣做成圓形，在壓成薄片時(shí)使層合薄片易于流動(dòng)。除此之外，制成圓邊可降低層合薄片中的機(jī)械應(yīng)力。
4.通過削平外套使其對(duì)齊，使層壓片沿著外套邊緣增強(qiáng)，這同樣有助于尤其在彎曲負(fù)荷下層壓片的穩(wěn)定性，并減小沿外套邊緣的機(jī)械應(yīng)力。
5.接頭在分層結(jié)構(gòu)的中央從外套引出，可以得到一種完全對(duì)稱的層合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)于卡片的抗彎強(qiáng)度和卡片的質(zhì)量均產(chǎn)生有利的效果。此外，這種卡片可以制成完全平的。
其他重要優(yōu)點(diǎn)包括，制造外套的成本很低；有可能得到一種設(shè)計(jì)水平非常高的芯片卡；由于外套在孔中和在卡片中位置的最佳結(jié)構(gòu)而具有高度的可靠性；以及這種層合板層便于制造。
按照本發(fā)明制造這種數(shù)據(jù)載體的方法，包括將天線定位在中心薄片上、半套壓入中心薄片的孔中、以及將天線與外套接頭導(dǎo)電連接。
在這種情況下，中心薄片最好這樣安裝在半套上，即，在中心薄片沖孔時(shí)形成的沖壓毛邊朝離開外套的方向。
因此，在裝配外套時(shí)易于自動(dòng)定心，并能使套的輪廓與孔的輪廓獲得一種最佳配合，從而保證將外套清潔地埋入層壓薄片中，不會(huì)明顯影響按設(shè)計(jì)安放的蓋片。
下面借助于實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。在所屬的附圖中包括

圖1按本發(fā)明外套側(cè)視圖；圖2外套的俯視圖；圖3一個(gè)壓入中心薄片中的外套；圖4至6外套在一種數(shù)據(jù)載體中的結(jié)構(gòu)舉例；圖7分成兩部分的熱塑性套；以及圖8帶對(duì)準(zhǔn)銷的熱塑性套。
在圖1和2中表示的外套，設(shè)計(jì)為基本上分層對(duì)稱的。在所介紹的實(shí)施例中，它具有下列尺寸－外套1的厚度小于或等于570微米，外套外部接頭4.1的厚度為40至80微米；－外套1的厚度設(shè)計(jì)為，比中心薄片10、11以及可能還有天線片15在壓成層合薄片狀態(tài)下的總厚度要大10至50微米；－上半套32和下半套33在邊緣區(qū)6中成錐形削平對(duì)齊，其中對(duì)齊部分寬度為0.5毫米至1毫米，使外套上面2或下面3與各有關(guān)的邊緣面之間，形成了5°至15°的夾角；－外套側(cè)面7傾斜設(shè)在外套接頭4.1、4.2的分層面之外，它們朝外套上面2或下面3的方向延伸，并尖錐狀地與外套上面2或下面3形成角度為85°至70°；－外套棱邊8制成一個(gè)大于或等于50微米的(倒圓)半徑。
圖3表示已壓入中心薄片10、11中的外套1。
在組裝此數(shù)據(jù)載體時(shí)，外套1就象一個(gè)兩面很平的調(diào)整銷壓入中心薄片10、11中。在所介紹的實(shí)例中，外套1有圓形橫截面，其中，外接頭4.1在分層的中心從外套1伸出。在一般的使用情況下有兩個(gè)接頭就夠了。在有更多個(gè)接頭時(shí)，它們最好等距離地分布在外套邊上。外套側(cè)面7具有尖錐形外套邊緣斜面，采用這種結(jié)構(gòu)，可以用簡(jiǎn)單的方法自動(dòng)定心地將外套1裝在中心薄片10、11中。外套上下圓形面2、3在邊緣區(qū)6成錐形削平。
通過在尺寸上協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中心薄片的孔12和外套1，可以使外套1在中心薄片10、11中是壓入式結(jié)構(gòu)。
在外套厚度5中心處的外套面，在尺寸上大于或等于在中心薄片10、11中的孔12的孔徑，而殼體上圓形面2和下圓形面3直徑卻小于孔12的直徑。外套1被中心薄片10、11各容納一個(gè)半套32、33的厚度。中心薄片10、11以及可能還有天線薄片15的厚度，在制成層合片后的總厚度相應(yīng)于外套邊緣處的外套厚度。在這種情況下，裝配工作的進(jìn)行是先將半套32、33壓入中心薄片10、11中，接著將中心薄片10、11和蓋片壓制成層合片。在附圖表示的實(shí)例中，天線條(Antennenbahnen)9位于中心薄片10、11的一個(gè)上。也可以將天線布設(shè)在單獨(dú)的天線薄片15上，或作為扁平線材卷34布設(shè)在中心薄片10、11之間。圖4至6中表示了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。
一種有利的設(shè)計(jì)為，用于推入半套32、33的天線薄片15上的通孔35的尺寸，在寬度上比在外套分層中心5處的外套面大0.4至1毫米，所以在天線薄片孔35的邊緣與外套1之間，形成一個(gè)沒有天線薄片的邊緣區(qū)18。因此，在壓成層合片時(shí)，可得到中心薄片10、11直接圍繞著外套1的互相牢固連接。
在圖4至6中說明了外套1與天線15、34共同工作的結(jié)構(gòu)配置。
圖4和5表示了一種設(shè)計(jì)，其中，天線薄片15放在下中心薄片10上，以及，設(shè)有穿過帶有天線的薄片15的孔35，孔35的安排使外套1位于天線15導(dǎo)線結(jié)構(gòu)9的中央。從而可使外套1設(shè)較短的外接頭4.1，并將其(外套)安排在卡片的彎曲中性區(qū)中。在這里，外套孔35設(shè)在數(shù)據(jù)載體一個(gè)角的附近。
外套接頭4.1亦即天線15的接點(diǎn)16最好設(shè)在卡片的對(duì)角方向。這樣可使外套1和接頭4在卡片受彎曲負(fù)荷作用時(shí)處于一個(gè)最佳位置。圖6表示了一種設(shè)計(jì)，其中采用了導(dǎo)線天線34。
在圖5和6中表示了外套接頭4.1與天線15、34連接的最佳實(shí)例。其中，設(shè)有天線的薄片15在外套1外接頭4與天線導(dǎo)線9交叉的區(qū)域內(nèi)，用一種耐溫和耐壓的電絕緣物質(zhì)17.1覆蓋。因此，可以將天線15制在一個(gè)金屬面內(nèi)。
外套1可以用塑料、陶瓷和其他類似材料制造。接頭4采用金屬，如銅、鐵或鐵鎳合金以及類似的材料制造。它們也可以設(shè)計(jì)為一種精煉的形式(金、銀等)。特別合乎目的的做法是，外套1采用硬彈性材料。用于薄片天線15的基片最好用聚酯、聚酰亞胺、印刷電路板材和類似的材料制造。對(duì)于中心薄片10、11最好采用PVC、聚碳酸酯和ABS塑料。
為了提高數(shù)據(jù)載體的設(shè)計(jì)質(zhì)量，最好在外套1的上面2和下面3上印刷上中心薄片10、11的色彩。因而其他顏色的外套面2、3通過蓋片穿透可以避免，尤其在深色外套1的情況下否則會(huì)造成干擾。
圖1表示了一種設(shè)計(jì)，其中，外套1由兩個(gè)由電絕緣的塑料制造并由互相粘接的半套19、20組成。在下半套19上設(shè)有托條，在粘接狀態(tài)此托條位于粘合面中。從而取消了現(xiàn)有技術(shù)中所需的模制片(Modulfolie)。在芯片組裝過程中，下半套19是環(huán)形托條的組成部分，并因而可容易和方便地輸送。此外，在這里可以利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的自動(dòng)化粘接線進(jìn)行加工。因?yàn)榉浅Ｆ胶捅〉耐袟l與半套19的粘合面處于一個(gè)水平上，所以在加工過程中，半套19可容易地與接頭42分開。為了位置固定，接頭4.1、4.2至少在下半套19區(qū)內(nèi)有燕尾榫形橫截面，以便更好地將內(nèi)接頭4.2固定在塑料中。此外，內(nèi)接頭4.2上有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔，以便改善嚙合。
圖8中表示了另一種有利的結(jié)構(gòu)。在這種設(shè)計(jì)中，在下半套19中設(shè)對(duì)準(zhǔn)銷30，在上半套20中設(shè)對(duì)準(zhǔn)孔29*。因此在粘結(jié)或澆鑄樹脂的硬化過程中，避免半套19、20作垂直和水平移動(dòng)。在這種情況下有利的做法是，通過對(duì)準(zhǔn)銷31頂部的塑性變形，將上半套20壓在下半套19上。這樣做的結(jié)果是，在澆鑄樹脂的硬化期間，上、下半套19、20停留在一個(gè)確定的位置上，而在已知的方法中，澆鑄樹脂28在潤(rùn)濕力作用下會(huì)將半套19、20彼此壓開。在現(xiàn)有技術(shù)中這一點(diǎn)用加配重來補(bǔ)償，然而這是一種需要昂貴費(fèi)用的加工方法。
按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也可以避免加配重，只要在澆鑄樹脂的硬化期間，在對(duì)準(zhǔn)銷30的頂部涂快速粘接劑或進(jìn)行快速釬焊粘連(kiebeloeten)，來實(shí)現(xiàn)半套19、20的位置保證。
此外，還可以通過采用一種澆鑄樹脂28，它具有這樣的填料顆粒直徑，即，此直徑略大于對(duì)準(zhǔn)銷30相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)孔29的縫隙，以及通過填料顆粒使對(duì)準(zhǔn)銷30與對(duì)準(zhǔn)孔壁29互相擠緊，從而可以達(dá)到沿垂直方向準(zhǔn)確地固定半套19、20。
還有，最好在內(nèi)接頭4.2的接觸面24與半導(dǎo)體芯片21之間設(shè)導(dǎo)線支撐墊帶，以減小連接點(diǎn)的負(fù)荷，穩(wěn)定微型導(dǎo)線23的位置。
權(quán)利要求
1.具有層壓成薄片的分層結(jié)構(gòu)的無觸點(diǎn)數(shù)據(jù)載體，它有一個(gè)裝在外套內(nèi)的芯片(21)，有一個(gè)帶用于外套的孔的中心薄片(10、11)，有面片以及天線，其特征為－天線設(shè)在中心薄片之間；－外套由兩個(gè)大小一樣的半套(32、33)組成，它們相對(duì)于分開面外部對(duì)稱，并具有邊緣斜面和半徑；－外套以過盈配合和分層對(duì)稱地裝在中心薄片(10、11)中；以及－外套至少有兩個(gè)處于對(duì)稱面中的接頭(4.1、4.2)，它們與天線連接。
2.按照權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為半套(32、33)的上面和下面的邊緣區(qū)具有截錐形斜切面。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為中心薄片厚度以及可能還有天線薄片厚度的總和，在壓成層合薄片后略小于外套最大厚度。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為天線設(shè)在一塊裝在中心薄片(10、11)之間的天線薄片(15)上。
5.按照權(quán)利要求1至3之一所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為中心薄片(10、11)之一設(shè)計(jì)作為天線薄片(15)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為在天線薄片(15)中的孔，大于外套在其分層中心處的尺寸。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為外套裝在天線裝置的中心。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為數(shù)據(jù)載體是矩形的，外套設(shè)在數(shù)據(jù)載體的一個(gè)角的附近。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為半套(32、33)互相粘接在一起，在下半套(33)上設(shè)有托條，在粘合狀態(tài)此托條位于兩個(gè)半套(32、33)的粘接面上。
10.按照權(quán)利要求9所述之?dāng)?shù)據(jù)載體，其特征為在兩個(gè)半套(32、33)的一個(gè)上設(shè)有對(duì)準(zhǔn)銷(30)，而在另一個(gè)半套上設(shè)對(duì)準(zhǔn)孔(29)。
11.制造具有壓成薄片的分層結(jié)構(gòu)的無觸點(diǎn)數(shù)據(jù)載體的方法，這種數(shù)據(jù)載體有一個(gè)裝在外套內(nèi)的芯片(21)，有設(shè)有用于外套的孔的中心薄片(10、11)，有蓋片以及天線，其特征為天線定位在一塊中心薄片(10、11)上，半套(32、33)壓入中心薄片(10、11)的孔中，以及天線與外套接頭導(dǎo)電地連接。
12.按照權(quán)利要求11所述之方法，其特征為中心薄片應(yīng)這樣裝在半套(32、33)上，即在中心薄片沖孔時(shí)形成的沖壓毛邊(13)朝著離開外套的方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)載體的制造一種具有制成薄片的分層結(jié)構(gòu)的無觸點(diǎn)數(shù)據(jù)載體的方法，這種數(shù)據(jù)載體由一個(gè)裝在外套中的芯片、設(shè)有用于外套的孔的中心薄片、面片以及天線組成。它可以低成本制造，并能基本上避免產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，另外，這種數(shù)據(jù)載體在于芯片所在區(qū)域內(nèi)可具有高的設(shè)計(jì)質(zhì)量的無干擾層壓片表面，以及，其抗彎強(qiáng)度較高。
文檔編號(hào)G06K19/07GK1164079SQ96103950
公開日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1996年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月29日
發(fā)明者曼弗雷德·米哈爾克 申請(qǐng)人:曼弗雷德·米哈爾克