專利名稱：制造無接觸靈巧卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靈巧卡，特別是能夠借助集成到卡中的天線無接觸地工作的卡的制造。術(shù)語″無接觸卡″一方面是指人們僅通過天線可與外界通信的卡，以及并且特別是通過天線或通過常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)接觸可與外界通信的混合卡。
這些卡用來執(zhí)行各種操作，例如，象金融操作、電話通信、識別操作、借方操作或補充賬戶單元之類的操作，各種操作可通過將卡插入讀取器或在一定距離內(nèi)通過發(fā)送/接收終端與放置在該終端作用區(qū)內(nèi)的卡之間的電磁耦合(感應(yīng)原理)進(jìn)行。
無接觸卡最好必須具有與裝有觸點的常規(guī)靈巧卡的尺寸相同的標(biāo)準(zhǔn)化尺寸。很顯然，這對混合卡特別重要，并且希望這些卡單獨無接觸地工作。
常用的標(biāo)準(zhǔn)ISO 7810定義了長85mm，寬54mm和厚0.76mm的卡。觸點在卡表面上的確定位置平齊地裝配在下凹處。
這些標(biāo)準(zhǔn)對制造施加了嚴(yán)格的限制。卡的厚度很薄尤其是主要限制，由于需要提供將天線引入到卡中，因此對無觸點卡的要求比對僅設(shè)置觸點的卡的要求更嚴(yán)格。
所提出的技術(shù)問題是天線相對于卡定位的問題，由于天線幾乎占據(jù)了卡的整個表面，必須考慮為卡提供電子功能的集成電路模塊(包括芯片和其觸點)定位的問題，模塊與天線之間連接的精確性和可靠性的問題，最后，還必須考慮機(jī)械性能的制約，可靠性和制造成本。
本發(fā)明的目的是提出一種能夠解決尺寸、制造精度、機(jī)械性能和更一般地說可靠性，卡的制造成本和效率的各種制約的制造方法。
為此，根據(jù)本發(fā)明，制造靈巧卡的方法包括下列步驟將一個塑料片放置在另一個塑料片頂部上來組裝塑料片，重疊封閉具有兩個導(dǎo)電接通區(qū)的天線；在組件頂面向上打開一個空腔，在該空腔打開時露出導(dǎo)電接通區(qū)；將電子模塊粘接在空腔中，該模塊在其朝向空腔內(nèi)部的底面上具有與天線的導(dǎo)電接通區(qū)電接觸的導(dǎo)電表面。
天線的導(dǎo)電接通區(qū)最好由天線導(dǎo)體被導(dǎo)電膠覆蓋的端部構(gòu)成。原則上，在打開空腔之后涂覆導(dǎo)電膠，但也可在執(zhí)行幾遍軋制的兩個階段之間涂覆。
片組件最好包括一個帶有到達(dá)天線端部之上的孔的片，當(dāng)空腔向上打開時露出這些孔，導(dǎo)電膠涂覆在這些孔中。
正如將要看到的，電子模塊可以是單面或雙面型，在后一種情況下，將其制成雙面電路，在兩個面之間無接觸通路而是在芯片和兩個面的導(dǎo)體之間具有焊接的導(dǎo)線是有利的。無論怎樣設(shè)計該模塊，最好是制造空腔將外殼限定成模塊的形狀，以使模塊的導(dǎo)體與卡的頂表面一樣高并由此構(gòu)成到靈巧卡的通路接觸。
天線導(dǎo)體最好是印刷在絕緣片的導(dǎo)體，但它也可由塑料片組件中封裝的螺旋線組成。
從閱讀下面參考附圖給出的詳細(xì)描述將體現(xiàn)出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中

圖1至5描繪了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的方法的連續(xù)操作；圖6描繪了兩個面之間無導(dǎo)電通路的雙面電子模塊的結(jié)構(gòu)；圖7至9描繪了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的方法。
一般來說，無接觸芯片卡是通過粘接(熱或冷軋)其中已插入或放入天線導(dǎo)體的塑料片，然后在組裝的片中向上打開一個空腔以便在其中為集成電路模塊形成一個外殼，或完成一個已部分形成的外殼，裝配該模塊以使模塊的兩個導(dǎo)電區(qū)直接或更經(jīng)常的是通過導(dǎo)電膠與天線導(dǎo)體的兩個端部電接觸制成的。
圖1至5描繪了根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施例。
開始是將幾片塑料片，在此是四片10，20，30，40，通過熱或冷軋將一片放置在另一片的頂部，以使它們連接在一起。如后面將看到的，可能僅使用兩個或三個相互放置在頂部的塑料片。軋制操作包括在片之間出現(xiàn)任何粘合基片的情況下將這些片相對于另一個片壓平。在軋制操作之前或之后將卡切割成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，最好是在軋制操作之后。
疊層下面的片10構(gòu)成靈巧卡的背面包層。
片20帶有印刷電路天線22，即在片上涂覆和蝕刻，或絲網(wǎng)印刷的導(dǎo)體。一般將天線22在卡的外圍制成幾圈，以使盡可能大的電磁通量出來。天線具有兩個相互略微分開的端部24和26。根據(jù)插入卡中的電子模塊的導(dǎo)電區(qū)選擇該間隔。
片30最好有兩個孔34和36，每個孔位于天線的相應(yīng)端部24，26上。通過這些孔在天線與集成電路模塊之間形成電接觸。
最后，片40構(gòu)成芯片的正面包層(圖1)。
軋制操作用四個片形成塑料50的薄片，薄片中封裝了天線22和其端部24，26，后者在孔34，36下面(圖2)。
然后將空腔52挖空，該空腔一般為將電子模塊插入其中所需的形狀，空腔的深度是使模塊的外部接通觸點與薄片的上表面一樣高，模塊的外部接通觸點將要變成插入帶有觸點的讀取器的卡的接通觸點。一般情況下，空腔具有帶有兩個平底的雙碗形狀，一個底面54較淺，另一個底面67較深。較淺的部分到達(dá)端部24和26上面，而較深的部分整個位于端部之間。
最好通過兩個連續(xù)的銑削操作形成空腔。形成空腔后，可通過孔34和36到達(dá)天線導(dǎo)體的端部24和26；這表明底部54的深度至少足以貫穿片40的整個厚度并到達(dá)片30和它的孔(圖3)。
然后，在每個孔34和36中最好灌注一滴導(dǎo)電膠60，62。由此覆蓋的天線端部構(gòu)成通向天線的導(dǎo)電區(qū)(圖4)。
然后，將包含提供有靈巧卡電子功能的集成電路的電子模塊M定位。該模塊可以是單面印刷電路模塊或雙面印刷電路模塊，在后一種情況下，可具有兩種可能的結(jié)構(gòu)，下面對此進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4描繪了空腔52之上的模塊M。在該實例中，它是一個雙面印刷電路模塊的情況，該雙面印刷電路模塊具有其表面朝向空腔外面的頂部導(dǎo)體70和其表面朝向空腔里面的底部導(dǎo)體72。導(dǎo)體形成在絕緣片上并用導(dǎo)電通路連接頂部和底部的導(dǎo)體。把植入保護(hù)樹脂74中的芯片安裝在底面上并連接到導(dǎo)體72(由此到導(dǎo)體70)。
將已加工成其標(biāo)準(zhǔn)尺寸的模塊裝配在空腔52中。圖5示出安裝在卡中的模塊。剛好設(shè)置在天線端部24，26上的模塊的底面的兩個導(dǎo)電區(qū)通過孔34和36中給出的導(dǎo)電膠與這兩個端部電連接。
導(dǎo)電膠將模塊固定到位，但也可設(shè)想用涂覆在空腔底部上或模塊底面上的非導(dǎo)電膠將模塊輔助固定在專供與天線端部接觸的位置的外部。也可使用與膠層垂直的方向?qū)щ姸c膠層平行的方向不導(dǎo)電的各向異質(zhì)導(dǎo)電膠，以防止一定不能連在一起的模塊的和天線的特定電部件之間短路。這種各向異質(zhì)導(dǎo)電膠可涂覆在孔34，36中和空腔52的剩余部分而不需要任何特定的保護(hù)措施。
單面集成電路模塊也很容易使用該方法。這種情況下，芯片放置在金屬格柵上，其頂面構(gòu)成靈巧卡的接通觸點，其朝向天線端部的底面允許通過導(dǎo)電膠與這些端部連接。通常用絕緣片將該金屬格柵覆蓋在底側(cè)上。在必須制成天線觸點的部分將絕緣片鉆穿，最好用該絕緣片或芯片的保護(hù)樹脂保護(hù)格柵底面的其它導(dǎo)電部分。
在一個特別有利的不同實施例中，該模塊包括一個帶有集成電路芯片的雙面印刷電路，但該雙面電路是在兩個面的導(dǎo)體之間沒有導(dǎo)體通路的情況下制造的，使該雙面電路更便宜。
圖6詳細(xì)描繪了這種沒有通路的雙面模塊的設(shè)計。該模塊包括絕緣片80，該絕緣片具有放置并在其頂面(模塊放置在卡中時的外面)上蝕刻的第一導(dǎo)體70，和放置并在其底面上蝕刻的第二導(dǎo)體72。第一導(dǎo)體將作為靈巧卡的接通觸點。第二導(dǎo)體的目的在于為芯片與天線提供連接。將集成電路芯片82用膠粘到底面并且一方面通過焊接的導(dǎo)線直接連接到底面上的導(dǎo)體，另一方面通過絕緣片中的開口連接到頂面上導(dǎo)體70的后面。
更具體地說，兩條焊接的連接導(dǎo)線從芯片開始并在底面上的兩個導(dǎo)體72處結(jié)束，這些導(dǎo)體用來連接到天線的端部。圖6中僅描繪了這些導(dǎo)線中的一條84。其它連接導(dǎo)線從芯片開始并焊接到頂面上導(dǎo)體70的后面，以便在無接觸讀取器中產(chǎn)生到卡的通路。圖6中僅描繪了這些導(dǎo)線中的一條86。
圖1至6中描述的實施例采用四片塑料軋制。應(yīng)該理解，可用可能更厚的單個片20代替片10和20，同樣，可用可能更厚的單個片30代替片30和40。在后一種情況下，孔34和36與經(jīng)軋制的薄片50的表面一樣高；然后無論空腔的底54的深度如何，露出這些孔。
在另一個不同的實施例中，可在把頂片40用膠粘到片30之前，但在把片30用膠粘到片20之后涂覆導(dǎo)電膠60。在進(jìn)行兩遍軋制情況下，在兩遍軋制之間涂覆導(dǎo)電膠。然后將導(dǎo)電膠封閉在孔34和36中并在加工空腔52時將其露出。然后，如果希望，在裝配電子模塊之前可對已填充導(dǎo)電膠的孔34和36上的膠進(jìn)行測量。
在另一個不同的實施例中，圖7描繪了在為空腔提供的區(qū)域中在組件的兩個片之間放置一個防粘附襯底的措施，以便防止兩個片在該區(qū)域中粘合和便于在打開空腔時去除該區(qū)域中的材料；兩個片中的一個是用于承載天線以便空腔中的開口露出天線端部的片。更具體地說，頂片30沒有孔34和36，但在空腔52上具有該防粘附襯底90，防粘附襯底防止片30粘到天線的端部。軋制后，將不粘附部分的塑料片30剝落，露出觸點并部分地形成空腔52(圖8)。
應(yīng)指出，通過加工可獲得確定的空腔形狀，以便限定更深部分。然后，在用膠粘模塊前可將一滴導(dǎo)電膠涂在天線導(dǎo)體的端部(圖9)。
最后，特定情況下，最好可使用由螺旋線制成的天線而不是印在絕緣片上的天線。這種情況下，與片20類似對著塑料片壓平螺旋天線并因此在熱或冷軋制期間將其封閉在靈巧卡中?？稍谄?0中設(shè)置如34和36之類的孔，但這不是必須的，因為在加工空腔的操作期間能使螺旋天線的端部露出。由于螺旋線比印刷導(dǎo)體厚并因此可能在露出導(dǎo)線時限制加工，該解決方案實際上是可能的。然后，在裝配電子模塊前，可將一滴導(dǎo)電膠涂在露出的導(dǎo)線上。
權(quán)利要求
1.一種制造靈巧卡的方法，包括下列步驟將一個塑料片放置在另一個塑料片頂部上來組裝塑料片(10，20，30，40)，重疊封閉具有兩個導(dǎo)電接通區(qū)(60，24，62，26)的天線(22)；在組件頂面向上打開一個空腔(52)，在該空腔打開時露出導(dǎo)電接通區(qū)；將電子模塊(M)粘接在空腔中，該模塊在其朝向空腔內(nèi)部的底面上具有與天線的導(dǎo)電接通區(qū)電接觸的導(dǎo)電表面(72)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于天線的導(dǎo)電接通區(qū)包括被導(dǎo)電膠(60，62)覆蓋的兩個導(dǎo)電端部(24，26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于在向上打開空腔后在天線的端部涂覆導(dǎo)電膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3之一所述的制造方法，其特征在于片組件包括帶有到達(dá)天線端部之上的孔(34，36)的片(30)，當(dāng)向上打開空腔時露出這些孔，和在這些孔中涂覆的導(dǎo)電膠(60，62)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于組件包括至少一個承載導(dǎo)電天線(22)的片(20)，在天線的端部(24，26)之上帶有孔(34，36)的片(30)，和頂部封閉片(40)，其中首先組裝前兩個片(20，30)，在孔中涂覆導(dǎo)電膠，組裝第三個片(40)，然后，當(dāng)向上打開空腔時，露出導(dǎo)電膠，裝配電子模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的制造方法，其特征在于電子模塊(M)具有一個集成電路芯片(82)和一個在兩個面之間無導(dǎo)電通路的雙面印刷電路，雙面電路具有具有一個絕緣片(80)，在絕緣片的一面上承載用于作為靈巧卡的接通觸點的第一導(dǎo)體(70)，和在另一面上承載用于連接到天線的第二導(dǎo)體(72)，連接導(dǎo)線(86)通過絕緣片的穿孔區(qū)焊接在芯片和第一導(dǎo)體(70)之間，另一條連接導(dǎo)線(84)不穿過絕緣片焊接在芯片和第二導(dǎo)體(72)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的制造方法，其特征在于以在組件的塑料片之一(20)上印刷的導(dǎo)體形式制造天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的制造方法，其特征在于以螺旋線的形式制造天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于在為空腔提供的區(qū)域中在組件的兩個片之間放置一個防粘附襯底(90)，以便防止兩個片在該區(qū)域中粘合和便于在向上打開空腔時去除該區(qū)域中的材料，兩個片中的一個承載天線以便空腔向上的開口露出天線端部。
全文摘要
本發(fā)明涉及靈巧卡,特別是能夠與卡中集成的天線無接觸地工作的卡,包括具有標(biāo)準(zhǔn)接觸的混合卡。該制造方法包括下列步驟:通過將天線(22)封裝在層內(nèi)組裝疊加的塑料片,該天線包括兩個導(dǎo)電接通區(qū)(60,24,62,26);在組件頂表面中打開一個空腔,并在所述打開時露出導(dǎo)電接通區(qū);用膠將電子模塊(M)粘接在空腔中,該模塊在其朝向空腔內(nèi)部的底表面上具有與天線的導(dǎo)電接通區(qū)電接觸的導(dǎo)電范圍(72)。天線的導(dǎo)電接通區(qū)由天線被涂覆有導(dǎo)電粘合劑(60,62)的兩個導(dǎo)電端部(24,26)構(gòu)成。打開空腔之后將導(dǎo)電粘合劑涂覆在天線端部上。
文檔編號B42D15/10GK1264480SQ9880555
公開日2000年8月23日 申請日期1998年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月10日
發(fā)明者V·朗貝爾, J·圖林, H·波西爾 申請人:格姆普拉斯有限公司