專利名稱：復合卡及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種復合式卡(以下簡稱復合卡)及其制造方法，該卡可以接觸式或非接觸式方式使用。更具體地，本發明涉及這樣一種復合卡及其制造方法，其中，通過加熱頭等對內層和COB(載芯片板)進行預處理，在內層上形成有由線圈或傳導纖維制成的天線端子，COB上施加有ACF(各向異性導體膜)，且COB與天線線圈插入層相連，且具有保護膜的上打印片和具有保護膜的下打印片(它們被切口，以適于COB形狀)被堆疊以構造成復合卡。
也就是說，在本發明中，其上具有由線圈觸頭或傳導纖維觸頭形成的天線端子的天線線圈插入層通過使用加熱頭等的預處理而與其上涂有ACF的COB和其上形成有擋壩定位開口的內層相連。上印刷層和上保護層堆疊起來，它們被切割以配合COB的位置形成開口。向下，用于調節天線線圈厚度且其上形成有COB擋壩定位開口的一層以及下印刷層和下保護層依次堆疊。然后由各層通過在140-180℃的溫度和5-25kg/cm3的壓力下熱壓而形成堆疊的片本體，完整的卡體通過對堆疊后的片本體進行切割而制成。在本發明的卡體中，在卡體和COB之間保持良好的粘結以及在天線線圈端子或傳導纖維端子以及COB端子之間可以保持良好的導電性。
背景技術：
通常，智能卡包括接觸式集成電路(IC)卡和非接觸式射頻(RF)卡，在接觸式集成電路卡中，數據通過暴露于卡表面上的觸頭來傳送和接收，在非接觸式射頻卡中，由內置的天線線圈來進行數據無線處理。
近來，需要有一種復合卡(復合式卡)，其既可以接觸式也可以非接觸式使用，因為其方便使用且具有兼容性。復合既具有接觸式IC卡的觸頭也具有非接觸式RF卡的天線線圈。
通常，復合卡由透明或不透明合成樹脂片如PVC、ABS、PC、PETG、PET等制成。在傳統的復合卡中，下保護層10、下印刷層20和天線線圈所插入的天線線圈插入層30、上印刷層40以及上保護層50從下表面到上表面按序堆疊。
圖1示出了制造傳統復合卡的過程。
如圖1所示，首先將天線線圈31沿著天線線圈插入層30的邊緣纏繞，并且與天線線圈相連的天線端子34形成在一部分天線線圈上。
在形成天線端子34后，將下保護層10、下印刷層20、天線線圈插入層30、上印刷層40、以及上保護層50按序堆疊，然后它們被熱壓，切割，從而形成層疊的卡體70。
在構建出卡體70后，在卡體70上天線端子34所處的位置處形成開口72。此后，將導電粘性粘結劑108涂覆到通過開口72暴露在外面的天線端子34上，然后將其上安裝有IC芯片及其觸頭的矩形COB(載芯片板)100插入到開口72中。
在將COB 100插入到開口72中之后，在COB 100上施加熱和壓力，從而使已在COB 100上處理的熱融帶111粘結到卡體70上。同時，隨著導電粘結劑108的硬化，天線線圈的天線端子34和COB 100的觸頭104彼此電連接。結果，就產生完整的復合卡。
但是，在上述傳統的方法中，產生的一個問題就是，如果在復合卡上施加彎曲或扭轉力，導電粘結劑108的接口處就會發生開裂，在COB的觸頭104和卡體70的天線端子34之間就會發生接觸失效。這是因為構成卡的材料延伸率和彈性模量、熱融帶111的粘性或者用于將COB 100連接到卡體70上的熱固粘結劑強度不夠而導致的。另外，這是由于天線端子34和在天線端子34和COB觸頭104之間構建電連接的導電粘結劑108的物理性能的差異而造成的。
這正是由于傳統復合卡制造過程所產生的結構上的問題。嵌入到卡體70中的天線端子34受到卡體70的物理性能的影響，例如延伸率、彈性模量等。另外，COB觸頭104受到COB 100的基層103的物理性能的影響。因為連接兩層的熱融帶111或熱固粘結劑的粘結強度不夠，且復合卡的功能會由于老化或導電粘結劑108的疲勞而喪失，產生許多缺陷產品。
韓國專利No.10-385660(2003年5月16日公布)試圖克服這些問題。其公開了一種復合卡制造方法，其中，IC芯片模塊的外部被設計得足夠大，以內置卡體，并且可適用于IC芯片模塊的堆疊片也包括在其中。
但是，在這種現有技術中，盡管IC芯片模塊有效嵌入在卡體中，IC芯片模塊的設計或制造還是需要專門預制，且與IC芯片模塊相關的各種設備必須專門制造。另外，因為IC芯片模塊不用粘結劑粘結，耐用性下降，且制造成本增加。
發明內容
技術問題因此，本發明的目的在于提供一種復合式卡(復合卡)，其可以克服上述傳統復合卡制造方法中所產生的問題，提高當前具有許多缺點且耐用性不強的卡產品的可靠性，使制造過程簡單，從而保證成本低，可靠性好。
本發明的另一目的在于提供一種將COB 100連接到卡體70上的方法。
有益效果根據本發明的復合卡，COB 100和天線線圈插入層30通過簡單的方式即ACF粘結，在傳統的方式中，粘結強度不夠，因此導電率不好，而在本發明中ACF的粘結強度很好。
本發明的有益效果在于，由于具有良好的粘結強度，即使卡變形時例如彎曲或扭轉，在COB觸頭和導電纖維制的天線端子之間也可以保持良好的導電性。
通過結合附圖所進行的下面的描述，本發明的上述或其他目的、特征和優點將更加明顯。附圖中圖1示出了傳統的復合卡制造過程；圖2示出了對于制造根據本發明的復合卡而言必須的各片的形狀；圖3示出了通過本發明的層狀結構而制造的復合卡；圖4為根據本發明的復合卡的平面圖；圖5為用傳統制造過程制造的圖1所示的COB和熱融帶連接體的剖視圖；圖6為根據本發明在COB上預處理ACF的剖視圖；圖7為根據本發明要粘結COB和天線線圈插入層的天線線圈插入所用的片的實施例的剖視圖；圖8為根據本發明示出了COB和各片層的堆疊組裝的實施例的剖視圖；以及圖9為本發明的COB組裝模具的實施例的平面圖和側視圖。
參考號說明10下保護層 20下印刷層30天線線圈插入層 31天線線圈32定位開口 33天線端子33a 導電開口的結構34天線線圈端子 35厚度調節層37COB擋壩定位開口 40上印刷層42形成在上印刷層上的COB定位開口50上保護層52形成在上保護層上的COB定位開口70卡體 72形成在卡體上的開口100 COB(載芯片板)101 COB的外部觸頭103 COB的基層104 COB觸頭106 COB的擋壩108 導電粘結劑111 熱融帶 112 ACF200 COB組裝模具 210 銷棒220 插入坑
具體實施例方式
為了實現上述目的，根據本發明，提供一種復合卡，其包括天線線圈插入層、下印刷層和上印刷層、以及下保護層和上保護層，其中天線線圈插入層包括導電纖維天線端子，其上涂覆有ACF的COB觸頭直接通過熱和壓力而連接到該天線端子上，從而導電纖維天線端子和COB觸頭可彼此電連接。
導電纖維天線端子可以形成為直徑φ為2-5mm的圓形，或者為2-4mm寬2-4mm長的矩形，或者其他多邊形形狀。
另外，天線線圈插入層的導電纖維天線端子可以使用線圈、金屬薄膜等來給出導電率，且多個片可以由透明合成樹脂制成，它們選自PVC、PC、PETG、PET、以及ABS。
制造如上所述這種復合卡的方法包括以下步驟形成天線線圈插入層的步驟，其中在金屬模具內表面中形成COB插入坑，用于正確定位COB和天線線圈插入層；帶圓滑梢端的銷棒設在金屬模具的頂面和底面的一部分上；將COB插入到坑中，從而使預處理在COB上的ACF朝上；通過使用銷棒使天線線圈插入層的擋壩定位開口對齊在規定位置，在該擋壩定位開口上形成有導電纖維天線端子；通過經COB插入坑向COB施加熱和壓力，使COB臨時與天線線圈插入層相連，從而施加有ACF的COB觸頭直接粘結到導電纖維天線端子上且與它直接電連接；形成堆疊的片本體的步驟，其中在通過上述步驟形成的天線線圈插入層中，上印刷層和上保護層堆疊在COB上；一個用于調節天線線圈厚度的層(其與擋壩厚度相適應)、下印刷層、下保護層對齊在天線線圈插入層的下面；通過除去靜電，使堆疊定位的各層被固定從而不可以移動；通過熱烙鐵使各層臨時粘結起來；且將臨時粘結的結構放到層疊機的拋光過的板之間，對該結構施加熱和壓力，從而形成完全堆疊的片本體；以及，使用切削機從堆疊的片本體上切去COB的外部觸頭的步驟。
另外，制造所述復合卡的方法包括以下步驟將下保護層、下印刷層、用于調節天線線圈厚度且其上形成有COB擋壩定位開口的層、其上形成COB擋壩定位開口和導電纖維天線端子的天線線圈插入層、其上形成有COB定位開口的上印刷層、以及其上形成有COB定位開口的上保護層按序堆疊起來；通過使用輥去除各層之間的空氣和靜電；將其上預處理有ACF的COB插入到將要固定COB的開口中；通過施加熱和壓力，將施加有ACF的COB觸頭連接到導電纖維天線端子上，以在施加有ACF的COB觸頭和導電纖維天線端子之間建立電連接；通過施加熱和壓力，將天線線圈插入片臨時部分地粘結到卡體片的某個部分上；將臨時粘結的結構放在堆疊機的拋光過的板之間，并施加熱和壓力，從而形成完整的堆疊的片本體；以及使用切削機從堆疊的片本體上切下COB的外部觸頭。
上下印刷層為100-200μm厚，天線線圈插入層為100-250μm厚，用于調節天線線圈厚度的層為100-250μm厚，上下保護層為50-100μm厚。為了形成完整的堆疊片本體，要向堆疊的結構施加140-180℃的熱和60-170巴的壓力。
在上述的方法中，銷棒的直徑為5mm或更小，其高度為5mm或更小，COB插入坑為多面體形狀，其深度為160-230μm。另外，通過經COB插入坑向COB施加熱和壓力，使COB粘結到天線線圈插入層上。
堆疊的片本體指的是這樣一種結構，即，由塑料片通過向片施加熱和壓力而層疊成的堆疊的片。
此后，下面將參考附圖詳細描述本發明。
這里，本發明與傳統元件相同的元件用相同的參考號來表示。
首先描述構成卡體70的各層。
有一個上保護層50，其中形成有COB定位開口52，且在其下面布置有上印刷層40，上印刷層中形成有開口42。
位于天線線圈插入層30中的導電纖維天線端子33通過ACF112相連，在天線線圈插入層上安裝有RF功能的天線線圈31。連接過程如下所述。
ACF112通過使用加熱頭等臨時預處理在COB100上，且COB被切割。然后COB100在COB組裝模具200的COB插入坑220上保持就位，如圖9所示，且倒置，從而ACF112面朝上。此后，具有擋壩定位開口32的天線線圈插入層30對齊，COB100的擋壩106穿過該開口32。通過經COB插入坑72施加熱和壓力，其上涂有ACF112的COB觸頭104通過ACF112導電粘結到天線線圈插入層30的導電纖維天線端子33上，然后完成用于天線線圈插入的片。
在天線線圈插入層30的導電纖維天線端子33的內部，可以增加任何導電材料例如線圈、金屬薄膜等，但是，考慮到可靠性，導電纖維天線端子33對于導電材料而言是最優選的。
與此類似，天線線圈插入層30的天線端子33具有導電纖維且具有導電率。根據可加工性和熱壓的容易性，這種天線端子可以被形成為圓形，其直徑φ為2-5mm，也可以為矩形，其為2-4mm寬，2-4mm，或其他幾何形狀。
在天線端子33的下面，適當地定位著一個用于調節天線線圈厚度的層35，其上形成有COB芯片定位開口37，隨后定位的是下印刷層20和下保護層10。
然后，通過某種工具將各堆疊的片固定，從而不會晃動和移動，并通過熱等彼此固定地粘結。此后，堆疊的片通過施加適當的熱量和壓力彼此一體形成，以形成堆疊的結構，其將在規定的位置處切割，以完成復合卡。
圖4示出了通過上述過程制造的卡的平面圖。
另外，復合卡的特征在于，其通過施加ACF112以將COB100和其觸頭104連接或附著到天線線圈插入層30和導電纖維天線端子33上而制成，且使它們具有導電性。
在傳統的制造方法中，如圖5所示，在已通過加熱頭等將熱融帶111臨時涂覆到COB100上之后，COB觸頭104和天線端子33通過熱壓粘合或焊接直接連接。此后，其上形成有COB定位開口的片對齊在規定位置。然后被熱壓，以形成堆疊的片。通過在規定位置處切割堆疊的片而完成所述卡。
在本發明中，構建復合卡的第一步如圖6所示。如圖6所示，通過使用加熱頭等將ACF112臨時預處理在COB100上。然后COB100在COB組裝模具200的COB插入坑220中被保持就位(如圖9所示)，并且上下倒置，以使ACF112朝上。此后，具有擋壩定位開口32的天線線圈插入層30(如圖7所示)對齊，COB100的擋壩106穿過所述開口32。通過施加熱和壓力，其上涂有ACF112的COB觸頭104通過ACF112被導電粘結到天線線圈插入層30的導電纖維天線端子33上，然后完成用于天線插入的片。
在天線線圈插入層30的天線端子33的內側，可以加入任何導電材料例如線圈端子34、導電纖維天線端子33、金屬薄膜等。但是，考慮到可靠性，對于導電材料而言，導電纖維天線端子33是最優選的。
在天線端子33下面，適當地設置有用于調節天線線圈厚度的層35，其上形成有COB芯片定位開口37，接著定位下印刷層20和下保護層10。然后通過某種工具將堆疊的各片固定，從而不可晃動和移動，并通過熱等彼此固定地粘結。此后，堆疊的片通過施加適當的熱和壓力而彼此一體形成，以形成堆疊的結構，該結構隨后被在規定的位置處切割，以完成所述復合卡。
在用于本發明的復合卡的卡體70中，上下印刷層40和20、其上形成有天線線圈31的天線線圈插入層30、以及上下保護層50和10由透明或不透明的塑料材料制成，例如PVC、PC、PETG、PET、ABS等。
本發明的結構的特征在于，因為施加了足夠的熱和壓力，且ACF112的粘結強度很好，芯片不會從卡上脫開而是斷裂，其具有非常良好的導電性。反之，在使用研磨方法的傳統的連接過程中，不可能有足夠強的粘結強度，因為粘結時間短。
為了正確定位COB100和天線線圈插入層30，與圖9中類似，將直徑為5mm或更小，高度為5mm或更小的具有圓滑梢端的銷棒210放在金屬模具200上，且COB形狀的坑220形成在模具200表面上深度160-230μm處。COB100被插入到坑220中，從而預處理在COB100上的ACF112可以面朝上。
然后，通過使用所述銷棒210，將天線線圈插入層30的擋壩定位開口32對齊，然后，通過經坑220施加熱和壓力，COB100被臨時粘結到天線線圈插入層30上，該層厚度為100-250μm且其上形成有導電纖維天線端子33。這樣，形成如圖7所示的用于天線線圈插入的片，其中施加有ACF的COB觸頭104被粘結和直接電連接到導電纖維天線端子33上。
厚度為100-200μm的上印刷層40和厚度為50-100μm上保護層50依次定位在臨時粘結的用于天線線圈插入的片上；并且厚度為100-250μm且與擋壩106的厚度相適應的天線線圈厚度調節層35、厚度為100-200μm的下印刷層20、以及厚度為50-100μm的下保護層10依次定位在臨時粘結的用于天線線圈插入的片下面。通過除去靜電使堆疊的片被固定從而使它們不可以移動，然后各層通過使用熱烙鐵等被臨時按點的方式被粘結。然后將臨時粘結的結構放到堆疊機的拋光的板之間，并通過施加140-180℃的熱和60-170巴的壓力而完成堆疊片。
最后，COB100的外部觸頭101被切割，從而它們的位置滿足ISO7816-2或KSX6507-2的要求(它們都是用于“觸頭尺寸和位置”)。結果，就制造出具有良好耐用性和導電性的復合卡。
此后，將詳細描述本發明的優選實施例，但是，本發明的范圍并不限于這些實施例。
為了如圖9所示正確定位COB100和天線線圈插入層30，相應的兩個帶圓滑梢端的銷棒210(每個直徑為5mm或更小，高度為5mm或更小)被設置在金屬模具200的頂面和底面上，且COB形狀的坑220形成在模具200的表面上，在深度為160-230μm處。COB100被插入到坑220中，從而預處理在COB100上的ACF112可以面朝上。然后通過使用銷棒210將厚度為100-250μm且其上形成有導電纖維天線端子33的天線線圈插入層30的擋壩定位開口32對齊，然后通過施加熱和壓力，使COB100臨時粘結到天線線圈插入層30上。這樣，形成如圖7所示的用于天線線圈插入的片，其中，施加有ACF的COB觸頭104被粘結和直接電連接到導電纖維天線端子33上。
厚度為100-200μm的上印刷層40和厚度的50-100μm的上保護層50依次定位在如上所述臨時粘結的用于天線線圈插入的片上，厚度為100-250μm且與擋壩106的厚度相適應的天線線圈厚度調節層35、厚度為100-200μm的下印刷層20、以及厚度為50-100μm的下保護層依次定位在用于天線線圈插入的臨時粘結的片上。堆疊的片通過去除靜電而被固定從而不移動，然后通過使用熱烙鐵等將各層臨時按點的方式粘結。此后，將臨時粘結的結構放在堆疊機的拋光的板之間，并通過施加140-180℃的熱和60-170巴的壓力而形成完整的堆疊的片。
在形成堆疊的片以后，切割COB100的外部觸頭101的各觸頭，從而它們的位置可以滿足ISO7816-2或KSX6507-2的要求(都用于“觸頭的尺寸和位置”)。結果就制造出具有良好耐用性和導電性的復合卡。
如圖3所示，厚度的50-100μm的下保護層10和厚度為100-200μm的下印刷層20、厚度為100-250μm且其上形成有COB擋壩定位開口37的天線線圈厚度調節層35、厚度為100-200μm且其上形成有COB擋壩定位開口32和導電纖維天線端子33的天線線圈插入層30、厚度為100-200μm且其上形成有COB定位開口42的上印刷層40、以及厚度為50-100μm且其上形成有COB定位開口52的上保護層50依次向上堆疊。在通過輥去除各層之間的空氣和靜電后，其上預處理有ACF112的COB100被插入到要緊固COB100的開口72中。然后通過施加熱和壓力，將施加有ACF的COB觸頭104粘結和直接電連接到導電纖維天線端子33上。此時，通過熱和壓力，用于天線線圈插入的片被部分臨時地粘結到卡體70的片的某個部位。
此后將臨時粘結的結構放在堆疊機的拋光的板之間，并通過施加140-180度的熱和60-170巴的壓力而成形，以完成堆疊的片。
在被成形后，堆疊的片被切割，從而COB100的外部觸頭101的位置滿足ISO7816-2或KSX6507-2的要求(都是用于“觸頭的尺寸和位置”)。結果，就制造出具有良好耐用性和導電性的復合卡。
權利要求
1.一種包括多個堆疊的片的復合卡，包括天線線圈插入層(30)、下和上印刷層(20、40)、以及下和上保護層(10、50)，其中所述天線線圈插入層(30)包括導電纖維天線端子(33)，其上涂覆有ACF(112)的COB觸頭(104)通過熱和壓力直接與該導電纖維天線端子相連，從而導電纖維天線端子和COB觸頭彼此電連接。
2.根據權利要求1所述的復合卡，其特征在于，所述導電纖維天線端子(33)形成為圓形，其直徑φ為2-5mm。
3.根據權利要求1所述的復合卡，其特征在于，所述導電纖維天線端子(33)形成為矩形，其寬度為2-4mm，長度為2-4mm。
4.根據權利要求1所述的復合卡，其特征在于，所述天線線圈插入層(30)的導電纖維天線端子通過使用線圈或金屬薄膜而具有導電性。
5.根據權利要求1所述的復合卡，其特征在于，所述多個片由透明合成樹脂制成，其選自PVC、PC、PETG、PET、和ABS。
6.一種制造復合卡的方法，包括以下步驟形成天線線圈插入層(30)的步驟，其中COB插入坑(220)形成在金屬模具(200)的內表面，用于正確定位COB(100)和天線線圈插入層(30)；帶圓滑梢端的銷棒(210)被設在金屬模具(200)的頂面和底面的一部分上；COB(100)被插入到坑(220)中，從而預處理在COB(100)上的ACF(112)面朝上；使用銷棒(210)，將天線線圈插入層(30)的其上形成有導電纖維天線端子(33)的擋壩定位開口(32)在規定的位置對齊；通過經COB插入坑(220)向COB(100)施加熱和壓力，使COB(100)臨時連接到天線線圈插入層(30)上，從而施加有ACF(112)的COB觸頭(104)直接粘結并直接電連接到導電纖維天線端子(33)上；形成堆疊的片本體的步驟，其中，在通過上述步驟形成的天線線圈插入層中，上印刷層和上保護層被堆疊在COB(100)上；用于調節天線線圈厚度且適于擋壩(106)厚度的層(35)、下印刷層(20)、以及下保護層(10)在天線線圈插入層的下面對齊；通過去除靜電，以堆疊形式定位的各層被固定從而不移動；使用熱烙鐵將各層臨時粘結起來；將臨時粘結的結構放在堆疊機的拋光的板之間，并對結構施加熱和壓力，以形成完整的堆疊的片本體；以及使用切削機從堆疊的片本體上切割COB(100)的外部觸頭(101)的步驟。
7.一種制造復合卡的方法，包括以下步驟按序堆疊下保護層(10)、下印刷層(20)、用于調節天線線圈厚度且其上形成有COB擋壩定位開口(37)的層(35)、其上形成有COB擋壩定位開口(32)和導電纖維天線端子(33)的天線線圈插入層(30)、其上形成有COB定位開口(42)的上印刷層、以及其上形成有COB定位開口(52)的上保護層(50)；通過使用輥來去除各層之間的空氣和靜電；將其上預處理有ACF(112)的COB(100)插入到要在其中固定COB(100)的開口(72)中；通過施加熱和壓力，將施加有ACF的COB觸頭(104)連接到導電纖維天線端子(33)上，以在施加有ACF的COB觸頭(104)和導電纖維天線端子(33)之間建立電連接；通過施加熱和壓力，將天線線圈插入片臨時部分地粘結到卡本體片的某些部位；將臨時粘結的結構放在堆疊機的拋光的板之間，并施加熱和壓力，從而形成完整的堆疊的片本體；以及使用切削機從堆疊的片本體處切割COB(100)的外部觸頭(101)。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述銷棒(210)的直徑為5mm或更小，高度為5mm或更小，所述COB插入坑(220)按多邊形形成，深度為160-230μm；且其中通過經COB插入坑(220)向COB(100)施加熱和壓力將所述COB(100)粘結到天線線圈插入層(30)上。
全文摘要
本發明涉及一種可以接觸式或非接觸式方式使用的復合卡及其制造方法，更具體地，本發明涉及這樣一種復合卡及其制造方法，其中，通過加熱頭等對內層和COB(載芯片板)進行預處理，在內層上形成有由線圈或傳導纖維制成的天線端子，COB上施加有ACF(各向異性導體膜)，且COB與天線線圈插入層相連，且具有保護膜的上打印片和具有保護膜的下打印片(它們被切割，以適于COB形狀)被堆疊以構造成復合卡。
文檔編號G06K19/077GK1969287SQ200580019380
公開日2007年5月23日 申請日期2005年6月15日 優先權日2004年6月16日
發明者權相哲, 柳鎮鎬, 蔡鐘勛, 洪鎮基 申請人:韓國造幣公社