便携式数据载体的制造方法
【专利摘要】为了制造卡片式数据载体(1)，基体(11)的区域被稳定层(12)遮盖，并且这样安置电子导体电路(13)，使得导体电路从稳定层(12)的背向基体的一侧向着基体(11)的未被稳定层(12)遮盖的区域延伸。然后，将电子元件(21)安置在稳定层(12)上并且与导体电路(13)导电连接。最后，层压遮盖层(32)，从而使得遮盖层经过电子元件地延伸。稳定层(12)被这样地设计，并且导体电路(130)这样地从稳定层(12)向着基体(11)延伸，即在层压遮盖层(32)时电子元件(21)与导体电路(13)保持导电连接。
【专利说明】便携式数据载体的制造
[0001]本发明涉及一种用于制造卡片式数据载体的基体装置、这种呈层压的层复合件形式的卡片式数据载体以及用于这种基体装置和数据载体的制造方法。
[0002]已知，在制造卡片式数据载体时将多个层相互层压。尤其已知，将呈电子导体电路(Leiterbahn)形式的天线敷设在基体上,这种天线与微芯片导电连接，并且在层压时为这种装置设置遮盖层。
[0003]在这种层压过程中，芯片能够被压入基体中，并且电子导体电路受到剪切力作用，这种剪切力使导体电路受到损害或者使得导体电路完全地被撕裂。这样制造的数据载体在功能上不可靠或者完全失去作用。
[0004]因此，本发明所要解决的技术问题在于，在这种制造过程中保证无故障地正常运行的卡片式数据载体的较高的产率。
[0005]所述技术问题根据独立权利要求通过根据独立权利要求的基体装置、卡片式数据载体以及相应的制造方法而被解决。在从属权利要求中给出本发明有利的设计方案和改进方案。
[0006]根据本发明的基体装置包括稳定层，该稳定层遮盖要制造的数据载体的基体的区域。之后，导体电路从稳定层背向基体的一侧向基体未被稳定层遮盖的区域延伸。在以这种基体装置为基础制造数据载体的过程中，将电子元件安置在稳定层上，与导体电路导电连接，并且最后层压经过电子元件延伸的遮盖层。在此，稳定层被这样设计，并且导体电路这样从稳定层向着基体延伸，即电子元件在层压遮盖层的情况下保持与导体电路的导电连接。
[0007]在制造基体装置时，将稳定层敷设在基体的区域上，并且将导体电路这样安置，使得导体电路从稳定层背向基体的一侧向着基体未被稳定层遮盖的区域延伸。在此，将稳定层和导体电路这样安置在基体上，使得在导体电路与在之后制造数据载体时安置在稳定层上的电子元件之间的导电连接不会由于在层压遮盖层情况下所形成的压力而受到损害或者完全不被拉扯。
[0008]在本发明中，稳定层和经稳定层延伸的导体电路避免了在制造数据载体的过程中由于电子元件层压在基体上所形成的压力而使得导电连接中断，这是通过稳定层避免了导体电路由于这种压力发生变形进而致使导体电路损毁而实现的。
[0009]稳定层优选相对于基体稍微突出，从而在将导体电路从稳定层导入基体的未被稳定层遮盖的区域内时，在稳定层和基体之间的过渡部位上需要比没有稳定层时更多的导体电路材料。这种在导体电路材料上的“过剩”促使或者完善之前所述的根据本发明的作用，由此使得导体电路在剪切力作用下只在稳定层和基体之间的过渡部位的区域内发生变形，而不是被撕裂。
[0010]在这种优选的实施方式中，稳定层相应地被这样设计，并且导体电路这样地从稳定层向着基体延伸，从而在制造数据载体时通过层压遮盖层而使产生的稳定层作用在基体上的压力基本上只是使导体电路被镦锻(镦粗)和/或弯曲。这能够例如由此实现，即稳定层的至少一个边缘区域相应地成型，导体电路通过所述边缘区域从稳定层向着基体延伸。
[0011]特别优选的是这样设计和成型稳定层，使得导体电路在层压时只是被弯曲，并且由此只是承受较小的机械负载。这能够例如由此实现，即一个或者多个边缘区域从稳定层朝向基体渐减地延伸，亦即朝向基体的方向楔形地缩窄或持续变薄。
[0012]可选地或者附加地能够这样地设计稳定层，并将稳定层这样在基体上安置，使得在制造数据载体时通过层压遮盖层而产生的电子元件对基体的压力被平面地分布并且由此被减少。这会导致，与直接安置在基体上的电子元件相比，稳定层在层压时被较浅地压入基体中，并且由此减少作用在导体电路上的力。为了易于通过平面分布压力而实现上述压力降低，尤其优选地是，朝向基体的稳定层的表面比朝向基体的可安置在稳定层上的且可与导体电路连接的电子元件的表面更大。
[0013]此外，优选稳定层的材料比基体的材料更硬。这会导致，电子元件在这种层压过程中比与直接将电子元件安置在基体上的情况相比，电子元件在层压过过程中被更浅地压入稳定层中。
[0014]稳定层的材料优选具有比要将遮盖层层压在基体装置上所需温度更高的熔点，因此稳定层在层压过程中没有软化。
[0015]根据本发明的卡片式数据载体包括之前所述的基体装置和层压在该基体装置上的遮盖层以及安置在稳定层上且与导体电路导电连接的电子元件，遮盖层沿电子元件延伸。
[0016]在基于根据本发明的基体装置制造根据本发明的数据载体时，将电子元件安置在稳定层上并且与导体电路导电连接。在层压过程的范围内，遮盖层随后相应地被层压在基体装置上。
[0017]在根据本发明的数据载体中，朝向基体的稳定层的表面优选比朝向基体的电子元件的表面要大，以便通过压力的平面分布来实现上述在基体上的压力降低。
[0018]遮盖层能够被直接地层压在基体上。对此可选地是，数据载体尤其还能够包括在基体和遮盖层之间设置的中间层，该中间层至少空出上述电子元件的空间。
[0019]所述电子元件可以是微芯片。根据优选实施方式，导体电路构成与这种微芯片连接的天线。在优选实施方式中，电子元件和与电子元件相连接的导体电路(例如呈天线形式的导体电路)能够共同位于稳定层上。这能够随后以有利的方式不仅用于稳定电子元件和天线，还能够被用作在导体电路(例如天线)的桥接区域内的绝缘体。特别优选的是，根据本发明的卡片式数据载体是芯片卡、智能卡、SIM手机卡、安全的多媒体卡或者类似数据载体。
[0020]本发明的其他特征和优点由下面对根据本发明的实施例以及其他实施备选方案结合附图给出，附图为:
[0021]图1示出根据本发明的卡片式数据载体的俯视图，
[0022]图2A示出根据本发明的基体装置和其他用于构成图1所示的卡片式数据载体的构件的剖面图，
[0023]图2B示出由图2A所示构件形成的图1所示的卡片式数据载体的剖面图，
[0024]图3示出用于制造图1和2B所示卡片式数据载体的相应方法的步骤流程图，
[0025]图4A示出根据现有技术的用于制造卡片式数据载体的基体装置和其他构件的剖面图，
[0026]图4B示出根据现有技术的由图4A所示的构件制成的有缺陷的卡片式数据载体的剖面图。
[0027]图1示出根据本发明的卡片式数据载体I的俯视图，并且在图2B中示出其剖面图。图2A示出基体装置10和用于形成图1和2B所示卡片式数据载体I的其它部件21、31、32的剖面图。根据本发明，基体装置10包括稳定层12。在图3中示出用于制造作为半成品的基体装置10的方法步骤和随后用于利用该基体装置10形成数据载体的方法步骤。
[0028]为了与图2A作对比，图4A示出根据现有技术的基体装置10’的剖面图，和用于形成根据现有技术的用于形成在图4B中以剖面图示出的卡片式数据载体I’的其他部件21’、31’、32’的剖面图。根据现有技术的基体装置10’和由该基体装置形成的数据载体I’不包括图1、2A和2B所不的稳定层。
[0029]在根据本发明的方法中，如图3所示，首先在步骤SI中提供基体11。随后，在步骤S2中在基体11上敷设稳定层12，以及随后在步骤S3中在基体11上敷设导体电路13，由此利用这种基体11形成作为用于卡片式数据载体I的半成品的基体装置10。
[0030]导体电路13从基体表面经过稳定层12的边缘区域12b延伸至稳定层12的中央区域12a。导体电路13当前被压在基体上并且构成天线线圈，该天线线圈在图1中被示意性地示出为一个天线线圈，但是在实际中还能够具有多个线圈。
[0031]然后，在方法步骤S4中，将微芯片21安置在稳定层12上，并且在步骤S5中，根据倒装芯片(Flip-Chip)技术借助接触件22将微芯片与导体电路13导电连接。相应地，在此所述的数据载体I是具有非接触功能的芯片。除微芯片21之外，原则上还任意的电子元件都能够被敷设并且与导体电路13导电连接。然后，在方法步骤S6中，为了完成卡片式数据载体1，在基体11上层压经过微芯片21延伸的中间层31和遮盖层32。因此，导体电路13相应地位于基体11和中间层31之间。
[0032]在根据方法步骤S6的层压中，微芯片21被遮盖层32朝基体11的方向按压。因此，如在图2B中所示，稳定层12连同安置在该稳定层上面的微芯片21 —起被压入基体11内，但是其中导体电路13由于适当配置的稳定层12而未断裂。
[0033]与此相对地，在图4A中所示的根据现有技术的基体装置10’没有在基体10’上安置稳定层，而是仅设有导体电路13’。相应地，在这种基体装置10’中，微芯片21’直接地安置在基体11’上，并且借助接触件22’与导体电路13’导电连接。随后，在基体11’上层压中间层31’和经过芯片21’延伸的遮盖层32’。在这种层压中，芯片21’被塞入基体11’中，在层压过程中所采用的较高温度使基体11’软化，并且因此使基体11’在层压中变形，也就是说例如被拉伸或延展。如图4B所示，由此导体电路13’的两个端部段13a’被撕裂，并且在芯片21’和导体电路13’之间的接触发生断裂，因此制造完成的数据载体I’不能工作。同样地还可能导致的是，导体电路13’出现裂纹，并且由此使数据载体I’不能可靠地工作。
[0034]相对于以上所述，在本发明中，稳定层12以下面所述的方法和方式防止导体电路13出现这种断裂和/或裂纹。
[0035]稳定层12比基体11更硬，稳定层优选具有比基体11更高的肖氏硬度A和/或肖氏硬度D。因此，安置在稳定层12上的芯片21不会压入稳定层12，或者不会像根据如图4A和4B所示现有技术的芯片21’压入基体11’那么深地压入稳定层12。更确切地说，芯片21连同整个稳定层12 —起压入基体11。但是，稳定层12的朝向基体11的一侧明显地比芯片21的朝向基体11的一侧更大。因此，芯片21连同稳定层12还是要比根据图4B所示的现有技术的没有稳定层12的设计更浅地压入基体11。总之，在根据图1、2A和2B所示的装置中的导体电路13由此要比根据图4B所示的现有技术的导体电路更少地变形。通过这种作用，导体电路13(在适当配置稳定层12的结构设计中、也就是说尤其当这种稳定层足够大时)已经可以可靠地免受由于层压过程所造成的上述损害。
[0036]但是，导体电路13在此还额外地被保护，以防该导体电路在芯片21连同稳定层12压入基体11时出现与根据图4A和4B所示现有技术将芯片21’塞入基体11’相比不同的变形。在现有技术中，力、尤其剪切力在层压过程中作用在导体电路13’上，这种力导致导体电路材料的拉伸。因此，这种导体电路在层压时轻微地被撕裂或者出现裂纹。但是与之相反地，图2A所示的稳定层12相对于基体11外凸。通过将导体电路13从与基体11相比稍微外凸的稳定层12导入未被稳定层12遮盖的基体11的区域内，贝U在从稳定层12与基体11之间的过渡部位内比没有稳定层12的设计需要更多的导体电路材料。另外，这种“过剩”使得导体电路13既未被剪切也未以任何其它方式被撕开。此外，稳定层12具有边缘区域12b，该边缘区域朝指向基体一侧的边缘形成斜坡。总之，导体电路13在层压过程中以图2A和2B所示的方式和方法弯曲，并且在此被轻微镦锻。通过避免导体电路13被拉伸，从而使得导体电路得到额外地保护。
[0037]在根据图1、2A和2B所示的实施例中，导体电路13不仅通过将芯片21和稳定层12比在没有稳定层12的情况下更浅地压入基体11内，而且通过将导体电路13在压入时以有利的方式变形，从而得到保护。由此，即使在设置较大的过程窗口(Prozessfenster)时，也即是说过程参数的公差、例如数据载体I的部件的尺寸、层压温度、层压压力等的公差较大时，在层压过程中导体电路13也不被撕裂或者出现较少的或者根本就不出现裂纹，。但是原则上，导体电路3还能够通过两个之前所述的作用之一在层压过程中得到足够的保护以免于受到损害。
[0038]除了图2A所示的具有斜坡的边缘区域12b之外，该边缘区域12b还能够不朝向边缘形成斜坡，也就是说而在边缘上构成阶梯。随后，导体电路13在稳定层12被压入基体11时基本上只是被镦锻。这使得导体电路13通常总是受到比根据图4A和4B所示的现有技术的导体电路13的拉伸更轻微的损害，但是，这使得导体电路13比之前所述的优选大多数情况下的弯曲过程更容易受到损害。
[0039]在根据图2B所示的实施例中，稳定层12几乎不变形的压入基体11中。在此备选地是，稳定层12还能够被这样设计，该稳定层12的边缘区域12b在稳定层12被压入基体11中时相对于基体11反向弯曲。
[0040]稳定层12包括印制好的漆、尤其在丝网印刷方法中涂覆的漆。例如，所示漆可以是含有溶剂的、水溶性的、通过紫外线辐射硬化的、电子射线硬化和/或是传统漆。同样地，稳定层12可以包括两个材料组分，所述材料组分在相互接触后或者在混合情况下硬化。此夕卜，稳定层12可以包括以粘贴方式固定在基体11上的层(“Patch”，补丁)、例如双轴向PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜。稳定层12优选不能导电，并且优选这样调整稳定层的材料厚度，从而使导体电路13在层压过程中基本上只是被镦锻和/或弯曲。
[0041]卡片式数据载体I不仅可以是上述任意芯片卡(例如，智能卡、SIM手机卡、身份证、证件等)，而且原则上还能够是任意的具有或者没有非接触功能的卡片式数据载体。同样地，卡片式数据载体还可以是相应地用于引入上述数据载体中或者引入其他任意卡片式或者非卡片式数据载体中的嵌体(Inlay)。
【权利要求】
1.一种用于制造卡片式数据载体(I)的基体装置(10)，所述基体装置包括基体(11)以及至少一个安置在所述基体(11)上的电子导体电路(13)，其特征在于， 所述基体装置(10)包括遮盖所述基体(11)的区域的稳定层(12)，和 所述导体电路(13)从所述稳定层(12)的背向所述基体(11)的一侧向着未被所述稳定层(12)遮盖的基体(11)的区域延伸，其中， 所述稳定层(12)被这样地设计，并且所述导体电路(13)这样地从所述稳定层(12)向着所述基体(11)延伸，即在制造所述数据载体(I)时安置在所述稳定层(12)上且与上述导体电路(13)导电连接的电子元件(21)在层压经过所述电子元件(21)延伸的遮盖层(32)时保持与所述导体电路(13)的导电连接。
2.根据权利要求1所述的基体装置(10)，其特征在于，所述稳定层(12)被这样地设计，并且所述导体电路(13)这样地从所述稳定层(12)向着所述基体(11)延伸，即所述导体电路(13)在制造所述数据载体(I)时由于层压遮盖层(32)而产生的稳定层(12)对基体(11)的压力作用下基本上只是被镦锻和/或弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的基体装置(10)，其特征在于，所述稳定层(12)的至少一个边缘区域被这样地设计，即所述导体电路(13)在制造所述数据载体(I)时由于层压遮盖层(32)而产生的稳定层(12)对基体(11)的压力作用下基本上只是被镦锻和/或弯曲，所述导体电路(13)通过所述至少一个边缘区域从所述稳定层(12)朝向基体(11)延伸。
4.根据权利要求3所述的基体装置(10)，其特征在于，所述稳定层(12)的至少一个边缘区域(12b)从所述稳定层(12)向着所述基体(11)渐减地延伸。
5.根据上述权利要求之一所述的基体装置(10)，其特征在于，所述稳定层(12)被这样地设计并且安置在所述基体(11)上，即所述稳定层使在制造所述数据载体(I)时由于层压遮盖层(32)而产生的电子元件(21)对基体(11)的压力平面地分散并且因此降低。
6.根据上述权利要求之一所述的基体装置(10)，其特征在于，所述稳定层(12)的材料要比所述基体(11)的材料更硬。
7.根据上述权利要求之一所述的基体装置(10)，其特征在于，所述稳定层(12)的材料具有比在制造所述数据载体(I)时用于将遮盖层(32)层压在所述基体装置(10)上所需温度更高的熔点。
8.—种呈层压式层复合件形式的卡片式数据载体(I)，其特征在于，所述数据载体(I)包括根据权利要求1至8之一所述的基体装置(10)和层压在所述基体装置上的遮盖层(32)，以及安置在稳定层(12)上的且和导体电路(13)导电连接的电子元件(21)，所述遮盖层(32)经过所述电子元件延伸。
9.根据权利要求8所述的卡片式数据载体(I)，其特征在于，稳定层(12)的朝向所述基体(11)的表面比电子元件(21)朝向所述基体(11)的表面更大。
10.根据权利要求8或9所述的卡片式数据载体(I)，其特征在于，所述数据载体(I)包括在所述基体(11)和遮盖层(32)之间设置的中间层(31)，所述中间层至少空出所述电子元件(21)的空间。
11.根据权利要求8至10之一所述的卡片式数据载体(I)，其特征在于，所述电子元件(21)是微芯片和/或所述导体电路(13)构成天线。
12.一种制造用于卡片式数据载体(I)的基体装置(10)的方法，所述方法包括准备(SI)基体(11)和电子导体电路(13)，其特征在于下面的步骤， 将稳定层(12)安置(S2)在所述基体(11)的区域上，和 这样地安置(S3)所述导体电路(13)，使得所述导体电路从稳定层(12)的背向基体(11)的一侧向着未被所述稳定层(12)遮盖的基体(11)的区域延伸， 其中，所述稳定层(12)被这样地配置，并且所述导体电路(13)这样地从所述稳定层(12)向着所述基体(11)延伸地布置，即在制造所述数据载体(I)时安置在所述稳定层(12)上且与上述导体电路(13)导电连接的电子元件(21)在层压经过所述电子元件(21)延伸的遮盖层(32)时保持与所述导体电路(13)的导电连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，这样实施配置所述稳定层(12)的步骤和安置从稳定层(12)向着基体(11)延伸的导体电路(13)的步骤，从而形成根据权利要求2至7之一所述的基体装置(I)。
14.一种用于制造呈层压的层复合件形式的卡片式数据载体(I)的方法，其特征在于根据权利要求12或13的方法的制造基体装置(10)的步骤、将电子元件(21)安置(S4)在稳定层(12)上的步骤、电子元件(21)与导体电路(13)的导电连接(S5)的步骤和在所述基体装置(10)上层压(S6)遮盖层(32)的步骤，从而使得所述遮盖层(32)经过所述电子元件(21)延伸。
15.一种用于制造卡片式数据载体(I)的方法，其特征在于，制造根据权利要求9至11之一所述的卡片式数据载体(I)。
【文档编号】G06K19/077GK104137124SQ201380011239
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】A.布朗 申请人:德国捷德有限公司