专利名称：用于电子卡的电子线路外罩,及制造这种电子卡的方法
技术领域：
本发明涉及到一种用于电磁数据交换电子卡中的电子线路外罩。
现有技术中已经存在其中含有电子线路的电子卡，例如用作电话卡，带有集成电话卡功能的信用卡等。在这些例子中，电子线路包含在一个密闭封装的外罩中，并置于电子卡的一个支承部件上。这种方法的缺点是，其实现的成本非常高，因为，由于其中的电子元件对温度敏感，微芯片的封装难以进行。
如今，这样的电子卡不仅用于上述功能，还用作所谓的应答卡(transponder cards)，比如用在探测行李的射频识别系统中的电子卡。在这种卡中，电子线路包括一个天线元件和一个通过细线与该天线元件相连的评估单元。由于其空间上的广度，这样的电子卡再也不能用简单的塑料注模工艺——例如象微芯片那样——进行封装，因为注模过程产生的压力会损坏连接电子线路的天线元件和评估单元的电线。因此，在目前，不得不用在130℃下进行20到30分钟的层压工艺来对电子线路进行封装。这种方法的缺点是，必须的工作温度对于电子卡线路来说一般都达到工艺可行性的极限，因而在目前的这类电子卡的生产中，高失败率是必然的。
必须说明的是，上面所述的卡既不是指例如用于个人计算机的电子卡，也不是指其外罩构成电子卡最终外壳的电子卡。
本发明的目的是提供一种用于电子卡的电子线路外罩，它易于生产，并为置于其中的电子线路提供合适的保护。
根据本发明，该目的是这样实现的用注模工艺制造的外罩包括一个底部部件和一个顶部部件，从而使得电子线路可以置于这两个部件的内表面之间；在底部部件和顶部部件的至少一个上有至少一个凹入部分，其形状与要置于其中的电子线路的外形相应；电子线路至少被顶部部件部分覆盖；用塑料对外罩进行封装，即可形成电子卡。
可用本发明的方法以便利的方式制造电子卡的电子线路外罩，可以是用合适的方式通过简单的塑料注模工艺来制造。本发明中的至少设置在外罩的底部部件中的凹入部分，有益地使得外罩能够在其中纳入甚至在空间上展开的电子线路，在底部部件上放置顶部部件并且在有必要时使两部件连接起来后，所述电子线路就安全地容纳于其中，受到保护不受外界温度的影响。然后，为了制造出最终的电子卡，可将本发明的外罩连同受到保护不受机械和/或热影响的电子线路一起置入一台塑料注模机中，然后进行注模工序。
本发明的一个进一步的改进设计，是在本发明的底部部件和顶部部件的至少一个上设置至少两个空间上相互隔离的凹入部分，以接纳电子线路的两个分离元件，这里，所述两个凹入部分通过至少一个用来接纳连接上述两元件的电线的凹入部分而连接起来。这样的设计的优点是，以这种方式，即使包括若干空间上相互隔离的元件的电子线路也可以便利地被容纳于本发明的外罩中，从而受到保护，不受外界机械和/或热影响。
本发明的另一个改进设计，是令两个凹入部分之一用来接纳一天线元件，另一个凹入部分则用来接纳电子线路的评估单元。这种设计尤其适合于用作射频识别系统的电子卡。
在本发明的又一个改进设计中，所述外罩是用弹性材料制成的。这样，就使电子卡方便地获得一种挠性构造。
本发明的其它改进设计在从属权利要求中叙述。
从下文借助于附图描述的实施例中，可以明了本发明的更多细节和优点。附图中
图1示出了用于电子卡电子线路的外罩的第一种实施例，图2示出了用于电子卡电子线路的外罩的第二种实施例，和图3示出了一种基于图2的外罩而制造的电子卡。
图1中的实施例示出了用来接纳电子线路2(在此只用虚线简要地示意)的一个外罩1，主要由一底部部件10和一顶部部件20构成，两部件由连接部件31a、31b连接起来，连接方式使得顶部部件20能够折到底部部件10的上面，从而使底部部件10的内表面10′与顶部部件20的内表面20′相接触。这里必须注意，尽管用连接部件31a、31b连接底部部件和顶部部件很方便，但也可以略去连接部件31a、31b，从而使得外罩1由两个独立部分10和20构成。
外罩1的底部部件10基本上是矩形的，其形状由纵边10a、10b和横边10c、10d限定。这里，底部部件10的尺寸稍小于使用所述外罩1的电子卡的尺寸。底部部件10上设置有两个凹入部分11和12，分别用来接纳电子线路2的一个第一天线元件2a和一个第二天线元件2b。底部部件10上还设置有一个用于微芯片2c的开口13，使得从电子卡的表面即可接触到所述微芯片。如图1所示，凹入部分11、12的形状11′、12′和开口13的形状13′对应于电子线路2的各个元件2a、2b、2c的外形2a′、2b′和2c′，以使得电子线路2的所述元件2a到2c基本上被容纳于外罩1的底部部件10中的固定位置。
外罩1的顶部部件20的形状是这样的，使得当项部部件20通过连接部件31a、31b向底部部件10折回时，电子线路2的要受保护以不受机械和/或热影响的区域就被顶部部件20盖住。为此，在顶部部件20上设置与底部部件10的凹入部分11配合的凹入部分21，以及与底部部件10上的凹入部分12配合的凹入部分22，当外罩1装配完成后，两个凹入部分分别位于凹入部分11和12的至少部分上方。为了阐述的方便，现假定电子线路2不需要由顶部部件20来保护其位于凹入部分11中的第一天线元件2a的右半部不受机械和/或热影响(如图1所示)，那么，顶部部件20的上半部区域就不需要延展到所述天线元件2a的整个宽度b上，而是在此方向上缩短了。同样，假定容纳于凹入部分12中的第二天线元件2b的下半部不需要受到保护使之不受前述影响，则所述顶部部件可以如此设计，使之不覆盖电子线路2的第二天线元件2b的下半部区域。
相应地，外罩1的顶部部件20上也为电子线路的微芯片2c设置了一个开口23。为了能够容纳直径通常为6/100mm、用来连接电子线路2的电子元件2a到2c的连接线2d，于在外罩1中受到热保护和磨损保护的顶部部件20——如图1所示——上，设置有用来容纳连接线2d的凹入部分24a、24b，二者将开口23与凹入部分21、22连接起来。在此应注意到，也可以将所述凹入部分24a、24b设置在外罩1的底部部件10上，而且在此情况下可能也可以省略外罩1的顶部部件20上的凹入部分24a、24b。还可以用箔片替代连接线2d。
从上面的描述中，本领域技术人员可以看出，在顶部部件中，凹入部分21、22和开口23的设计和布置对应于将要容纳于外罩1的内部空间中的电子线路2的电子元件2a到2c的外形2a′、2b′、2c′。所述内部空间是由部件10、20的内表面10′、20′所限定的。在这里，重要的只是，凹入部分11、12和21、22以及开口13、23分别如此设计，使得电子线路2的电子元件2a到2c能够以受到充分保护不受机械和/或热损伤的方式被容纳于上述凹入部分和开口中。
上述结构的优点是，外罩1能够通过塑料注模工艺以易于实施的操作步骤来生产，其中可以方便地使用弹性塑料生产外罩1。但是，也可以用硬塑料生产外罩1。
在按上述方式生产出外罩1之后，将电子线路2的元件2a到2d嵌入底部部件10的凹入部分11、12。通过连接部件31a、31b，将顶部部件20折到底部部件10上，从而使得连接线2d被接纳于顶部部件20的凹入部分24a、24b中。然后，最好通过粘结、槽口啮合、卡夹或者焊接方式，至少在预先确定的点，将底部部件10连接到顶部部件20上，使得顶部部件20被牢牢地固定在底部部件10上。这样，电子线路2就具有了便于搬运的安全的特征，在搬动和运输中可以防止电子线路2解体。
然后将用这种方式制造的整体置入塑料注模机中，用塑料注模工艺将其封装，以制造出可以实际使用的电子卡。在这个工艺过程中，电子元件2a到2d的原来未被顶部部件20覆盖的非敏感区域，现在亦被外壳封装起来。
上述用来接纳电子卡的电子线路2的外罩1的优势在于，可以用塑料注模工艺简单地从而廉价地制造容纳和保护电子线路2的外罩1。另外，还可以用这种方法制造挠性电子卡。
图2示出了外罩的第二种实施例1′，其基本结构对应于示于图1中的外罩1的基本结构，因此，相同和对应的部分在此标以相同的编号，不需要再作详细描述。
外罩1和1′之间的区别之一在于，底部部件10和顶部部件20基本上是相同大小，即，当折回到底部部件10上时，顶部部件20基本上整个盖住底部部件10。内行人可以清楚地看出，两种实施例的底部部件和顶部部件20、20的这种区别代表了第一种实施例的结构规则的一种可供选用的变型。
另外，在外罩1′的情况下，底部部件10和顶部部件20不再通过两个连接部件31a、31b连接，而是通过三个连接部件31a、31b、31c连接。这只是能够将底部部件10与顶部部件20连起来的许多方式中的又一种。对于外罩1′，当然也可以省略连接部件31a到31c，从而使得外罩1′由相互独立的部分10和20构成。
外罩1′的底部部件10上设置有两个凹入部分11a和12a，对应于外罩1的凹入部分11和12，其中，凹入部分11a用来接纳微芯片2c(参看图3)，凹入部分12a用来接纳天线元件2a。在图2和图3中可以清楚地看到，凹入部分11a、12a的形状11a′和12a′分别对应于电子线路2的各元件2a、2c的形状2a′、2c′，以使得对于外罩1′来说，电子线路2的所述元件2a、2c基本上被容纳于外罩1′的底部部件10中的固定位置。
与外罩1相同，还在外罩1′的顶部部件20上设置有与底部部件20的凹入部分11a配合的凹入部分21a，以及与底部部件10的凹入部分12a配合的凹入部分22a。这些凹入部分21a、22a当外罩1′安装完毕后分别定位于凹入部分11a、12a的上方。
与外罩1相似，在外罩1′中，容纳于凹入部分11a中的微芯片2c受到顶部部件20的保护，不受机械和/或热影响。因此，外罩1′的顶部部件20的上半部区域——与示于图1的外罩1的上半部区域不同——延伸到顶部部件20的整个宽度b上。相应地，容纳于凹入部分12a中的天线元件2a完全被顶部部件20盖住，以保护该天线元件2a不受机械和/或热影响。
如图2所示，为了更好地对准凹入部分21a与其要接纳的元件2c，外罩1′的顶部部件20的凹入部分21a设置有凹入部分25a到25d，以便更好地对准凹入部分21a与其要接纳的微芯片2c的结构。
从图2还可以看到，底部部件10上装有两个连接线2d(图2中未示出)的夹持部件29a、29b，所述连接线系用来连接凹入部分11a中的微芯片和凹入部分12a中的天线元件2a的。通过这些夹持部件29a、29b，连接线2d被按压到外罩1′的顶部部件20上，从而被固定住。但是，也可以将一个或两个夹持部件29a、29b设置在顶部部件20上。
两个实施例的另一区别在于，外罩1′有一个开口40，该开口基本设置在其顶部部件20的中央，当外罩1′折回时，该开口位于底部部件10上的一个凹入部分41的上方。底部部件10上有两个通道42a、42b从凹入部分41通到底部部件10的边缘10c。当外罩1′折回时，所述通道被顶部部件20上的相应盖板43a、43b盖住。当然，作为一种替代方案，也可以在底部部件10中设置一个开口40，并将部件41、42a、42b设置在外罩1′的顶部部件20上。
顶部部件20上的开口40以及底部部件10上的通道42a、42b用来从外罩1′的中央开始制作外罩1′的如图3所示的外壳50，以制造出最终的成品电子卡。这是这样实现的将外罩1′折叠起来，从而使要受外罩1′保护的元件2a、2c容纳于外罩1′中，并被底部部件10和顶部部件20盖住，然后将这样处于折叠状态的外罩1′置入一个塑料注模机，使外罩1′四周还保留一线窄的自由空间。然后通过开口40将注模材料注入通道42a、42b，所述注模材料就通过通道42a、42b流向其出口42a′、42b′，这样就将外罩1′封装起来了，制得成品电子卡。其中，注模材料沿着外罩1′的外沿流动，从而形成无缝的外壳50。这种方法的优点在于，外罩1′的表面可以得到密闭的封装。另外，当存在弯折应力时，外壳1′也不会断折。
权利要求
1.一种用于电磁数据交换电子卡的电子线路(2)外罩，其特征在于用塑料注模工艺制造的外罩(1、1′)包括一个底部部件(10)和一个顶部部件(20)，从而使得电子线路(2)可以置于这两个部件(10、20)的内表面(10′、20′)之间；在底部部件(10)和顶部部件(20)的至少一个上有至少一个凹入部分(11、12、21、22、11a、12a、21a、22a)，在其中可以嵌入电子线路(2)；所述凹入部分(11、12、21、22、11a、12a、21a、22a)的形状(11′、12′、21′、22′、11a′、12a′、21a′、22a′)与电子线路(2)的外形(2a′、2b′、2c′；2a′、2c′)相应；电子线路(2)被顶部部件(20)至少部分覆盖；可以用塑料对外罩(1；1′)进行封装，从而制得电子卡。
2.如权利要求1所述的外罩，其特征在于，在外罩(1)的底部部件(10)和顶部部件(20)中的至少一个上设置有至少一个开口(13、23)，其中可嵌入电子元件(2c)。
3.如权利要求1或2所述的外罩，其特征在于，在底部部件(10)和顶部部件(20)中的至少一个上设置有凹入部分(24a、24b)，用来接纳连接元件(2d)，后者用来连接电子线路(2)的各元件(2a到2c)。
4.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，顶部部件(20)通过连接部件(31a、31b；31a到31c)与外罩(1；1′)的底部部件(10)相连，借助于这些连接部件(31a、31b；31a到31c)，顶部部件(20)可以折回到底部部件(10)的上面。
5.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，外罩(1)的底部部件(10)和顶部部件(20)最好通过粘结、槽口啮合、卡夹或者焊接方式而相互连接起来。
6.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于底部部件(10)基本上是矩形的，其形状由两纵边(10a、10b)和两横边(10c、10d)限定，或者，该底部部件(10)为圆形、椭圆形或者多边形；底部部件(10)的表面稍小于电子卡的表面。
7.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，当外罩(1；1′)安装完毕后，顶部部件(20)的凹入部分(21、22；21a、22a)位于底部部件(10)的凹入部分(11、12；11a、12a)的上方。
8.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，外罩(1；1′)是由弹性塑料或者硬塑料制成的。
9.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，当外罩处于折叠状态时，外罩(1)的顶部部件(20)没有在底部部件(10)的整个宽度上延伸。
10.如权利要求1到8之一所述的外罩，其特征在于，当外罩处于折叠状态时，外罩(1′)的顶部部件(20)和底部部件(10)基本上相互重叠。
11.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于外罩(1′)的两部件(10、20)之一具有一开口(40)，通过该开口可以注入注模材料；所述开口(40)与通向外罩(1′)的边缘的至少一个通道(42a、42b)相连，以使得从开口(40)注入的注模材料可以通过外罩(1′)内的至少一个通道(42a、42b)流向外罩(1′)的边缘。
12.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，外罩(1′)的底部部件(10)和/或顶部部件(20)上的第一凹入部分(11a、21a)和第二凹入部分(12a、22a)由夹持部件(29a、29b)连接起来，通过所述夹持部件，用来连接电子线路(2)的两元件(2a、2c)的连接线(2d)可以被按压到外罩(1′)的顶部部件(20)和/或底部部件(10)上。
13.如前述权利要求之一所述的外罩，其特征在于，容纳于外罩(1；1′)的底部部件(10)和顶部部件(20)的凹入部分(11、12、21、22、11a、12a、21a、22a)中的电子元件中，至少一个为天线元件(2a、2b)或微芯片(2c)。
14.带有电磁数据交换电子线路(2)的电子卡的制造方法，包括下列步骤在第一个操作步骤中，通过塑料注模工艺来制造具有底部部件(10)和顶部部件(20)的外罩(1；1′)，其底部部件(10)和/或顶部部件(20)上设置有至少一个凹入部分(11、12、21、22、11a、12a、21a、22a)；在随后的步骤中，将电子线路(2)的元件(2a到2d)嵌入底部部件(10)的至少一个凹入部分(11、12；11a、12a)；下一步，将顶部部件(20)以这样的方式固定到底部部件(10)上，使得容纳于底部部件(10)的凹入部分(11、12)中的电子线路(2)被顶部部件(20)至少部分覆盖；最后，将外罩(1)置入一塑料注模机中，用塑料将其封装，以制造出成品电子卡。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，外罩(1；1′)的顶部部件(20)和底部部件(10)通过连接部件(31a、31b；31a到31c)而相互连接起来。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在外罩(1)的底部部件(10)和顶部部件(20)中的至少一个上设置有至少两个凹入部分(11、12、21、22、11a、12a、21a、22a)，并且在底部部件(10)和顶部部件(20)中的至少一个上设置有凹入部分(24a、24b)，用来接纳电子线路(2)的连接元件(2d)。
17.如权利要求14到16之一所述的方法，其特征在于，在外罩(1′)的底部部件(10)和顶部部件(20)上设置有至少两个夹持部件(29a、29b)，用来夹持电子线路(2)的连接线(2d)。
18.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，外罩(1；1′)的底部部件(10)和顶部部件(20)至少部分地被连接在一起，以便将顶部部件(20)固定到底部部件(10)上。
19.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，外罩(1；1′)是由弹性塑料制成的。
20.如权利要求14到18之一所述的方法，其特征在于，外罩(1；1′)是由硬塑料制成的。
21.一种电子卡，其特征在于具有权利要求1到13之一所述的外罩(1；1′)，其中，外罩(1；1′)由塑料的外壳(50)封装。
全文摘要
本发明涉及到一种用来容纳可集成于电子卡中的电子线路(2)的外罩。根据本发明,外罩(1)包括一个底部部件(10)和一个顶部部件(20),电子线路(2)可以置于这两个部件(10、20)的内表面(10′、20′)之间,底部部件(10)和/或顶部部件(20)上具有至少一个凹入部分(11、12、21、22),其中用于嵌入电子线路(2),所述凹入部分的形状(11′、12′、21′、22′)与电子线路(2)的外形(2a′、2b′、2c′)相应,电子线路(2)被顶部部件(20)至少部分覆盖。
文档编号H05K5/06GK1215487SQ97193577
公开日1999年4月28日 申请日期1997年4月2日 优先权日1996年4月3日
发明者彼德·布奈尔特 申请人:彼德·布奈尔特