芯片卡的制作方法

本发明涉及一种芯片卡。

背景技术：

超过半个世纪以来已经使用信用卡作为支付手段，其中在塑料卡流行之前，纸卡用作为用于购买产品和服务的短期信贷类型。

20世纪60年代初，塑料卡代替了纸卡，但是替代还款期限推迟不确定的时间，由持卡人预期，在月底全额支付其账单。

现今，消费者有可能将其贷款中的如其所愿那样少的贷款还款，或如其所愿那样长地延长还款，由此在此期间在实践中在世界各处使用的塑料卡激烈的地竞争。

金属信用卡提供塑料信用卡不能提供的吸引力，并且越来越多的信用卡制造商参与其中。造成这种情况的原因是所谓的“扑通声因素(plunkfactor)”，所述扑通声因素表示当将金属信用卡(具有相应的声响和金属光泽)扔到收银台上时出现的印象深刻的纯金属效果。在此情况下，金属信用卡通常用作为地位象征，因为最初金属信用卡是专门为给经济实力雄厚的顾客提供的。在这些情况下，贵金属、例如金或至少金覆层用作为金属，和/或使用金属卡的艺术构造。

现今，信用卡发行机构注意到金属信用卡被多么渴求，并且当然也向普通顾客提供金属信用卡(参见例如图1中的金属信用卡示例)。

此趋势不仅在支付领域中显示，而且也在身份卡的制造商中显示。用于例如高尔夫俱乐部、高级健身中心等的高价会员卡越来越多地构造为这种豪华卡。给金属卡添加独特的安全特征是热门话题。

技术实现要素：

卡、如在图1中示出的金属卡100目前主要作为接触式信用卡提供，所述卡具有由金属构成的卡体106和在其中嵌入的芯片模块104。也就是说，借助于在芯片模块中集成的根据iso7816构造的接触面108的接触来执行与信用卡的芯片的数据交换。

替选地或附加地，期望与芯片卡芯片进行非接触式数据交换。对于非接触式数据传输，必须在芯片卡芯片上连接相应的天线。在传统的非接触式芯片卡中，这种天线的低成本的、高性能的以及鲁棒的解决方案提供所谓的模块上线圈(coil-on-module)技术。所述技术主要由模块上线圈芯片模块组成，所述芯片模块具有模块天线，用于电感耦合到在芯片卡体部中设置的增益天线上。

然而，提出如下问题：尽管模块上线圈技术所要求的附加耦合预期功率损失，如何可以保证金属非接触式芯片卡的良好的功率能力。

在不同的实施例中，提供具有芯片卡体部的芯片卡，所述芯片卡体部具有金属层。芯片卡可以具有“双重增益天线结构”。在此，芯片模块可以构造为模块上线圈芯片模块，所述芯片模块与芯片卡体部中的增益天线耦合。所述增益天线和金属层构造成，使得所述增益天线和金属层彼此耦合进而金属层形成另一增益天线。在此，在金属层中可以形成有用于容纳增益天线和芯片模块的开口以及在金属层中从开口到达外边缘的狭缝。

在不同的实施例中，如此构造的芯片卡可以具有高的功率能力并且完全满足在非接触式模块(emvco)中的安全标准。

对于上述系统显示出令人惊讶地高的功率能力可以给出至少两个原因。一方面，借助于耦合可以进行天线的协调(这也在德语中通常称作为功率匹配(powermatching))：(芯片模块上的)模块上线圈天线和增益天线的耦合区域(例如耦合绕组或耦合线圈)可以设定成或可以将芯片模块上的)模块上线圈天线和增益天线的耦合区域(例如耦合绕组或耦合线圈)可以设定成，使得得出预定的变压器绕组比。所述变压器绕组比可以用于，进行芯片的输入阻抗与增益天线的耦合区域(也称作拾取线圈：pickup-spule)的阻抗的功率匹配。另一方面，可以使用金属环境、也就是金属层(所述金属层可以是芯片卡的主要部分，例如使得芯片卡可以称作为金属卡的主要部分)，以便如上所述的那样提高(以便“增加”)增益天线的功率能力。为此，增益天线可以非常靠近金属层设置。(通过增益天线)在金属层中感应出的电流分布在金属层的面上，而金属层中的涡流借助于金属层中的狭缝最小化。换句话说，狭缝和邻接于其的金属面可以构造成，使得形成附加的增益天线。

在不同的实施例中，提供具有在芯片卡体部中的金属层的芯片卡或具有作为芯片卡体部的金属层的芯片卡，所述芯片卡具有模块上线圈芯片模块。在此，金属层、模块上线圈芯片模块以及增益天线设立成，使得金属层的金属性质有利地作用于增益天线。在此，制造完全满足emv标准的芯片卡，在所述芯片卡中，增益天线的谐振频率的制造引起的偏差处于大约1mhz的范围内。

简而言之，提供一种金属卡增益天线组合，在所述组合中，金属支持非接触式功率能力。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下文中详细阐述。

附图示出：

图1示出根据现有技术的基于接触的金属芯片卡的示意图；

图2a示出根据不同实施例的金属非接触式芯片卡的示意图；

图2b示出芯片卡体部的两个不同的示意图，所述芯片卡体部具有用于图2c中的金属非接触式芯片卡的增益天线结构；

图2c示出根据不同实施例的金属非接触式芯片卡的两个不同的示意图；

图3示出根据不同实施例的金属非接触式芯片卡中的电流的模拟的图解说明；

图4示出用于形成芯片卡的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的详细的说明书中，参考附图，所述附图形成所述说明书的一部分并且在所述附图中为了图解说明示出特定的实施方式，在所述特定的实施例中可以实施本发明。在该方面，参考所描述的(多个)附图的取向，使用方向术语，如例如“上”、“下”、“前”、“后”、“前方”，“后方”等。因为实施方式的部件可以在多个不同的取向中定位，所以方向术语用于图解说明并且不以任何方式受限。应当理解，可以使用其他的实施方式并且可以进行结构上的或逻辑上的改变，而不脱离本发明的保护范围。应当理解，只要未另作特别说明，则本文中描述的不同的示例性的实施方式的特征可以彼此组合。因此，下面的详细的说明书不应在限制性的意义上理解，并且本发明的保护范围通过所附实施例来限定。

在附图中，相同的或相似的元件设有相同的附图标记，只要这是适当的。

图2a示出根据不同的实施例的芯片卡200的示意图。图2b示出具有增益天线结构222的芯片卡体部106的两个不同的示意图(上部：俯视图，下部：立体图)，所述增益天线结构用于在图2c中同样在两个不同的示意图(上部：俯视图，下部：立体图)中示出的金属非接触式芯片卡200。

芯片卡200可以具有金属层228。在不同的实施例中，金属层228可以形成或主要形成芯片卡体部106。例如，金属层228可以具有为芯片卡200的总厚度的至少90％的厚度。金属层228可以具有为芯片卡200的总重量的至少90％的重量。

在不同的实施例中，芯片卡200的金属层228可以在两个主表面处露出或基本上露出。“基本上露出”可以理解为，例如小于主表面的10％被覆盖，例如小于7％被覆盖。替选地，金属层228可以与至少一个附加层层压。例如，芯片卡体部106在两个主表面上部分地或完全地或者在一侧上部分地并且在另一侧上完全地层压，例如与聚氨酯(pu)层层压。

在不同的实施例中，在金属层228中可以构成有开口224。开口224可以构造成，使得能够在其中设置有增益天线结构222和芯片模块204.

在不同的实施例中，在金属层228中可以构成有狭缝226。狭缝226可以从开口224的边缘延伸至金属层228的外边缘。借助于狭缝226，由金属层228形成的连续的环可以是中断的或被中断，由此可以避免或抑制涡流。此外，借此可以近似由金属层228形成另一天线或另一天线可以是近似由金属层形成的。

在不同的实施例中，芯片卡200可以具有在开口224中设置的增益天线结构222，所述增益天线结构具有用于与金属层228电磁耦合的天线部段222_1和用于与芯片模块204的天线结构220电磁耦合的耦合区域222_2。

此外，芯片卡200可以具有在耦合区域222_2中设置的芯片模块204，所述芯片模块具有在所述芯片模块204上设置的天线结构220。为了能够实现更好的概览，在芯片卡体部106旁边示出芯片模块204。耦合区域222_2的会设置有芯片模块204的位置在图2a中作为具有倒圆角的虚线矩形示出。

芯片模块204可以形成为传统的模块上线圈芯片模块204。

增益天线结构222可以由刻蚀的金属形成，其中增益天线结构222可以在柔性印刷衬底上形成或可以是在柔性印刷衬底上形成的。替选地，增益天线结构222可以由金属线(draht)形成或可以是由金属线形成的，或者增益天线结构可以由冲压的金属形成或可以是由冲压的金属形成的。

在不同的实施例中，增益天线结构222的金属可以是选自如下组的金属：铝、银、铜以及以上所列举的金属中的至少一种金属的合金。在不同的实施例中，与上述金属不同的金属或不同的金属合金可以用于形成增益天线结构222。

在不同的实施例中，金属层228可以由与增益天线结构222同样的或相同的材料形成。在不同的实施例中，金属层228可以由与增益天线结构222不同的材料形成。

在不同的实施例中，金属层228和增益天线结构222可以彼此无关地、例如在不同的工艺中形成或结构化。替选地，金属层228和增益天线结构222可以在共同的工艺中形成或结构化(是在共同的工艺中形成或结构化的)。

在不同的实施例中，增益天线结构222可以具有至少一个天线绕组，其中天线绕组的外边缘与金属层228的开口224的边缘之间的间距最大为500μm，可选地最大为300μm，可选地最大为200μm，可选地最大为100μm，可选地处于大约50μm至大约500μm的范围内，可选地处于大约100μm至大约300μm的范围内。

增益天线结构与金属层228之间的这种相对小的间距可以有助于增益天线结构222和金属层228之间的耦合。

增益天线结构222、金属层228以及芯片模块204的天线结构220可以相对于彼此设置成，使得在增益天线结构222(在这种情况下为天线部段222_1)与金属层228之间的电磁耦合小于在增益天线结构222(在这种情况下为耦合区域222_2)与芯片模块204的天线结构220之间的电磁耦合。

例如，在增益天线结构222与金属层228之间的电磁耦合可以具有在大约0.05至大约0.35、例如大约0.15至0.25的范围内的耦合系数。

例如，在增益天线结构222与芯片模块204的天线结构220之间的电磁耦合可以具有在大约0.3至大约0.9、例如大约0.45至大约0.75的范围内的耦合系数。

在图2a、图2b和图2c中，即使增益天线结构222构造成，使得天线部段222_1和耦合区域222_2作为彼此相邻的基本上矩形的天线结构示出，也应理解的是，增益天线结构222也可以不同地成形，例如其方式为：天线部段222_1和/或耦合区域222_2成形为圆形结构，或耦合区域222_2设置在天线部段222_1之内。

图3示出在根据不同的实施例的金属非接触式芯片卡200中的电流的模拟的图解说明。

在图3中，图解说明根据iso/iec10373的如上所述构造的芯片卡200处的测量模拟的结果。

尽管结果的原始图使用颜色以进行说明，但在灰度图中，借助于用于最低的和最高的电流密度值的关联性箭头，可以得出走向，即从金属层228的面的内部中的低电流密度朝向金属层228的内边缘和外边缘的较高电流密度值。

图3示出，涡流密度低。与此相应地，金属层228的增益功能不通过涡流受损或仅不显著地通过涡流受损，使得金属层228与增益天线结构222的组合可以满足双重增益功能。

图4示出用于形成芯片卡的方法的流程图400。

所述方法可以包括：(在410中)在金属层中构成开口以及狭缝，所述狭缝从开口的边缘延伸至金属层的外边缘；(在420中)在所述开口中设置增益天线结构，其中所述增益天线结构具有用于与金属层电磁耦合的天线部段和用于与芯片模块的天线结构电磁耦合的耦合区域；并且(在430中)在耦合区域中设置芯片模块，所述芯片模块具有在所述芯片模块上设置的天线结构。

以下概括性地说明几个实施例。

实施例1是芯片卡。芯片卡可以具有：金属层，在所述金属层中构成有开口以及狭缝，所述狭缝从开口的边缘延伸到金属层的外边缘；在开口中设置的增益天线结构，所述增益天线结构具有用于与金属层电磁耦合的天线部段和用于与芯片模块的天线结构电磁耦合的耦合区域；以及在耦合区域中设置的芯片模块，所述芯片模块具有在芯片模块上设置的天线结构。

实施例2是根据实施例1的芯片卡，其中增益天线结构由刻蚀的金属形成。

实施例3是根据实施例2的芯片卡，其中增益天线结构在柔性印刷衬底上形成。

实施例4是根据实施例1的芯片卡，其中增益天线结构由金属线形成。

实施例5是根据实施例1的芯片卡，其中增益天线结构由冲压的金属形成。

实施例6是根据实施例1至实施例5之一的芯片卡，其中增益天线结构的金属是选自如下组的金属：铝、银、铜以及以上所列举的金属中的至少一种金属的合金。

实施例7是根据实施例1至实施例6之一的芯片卡，其中增益天线结构具有至少一个天线绕组，其中天线绕组的外边缘与金属层的开口的边缘之间的间距最大为500μm，可选地最大为300μm，可选地最大为200μm，可选地最大为100μm，可选地处于大约50μm至大约500μm的范围内，可选地处于大约100μm至大约300μm的范围内。

实施例8是根据实施例1至实施例7之一的芯片卡，其中金属层具有与芯片卡的总厚度基本上相同的厚度。

实施例9是根据实施例1至实施例7之一的芯片卡，所述芯片卡还具有：

承载件，其中金属层设置在所述承载件上，并且其中承载件具有凹部，在所述凹部中设置有芯片模块。

实施例10是根据实施例1至实施例7之一的芯片卡，其中金属层与至少一个附加层层压。

实施例11是根据实施例1至实施例7之一的芯片卡，其中金属层的厚度为芯片卡的总厚度的至少90％。

实施例12是根据实施例1至实施例11之一的芯片卡，其中增益天线结构、金属层以及芯片模块的天线结构相对于彼此设置成，使得在增益天线结构与金属层之间的电磁耦合小于在增益天线结构与芯片模块的天线结构之间的电磁耦合。

实施例13是根据实施例1至实施例12之一的芯片卡，其中增益天线结构和金属层相对于彼此设置成，使得在增益天线结构与金属层之间的电磁耦合具有在大约0.05至大约0.35的范围内的耦合系数。

实施例14是根据实施例1至实施例13之一的芯片卡，其中增益天线结构和芯片模块的天线结构相对于彼此设置成，使得在增益天线结构与芯片模块的天线结构之间的电磁耦合具有在大约0.3至大约0.9的范围内的耦合系数。

实施例15是根据实施例1至实施例14之一的芯片卡，其中金属层的重量为芯片卡的总重量的至少90％。

实施例16是用于形成芯片卡的方法。所述方法可以包括：在金属层中形成开口以及狭缝，所述狭缝从开口的边缘延伸到金属层的外边缘；在开口中设置增益天线结构，其中增益天线结构具有用于与金属层电磁耦合的天线部段以及用于与芯片模块的天线结构电磁耦合的耦合区域；并且在耦合区域中设置芯片模块，所述芯片模块具有在芯片模块上设置的天线结构。

实施例17是根据实施例16的方法，其中方法还包括：刻蚀金属以形成增益天线结构。

实施例18是根据实施例17的方法，其中方法还包括：在柔性印制衬底上形成增益天线结构。

实施例19是根据实施例16的方法，其中方法还包括：由金属线形成增益天线结构。

实施例20是根据实施例16的方法，其中增益天线结构由冲压的金属形成。

实施例21是根据实施例16至实施例20之一的方法，其中增益天线结构的金属是选自如下组的金属：铝、银、铜以及以上所列举的金属中的至少一种金属的合金。

实施例22是根据实施例16至实施例21之一的方法，其中增益天线结构具有至少一个天线绕组，其中天线绕组的外边缘与金属层的开口的边缘之间的间距最大为500μm，可选地最大为300μm，可选地最大为200μm，可选地最大为100μm，可选地处于大约50μm至大约500μm的范围内，可选地处于大约100μm至大约300μm的范围内。

实施例23是根据实施例16至实施例22之一的方法，其中金属层具有与芯片的总厚度基本上相同的厚度。

实施例24是根据实施例16至实施例22之一的方法，方法还包括：将金属层设置在承载件上，其中承载件具有凹部，在所述凹部中设置有芯片模块。

实施例25是根据实施例16至实施例22之一的方法，其中金属层与至少一个附加层层压。

实施例26是根据实施例16至实施例22之一的方法，其中金属层的厚度为芯片卡的总厚度的至少90％。

实施例27是根据实施例16至实施例26之一的方法，其中增益天线结构、金属层以及芯片模块的天线结构相对于彼此设置成，使得在增益天线结构与金属层之间的电磁耦合小于在增益天线结构与芯片模块的天线结构之间的电磁耦合。

实施例28是根据实施例16至实施例27之一的方法，其中增益天线结构和金属层相对于彼此设置成，使得在增益天线结构与金属层之间的电磁耦合具有在大约0.05至大约0.35的范围内的耦合系数。

实施例29是根据实施例16至实施例28之一的方法，其中增益天线结构和芯片模块的天线结构相对于彼此设置成，使得在增益天线结构与芯片模块的天线结构之间的电磁耦合具有在大约0.3至大约0.9的范围内的耦合系数。

实施例30是根据实施例16至实施例29之一的方法，其中金属层的重量为芯片卡的总重量的至少90％。

从设备的描述中得出方法的另外的有利的设计方案，并且反之亦然。