專利名稱：將元件合并到數據載體的方法
技術領域：
本發明涉及一種將元件合并到數據載體的方法和一種使用所述方法制造的數據 載體。具體而非排他地，本發明涉及一種智能卡中諸如屏蔽層等元件的放置。
背景技術：
智能卡是其中具有諸如電子標簽等電子元件的設備。電子標簽是指一種組件，其 包括支撐體、諸如近場通信電路等通信電路，其中，近場通信電路包括電子芯片和近場通信 天線，允許與外部設備建立非接觸式通信，以交換數據。天線一般與電子芯片相連，并且不 僅用作非接觸式通信的裝置，還用于產生向芯片供電所需要的能量。
為了確保標簽與外部設備之間的最佳數據傳輸，不論標簽的金屬性環境如何，都 向標簽提供能夠保護通信電路的磁屏蔽層。電路的保護在移動電話上執行的“非接觸式支 付”應用中尤其重要，原因在于移動電話包括電池，有時候甚至包括金屬殼，當標簽被固定 到移動通信設備上時，電池和金屬殼會極大地干擾至外部讀取器的數據傳輸的質量。
適于金屬性環境中應用的非接觸式標簽在現有技術中是已知的，具體地可以參見 文檔W02008/065278。在該文檔中，標簽包括由磁超導材料制成的中間層，相對承載天線和 微電路的基板而放置。隨后，通過層壓或者鑄模將由基板、天線和微電路構成的組件嵌入到 由塑料制成的蓋體中。
已知標簽的缺點在于，需要精確地放置屏蔽層，使得其對準通信電路。任何錯位都 意味著可能存在屏蔽的降低，對于非接觸式支付系統而言，這意味著可能危及交易安全。目 前，通過拾取屏蔽材料并將其放置在智能卡中的設定位置來將屏蔽物放置在適當位置。為 此，需要在制造工藝中將所有部件以非常小偏差或無偏差地進行精確對準，這非常難以實 現。
本發明試圖通過提供一種用于精確容易地放置磁屏蔽物的方法來克服這些問題， 這產生了一種改進的智能卡，當這種改進智能卡在交易中使用時，遭遇干擾問題的可能性 更小。此外，該方法的靈活性允許將屏蔽材料放置在智能卡上一系列不同位置上，使得容易 放置屏蔽層。發明內容
根據本發明第一實施例，提供了一種將元件置于數據載體(10)上的方法，所述方 法包括
提供放置致動器，其中，放置致動器用于在相對于放置致動器(60)的已知位置處 獲取元件并定位數據載體；
提供傳送層，傳送層具有可從其分離的屏蔽元件；
前移傳送層，直到屏蔽元件位于放置致動器與數據載體之間的期望位置處；
朝著數據載體移動放置致動器，直到致動器獲取到屏蔽元件；
退回傳送層，以將屏蔽元件從傳送層分離；以及
進一步朝著數據載體移動放置元件，使屏蔽元件在所述期望位置處接觸數據載 體。
優選地，元件是屏蔽元件或電子模塊。在電子模塊的情況下，模塊是具有微電路的 芯片，比如，諸如信用卡等電子卡中合并的那種芯片。
可以想到，數據載體是智能卡。
可以想到，朝著數據載體沿著與傳送層的移動基本上成直角的方向直線地移動致 動器。
優選地，元件在其第一表面上粘附于傳送層。
可以想到，元件在形式上實質上是剛性的。
優選地,元件包括鐵氧體元件。
優選地,數據載體是卡本體或可從卡本體上分離的卡元件。
可以想到，數據載體包括凹陷，被配置為在其中容納元件，以及前移傳送層時屏蔽 元件的所述已知位置與凹陷的位置相對應。
優選地，凹陷具有與元件(比如屏蔽元件或模塊)的形狀基本上匹配的形狀。
在優選結構中，在元件上可移除地提供傳送層，以及所述方法還包括當元件被致 動器保持時使支撐傳送層的工具退回，使得從元件的第一表面分離傳送層。
可以想到，沿著與致動器的移動方向基本上垂直(例如，成直角)的方向來移動工 具。
優選地，在元件的與第一表面相對的第二表面上可移除地提供保護層，其中，能夠 在將元件放置到數據載體上之后從元件上移除保護層。
在第二實施例中，提供了一種生產數據載體的系統，在所述數據載體上合并元件， 所述系統包括放置致動器、傳送層饋送裝置和數據載體饋送裝置，其中
放置致動器用于在相對于放置致動器的已知位置處獲取元件并定位數據載體；
提供了傳送層，傳送層具有可從其分離的元件；
前移傳送層，直到屏蔽元件位于放置致動器與數據載體之間的期望位置；
朝著數據載體移動放置致動器，直到致動器獲取到元件；
退回傳送層，以將屏蔽元件從傳送層分離；以及
進一步朝著數據載體移動放置元件，以使元件在所述期望位置處接觸數據載體。 此外，元件可以是屏蔽元件或電子模塊，比如智能卡中包括的芯片。
優選地，所述系統包括工具，用于朝著致動器前移元件，以及當致動器獲取到元件 時，工具被布置為返回與傳送層上的下一元件相對準的位置。


現在將通過參考附圖僅以示例的方式描述本發明的實施例，其中
圖1示出了數據載體以及該數據載體中典型包括的電路的平面圖2示出了具有元件(圖中示為屏蔽層)的數據載體的側視圖3示出了具有帶元件的數據載體的移動設備，在這種情況下，元件是附著于所 述設備的屏蔽層；
圖4示出了根據本發明實施例的一種合并諸如屏蔽層等元件的方法中使用的裝置；以及
圖5示出了根據本發明實施例的一種用于供給要固定到數據載體上的元件的裝置。
具體實施方式
在移動電話中使用的諸如SIM卡等數據載體的制造方面，本發明特別有用。SIM卡 具有的電路需要在數據傳輸期間免受干擾。將參考屏蔽元件描述本發明，但是本發明也可 以用于在傳送層上傳送的其它模塊(比如，諸如信用卡等數據卡中插入的電子模塊)的合 并。不過從現在開始，將參考屏蔽元件描述本發明。通常通過使用諸如鐵氧體等材料來進行 屏蔽，鐵氧體自身可能易碎，原因在于如果鐵氧體彎曲，會損壞材料，所以當進行處理時通 常將鐵氧體提供在諸如帶(tape)等支撐結構上。此外，鐵氧體通常具有諸如內襯(liner) 等保護性蓋體，其在處理期間進一步防止損壞。圖1示出了典型數據載體10，其包括近場通 信天線12和與天線12相連的微電路14，示出為透明的(圖1中的虛線)。微電路14和天 線12 —起構成能夠與諸如專用讀取器等外部設備進行通信的近場通信裝置。作為示例，設 備10的近場通信裝置和讀取器能夠按照IS014443通信協議進行通信。天線12例如包括 多個導電環，并且限定了可用磁場接收區S。可用區S是指當磁場通過天線12中產生感應 電流的區域。
此外，設備10包括磁屏蔽層16，被布置為至少部分地在天線12的區域S的下方 延伸。這樣的層16尤其使得可能減少由緊鄰電子設備10的金屬性環境產生的磁擾動。層 16例如由諸如鐵氧體等電絕緣磁滲透材料制成。層的厚度例如在200至300微米之間，并 且其相對滲透率在100左右。優選地，層16的尺寸大于天線區域S，并且層16被布置在設 備10中，以在設備10的整個區域S的上覆蓋設備10。
在用于將諸如鐵氧體等屏蔽材料插入數據載體的已知方法中，處理這些屏蔽材料 的困難之一集中在數據載體與屏蔽材料的精確對準上。屏蔽材料被保持在支撐體上，支撐 體沿直線移動屏蔽材料且將屏蔽材料插入數據載體上的特定位置——這稱為“拾取和放 置”系統。這種系統中的容差最小，所以如果需要的話，必須精確對準要放置的屏蔽材料。 用于例如鐵氧體涂層的支撐體意味著在X和Y軸上必然存在+/-1mm的放置精度。這些需求 的主要問題在于如下事實在必須將鐵氧體與數據載體的對準過程中一直在累積容差。此 夕卜，對于已知的拾取和放置系統，存在以下難題當使用杯子或夾子形式的用于鐵氧體的支 撐體時，接觸鐵氧體保護層而不是接觸鐵氧體自身，這意味著鐵氧體保護層和鐵氧體兩者 能夠變得分離。保護層的使用也有助于屏蔽層材料的放置精度的提高，此外，需要同步系統 中各種部件的放置。
圖2示出了數據載體中諸如鐵氧體等保護材料的位置。存在要合并天線和微電路 的卡的預定部分。典型地，存在空腔，其被布置為至少部分地延伸到天線的可用區域下方的 預定部分中，空腔的尺寸能夠完全容納屏蔽層。卡本體20由諸如PVC或者甚至是PC(聚碳 酸酯)等塑料制成。優選地，通過將塑料層層壓在一起來制成這個卡本體20。
優選的是，本體20包括稱作“鑲嵌體”的中間層20A和保護層20D，其中，中間層合 并有天線12和微電路14，并被插入在稱作下層20B和上層20C的兩層之間，通俗地講，中間 層也稱作“核心層”。保護層20D布置在上層20c上且一般由對于可見光透明的塑料制成。
典型地，卡本體20限定的外部尺寸符合標準微電路卡規格(例如，IS07816標準 的ID-1規定)。
更具體地，本體20包括空腔30，開口到本體20的一表面上，至少部分地在天線區 域S下方延伸。這個空腔30的尺寸能夠完全容納屏蔽層16。優選地，屏蔽層16與卡本體 20的表面齊平。在所述示例中，通過使用粘合層32將屏蔽層16粘到空腔30內部來附著屏 蔽層16。
本體20通常包括可分離板(detachable plate) 22，在可分離板22內布置了天線 12和微電路14，并且空腔30中容納的屏蔽層16至少部分地在可分離板22內延伸。這個 可分離板22構成非接觸式電子標簽。例如，板22由易斷線24來界定，易斷線24內置在本 體20中且用于允許僅通過沿著該線24的人工壓力來使板與本體20分離，其中，線24包括 貫通切口 26 (through incision)或者局部深度切口 28 (參見圖1)。如圖1所示，貫通切口 26是沿矩形板的短邊制造的，以及局部深度切口 28是沿長邊制造的。
如圖3所示，板22具有基本上為矩形的整體形狀。優選地，空腔30和屏蔽層16 至少延伸通過整個板22，例如，延伸超出板22的周界的兩側。屏蔽層16包括在其要朝向空 腔30外部的表面上包括第二粘性涂層34，用于允許可分離板22被附著到在設備10外部的 儀器的表面上，第二粘性涂層34與本體20的表面齊平。優選地，這個粘性涂層34具有可 移除的非粘性箔片，以方便設備10的處理以及避免灰塵或微粒在涂層34上的累積。如圖 3所示，可分離板22中合并有非接觸式電子支付功能，且旨在通過粘貼到移動電話終端36 上來進行附著。然而，該可分離板22可以與諸如移動計算機或膝上型計算機等許多通信設 備一起使用。所述板包括非接觸式電子標簽，該電子標簽具有讀取面22A和屏蔽面22B，可 以經由讀取面22k在近場通信裝置和外部讀取器之間交換數據，屏蔽面22B能夠限制可能 由標簽22附著至的物體產生的所有干擾。
如圖4所示，一種將用于實質上防止通信干擾的層附著到數據載體上的方法是一 種新穎的方法，其包括剝離所述層，并將其放置到數據載體上的適當位置。該工藝可以認為 具有4個主要階段，在圖中標記為I至4。所述工藝可以用于一種數據載體，該數據載體整 體上用作例如圖1所示的數據載體10 (沒有可分離板22)。所述工藝也可以用于一種卡，所 述卡包括如圖2所示的可分離板22。
圖4的階段I示出了傳送層40，其充當諸如鐵氧體等用于避免通信設備中的干擾 的層的載體。載體由饋送工具(feed tool) 50來支撐。鐵氧體是用于避免干擾的材料的說 明性示例，但是可以使用能夠提供磁屏蔽層的其它材料。鐵氧體示為層41，層41在其一表 面通過粘合劑被附著到傳送層40。鐵氧體的另一表面也具有粘合劑42，優選地，粘合劑42 是可釋放(releasable)粘合劑，其被固定到保護層43上，保護層43減少了鐵氧體層被刮 傷的風險或者鐵氧體層上沉積的灰塵。這個保護層或者襯背層也有助于處理期間對相對易 碎的鐵氧體層41的保護。整體結構40、41、42和43等同于前圖所示的鐵氧體層16。典型 地，傳送層40是一種帶子，其上支撐或結合有元件16，并且可以從帶子上移除元件。
如階段2所示，致動器沿基本上垂直的方向移動，以與保護層43連接。在階段3， 從載體40上分離鐵氧體，并且攜帶了傳輸層的工具50退回。這為致動器60留下了沿階段 4所示的向下方向移動的空間，使得鐵氧體被放置到諸如卡10等數據載體中。由圖可見，由 工具移動傳輸層40，因而鐵氧體被向上提供給致動器，所以致動器能夠達到鐵氧體上方的位置，從而能夠向下移動以將鐵氧體拾起，一旦鐵氧體被致動器頭61拾起，傳送層40就從 “拾取區”退回，使得存在致動器向下移動來將鐵氧體放置到適當位置的空間。在傳送層退 回時，由于鐵氧體與傳送層之間的粘性接合斷開，鐵氧體被釋放。
致動器60具有頭61，典型地，頭61是吸取設備，其能夠通過施加最小的力來拾起 鐵氧體，使得損壞鐵氧體層的風險最小。頭61被布置為將鐵氧體放入數據載體的空腔中。 容差典型地是+/_0. 5mm,也能夠滿足+/-0. 25mm的容差,這比已知系統好得多。如圖4所不， 本發明允許嚴格控制鐵氧體拾起的對準以及將鐵氧體放入卡中的適當位置，這還可以通過 控制和調整遞送(delivery)設備的移動速度而得到促進，所述遞送設備將卡10送到致動 器60下方的位置，并且將用于向操作饋送鐵氧體的傳送/載體層40撤回。此外，在將鐵氧 體放置到數據載體方面，本發明精確度高，原因在于與已知工藝相比，本發明較少地移動部 件。前移傳送層40的精確調整與致動器的基本上垂直于載體的移動相結合，這意味著可以 降低在將鐵氧體放置到數據載體方面的容差。不需要單獨去除保護層，原因在于這被并入 到了鐵氧體的拾起和放置過程中。步驟的最少化也意味著能夠以最小損壞風險來處理剛性 易碎的材料。
如圖5所示，使用滑輪70來饋送傳送層40，其中，滑輪70與工具50相互作用，允 許傳送層被運往工具50。工具50向左移動，使得其被置于致動器60的下方，一旦致動器 將元件16 (屏蔽元件或模塊)移向數據載體(例如，智能卡)，則空的傳輸層40’被第二滑 輪80牽引，使得第二個元件16可以被向前傳送并停在工具50上方，然后，工具50被移向 致動器60，一旦致動器獲取或抓住元件16，工具就退回以拾取傳送層上的下一元件。致動 器可以抓取元件，或者可以使用吸杯來獲取元件，或者使用抓取和吸取的結合。
盡管已經參考屏蔽層的合并描述了本發明，但是所述方法還可以用于將諸如電子 模塊等模塊合并入諸如智能卡等數據載體中。在處理期間可能被損壞并且需要被精確地放 在適當位置或諸如智能卡等數據載體上的元件的合并中，本發明尤其有用。
應理解，僅以本發明示例(比如，以下將詳細描述的那些)的方式提供了上述實施 例，并且對于相關領域技術人員人員顯而易見的其它修改和改進應認為落在本發明的范圍 和界限內。此外，在討論單獨實施例的地方，本發明也旨在覆蓋這些實施例的組合。
權利要求
1.一種將元件(16)置于數據載體(10)上的方法，所述方法包括 提供放置致動器(60)，其中，放置致動器(60)用于在相對于放置致動器(60)的已知位置處獲取元件并定位數據載體； 提供傳送層(40)，傳送層(40)具有可從其分離的屏蔽元件(16)； 前移傳送層，直到屏蔽元件位于放置致動器￠0)與數據載體(10)之間的期望位置處； 朝著數據載體移動放置致動器(60)，直到致動器獲取到屏蔽元件； 退回傳送層(40)，以將屏蔽元件從傳送層分離；以及 進一步朝著數據載體移動放置元件，使屏蔽元件(16)在所述期望位置處接觸數據載體(10)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述元件是屏蔽元件或電子模塊。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，數據載體(10)是智能卡。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，朝著數據載體(10)以與傳送層(40)的移動方向基本上成直角地沿直線移動致動器(60)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，元件(16)在其第一表面上粘附至傳送層(40)。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，元件(16)在形式上實質上是剛性的。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，元件(16)包括鐵氧體元件。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，數據載體(10)是卡本體或可從卡本體(10)分離的卡元件。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，數據載體(10)包括凹陷，凹陷用于在其中容納屏蔽元件(16)，以及當傳送層(40)前移時元件的所述已知位置與凹陷的位置相對應。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，凹陷具有與元件(16)的形狀基本上匹配的形狀。
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，傳送層(40)被可移除地設置在元件(16)上，以及所述方法還包括當元件(16)被致動器￠0)保持時使支撐傳送層(40)的工具(50)退回，使得從元件(16)的第一表面分離傳送層。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，沿著與致動器￠0)的移動方向基本上成直角的方向來移動工具(50)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在元件(16)的與第一表面相對的第二表面上可移除地設置有保護層(43)，以及能夠在將元件(16)放置到數據載體(10)上之后從元件上移除保護層(43)。
14.一種生產數據載體的系統，所述數據載體具有在其上并入的元件，所述系統包括放置致動器、傳送層饋送裝置和數據載體饋送裝置，其中 放置致動器(60)用于在相對于放置致動器(60)的已知位置處獲取元件并定位數據載體； 提供了傳送層(40)，傳送層(40)具有可從其分離的元件(16)；前移傳送層，直到屏蔽元件位于放置致動器(60)與數據載體(10)之間的期望位置； 朝著數據載體移動放置致動器(60)，直到致動器獲取到元件； 退回傳送層(40)，以將屏蔽元件從傳送層分離；以及 進一步朝著數據載體移動放置元件，以使元件(16)在所述期望位置處接觸數據載體(10)。
15.根據權利要求14所述的系統，包括工具(50)，用于朝著致動器(60)前移元件，并且當致動器獲取到元件(16)時，工具(50)返回與傳送層(40)上的下一元件(16)對準的位置。
全文摘要
一種將元件(16)放置在數據載體(10)上的方法，具有放置致動器(60)，被布置為能夠獲取所述元件。前移傳送層(40)，直到屏蔽元件位于放置致動器(60)與數據載體(10)之間的期望位置。朝著數據載體移動放置致動器，使得致動器獲取到元件。然后，退回傳送層(40)以將元件從傳送層(40)分離，然后朝著數據載體移動放置元件，以使元件(16)在期望位置接觸數據載體(10)。
文檔編號G06K19/077GK103020700SQ20121034804
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月18日 優先權日2011年9月22日
發明者格雷戈里·西蒙尼奧克斯, 盧瓦克·讓加雷克 申請人:歐貝特科技公司