CN104781832B - 包括交联聚合物组合物的信息携带卡及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于信息携带卡、合成信息携带卡的芯层以及制造方法。用于信息携带卡的芯层包括具有至少一个凹腔的至少一个热塑性层、嵌体以及交联聚合物组合物。所述嵌体层的至少一部分布置在所述至少一个热塑性层的至少一个凹腔中。所述交联聚合物组合物布置在所述至少一个热塑性层上并且接触所述嵌体层。

Description

包括交联聚合物组合物的信息携带卡及其制作方法
本专利申请要求下列权益：于2013年3月13日提交的美国临时申请No.13/801,677、于2012年4月3日提交的美国临时申请No.61/619,700、以及于2012年9月4日提交的美国临时申请61/696,604，其应用通过引用方式将其内容清楚地并入本文中。
技术领域
本公开涉及诸如智能卡的信息携带卡。更具体而言，公开的主题涉及聚合物组合物、包括该组合物的信息携带卡及其制作方法。
背景技术
信息携带卡提供识别、鉴别、数据存储以及应用处理。这种卡或者部件包括钥匙卡、识别卡、电话卡、***、银行卡、标签、条形码条带或其他智能卡等。与传统塑料卡相关联的伪造和信息诈骗每年会导致数万亿美元的损失。作为一种响应，信息携带卡正变得“更智能”从而增强安全性。智能卡技术提供解决方案以防止诈骗并且减少随之而来的损失。
信息携带卡通常包括嵌在热塑性材料中的集成电路(IC)，比如聚氯乙烯(PVC)。信息在交易之前已被输入并且存储在集成电路中。在使用时，信息携带卡以“接触”模式或“无接触”模式来工作。在接触模式中，卡上的电子组件被使得直接接触读卡器或者其他信息接收装置来建立电磁耦接。在无接触模式中，卡和卡读取装置之间的电磁耦接通过在一定距离内的电磁作用来建立，而无需物理接触。将信息输入到信息携带卡的IC中的过程也工作在这两者模式的任意一种模式中。
当信息携带卡变得“更智能”时，存储在每个卡上的信息量通常会增加，并且嵌入的IC的复杂性也增加。卡还需要抗弯曲以保护敏感的电子组件避免受到损害同时在使用期间提供良好的耐用性。还期望具有处于低成本的改善的生产率的相对简单且完全的商业过程。
发明内容
本发明提供一种用于包括交联聚合物组合物的信息携带卡的芯层，其中该信息携带卡由包括这种交联聚合物组合物的芯层来形成，以及制作该信息携带卡的方法。
在一些实施例中，用于信息携带卡的芯层包括具有至少一个凹腔的至少一个热塑性层、嵌体层以及交联聚合物组合物。所述嵌体层的至少一部分布置在所述至少一个热塑性层的至少一个凹腔中。所述交联聚合物组合物布置在所述至少一个热塑性层上并且接触所述嵌体层。所述嵌体层可以包括具有至少一个有源电子组件或无源电子组件。例如，在一些实施例中，所述嵌体层包括至少一个发光二级管(LED)组件。所述嵌体层还可以包括含金属板和含陶瓷板中的至少一个。所述交联聚合物组合物由可交联聚合物组合物来获得，该可交联聚合物组合物包括可固化的前驱体。在一些实施例中，用于交联聚合物组合物的这种可固化的前驱体或基本单元选自于包括丙烯酸酯、异丁烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸盐、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、硅树脂、环氧树脂和聚氨酯的组。所述可固化的前驱体可以包括单体、低聚物或预聚物。所述交联聚合物组合物可以包括或不包括任意填充物。在额外实施例中，信息携带卡包括上述的芯层。
本发明提供了一种用于形成信息携带卡的芯层的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：形成具有至少一个凹腔的第一热塑性层，将嵌体层的至少一部分布置在所述至少一个凹腔中，并且将可交联聚合物组合物分配在所述嵌体层上。在一些实施例中，所述方法还包括向所述可交联聚合物组合物施加真空的步骤。用在这种方法中的可交联聚合物组合物包括液体形式或浆糊形式的可固化的前驱体。可交联聚合物组合物可以包括或不包括填充物。制作芯层的方法还可以包括在分配所述可交联聚合物组合物之前将所述嵌体层固定在所述第一热塑性层上。在进一步的实施例中，制作芯层的方法还包括固化所述可交联聚合物组合物以形成交联聚合物组合物的步骤(例如在压力下在预定温度处，可选地利用诸如紫外光的辐射)。
本发明还提供一种用于制造信息携带卡的方法，包括形成本发明的信息携带卡的芯层。所述方法还可以包括将可印刷热塑性薄膜和透明热塑性薄膜热层叠到所述卡的芯层的每侧上。
附图说明
当结合附图来阅读本公开时，本公开通过以下详细的描述被更好的理解。需要强调的是，根据公共实践，附图的多种特征并不是必须成比例的。在一些实例中，多种特征的维度被任意放大或减小以便于清晰。相同的数字指代贯穿说明书和附图的相同特征。
图1至6示出了根据一些实施例的在形成信息携带卡的芯层的示例性过程中的、在不同步骤处的分层结构的横截面视图。
图1示出了第一离型膜的横截面视图。
图2示出了布置在图1的第一离型膜上的第二离型膜的横截面视图。
图3示出了布置在图2的两个离型膜上的、具有至少一个凹腔的第一热塑性层的剖视图。
图4为嵌体层部分地或完全地被布置在图3的第一热塑性层的凹腔中之后的层的横截面视图。
图5为可交联聚合物组合物被分配在凹腔内部的嵌体层中之后的层的横截面视图。
图6为将第三或第四离型膜放置在图5的层上之后的合成层的横截面视图。
图7为示出了根据一些实施例的形成信息携带卡的芯层的示例性过程的流程图。
图8为示出了根据一些实施例的形成信息携带卡的芯层的另一示例性过程的流程图。
图9为示出了根据一些实施例的形成具有凹腔的热塑性层的示例性过程的流程图。
图10至图13示出了在图9中的示例性过程的不同步骤处的分层结构的横截面视图。
图14为根据在图1-6中的结构以及图8中的步骤制造的信息携带卡的示例性芯层的横截面视图。
图15为根据在一些实施例中的图8中的步骤的处于最后阶段的信息携带卡的另一示例性芯层的横截面视图。
图16为根据一些实施例的具有用于嵌体的完全开口凹腔的信息携带卡的示例性芯层的横截面视图。
图17为图16的示例性信息携带卡的芯层的俯视图。
图18为根据一些实施例的具有接近嵌体的尺寸的开口嵌体凹腔的示例性的信息携带卡的芯层的横截面视图。
图19为图18的示例性信息携带卡的芯层的俯视图。
图20为根据一些实施例的具有部分地用于嵌体的窗口凹腔的示例性信息携带卡的芯层的横截面视图。
图21为图13的示例性信息携带卡的芯层的横截面视图。
图22至图25示出了根据一些实施例的用于将示例性嵌体层固定到热塑性层上的示例性过程。
图22为示例性嵌体层的俯视图。
图23为被切削之后在其支撑层中具有孔的、图22的示例性嵌体层的俯视图。
图24为布置在热塑性层上的图23的示例性嵌体层的俯视图。
图25为根据一些实施例的通过使用速干胶而固定在热塑性层上的图24的示例性嵌体层的俯视图。
图26示出了根据一些实施例的将嵌体层固定在热塑性层上的示例性过程的流程图。
图27至图31示出了根据一些实施例的制作示例性信息携带卡的示例性过程的不同步骤处的层结构的横截面视图。
图27为透明薄膜的横截面视图。
图28为布置在图27透明薄膜的可印刷薄膜的横截面视图。
图29为示例性芯层被布置在图28的两个薄膜上之后的层结构的横截面视图。
图30为第二可印刷薄膜布置在图29的层结构上之后的合成层结构的横截面视图。
图31为第二透明薄膜布置在图30的层结构上之后的合成层结构的横截面视图。
图32为示出了制作示例性信息携带卡的示例性过程的流程图。
图33为示出了根据一些实施例的在示例性制造过程期间用于多个信息携带卡的示例性芯层的示意图。
具体实施方式
示例性实施例的描述旨在与附图结合在一起来阅读，这被视为全部书面描述的一部分。在描述中，相关的术语比如“下部”、“上部”、“水平的”、“垂直的”、“上面的”、“下面的”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”及其衍生词(比如“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该被解释为指代随后描述的方向或显示在讨论中的附图中的方向。这些相关术语便于描述并且不需要在特定方向中构建或操作任何设备。除非其他方面被清晰地描述，否则涉及附接、耦接等术语、比如“连接的”和“互相连接的”指代这样一种关系，其中，结构通过***结构被直接或间接地固定或附接至彼此以及可移动或刚性的附接或关系。
为了简洁，除非其他方面被清晰地陈述，贯穿本说明书所作出的针对“信息携带卡”或“智能卡”的参考旨在包括至少钥匙卡、识别卡、电话卡、***、银行卡、电源卡、标签、条形码条带以及包括集成电路的任意部件。“信息卡”或“智能卡”还包括多种类型的形状，这包括但不限于矩形板、圆形板、条带、杆或环。“信息卡”或“智能卡”还包括“接触”和“无接触”模式的任意信息携带部件。“信息卡”或“智能卡”还包括具有机载电源或不具有机载电源的任意信息携带卡。包括电源的信息携带卡还称为“电源卡”。
1.信息携带卡的芯层
在一些实施例中，信息携带卡的芯层包括具有至少一个凹腔(cavity)的至少一个热塑性层；嵌体层(inlay layer)以及交联聚合物组合物。嵌体层的至少一部分布置在至少一个热塑性层的至少一个凹腔中。交联聚合物组合物布置在至少一个热塑性层上并且接触嵌体层。在一些实施例中，交联聚合物组合物布置到至少一个热塑性层上的凹腔中。
交联聚合物组合物可以包括基本单元，该基本单元选自于包括丙烯酸酯、异丁烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸盐、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、硅树脂、聚氨酯和环氧树脂等的组。在一些实施例中，交联聚合物组合物包括基本单元，该基板单元选自于包括丙烯酸酯、异丁烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸盐、有机硅丙烯酸酯和硅树脂的组。例如，交联聚合物组合物为丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯。交联聚合物可以是没有填充的，或者包括填充物或添加剂、比如大约0.5wt.％至大约80wt.％的范围内的填充物。填充物可以是非有机的或有机的。通过对包括可固化的前驱体的可交联聚合物组合物进行固化来制作交联聚合物组合物。在一些实施例中，可固化的前驱体为丙烯酸酯、异丁烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸盐、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、硅树脂、聚氨酯或环氧树脂等。
在一些实施例中，嵌体层包括至少一个有源电子组件或无源电子组件、比如集成电路(IC)。例如，嵌体层可以包括印刷电路板(PCB)。在一些实施例中，嵌体层包括发光二级管(LED)组件。至少一个电子组件部分地或完全地布置在至少一个热塑性层上的凹腔中。在一些实施例中，在第一热塑性层上的至少一个凹腔的尺寸大于嵌体层的尺寸。在一些其他实施例中，在第一热塑性层上的至少一个凹腔的尺寸实质上与嵌体层的尺寸相同。在一些其他实施例中，在第一热塑性层上的至少一个凹腔的尺寸实质上与嵌体层的一部分的尺寸相同。嵌体层还可以包括一板金属、陶瓷、含金属材料、含陶瓷材料、或塑料等。芯层还可以包括与在嵌体层中的至少一个电子组件相连接的电池。
本发明还提供一种形成这种信息携带卡的芯层的方法。
参考图1和图2，第一离型膜2可以为商品名称为的一板聚四氟乙烯、任意其他含氟聚合物、硅树脂、含氟聚合物或硅树脂涂覆膜。第二离型膜4布置在第一离型膜2上。第二离型膜4可以由与第一离型膜2相同的材料和工艺来形成。在一些实施例中，可通气的离型膜是优选的。像第二离型膜4的可通气的离型膜的示例为涂硅纸(silicone coatedpaper)。例如，第二离型膜4可以采取来自Regency Wraps公司的商品名称为“If you care”可用的硅树脂涂覆的、未漂白的羊皮纸焙烧纸。两个离型膜仅为了说明而被示出。在一些实施例中，仅一个或没有离型膜可以被使用。
参考图3，第一热塑性层6具有至少一个凹腔7，该凹腔7布置在离型膜2和4上。第一热塑性层6可以由一个或多个热塑性层模制而成或层叠而成。适于在形成第一热塑性层6中使用的材料的示例包括聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯共聚物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等。第一热塑性层6可以为PVC、或者氯乙烯和另外单体(诸如乙烯醚或乙烯基酯或醋酸乙烯酯)的共聚物、或者PVC化合物或共混物和氯乙烯聚合物。适于用在本发明中的PVC薄膜的示例可利用于来自以下供应商：美国Klockner Pentaplast有限公司，Gordonsville、弗吉尼亚；中国石家庄Eurochem有限公司。这种共聚物树脂的示例可利用来自于DOW化学公司、商品名称为以及来自于德国Ludwigshafen的BASF的商品名称为 是氯乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物。等级包括YYNS-3、VYHH和VYHD。为氯乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物。等级包括MP25、MP35、MP45和MP60。所有这些聚合物树脂可以被供应为细微的粉末。这些共聚物的粉末可以被添加以改变用于薄膜的PVC树脂。具有至少一个凹腔的第一热塑性层6可以通过冲切一个或多个热塑性层并且随后层叠并加热该一个或多个热塑性层来形成。
参考图4，嵌体层8的至少一部分布置在第一热塑性层6的至少一个凹腔7中。嵌体8部分地或完全地布置在凹腔7内。嵌体层8包括至少一个有源或无源电子组件10，其嵌在或表面安装在支撑薄膜12上。嵌体层8可以包括印刷电路板(PCB)。电子组件10可以嵌在或表面安装在PCB支撑材料上。支撑薄膜12的示例包括但不限于聚酰亚胺、比如PET之类的聚酯、诸如FR-4之类的玻璃填充的环氧树脂板。具有所有组件的印刷电路板(PCB)被简化为PCBa。为了简便，在本公开中，针对PCB的参考被理解为包括具有PCBa的任意的PCB。嵌体层8内的电子组件10的示例包括但不限于有源或无源的电子组件、比如集成电路(IC)、“电源卡”的电池、天线、诸如发光二极管(LED)的功能性组件。电子组件通过导线或迹线14互相连接。支撑薄膜12可以为基于聚合物的介电材料。嵌体层8可以具有相对第一热塑性层6中的凹腔的尺寸的任意尺寸。嵌体层8可以部分地或完全地设置在这种凹腔中。在一些实施例中，在第一热塑性层6上的凹腔的尺寸大于嵌体层8的尺寸。嵌体层8可以完全布置在凹腔中。在一些实施例中，在第一热塑性层6中的凹腔的尺寸实质上等于或稍微大于PCB的嵌体层6的尺寸。凹腔的形状通常与嵌体层8的形状匹配。在一些实施例中，在第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸小于嵌体层8的尺寸。该至少一个凹腔的尺寸实质上等于或稍微大于PCB的嵌体层8的一部分。例如，一个凹腔的形状和尺寸可以与一个电子组件10匹配。电子组件10的示例包括但不限于电池或有源电子组件或无源电子组件、比如嵌体层8中的集成电路(IC)。在一些实施例中，嵌体层8可以包括一板或一片金属、陶瓷、含金属材料、含陶瓷材料或塑料等。用于这种片和板的适合材料的示例包括但不限于铂、铜、钨、含金属化粉末材料、氧化铝、硅石以及含陶瓷粉末材料。这种片或板可以具有特定颜色或重量，以具有了特定视觉或其他感觉特性。
参考图5，在可交联聚合物组合物16被分配在第一热塑性层6的、凹腔7中的嵌体层8上之后，合成层被示出。在一些实施例中，可交联聚合物组合物16还可以被分配在凹腔之外的第一热塑性层6上。根据本发明形成的可交联聚合物组合物16通常包括液体或浆糊形式的可固化的前驱体。这种可固化的前驱体可以为丙烯酸酯、异丁烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂或硅树脂等。在一些实施例中，可交联聚合物组合物可以是没有填充的并且在一些其他实施例中包括填充物或其他添加剂。可交联聚合物组合物可以包括大约0.5wt.％至大约80wt.％的范围内的填充物。填充物可以是无机填充物或有机填充物。例如，填充物可以为微粒热塑性填充物、比如聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯和至少另一单体的共聚物、或者诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯。在一些实施例中，在氯乙烯共聚物填充物中的至少另一单体可以为乙烯基酯、醋酸乙烯酯或乙烯醚。微粒热塑性填充物可以为包括热塑性树脂的化合物或共混物、例如包括PVC的化合物或共混物。
在可交联聚合物组合物16中的可固化的前驱体可以包括具有功能组的单体、低聚物或预聚物。前驱体在规则的固化条件下可以是可交联的，该规则的固化条件包括但不限于加热、诸如紫外(UV)光的辐射、湿气或其他适合条件。可固化的前驱体可以为液体或浆糊形式。其粘度在1至100000cps范围内。在一些实施例中，可固化的前驱体为聚氨酯丙烯酸酯。这些可固化的前驱体容易地可利用来自于专业化学供应商。这些供应商的示例包括但不限于CT的Torrington的Dymax Copropation、和PA的Exton的LLC的Sartomer USA。
在一些实施例中，微粒热塑性填充物可以被使用。热塑性填充物的示例包括但不限于聚烯烃、PVC、聚酯、共聚物或三元共聚物等。提供足够结果的粉末状聚合物可以为包括PVC或被修饰的PVC的化合物或共混物。微粒热塑性填充物可以为氯乙烯和至少另一单体的共聚物，该另一单体可以为乙烯基酯、醋酸乙烯酯或乙烯醚。这种单体的示例可以利用来自于Dow化学公司的商品名称为UCARTM、以及来自于德国的Ludwigshafen的BASF的商品名称为LaroflexTM。UCARTM为氯乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物。等级包括YYNS-3、VYHH和VYHD。LaroflexTM为氯乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物。等级包括MP25、MP35、MP45和MP60。所有这些聚合物树脂通常以细微的粉末进行供应。微粒热塑性填充物可能通过一个或多个对应的单体的悬浮或乳液聚合来获得或通过固体塑料的粉碎来获得。经由示例并且是非限制的，微粒形式可以具有任意尺寸。粒子可以在0.5至200微米范围内。在一些实施例中，粒子为在1至1000纳米范围内。
基于聚合物化学的一般原理，可交联聚合物组合物16还可以包括至少一个固化剂。这种可交联聚合物组合物16在固化之后变为固体可交联聚合物组合物18。优选地，在一些实施例中，这种交联组合物18比第一热塑性层6更柔韧。例如，可交联聚合物组合物16包括用于热固化的第一固化剂以及用于辐射固化的第二固化剂。在固化或交联反应期间，这种可交联组合物转换为固体交联聚合物组合物。这种交联聚合物组合物18在本领域还被称为“热固”聚合物或“热凝物”以使其区别于热塑性聚合物。在一些实施例中，可交联聚合物组合物未被填充。在一些其他实施例中，可交联聚合物组合物包括大约0.5wt.％至大约80wt.％范围内的填充物并且优选地在5％wt.至50wt.％范围内的填充物。
适合的可交联聚合物组合物16的示例包括但不限于包括诸如丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯的制定。这种制定的示例包括但不限于可利用来自于CT的Torringtion的DymaxCorporation的X-685-31-1以及X-685-31-2。X-685-31-1为包括丙烯酸异冰片酯、2-甲基丙烯酸羟乙酯、2-羟基-3-苯氧丙基丙烯酸酯、t-过苯甲酸丁酯和光敏引发剂的制定。其粘度为1047cP。X-685-31-2也为包括丙烯酸异冰片酯、2-甲基丙烯酸羟乙酯、2-羟基-3-苯氧丙基丙烯酸酯、t-过苯甲酸丁酯和光敏引发剂的制定。其粘度为1025cP。这些制定被分配在嵌体层上，并且随后在小于150摄氏度的上升温度处在小于2MPa的压力条件下被固化。作为结果的芯层和作为结果的信息携带卡被成功地制作。这些示例仅仅旨在说明根据本发明的实施例，并且这不应该被解释为施加对权利要求的限制。
包裹在注射器中的可交联聚合物组合物16通过使用针对粘合剂、封装剂、密封剂以及灌注化合物的标准分配设备或装备进行分配。基于嵌体层8和凹腔的容积，要被分配的可交联聚合物组合物16的量可以被计算和控制。
在一些实施例中，在被分配在第一热塑性层6上之后，可交联聚合物组合物16在真空腔室中被脱气。在一些实施例中，在不具有图5结构上的任意覆盖板的情形下，通过真空的脱气过程可以被完成。可选地，第二热塑性层(未示出)在真空过程之前被布置在图5的结构上。第二热塑性层包括热塑性材料，其选自于聚氯乙烯，氯乙烯共聚物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺以及丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)。第二热塑性层可以与第一热塑性层6相同。其厚度可以在0.025至0.25毫米范围之内。如果使用的话，该热塑性层变为芯层的一部分。在其他实施例中，图6中的离型膜中的至少一个在真空过程之前被布置在图5的结构上。
参考图6，在将第三和第四离型膜放置在显示在图5中的层上之后，合成层形成夹心结构。第三和第四离型膜可以为任意类型的离型膜，且在一些实施例中，第二和第三离型膜4由相同的材料形成。第一和第四离型膜2也可以由相同的材料形成。例如，在一些实施例中，第二和第三离型膜2可以由可通气的涂硅纸形成。第一和第四离型膜4通常由诸如聚四氟乙烯的含氟聚合物形成，其通常以商品名称来进行提供。仅为了说明目的来示出两个离型膜。在一些实施例中，仅一个或没有离型膜可以被使用。图6的作为结果的夹心结构或分层结构被放置在压力下并且被加热以形成用于信息携带卡的芯层，如在图7和图8的示例性过程中所说明的。
参考图7，根据本发明一些实施例的形成信息携带卡的芯层的过程20包括以下步骤。在步骤24，具有至少一个凹腔7的第一热塑性层6被形成。具有至少一个凹腔7的第一热塑性层6可以被模制或层叠。
在一些实施例中，第一热塑性层6通过冲切一个或多个热塑性薄膜、并且随后热层叠一个或多个未切削的热塑性薄膜来形成。例如，这种第一热塑性层6可以通过使用在图9中示出的过程61来进行制作。结构的横截面视图被显示在图10至13。参考图10，提供一个或多个热塑性薄膜63。薄膜63厚度可以在0.025至0.5毫米的范围内。参考图9，一个或多个热塑性薄膜63在步骤62被切削，以形成示出在图11中的结构。在图9的步骤64处，一个或多个被切削的薄膜63被放置在另一热塑性薄膜65上，从而产生在图12中示出的结构。示例性薄膜65的厚度可以在0.025至0.25毫米的范围内。在图9的步骤66处，一个或多个薄膜63和薄膜65的组合随后被层叠在一起以形成如图13所示的具有至少一个凹腔7的热塑性层6。
在图7的步骤27处，嵌体层8的至少一部分被布置在至少一个凹腔7中。在一些实施例，在第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸大于嵌体层8的尺寸。在一些实施例中，在第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸实质上与嵌体层8的尺寸相同。在其他实施例中，在第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸实质上与嵌体层8的尺寸相同。
在可选步骤30处，嵌体层8被固定在第一热塑性层6上。在一些实施例中，通过使用速干胶或焊接将嵌体层8固定在第一热塑性层6上。例如，在没有任意电子组件10和互连件14的情形下，通过切削支撑层12的一部分而在嵌体层8上形成多个孔。速干胶被施加到孔。速干胶的示例包括但不限于氰基丙烯酸盐粘合剂。在几秒钟短的时段内，嵌体层8可以被固定到第一热塑性层6。
在步骤32处(图7)，可交联聚合物组合物16被分配在嵌体层8上。在一些实施例中，可交联聚合物组合物16被分配到凹腔17中。可交联聚合物组合物可以直接接触包括有源电子组件或无源电子组件(比如集成电路(IC))的电子组件10。可交联聚合物组合物16的量被预先确定并且被控制。超过第一热塑性层6的顶面的任意额外材料可以被移除。在一些实施例中，可交联聚合物组合物16中的可固化的前驱体未被填充丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯。在一些实施例中，可交联聚合物组合物包括微粒热塑性填充物诸如PVC、包括PVC的化合物或共混物，或者氯乙烯和至少另一种单体(比如乙烯基酯或乙烯醚)的共聚物。
过程20还可以包括可选步骤33。在步骤33处，第二热塑性层被布置在步骤32之后的第一热塑性层6上。第二热塑性层可以与第一热塑性层6相同。第二热塑性层的厚度可以在0.025至0.25毫米范围内。如果使用的话，该热塑性层变为芯层的一部分。
在步骤35处，在真空腔室中，真空被施加到可交联聚合物组合物16上。压力范围为10Pa至1000Pa范围内。真空可以被保持0.5至10分钟，优选1分钟至3分钟。在循环结束之后真空被释放。一个或多个循环可以被用于获得无气泡样本。在低温处执行这种真空过程，优选处于室温处。
在步骤37，至少一个离型膜比如在图6中描述的离型膜2或4被设置在第一热塑性层6上。如果第二热塑性层被使用的话，则离型膜2或4被放置在第二热塑性层上。
在步骤39，可交联聚合物组合物16被固化以形成交联聚合物组合物18。该固化过程可以在压力下通过热固化方法来获得。额外固化可以通过辐射固化机制来执行。
参考图8，根据本发明一些实施例的形成信息携带卡的芯层的过程21包括以下步骤。在步骤22，第二离型膜4被放置在第一离型膜2上。在步骤24，形成具有至少一个凹腔的第一热塑性薄膜6。具有至少一个凹腔7的第一热塑性层6可以被模制或层叠。在一些实施例中，第一热塑性层6通过冲切一个或多个热塑性薄膜的步骤、并且随后热层叠一个或多个未切削的热塑性薄膜来形成。
在步骤26处，具有至少一个凹腔的第一热塑性层6被放置在第一离型膜和第二离型膜(4和6)上。在步骤28处，嵌体层8被至少部分地放置在第一热塑性层6上的至少一个凹腔中。嵌体层8包括印刷电路板(PCB)。在一些实施例中，在第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸大于PCB的嵌体层8的尺寸。在一些实施例中，在第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸与PCB的嵌体层8的尺寸相同。在其他实施例中，第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸与PCB的嵌体层8的一部分的尺寸相同。
跟随步骤28，例如，过程可选地包括：通过使用速干胶或焊接球等而将嵌体固定到第一热塑性层6上的步骤30。在步骤32处，可交联聚合物组合物16被分配在嵌体层8上。在步骤35处，真空被施加以消除在可交联聚合物组合物16中的任意气泡。
在步骤34处，第三离型膜和第四离型膜4被放置在分层的结构上以形成夹心结构(图6)。第三离型膜被首先放置并且第四离型膜随后被放置。在一些实施例中，第三离型膜由与第二离型膜4的材料相同的材料来形成，其优选为通气的离型膜。第四离型膜可以由与第一离型膜2的材料相同的材料来形成。在一些实施例中，第一和第四离型膜为聚四氟乙烯(商品名称为)板。在步骤36处，上面的分层结构被放置在压力之下，比如小于大约2MPa的压力。
在步骤38处，分层结构在压力下被加热。适合温度是这样一种温度，其足够的高以部分地或完全地对可交联聚合物组合物16进行固化，或者热层叠第一热塑性层薄膜6，或者两者兼有。在热处理之后，可交联聚合物组合物16形成为固体。这种交联聚合物组合物18具有与第一热塑性层6和包括电子组件10和支撑薄膜12的嵌体层8良好的附着力。在一些实施例中，这种交联组合物比第一热塑性薄膜6更柔韧。在一些实施例中，温度在65摄氏度至232摄氏度范围。在一些实施例中，温度小于150摄氏度。
过程21还可以包括冷却层结构以及剥离第一离型膜、第二离型膜、第三离型膜以及第四离型膜。过程21还可以包括使用可见光、紫外光或其他辐射固化来固化可交联聚合物组合物16的步骤。还可以包括通过引入湿气或其他化学反应的促进来进行固化的步骤。在过程21之后，可交联聚合物组合物16被固化以产生固体。在离型膜被剥离之后，用于信息携带卡的芯层被形成。芯层包括第一热塑性层6、嵌体层8以及交联聚合物组合物18。可交联聚合物组合物16以固态变为交联聚合物组合物18。不同的参考标记仅用于区分目的，即使它们可以共享相同的化学组分。来自于过程21的、用于信息携带卡的示例性芯层被显示在图14至图21中。
参考图14，示例性的信息携带卡的芯层80根据在图1至6中描绘的结构和根据图7或图8中描绘的步骤进行制造。更具体而言，示例性芯层80包括第一热塑性层6、嵌体层8以及交联聚合物组合物18。第一热塑性层6为聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯共聚物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺或丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)等。交联聚合物组合物18由上述相关部分描述的可交联聚合物组合物16形成。嵌体层8包括电子组件10，比如至少一个印刷电路板(PCB)、支撑层12和互连件14。电子组件比如电池和有源电子组件或无源电子组件10，利用互连件14被连接在一起。电子组件10被嵌在支撑薄膜14上。交联聚合物组合物18填充空隙并且保持在第一热塑性层6和嵌体层8上凹腔内的空间。在一些实施例中，交联聚合物组合物18直接接触电子组件10的外表面。再次参考图4，嵌体层8可以具有相对第一热塑性层6中的凹腔的尺寸的任意尺寸。嵌体层8可以被部分地或完全地布置在这样的凹腔中。
参考图15，在一些实施例中，根据图8中的步骤处于最终阶段处的另一示例性的信息携带卡的芯层81被示出。其与图14的芯层80相类似。在一些实施例中，来自于可交联聚合物组合物16的交联聚合物组合物18被布置在凹腔7之外的第一热塑性层6上，例如厚度为1微米至100微米。
参考图16至21，用于信息携带卡的芯层的不同构造还可以被利用具有良好的效果。参考图16，示例性的信息携带卡的芯层82包括用于嵌体的完全开口凹腔。在图16和图17中，第一热塑性层6上的凹腔的尺寸大于嵌体8的尺寸。在一些实施例中，这种凹腔接近但稍微小于信息携带卡的尺寸。嵌体层8完全地布置在凹腔中。凹腔的形状可以与嵌体8的形状不相同。
参考图18和19，示例性的信息携带卡的芯层86包括接近嵌体层8的尺寸的开口嵌体凹腔。在图18和19中，第一热塑性层6上的凹腔的尺寸实质上等于或稍微大于嵌体层8的尺寸。凹腔的形状与嵌体层8的形状相匹配。在这个构造中，嵌体层8可以完全地布置在第一热塑性层6上的凹腔中。第一热塑性层6的边缘和嵌体层8之间的间隙可以小于在图18和19中示出的间隙。
参考图20和21，示例性的信息携带卡的芯层90包括部分用于嵌体的窗口凹腔。在图20和21中，第一热塑性层6上的至少一个凹腔的尺寸小于嵌体层8的尺寸。至少一个凹腔的尺寸实质上等于或稍微大于嵌体层8的一部分的尺寸。在一些实施例中，嵌体层的一部分被切削开口以形成一个或多个孔，以便电子组件10可以被固定到其中的一个孔中。这种电子组件10的示例包括但不限于嵌体层8中的芯片或电池。在一些实施例中，嵌体层8中的电子组件10从第一热塑性层6的一侧被***。在制造过程期间，用于交联聚合物组合物18的可交联聚合物组合物16可以从第一热塑性层6的另一侧被施加。
参考图22至26，根据本发明的一些实施例，通过使用速干胶将示例性嵌体层8固定到热塑性层6上的示例性过程120包括在图26中列出的以下步骤。首先提供嵌体层。参考图22，示例性嵌体层8被用作为用于示范目的的模型。用于信息携带卡的芯层的电子组件并不限于在图22中示出的组件。嵌体层8包括支撑薄膜12、电池102、具有至少一个集成电路(IC)的芯片104、金属结构106、金属互连导线108以及诸如LED109的功能性组件。在一些实施例中，支撑薄膜12为基于聚合物的介电材料。这个嵌体层适用于“电源卡”。
在步骤122处(图26)，在没有任意电子组件和互连导线的情形下，通过切削在支撑薄膜12的部分上的嵌体层8来形成多个孔。参考图23，示例性嵌体8包括被切削后在其支撑层12中的多个孔112。孔可以具有任意形状和尺寸。孔的形状的示例包括但不限于圆形、矩形、正方形或其他任意形状。步骤122在一些实施例中是可选的。在不切削孔的情形下，嵌体层被固定到第一热塑性层6上。
在步骤124，具有孔的作为结果的嵌体层8被部分地或完全地放置在第一热塑性层6的凹腔中。示例性嵌体层8可以具有相对第一热塑性层6中的凹腔的尺寸的任意尺寸。示例性嵌体层8可以被部分地或完全地布置到这种凹腔中。参考图24，具有多个孔的示例性嵌体层8布置在具有开口嵌体凹腔的第一热塑性层6上。示例性的第一热塑性层具有大于嵌体层的凹腔以使得嵌体层完全地布置在第一热塑性层6上的凹腔中。
根据一些实施例，在步骤126，小量的速干胶被施加到每个孔112中。参考图25，通过使用速干胶115将示例性嵌体层8固定到热塑性层6上以形成合成结构116。速干胶115的示例包括但不限于氰基丙烯酸盐粘合剂。在一些实施例中，速干胶115在几秒钟内快速固化。用在本公开中的这种固定过程应该被理解为包括通过使用任意类型的粘合剂将嵌体层8固定到第一热塑性层6上的任意过程。
2.信息携带卡
在一些实施例中，信息携带卡包括上述芯层。在一些实施例中，信息携带卡还包括层叠到芯层的表面上的至少一个可印刷热塑性薄膜。在一些实施例中，信息携带卡还包括层叠到可印刷热塑性薄膜上的至少一个透明薄膜。在一些实施例中，信息携带卡还包括与嵌体层中的至少一个电子组件互连的至少一个电池。信息携带卡还包括至少一板金属、陶瓷、含金属材料、含陶瓷材料或塑料等。
在一些实施例中，本发明还提供用于制造信息携带卡的方法。在本公开中，该方法包括形成信息携带卡的芯层。方法还可以包括将可印刷热塑性薄膜和透明热塑性薄膜热层叠到信息携带卡的芯层的至少一侧上。在一些实施例中，可印刷热塑性薄膜被层叠在信息携带卡的芯层的一侧上。透明热塑性薄膜层叠在可印刷热塑性薄膜上。在一些实施例中，可印刷热塑性薄膜层叠在信息携带卡的芯层的每一侧上。透明热塑性薄膜层叠在信息携带卡的芯层上的每一侧上的可印刷热塑性薄膜上。
参考图27至32，制作示例性信息携带卡的示例性过程150包括在图32中示出的以下步骤。示例性过程150的在不同步骤处的层结构被显示在图27至31中。参考图27，透明薄膜132首先被提供。透明薄膜132可以被用作为信息携带卡的外层。透明薄膜132的示例包括但不限于PVC和PET。在图32的步骤152中，参考图28中示出的结构，可印刷热塑性薄膜层134被布置在透明薄膜132上。可印刷热塑性薄膜134为成像接收层。在制作信息卡过程之前或期间，单词或图像可以被印刷到可印刷热塑性薄膜134上。在一些实施例中，这个薄膜不是透明的，并且包括诸如白色颜料的一些颜料。
在图32的步骤154中，芯层80被布置在可印刷热塑性薄膜134和透明薄膜132上。一种作为结果的示例性层在图29中被示出。参考图14，在一些实施例中，示例性芯层80包括第一热塑性层6、嵌体层8和交联聚合物组合物16。嵌体层8包括电子组件10、例如至少一个印刷电路板(PCB)，支撑薄膜12以及互连件14。诸如电池和有源电子组件或无源电子组件10的电子组件与互连件14相连接。电子组件10被嵌在或表面安装在支撑薄膜14上。交联聚合物组合物16填充空隙并且保持在第一热塑性层6和嵌体层8上凹腔内的空间。在一些实施例中，交联聚合物组合物18直接接触电子组件10的外表面。
在步骤156中(图32)，第二可印刷热塑性层134被布置到图29的分层结构上，随后是第二透明薄膜132。示例性作为结果的层结构被显示在图30和31中。在一些实施例中，至少一个离型膜被用在图31的层结构的每一侧上。参考图1和图2，离型膜的示例包括一板聚四氟乙烯、任意其他含氟聚合物、硅树脂、涂含氟聚合物或涂硅薄膜。
在步骤158(图32)中，步骤156之后的示例性层结构在压力下在上升的温度下进行层叠。步骤156之后的分层结构在压力下被按压。在一些实施例中，压力小于2MPa。分层的夹心结构随后在压力下在上升的温度下进行加热。适合温度足够高以使得所有薄膜以良好的附着力被层叠。在一些实施例中，温度在65摄氏度至232摄氏度范围内。在一些实施例中，温度为小于150摄氏度。在一些实施例中，信息携带卡可以具有不同的尺寸。在一些实施例中，信息携带卡可以具有遵循ISO/IEC7810标准的尺寸。例如，针大多数银行卡和ID卡的ID-1类型智能卡具有85.6×53.98mm的尺寸。
在一些实施例中，示例性过程150包括诸如表面处理以改善两个层之间的附着力的过程。表面处理方法的示例包括但不限于在步骤158处的热层叠之前的等离子体处理或电晕处理。
根据本发明的一些实施例，示例性过程20(或21)和150可以被用于制作在一个板上的多个信息携带卡。参考图33，在这种过程中，第一热塑性层6包括多个凹腔，在其中，嵌体层8部分地或完全地被布置在每个凹腔中。参考图33，相同的项由相同的参考标记来表示，上述提供的具有参考的结构的描述也在上面被描述。
包括多个嵌体层8的示例性芯层结构180可以通过使用如上述那样的过程20和21来进行制造。在一些实施例中，通过使用示例性过程120(图26)利用速干胶115将每个嵌体层8固定到第一热塑性层6上。在速干胶115被使用之前，每个嵌体层8被切削成具有多个孔。参考图4，在一些实施例中，示例性芯层80还包括交联聚合物组合物18。嵌体层8包括电子组件10，例如至少一个印刷电路板(PCB)、支撑薄膜12和互连件14。交联聚合物组合物18填充空隙并且保持在第一热塑性层6和嵌体层8上凹腔内的空间。在一些实施例中，交联聚合物组合物18直接接触电子组件10的外表面。
参考图5，可交联聚合物组合物16被布置在每个凹腔内的嵌体层上以形成交联聚合物组合物18。示例性可交联聚合物组合物包括具有填充物或不具有填充物的可固化的前驱体。可固化的前驱体为聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸盐、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、包括异丁烯酸盐的丙烯酸酯、硅树脂、聚氨酯或环氧树脂等。可交联聚合物组合物16被固化以形成交联聚合物组合物18。固化方法的示例包括但不限于热固化和辐射固化。在一些实施例中，热固化发生在热层叠过程期间。
在一些实施例中，利用至少一个可印刷热塑性层和透明薄膜来进一步层叠示例性芯层结构180。合成的层叠结构随后被切削以形成多个信息携带卡。在一些实施例中，压力优选地小于2MPa。在一些实施例中，温度在65摄氏度至232摄氏度范围内，并且在层叠过程的一些实施例中优选地小于150摄氏度。
在本公开中的矩形的信息携带卡或智能卡仅用于说明。公开结构和制作过程也适用于任意信息携带卡或任意形状和尺寸的部件。这些部件的示例包括但不限于矩形板、圆形板、条带、杆或环。尺寸包括但不限于遵循ISO/IEC 7810标准的任意尺寸。
虽然根据示例性实施例已经对主题进行了描述，但并不限于此。相反，所附权利要求应该被宽泛地解释为包括其他变体和实施例，其可以通过本领域技术人员来作出。

Claims (24)

1.一种用于形成信息携带卡的芯层的方法，包括：
形成在其内限定至少一个凹腔的第一热塑性层，所述至少一个凹腔具有由所述第一热塑性层限定并且处于所述第一热塑性层内的连续表面轮廓，其中所述第一热塑性层包括至少一种热塑性材料；
将嵌体层的至少一部分布置到所述至少一个凹腔中；并且
将可交联聚合物组合物分配在所述第一热塑性层上并且至少部分地到所述至少一个凹腔中，并且接触所述嵌体层，使得形成信息携带卡的芯层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可交联聚合物组合物包括：
可固化的前驱体，所述可固化的前驱体选自于包括丙烯酸酯、异丁烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、异丁烯酸酯、硅树脂、聚氨酯和环氧树脂的组，并且
所述可交联聚合物组合物为液体或浆糊。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述可交联聚合物组合物施加真空。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
在分配所述可交联聚合物组合物之后将第二热塑性层布置在所述第一热塑性层上。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一热塑性层或所述第二热塑性层包括以下热塑性材料，所述热塑性材料选自于包括聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺和丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)的组。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括：
将离型膜设置在所述第一热塑性层上；并且
固化所述可交联聚合物组合物以形成交联聚合物组合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在热或紫外光下执行固化所述可交联聚合物组合物。
8.根据权利要求3所述的方法，还包括：
设置第一离型膜；
将第二离型膜放置在所述第一离型膜上；并且
在将所述嵌体层的至少一部分布置到所述至少一个凹腔中之前将其内限定至少一个凹腔的第一热塑性层放置在所述第二离型膜上。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在分配所述可交联聚合物组合物之后将第三离型膜放置在所述第一热塑性层上；并且
将第四离型膜放置在所述第三离型膜上并且形成夹心结构。
10.根据权利要求9所述的方法，所述第二离型膜和第三离型膜为可通气的离型膜。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在压力下按压所述夹心结构；并且
在所述压力下，以上升的温度加热所述夹心结构。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述压力为小于2MPa，并且所述上升的温度小于150摄氏度。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在分配所述可交联聚合物组合物之前将所述嵌体层固定到所述第一热塑性层上。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，形成在其内限定至少一个凹腔的第一热塑性层包括：
冲切一个或多个热塑性薄膜；并且
在加热条件下层叠所述一个或多个热塑性薄膜。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述嵌体层包括至少一个电子组件，其中所述至少一个电子组件部分地或完全地被布置在所述至少一个热塑性层上在凹腔中。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述嵌体层中的所述至少一个电子组件包括至少一个集成电路。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述嵌体层中的所述至少一个电子组件包括至少一个发光二极管(LED)组件。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，电池与所述至少一个电子组件相连接。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括在信息携带卡的芯层内布置含金属板和含陶瓷板中的至少一个。
20.一种用于制造信息携带卡的方法，包括形成根据权利要求1的所述信息携带卡的芯层。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括
在固化所述可交联聚合物组合物以形成交联聚合物组合物之后，将可印刷热塑性薄膜层叠在所述信息携带卡的芯层的一侧上。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括
将透明热塑性薄膜层叠在所述信息携带卡的芯层的一侧上的所述可印刷热塑性薄膜上。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，可印刷热塑性薄膜被层叠在所述信息携带卡的芯层的每侧上。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，透明热塑性薄膜被层叠在所述信息携带卡的芯层的每侧上的所述可印刷热塑性薄膜上。
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