IC卡(集成电路卡)作为现代生活中的智能载体,其制作材料的选择直接关系到卡片的耐用性、安全性以及功能实现。从基础的接触式IC卡到非接触式射频卡(如M1卡),再到双界面卡,不同技术路线的IC卡在材料应用上既有共性也有差异。以下将系统梳理IC卡制作所涉及的核心材料及其特性,并探讨材料选择背后的技术逻辑。
一、基材
IC卡的基材是构成卡片主体的基础材料,需同时满足机械强度、耐候性和加工适应性。
1、PVC:占据市场主导地位,成本低且加工性能优异。通过注塑或层压工艺可制成0.76mm标准厚度的卡基,其抗弯曲性能可达万次以上。但PVC在高温下易释放氯化氢气体,环保性较差。
2、PET:具有更高的耐温性(-40℃~120℃)和尺寸稳定性,适用于需要长期使用的场景。
3、ABS:兼具韧性与刚性,多用于异形卡或特殊结构卡体。其表面易进行UV印刷,适合个性化定制需求。
基材通常以多层复合结构出现,例如接触式IC卡制作采用“PVC-PVC芯层-PVC”的三明治结构,芯层用于埋入芯片模块。
二、导电材料
1、芯片封装材料
- 环氧树脂:用于COB封装,通过银浆或金线绑定实现芯片与载板的电气连接。其固化收缩率需控制在0.2%以内以避免应力损伤晶圆。
- 载板基材:高频应用多采用BT树脂,其介电常数(Dk≈4.0)和损耗因子(Df≈0.01)优于FR-4,适合13.56MHz的RFID信号传输。
2、天线材料
- 蚀刻铜箔:传统工艺采用35μm厚电解铜箔经光刻成型,导电性优异(电阻率1.7×10⁻⁸Ω·m),但工序复杂成本高。
- 印刷银浆:纳米银浆通过丝网印刷可实现50μm线宽天线,适合柔性卡片生产,但长期使用存在迁移风险。
- 铝绕组:低成本方案,常见于低频卡(如门禁卡),但导电率仅为铜的60%。
非接触卡的天线通常嵌入卡体中层,通过热压工艺与基材结合,匝数设计需匹配芯片的谐振频率。
三、功能涂层
1、抗静电涂层:在卡表面涂覆含碳粉的UV漆,表面电阻控制在10⁶~10⁹Ω,防止静电击穿芯片。
2、耐磨层:采用聚氨酯或硅基涂料,使卡片通过ISO/IEC 7810标准的5000次摩擦测试。
3、金属化镀层:部分卡在表面真空镀制0.1μm铝膜,兼具电磁屏蔽和装饰效果。
四、特殊材料
1、磁性条带:由钡铁氧体或二氧化铬颗粒与树脂混合制成,用于兼容磁条读卡器,剩磁强度需达到2500高斯以上。
2、光学可变油墨:含多层干涉薄膜的OVI油墨,用于防伪标识,视角变化时呈现颜色切换。
3、RFID吸波材料:在卡内添加铁氧体片可防止非授权阅读器嗅探,提升NFC支付安全性。
从IC卡制作所用材料视角看,IC卡的进化实质是高分子、金属、半导体三类材料的协同创新。随着物联网深入应用,环境能量采集材料(如压电薄膜)与卡片结合,或将催生完全无源的智能卡形态。材料的选择不仅需考虑物理化学性能,更要平衡成本、工艺与功能扩展性——这恰是智能卡制造的艺术所在。
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