專(zhuān)利名稱(chēng)：智能卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在平面載物體，比如智能卡中，嵌入由多個(gè)電氣上相連元件所組成的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)揭示每種智能卡中都有一個(gè)用于防止不同元件的凹槽，這里，元件可以是芯片模塊、顯示器件或者輸入器件，它們被插入到所述凹槽。凹槽中含有觸頭，它們滿足插入到凹槽中各種元件觸頭的要求。不同凹槽的觸頭以及元件能夠通過(guò)卡片體中的導(dǎo)電軌跡相互連接。
卡片本身通常有多個(gè)層，層與層之間迭壓在一起。這種情形下，可以通過(guò)鍍敷和結(jié)構(gòu)安排將導(dǎo)電軌跡設(shè)計(jì)在底層。這樣一來(lái)，電氣元件可連接到底層(比如通過(guò)粘結(jié)或者焊接方式)，并與導(dǎo)電軌跡電氣連接。然后，至少有另一個(gè)中間層，在電氣元件位置處帶有凹槽，它與底層接觸，并可通過(guò)粘結(jié)或者層壓保持固定連接。頂層是個(gè)全覆蓋層，比如說(shuō)不可帶有凹槽，它與中間層接觸。這樣的裝置在EP 0 706 152 B1中有示例說(shuō)明。
這種智能卡的不利因素是它需要復(fù)雜的生產(chǎn)方法以及相應(yīng)較高的成本和較高的耐用要求。而且，對(duì)智能卡的功能測(cè)試只有當(dāng)所有電氣元件在卡片中安裝好以后才能進(jìn)行。如果有一個(gè)電氣元件損壞，則原本完工的智能卡要被廢棄，從而增加了規(guī)定的生產(chǎn)成本。
EP 0 481 776 A2顯示了一種非接觸式智能卡，其中導(dǎo)電軌跡和所有電氣元件(芯片、電阻、電容、電池和天線)安裝在一個(gè)TAB載物體中。在實(shí)際電氣功能測(cè)試之后，用一種灌注膠把TAB載物體和電氣元件封裝起來(lái)。將封裝包圍的模塊插入到載物體上的一個(gè)凹槽，并實(shí)現(xiàn)電氣連接。最后，對(duì)模塊再加一層覆蓋物。但是，在EP 0 481 776 A2中描述的智能卡及其生產(chǎn)方法不適合于接觸式智能卡或混合型智能卡，因?yàn)樵挥谥悄芸▋?nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種智能卡，它適用于接觸式操作或混合操作，并具有較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)化的生產(chǎn)方法，以實(shí)現(xiàn)低成本制造。
這個(gè)目標(biāo)可通過(guò)在權(quán)利要求1所述的特性得到描述。
本發(fā)明建議一種智能卡，其具有卡片體，在卡片體中至少嵌入一種系統(tǒng)元件，各種卡中的系統(tǒng)元件具有多個(gè)電氣元件，并聯(lián)合它們的電氣功能以實(shí)現(xiàn)智能卡本身的操作，系統(tǒng)元件的觸頭大約與卡片體頂部平齊，且/或電氣元件中至少有一個(gè)可以從頂部被連接。
本發(fā)明因此提供了一種系統(tǒng)元件插入到智能卡中，該系統(tǒng)元件與智能卡載物體沒(méi)有電氣連接。這可通過(guò)將不同的電氣元件集成為系統(tǒng)元件，并且相互之間進(jìn)行電氣連接以形成一個(gè)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)。在這種情形下，系統(tǒng)元件在體積上不可避免地比單個(gè)元件要大些。也就是說(shuō)，這意味著它不是將單個(gè)元件插入到智能卡中，并通過(guò)卡片體中的導(dǎo)電軌跡將它們電氣連接，而是組成一個(gè)系統(tǒng)元件，它在插入到智能卡之前就連接成一個(gè)整體，并能夠?qū)ζ涔δ苓M(jìn)行電氣檢測(cè)。
在這里所說(shuō)的電氣元件是指帶有外部觸頭的芯片模塊、天線線圈、顯示器件、輸入器件、儲(chǔ)能部件或轉(zhuǎn)換器、感應(yīng)器(例如指紋感應(yīng)器)等等。
整個(gè)電氣系統(tǒng)，包括所有實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的必要元件，在系統(tǒng)元件被嵌入到智能卡載物體之前，能夠因此而被方便地進(jìn)行電氣功能檢測(cè)，或者還可被設(shè)置電氣屬性。在單個(gè)元件被損壞時(shí)，只要廢棄系統(tǒng)元件。因?yàn)樵诠δ軠y(cè)試通過(guò)以前，不會(huì)對(duì)載物體進(jìn)行機(jī)械連接，所以載物體不會(huì)被廢棄。這有可能降低規(guī)定的智能卡生產(chǎn)成本。
因?yàn)橄到y(tǒng)元件與載物體之間的機(jī)械連接是由不同的公司所實(shí)現(xiàn)，所以在嵌入到載物體之前對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試至關(guān)重要。
載物體與系統(tǒng)元件之間的機(jī)械連接，比如可通過(guò)粘結(jié)或者層壓得以實(shí)現(xiàn)。
在系統(tǒng)元件中最好將必須要進(jìn)行操作或者可見(jiàn)的單個(gè)元件安排在系統(tǒng)元件表面相同的高度——在許可高度容差范圍內(nèi)。系統(tǒng)元件的表面觸頭與卡片體表面最好在相同高度——同樣在許可高度容差范圍內(nèi)。相應(yīng)地，在嵌入到系統(tǒng)元件中去之前，有必要至少為一些電氣元件提供外罩或者基座。
系統(tǒng)元件的觸頭大約與卡片體頂部平齊(在許可容差以內(nèi))，根據(jù)這一實(shí)際，不需要再加一層覆蓋物。因此可以省略一個(gè)生產(chǎn)步驟。省略覆蓋物還有另一目的，比如，芯片模塊、輸入器件、能量轉(zhuǎn)換器，如太陽(yáng)能電池可以放置在頂部。
其它優(yōu)點(diǎn)參見(jiàn)附帶的權(quán)利要求。
為了盡可能使智能卡構(gòu)造簡(jiǎn)單，載物體中至少要有一個(gè)凹槽，以嵌入系統(tǒng)元件。在這種情形下，凹槽的尺寸與系統(tǒng)元件的尺寸要相適。
理想情況下，只有單個(gè)的系統(tǒng)元件被嵌入到智能卡中，該系統(tǒng)元件的電氣元件可被相互連接。如果是單個(gè)電氣元件，則電氣連接沒(méi)有必要，后者也可以安置在多個(gè)系統(tǒng)元件中，并被嵌入到各個(gè)載物體的凹槽中去。在這種情形下，對(duì)每個(gè)系統(tǒng)元件只提供一個(gè)凹槽，但也有可能將多個(gè)系統(tǒng)元件插入到相應(yīng)所形成的凹槽中去，系統(tǒng)元件要相鄰放置。
在每個(gè)卡的載物體中至少要設(shè)計(jì)一個(gè)凹槽。凹槽可被打磨。
作為選擇，載物體中可以含有一個(gè)基層，其中至少有一個(gè)系統(tǒng)元件，且至少有另一個(gè)層，其中在系統(tǒng)元件的電氣元件位置處有一個(gè)剪切部位?；鶎优c其他層之間的連接可以用已知的方式實(shí)現(xiàn)，比如粘結(jié)、層壓等等。
在改進(jìn)方法中，如果電氣元件之間相鄰放置，即沒(méi)有間距，那么其他層就可形成一個(gè)外圍框架。
在另外的改進(jìn)方法中，如果系統(tǒng)元件的電氣元件相互之間以一定的間距放置，則它們之間有一個(gè)間隙，該間隙用某種材料填充。間隙填充材料最好為與基層和其他層相同的材料。在這種情形下，間隙填充材料可以是其他層的一部分，從而其他層在電氣元件位置處有凹槽。
系統(tǒng)元件的電氣元件最好安置在具有導(dǎo)電軌跡的基板上。導(dǎo)電軌跡既可以作為基板上電氣元件的電氣連接，也可作為用于無(wú)線數(shù)據(jù)交換的天線線圈。
相比傳統(tǒng)的智能卡，在應(yīng)用或者定位基板上的導(dǎo)電軌跡的時(shí)候，有可能提高精度，因?yàn)橛锌赡芾枚ㄖ朴∷㈦娐钒迳a(chǎn)的工具。因此，印刷電路板，尤其是具有柔韌性的印刷電路板，比如包含有FR4，最好被用作系統(tǒng)元件的基板。
對(duì)導(dǎo)電軌跡需要極為精確地層壓過(guò)程，通常具體表現(xiàn)為鑲嵌過(guò)程，此條件在智能卡生產(chǎn)現(xiàn)有技術(shù)中是不可少的，但在智能卡的載物體生產(chǎn)中并不再需要。因此，系統(tǒng)元件中可以有更多的觸頭或者更小的接觸面積。
定制印刷電路板的自動(dòng)布線機(jī)能夠用于系統(tǒng)元件的布線。這些機(jī)器能夠以可接受的成本進(jìn)行高度優(yōu)化操作。
在進(jìn)一步改進(jìn)中，基板本身可以有一個(gè)或多個(gè)凹槽，用于安放半導(dǎo)體芯片等。這個(gè)改進(jìn)使得有可能在電氣元件過(guò)高時(shí)，滿足智能卡頂部為一平面的要求。


本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)可參照以下插圖更詳細(xì)地說(shuō)明，其中圖1到4顯示智能卡載物體不同的配置，以及在一個(gè)示意圖中的各個(gè)系統(tǒng)元件。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用于智能卡中的示例基板的平面視圖，且圖6顯示現(xiàn)有技術(shù)中卡片體布局和智能卡的單個(gè)元件。
圖1到4顯示本發(fā)明的不同配置，插圖中的橫截面顯示沒(méi)有按照實(shí)際尺寸。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D1、2和3，卡片體1中包含有一個(gè)或多個(gè)層，并有一個(gè)凹槽2。凹槽2不需要任何電氣觸頭，用于安放系統(tǒng)元件5。系統(tǒng)元件5在基板6中有不同的元件3，所述元件的示例可以是帶有接觸面積用于與外部觸頭連接的芯片模塊、顯示器件、輸入器件、用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶炀€線圈和/或其他元件，后者沒(méi)有在插圖中具體繪出。在系統(tǒng)元件5中所列出的元件能夠(但不需要)通過(guò)在基板6上的導(dǎo)電軌跡4進(jìn)行電氣互連?；?最好是印刷電路板形式的載物體，比如包含有FR4的有韌性的印刷電路板。
如果在不同的電氣元件3中有間距，如圖1和3所顯示，那么所述間距被間隙填充物10填充。后者最好采用與載物體相同的材料。間隙填充物10能夠與電氣元件3同時(shí)應(yīng)用于基板6(圖1)，它也能夠在電氣元件之后應(yīng)用于基板6(圖3)。無(wú)論如何，間隙填充物10終端的頂部8與電氣元件3的頂部9大約平齊(在許可容差之內(nèi))。
在圖1到3中，電氣元件3總是位于基板6的邊緣區(qū)域。但是，此實(shí)施例只表示多種可能之一。在很大程度上，電氣元件也可以放置在基板6的內(nèi)部區(qū)域，從而在基板上出現(xiàn)一個(gè)空余的、填滿的或部分填滿的周邊。在這種情形下，間隙填充物10也能夠形成一個(gè)與基板6尺寸大小相適的層，然后在電氣元件3的位置包含有凹槽。
圖2顯示一個(gè)可供選擇的實(shí)施例，在其中電氣元件直接相鄰，因此沒(méi)有間距。在這種情形下，基板6與電氣元件3的總尺寸相匹配。電氣元件3在基板6中相鄰放置，同樣在高度上也相互匹配。因此有必要使電氣元件3全部包含在一個(gè)外罩中，比如包含灌注膠，目的是補(bǔ)償高度差異。
在所有顯示的變化圖中，有可能基板在電氣元件3的位置處具有凹槽(在圖1到4中不可見(jiàn))，在凹槽中，可以放置半導(dǎo)體芯片或者沒(méi)有外罩。
帶有電氣元件3的基板的最大高度不能過(guò)大約700μm，目的是不超過(guò)智能卡中的標(biāo)準(zhǔn)高度800μm。
在實(shí)際的電氣功能檢測(cè)之后，系統(tǒng)元件5被安置在卡片體的凹槽2，并被機(jī)械固定連接?？刹捎脤訅?、粘結(jié)或者任何其他合適的連接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
有可能將電氣元件組合起來(lái)形成功能單元，并將它們作為一個(gè)系統(tǒng)元件。最終，需要電氣連接的元件可在系統(tǒng)元件中實(shí)現(xiàn)，有可能為卡片體配備多個(gè)系統(tǒng)元件。多個(gè)系統(tǒng)元件能夠引入到卡片體的單個(gè)凹槽2，或者總被定位于專(zhuān)用的凹槽中。但還有可能，用組合的元件形成一個(gè)功能單元，以在裝配到卡片體之前進(jìn)行電氣功能檢測(cè)。
與在圖1到3中所顯示的示意圖不同，智能卡的載物體不需要凹槽。根據(jù)圖4中的實(shí)施例，載物體可以有一個(gè)平面基層11。系統(tǒng)元件5然后能夠與卡片體面積的大小尺寸相匹配，并與之連接，與邊緣平齊。如果像圖4所顯示，系統(tǒng)元件的邊緣尺寸比基層11中的要小，那么保持空余的邊緣會(huì)被一個(gè)或多個(gè)其他層12填充，其中帶有用于系統(tǒng)元件的剪切部位。這對(duì)基層11上的系統(tǒng)元件又進(jìn)一步固定。這種多層結(jié)構(gòu)已經(jīng)存在于現(xiàn)有技術(shù)中——除了將高度合適的系統(tǒng)元件用于表面的邊緣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電氣功能檢測(cè)能夠先于系統(tǒng)元件5與基層11的連接而進(jìn)行。
其他層12可作為外圍設(shè)備層，而電氣元件3之間的間隔由間隙填充物12所包圍。
如圖1到4右邊所示，機(jī)械連接完成之后，系統(tǒng)元件和載物體1的正面7相互平齊(在許可容差范圍之內(nèi))。從而有可能省略在其他層12上的覆蓋層。
圖5顯示基板6的示例配置的平面視圖，基板用于安放已知芯片模塊和顯示器件。基板6有兩個(gè)區(qū)域6a、6b，區(qū)域6a用于安放芯片模塊并與其尺寸相匹配。區(qū)域6b用于安放顯示器件并與之進(jìn)行電氣連接。此區(qū)域能夠(但不必須)與顯示器件的尺寸相匹配。在本發(fā)明示例中，基板6經(jīng)過(guò)配置，其中的兩個(gè)電氣元件直接相鄰。
區(qū)域6a具有一個(gè)凹槽，用來(lái)安放芯片模塊的半導(dǎo)體芯片。在本實(shí)施例中，假定顯示器件也具有一個(gè)半導(dǎo)體芯片，它也延伸到區(qū)域6b的凹槽17。
各個(gè)區(qū)域6a、6b分別配備有接觸墊片13和14，它們相互之間通過(guò)導(dǎo)電軌跡15保持電氣連接。接觸墊片13、14相互連通，相應(yīng)分別形成芯片模塊和顯示器件的電氣觸頭。通過(guò)這種方式，芯片模塊和顯示器件或者各個(gè)半導(dǎo)體芯片相互之間被電氣連接。接觸墊片13和14之間的電氣連接能夠以一種已知的方式實(shí)現(xiàn)，比如通過(guò)焊球、導(dǎo)電粘合劑或類(lèi)似方式。
從圖5容易看出，基板6不一定必須是長(zhǎng)方形，而是各基板要與放入其中的電氣元件的尺寸大小相匹配。
圖6顯示現(xiàn)有技術(shù)中已知的裝置，其中載物體1具有多個(gè)剪切部位。每個(gè)剪切部位2安放一個(gè)電氣元件，它們都連接到凹槽中的觸頭。通過(guò)在卡片體1中的導(dǎo)電軌跡4，在元件3之間產(chǎn)生電氣連接。
卡片體1通常包括多個(gè)層，逐層疊加起來(lái)，導(dǎo)電軌跡4在底部平面層。只有在采用導(dǎo)電軌跡4以后，帶有凹槽的一個(gè)或多個(gè)其他層才能安置在平面層上。然后，在凹槽中引入電氣元件，并使其連接到導(dǎo)電軌跡4。
習(xí)慣上仍然是首先將電氣元件3安放在底層，并產(chǎn)生電氣連接，然后在底層上設(shè)置帶有凹槽的其他層，凹槽的位置處于底層中電氣元件所在的位置。
只有到這一步才可以進(jìn)行電氣功能檢測(cè)。如果出現(xiàn)損壞的元件，則整個(gè)智能卡必須被舍棄。而且，在圖6還沒(méi)有顯示必不可少的覆蓋層，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)智能卡的平面。
權(quán)利要求
1.一種智能卡，它具有一個(gè)載物體(1)，在所述載物體中能夠嵌入至少一個(gè)系統(tǒng)元件(5)，每個(gè)系統(tǒng)元件具有多個(gè)電氣元件(3)，系統(tǒng)元件將電氣元件的電氣功能聯(lián)合起來(lái)，用于智能卡操作，其特征在于，系統(tǒng)元件(5)觸頭大約與載物體(1)的頂部平齊，并且/或者至少?gòu)捻敳?7)可以連接到一個(gè)電氣元件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述載物體(1)至少有一個(gè)凹槽(2)，在所述凹槽中能夠嵌入所述系統(tǒng)元件(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能卡，其特征在于，所述具有多個(gè)電氣元件(3)的系統(tǒng)元件(5)能夠嵌入到每個(gè)凹槽(2)中，所述系統(tǒng)元件(5)不能直接電氣接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述載物體(1)中包括一個(gè)基層(11)，其中至少有一個(gè)系統(tǒng)元件(5)，并且至少有一個(gè)帶有剪切部位的其他層，所述剪切部位位于所述系統(tǒng)元件(5)中的電氣元件(3)所處位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的其中任何一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于，所述系統(tǒng)元件(5)的電氣元件(3)設(shè)置在具有導(dǎo)電軌跡(4)的基板(6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能卡，其特征在于，通過(guò)所述導(dǎo)電軌跡(4)，所述電氣元件(3)根據(jù)需要相互之間進(jìn)行電氣連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的其中任何一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于，所述電氣元件(3)相鄰放置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6的其中任何一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于，所述電氣元件(3)相互之間有一定間隔，間隔中用間隙填充物填充。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8的其中任何一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于，所述基板(6)具有凹槽(16、17)，用于安放部分所述電氣元件(3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9的其中任何一項(xiàng)所述的智能卡，其特征在于，所述系統(tǒng)元件(5)中至少有一些電氣元件(3)用外罩圍繞或者固定在所述基板上。
全文摘要
所提出的為一種具有載物體的智能卡，載物體中能夠嵌入至少一個(gè)系統(tǒng)元件，每個(gè)系統(tǒng)元件中有多個(gè)電氣元件，并將電氣功能聯(lián)合起來(lái)以用于智能卡本身的操作。在這里，系統(tǒng)元件觸頭大約與智能卡的卡片體的頂部平齊。從智能卡的頂部至少能夠連接其中一個(gè)電氣元件。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1427982SQ01809029
公開(kāi)日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2001年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月5日
發(fā)明者H·岡拉克, J·米勒 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司