CN100424722C - 包括可达部件的智能卡及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能卡，它包括一微电路、包括一可达部件在内的至少一个其它部件、以及在卡支撑件中的外部触点，其特征在于，所述微电路、可达部件和外部触点形成固定在形成在卡支撑件的一部分厚度中的外壳中的子组件的一部分，所述子组件包括在内表面上承载着所述微电路和至少可达部件并且在外表面上承载着所述外部触点的支撑薄膜，在该支撑薄膜中形成有面对着所述可达部件的一部分的一个窗口。

Description

包括可达部件的智能卡及其制造方法
技术领域
本发明涉及包括设有外部触点的微电路(或集成电路)和一个或多个其它部件，包括可达部件例如显示器、检测器(例如指纹检测器)或发送器(例如光学发送器)，即必须可以在卡表面上(而不必从中伸出)进行存取的部件。
背景技术
构成结合有单个微处理器微电路的标准方法包括在卡支撑件(这实际上由塑料材料制成)中形成空腔并且在其中粘上由微处理器微电路和与该微电路连接的其外部触点构成的模块。关于这参见US6372541。
在该智能卡打算除了微电路模块(与天线一起形成一种被称为通信接口的系统)接合在表面上可以存取的另一个电子部件时，文献WO99/50790提出通过导线将电子部件连接在通信接口上，使所得到的组件相对于第一塑料材料板暂时固定，将第二塑料材料板安放在那个组件的顶部上，在第一板中或在第二板中设有用作电子部件的外壳的开口，然后将这两块板紧固在一起，从而封住该接口和电子部件。
上面的方法需要专门的设备来在最终制造步骤之前将该组件定位在塑料结构的中部中并且在这些板中提供适当的开口。另外，通信接口和在表面处可存取的部件在如在上述文献中所提出的一样将这些板层叠的情况中必须能够承受将这些板紧固在一起所处的温度，例如通常为至少140℃的温度。
涉及本申请人的在先发明的文献EP0908844和US6320753提出了这样一种智能卡，它组合有外部触点区域和天线并且包括通过连接端子与天线并且与外部触点区域连接的微电路，所述天线设置在支撑件和板之间并且连接端子设置成面对着微电路的相应连接端部。微电路和天线单独安装并且应用来在板和支撑件之间布置的理念。
在文献EP0234954中披露了上面类型的夹层结构，该文献描述了由位于两块板之间的PC卡形成的智能卡，并且在US5412192中，其中天线埋入在其支撑件中，并且其中显示部件层压在卡的内部上。
如所示的第一现有技术文献一样，这些不同的方案比较复杂并且采用它们往往意味着必须在不损坏部件的情况下进行处理。
发明内容
本发明的一个方面在于一种智能卡，它包括一微电路和一个或多个其它部件，这些部件包括一可达部件，其结构简单而可靠，并且不需要会对部件造成损害或者会导致该卡的机械弱化的加工，并且其中施加在该卡上的弯曲力集中在它们只具有有限结果的位置处。
本发明的另一个方面在于一种构造上述类型的智能卡的方法。
为此，本发明提出一种智能卡，它包括一微电路、包括一可达部件在内的至少一个其它部件以及在卡支撑件中的外部触点，其特征在于，所述微电路、可达部件和外部触点形成固定在形成在卡支撑件的一部分厚度中的外壳中的子组件的一部分，所述子组件包括在内表面上承载着所述微电路和至少可达部件并且在外表面上承载着所述外部触点的支撑薄膜，在该支撑薄膜中形成有面对着所述可达部件的一部分的一个窗口。
为了构成上述类型的智能卡，本发明还提出了一种构成包括一微电路和包括一可达部件在内的至少一个其它部件的智能卡，该方法包括以下步骤：
通过在支撑薄膜上安装所述微电路和至少所述可达部件组装出一子组件，在所述薄膜中设置用于通向所述可达部件的窗口，并且通过连接导线进行连接；
在所述卡支撑件中形成一外壳；
将所述子组件安置在所述外壳中。
显然，本发明对构成结合有具有外部触点的微处理器微电路和一个或多个可达部件的智能卡的问题提出了一种简单的解决方案，因为它建议使用公知并且可靠的技术，由此通过在部件之间的导线来形成连接，在卡支撑件的一部分厚度中形成有用于这些部件的一个或多个空腔；提供安装在该空腔或这些空腔中的由这些部件形成的子组件便于在所述支撑件中与该外壳或这些外壳无关地进行安装和连接操作。
根据本发明的优选特征，这些特征在一些情况中可以组合：
所述子组件还包括连接在所述微电路和所述可达部件之间的接口部件；事实上本发明除了所述微电路之外还应用于任意数量的部件；其它部件具体地说可以为用于所述可达部件的控制器；
在所述子组件的连接通过连接导线来形成，这是一种可靠的电连接方法；
每个连接导线一边与微电路或与部件连接，另一边与由所述支撑薄膜承载的连接印线连接；
所述外壳包括至少一个其中装配有所述微电路的空腔和一个其中装配有所述可达部件的空腔，在所述空腔之间设有至少一个肋条；
所述支撑薄膜包括位于至少所述微电路和部件之间的弯曲度机械弱化并且用来压靠在肋条上的区域；这种机械弱化区域最好形成在微电路和每个部件的任一侧上；
其它机械弱化区域可以相对于第一区域横向设置，从而使得该子组件更加容易弯曲；
每个机械弱化区域优选包括至少一个狭槽；
连接印线形成在微处理器和每个部件之间，每个印线面对着一肋条并且由至少一个机械弱化区域越过；
所述支撑薄膜包括平行的机械弱化区域，这种区域设置可以沿着至少两个方向设置；
每个空腔填充有包含有微电路或部件并且延伸直到所述支撑薄膜的刚性材料；
每个空腔在其底部的周边处设有至少一个凹入部；
通过用上面在本发明智能卡上的说明进行类推，所述制造方法优选具有以下可以组合应用的特征：
在所述外壳中形成用于所述微电路的空腔和用于所述可达部件的空腔；
在至少位于所述微电路和所述可达部件之间的所述支撑薄膜中形成弯曲度机械弱化的区域；
在所述支撑薄膜中在所述微电路和每个部件的任一侧上形成弯曲度机械弱化的区域；也可以相对于第一区域横向(例如垂直)设置其它弯曲度机械弱化区域；
所述弯曲度机械弱化区域由狭槽形成；
至少一个弯曲度机械弱化区域设置成面对着在两个空腔之间形成在所述外壳中的肋条；
通过导线与所述微电路或与部件连接的连接印线由弯曲度机械弱化的区域越过；
在至少一个空腔的底部的周边处形成至少一个凹入部；
在所述支撑薄膜中设置多个平行的或沿着两个或多个方向设置的弯曲度机械弱化区域。
附图说明
从参照附图以非限定实施例的方式给出的以下说明中将了解本发明的特征和优点，在这些附图中：
图1为从内部看由各个部件形成的子组件的视图；
图2为从上面的子组件得到的卡的顶视图，后者是从与在图1中所示的侧面相反的侧面看到的；
图3为本发明优选实施方案的子组件的与图1类似的底视图；
图4为设置在形成在卡支撑件中的多个空腔的顶部上的上述子组件的剖视图；
图5为在用固定树脂填充这些空腔之后与图4类似的视图；以及
图6为根据另一个实施方案的空腔的详视图。
具体实施方式
图1和2分别给出处于单独状态或处于在卡中的最终状态中的子组件S1。
该子组件S1包括一微电路，它实际上包括一微处理器1、一可达部件2以及在该实施方案中一接口部件3，例如可达部件2的控制器。该可达部件2例如为一显示装置，但是也可以为任意其它种类，例如用来结合进该卡中的检测或发射部件。
在该实施例中，在部件和围绕着微电路1的连接区域6之间具有连接印线或条带4和5。该微电路1通过连接导线7与连接区域连接并且借助于连接导线8通过连接印线4与接口部件3连接，并且接口部件通过其它连接导线9借助这些连接印线5与可达部件2连接。
部件1、2和3以及连接印线4和5安装在其中形成有一窗口11的支撑薄膜10上。在与其上安装着上述部件的表面相反的表面上外部触点12通过未示出的部件与连接区域6连接。在未示出的一变型中，区域6删除并且微电路与外部触点12直接连接，所述连接导线按照本领域所知的方式穿过支撑薄膜10(参考标号6表示在卡支撑件中的孔，这些导线通过这些孔穿过该支撑薄膜)。在未示出的另一个变型中，连接印线4和5可以删除，连接导线8和9提供了从微电路到接口部件以及从后者到可达部件的直接连接。这些连接印线的好处在于，这些导线8和9可以更短。从随后这些附图的说明中将看出另一个优点。
窗口11小于接口部件，结果后者在其周边的至少一部分上保持与支撑薄膜10接触。在当前实施例中，部件在其整个周边上保持与支撑薄膜接触，但是代替的是例如它可以只在其端部处与薄膜接触。
尽管一般来说它往往是由在一个表面上承载微电路并且在另一个表面上承载其外部触点的薄支撑件形成的模块的问题，但是本发明采用更大的模块，因为在该实施例中包括其它部件即所有其它电子部件。
这些部件可以通过任意本领域所知的适当手段例如粘接或胶粘固定在支撑薄膜上。连接印线、连接区域(如果有的话)以及外部触点可以通过例如沉积金属或者通过任意其它适当的手段获得。
优选的是该子组件占据了形成在卡支撑件P1中的外壳的基本上所有区域。
该子组件可以安装在单个空腔中，按照与固定仅仅由微电路和外部触点构成的模块相同的方式通过让这些部件嵌入在其中的树脂来将该子组件胶粘或固定到该空腔中，但这并不因为这完全填充该空腔。
但是，从图3至6中可以看出，任选的是，该子组件可以安装在形成在卡支撑件P2中的多个空腔中。
在这个变型中，子组件S2具有与图1和2的子组件S1相同的结构，除了在支撑薄膜10的厚度中形成有横向弯曲狭槽。
这些弯曲狭槽优选处于离部件1、2和3一定距离处。因此，在当前实施例中，在微电路1的任一侧上具有两个狭槽F1和F2，在接口部件3的任一侧上具有两个狭槽F3和F4，并且在可达部件2的任一侧上具有两个狭槽F5和F6。这些狭槽尤其在它们形成一对(F2+F3，F4+F5)时限定了弯曲度机械弱化区域。
在当前实施例中，这些狭槽为V形，并且为了清楚起见，表示为完全穿过支撑薄膜10的厚度。然而必须清楚理解的是，其它形状也是可以的(锯齿状等)，并且这些狭槽优选只是延伸穿过支撑薄膜的一部分厚度，从而保持其连续性。
要指出的是，狭槽F2和F3延伸过连接印线4并且狭槽F4和F5延伸过连接印线5。
图4和5与图3的比例不同，并且显示出在位于该部件侧面的这些狭槽之间在每个部件下面的卡支撑件中形成有一空腔。因此，该卡支撑件P2包括具有用于微电路1的空腔C1、用于可达部件2的空腔C2和用于接口部件的空腔C3的外壳。
在未示出的一变型中，相同的空腔可以容纳两个部件，或者对于具有一些柔性的一个部件可以有两个或多个空腔。
要指出的是，在当前实施例中，连接印线4和5因此分别覆在将这些空腔C1和C3以及空腔C3和C2分别分开的肋条15和16上方，从而在任一侧上位于其中每一个的侧面；在狭槽F1和F6下面，在空腔C1和C2旁边，还在外壳的端部处分别形成有平台17和18。
图4为微电路1、部件2和3、连接印线4和5、连接区域6和两个外部触点12的示意图；还示意性地显示出连接导线(包括围绕着所关心的部件的任意导线)，没有要求显示出所有连接。然而要指出的是，每个部件至少部分容纳在一特定空腔中，通过连接印线形成在这些空腔之间的连接。在其中删除了印线的上述变型中，导线必须足够长以通过肋条15和16。
还要指出的是，在图4中的可达部件2由一叠层形成，其中一些从外壳中伸出；但是该部件当前可以完全容纳在卡支撑件P2的外壳内。而且，所有层显示出具有相同的尺寸，但是实际上它们优选可以具有不同的尺寸，其中内层大于设置在其外侧上的层，由此内层可以用来将该部件机械固定在支撑薄膜上(通过胶粘或通过任意其它适当的手段)。
在将每个部件固定在卡支撑件的外壳中之前可以将封装树脂涂覆在每个部件上，但是优选的是，在安放子组件之前将封装树脂安放在每个空腔中。在这方面参见文献EP-1050844(或US6372541)和EP-1050845或EP-0519564(或US5585669或5438750)。
从图5可以看出，封装树脂优选完全填充这些空腔，没有覆盖(至少没有完全)这些板或肋条的顶部。因此封装树脂20附着在空腔的底部上，从而在每个空腔中形成由该空腔、与涂覆在其上的树脂一起设置在其中的部件以及位于在所述空腔侧面的两个狭槽之间的部分支撑薄膜构成的刚性块(或连接件)。相反，在这些块之间即在这些线槽F2和F3、F4和F5之间的空间或者在狭槽F1和F6的外侧上的支撑薄膜的端部构成铰链，卡在使用中所可能受到的任何弯曲力都集中在这些铰链上，这降低了这些部件在使用中所受到的应力。这样获得了具有一定柔性并且这些部件自身不会受到应力的卡。
要指出的是，在当前实施例中，狭槽F1至F6是平行的，并且与支撑薄膜的最大尺寸垂直。
在未示出的变型中，在相对于狭槽F1至F6横向(例如垂直)的支撑薄膜中设有其它弯曲度机械弱化区域。这在这些部件没有设置在单条直线中而是设置在二维阵列(正交或其它形式的)中的情况下尤其有用，从而狭槽沿着每个方向优选远离这些部件设置。
在未示出的另一个实施方案中，狭槽F1至F6以不同的角度倾斜，例如这些狭槽F2和F3都向上并且向右倾斜并且狭槽F4和F5向上并且向左倾斜。因此，根据瞬时应力状况，铰接效应将主要集中在狭槽F1和F6中、在狭槽F2和F3中或者在狭槽F4和F5中。
在图6变型中，空腔的底部不是完全平坦的，但是结合有凹入部18(周边沟槽或中空连续部)，这样的优点在于使应力集中在空腔的底部周边处。
卡支撑件在该位置处受到高应力，这一般缓解了其它区域。但是，为了降低断裂的危险，卡支撑件优选由高强度聚合物例如聚碳酸酯(PC)或通过将它拉伸使之成晶状的聚乙二醇对苯二甲酸酯(PETF)。
要指出的是，该智能卡的制造因此包括以下步骤：
例如通过采用粘接或胶粘在支撑薄膜10上安装各种部件(微电路、可达部件和控制器，如果有的话)来装配出一子组件S1或S2，在所述薄膜中形成用于通向可达部件的窗口(至少可视通道)并且通过连接导线形成连接，从而该支撑薄膜优选在部件之间设有弯曲狭槽，
在卡支撑件中形成外壳(C1+C2+C3)，它优选包括与部件一样多的空腔；
优选通过将每个部件固定到所述外壳的空腔中将所述子组件固定到所述外壳中，这种固定优选通过填充外壳的每个空腔的封装树脂来进行。
要指出的是，该子组件可以很容易通过一般用来生产仅仅由微电路和其外部触点构成的智能卡模块的标准胶粘和线焊设备来生产出；然后可以很容易通过一般用于安放这些“简单”模块的部件来装配它。
形成在支撑薄膜中的窗口不会妨碍用透明薄膜覆盖该可达部件以保护它。

Claims (22)

1. 一种智能卡，它包括微电路、至少一个其它部件以及在卡支撑件中的外部触点，所述至少一个其他部件之一为可达部件，其特征在于，所述微电路(1)、可达部件(2)和外部触点(12)形成固定在形成在卡支撑件的一部分厚度中的外壳(C1+C2+C3)中的子组件(S1，S2)的一部分，所述子组件包括在内表面上承载着所述微电路(1)和至少可达部件(2)并且在外表面上承载着所述外部触点(12)的支撑薄膜(10)，在该支撑薄膜中形成有面对着所述可达部件的一部分的一个窗口。
2. 如权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述子组件还包括连接在所述微电路(1)和所述可达部件(2)之间的接口部件(3)。
3. 如权利要求2所述的智能卡，其特征在于，所述接口部件为用于所述可达部件的控制器。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的智能卡，其特征在于，在所述子组件内的连接由连接导线(7，8，9)形成。
5. 如权利要求4所述的智能卡，其特征在于，每个连接导线一端与微电路(1)或与部件(2，3)连接，另一端与由所述支撑薄膜承载的连接印线(4，5)连接。
6. 如权利要求1至3中任一项所述的智能卡，其特征在于，所述外壳包括至少一个其中装配有所述微电路(1)的空腔(C1)和一个其中装配有所述可达部件(2)的空腔(C2)，在所述空腔之间设有至少一个肋条(15，16)。
7. 如权利要求6所述的智能卡，其特征在于，所述支撑薄膜包括位于至少所述微电路和一个部件之间的弯曲度机械弱化并且适于用来压靠在肋条上的区域。
8. 如权利要求7所述的智能卡，其特征在于，所述机械弱化区域形成在所述微电路和每个部件的任一侧上。
9. 如权利要求7或8所述的智能卡，其特征在于，每个机械弱化区域包括至少一个狭槽(F1至F6)。
10. 如权利要求6所述的智能卡，其特征在于，在所述微电路和每个部件之间形成有连接印线(4，5)，每个印线面对着一肋条并且由至少一个机械弱化区域越过。
11. 如权利要求6所述的智能卡，其特征在于，每个空腔填充有包含有所述微电路或部件并且延伸直到所述支撑薄膜的刚性材料。
12. 如权利要求10所述的智能卡，其特征在于，每个空腔填充有包含有所述微电路或部件并且延伸直到所述支撑薄膜的刚性材料。
13. 如权利要求9所述的智能卡，其特征在于，每个空腔在其底部的周边处设有至少一个凹入部(18)。
14. 一种制造包括微电路和至少一个其它部件的智能卡的方法，所述至少一个其他部件之一为可达部件，该方法包括以下步骤：
通过在支撑薄膜(10)上安装所述微电路(1)和至少所述可达部件(2)，在所述薄膜中设置用于通向所述可达部件的窗口(11)，并且通过连接导线进行连接，组装出子组件(S1或S2)；
在卡支撑件中形成一外壳(C1+C2+C3)；
将所述子组件安置在所述外壳中。
15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述外壳中形成用于所述微电路(1)的空腔(C1)和用于所述可达部件(2)的空腔(C2)。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，在至少位于所述微电路和所述可达部件之间的所述支撑薄膜中形成弯曲度机械弱化的区域(F2、F3、F4、F5)。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述支撑薄膜中在所述微电路和每个部件的任一侧上形成所述弯曲度机械弱化区域。
18. 如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述弯曲度机械弱化区域由狭槽(F1、…、F6)形成。
19. 如权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，面对在两个空腔之间形成在所述外壳中的肋条(15，16)设置至少一个弯曲度机械弱化区域。
20. 如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，通过导线与所述微电路或与部件连接的连接印线(4，5)由弯曲度机械弱化区域越过。
21. 如权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个空腔的底部的周边处形成至少一个凹入部(18)。
22. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，在至少一个空腔的底部的周边处形成至少一个凹入部(18)。
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