CN103262102B - 具有外部连接器的电子卡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能卡（98A），包括外部连接器（90），该连接器由绝缘支撑（6）和布置在所述绝缘支撑的外部面上的多个外部金属接触衬垫（4）构成。卡主体具有壳，外部连接器被布置在其中，并且该壳包括电连接到多个内部金属接触衬垫（20）的电子单元和/或天线，该内部金属接触衬垫被布置在外部连接器之下并分别与多个外部金属接触衬垫对准。多个外部金属接触衬垫通过多个金属部件（100）分别电连接到多个内部金属接触衬垫，该金属部件中的每个至少部分由焊料材料形成并通过各个孔（92）穿过所述绝缘支撑。多个金属部件分别被多个外部金属接触衬垫覆盖，且分别构成多个外部金属接触衬垫的后表面和多个内部金属接触衬垫之间的连接桥，该多个外部金属接触衬垫封闭绝缘支撑的外部面侧上的孔。

Description

具有外部连接器的电子卡

技术领域

本发明涉及智能卡或电子卡特别是银行卡的领域，包括并入在卡主体中的电子单元和/或天线以及布置在卡主体的腔体内的外部连接器，该外部连接器具有在形成连接器的绝缘支撑的外表面上布置有多个接触衬垫。该多个接触衬垫连接到对应的多个内部接触衬垫，该内部接触衬垫连接到所述电子单元和/或所述天线并且在腔体中可见或者电连接到腔体中可见的多个中间接触衬垫。

背景技术

图1A和1B是制造上述类型的智能卡的传统工业方法的示意图。首先，连接器2和卡主体12被制造。卡主体12具有腔体14用于接收连接器2。连接器包括在支撑6的外表面上布置的外部接触衬垫4以及在该支撑的内表面上布置的内部接触衬垫8。外部衬垫4通过本领域已知的方式电连接到内部衬垫8。卡主体12包括多个接触衬垫16，其需要连接到衬垫8。衬垫16在腔体14（与卡的一般平面平行）的水平面上可见。每个接触衬垫16由硬钎料（braze）或焊料（solder）形成，典型地用锡来制造，被沉积在卡主体12的内部衬垫20上。衬垫20被布置在支撑22的表面上，该支撑与卡主体12中并入并通过电路电连接到衬垫20的电子单元和/或天线关联。

导电粘合剂的薄膜10和连接器12被放置在卡主体12的腔体14中，且粘合薄膜10被布置在腔体14的底部与连接器2之间。使用热压装置26将连接器固定到卡主体12。图2是通过这里描述的现有技术的方法获得的卡28的局部视图。根据该传统方法，导电粘合剂10形成在内部接触衬垫8和接触衬垫16之间的层，该接触衬垫16位于限定腔体14底部的水平面上。

在图2中示出的类型的卡上进行的各种测试以及对各个用户返回的缺陷卡的分析表明，在外部连接器2和在空腔14中可见的接触衬垫16之间的电连接是不可靠的。假设用户通常在其钱包或者在挠性的卡保持器中携带卡，电子卡尤其是银行卡必须能够经受各种机械压力。卡28以及其互相粘合的成对接触衬垫受到的弯曲和扭曲将导致接触衬垫局部剥落或形成空隙，这继而破坏了电连接。这些电子卡因此具有使用寿命问题。

根据DE专利号19732645已知有一种包含天线的智能卡。该卡包含凹陷以及插入到凹陷中的电子模块，在该凹陷中存在两个第一接触衬垫，其分别电连接到天线的两端。该模块还具有两个第二接触衬垫，其电连接到前两个衬垫。第一衬垫中的每个由截顶的金属凸起的顶表面限定。为了在第一和第二衬垫之间建立电连接，在第一或第二衬垫上沉积导电粘合剂或焊料或硬钎料，用于将两个衬垫互相软钎焊或硬钎焊。通过第二种备选获得的连接更为健壮（robust）且被电改善。但是，焊接需要相对较大的热量供应以达到焊接温度。该文档提出通过电子模块支撑来提供热量，该支撑一般由绝缘材料形成，其一般是较差的热导体例如增强的树脂或塑料。向支撑大量供热易于使支撑变形，甚至破坏电子模块。

根据WO专利号97/34247可知道一种上述类型的智能卡，其中，在接触衬垫之间提供的焊料材料被并入在粘合薄膜中。特别地，焊料材料被并入在粘合薄膜中制造的孔中，该粘合薄膜然后被放置为抵靠电子模块基板，从而焊料被叠加在模块的内部接触衬垫上。最后，激活粘合剂，并通过电子模块的绝缘支撑来供热以熔化焊料。于是，这和前面的文档存在同样的问题。此外，在薄膜被组装到电子模块之前用焊料来填充粘合薄膜的孔会带来制造问题，因为不容易确保焊料保持在粘合薄膜的孔中直到被组装到电子模块。于是，一种变体提出将导电颗粒引入到为焊料提供的区域中的粘合薄膜中。

该文档WO97/34247还提出了图2所示的特定实施例。在该情形下，为模块提供第一外部接触衬垫，该外部接触衬垫经填充焊料的通道电连接到第二接触衬垫，该第二接触衬垫与卡主体中制造的水平表面平齐，该通道被构造经过电子模块的绝缘支撑并经过第一外部接触衬垫。该实施例带来若干种问题。首先，一旦焊料熔化，不能确保通道被焊料填充。特别地，如果引入到通道中的焊料开始是浆糊状从而有利于插入到通道中，当它在组装期间熔化时，这导致焊料的收缩，并且无法确保与外部衬垫中孔的横向表面的实质连接（material connection），特别是如果外部衬垫的厚度相对较小。接下来，在外部接触衬垫中制造的孔使得制造与高质量的卡不相容而没有吸引力的卡。该风险看来已被WO专利号97/34247的图2中的图确认，其中，焊料位于外部衬垫的顶表面的水平以下。因此这是可靠性的真实问题。最后，外部衬垫中的这些孔给读卡器带来了问题，该读卡器一般具有承压垫（pressure padd）或触针，当卡被插入到读卡器或从读卡器移开时，该承压垫或触针容易损坏。此外，被熔化并固化的焊料（例如锡）通常比形成外部衬垫的金属（具有亮金（gold flash）的铜）软的多。因此，如果外部衬垫中的孔被适当地填充焊料，当卡被插入或移开时，读卡器的承压垫和针会将焊料扩散到外部衬垫之上。这有若干种负面结果：首先，读卡器头部被焊料污染。其次，如果焊料扩散的量相对较多，在两个接触垫片之间甚至会出现短路。第三，接触衬垫也会被扩散的焊料污染，这不具有吸引力并且是不可接受的。在任一情形下，很明显焊料通道的直径必须很小，从而在外部衬垫中产生的孔尽可能小从而限制上述问题。但是，使用小的焊料通道，很难提供形成到达天线的第二接触垫片的焊料所需的热量。

发明内容

本发明的目标是提供一种具有外部连接器的智能卡，其克服了现有技术中的缺陷，并在连接器的外部接触衬垫和卡主体的内部接触衬垫之间提供有效的软钎焊（soldering）或硬钎焊（brazing）。

本发明因此涉及一种智能卡，包括：

-外部连接器，其包括限定了彼此相对的外部面和内部面的绝缘支撑和布置在绝缘支撑的外部面上的多个外部金属接触衬垫；

-具有凹陷的卡主体，外部连接器被布置在该凹陷中，

-卡主体中的电子单元和/或天线，其电连接到多个内部金属接触衬垫，该内部金属接触衬垫被布置在外部连接器之下，并且在与绝缘支撑的外部面垂直的方向上分别与对准在多个外部金属接触衬垫上；

多个外部金属接触衬垫通过多个金属部件分别连接到多个内部金属接触衬垫，该金属部件中的每个至少部分由焊料或硬钎焊形成并通过绝缘支撑中提供的各自的孔而穿过所述绝缘支撑；

该智能卡的特征在于，多个金属部件分别被多个外部金属接触衬垫覆盖，该外部金属接触衬垫封闭绝缘支撑的外部面上的绝缘支撑中的孔。所述多个金属部件分别形成多个外部金属接触衬垫的后表面和所述多个内部金属接触衬垫之间的连接桥。

特别地，绝缘支撑孔中的金属部件的直径足够大，在制造智能卡时，能将足够的热量引导（channel）经过所述绝缘支撑，以熔化位于绝缘支撑的内表面上或之下的焊料材料，由此将连接器焊接到多个内部金属接触衬垫。

根据一般实施例，金属部件在绝缘支撑孔中的直径大于0.2mm（200μm）。根据优选的变体，金属部件在绝缘支撑孔中的直径大于0.5mm（500μm）。

根据优选的实施例，所述绝缘支撑孔至少大部分被焊料材料填充。

本发明还涉及一种旨在被容纳在智能卡的腔体中的外部连接器，该智能卡的主体包括电子单元和/或天线；所述连接器包括具有彼此相对的外部面和内部面以及多个孔的绝缘支撑以及多个外部金属接触衬垫，其被布置在绝缘支撑的外部面上。该连接器的特征在于，多个孔分别被多个外部金属接触覆盖，该外部金属接触在绝缘支撑的外表面上封闭这些孔，以及在于，多个孔至少大部分被焊料材料填充。

作为根据本发明的智能卡特别是外部连接器的这些特征的结果，通过所制造的稳健焊料，可以实现外部连接器与卡主体中并入的电子单元和/或天线的接触衬垫之间的电连接，而不会破坏电子单元并且不会使卡主体变形。

附图说明

将在下列详细描述中参考附图以非限制地例子来描述本发明，在附图中：

-已经描述过的图1A和1B是传统的现有技术的智能卡制造方法的示意图。

-已经描述过的图2是现有技术的卡的局部横截面。

-图3是根据本发明的有利的智能卡制造方法的第一种实现所涉及的各个元件的示意图。

-图4A和4B分别示出了制造方法的第一种实现的两个步骤。

-图5是通过制造方法的第一种实现获得的智能卡的局部横截面。

-图6示出了制造方法的第一种实现的变体中的步骤。

-图7是通过根据图6的方法的变体获得的卡的局部视图。

-图8A到8E是根据本发明的有利的智能卡制造方法的第二种实现的各个步骤的示意图。

-图9是通过制造方法的第二种实现获得的卡的局部横截面。

-图10是根据本发明的外部连接器的第一实施例的顶视图。

-图11是图10中的外部连接器沿着线XI-XI的示意性横截面。

-图12是根据本发明的智能卡的第一实施例的局部视图。

-图13是根据本发明的智能卡的第二实施例的局部横截面。

-图14是根据本发明的连接器的第二实施例的局部横截面。

-图15是根据本发明的智能卡的第三实施例的局部横截面。

-图16是根据本发明的智能卡的第四实施例的局部横截面。

-图17是根据本发明的连接器的第三实施例的局部横截面。

-图18是第三智能卡实施例的变体的局部横截面。

-图19是根据本发明的连接器的第四实施例的局部横截面。

-图20是第四连接器实施例的第一变体。

-图21是第四连接器实施例的变体。

-图22是第四连接器实施例的第二变体。

-图23A和23B示出了第三连接器实施例的两个变体。

-图24A和24B示出了根据本发明的连接器的第五实施例的两个变体。

-图25是根据本发明的智能卡的第五实施例的局部横截面。

-图26是根据本发明的智能卡的第六实施例的局部横截面。

具体实施方式

参考图3、4A和4B，将描述根据本发明的用易于生成智能卡的智能卡制造方法而形成的第一有利实现。下面将描述智能卡。上述任意引用在这里将不会再详细描述。图3示出了制造智能卡时涉及的三个单独元件。这是外部连接器32、被穿透的粘合膜36以及卡主体12，其类似于以上描述的主体。

外部连接器32包括支撑6，外部接触衬垫被布置在支撑6的外部面上。第一组多个内部接触衬垫34被布置在支撑6的内部表面上。衬垫34由金属接触形成，其厚度基本上等于粘合膜36的厚度，例如在30和80微米（30-80μm）之间。该热熔化的粘合膜具有多个孔37，其布局与外部连接器32的第一组多个内部接触衬垫34匹配。并入至少一个电子单元和/或天线（在图中未示出）的卡主体12具有为连接器32提供的腔体14。第二组多个接触衬垫16在腔体14的表面15上可见，该多个接触衬垫16电连接到卡主体中并入的电子单元和/或所述天线。

在一个变体中，提供了布置在腔体14的表面15上的穿透粘合膜36，用于将连接器32组装到卡主体12。接下来，外部连接器32被置于腔体14中，其内面33紧靠粘合膜36。当连接器32被插入到腔体14时，第一和第二组多个接触衬垫34和16被布置为彼此相对。粘合膜36被基本上切割为腔体14的尺寸，该腔体基本上被调整为支撑6的尺寸。粘合膜36中的孔被制造，以便它们与彼此相对的成对的对应接触衬垫16和34对齐。孔37的尺寸等于或略大于对应的内部接触衬垫34的尺寸。在该变体中，连接器32和粘合膜36被分别置于腔体14中，且第一组多个接触衬垫34被插入到粘合膜的孔37中。作为连接器和粘合薄膜的布置的结果，内部接触衬垫34然后紧靠卡主体12的接触衬垫16，或与之非常接近。使用热压装置26，如图4A所示，外部连接器32然后被接合到腔体14的表面15。优选地，在连接器32上施加足够的压力，以确保金属衬垫34和对应衬垫16之间的物理接触。腔体14于是限定了连接器32的壳，其通过位于表面15和连接器32的内面33之间的粘合剂36粘附到所述腔体的表面15。

在另一变体中，当连接器被置于卡主体的壳中之前，粘合膜被布置在内部连接器表面33上。在该准备步骤中，必须确保粘合膜充分粘附到连接器，使其在处理期间保持固定到连接器，直到连接器被插入到壳中。

这里需要注意，在所述变体中，以热熔化粘合膜的形式来提供粘合剂。但是，在其他未描述的变体中，可以以其他方式来提供粘合剂，特别是在支撑6的内面33或腔体14底部所限定的表面15的特定区域中沉积的粘性液体或浆糊。但是，假设不想让粘合剂覆盖较厚的金属衬垫34，这些后面的变体较为复杂。

根据特定的变体，连接器32的内部接触衬垫34是通过内部连接器面33上的印刷电路的金属衬垫上的电流沉积来构造的。根据另一变体，内部接触衬垫是通过丝网印刷或类似的技术来实现的，该技术以对应于粘合膜厚度的确定厚度来准确地沉积浆糊形式的焊料材料（“焊料材料”是指在一定温度下熔化的金属或金属浆糊，该温度适于使用金属材料的软钎焊或硬钎焊，优选地低于1000℃）。连接器被有利地放置在炉中，以干燥焊料（例如锡浆糊）从而使它硬化，或者以可控的方式来熔化浆糊从而在固化后获得致密的金属内部接触衬垫（没有空气和/或额外的液体）。最后，在另一变体中，通过以剂量（dose）、浆糊或优选地液体形式（熔化的金属）来分配焊料的装置、在特定的区域（特别是在印刷电路的初始金属衬垫上）以局部的方式来实现内部接触衬垫34。在焊料浆糊的情形下，生成的衬垫的表面没必要平坦。这里一样，连接器被有利地布置在炉中，以干燥浆糊从而使它硬化或以可控的方式熔化。在任意情形下，当连接器被放置在卡主体腔中时，需注意所分配的焊料的体积基本上等于粘合膜中制造的孔所限定的体积。

在未示出的另一变体中，被提供以补偿粘合膜高度的焊料材料未被放置在内部连接器面33上，而是在卡主体腔中可见的衬垫16上。同时在该情形下，在每个衬垫16上沉积的焊料材料的量被确定，从而其体积基本上对应于或略小于对应粘合膜孔37的体积。在以浆糊形式来提供焊料材料时，卡主体被有利地置于炉中以干燥浆糊，从而使它硬化或以可控的方式来熔化。本变体中的内部连接器面上的接触衬垫的高度低（例如在5和10微米之间，这是印刷电路的传统高度）。

在图3和4A/4B所述的变体中，第二组多个接触衬垫16由沉积在第三组多个接触衬垫20上的焊料18形成，该第三组多个接触衬垫20被布置在支撑22的表面上，该支撑与电子单元和/或天线关联并被并入在卡主体12中。

当外部接触衬垫34包含焊料或者在焊料材料被沉积在卡主体16的衬垫16上的上述替代（变体）中，腔体14底部处的接触衬垫可以由第三组多个接触衬垫20直接形成，其然后限定了与腔体表面15平齐的衬垫16。这些衬垫20可以具有特定的厚度，该厚度可特别通过相对较厚的电流沉积来获取。在另一变体中，每个衬垫16可通过例如由布置在印刷电路衬垫20上的铜构成的柱或金属舌来构造。

一旦连接器32通过热压26接合在腔体14中，粘合剂36围绕厚金属衬垫34。在接合步骤之后，这些金属衬垫被布置为抵靠接触衬垫16。如图4B所示，通过连接器32来提供热量，以将第一组多个接触衬垫34焊接到第二组多个接触衬垫16。如果存在焊料18和/或至少部分形成厚金属衬垫34的焊料，该焊接可被容易地实现。优选地通过焊接设备的焊接热模40来局部提供用于焊接的热量，该焊接设备被配置为同时焊接所提供的所有连接。该局部供热被实现，以避免损坏卡主体12，特别是避免卡主体变形。

上述制造方法产生了在图5中以横截面部分示出的智能卡42。外部接触衬垫4被电连接到厚金属衬垫34。于是，外部连接器32允许具有电阻接触的读卡器访问卡42中并入的电子单元。连接器32的每个内部接触衬垫和在支撑22的表面上布置的对应接触衬垫20之间的焊料确保了外部连接器与卡42的主体12中包含的电子单元和/或天线之间的稳健电连接。

图6示出了如上所述的方法的第一实施例的变体，且图7示出了该变体产生的智能卡52的局部横截面。上述任意引用在这里将不会再详细描述。该变体涉及外部连接器44，其在内部面33上具有电子电路，特别是用树脂48涂敷的集成电路46。该外部连接器44因此限定了在具有外部电阻接触的银行卡中使用的类型的电子模块。特别地，图6和7中的变体实施例涉及已知为“双重接口”的卡，即，能够与电子接触读卡器通信还可以通过卡主体12A中布置的天线来与非接触读卡器进行通信的智能卡。于是，例如，在腔体14A中的表面15处可见的两个接触衬垫15限定了布置在支撑22上并被并入在卡主体12A中的天线的两个接触衬垫。腔体14A具有底部凹陷50，该凹陷基本上是用于容纳集成电路46的涂层48以及保护涂层48的尺寸。如图6和7所示，该凹陷50可穿过支撑22。连接器44的内部接触衬垫34是以和上述连接器32类似的方式来制造的。

参考图8A到8E，下面将描述根据本发明的易于生产智能卡的智能卡制造方法的第二有利实现。下面将描述智能卡。上述任意引用在这里将不会再详细描述。在第一步骤中，穿透的粘合膜36被置于外部连接器2的内面33上。该膜具有多个孔37，该多个孔对应于在内部面33上布置的多个内部接触衬垫8。穿透的粘合膜36具有可分离的片56（硅化纸），其用作膜的支撑。可分离片略微粘附到粘合薄膜36。粘合膜36被放置在内面33上，从而内部接触衬垫8位于对应的粘合膜孔37中。在下一步骤中，如图8B所示，使用热压26将粘合薄膜36施加到内面33，以便粘合膜36适当地粘附到连接器2的支撑6。片56然后被移除。

在图8C示意性地示出的下列步骤中，焊料材料62特别是锡浆糊被放置在粘合膜36的孔37中。该焊料略微过填充该孔，且然后使用刀64将多余部分移除，且焊料材料62的外表面被平整到基本上粘合膜的外表面的水平。在特定的变体中，使用具有至少一个喷嘴的装置来分配焊料材料。该装置在每个孔中沉积的焊料材料的量略大于孔限定的体积。一旦扩散到粘合膜孔中，可在炉中干燥金属浆糊。由于粘合膜已经被施加到连接器，需注意限制干燥温度，例如在50℃和70℃之间。

一旦焊料材料已被放置在粘合膜36的孔中，可获得外部连接器60。它包括基板6，在该基板的第一表面上布置外部接触衬垫4。接触衬垫8和热熔化膜36被布置在支撑6的第二面上，该热熔化膜的孔与接触衬垫8对准。焊料材料62尤其是锡浆糊被沉积在粘合膜36的孔中的接触衬垫8上。

在制造方法的第二实现的后续步骤中，外部连接器60被放置在卡主体66的腔体14中。和上述第一实施例一样，由沉积在卡主体66的内部接触衬垫20上的焊料材料18形成的接触衬垫16在腔体的底表面处可见。上述用于制造接触衬垫16的变体也可在这里使用。需要注意，在所有情形下，用于合适焊接的必要焊料材料被放置在粘合膜孔中。多个接触衬垫16被布置为与连接器60的多个内部接触衬垫8相对。在粘合膜36的孔中沉积的焊料材料62直接接触卡主体66的接触衬垫62。如图8D所示，热压26被用于激活粘合膜，以将连接器60固定到卡主体66。

接下来，热压被移除，并且在这里描述的变体中，包括多个热模40的焊接设备被用于执行图8E中示意性地示出的焊接步骤。需要注意，热模40被施加到外部接触衬垫4的区域，并分别与对应的成对接触衬垫8和20对准，在该成对接触衬垫之间，焊料材料18和62被互相重叠。一旦连接器被固定到卡主体，局部沉积在粘合膜孔中的焊料材料62限定了两个接触衬垫之间的中间层，以补偿位于卡主体腔的底表面和连接器60的内面之间粘合膜36的厚度。热模40在局部提供足够热量来熔化焊料材料62并优选至少部分熔化对应成对接触衬垫之间的焊料材料18。在该焊接操作后，可获得图9中的横截面示出的智能卡。

在上述变体中，外部连接器由热压26制造。在后续步骤中使用特定的焊接设备将连接器的内部接触衬垫焊接到卡主体的接触衬垫。在制造方法的变体实现中，通过使用能提供例如在100和150℃之间实现的接合所需的热并同时在连接器的内部接触衬垫上局部提供足够的热以在例如500和600℃之间的温度下执行焊接的设备，这两个步骤被组合。

通过制造方法的第二实现来获得智能卡的特征在于，多个内部接触衬垫8通过焊料连接到多个对应的接触衬垫20，该焊料由熔化的焊料材料18和62形成，其合并以形成成对的对应衬垫之间的刚性金属桥。焊料材料优选地由锡形成；但在其他变体中，也可以用铜来进行焊接。

卡主体66由位于两个外部层68和69之间的中间树脂层70形成。支撑22被涂敷树脂，接触衬垫22和硬钎焊点18被布置在该支撑的表面上。该树脂70还涂敷所制造的的卡的其他元件，特别是智能卡中并入的电子单元和/或天线（未示出）。根据优选的变体，在支撑22的背面提供固态层72。层72的功能是定位支撑22的顶部，且由此中间树脂层中的焊料凸起。这确保了在制造腔体时使得由截顶的焊料凸起所限定的接触衬垫16与腔体的底表面平齐。确实，很明显腔体的深度由外部连接器的厚度限定。在使用以非固态特别是粘性液体或浆糊提供的树脂70来实现制造时，观察到基板22易于下移到树脂中且然后保持相对接近于固态底部层69。这带来了涂敷所提供的各个元件和单元的问题，特别是对于使用非固态树脂的复杂卡的制造。作为在支撑22背面提供的额外固态层72的结果，可以相对精确地在树脂层的厚度中定位支撑22以及从接触衬垫20凸起的焊料凸起。

因此，在本发明的范围内，提供了一种制造智能卡的方法，该智能卡包括并入卡主体中的至少一个电子单元和/或天线以及外部接触衬垫。该方法包括下列步骤：

-制造外部连接器，其在外部面上具有外部接触衬垫且在与外部面相对的内部面上具有多个内部接触衬垫；

-制造卡主体，其具有用于连接器的腔体，电子单元和/或天线被电连接到在卡主体腔的表面上可见的第二组多个接触衬垫；

-将连接器和粘合剂置于腔体中，当连接器被插入到腔体中时，第一和第二组多个接触衬垫被布置为彼此相对；

-通过连接器来供应热量，以将第一组多个接触衬垫焊接到第二组多个接触衬垫，一旦连接器被固定到卡主体，第一组多个接触衬垫和/或第二组多个接触衬垫被配置和/或焊料材料被局部沉积在第一和/或第二组多个接触衬垫上，以补偿位于腔体表面和内部连接器面之间的粘合剂的厚度。

图10和11是根据本发明的外部连接器的第一实施例的示意图。通过传统方式，该连接器78在支撑6的外部面上具有外部接触衬垫4且在支撑6的内部面上具有内部接触衬垫8。根据本发明，在外部接触衬垫4和内部接触衬垫8之间提供相对大直径的金属过孔80。这些金属过孔首先被用于外部衬垫4到内部衬垫8的电连接。接下来，在内部接触衬垫8上重叠的过孔80促进了如上所述的将接触衬垫焊接到对应卡主体接触衬垫的步骤。确实，基板6由绝缘材料形成，其一般是较差的热导体。但是，金属过孔80导热性很好。于是，通过如上所述的特定焊接设备提供的热被过孔80引导到内部接触衬垫8以及在所述衬垫8上或下面提供的焊料材料，以将衬垫8焊接到卡主体的内部接触衬垫。作为过孔80的布置的结果，如图11示意性所示，由此可能在焊接步骤期间提供较少热且由此避免热引起的卡主体的任意局部变形，该热量会对构成卡主体的塑料或树脂会产生高温。

图12示出了根据本发明的智能卡82的第一实施例的示意性横截面。该卡包括根据本发明的连接器78A，与上述连接器78类似并具有厚接触衬垫34。它是通过上述制造方法的第一实现得到的。需要注意，每个过孔80和相关衬垫34可由相同材料制造，且由此一起形成相同元件。图13示出了根据本发明的卡的第二实施例的智能卡82的示意性横截面。该卡包括如图10和11所述的连接器78并且是通过上述制造方法的第二实现得到的。接触衬垫8可由过孔80的底表面限定。于是，在使用根据上述第一实施例的连接器得到的图12和13的卡中，多个外部金属接触衬垫4分别通过多个金属部件分别为18+34+80、18,62+8+80，连接到多个内部金属接触衬垫20，该金属部件中的每个至少部分由焊料材料形成，且分别经在绝缘支撑中提供的孔来穿过绝缘支撑6。根据本发明的智能卡82、84的特征在于，多个金属部件分别被多个外部金属接触衬垫4覆盖，该外部金属接触衬垫封闭绝缘支撑6的外表面上的孔。多个金属部件分别形成多个外部金属接触衬垫4的后表面与多个内部金属接触衬垫20之间的连接桥。除了上述用于获取厚接触衬垫34以及用于在连接器的内部接触衬垫和被布置在为连接器形成壳的腔体表面上的对应接触衬垫之间进行焊接的变体之外，下面将描述本发明的各个有利实施例和特定变体。

图14示出了根据本发明的连接器的第二实施例。绝缘支撑6具有孔92，外部金属接触衬垫4在外表面31上封闭该孔。用焊料浆糊94将每个孔92填充为基本上与绝缘支撑的内表面33同一水平。焊料浆糊被沉积在衬垫4的后表面5上。孔具有与外表面31垂直的中心轴96，且由此与衬垫4限定的平面垂直。衬垫4优选地由沉积在支撑6的外面33的膜或金属片（特别是铜）形成。衬垫具有一定刚性，这足以使它们在绝缘支撑的孔上保持平坦，即使是在为焊接供热的时候。需要注意，图14和下列图中仅完全示出了一个或两个外部衬垫，但连接器可以具有若干个外部接触衬垫，特别地两行三个或四个衬垫。

图15示出了根据本发明的卡98的第三实施例。该卡具有上述类型的卡主体12，其包括一般布置在绝缘支撑22上的内部金属接触衬垫20。该卡主体中的腔体容纳连接器90，在连接器和腔体表面之间没有粘合膜。内部衬垫20被布置在所述外部连接器之下，并且在与外部面31垂直的方向96上分别与外部衬垫4对准。在制造卡98期间，如上解释，热被局部供应给外部衬垫4以建立焊接的连接。该热量被直接输送到焊料浆糊94，该焊料浆糊被置于外部衬垫的后表面5上。使用可控的热源，每个孔92中的焊料材料熔化，并且热很容易传递经过焊料材料到达焊料凸起18，该焊料凸起与对应孔92相对并且被沉积在内部衬垫20上。焊料材料18至少在表面处熔化并接合到熔化的焊料材料94，该焊料材料94在冷却后形成焊料95，该焊料95由于收缩具有略小的体积。因此在焊料95和孔92的侧面之间出现小空间，如图15示意性所示。最后，卡98具有多个外部衬垫4，其通过多个金属部件100分别电连接到多个内部衬垫20，该金属部件中的每个至少部分由焊料形成，并经在绝缘支撑上提供的各个孔92来穿过绝缘支撑6。在所示变体中，金属部件100整体由焊料材料形成。

图16示出了根据本发明的第四实施例的智能卡98A。该卡与图15中的不同在于，除了被焊接到卡主体，连接器还被接合到腔体的表面15，连接器被容纳在该腔体中。通过使用如图14所示的连接器，很明显在使用的粘合膜36的孔37中的焊料材料存在短缺。但是，当焊料材料94熔化时，它流向焊料材料18以及焊料然后穿过粘合膜中的孔。需要注意，根据下面描述的本发明的其他连接器可被有利地使用。

在本发明的卡的所有图中，焊料凸起18被沉积在内部衬垫20上。这些凸起在卡主体内部，并且在空腔被加工时一般具有截顶的顶表面，其初始限定了中间接触衬垫。但是，本发明的这些卡不限于该布置。确实，在（未示出的）其他变体中，内部衬垫20中的每个可与卡主体腔的表面平齐，且焊料可优选地由其外部衬垫下面的连接器中包含的焊料材料形成。还应注意，在其他制造变体中，当内部衬垫在腔体中可见时，可在添加连接器之前将焊料材料沉积在内部衬垫上，或者沉积在焊料凸起18上。很明显，当连接器被放置在腔体中时，连接器孔92可被部分填充焊料材料或者是空的。然后，沉积在腔体中的可见衬垫上的焊料材料至少部分填充绝缘支撑孔。提供的硬钎料的量使得孔中的焊料材料与外部衬垫4的后表面接触。由此在焊接之后还可以获得根据本发明的卡。

图17示出了根据本发明的第三实施例的连接器104。它和图14中的连接器的不同在于，孔92的侧壁被涂敷金属层106，其适当地粘附到该侧壁。层106限定了熔化的焊料浆糊94的锚固层。它有利地包括顶部亮金，其还优选地覆盖外部接触衬垫的后表面。于是，在进行焊接时，熔化的焊料95被容易地接合到该金属层以及外部衬垫的后面。如图18示意性所示，由此获得具有优选地位于金属部件内部的空气和/或残留粘合剂的金属部件100A，该图18是根据本发明的卡110的第三实施例的变体。

图19示出了根据第四实施例的连接器114。它的不同在于，镀层106通过相同材料的金属层107在每个孔92的周边延伸。由于孔92通常是圆形的，层107一般限定了环形金属衬垫。粘合膜36被施加到绝缘支撑的内面33。该粘合膜具有孔，每个孔在支撑6的对应孔上对准，其直径基本上与层107的外径匹配。和如上所述的第二制造变体的情形一样，焊料材料94不仅填充孔92还填充粘合膜中的孔。这里可以提供多余的焊料材料，然后使用刀片来移除，如图8C所示。需要注意，如上所述的连接器90、104和114可有利地被置于炉中，以在连接器被组装到卡主体之前干燥焊料浆糊。图20示出了使用分配装置来提供焊料材料94的第一变体，该装置将大于孔92体积的精确量沉积到连接器116的每个孔92中，从而在连接器被插入到卡主体腔时至少部分填充粘合膜中的对应孔，且优选地覆盖环形接触衬垫107。注意到在该情形下，粘合薄膜可与卡主体中的对应腔体中的连接器分开放置。一旦将连接器114或116插入到腔体中并且供应热量来进行焊接，如图21示例性所示来获得卡120。该卡在外部衬垫4和内部衬垫20之间具有金属部件100B，即基本上与孔92和37（图20）所限定的形状匹配。

图22示出了连接器124的示意图，其定义了连接器114的第二变体。该连接器的不同在于，置于孔92中的焊料材料采用两种形式：致密金属形式即熔化并硬化的第一部分126，以及浆糊形式的第二部分128。在示出的例子中，焊料浆糊首先被插入到孔92中。然后，连接器被置于炉中且浆糊熔化并收缩，从而焊料126不会填充孔92。然后使用丝网印刷技术将焊料浆糊128添加为足够的厚度，使得浆糊至少能到达粘合膜36的外表面。和图19中的情形一样，当在制造本发明的卡期间将连接器置于壳中时，可以有利地提供略微超过的厚度以尽可能填充孔37，并且确保在焊料浆糊和与壳底表面平齐的接触衬垫之间存在接触，即使是在焊浆糊熔化之前。

图23A、23B分别示出了第三连接器实施例的两个变体。这些变体还可被用于第二或第四实施例。它们的不同主要在于用致密金属形式的焊料材料132来填充孔92，即，该焊料被熔化以填充这些孔并且然后在冷却时硬化。焊料浆糊可被添加且然后被熔化，或者分配设备可被用于添加液体焊料，其然后在孔中硬化。后一情形需要更复杂的设备。在使用焊料浆糊时，可以由两个填充步骤来填充孔92，在其中每个步骤中，焊料浆糊被沉积在孔中且然后被熔化。连接器130具有孔92，其填充的焊料基本上到内部面33的水平，而连接器134具有焊料凸起132，其顶表面几乎在粘合膜36的外表面的水平处。该膜可在焊料凸起132形成之后被预先接合到连接器的内部面33上，或者可以在定位连接器之前或同时被置于卡主体腔中。焊料凸起132和132A限定了相对大直径的金属过孔。直径大于200微米，且优选地多于500微米。这些凸起的高度根据绝缘支撑6的厚度而变化，例如在150和250微米之间。和具有小直径（一般在100微米左右或更小）或者如果直径增加其中心部分为空的传统电过孔不同，根据本发明的凸起或过孔具有相对大的直径并且是实心的，因为绝缘支撑中的大部分孔都被填充了金属。

图24A和24B示出了特别有利的连接器的第五实施例的两个变体。该实施例与上述第四实施例类似，但与之不同在于，周边金属层107A具有相对大的厚度，其基本上等于或大于30微米（30μm），例如在30和70微米之间，且优选地基本上等于提供的粘合层的厚度。图19和20中的薄金属层可以是通过本领域技术人员已知的各种技术而真空沉积。特别地，它们可以包括若干个子层以改善界面粘合功能。优选地通过真空沉积方法例如通过蒸镀对至少一个薄层进行第一沉积然后通过电流沉积来容易地获取想要的厚度，可以形成厚金属层。最终的闪金可被提供。在该情形下，覆盖孔92侧壁的层106A也相对厚，尽管它可以较薄。形成孔的外部衬垫的后表面一般也被覆盖有相同类型的层。连接器136具有金属层106A+107A所限定的盲孔，该盲孔被焊料浆糊94基本上填充达到周边层107A的水平，而连接器140具有被填充有焊料材料132的盲孔。

图25示出了根据本发明的卡的第五实施例。该卡144由卡主体12和图24B的连接器140形成。这里没有提供粘合薄膜。在每个外部衬垫上制造的焊料用于建立可靠的电连接，并将连接器固定到腔体内部。金属部件100C整个是实心和致密的。在一个变体中，使用图24A的连接器136。图26示出了根据本发明的卡的第六实施例。该卡148由卡主体12和图24A中的连接器136形成。如上所解释，当它熔化时，焊料浆糊略微收缩，在获得的金属部件100D中留下至少一个空气或接合剂空间。在该情形下，与周边衬垫107A厚度基本相同的粘合层36被布置在绝缘支撑和腔体底部之间。在一个变体中，使用连接器140。

最后还应注意，用于获取被焊接到卡主体的内部接触衬垫上的外部连接器的外部接触衬垫的本发明的技术还可被用于制造连接器和卡主体之间的额外焊点而不需要电功能，从而改进连接器到卡主体的固定，且尤其忽略粘合膜的使用。

Claims (16)

1.一种智能卡，包括

-外部连接器，其包括限定了彼此相对的外部面和内部面的绝缘支撑和布置在所述绝缘支撑的所述外部面上的多个外部金属接触衬垫；

-具有凹陷的卡主体，所述外部连接器被布置在所述凹陷中，

-所述卡主体中并入的电子单元和/或天线，其电连接到多个内部金属接触衬垫，所述多个内部金属接触衬垫被布置在所述卡主体中位于所述外部连接器之下或在所述凹陷的表面上，并且在与所述外部面垂直的方向上分别与所述多个外部金属接触衬垫对准；

所述多个外部金属接触衬垫通过多个金属部件分别电连接到所述多个内部金属接触衬垫，所述金属部件中的每个至少部分由焊料形成并通过所述绝缘支撑中提供的多个各自的孔来穿过所述绝缘支撑；

所述智能卡的特征在于，所述多个金属部件分别被所述多个外部金属接触衬垫覆盖，所述外部金属接触衬垫封闭所述绝缘支撑的所述外部面侧上的多个绝缘支撑孔，特征在于所述绝缘支撑孔具有大于0.2mm(200μm)的直径，以及特征在于所述多个绝缘支撑孔中的每一个孔的大部分被金属填充，所述多个金属部件分别形成所述多个外部金属接触衬垫的后表面和所述多个内部金属接触衬垫之间的连接桥。

2.根据权利要求1所述的智能卡，特征在于，所述绝缘支撑孔中的所述金属部件的直径足够大，以便在制造所述智能卡时将足够的热引导通过所述绝缘支撑，从而熔化位于所述绝缘支撑的内表面上或之下的焊料材料，且由此将所述连接器焊接到所述多个内部金属接触衬垫。

3.根据权利要求1所述的智能卡，特征在于，所述多个绝缘支撑孔均具有大于0.5mm(500μm)的直径。

4.根据权利要求3所述的智能卡，特征在于，所述多个孔基本上被金属整体填充，所述金属的至少大部分由焊料材料形成。

5.根据权利要求4所述的智能卡，特征在于，所述多个绝缘支撑孔的侧壁被金属层覆盖，所述金属层形成位于所述孔中的所述焊料材料的粘合界面。

6.根据权利要求1所述的智能卡，特征在于，分别围绕所述多个绝缘支撑孔中的所述孔的周边金属衬垫被布置在所述绝缘支撑的所述内部面上。

7.根据权利要求1所述的智能卡，特征在于，粘合膜被布置在所述绝缘支撑的所述内部面和所述凹陷的与所述内部面相对的表面之间，所述粘合膜具有与所述多个绝缘支撑孔中的所述孔分别对准的孔。

8.一种旨在被容纳在智能卡的腔体中的外部连接器，所述智能卡在卡主体内包含电子单元和/或天线，所述连接器包括绝缘支撑以及多个外部金属接触衬垫，所述绝缘支撑具有彼此相对的外部面和内部面以及多个孔，所述多个外部金属接触衬垫被布置在所述绝缘支撑的所述外部面上，特征在于，所述多个绝缘支撑孔分别被所述多个外部金属接触覆盖，所述多个外部金属接触在所述绝缘支撑的所述外部面的侧上封闭所述孔，特征在于所述多个孔均具有大于0.2mm(200μm)的直径，以及在于，所述多个孔基本上被金属填充，所述金属的大部分由焊料材料形成。

9.根据权利要求8所述的连接器，特征在于，所述焊料材料至少部分是浆糊形式。

10.根据权利要求8所述的连接器，特征在于，所述焊料材料至少部分由实心金属形成。

11.根据权利要求8所述的连接器，特征在于，所述多个绝缘支撑孔的侧壁被金属膜覆盖，所述金属膜形成位于所述孔中的所述焊料材料的粘合界面。

12.根据权利要求8所述的连接器，特征在于，所述连接器具有周边金属衬垫，所述周边金属衬垫分别围绕所述多个绝缘支撑孔中的所述孔。

13.根据权利要求12所述的连接器，特征在于，所述周边金属衬垫的厚度基本上等于或大于30微米(30μm)。

14.根据权利要求8所述的连接器，特征在于，粘合膜被施加到所述绝缘支撑的内部面上，所述粘合膜具有分别与所述多个绝缘支撑孔中的所述孔对准的孔。

15.根据权利要求14所述的连接器，特征在于，所述粘合膜中的所述孔的直径大于所述绝缘支撑中的所述多个孔的直径。

16.根据权利要求14所述的连接器，特征在于，所述焊料材料被提供在位于所述多个绝缘支撑孔中的每个孔中的所述金属之上，所述焊料材料的体积基本上等于或小于所述粘合膜中的对应孔的体积。