CN107016431A - 认证令牌 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的第一方面，提供一种认证令牌，该认证令牌包括认证模块和至少一条导线，该至少一条导线用于可操作地将该认证模块连接到该令牌的至少一个另外的模块，所述至少一条导线嵌入所述令牌的非导电基板中。根据本发明的第二方面，构想一种制造认证令牌的对应方法。

Description

认证令牌
技术领域
本发明涉及一种认证令牌。此外，本发明涉及一种制造认证令牌的对应方法。
背景技术
现今在社会中广泛使用例如智能卡的认证令牌。例如，智能卡可以用作电子身份标识(eID)卡或银行卡并且此外可以用于认证进入政府或商业机构的所述智能卡的持卡人。也就是说，此种认证令牌可以用于验证用户的身份以实现(例如)付款交易。通常通过请求用户输入个人身份识别码(personal identification number，PIN)来完成验证用户的身份，该个人身份识别码随后可以通过令牌中包括的安全处理单元验证。可能需要一种易于制造的认证令牌。此外，可能需要一种安全但易于使用的认证令牌。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种认证令牌，该认证令牌包括认证模块和至少一条导线，该至少一条导线用于可操作地将该认证模块连接到该令牌的至少一个另外的模块，所述至少一条导线嵌入所述令牌的非导电基板中。
在一个或多个实施例中，该认证模块包括可操作地连接到彼此的指纹传感器和处理单元。
在一个或多个实施例中，该认证模块另外包括安全元件，该安全元件可操作地连接到处理单元。
在一个或多个实施例中，该令牌另外包括接口模块，其中认证模块通过至少一条导线可操作地连接到该接口模块。
在一个或多个实施例中，该接口模块是基于接触的接口单元，具体来说，接口单元符合技术标准ISO/IEC 7816。
在一个或多个实施例中，该非导电基板是热塑性基板。
在一个或多个实施例中，该热塑性基板是嵌体基板。
在一个或多个实施例中，该认证模块整体地形成为单个组件。
在一个或多个实施例中，该导线具有至少一个末端，该末端具有曲折形式或螺旋形式并且用作用于将认证模块或另外的模块连接到所述导线的接触垫。
在一个或多个实施例中，已通过执行铣削过程而准备所述末端以便连接到认证模块或另外的模块。
在一个或多个实施例中，该令牌另外包括嵌入非导电基板中的天线。
在一个或多个实施例中，导线和所述天线由相同的材料制成。
在一个或多个实施例中，该导线是绝缘导线。
在一个或多个实施例中，该令牌是智能卡。
根据本发明的第二方面，构想一种制造认证令牌的方法，该方法包括提供具有认证模块和至少一条导线的令牌，该至少一条导线用于可操作地将该认证模块连接到该令牌的至少一个另外的模块，其中所述至少一条导线嵌入所述令牌的非导电基板中。
附图说明
将参考附图更详细地描述实施例，在附图中：
图1示出认证令牌的说明性实施例；
图2示出双接口智能卡的说明性实施例；
图3示出认证模块的说明性实施例；
图4示出接口模块的说明性实施例；
图5示出电线嵌入过程的说明性实施例；
图6示出电线末端的说明性实施例；
图7示出模块互连层的说明性实施例；
图8示出卡层堆叠的说明性实施例；
图9示出空腔形成过程的说明性实施例；
图10示出绝缘物去除过程的说明性实施例；
图11示出在组装之前的智能卡的俯视图；
图12示出组装的智能卡的截面图。
具体实施方式
图1示出认证令牌100的说明性实施例。认证令牌100可以是(例如)智能卡，该智能卡具有如在技术标准ISO/IEC 7810(信用卡大小)中定义的ID-1形状因数。根据本发明，认证令牌100包括认证模块102和至少一条导线，该至少一条导线用于可操作地将该认证模块连接到该令牌的至少一个另外的模块，所述至少一条导线嵌入所述令牌100的非导电基板中。在此例子中，令牌100包括四条导线106、108、110、112，并且认证模块102借助于所述导线106、108、110、112可操作地连接到所述令牌100的接口模块104。将导线106、108、110、112嵌入令牌100的非导电基板中可以产生易于制造的令牌100，因为模块互连件可以在通常存在于所阐述种类的认证令牌中的材料层中形成，而不产生单独的互连层。因此，令牌100可以较低成本制造。例如，在令牌100是智能卡的情况下，非导电基板是智能卡的卡材料层中的一个卡材料层。在将导线106、108、110、112嵌入到所述非导电基板中之后，模块102、104可以容易地组装在令牌100上。
图2示出双接口智能卡200的说明性实施例。智能卡200包括接触约束的接口以及非接触接口。接触约束的接口使智能卡200能够与卡200物理地插入其中的装置通信，该装置例如，自动取款机(automated teller machine，ATM)和常规的付费端。非接触接口使智能卡200能够与非接触付费端通信。在此例子中，接触约束的接口被实施为基于接触的接口单元204，该基于接触的接口单元204符合技术标准ISO/IEC 7816。此外，非接触接口被实施为环形天线206。实施为指纹验证模块202的认证模块可操作地连接到基于接触的接口单元204和环形天线206。根据本发明，指纹验证模块202可以通过导线连接到基于接触的接口单元204，该导线嵌入智能卡200的非导电基板中(如图1所示)。例如，导线可以实施指纹验证模块202与基于接触的接口单元204之间的数据、时钟、复位、Vdd(电压供应器)和Gnd(接地)连接。任选地，智能卡200可以包含用户反馈装置208，例如，发光二极管(light-emittingdiode，LED)。此外，指纹验证模块202可以包括处理器210，该处理器210可操作地连接到指纹传感器212。通过在认证模块中实现指纹感测和处理功能，令牌可以用于通过相对容易的方式授权交易。例如，可以设想指纹传感器212采集用户的指纹、处理器210执行卡内匹配功能以验证所采集指纹是否匹配指纹模板以及在积极验证之后，指纹验证模块202通过基于接触的接口单元204或环形天线206将授权信号发送到外部装置。因此，在令牌上实施安全但易于使用的交易收取机构。任选地，指纹验证模块202可以包括安全元件214，该安全元件214可操作地连接到处理器210。安全元件214可以提供用于执行指纹匹配功能的安全环境。安全元件214可以实施为嵌入式芯片，更具体来说，实施为具有安装或预安装应用程序的防篡改集成电路，该防篡改集成电路具有指定功能性以及指定安全防护水平。此外，安全元件214可以实施安全功能，例如，加密功能。
如上文所提及，在一个或多个实施例中，令牌包括接口模块，该接口模块通过至少一条导线可操作地连接到认证模块。在图2中所示的例子中，接口模块是基于接触的接口单元204，该基于接触的接口单元204符合标准ISO/IEC 7816。此接口模块的使用实现与外部常规交易装置(例如，ATM)的兼容性。具体来说，认证模块可以将所阐述种类的导线用作到接口模块的内部传输线而通过接口模块将授权信号发送到此常规交易装置。
此外，在一个或多个实施例中，非导电基板是热塑性基板。热塑性基板通常用作认证令牌的基本组成；将导线嵌入到热塑性基板中由此可以实现将令牌的基本组成中的一个基本组成用作模块互连层。因此，可以省去另外一个互连层并且所得令牌可以变得更薄且可以较低成本制造。在更多特定的实施例中，该热塑性基板是嵌体基板。如果令牌是智能卡，那么将导线嵌入嵌体基板中尤其有用。在功能模块组装在智能卡嵌体上之前，可以制造较大体积的智能卡嵌体。通过将模块组装在具有嵌入式模块互连件的嵌体上，在组装之后模块将已变成连接的并且不需要用于在模块之间建立连接性的另外的制造步骤。因此，制造智能卡可以变得更容易。应注意，智能卡的卡身可以由层压材料层的堆叠制成。这些层压材料层中的一个层压材料层可以适合于用作模块互连层。
此外，在一个或多个实施例中，认证模块整体地形成为单个组件。因此，参考图2中所示的例子，指纹传感器212、处理器210和安全元件214可以整体地形成为单个组件。更具体来说，指纹传感器212、处理器210和安全元件214可以是集成在模块封装中的单独IC。以此方式，认证模块具有最少量的外部接口并且因此可以容易地组装在利用自动放置设施的智能卡嵌体上。
图3示出认证模块的说明性实施例。具体来说，图3示出图2中所示的指纹验证模块202的例子实施方案。指纹验证模块202包括指纹区域传感器300，该指纹区域传感器300通过电化互连件304连接到处理块302。例如，处理块302可以包含处理器210和安全元件214。另外，处理块可以包含电源管理单元(未示出)。指纹验证模块202的合适尺寸是：H1＝200μm、H2＝100μm、H3＝400μm、L1＝14mm、L2＝10mm。技术人员应理解，还可以使用其它尺寸。在此例子中，指纹验证模块202被配置为T形模块。指纹区域传感器300可以插入到衬底材料(例如，聚酰亚胺或FR-4)中的空腔中，其中该指纹区域传感器300的接触垫面朝上。传感器的接触垫可以用铜覆盖。基板可以具有放置于基板的两侧上的导电轨。如用于PCB制造的电化过程可以用于在传感器的接触垫与基板的表面上的导电轨之间产生稳固的导电连接。VIA(通孔连接)可以用于在基板的两侧上的导电轨之间建立导电连接。在下侧上，基板可以具有接触垫，该接触垫可以用于建立到导线(未示出)的导电连接，该导线嵌入所阐述种类的非导电基板中。
图4示出接口模块的说明性实施例。具体来说，图4示出图2中所示的基于接触的接口单元204的例子实施方案。在此例子中，基于接触的接口单元204被配置为砖型模块。ISO接触垫区域可以布置在该基于接触的接口单元204的顶侧上(即，接触垫提供到外部装置(例如ATM)的连接性)。VIA可以用于将这些接触垫区域连接到基板材料的下侧上的导电轨。在下侧上，基板可以具有接触垫，该接触垫可以用于建立到导线(未示出)的导电连接，该导线嵌入所阐述种类的非导电基板中。基于接触的接口单元204的合适尺寸是：H4＝200μm、L3＝14mm。技术人员应理解，还可以使用其它尺寸。
图5示出电线嵌入过程的说明性实施例。电线嵌入过程包括通过受计算机控制的喷嘴504将来自电线储器502的电线嵌入到非导电基板500中。具体来说，电线可以是铜线，该铜线在对基板500施加热量和力的情况下通过喷嘴504从电线储器502供应。基板500可以是热塑性卡材料，例如，聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)或聚对苯二甲酸伸乙酯(polyethylene terephthalate，PET)，该热塑性卡材料可以有助于嵌入过程。喷嘴的位置和运动在三维空间中可以由计算机控制。例如，可以通过感应加热、超声波加热、聚焦红外光加热或电动电阻加热来施加热量。可以从电线施加侧并且从基板500下方施加热量，以便减少软化基板材料所需的热量。在施加电线期间产生的电线半径(拉伸半径)用于将来自喷嘴504的力转送到电线和基板500，以便有助于将电线嵌入到基板500中。在电线是绝缘电线的情况下，电线绝缘应为耐受所施加热量。
图6示出电线末端的说明性实施例。具体来说，示出具有螺旋形图案的电线末端600以及具有曲折图案的电线末端602。具有螺旋形图案或曲折图案的电线末端有助于在组装之后将导线连接到功能模块，并且可以在有限接口区域内提供良好连接。然而，技术人员将理解，其它图案也可以用于电线末端。可以通过执行铣削过程方便地准备该末端以便连接到功能模块。
图7示出智能卡200的模块互连层的说明性实施例。模块互连层包括非导电基板，导线已嵌入该非导电基板中。在此例子中，导线具有正方形螺旋形式的末端。此外，模块互连层包含环形天线，该环形天线也具有正方形螺旋形式的末端。导线由此可以和天线嵌入同一非导电基板中，这可以实现智能卡200的低成本实施。此外，导线可以和天线由相同的材料制成，这可以另外降低成本。在一个或多个实施例中，导线是绝缘导线。在模块互连层中使用绝缘导线可以在不引起短路的情况下实现轨道交叉，这可以为模块互连件的设计提供更多灵活性。
图8示出卡层堆叠的说明性实施例。如上文所提及，智能卡的卡身可以由层压材料层802、806的堆叠制成。这些层压材料层中的一个层806可以适合于用作非导电基板，导线804嵌入该非导电基板中。由此形成的模块互连层806可以布置有其它卡材料层802以形成卡层堆叠800。所得卡层堆叠800被层压在卡层压中，该卡层压通过施加可能高于卡材料的熔化温度的温度以及机械压力来按压。在聚碳酸酯卡材料的情况下，在20分钟期间施加的温度可以是200℃并且压力可以是5巴(即，500kPa)。层压可以引起卡层堆叠800的层之间的牢固链接，使得可以形成稳固的卡身。
图9示出空腔形成过程的说明性实施例。在卡层压之后，空腔可以被铣削到卡身中，随后接口模块和认证模块可以插入该卡身中。对于接口模块，铣刀900可以铣削箱形空腔902。对于认证模块，铣刀900可以铣削T形空腔904。
图10示出绝缘物去除过程的说明性实施例。为了准备绝缘导线的末端以便连接到模块的接触垫，应去除所述导线的绝缘物。为了实现此，可以使用铣削过程。铣削过程包括通过铣刀900在卡身1004中、电线1000的绝缘层1002中以及所述电线100的一部分中铣削出开口。铣削过程可以部分地去除电线的绝缘物以便形成所阐述种类的末端。
图11示出在组装之前的智能卡的俯视图。智能卡200包括第一空腔1100，用于容纳认证模块；以及第二空腔1102，用于容纳接口模块。在一些实施例中，可能不需要组装接口模块并且认证模块仅连接到环形天线的两个电线末端。这可以适用于非接触电子文件，例如，电子识别(eID)卡，因为该非接触电子文件可以仅需要非接触通信接口并且因此可以节约基于接触的接口单元的成本。
图12示出组装的智能卡的截面图。组装的智能卡包括卡材料层802。如上文所提及，至少一条导线804可以嵌入这些层802中的一个层中。也就是说，根据本发明，这些层802中的一个层用作非导电基板。在制造过程中，首先可以形成电线接口，接着可以层压卡，然后可以铣削开口以将功能模块202、204插入卡中，并且最后功能模块202、204可以插入(即，组装到)卡中。因此，铣削过程可以实现以下目的：产生用于容纳所述模块202、204以及还用于部分去除电线末端的绝缘物，以便使电线末端准备好执行例如钎焊和胶合的连接过程的空腔。在通过(例如)低温Sn-Bi焊料进行钎焊的情况下，可以通过模块202、204从接触垫侧施加所需热量。另一组装过程可以在将模块202、204插入到铣削后的空腔中之前，将各向异性导电膜或胶粘剂施加到该模块202、204。又另一个组装过程可以施加结合(例如)环氧树脂类胶粘剂的各向同性胶粘剂，该各向同性胶粘剂将模块202、204稳定地固定到卡身。在这种情况下，通过将热量施加到接触垫侧来激活胶粘剂，例如，通过层压工艺中可获得的热量或通过聚焦的红外光束来施加热量。
应注意，已经参考不同主题描述了以上实施例。具体来说，一些实施例可以参考方法类的权利要求来描述，而其它实施例可以参考设备类的权利要求来描述。然而，本领域技术人员将从上述内容了解到，除非另外指明，否则除属于一种类型主题的特征的任何组合外，与不同主题相关的特征的任何组合，特别是方法类的权利要求的特征和设备类的权利要求的特征的组合，也视为用此文件公开。
此外，应注意，图式是示意性的。在不同图式中，用相同的附图标记表示相似或相同元件。此外，应注意，为了提供对说明性实施例的简洁描述，可能并未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何此类实施方案的发展过程中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以便实现研发者的具体目标，例如遵守系统相关的和商业相关的约束条件，不同的实施方案可能具有不同的具体目标。此外，应了解，此类发展工作可能既复杂又费时间，但对于本领域技术人员而言只不过是例行的设计、制造和生产任务。
最后，应注意，技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多可替换实施例。在权利要求书中，圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。“包括”这个词不排除在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前面的“一”或“一个”这个词不排除多个此类元件的存在。权利要求书中叙述的措施可以借助于包括若干不同元件的硬件和/或借助于适当编程的处理器来实施。在列出若干构件的装置权利要求中，可以通过同一个硬件物件来实施若干这些构件。仅凭在彼此不同的从属权利要求中叙述了某些措施这一事实，并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
附图标记列表
100 认证令牌
102 认证模块
104 接口模块
106 导线
108 导线
110 导线
112 导线
200 智能卡
202 指纹验证模块
204 基于接触的接口单元
206 环形天线
208 用户反馈装置
210 处理器
212 指纹传感器
214 安全元件
300 指纹区域传感器
302 处理块
304 电化互连件
500 非导电基板
502 电线储器
504 受计算机控制的喷嘴
600 电线末端
602 电线末端
800 卡层堆叠
802 卡材料层
804 导线
806 非导电基板
900 铣刀
902 箱形空腔
904 T形空腔
1000 导线
1002 绝缘物
1004 卡身
1100 空腔
1102 空腔

Claims (10)

1.一种认证令牌，其特征在于，包括认证模块和至少一条导线，所述至少一条导线用于可操作地将所述认证模块连接到所述令牌的至少一个另外的模块，所述至少一条导线嵌入所述令牌的非导电基板中。
2.根据权利要求1所述的令牌，其特征在于，所述认证模块包括可操作地连接到彼此的指纹传感器和处理单元。
3.根据权利要求2所述的令牌，其特征在于，所述认证模块另外包括安全元件，所述安全元件可操作地连接到所述处理单元。
4.根据权利要求1所述的令牌，其特征在于，另外包括接口模块，其中所述认证模块通过所述至少一条导线可操作地连接到所述接口模块。
5.根据权利要求4所述的令牌，其特征在于，所述接口模块是基于接触的接口单元，具体来说，接口单元符合技术标准ISO/IEC 7816。
6.根据权利要求1所述的令牌，其特征在于，所述导线具有至少一个末端，所述至少一个末端具有曲折形式或螺旋形式并且用作用于将所述认证模块或所述另外的模块连接到所述导线的接触垫。
7.根据权利要求6所述的令牌，其特征在于，已通过执行铣削过程而准备所述末端以便连接到所述认证模块或所述另外的模块。
8.根据权利要求1所述的令牌，其特征在于，进一步包括嵌入所述非导电基板中的天线。
9.根据权利要求8所述的令牌，其特征在于，所述导线和所述天线由相同的材料制成。
10.一种制造认证令牌的方法，其特征在于，所述方法包括提供具有认证模块和至少一条导线的所述令牌，所述至少一条导线用于可操作地将所述认证模块连接到所述令牌的至少一个另外的模块，其中所述至少一条导线嵌入所述令牌的非导电基板中。
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