CN1352438A - 智能卡制造过程中的集成焊接和测试方法及设备 - Google Patents

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Abstract

在智能卡制造过程中,将一张衬底上的智能卡单元中的天线与IC模块进行连接时,在焊接头上集成了一个测试单元,例如:一个读/写单元。测试单元利用低功率RF无线电波通过卡单元中的天线与卡中的IC模块进行通信,以实现对天线与IC模块间是否有良好连接进行在线测试。

Description

智能卡制造过程中的集成焊接和测试方法及设备
技术领域
本发明涉及智能卡制造技术，特别涉及智能卡制造过程中的集成焊接和测试方法及设备。
背景技术
智能卡是装有集成电路(IC)的塑料卡片，而集成电路带有某种形式的存储器。正如国际标准化组织(ISO)的标准所规定的，许多智能卡是能够装进钱包里的。这些国际标准规定了智能卡的物理特性、传输协议、应用和数据构成的规则。
基于存储器的智能卡包括存储器和某些非存储逻辑电路。这种卡可用于例如身份证(卡)或电话卡。更复杂的基于处理器的智能卡包括一个中央处理器(CPU)，一个用于存储操作系统的ROM，一个主存储器(RAM)，和一个用于存储应用数据的存储区(通常是EEPROM)。基于处理器的智能卡可以用于需要复杂计算和对安全需求更高的场合。
智能卡可分为两大类，接触卡和非接触卡。接触卡必须插入一个读卡器才能读取信息。接触卡包括一个通常是镀金的、带有连线的互连模块。如ISO7816标准中所列出的，互连模块可以包括电源、复位、地线、串行输入/输出(SIO)和时钟信号连线。连线与读卡器中的引线(pin)实际接触，以给IC芯片供能并与之通信。接触卡通常被用于预付费用的电话卡和银行卡。
非接触卡不需要与读卡器接触以读取信息。非接触卡包括一个埋在卡中的天线，它可用来通过无线电信号或感应进行能量传输和通信。非接触卡与接触卡相比的优点是交易速度快，容易使用，对卡和读卡器的磨损小等。
混合卡和双面卡包括接触卡和非接触卡两类卡的特征。混合卡有两个芯片，每个芯片有其各自的接触和非接触接口。双接口或“复合”卡有一个具有接触和非接触两种接口的芯片
发明内容
在本发明的一个实施例中，在一张衬底上形成的一批智能卡单元中的天线和集成电路模块(IC模块)间的连接和测试由一台集成化的焊接/测试设备完成。利用一个焊头在智能卡模块的一个或多个相互连接点产生连接，并在对下一个选定的智能卡模块进行焊接之前，用一个测试单元，例如一个读卡器单元或读/写单元进行测试。
测试单元包括一个产生电磁波(例如RF波)的天线，用于通过卡中的天线给智能卡模块中的IC模块供能并与之进行通信。测试单元可以通过读取IC模块中存储器中的内容测试IC模块。测试单元可以通过天线向IC模块中的存储器中写入信息然后读取这些信息来测试IC模块。测试单元可以通过激励IC模块中的处理器完成某一功能来测试IC模块。没有通过测试的智能卡模块可以被标出并进行返工。
一个集成的读/写单元可以用来在完成某一选定的智能卡模块的焊接之后并在对下一个选定的智能卡模块进行焊接之前，给该选定的智能卡模块编程，加入初始化信息或个性化信息。
在完成对智能卡模块的焊接和测试以及在线编程之后，该张衬底可被切成预先测试过的和/或预先编程的智能卡。
附图简述
图1是根据本发明一个实施例的智能卡的截面图；
图2A是一张包括多个智能卡单元的衬底的平面图；
图2B是图2A中一个智能卡单元的放大图；
图3是根据本发明一个实施例的集成焊接/测试设备的透视图；
图4是根据本发明的一个实施例的集成焊接和测试过程的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的非接触智能卡100。非接触智能卡100包括一个IC芯片102，与埋在塑料卡片106中的线绕天线104相连。天线104可以包括三到四圈导线并且一般是围绕在卡片的周边。卡片符合国际标准化组织(ISO)14443或15693标准，即远距离耦合非接触卡的国际标准。国际标准化组织规定了卡的物理、机械和电气特性，以及卡和读卡器之间的通信协议，但没有限定卡中IC芯片的结构和在卡中的应用。非接触卡的一个通行的结构是由菲利浦半导体部门(Philips Semiconductor)开发的Mifare结构及相关的协议。
读卡器外设及读/写设备通过低功率无线电频率(通常是10-15MHz)来读取非接触智能卡。读卡器借助发射天线(通常是线圈形式的天线)产生一低磁平磁场。该磁场作为从读卡器到非接触智能卡间能量的载体。非接触智能卡通过天线104感受该磁场。读卡器从无源的智能卡回收电磁信号，并将该信号转换成电信号。一旦读卡器检测出从智能卡收到了错误和无效数据，数据被解码并被重新构成主计算机所需的格式以便传输。
如图2A和图2B所示，可以用一张塑料片200，例如：聚氯乙烯(PVC)或ABS塑料同时制造一批非接触智能卡。塑料片200构成智能卡单元202的衬底，智能卡单元202是随后从塑料片200上切下的。在塑料片200上相应于每张卡的IC模块204的位置打孔，然后将IC模块204放入孔中并用黏合剂固定。
在填充完IC模块之后，安装天线205。天线205可以是环型导线，它被埋在各卡周边206。可以利用一机械手来溶解塑料片上的塑料并将导线埋入各卡的相应位置。机械手上有一超声头，一个供线系统，以及切刀。此外，天线还可以粘合或熔敷在各卡的相应位置上。
每一个IC模块204可以包括两个连接片208，用于和卡上的相关的绕制天线205的接头210相互连接。可以利用热压焊技术将天线205的接头210与连接片208相连接。由于天线的作用是向IC模块提供能量并使其与读卡器通信，因此，天线与IC模块之间的良好接合是至关重要的。
在一个实施例中，天线接头210与IC模块204之间的连接的好坏是在塑料片200上的卡单元202的制造过程中进行测试(在线测试)的。即在焊接操作之后，通过天线205测试IC模块204的工作状态。如图3所示，焊接设备300包括机器人焊接系统，其上有一机械手302，机械手302上集成着焊接头304和读/写单元306。焊接头上包括一焊片310，用于在天线接头210和IC模块204上的连接片208间产生热压接合。读/写单元306产生一低功率无线电频率(通常是10-15MHz)以通过塑料片200上的某一卡单元202的相应天线205向IC模块204供能并与之通信。
图4是一流程图，示出了实施例中集成的焊接与测试过程400。图中的流程是示范性的，因此，可以跳过某些方框或以不同的顺序执行而仍能取得同样的效果。
移动机械臂和/或塑料片200以将选定的卡单元202的IC模块204上的互连点与焊片310对准(方框402)。将已加热的焊片310压住连接点以形成热压接合(方框404)。在完成天线接头210和IC模块204连接片208间的相互连接之后，激活读/写单元306(方框406)。机械臂可将读/写单元306移动到理想的距离和方位，例如：约4厘米，以便与IC模块204通信。读/写单元306随后测试IC模块204的工作状态(方框408)。
读/写单元306可以对IC模块204进行一种或多种测试。这些测试包括：唤醒、序列号检查、全部信息读取和全功能测试等。读/写单元306还可以向芯片中写入数据并从中读出这些数据进行检查。如果任何一项测试失败(方框410)，可以给该卡打上标记对其返工(方框412)。在对塑料片200上的所有卡单元进行完焊接和测试后，带有不合格标记的卡可以在后续制造过程中返工(方框414)。
在将各卡单元从塑料片上分开之前，也可以利用读/写单元306对单个智能卡单元202中的IC模块204进行在线编程(方框420)。编程可包括初始化，在此过程中，可以将一张塑料片上的所有IC模块204加载同样的数据。编程还可以包括个性化，即将某一单个的IC模块204加载某一持卡人的特定信息。
当塑料片200上所有的卡单元202的互连都令人满意且所需的在线编程都已完成，塑料片可以被送到层压工序。层压后，塑料片可以被切成单个的智能卡(方框430)。
集成的焊接与测试过程400可以由硬件或软件来完成，也可由二者相结合(例如：可编程逻辑阵列)来完成。除非特别说明，作为焊接与测试过程一部分的算法并不只能用于某一特定的计算机或其它设备。根据本发明教导编写的程序可用于各种通用机械，或可以更方便地构造特殊的设备来执行所需的方法步骤。然而，本发明最好用执行一个或多个程序的一个或多个可编程系统来实现。每个系统至少包括一个处理器，一个数据存储系统(包括易失和非易失存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。将程序代码加到输入数据上以执行这里所述的功能并产生输出信息。输出信息以公知的方式被加到一个或多个输出装置。
上述各计算机程序可以用任何计算机语言来实现，例如：机器语言，汇编语言，高级过程语言或面向对象的程序设计语言等。在任何情况下，语言可以是编译语言或解释语言。
每一这样的计算机程序最好存储在一个通用计算机或专用计算机可读的存储介质或器件中，例如：ROM、CD-ROM、磁或光学介质、以便当计算机读取存储介质或器件以执行这里所述的过程时，配置和操纵计算机。也可以考虑将该系统作为配置有计算机程序的计算机可度存储介质，如此配置的存储介质使计算机以特定的预先定义的方式运行来执行这里所述的过程。
前面描述了几个实施例。然而，在不脱离本发明精神和实质的范围内，可以对其作出各种各样的修改，所有这些修改和其它实施例都落入本发明权利要求的范围。

Claims (33)

1.一种方法包括：
在包括多个卡单元的一张衬底上选择一个卡单元，每个卡单元包括一个IC模块和一个天线；
在一个或多个连接点连接所述天线和IC模块；
利用电磁波与IC模块通信来测试上述一个或多个连接点的连接。
2.根据权利要求1的方法，还包括将选定的卡单元从衬底上分开。
3.根据权利要求1的方法，其中所述的电磁波包括射频波。
4.根据权利要求3的方法，其中所述射频波的频率在约10MHz到15MHz之间。
5.根据权利要求1的方法，其中所述测试一个或多个连接点的连接的步骤包括给IC模块供能。
6.根据权利要求1的方法，其中所述的IC模块包括一个存储器，且所述的与IC模块通信的步骤包括读取该存储器的内容。
7.根据权利要求6的方法，其中所述的读取存储器的内容的步骤包括读取存储在该IC模块存储器中的序列号。
8.根据权利要求6的方法，其中所述的与IC模块通信包括向存储器中写入信息。
9.根据权利要求1的方法，其中所述的IC模块包括一个可以完成某种功能的处理器，且所述的与IC模块通信包括完成所述功能。
10.根据权利要求1的方法，其中所述的卡单元包括非接触智能卡。
11.一种方法包括：
在包括多个卡单元的一张衬底上选择一个卡单元，每个卡单元包括一个天线和一个IC模块，IC模块带有处理器和存储器；
在一个或多个连接点连接所述天线和IC模块；
通过电磁波来给上述选定的卡单元编程。
12.根据权利要求11的方法，还包括将选定的卡单元从衬底上分开。
13.根据权利要求11的方法，其中所述的编程包括利用与衬底上其它卡单元相关的信息对选定的卡单元的处理器进行初始化。
14.根据权利要求11的方法，其中所述的编程包括利用对选定卡单元独特的信息对该卡单元的处理器进行个性化处理。
15.根据权利要求11的方法，其中所述的信息包括与特定持卡人相关的个人信息。
16.一种装置包括：
一个焊接头，其上带有一适于被加热的焊片；
一个与焊接头相连的智能卡读卡器模块，所述读卡器模块包括一个可以通过电磁波与智能卡单元通信的天线。
17.根据权利要求16的装置，其中所述的智能卡读卡器包括一读/写单元。
18.根据权利要求16的装置，还包括能在智能卡单元上的IC模块和天线间产生连接并通过试图与所述智能卡单元通信来测试连接效果的处理器。
19.根据权利要求18的装置，还包括一个标记装置，它可以在所述的与智能卡单元通信失败时，给该智能卡单元做标记。
20.根据权利要求18的装置，还包括可以存储信息以给衬底上的智能卡单元编程的存储器件；其中所述处理器能向所述智能卡单元传送存储的信息。
21.一张衬底包括：多个智能卡单元，每个智能卡单元包括：
一个带有天线部分的天线，一个带有互连片的IC模块，互连片与天线部分的连接，含有经天线获取的信息的存储器。
22.根据权利要求21的衬底，其中所述的智能卡单元的存储器中含有经天线编程的信息。
23.根据权利要求22的衬底，其中经天线编程的信息包括初始化信息。
24.根据权利要求22的衬底，其中经天线编程的信息包括个性化信息。
25.一种物品包括：机器可读介质，该介质中存有机器可执行指令，所述指令可操控机器
在一张包括多个卡单元的衬底上选择一个卡单元，所述每个卡单元包括一IC模块和一天线；
在一个或多个互连点连接所述天线和所述IC模块；
利用电磁波与IC模块通信来测试上述一个或多个连接点的连接。
26.根据权利要求25的物品，其中所述指令还包括能使机器将选定的卡单元与衬底分开的指令。
27.根据权利要求25的物品，其中所述的IC模块包括一存储器，且可使机器与IC模块通信的指令还包括可使机器读取存储器中信息的指令。
28.根据权利要求27的物品，其中可使机器与IC模块通信的指令还包括可使机器向存储器写入信息的指令。
29.根据权利要求25的物品，其中IC模包括一个可以完成某一功能的处理器，且可使机器与IC模块通信的指令还包括可使机器提示处理器来完成所述功能的指令。
30.一种物品包机器可读介质，该介质中存有机器可执行指令，所述指令可操控机器
在一张包括多个卡单元的衬底上选择一个卡单元，所述每个卡单元包括一天线和一带有处理器和存储器的IC模块；
在一个或多个互连点连接所述天线和所述IC模块；
利用电磁波给选定的IC模块编程。
31.根据权利要求30的物品，还包括能使机器将选定的卡单元与衬底分开的指令。
32.根据权利要求30的物品，其中所述的使机器编程的指令还包括利用与衬底上其它卡单元相关的信息对选定的卡单元的处理器进行初始化的指令。
33.根据权利要求30的物品，其中所述使机器编程的指令还包括：利用对选定卡单元独特的信息对该卡单元的处理器进行个性化处理的指令。
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