包括突出部件的智慧卡及其製造方法
2023-05-03 15:25:31 2
專利名稱：包括突出部件的智慧卡及其製造方法
技術領域：
本發明涉及包括設有外部觸點的微電路(或集成電路)和一個或多個其它部件，包括突出部件例如顯示器、檢測器(例如指紋檢測器)或發送器(例如光學發送器)，即必須可以在卡表面上(而不必從中伸出)進行存取的部件。
背景技術：
構成結合有單個微處理器微電路的標準方法包括在卡支撐件(這實際上由塑料材料製成)中形成空腔並且在其中粘上由微處理器微電路和與該微電路連接的其外部觸點構成的模塊。關於這參見US6372541。
在該智慧卡打算除了微電路模塊(與天線一起形成一種被稱為通信接口的系統)接合在表面上可以存取的另一個電子部件時，文獻WO99/50790提出通過導線將電子部件連接在通信接口上，使所得到的組件相對於第一塑料材料板暫時固定，將第二塑料材料板安放在那個組件的頂部上，在第一板中或在第二板中設有用作電子部件的外殼的開口，然後將這兩塊板緊固在一起，從而封住該接口和電子部件。
上面的方法需要專門的設備來在最終製造步驟之前將該組件定位在塑料結構的中部中並且在這些板中提供適當的開口。另外，通信接口和在表面處可存取的部件在如在上述文獻中所提出的一樣將這些板層疊的情況中必須能夠承受將這些板緊固在一起所處的溫度，例如通常為至少140℃的溫度。
涉及本申請人的在先發明的文獻EP0908844和US6320753提出了這樣一種智慧卡，它組合有外部觸點區域和天線並且包括通過連接端子與天線並且與外部觸點區域連接的微電路，所述天線設置在支撐件和板之間並且連接端子設置成面對著微電路的相應連接端部。微電路和天線單獨安裝並且應用來在板和支撐件之間布置的理念。
在文獻EP0234954中披露了上面類型的夾層結構，該文獻描述了由位於兩塊板之間的PC卡形成的智慧卡，並且在US5412192中，其中天線埋入在其支撐件中，並且其中顯示部件層壓在卡的內部上。
如所示的第一現有技術文獻一樣，這些不同的方案比較複雜並且採用它們往往意味著必須在不損壞部件的情況下進行處理。
發明內容
本發明的一個方面在於一種智慧卡，它包括一微電路和一個或多個其它部件，這些部件包括一突出部件，其結構簡單而可靠，並且不需要會對部件造成損害或者會導致該卡的機械弱化的加工，並且其中施加在該卡上的彎曲力集中在它們只具有有限結果的位置處。
本發明的另一個方面在於一種構造上述類型的智慧卡的方法。
為此，本發明提出一種智慧卡，它包括一微電路、包括一突出部件在內的至少一個其它部件以及在卡支撐件中的外部觸點，其特徵在於，所述微電路、突出部件和外部觸點形成固定在形成在卡支撐件的一部分厚度中的外殼中的子組件的一部分，所述子組件包括在內表面上承載著所述微電路和至少突出部件並且在外表面上承載著所述外部觸點的支撐薄膜，在該支撐薄膜中形成有面對著所述突出部件的一部分的一個窗口。
為了構成上述類型的智慧卡，本發明還提出了一種構成包括一微電路和包括一突出部件在內的至少一個其它部件的智慧卡，該方法包括以下步驟通過在支撐薄膜上安裝所述微電路和至少所述突出部件組裝出一子組件，在所述薄膜中設置用於通向所述突出部件的窗口，並且通過連接導線進行連接；在所述卡支撐件中形成一外殼；
將所述子組件安置在所述外殼中。
顯然，本發明對構成結合有具有外部觸點的微處理器微電路和一個或多個突出部件的智慧卡的問題提出了一種簡單的解決方案，因為它建議使用公知並且可靠的技術，由此通過在部件之間的導線來形成連接，在卡支撐件的一部分厚度中形成有用於這些部件的一個或多個空腔；提供安裝在該空腔或這些空腔中的由這些部件形成的子組件便於在所述支撐件中與該外殼或這些外殼無關地進行安裝和連接操作。
根據本發明的優選特徵，這些特徵在一些情況中可以組合所述子組件還包括連接在所述微電路和所述突出部件之間的接口部件；事實上本發明除了所述微電路之外還應用於任意數量的部件；其它部件具體地說可以為用於所述突出部件的控制器；在所述子組件的連接通過連接導線來形成，這是一種可靠的電連接方法；每個連接導線一方面與微電路或與部件連接，另一方面與由所述支撐薄膜承載的連接印線連接；所述外殼包括至少一個其中裝配有所述微電路的空腔和一個其中裝配有所述突出部件的空腔，在所述空腔之間設有至少一個肋條；所述支撐薄膜包括位於至少所述微電路和部件之間的彎曲度機械弱化並且用來壓靠在肋條上的區域；這種機械弱化區域最好形成在微電路和每個部件的任一側上；其它機械弱化區域可以相對於第一區域橫向設置，從而使得該子組件更加容易彎曲；每個機械弱化區域優選包括至少一個狹槽；連接印線形成在微處理器和每個部件之間，每個印線面對著一肋條並且由至少一個機械弱化區域越過；所述支撐薄膜包括平行的機械弱化區域，這種區域設置可以沿著至少兩個方向設置；每個空腔填充有包含有微電路或部件並且延伸直到所述支撐薄膜的剛性材料；
每個空腔在其底部的周邊處設有至少一個凹入部；通過用上面在本發明智慧卡上的說明進行類推，所述製造方法優選具有以下可以組合應用的特徵在所述外殼中形成用於所述微電路的空腔和用於所述突出部件的空腔；在至少位於所述微電路和所述突出部件之間的所述支撐薄膜中形成彎曲度機械弱化的區域；在所述支撐薄膜中在所述微電路和每個部件的任一側上形成彎曲度機械弱化的區域；也可以相對於第一區域橫向(例如垂直)設置其它彎曲度機械弱化區域；所述彎曲度機械弱化區域由狹槽形成；至少一個彎曲度機械弱化區域設置成面對著在兩個空腔之間形成在所述外殼中的肋條；通過導線與所述微電路或與部件連接的連接印線由彎曲度機械弱化的區域越過；在至少一個空腔的底部的周邊處形成至少一個凹入部；在所述支撐薄膜中設置多個平行的或沿著兩個或多個方向設置的彎曲度機械弱化區域。
從參照附圖以非限定實施例的方式給出的以下說明中將了解本發明的特徵和優點，在這些附圖中圖1為從內部看由各個部件形成的子組件的視圖；圖2為從上面的子組件得到的卡的頂視圖，後者是從與在圖1中所示的側面相反的側面看到的；圖3為本發明優選實施方案的子組件的與圖1類似的底視圖；圖4為設置在形成在卡支撐件中的多個空腔的頂部上的上述子組件的剖視圖；圖5為在用固定樹脂填充這些空腔之後與圖4類似的視圖；並且圖6為根據另一個實施方案的空腔的詳視圖。
具體實施例方式
圖1和2分別給出處於單獨狀態或處於在卡中的最終狀態中的子組件S1。
該子組件S1包括一微電路，它實際上包括一微處理器1、一突出部件2以及在該實施方案中一接口部件3，例如突出部件2的控制器。該突出部件2例如為一顯示裝置，但是也可以為任意其它種類，例如用來結合進該卡中的檢測或發射部件。
在該實施例中，在部件和圍繞著微電路1的連接區域6之間具有連接印線或條帶4和5。該微電路1通過連接導線7與連接區域連接並且藉助於連接導線8通過連接印線4與接口部件3連接，並且接口部件通過其它連接導線9藉助這些連接印線5與突出部件2連接。
部件1、2和3以及連接印線4和5安裝在其中形成有一窗口11的支撐薄膜10上。在與其上安裝著上述部件的表面相反的表面上外部觸點12通過未示出的部件與連接區域6連接。在未示出的一變型中，區域6刪除並且微電路與外部觸點12直接連接，所述連接導線按照本領域所知的方式穿過支撐薄膜10(參考標號6表示在卡支撐件中的孔，這些導線通過這些孔穿過該支撐薄膜)。在未示出的另一個變型中，連接印線4和5可以刪除，連接導線8和9提供了從微電路到接口部件以及從後者到突出部件的直接連接。這些連接印線的好處在於，這些導線8和9可以更短。從隨後這些附圖的說明中將看出另一個優點。
窗口11小於接口部件，結果後者在其周邊的至少一部分上保持與支撐薄膜10接觸。在當前實施例中，部件在其整個周邊上保持與支撐薄膜接觸，但是代替的是例如它可以只在其端部處與薄膜接觸。
儘管一般來說它往往是由在一個表面上承載微電路並且在另一個表面上承載其外部觸點的薄支撐件形成的模塊的問題，但是本發明採用更大的模塊，因為在該實施例中包括其它部件即所有其它電子部件。
這些部件可以通過任意本領域所知的適當手段例如粘接或膠粘固定在支撐薄膜上。連接印線、連接區域(如果有的話)以及外部觸點可以通過例如沉積金屬或者通過任意其它適當的手段獲得。
優選的是該子組件佔據了形成在卡支撐件P1中的外殼的基本上所有區域。
該子組件可以安裝在單個空腔中，按照與固定僅僅由微電路和外部觸點構成的模塊相同的方式通過讓這些部件嵌入在其中的樹脂來將該子組件膠粘或固定到該空腔中，但這並不因為這完全填充該空腔。
但是，從圖3至6中可以看出，任選的是，該子組件可以安裝在形成在卡支撐件P2中的多個空腔中。
在這個變型中，子組件S2具有與圖1和2的子組件S1相同的結構，除了在支撐薄膜10的厚度中形成有橫向彎曲狹槽。
這些彎曲狹槽優選處於離部件1、2和3一定距離處。因此，在當前實施例中，在微電路1的任一側上具有兩個狹槽F1和F2，在接口部件3的任一側上具有兩個狹槽F3和F4，並且在突出部件2的任一側上具有兩個狹槽F5和F6。這些狹槽尤其在它們形成一對(F2+F3，F4+F5)時限定了彎曲度機械弱化區域。
在當前實施例中，這些狹槽為V形，並且為了清楚起見，表示為完全穿過支撐薄膜10的厚度。然而必須清楚理解的是，其它形狀也是可以的(鋸齒狀等)，並且這些狹槽優選只是延伸穿過支撐薄膜的一部分厚度，從而保持其連續性。
要指出的是，狹槽F2和F3延伸過連接印線4並且狹槽F4和F5延伸過連接印線5。
圖4和5與圖3的比例不同，並且顯示出在位於該部件側面的這些狹槽之間在每個部件下面的卡支撐件中形成有一空腔。因此，該卡支撐件P2包括具有用於微電路1的空腔C1、用於突出部件2的空腔C2和用於接口部件的空腔C3的外殼。
在未示出的一變型中，相同的空腔可以容納兩個部件，或者對於具有一些柔性的一個部件可以有兩個或多個空腔。
要指出的是，在當前實施例中，連接印線4和5因此分別重疊著將這些空腔C1和C3以及空腔C3和C2分開的肋條15和16，從而在任一側上位於其中每一個的側面；在狹槽F1和F6下面除了在空腔C1和C3之外在外殼的端部處分別還形成有平臺。
圖4為微電路1、部件2和3、連接印線4和5、連接區域6和兩個外部觸點12的示意圖；還示意性地顯示出連接導線(包括圍繞著所關心的部件的任意導線)，沒有要求顯示出所有連接。然而要指出的是，每個部件至少部分容納在一特定空腔中，通過連接印線形成在這些空腔之間的連接。在其中刪除了印線的上述變型中，導線必須足夠長以通過肋條15和16。
還要指出的是，在圖4中的突出部件2由一疊層形成，其中一些從外殼中伸出；但是該部件當前可以完全容納在卡支撐件P2的外殼內。而且，所有層顯示出具有相同的尺寸，但是實際上它們優選可以具有不同的尺寸，其中內層大於設置在其外側上的層，由此內層可以用來將該部件機械固定在支撐薄膜上(通過膠粘或通過任意其它適當的手段)。
在將每個部件固定在卡支撐件的外殼中之前可以將封裝樹脂塗覆在每個部件上，但是優選的是，在安放子組件之前將封裝樹脂安放在每個空腔中。在這方面參見文獻EP-1050844(或US6372541)和EP-1050845或EP-0519564(或US5585669或5438750)。
從圖5可以看出，封裝樹脂優選完全填充這些空腔，沒有覆蓋(至少沒有完全)這些板或肋條的頂部。因此封裝樹脂20附著在空腔的底部上，從而在每個空腔中形成由該空腔、與塗覆在其上的樹脂一起設置在其中的部件以及位於在所述空腔側面的兩個狹槽之間的部分支撐薄膜構成的剛性塊(或連接件)。相反，在這些塊之間即在這些線槽F2和F3、F4和F5之間的空間或者在狹槽F1和F6的外側上的支撐薄膜的端部構成鉸鏈，卡在使用中所可能受到的任何彎曲力都集中在這些鉸鏈上，這降低了這些部件在使用中所受到的應力。這樣獲得了具有一定柔性並且這些部件自身不會受到應力的卡。
要指出的是，在當前實施例中，狹槽F1至F6是平行的，並且與支撐薄膜的最大尺寸垂直。
在未示出的變型中，在相對於狹槽F1至F6橫向(例如垂直)的支撐薄膜中設有其它彎曲度機械弱化區域。這在這些部件沒有設置在單條直線中而是設置在二維陣列(正交或其它形式的)中的情況下尤其有用，從而狹槽沿著每個方向優選遠離這些部件設置。
在未示出的另一個實施方案中，狹槽F1至F6以不同的角度傾斜，例如這些狹槽F2和F3都向上並且向右傾斜並且狹槽F4和F5向上並且向左傾斜。因此，根據瞬時應力狀況，鉸接效應將主要集中在狹槽F1和F6中、在狹槽F2和F3中或者在狹槽F4和F5中。
在圖6變型中，空腔的底部不是完全平坦的，但是結合有凹入部18(周邊溝槽或中空連續部)，這樣的優點在於使應力集中在空腔的底部周邊處。
卡支撐件在該位置處受到高應力，這一般緩解了其它區域。但是，為了降低斷裂的危險，卡支撐件優選由高強度聚合物例如聚碳酸酯(PC)或通過將它拉伸使之成晶狀的聚乙二醇對苯二甲酸酯(PETF)。
要指出的是，因此該智慧卡的製造包括以下步驟例如通過採用粘接或膠粘在支撐薄膜10上安裝各種部件(微電路、突出部件和控制器，如果有的話)來裝配出一子組件S1或S2，在所述薄膜中形成用於通向突出部件的窗口(至少可視通道)並且通過連接導線形成連接，從而該支撐薄膜優選在部件之間設有彎曲狹槽，在卡支撐件中形成外殼(C1+C2+C3)，它優選包括與部件一樣多的空腔；優選通過將每個部件固定到所述外殼的空腔中將所述子組件固定到所述外殼中，這種固定優選通過填充外殼的每個空腔的封裝樹脂來進行。
要指出的是，該子組件可以很容易通過一般用來生產僅僅由微電路和其外部觸點構成的智慧卡模塊的標準膠粘和線焊設備來生產出；然後可以很容易通過一般用於安放這些「簡單」模塊的部件來裝配它。
形成在支撐薄膜中的窗口不會妨礙用透明薄膜覆蓋該突出部件以保護它。
權利要求
1.一種智慧卡，它包括一微電路、包括一突出部件在內的至少一個其它部件、以及在卡支撐件中的外部觸點，其特徵在於，所述微電路(1)、突出部件(2)和外部觸點(12)形成固定在形成在卡支撐件的一部分厚度中的外殼(C1+C2+C3)中的子組件(S1，S2)的一部分，所述子組件包括在內表面上承載著所述微電路(1)和至少突出部件(2)並且在外表面上承載著所述外部觸點(12)的支撐薄膜(10)，在該支撐薄膜中形成有面對著所述突出部件的一部分的一個窗口。
2.如權利要求1所述的智慧卡，其特徵在於，所述子組件還包括連接在所述微電路(1)和所述突出部件(2)之間的接口部件(3)。
3.如權利要求2所述的智慧卡，其特徵在於，所述接口部件為用於所述突出部件的控制器。
4.如權利要求1至3中任一項所述的智慧卡，其特徵在於，在所述子組件內的連接由連接導線(7，8，9)形成。
5.如權利要求4所述的智慧卡，其特徵在於，每個連接導線一方面與微電路(1)或與部件(2，3)連接，另一方面與由所述支撐薄膜承載的連接印線(4，5)連接。
6.如權利要求1至5中任一項所述的智慧卡，其特徵在於，所述外殼包括至少一個其中裝配有所述微電路(1)的空腔(C1)和一個其中裝配有所述突出部件(2)的空腔(C2)，在所述空腔之間設有至少一個肋條(15，16)。
7.如權利要求6所述的智慧卡，其特徵在於，所述支撐薄膜包括位於至少所述微電路和一個部件之間的彎曲度機械弱化並且適於用來壓靠在肋條上的區域。
8.如權利要求7所述的智慧卡，其特徵在於，所述機械弱化區域形成在所述微電路和每個部件的任一側上。
9.如權利要求7或8所述的智慧卡，其特徵在於，每個機械弱化區域包括至少一個狹槽(F1至F6)。
10.如權利要求6至9中任一項所述的智慧卡，其特徵在於，在所述微處理器和每個部件之間形成有連接印線(4，5)，每個印線面對著一肋條並且由至少一個機械弱化區域越過。
11.如權利要求6至10中任一項所述的智慧卡，其特徵在於，每個空腔填充有包含有所述微電路或部件並且延伸直到所述支撐薄膜的剛性材料。
12.如權利要求9所述的智慧卡，其特徵在於，每個空腔在其底部的周邊處設有至少一個凹入部(18)。
13.一種構成包括一微電路和包括一突出部件在內的至少一個其它部件的智慧卡，該方法包括以下步驟通過在支撐薄膜(10)上安裝所述微電路(1)和至少所述突出部件(2)組裝出一子組件(S1或S2)，在所述薄膜中設置用於通向所述突出部件的窗口(11)，並且通過連接導線進行連接；在所述卡支撐件中形成一外殼(C1+C2+C3)；將所述子組件安置在所述外殼中。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，在所述外殼中形成用於所述微電路(1)的空腔(C1)和用於所述突出部件(2)的空腔(C2)。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，在至少位於所述微電路和所述突出部件之間的所述支撐薄膜中形成彎曲度機械弱化的區域(F2、F3、F4、F5)。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，在所述支撐薄膜中在所述微電路和每個部件的任一側上形成所述彎曲度機械弱化區域。
17.如權利要求15或16所述的方法，其特徵在於，所述彎曲度機械弱化區域由狹槽(F1、...、F6)形成。
18.如權利要求14至17中任一項所述的方法，其特徵在於，至少一個彎曲度機械弱化區域設置成面對著在兩個空腔之間形成在所述外殼中的肋條(15，16)。
19.如權利要求14至18中任一項所述的方法，其特徵在於，通過導線與所述微電路或與部件連接的連接印線(4，5)由彎曲度機械弱化區域越過。
20.如權利要求14至19中任一項所述的方法，其特徵在於，在至少一個空腔的底部的周邊處形成至少一個凹入部(18)。
全文摘要
本發明涉及一種智慧卡，它包括一微電路、包括一突出部件在內的至少一個其它部件、以及在卡支撐件中的外部觸點，其特徵在於，所述微電路、突出部件和外部觸點形成固定在形成在卡支撐件的一部分厚度中的外殼中的子組件的一部分，所述子組件包括在內表面上承載著所述微電路和至少突出部件並且在外表面上承載著所述外部觸點的支撐薄膜，在該支撐薄膜中形成有面對著所述突出部件的一部分的一個窗口。
文檔編號G06K19/077GK1708770SQ200380102229
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月23日 優先權日2002年10月28日
發明者弗蘭索斯·勞內, 雅克斯·維納姆布爾 申請人:奧貝蒂爾卡系統股份有限公司