本发明专利技术涉及一种制造高级智能卡或类似设备的方法，通过使用将会成为所述高级智能卡的核心层的热固或热塑材料注塑成型，可以制造带有集成在卡结构底层中的高度复杂电子部件（例如集成电路芯片、电池、微处理器、发光二极管、液晶显示器、聚合物半球形开关、和天线）的高级智能卡以及类似大小的装置（例如证件、标签），其具有由聚氯乙烯（ＰＶＣ）、聚碳酸酯（ＰＣ）、合成纸或其它合适材料构成的高质量外表面。层压完工处理能提供高质量的下表面，而把电子部件封装在热固或热塑材料中可以提供对层压热量和压力的防护。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及高级智能卡，其包含电池、LED、 LCD、聚合 物半球形开关、指纹传感器、以及其它未曾出现在常规智能卡内的电 子部件。常规智能卡具有传统信用卡的大小，它们通常包含集成电路 (IC)芯片，并且当该卡必须通过射频(RF)传输来传送数据时还可 以包含天线。高级智能卡可以包含诸如电池、显示器件、和键盘等未 曾出现在常规智能卡中的部件。因此高级智能卡能够提供很多复杂的 功能，比如显示数据、让用户能够输入个人识别号(PIN)和密码、 以及检测安全威胁。
技术介绍
智能卡如今广泛用于访问控制系统、生物统计数据存储、国界 控制、以及很多其它的应用。智能卡典型地包含用户相关的信息。例 如，美国国防部(DoD)通用卡(CAC)计划需要非接触式芯片来包含 有关于一个市民的生物统计数据，其包含数字化的肖像和指纹数据。这些高级智能卡典型地由多层结构组成，该结构具有一个或多 个塑料层，该塑料层包围着存储数据的集成电路。通过射频(RF)传 输来把数据传送到该卡和从该卡传出。仅通过RF传输来传送数据的 卡即所谓的"非接触式"卡。非接触式高级智能卡包含用于把数据传 输出入该集成电路的天线，以进行RF传输。出于在后9. ll环境下的 日益增加的安全考虑，非接触式RFID芯片被并入护照等证件以及其 它证件或函件形式中。现有技术的智能卡构造中存在一些问题，即现有技术智能卡利 用PVC的硬度来保护天线和集成电路免受弯曲破坏。PVC的每层都必 须具有预定厚度，以包围并保护所述部件。为了维持所需的硬度并容 纳必需的部件，这些PVC卡与其它类型的卡比如信用卡相比倾向于较厚。一般来说，所得的这些多层结构厚约0.060英寸。另外，PVC会随着时间推移以及紫外线的照射而倾向于变脆。这会使其随时间而失效。此外，还需要专门的打印设备来在该PVC材料的外表面上打印信息。许多其它的问题会随着热层压所需的高温高压而频繁出现，包括对易碎的集成电路(IC)芯片、天线(通常是细绕组、细薄的蚀刻铜或者细薄的淀积银)、以及其它电子部件的损坏。用在塑料卡层压生成工艺中的通常约为300° F的高热等级、以及通常约为从l，OOO 至30， 000 PSI或更髙的压力范围，是对智能卡部件造成严重的热量 及物理压力的原因。需要一种改进的制造高级智能卡(包含集成电路、天线、电池、 聚合物半球形开关、液晶显示器、发光二极管阵列、指纹传感器)的 方法，该方法能够把敏感的部件安全可靠地并入既薄且柔的卡结构 中，并且使用低温(例如低于150° F)和低压(例如小于100PSI)。由于材料科学和电子学方面的进步，新一代高度复杂的智能卡 在技术上已变得可行。微型电池、数据显示器、键盘、甚至指纹传感 器都已获得发展，可以并入形状为智能卡大小的装置中。这些进步正 在刺激新的智能卡能力和应用。例如，装备有电池、数据显示器、和 键盘的智能卡能够让用户査看与下述有关的数据1)电子钱包应用 的收支平衡，2)最近的信用卡交易信息，或3)银行账户结余信息。 这些能力也可用于提高启用密码的信用卡功能的安全性。尽管这些扩 展的智能卡能力提供着新型应用的极大潜力，但使用基于层压的制造 技术来大规模生产高级卡却是非常困难，因为在层压时所用的高温高 压会对电子部件造成破坏。需要一种使用低温低压的新的卡生产工艺 来把脆弱的电子部件有效地并入卡体中。
技术实现思路
因此本专利技术的目的之一是提供一种厚度不超过0. 80 mm (传统信 用卡的厚度)的高级智能卡，其包含安全封装的高级智能卡电子部件，所述电子部件可以包括集成电路、天线、电池、聚合物半球形开关、 液晶显示器、发光二极管阵列、指纹传感器。通过提供一种多层卡结构来实现此目的以及其它目的，该多层 卡结构具有由诸如合成纸、PVC、 PC、或其它合适材料构成的顶层， 包括集成电子组件(可以包括集成电路、天线、电池、聚合物半球形 开关、液晶显示器、发光二极管阵列、和指纹传感器)的底层，其中 带有由注塑聚合材料构成的核心层，其中所述注塑聚合材料对形成底 层的电子部件进行安全的封装，并且与合成纸或其它合适材料构成的 顶层安全地结合。顶层和底层之间的空隙有利于形成匀流以及通过注塑聚合材料 来完全封装电子部件。约为0. 1至0. 25誦的空隙允许注塑聚合物充 满其中，覆盖电子部件和顶层的底表面，其中不带有任何气孔、气囊， 并且聚合材料均匀且完全地分布在所述空隙中。所述形成了底层的集成电子组件在单个连续的板上制成，然后 通过机械工具将其切割成能够允许该高级智能卡的周边被注塑聚合 物覆盖的形状。附图说明图l是根据本专利公开的指导制造的高级智能卡的剖视侧视图。图2和图3是安装来制造本专利公开中高级智能卡的第一优选 实施例的模具的剖视侧视图，其中示出了在把液态聚合材料注入高级 智能卡的顶层和底层之间以前的特定高级智能卡部件(见图2)、以 及在把聚合材料注入顶层和底层之间的空隙并因此用聚合材料填充 该空隙以及把高级智能卡的顶层冷成型为顶模的证件成型腔的轮廓 以后的特定的高级智能卡部件(见图3)(例如集成电路芯片和天线 绕组)。图4是示出正从高级智能卡前体上移除的模具的剖视图，其中 所述前体是通过图3所概述的系统形成的。图5描述了一种能够同时制造6个高级智能卡(尺寸约为54, X85mm)的模具系统。图6说明了根据此专利公开的指导制造的接触式高级智能卡的 剖视图。图7说明了根据此专利公开的指导制造的非接触式高级智能卡 的剖视图。图8说明了根据此专利公开的指导制造的双接口高级智能卡的 剖视图。图9说明了根据此专利公开的指导制造的带有指纹传感器30的双接口高级智能卡的剖视图。图10说明一种带有传感器条37的化学敏感高级智能卡的剖视 图，其中该高级智能卡是化学反应性的，并且在检测到特定的化学物质或辐射时提供可见信号。通过本公开中卡制造方法所用的低温低压 处理可以保护该热敏传感器条不会高温劣化。图11说明一种根据本专利公开的指导制造的带有声学扬声器 73的非接触式智能卡的剖视图。具体实施方式图1描述一种根据此专利公开的指导制造的高级智能卡22的剖 视侧视图。按照其最终的形态，这样的高级智能卡将会包括顶层24、 底层26、和中间层或核心层28。顶层24是合成纸(例如TeslinTM)、 PVC、聚碳酸酯、或其它合适材料的薄膜或板。底层26是基片电路板 上的电子组件(例如柔性印刷电路板的聚酰亚胺或传统印刷电路板的 工业标准FR4)，其包含许多集成电子部件，比如发光二极管(LED) 30、电池32、聚合物半球形开关33、微处理器35、天线31、液晶显 示器34。中间层或核心层由热固聚合材料34组成(例如，初始为液 态或半液态的热固树脂)，其在凝固时构成最终高级智能卡的中间层 或核心层28。该中间层或核心层28对底层26顶表面上所有暴露的 电子部件进行完全封装。最终会变成该高级智能卡的中间层28的热 固材料34被注入顶层24和底层26之间的空隙36中。所注入的聚合 材料34应当能够在申请者的处理中所采用的相对低温低压的形成条 件下注入。无论如何，此热固聚合材料将会被注入并填充由顶层24的内表面38和底层26的内表面40所限定的空隙36。在凝固时，中间层28 的聚合材料34应当与顶层24的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造高级智能卡或类似设备的方法，其中所述高级智能卡或类似设备包括顶层、热固聚合材料的核心层、以及包含安装在基片上的集成电子组件的底层，所述方法包括步骤： （１）将安装在基片上的集成电子组件置于底模中，使得基片中的孔被底模中的模定位器紧固； （２）将合成纸（例如Ｔｅｓｌｉｎ↑［ＴＭ］）或其它合适材料的顶层置于顶模中； （３）按照使顶层和集成电子组件之间产生空隙的方式将顶模贴近至底模； （４）将热固聚合材料在一定的温度和压力条件下注入空隙中，使得； （ａ）通过模定位器将安装在基片上的集成电子组件固定在原位；材料的顶层至少部分地被低温低压模压入顶模的型腔中； （ｂ）气体和过量的聚合材料被从空隙中排出； （ｃ）把集成电子组件的暴露区封装在热固聚合材料中；并且 （ｄ）热固聚合材料粘合顶层与底层来制成高级智能卡体的统一前体； （５）从顶模和底模中移出高级智能卡体的统一前体；以及 （６）将高级智能卡的前体修剪至所期望的尺寸以制成最终的高级智能卡。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：保罗里德，
申请(专利权)人：卡XX公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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