專利名稱：智能卡制造過程中的集成焊接和測(cè)試方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能卡制造技術(shù)，特別涉及智能卡制造過程中的集成焊接和測(cè)試方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
智能卡是裝有集成電路(IC)的塑料卡片，而集成電路帶有某種形式的存儲(chǔ)器。正如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的，許多智能卡是能夠裝進(jìn)錢包里的。這些國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了智能卡的物理特性、傳輸協(xié)議、應(yīng)用和數(shù)據(jù)構(gòu)成的規(guī)則。
基于存儲(chǔ)器的智能卡包括存儲(chǔ)器和某些非存儲(chǔ)邏輯電路。這種卡可用于例如身份證(卡)或電話卡。更復(fù)雜的基于處理器的智能卡包括一個(gè)中央處理器(CPU)，一個(gè)用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的ROM，一個(gè)主存儲(chǔ)器(RAM)，和一個(gè)用于存儲(chǔ)應(yīng)用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)(通常是EEPROM)?；谔幚砥鞯闹悄芸梢杂糜谛枰獜?fù)雜計(jì)算和對(duì)安全需求更高的場(chǎng)合。
智能卡可分為兩大類，接觸卡和非接觸卡。接觸卡必須插入一個(gè)讀卡器才能讀取信息。接觸卡包括一個(gè)通常是鍍金的、帶有連線的互連模塊。如ISO7816標(biāo)準(zhǔn)中所列出的，互連模塊可以包括電源、復(fù)位、地線、串行輸入/輸出(SIO)和時(shí)鐘信號(hào)連線。連線與讀卡器中的引線(pin)實(shí)際接觸，以給IC芯片供能并與之通信。接觸卡通常被用于預(yù)付費(fèi)用的電話卡和銀行卡。
非接觸卡不需要與讀卡器接觸以讀取信息。非接觸卡包括一個(gè)埋在卡中的天線，它可用來通過無線電信號(hào)或感應(yīng)進(jìn)行能量傳輸和通信。非接觸卡與接觸卡相比的優(yōu)點(diǎn)是交易速度快，容易使用，對(duì)卡和讀卡器的磨損小等。
混合卡和雙面卡包括接觸卡和非接觸卡兩類卡的特征?；旌峡ㄓ袃蓚€(gè)芯片，每個(gè)芯片有其各自的接觸和非接觸接口。雙接口或“復(fù)合”卡有一個(gè)具有接觸和非接觸兩種接口的芯片發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在一張襯底上形成的一批智能卡單元中的天線和集成電路模塊(IC模塊)間的連接和測(cè)試由一臺(tái)集成化的焊接/測(cè)試設(shè)備完成。利用一個(gè)焊頭在智能卡模塊的一個(gè)或多個(gè)相互連接點(diǎn)產(chǎn)生連接，并在對(duì)下一個(gè)選定的智能卡模塊進(jìn)行焊接之前，用一個(gè)測(cè)試單元，例如一個(gè)讀卡器單元或讀/寫單元進(jìn)行測(cè)試。
測(cè)試單元包括一個(gè)產(chǎn)生電磁波(例如RF波)的天線，用于通過卡中的天線給智能卡模塊中的IC模塊供能并與之進(jìn)行通信。測(cè)試單元可以通過讀取IC模塊中存儲(chǔ)器中的內(nèi)容測(cè)試IC模塊。測(cè)試單元可以通過天線向IC模塊中的存儲(chǔ)器中寫入信息然后讀取這些信息來測(cè)試IC模塊。測(cè)試單元可以通過激勵(lì)I(lǐng)C模塊中的處理器完成某一功能來測(cè)試IC模塊。沒有通過測(cè)試的智能卡模塊可以被標(biāo)出并進(jìn)行返工。
一個(gè)集成的讀/寫單元可以用來在完成某一選定的智能卡模塊的焊接之后并在對(duì)下一個(gè)選定的智能卡模塊進(jìn)行焊接之前，給該選定的智能卡模塊編程，加入初始化信息或個(gè)性化信息。
在完成對(duì)智能卡模塊的焊接和測(cè)試以及在線編程之后，該張襯底可被切成預(yù)先測(cè)試過的和/或預(yù)先編程的智能卡。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能卡的截面圖；圖2A是一張包括多個(gè)智能卡單元的襯底的平面圖；圖2B是圖2A中一個(gè)智能卡單元的放大圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的集成焊接/測(cè)試設(shè)備的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集成焊接和測(cè)試過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的非接觸智能卡100。非接觸智能卡100包括一個(gè)IC芯片102，與埋在塑料卡片106中的線繞天線104相連。天線104可以包括三到四圈導(dǎo)線并且一般是圍繞在卡片的周邊?？ㄆ蠂H標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)14443或15693標(biāo)準(zhǔn)，即遠(yuǎn)距離耦合非接觸卡的國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定了卡的物理、機(jī)械和電氣特性，以及卡和讀卡器之間的通信協(xié)議，但沒有限定卡中IC芯片的結(jié)構(gòu)和在卡中的應(yīng)用。非接觸卡的一個(gè)通行的結(jié)構(gòu)是由菲利浦半導(dǎo)體部門(Philips Semiconductor)開發(fā)的Mifare結(jié)構(gòu)及相關(guān)的協(xié)議。
讀卡器外設(shè)及讀/寫設(shè)備通過低功率無線電頻率(通常是10-15MHz)來讀取非接觸智能卡。讀卡器借助發(fā)射天線(通常是線圈形式的天線)產(chǎn)生一低磁平磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)作為從讀卡器到非接觸智能卡間能量的載體。非接觸智能卡通過天線104感受該磁場(chǎng)。讀卡器從無源的智能卡回收電磁信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。一旦讀卡器檢測(cè)出從智能卡收到了錯(cuò)誤和無效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被解碼并被重新構(gòu)成主計(jì)算機(jī)所需的格式以便傳輸。
如圖2A和圖2B所示，可以用一張塑料片200，例如聚氯乙烯(PVC)或ABS塑料同時(shí)制造一批非接觸智能卡。塑料片200構(gòu)成智能卡單元202的襯底，智能卡單元202是隨后從塑料片200上切下的。在塑料片200上相應(yīng)于每張卡的IC模塊204的位置打孔，然后將IC模塊204放入孔中并用黏合劑固定。
在填充完IC模塊之后，安裝天線205。天線205可以是環(huán)型導(dǎo)線，它被埋在各卡周邊206?？梢岳靡粰C(jī)械手來溶解塑料片上的塑料并將導(dǎo)線埋入各卡的相應(yīng)位置。機(jī)械手上有一超聲頭，一個(gè)供線系統(tǒng)，以及切刀。此外，天線還可以粘合或熔敷在各卡的相應(yīng)位置上。
每一個(gè)IC模塊204可以包括兩個(gè)連接片208，用于和卡上的相關(guān)的繞制天線205的接頭210相互連接?？梢岳脽釅汉讣夹g(shù)將天線205的接頭210與連接片208相連接。由于天線的作用是向IC模塊提供能量并使其與讀卡器通信，因此，天線與IC模塊之間的良好接合是至關(guān)重要的。
在一個(gè)實(shí)施例中，天線接頭210與IC模塊204之間的連接的好壞是在塑料片200上的卡單元202的制造過程中進(jìn)行測(cè)試(在線測(cè)試)的。即在焊接操作之后，通過天線205測(cè)試IC模塊204的工作狀態(tài)。如圖3所示，焊接設(shè)備300包括機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其上有一機(jī)械手302，機(jī)械手302上集成著焊接頭304和讀/寫單元306。焊接頭上包括一焊片310，用于在天線接頭210和IC模塊204上的連接片208間產(chǎn)生熱壓接合。讀/寫單元306產(chǎn)生一低功率無線電頻率(通常是10-15MHz)以通過塑料片200上的某一卡單元202的相應(yīng)天線205向IC模塊204供能并與之通信。
圖4是一流程圖，示出了實(shí)施例中集成的焊接與測(cè)試過程400。圖中的流程是示范性的，因此，可以跳過某些方框或以不同的順序執(zhí)行而仍能取得同樣的效果。
移動(dòng)機(jī)械臂和/或塑料片200以將選定的卡單元202的IC模塊204上的互連點(diǎn)與焊片310對(duì)準(zhǔn)(方框402)。將已加熱的焊片310壓住連接點(diǎn)以形成熱壓接合(方框404)。在完成天線接頭210和IC模塊204連接片208間的相互連接之后，激活讀/寫單元306(方框406)。機(jī)械臂可將讀/寫單元306移動(dòng)到理想的距離和方位，例如約4厘米，以便與IC模塊204通信。讀/寫單元306隨后測(cè)試IC模塊204的工作狀態(tài)(方框408)。
讀/寫單元306可以對(duì)IC模塊204進(jìn)行一種或多種測(cè)試。這些測(cè)試包括喚醒、序列號(hào)檢查、全部信息讀取和全功能測(cè)試等。讀/寫單元306還可以向芯片中寫入數(shù)據(jù)并從中讀出這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。如果任何一項(xiàng)測(cè)試失敗(方框410)，可以給該卡打上標(biāo)記對(duì)其返工(方框412)。在對(duì)塑料片200上的所有卡單元進(jìn)行完焊接和測(cè)試后，帶有不合格標(biāo)記的卡可以在后續(xù)制造過程中返工(方框414)。
在將各卡單元從塑料片上分開之前，也可以利用讀/寫單元306對(duì)單個(gè)智能卡單元202中的IC模塊204進(jìn)行在線編程(方框420)。編程可包括初始化，在此過程中，可以將一張塑料片上的所有IC模塊204加載同樣的數(shù)據(jù)。編程還可以包括個(gè)性化，即將某一單個(gè)的IC模塊204加載某一持卡人的特定信息。
當(dāng)塑料片200上所有的卡單元202的互連都令人滿意且所需的在線編程都已完成，塑料片可以被送到層壓工序。層壓后，塑料片可以被切成單個(gè)的智能卡(方框430)。
集成的焊接與測(cè)試過程400可以由硬件或軟件來完成，也可由二者相結(jié)合(例如可編程邏輯陣列)來完成。除非特別說明，作為焊接與測(cè)試過程一部分的算法并不只能用于某一特定的計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)編寫的程序可用于各種通用機(jī)械，或可以更方便地構(gòu)造特殊的設(shè)備來執(zhí)行所需的方法步驟。然而，本發(fā)明最好用執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序的一個(gè)或多個(gè)可編程系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)系統(tǒng)至少包括一個(gè)處理器，一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(包括易失和非易失存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)元件)，至少一個(gè)輸入裝置，和至少一個(gè)輸出裝置。將程序代碼加到輸入數(shù)據(jù)上以執(zhí)行這里所述的功能并產(chǎn)生輸出信息。輸出信息以公知的方式被加到一個(gè)或多個(gè)輸出裝置。
上述各計(jì)算機(jī)程序可以用任何計(jì)算機(jī)語言來實(shí)現(xiàn)，例如機(jī)器語言，匯編語言，高級(jí)過程語言或面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言等。在任何情況下，語言可以是編譯語言或解釋語言。
每一這樣的計(jì)算機(jī)程序最好存儲(chǔ)在一個(gè)通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)或器件中，例如ROM、CD-ROM、磁或光學(xué)介質(zhì)、以便當(dāng)計(jì)算機(jī)讀取存儲(chǔ)介質(zhì)或器件以執(zhí)行這里所述的過程時(shí)，配置和操縱計(jì)算機(jī)。也可以考慮將該系統(tǒng)作為配置有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可度存儲(chǔ)介質(zhì)，如此配置的存儲(chǔ)介質(zhì)使計(jì)算機(jī)以特定的預(yù)先定義的方式運(yùn)行來執(zhí)行這里所述的過程。
前面描述了幾個(gè)實(shí)施例。然而，在不脫離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對(duì)其作出各種各樣的修改，所有這些修改和其它實(shí)施例都落入本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種方法包括在包括多個(gè)卡單元的一張襯底上選擇一個(gè)卡單元，每個(gè)卡單元包括一個(gè)IC模塊和一個(gè)天線；在一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)連接所述天線和IC模塊；利用電磁波與IC模塊通信來測(cè)試上述一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將選定的卡單元從襯底上分開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的電磁波包括射頻波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述射頻波的頻率在約10MHz到15MHz之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述測(cè)試一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)的連接的步驟包括給IC模塊供能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的IC模塊包括一個(gè)存儲(chǔ)器，且所述的與IC模塊通信的步驟包括讀取該存儲(chǔ)器的內(nèi)容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述的讀取存儲(chǔ)器的內(nèi)容的步驟包括讀取存儲(chǔ)在該IC模塊存儲(chǔ)器中的序列號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述的與IC模塊通信包括向存儲(chǔ)器中寫入信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的IC模塊包括一個(gè)可以完成某種功能的處理器，且所述的與IC模塊通信包括完成所述功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的卡單元包括非接觸智能卡。
11.一種方法包括在包括多個(gè)卡單元的一張襯底上選擇一個(gè)卡單元，每個(gè)卡單元包括一個(gè)天線和一個(gè)IC模塊，IC模塊帶有處理器和存儲(chǔ)器；在一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)連接所述天線和IC模塊；通過電磁波來給上述選定的卡單元編程。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括將選定的卡單元從襯底上分開。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的編程包括利用與襯底上其它卡單元相關(guān)的信息對(duì)選定的卡單元的處理器進(jìn)行初始化。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的編程包括利用對(duì)選定卡單元獨(dú)特的信息對(duì)該卡單元的處理器進(jìn)行個(gè)性化處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的信息包括與特定持卡人相關(guān)的個(gè)人信息。
16.一種裝置包括一個(gè)焊接頭，其上帶有一適于被加熱的焊片；一個(gè)與焊接頭相連的智能卡讀卡器模塊，所述讀卡器模塊包括一個(gè)可以通過電磁波與智能卡單元通信的天線。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中所述的智能卡讀卡器包括一讀/寫單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，還包括能在智能卡單元上的IC模塊和天線間產(chǎn)生連接并通過試圖與所述智能卡單元通信來測(cè)試連接效果的處理器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，還包括一個(gè)標(biāo)記裝置，它可以在所述的與智能卡單元通信失敗時(shí)，給該智能卡單元做標(biāo)記。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，還包括可以存儲(chǔ)信息以給襯底上的智能卡單元編程的存儲(chǔ)器件；其中所述處理器能向所述智能卡單元傳送存儲(chǔ)的信息。
21.一張襯底包括多個(gè)智能卡單元，每個(gè)智能卡單元包括一個(gè)帶有天線部分的天線，一個(gè)帶有互連片的IC模塊，互連片與天線部分的連接，含有經(jīng)天線獲取的信息的存儲(chǔ)器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的襯底，其中所述的智能卡單元的存儲(chǔ)器中含有經(jīng)天線編程的信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的襯底，其中經(jīng)天線編程的信息包括初始化信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的襯底，其中經(jīng)天線編程的信息包括個(gè)性化信息。
25.一種物品包括機(jī)器可讀介質(zhì)，該介質(zhì)中存有機(jī)器可執(zhí)行指令，所述指令可操控機(jī)器在一張包括多個(gè)卡單元的襯底上選擇一個(gè)卡單元，所述每個(gè)卡單元包括一IC模塊和一天線；在一個(gè)或多個(gè)互連點(diǎn)連接所述天線和所述IC模塊；利用電磁波與IC模塊通信來測(cè)試上述一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)的連接。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的物品，其中所述指令還包括能使機(jī)器將選定的卡單元與襯底分開的指令。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的物品，其中所述的IC模塊包括一存儲(chǔ)器，且可使機(jī)器與IC模塊通信的指令還包括可使機(jī)器讀取存儲(chǔ)器中信息的指令。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的物品，其中可使機(jī)器與IC模塊通信的指令還包括可使機(jī)器向存儲(chǔ)器寫入信息的指令。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的物品，其中IC模包括一個(gè)可以完成某一功能的處理器，且可使機(jī)器與IC模塊通信的指令還包括可使機(jī)器提示處理器來完成所述功能的指令。
30.一種物品包機(jī)器可讀介質(zhì)，該介質(zhì)中存有機(jī)器可執(zhí)行指令，所述指令可操控機(jī)器在一張包括多個(gè)卡單元的襯底上選擇一個(gè)卡單元，所述每個(gè)卡單元包括一天線和一帶有處理器和存儲(chǔ)器的IC模塊；在一個(gè)或多個(gè)互連點(diǎn)連接所述天線和所述IC模塊；利用電磁波給選定的IC模塊編程。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的物品，還包括能使機(jī)器將選定的卡單元與襯底分開的指令。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的物品，其中所述的使機(jī)器編程的指令還包括利用與襯底上其它卡單元相關(guān)的信息對(duì)選定的卡單元的處理器進(jìn)行初始化的指令。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的物品，其中所述使機(jī)器編程的指令還包括利用對(duì)選定卡單元獨(dú)特的信息對(duì)該卡單元的處理器進(jìn)行個(gè)性化處理的指令。
全文摘要
在智能卡制造過程中,將一張襯底上的智能卡單元中的天線與IC模塊進(jìn)行連接時(shí),在焊接頭上集成了一個(gè)測(cè)試單元,例如:一個(gè)讀/寫單元。測(cè)試單元利用低功率RF無線電波通過卡單元中的天線與卡中的IC模塊進(jìn)行通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線與IC模塊間是否有良好連接進(jìn)行在線測(cè)試。
文檔編號(hào)B42D15/10GK1352438SQ01134
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月8日
發(fā)明者保羅·阿默德, 提摩西·諾曼 申請(qǐng)人:美國太平洋航空技術(shù)公司