帶有印刷元件的分層結構的制作方法

專利名稱：帶有印刷元件的分層結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及帶有內建電子功能的薄型分層結構，例如顯示器以及用于驅動該 顯示器的關聯電子器件。該顯示器和/或在該結構中的其他功能元件通過印刷工藝 形成。
背景技術：
塑料層疊卡工業依賴熱層疊工藝制造信用卡、識別卡、忠誠卡和其他含信息 的平面權標。這一工藝在于將具有諸如不透明、圖形和保護層之類的各種功能的多 層塑料片層疊在一起來得到完成的堆疊組合。各層可以是不透明的或者透明的，并 且可以含有諸如磁條的功能元件。 一旦期望的各層已經被組裝，該組裝體就經歷熱 壓將各層熔融在一起以形成一連續結構。正如從大多數皮夾和錢包中顯示的那樣， 已經制造出上億張卡來滿足各種需要。在許多情況下卡的提供都不單獨收費，以使 得供應商能夠得知其花費。
典型的組裝件由中心層、通常被預先印刷的前圖形層和后圖形層、磁條、以 及提供光澤并保護印刷圖形的透明保護層組成。通常在該結構中還包括諸如全息圖 的安全功能件。智能卡則通過在層疊之后添加微處理器和芯片來制造，其中上述添 加是由研磨一凹進部分并安裝集成芯片板和集成電路來實現的。IC在需要時可以 附至天線，以允許IC能夠以無接觸的方式經由RF通信。用于現有熱層疊卡的優 選材料包括用聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯以及熔化溫度在ll(TC 到19(TC之間的其他合適塑料制成的層。
用于制卡的熱層疊工藝代表了全球范圍內主流的安裝卡產能。已經開發出諸 如依賴粘合劑粘合的冷層疊之類的其他工藝，但是這些工藝也僅在有限的范圍內實
現。任何新的卡結構如果能與現有的熱層疊工藝相兼容就更為有用。
所完成層疊卡的期望屬性包括高光澤、不失真的圖形以及均勻平滑的表面。 此外，對于金融交易卡和識別卡而言，該結構還必須符合ISO標準。有關卡的ISO 標準定義了各種性能要求，諸如溫度和防潮能力、柔性、層疊完整性、平坦度以及
物理尺寸。識別卡的應用范圍將決定卡的物理特性。卡的物理特性(ID- 1、 ID-2 和ID-3)在ISO/IEC 7810:2003識別卡 一 物理特性中有所描述。對帶磁條、集成 電路或光學存儲器的卡的測試在ISO/IEC 10373識別卡-測試方法中有所描述。 對集成電路卡內觸點的要求則適用ISO/IEC 7816-1識別卡-帶觸點的集成電路 卡。有關凸印字符的規范則在ISO/IEC 7811-1:2002識別卡-紀錄技術-第1部 分凸字中給出。ISO 7813陳述了金融交易卡需要達到的要求。而ISO/IEC 7501 適用于機器可讀旅行文檔，諸如護照和簽證。另一種識別卡是適用ISO/IEC 15457 的柔性薄卡(TFC)。其他相關的標準在附錄A中表述。所有這些標準都合并在 此作為參考。
在熱層疊之前并入諸如集成電路(IC)、天線、電池、顯示器、開關和其他 電路的電子部件會在該熱層疊工藝完成時帶來極大的困難。主要的困難是由不同部 件的各種高度以及所使用材料的各種熱傳導特性所造成的。除非上述問題被充分解 決，否則對電子部件放置其內的待層疊各層執行熱層疊工藝將會導致表面缺陷、對 內部部件不可接受的扭曲或損壞。
RFID天線和它們的芯片已預先并入熱層疊卡。銅線、蝕刻金屬或印刷銀之一 的天線通常可以連接至小型IC，該小型IC被提供為一嵌入物并作為離散層被夾在 該結構中。熱層疊工藝對RFID產生可接受的結果，因為能夠將IC限制在一個較 小的區域并且能夠將天線做的很薄。然而更為復雜的結構會由于各部件的數量和大 小以及要達到的視覺和ISO質量標準而難以產生可讓人接收的結果。
用來將電子部件并入卡內的其他方法涉及通過諸如研磨之類的機械手段形成 空腔。這類方法中的一種是研磨卡核芯以產生一個用來容納電子部件的空腔。在放 置了各部件之后，就添加灌注液體至多余研磨區以使該結構變平。該方法相對較慢， 生產成本高，并且相比于簡單的層疊方法需要更多的制造工藝。
已經提出了多種方法用以實現將更精細的電子部件并入卡結構的期望。德文 參考Patentschrift DE 19923138 Cl以及Offenlegungsschrift DE 10219306 Al教示了 一種在其中通過利用在隨后要被熱層疊以熔融各層的寬松膜來構建含有電子部件 的分離結構的方法。這種方法由于原始材料固有的可變性而難以大量實現并且在制
造過程中還需要比層疊多得多的額外步驟來實現期望的結果。使用分隔結構安裝各 電子部件并在隨后添加離散層的這種方法不足以提供高效低成本地并入電子部件 的可再生產手段。
現有技術要求使用帶有特定厚度的膜，而這些膜的厚度可能不與各部件的厚 度精確匹配。為了防止這一問題，制造商就需要特別指定部件厚度以匹配各可用膜。 部件和膜的制造可變性時常會因為高度不匹配而導致較次的結果。最后，該方法嘗 試補償個別部件和膜的可變性，但是它不解決在分層結構中使用多個部件時引入的 可變性增加的問題。而其制造工藝本身則需要考慮管芯切割和放置的容差。
某些ISO標準的一個關鍵方面是要求整張卡的指定厚度。ISO標準指定的卡
的總厚度為0.030 ± 0.002英寸。因為卡需要通常每層0.005英寸厚的兩層圖形層， 通常0.002英寸厚的透明保護層，所以僅留有0.016至0.020的厚度可用于并入功 能性電子部件的電子核芯層。
這一要求對卡內并入電池提出了特殊的挑戰。當前的預封裝電池構造通常為 0.012至0.016英寸厚，這樣所留有的剩余厚度就不足以輕易地嵌入電池組并提供 足夠的不透明度來隱藏該部件。此外，現有的電池組封裝技術會導致較高的封裝尺 寸可變性，而這在層疊工藝中必須被考慮。
指定柔性的ISO標準也對將電子部件并入卡提出了特殊的挑戰。電路集成度 是制造柔性產品時所需考慮的一個重要方面。層疊工藝必須生成出能夠最小化各部 件上應力的結構。而在卡中可以包括各種電子部件，諸如IC、天線、開關、電池 組、磁條仿真器和顯示器。每種部件都可能具有不同的厚度、大小和柔性，但是又 必須被封裝入一張卡內并且在保持電子電路的電集成度的同時得到期望的整體卡 柔性。
非常期望將顯示器作為某些卡電子封裝的一部分并入。傳統的顯示器技術不 適于并入遵守ISO的卡。現有的顯示器固有地具有諸多限制。為了成功地集成顯 示器，優選顯示器應該是柔性的，使用較低的功率以最小化對電池組的需求，可以 在3V以下工作以最小化所需的電子部件數量，并且可以用當前工藝熱層疊。
于是就需要這樣一種帶有相關聯的電子部件并包括顯示器的電子核芯結構， 該結構能夠被熱層疊并且達到有關金融交易卡和/或識別卡的ISO標準。更具體地， 通過應用定制最終圖形層來向用戶交付卡的卡制造方需要一種能夠提供滿足消費 者需求的功能的電子核芯結構。

發明內容
本發明涉及一種提供了含有多種電子部件的層疊單元的分層薄型結構。本發 明用于高效生產一種電子核芯結構，該結構提供各種金融卡和其他應用指定的電子 功能、具有必需的結構集成度并且在仍然遵守由各標準和/或用戶要求指定的尺寸 要求、柔性和其他具體應用的物理要求的同時允許完成要被應用的各層。此外，因 為分層結構的所有元件和部件既可被印刷在普通的常規印刷線內又可以方便地添 加至該印刷線，所以就能夠高效、快速并可實現的產生該結構。
該結構包括適用層疊至相鄰下部覆蓋表面的柔性基片以及適于層疊至相鄰上
部覆蓋表面的柔性頂片。嵌入的電子部件被層疊在柔性基片和柔性頂片之間。在上
述兩片之間可以包括各種部件，諸如開關、磁條仿真器、天線、顯示器、智能卡芯 片或者其他輸入或數據處理器件。
在一個非限制性實施例中，電子核芯結構具有顯示單元，該顯示單元具有與 驅動顯示器的集成電路的連接點以及從這些連接點通向電源的電跡線。顯示器可以 通過印刷多個像素而形成，其中這些像素配合地連接至顯示器接收連接點或者可操 作地連接至集成電路驅動器。此外，至少一個預形成的部件連接片被可操作地連接 至顯示單元并被固定在基片和頂片之間，其中該部件連接片具有兩個或多個表面并 且在其一個或多個表面上印刷有電跡線。緩沖層被放置在基片和頂片之間，并且該
緩沖層由可成形材料制成并用于補償各部件之間的厚度差以及顯示單元內各部件 的高度變化，從而以可再生產的方式實現該分層結構的期望總厚度。
本發明還涉及一種制造帶有顯示器或其他電子部件的薄型分層結構的方法， 該方法通過提供柔性基片并且提供帶有附連的集成電路用以驅動顯示器的顯示單 元來實現，并且該顯示器是通過印刷帶有電極的多個像素、對應的電化學墨層以及 可操作地連接至集成電路和各像素的跡線而形成的。本方法還包括提供電可操作地 連接至集成電路的電源，提供至少一個鄰近顯示單元插入的覆蓋層并且具有一個或 多個外部或內部表面，各表面帶有可操作地連接至上述集成電路、電源和顯示器中 的一個或多個的印刷電部件。基片、電子部件、電源和覆蓋層通過在其間插入至少 一層緩沖層而被組合成一個層疊單元。形成緩沖層用來補償電子部件的尺寸變化并 且用其自身的豎向尺寸提供適于實現層疊單元期望的總豎向尺寸的范圍。
在另一個實施例中，本發明還涉及制造一種帶有顯示器或其他電子部件的薄 型分層結構，這一制造過程是通過提供柔性基片并且提供帶有附連的集成電路用以 驅動顯示器的顯示單元來實現，并且該顯示器是通過印刷帶有電極的多個像素、對連接至集成電路和各像素的跡線而形成的。本方法還 包括提供電可操作地連接至集成電路的電源并且通過在一個或多個外部或內部表 面上印刷可操作地連接至上述集成電路、電源和顯示器中的一個或多個的印刷電部 件提供至少一個鄰近顯示單元插入的覆蓋層。基片、顯示單元、電源和覆蓋層通過 在其間插入至少一層緩沖層而被組合成一個層疊單元。緩沖層被形成并層疊以便補 償顯示單元、電源和其他電子部件的尺寸變化并且用其自身的豎向尺寸提供適于實 現層疊單元期望的總豎向尺寸的范圍。
在也可在卡中使用的本發明的另一個實施例中，由分層結構提供的互連電路 被實現以最小化該結構內出現的IC數目。例如，現有的智能卡要求與卡結構外部 的讀取器結構相通信，這是提供接觸芯片板或者通過無接觸天線來實現的。傳統的 智能卡IC位于芯片板上，包含軟件來提供與讀取器的通信協議，并且執行諸如加 密和存儲值計算的功能。諸如顯示器或磁條仿真器的許多電子部件要求IC控制它 們的功能。本發明允許一個IC上的所有部件的組合來執行所有必需的控制、通信 和數據處理功能。通信則通過安裝提供標準化觸點的芯片板——無需IC、天線或 仿真器——并且在分層結構中提供與該結構中處于別處的IC的互連電路來實現。
緩沖層通過印刷技術以液態被應用并且在層疊過程中為流體以填充空隙并拉 平該結構，從而在緩沖層流入以補償尺寸變化的情況下實現統一的期望厚度。在已 經應用了緩沖層并且設置了合適的厚度之后，緩沖層材料被固化用以在處理和最終 層疊期間將各部件固定就位。可以使用一個或多個緩沖層。在應用緩沖層材料之后 可以使用軋輥和/或任何其他的印刷步驟來實現期望的尺寸。在兩個或多個外部或 內部表面上印刷電氣部件可以涉及印刷導電跡線，或者電阻性或電介質材料，它們 可以連同其他印刷層一起形成期望的部件，包括天線、電容器、顯示器或電阻器。 電池組也可以通過向包括陽極、陰極、集電器和電解液的各電池材料層使用印刷技 術來形成。緩沖層應該與用作核芯層的塑料相兼容，特別是在熱層疊工藝中。
電子核芯結構材料可以在使用印刷技術形成電池組時形成電池組封裝。緩沖 層也可以在最終層疊之前形成全部或部分密封以包含該電池組的電解液。緩沖層可 以固化具有足夠的強度以允許在層疊至分發至消費者或其他人的最終卡產品之前
對電子核芯結構的處理。 附圖簡述


圖1是顯示單元部件的示意性橫截面側視圖。
圖2A是合并了顯示單元和電池組的本發明的結構的示意性橫截面側視圖。 圖2B是合并了顯示單元的本發明的結構的示意圖俯視圖。
圖3是合并了顯示單元的用于本發明的一種結構的示意性分解圖。
圖4是合并了互連電路負荷層140和145以及預封裝電池組的用于本發明的
一種結構的示意性俯視圖。
圖5是合并了顯示單元和印刷電池組的用于本發明的另一種結構的示意性分解圖。
圖6是如圖2A中本發明的部分組裝結構的示例性橫截面側視圖。 圖7是帶有在頂部組裝件層和底部組裝件層之間示出的主緩沖層的如圖2A中 本發明的部分組裝結構的示例性橫截面分解圖。
圖8是帶有示出應用于頂部組裝件層的主緩沖層的如圖2A中本發明的部分組
裝結構的示例性橫截面分解圖。
圖9是合并了主緩沖層的如圖2A中本發明的組裝結構的示例性橫截面側視圖。
圖10是帶有在該組裝結構各層之間示出的主緩沖層和次緩沖層的如圖2A中 本發明的部分組裝結構的示例性橫截面分解圖。
圖11是合并了主緩沖層和次緩沖層的如圖2A中本發明的組裝結構的示例性 橫截面側視圖。
圖12是如圖2B中的顯示單元160的示意性俯視圖。
圖13是本發明的電化學單元的圖示。
圖14是一電化學單元的橫截面圖。
圖15A和15B是本發明的兩種電互連的電化學單元的圖示。 圖16A是智能卡常規的芯片板結構的圖示。
圖16B是在本發明一個實施方式中的電子核芯中使用的用于向智能卡提供IC 部件的顯示和固定的電路的示意平面圖。
圖17是在本發明一個實施方式中合并了一個以上電池組并提供電池組互連的 另一結構的示意性分解圖。
本發明的詳細描述
介紹
本發明提供一種通過將電子部件并入可由現有工藝輕易熱層疊的電子核芯結
構來克服現有技術的各種缺陷的解決方案。該結構包括一種裝置，該裝置包括多個 期望的電子部件，諸如顯示器、電池組或其他電源、集成電路、開關、磁條仿真器、 天線、智能芯片或者其他輸入設備。該結構包括使用各層疊的緩沖層以橋接各層并 補償部件尺寸的變化。還合并電池組封裝作為該核芯層結構的一部分并且使用印刷 電子電路作為該電子核芯層的一部分以影響期望的特性。
如上所述，可以將多種部件并入該結構。在一個非限制性的實施方式中，顯 示器可以包括在該成層結構中。然而，本領域普通技術人員應該認識到由本發明在
此提供的多個成層結構應用中沒有包含顯示器。
顯示單元可被用作嵌入電子部件的電子核芯結構的子組裝件并且可以通過與
其他各層的常規熱層疊工藝對其進行處理而符合相關的ISO標準。該顯示單元可 以形成智能卡、標簽、或其他薄形信息顯示結構的焦點并且含有各種部件。典型的 部件包括IC、顯示器、電池組、開關、天線及連接電路的組合。
某一具體電子核芯所需的IC取決于終端應用。在某些情況下，兩片或兩片以 上的芯片對于執行所需功能而言是必須的。第一個通常將基于外部輸入生成和/或 發送數據。例如，在一種卡中，微處理器在從此卡上的開關輸入之后基于預編程算 法生成交易授權號。該數據隨后被發送給顯示驅動芯片，該芯片將數據流轉化成顯 示圖像。可選地，射頻接收器電路可以從特定的讀取器設備或從廣播無線電波中獲 取信號并將該信號轉化成數據流提供給顯示驅動程序。在其它情況下，單個芯片可 以既用于生成必須數據又能夠驅動顯示器生成期望值。如果顯示器被位于該結構 中，則IC可用于通過接觸墊、RF圖像或磁條仿真器來與讀取器通信。電子核芯結 構含有在其中需要動態通信至卡外設備的IC。
一個挑戰來自于具有變化高度的結構中的不同部件，并且任何一個部件都由 于各部件和薄膜的制造容差而固有地具有空間可變性。更具體地，IC部件不會有
完美的統一性。IC高度的變化主要有兩個來源管芯高度的差異以及由附連至基
底所引起的變化。管芯高度的變化是硅晶片研磨和拋光期間容差的結果。由管芯附 連引起的高度變化隨著所利用的方法而變。在利用引線接合技術的情況下，環路高 度和粘合方法將會引入變化。倒裝芯片附連方法會因為管芯突起的變化以及所利用 的接合技術而產生變化。在上述兩種情況下，密封劑的使用都將會提供顯著的額外
變化。通常用于附連至各部件的管芯高度在無密封劑時約為0.007至0.012英寸。
本發明可以使用的一種包括電化學墨水的顯示器己經在前由美國專利第 6.639.709號和第6.744.549號、以及美國專利公開第2002/0171081 Al號中揭
示，雖然本發明的范圍還可以包括其他顯示技術。可以通過會引入某些高度變 化的常規印刷工藝來生成各顯示器。然而，優選顯示器對于這一應用展現出高 于其他顯示器技術的顯著優勢。這些優勢包括柔性、低功率需求、以及經得起
熱層疊工藝的堅固構造。優選顯示器的典型高度約為0.006英寸(0.150mm)。 該顯示器高度通過印刷高度的變化以及諸如背板膜、氧化銦錫(ITO)前板膜 和粘合密封墊之類的顯示器各獨立部件的高度變化而會略微改變。
注意到，該顯示器可用電化學的特定墨水印刷而成。除了IC以及與IC和 顯示器相關聯的某些小型墊和跡線之外，描述在此制成或組裝的各層上的其他 結構也可通過印刷方法形成并且各層可以通過應用了印刷技術的層疊粘合劑 或其他材料而連接在一起。合適的印刷方法包括絲網印刷術、胺苯印刷術和凹 板印刷術。使用這些方法就能夠實現該結構的大量、高效生產，而無需制造這 些功能性結構通常使用的凈室環境和特定的薄膜成形設備。也就是說，能夠實 現可被輕易地加工到最終卡中的核芯結構的成本有效的、規模可變的大批量生 產。
外層
從圖2A中可以最佳地示出，在此描述的結構100的外層是柔性基片150 和柔性頂片110。這些層通常由PVC、聚丙烯或其他合適的熱塑性材料制成。 每層的厚度都約為1.5密爾或3密爾，并且優選的厚度為約2密爾。如圖2A 所示，外層IIO和150在中間夾入了各種電子部件，諸如建立在柔性電路基底 層140上并包括顯示器170和IC 180的顯示單元160、電池組l卯、以及各內 部層，例如第一覆蓋層120和第二覆蓋層130。
當應用于金融交易卡或者達到ISO標準的其他卡時，這些片并不是提供給消 費者或其他人的卡的最終外層。相反地，它們會由一圖形層所覆蓋并且可以如圖5 所示包括透明PVC層。通過在外層上預印刷這些圖形就能夠實現圖形層和外層的 組合，而這也在本發明的范圍內。在此情況下，外層為0.006至0.008英寸。防潮 層可以是單獨的膜，但是優選地是被添加作為內部層IIO和150上的統一涂層。當 應用于標簽時，可以使用圖形墨水或者隱藏各內部部件的其他裝置來生成各圖形 層。
防潮層在電源被印刷并且電子核芯起到電池組封裝的作用時作為獨立的各層 被引入。該防潮涂層旨在保持電池組的化學性質并且防止水份從電池組電解液逃逸
至環境中。若沒有防潮層，電池組就會隨時間失去水份.從而導致電池組性能的劣
化。可接受的防潮涂層在本領域內周知并且包括金屬鍍鋁、箔以及應用于各膜的其 他特定涂層。雖然做出了對防"潮"層的參考，但是這涵蓋了防止可用于電池組反 應并且在其逃逸時會影響電池組功能的任何揮發性物質溢出的層。預封裝電池組具 有并入電池組封裝的防潮涂層，因此無需額外的防潮涂層。 顯示單元
本結構的一個方面是使用顯示單元160，包括在制備好的基底140上的顯示器 170和驅動IC 180。顯示單元160如圖3所示位于柔性電路層140上。如圖12所 示，典型的顯示單元160包括通過本領域內已知的技術在柔性電路層140上生成的 銅蝕刻柔性電路。銅柔性提供了用間隔極緊密的附連墊附連至IC 180所必須的跡 線分辨率。典型IC上的附連墊的大小會有所變化，并且間隔范圍從在各墊之間帶 有0.002英寸間隔的0.002英寸的墊到各墊之間帶有0.005英寸的0.005英寸的墊。 半導體工業的趨勢是墊的大小和各墊間的距離都在持續縮小。蝕刻銅柔性電路為本
領域內周知并且可以生成所需的線間隔。此外，蝕刻金屬濺射膜也可以起到所需顯 示電路和管芯附連基底的作用。合適的背板材料要求最小2密爾線和間隔的跡線分 辨率，以適于在附連工藝期間粘合至IC，并且電阻率應小于IOO歐姆每平方密爾。
顯示單元160于是就并入當前由除印刷之外各工藝生成的并且作為所述印刷 和層疊工藝所需輸入的兩類部件(除膜或片材料之外)。第一類部件是目前需要特 定凈室生產設施的IC。第二類是蝕刻銅柔性基底。用于本發明顯示單元160的銅 基底可以通過首先蝕刻圖1所示背板而生成，這種背板是本領域內周知的導電性敷 箔基底并且通常被本領域普通技術人員稱為銅柔性。背板含有用作顯示器電極的像 素跡線250、用于IC 180的附連區以及用于像素跡線到驅動IC的互連。用于驅動 IC的輸入導線被帶入顯示單元160的第一邊緣280以供在隨后附連至該電子核芯 基底中的其余電路元件。
在此使用的有關顯示單元160的"像素"指的是可獨立電控制的任何幾何形 狀的任何顯示元件，諸如顯示元件260和270。于是，像素顯示元件可以是圓形、 方形、伸長的多邊形或者可用于與其他像素形成圖像字符的任何其他形狀或者自身 包括的圖標或字符的任何形狀。對像素的電控制的實現可以通過在IC上提供專用 的I/O或者通過提供行和列尋址，諸如無源矩陣或多路復用電路設計。
顯示單元160的顯示部分170通過印刷電化學墨水、印刷粘合密封墊以及在 圖案化的背板上層疊透明導電層以完成該顯示結構而被組裝在像素跡線250上。隨 后適于本領域內周知的諸如倒裝芯片或引線接合技術之類的各種技術來附連顯示
驅動IC 180。通常在含有多個蝕刻銅圖案的復制的片或巻上的鄰近矩形中創建顯示
單元160。每個顯示單元在接收了它的IC之后就被單個化為各獨立部件，這些部
件就變為印刷和層疊工藝的輸入。
可以使用多種傳統印刷工藝來創建顯示器170，包括絲網印刷、刻板印刷、胺 苯工藝、凹板工藝或者這些工藝的任意組合。優選的印刷工藝是經由平板方法或旋 轉方法進行的絲網印刷。使用的墨水是在美國專利第6,879,424號中描述的電化學 墨水。有關該顯示單元結構的進一步細節可以在于2005年1月4日提交的題為 "Universal Display Module"的美國專利申請第11/029,201號中找出，該申請合并 在此作為參考。
一示例性印刷通用顯示模塊在圖1中示出并由參考標號20 —般地標識。 通用顯示模塊20包括由背板基板22連同圖案化背板電路24組成并包括至少 一個電極的背板25、導電且透明的頂板基板26、包括至少一個電極的頂板導 電層28、顯示器30以及一對填充料32和34。可選地，電極可在頂板或背板 的任一個上并排間隔開地形成。通用顯示模塊20還包括用于將頂板26與背板 24密封的粘合密封墊(未示出)。頂板26和背板24也用例如導電環氧樹脂(未 示出)短接在一起。
電源
IC芯片180以及其他電子部件需要電源來執行處理或其他功能。可以在電核 芯結構中提供各種電源，諸如帶有RF天線附至其上用以吸收由為各電子元件無線 供能的外部源所發射的能量的整流器。另一種電源是一個或多個光電池，可以將它 們放置在環境光線可到達的核芯結構層上。另一種可能的電源是嵌入核芯結構的電 池組190。在所有情況下，電源通常都在IC芯片180安裝其上的層上的功率輸入 跡線處連接至該IC 。
適于在智能卡中使用的電池組要求薄型形狀因子。這些電池組一般為本領域 內已知并且通常基于鋰技術或者碳化鋅的化學性質。合適的預封裝鋰電池組的一個 示例可以從佛羅里達州Lakeland的Solicore公司處購得，其零件號為 FP252903M002。基于碳化鋅化學性質的合適的預封裝電池組可以從俄亥俄州 Cleveland的Thin Battery Technology處購得，其零件號為l-l-ZC。其他的薄型電 池組技術基于固態構造或者其他電化學系統也是已知的。用于本發明的電源可以由 主電池或副電池單元構成。諸如超級電容器的存儲設備可用于通過讀取器與充電裝 置進行組合。用于営規IC和其他部件的合適電源的典型要求是具有至少1.5伏的電勢、至少5毫安時的容量，并且帶有最大厚度為0.016"的核芯結構。
作為預封裝單元生成的電池組能夠并入本發明的電子核芯。生成的電池組的
總厚度范圍在0.012到0.016英寸之間。預封裝電池組190可以插入或嵌入在柔性 基片150和柔性頂片IIO之間的結構100。可選地，電池組190的化學組分可以由 各種已知的印刷技術，包括常規絲網印刷、胺苯印刷或凹板印刷通過沉積含有電 池組的各層和特征件而放置在層疊結構100上。
從電池組中導出的能量是電池單元內化學反應的結果。該電池組和電源的可 用容量極大地取決于可用于反應的電池組材料的量。在很大程度上，可以將其看做 是材料的容積。因為在卡結構內可用區域大多是固定的，所以最大化電池組材料容 積的期望對應于最大化厚度的期望。
電池組要求封裝以包含電池組材料并維持合適水平的電解液(可能易受蒸發 作用的影響)。在以薄型形狀因子電池組插入結構IOO的情況下，該封裝是包住該 材料的預封裝膜的形狀。該封裝膜的厚度通常為0.003至0.005英寸，作為必要封 裝的結果轉化成總電池組厚度就為0.006至0.010英寸。在電池組190被印刷入結 構IOO的情況下，本發明利用含有電子核芯的層或膜來包住該電池組，而不是使用 常規的電池組封裝材料。
在一種己知的電池組印刷方法中，如圖14所示，預封裝薄型柔性印刷電池組 301的部件包括印刷陽極303、印刷陰極305、陰極集電器307、陽極集電器308、 分離器309以及分離器內的水狀電解液，所有這些都包含在柔性薄型電池組封裝外 殼311中。碳化鋅電池單元的陰極組裝件包括陰極集電器307以及電解的二氧化錳 活性材料305，它們被最小裂化或者無裂化地印刷到陰極集電器墨水將粘附其上的 柔性片上。集電器307使用模板、絲網或者其他合適的印刷裝置沉積在柔性片上。 陰極集電器墨水的配方可以是從足以在放電期間將陰極還原生成的電子轉移的材 料中配置的。在使用電解的二氧化錳陰極的碳化鋅電池單元中，陰極集電器優選地 是碳墨。印刷的收集器隨后將經歷合適的固化處理以確保足夠的烘干和溶劑蒸發。 如圖14所示，薄型電池組印刷的已知方法仍然會導致占電池組厚度重要比例的是 封裝或外殼311。
在本發明中，用于核芯結構的其他方面的印刷線還可用于在建立核芯結構期 間放置電池組材料。通過使用作為電子核芯結構一部分的膜來代替圖14中預封裝 電池組的封裝膜，額外的容積可用于增加電池組容量或者降低電池組的整體額定厚
度。本發明的一個實施方式是通過在膜層組裝期間將電池組材料建入電子核芯結構
來去除額外的封裝膜。
根據本發明，電池組可以在核芯結構構造期間的若干步驟內被印刷并嵌入。
圖17示出了根據圖13所示一個實施方式的嵌入式電池組的構造步驟1710至1780。
在一個實施方式中的方法利用絲網印刷工藝。第一步包括生成用于陽極和陰極的集 電器。在碳化鋅化學處理的情況下，陰極集電器由導電碳組成。集電器被印刷在層
110或150上。在步驟1710，示出的集電器被印刷在基層150上。陽極集電器通過 合適的導電涂層或者通過使用導電箔而形成。在陽極和陰極之間以及在各電池之間 的互連電路使用導電銀墨水在步驟1720和1770處印刷而成，上述導電銀墨水諸如 可以是從紐約州Pelham的Spraylat公司處購得的Spraylat XCM-015。隨后在步驟 1730印刷陰極材料以匹配核芯層145的高度。在步驟1740處通過放置材料以達到 核芯層145的高度來形成陽極。在步驟1750，使用次緩沖層將核芯層145層疊至 基層150，如下將對該次緩沖層做出更為詳盡的描述。
在步驟1780將諸如顯示單元160的電部件放置在核芯內，并且在各電子部件 和電池組之間形成電互連。如果想要，可以在該組裝的步驟1760印刷額外的陰極 材料來增加電池組容量。額外的陰極材料不應超過核芯層130的厚度。 一旦己經印 刷了期望的陰極高度，核芯層130就使用次緩沖層層疊至核芯層145。這一工藝有 效地生產包含在由各個核芯層形成的阱內的印刷電池組。該電池組通過向形成的阱 添加電池組電解液并在需要時添加分隔片而完成。電解液可以通過印刷或者非印刷 方法注入。可選地，可以注入帶有適當粘性試劑而使其呈凝膠狀的水。在并排結構 中，隔離片濕潤電池單元并把電解液固定在適當的位置。在共面結構中，分隔功能 件既把電解液固定在適當的位置又能夠將陽極和陰極分開。放置的電池組材料隨后 通過核芯層120密封電池單元的層疊而被密封。
本領域普通技術人員應該認識到可以使用各種電池單元幾何形狀來形成電池 組的陽極和陰極。還應該認識到可以串聯地生產并連接各電池單元以增加電源電 壓。電池單元幾何形狀的變化可以通過(在層的一個表面上)生產并排幾何形狀的 陽極和陰極或者通過將陽極和陰極印刷在各分隔層的相對面上并且在各相對面之 間使用分隔片來完成電池單元以生產共面幾何形狀而實現。
在鋰電池單元的情況下，陽極通過將鋰金屬濺射至具有期望形狀的基片150 而形成。互連的形成與前述使用的適當工藝諸如絲網印刷工藝的用導電銀印刷的示 例方式相同。陰極則使用與構造核芯層130、 140和145以形成電解液阱相類似的 成層方法而被印刷在核芯層150上。
在鋅電池單元中，陽極在即使鋅正被消耗的情況下仍然在放電期間維持傳導 性。在外殼外部形成負極端的陽極接頭直接與鋅墨相連，而不是與分離的陽極集電 器電接觸。在絲網印刷的情況下，為墨水可印刷性確定最佳網孔開口。做出這一決 定需要考慮的因素包括鋅微粒的大小、墨水的粘性以及實現足夠容量所必須的在剪 切和所需墨水厚度下的其他流動性質。鋅金屬的其他合適來源包括鋅箔或者鋅網 孔，它們可以用作電池組的陽極。對諸如鋅箔的材料的沉積可以通過在電池組構造
期間將其作為拾取放置線(pick-and-placeline)的一部分而放置在該結構來實現。 對于共面電極組裝而言，包括分隔器309以便在仍然能夠實現離子流動同時 電絕緣各電極。在此使用的"共面"電極共享位于各核芯層相對表面的主陽極表面 和主陰極表面之間的界面區域。(共面電極不同于并排電極，在并排電極中主陽極 組裝(陽極加集電器，如果有的話)表面和主陰極組裝(陰極加集電器，如果有的 話)基本位于同一平面并且被直接或者間接地印刷在單片基底材料上)。在陽極和 陰極層之間的分隔器309可以是紙質分隔器、膠質分隔器或者印刷分隔器。在碳鋅 實施方式中，使用帶有共面排列的電極組裝，包有牛皮紙的紙質分隔器可用作分隔 器。對于根據本發明內的碳鋅電池實施方式而言，電解液優選地是浸透分隔器的氯 化鋅水溶液。
在印刷過程中還可以形成從印刷電池組至導向IC芯片180的輸入跡線的觸 點。在一個實施方式中(未示出)，用于一電極的集電器橫向伸入密封區域，同時 第二金屬性外部端延伸入密封區域并與該密封區域內的集電器相接觸。在此實施方 式中，用于電流流動的導電性由內部集電器和外部端之間的物理接觸提供。在另一 個實施方式中(未示出)，集電器和外部端沒有物理接觸。相反地，導電性是由至 少部分位于密封區域內并且橋接兩個結構的導電粘合劑或者環氧樹脂提供的。陽極 和陰極的電接觸通過提供延伸到電池組橫向密封外部的觸點而與電解液物理地分 隔。本領域普通技術人員應該理解也可以實現其他的觸點排列。
陽極和陰極外部端或者觸點優選地用基于銀的導電聚合體墨水印刷在柔性不 導電聚合體基底上。陰極集電器被印刷在外部陰極觸點上，以使得該集電器和外部 觸點至少在電池單元封裝或者容器的密封區域內交疊。以此方式，陽極墨水被印刷 在外部陽極觸點上，以使得該陽極和外部觸點至少在電池封裝或者容器的密封區域 內交疊。
選擇陰極集電器的形狀以使其能夠與陰極墨水充分接觸，并且還能優選地形
成在密封區域內與陰極接頭交疊的區域。烘干集電器墨水，并且在隨后在集電器上
印刷陰極墨水并烘干。隨后在各電極處于共面排列的情況下，將分隔器309置于陽
極303和陰極305之間。
可以通過多種途徑將電解液引入電池組結構。在一個實施方式中，該方法包 括一種將預定量的電解液分配給由核芯構造形成的阱中的分配系統。該阱由基層 150和各中間層145、 130、 120內的沖切開口形成。阱的總高度取決于用于層145、 130、 120的各膜厚度約為10至14密爾。在層150/145、 145/130和130/120之間 的緩沖層提供電池組密封并且防止各層間的電解液泄漏。在熱層疊期間，各電池組 層和緩沖層變得熔融，以便為電池組提供高度完整性的密封。如果需要的話，可以 使用提供增強的陰極和陽極濕潤的分隔片。可選地，電解液可以足夠膠質(例如， 通過使用基本不會影響化學性質的合適的粘性調節粘合劑)以允許其通過諸如絲網 或者刻版印刷的印刷方法被印刷在陽極和陰極上。
開關和其他輸入部件
可以集成入電子核芯結構的其他電氣部件包括圖4所示的開關觸點200或者 提供或接收至IC芯片或至整個電路的輸入信號的其他器件，諸如傳感器。
在許多應用中，開關是激活電子器件和打開對各部件的電源所必須的。在本 發明中可以使用常規的膜片開關技術。可以使用各種樣式的開關，諸如圓頂形、平 板形或壓花形開關。在圓頂形開關的情況下，金屬圓頂通常被放置在一接通就壓縮 的電路上。這些圓頂可以被熱層疊而不會損壞或者永久性地壓壞各圓頂。
可選地，可以將用于開關的電接觸墊印刷在層145或者處于卡片內預定位置 和深度的其他合適層上。 一旦熱層疊已完成，可以碾壓一空腔來放置該圓頂并且重 新密封該卡片以嵌入開關圓頂。于是，雖然碾壓是非印刷工藝，但是可以首先使用 被印刷或者集成入印刷線的主要部件來生產電子核芯結構。如果要求該應用，該核 芯隨后就可以具有一個被碾壓或者沖切的用于該圓頂的空腔并且仍然可以從初期 的印刷工藝中獲益。在平板開關的情況下，開關必須在不破壞分隔該電路兩個半邊 的墊片的情況下被層疊。優選地圓頂直徑為6毫米高度為0.018英寸。不包含用于 觸摸的圓頂突起的平板開關還使用除了圖3所示的各層之外的各種層制造，分別包 括柔性電路層、墊片層和短接層。
額外地或可選地，各電子部件可被包括在本發明的層145處。雖然示出的各 實施方式使用顯示器作為一電子部件，但是也可以結合諸如磁條仿真器、RF天線 或者生物傳感器之類的其他器件而不背離本發明的范圍。
印刷層和互連
顯示單元160和各容積層的表面可用于承載電氣元件所必須的連接電路。因 為結構100可以包括多層，每層的前面和背面都可用于包括可印刷的電阻性、電介 質或其他部件的電路。諸如通孔印刷的技術可用于將導電電路從層的一面帶到另一 面。該方法是已知的并且通過提供貫穿膜層的過孔來實現，其中該膜層的電氣連接 通過提供貫穿該過孔的導電材料來實現。該電路可以采用諸如印刷銀或者本領域內 周知的其他導電性、電阻性或電介質材料的傳導跡線的形式。這樣，除了作為預組 裝帶入的很少幾項之外，成層結構的所有元件和部件可以被印刷在印刷線上，也可
以被輕易地添加至該印刷線。例如，雖然IC 180當前是通過印刷以外的工藝生產 的，但是也可以在用于形成該電子核芯結構其他層的印刷線中同時執行該IC 180 的安裝作為顯示單元160的一部分，由此該IC可被適當集成入電子核芯結構。
使用印刷工藝就能夠高速且低成本地以片和/或巻的方式大批量生產用于多種 獨立結構的帶有電路特征件的各層。這些具有電跡線印刷在其一個或兩個表面上的 預形成部件層隨后就能夠被單個化并且如上所述在層疊工藝中被組裝在基片和頂 片之間，并且這些層帶有位置上配對的印刷結構和過孔，以提供用于各層之間以及 通向顯示單元160的恰當電氣連接。
己知的工藝可用于向印刷層上印刷或者建造各種元件，包括顯示像素、傳導 跡線、電阻器、開關、電池組、電容器和導電粘合劑。這些元件或者它們的部件可 以被印刷在建立期望結構和連接所必須的使用圖2A和圖3作為參考的上述任何層 的頂部或者底部，上述各層包括柔性電路層140、第一覆蓋層120、和第二覆蓋層 130。這些可印刷元件還可以被印刷到未在圖3中示出的額外的層上，以實現由各 額外層提供更多的可印刷表面以便于更復雜的結構和連接。
例如，參考圖3和圖4，可以在第一覆蓋層120頂部印刷短接墊，由此形成用 于開關200的膜片。作為另一個示例，可以在第二覆蓋層130底部適當位置內印刷 分路，這樣該分路在組裝時就鄰近柔性電路層140，以便將期望的電路跳至柔性電 路層140上。還可以在第二覆蓋層130底部印刷各種其他的部件以形成連接并且各 部件可操作地連接至柔性電路層140，諸如用于顯示器170的電極、電阻器、電容 器和天線。此外，通過在期望層的各部分上印刷交叉絕緣以允許在相同位置上印刷 后續跡線就可以形成更為復雜的連接。
在又一個實施方式中，導電粘合劑可以連同不導電粘合劑一并圖案化地印刷 在第二覆蓋層130的底部，以使得圖案化印刷的導電粘合劑能夠連接柔性電路層 140和層130上的期望電路。還可以實現多個其他印刷構造，包括在期望層上印刷
電容器或電阻器。這些印刷的元件能夠被可選地在期望層上表面安裝。
參考圖16A，現有的智能卡接觸卡利用芯片板1610在卡1600和和智能卡讀 取器(未示出)之間形成接觸點。微處理器1620傳統上通過引線接合、倒裝芯片 或芯片板下的其他常規的管芯附連方法附連至芯片板1610并且被電氣地且物理地 附連以便為該卡片上包含的數據、處理器和編程提供場所。在某些實施方式中，還 提供膠質物1630或者其他粘合劑以及支持物1640來固定芯片板1610和微處理器 1620。接觸智能卡目前并未將智能卡芯片連接至卡片內的其他部件。然而可能希望 將該微處理器連接至卡片內諸如顯示器或者生物傳感器的其他電子部件。在這些情 況下，核芯層145上的印刷電路可用于提供智能卡芯片板和諸如IC 180之類的其 他部件之間的傳導路徑。這將在如下更為詳盡地描述。
電池組互連
如前所述，可以串聯生產并連接兩個或更多的電池單元以增加電源電壓。電 池單元的幾何形狀可以變化，并且參考圖15A，在一個實施方式中，印刷兩個電池 組并以并排的幾何形狀互連。第一電池組的陽極1540和陰極集電器1560以及第二 電池組的陽極1550和陰極集電器1570被并排地放置和印刷。為了串聯連接這些電 池組，導電橋1510電氣連接至第一電池組的陽極1540以形成負極端，而從第二電 池組的陰極集電器1570提供導電橋1530來形成正極端，并且由導電橋1520將第 一電池組的陰極集電器1560連接至第二電池組的陽極1550。
參考圖15A和圖15B,可以看出形成負極端的導電橋1510從陽極1540導向 核芯層145的頂部。形成正極端的導電橋1530也導向核芯層145的頂部(在圖15B 中未示出)。為了實現兩個電池之間貫穿核芯層145的互連，就在核芯層145上提 供一通孔1580。導電橋1520旁路通過圖15B中可見的通孔1580將核芯層145之 下的第一電池組的陰極集電器1560連接至核芯層145之上的第二電池組的陽極 1550。類似地，提供導電橋1530從核芯層145之下的第二電池組的陰極集電器1570 中伸出并旁路通過通孔1590延伸至核芯層145的上表面以在該核芯層145頂部形 成正極端。
導電橋1510、 1520和1530可以使用諸如SpraylatXCM-Ol的導電銀墨水來形 成。參見圖17，步驟1720和1770示出了作為核芯結構建立序列一部分的這些導 電橋的印刷。在圖17的核芯層145中還示出了通孔1580和15卯，它們允許導電 墨水創建貫穿核芯層145的電連接。
以上參考了貫穿核芯層145的互連電池組對導電橋1510、 1520和1530進行
了描述。然而本領域普通技術人員將會認識到將導電材料引導越過和貫穿該層疊結 構的各層的這些原則也可應用于本發明的其他電部件和其他層。 智能卡處理
在連接已經包含微處理器的電子部件(諸如，驅動顯示器的微處理器)的情 況下，接觸智能卡芯片可以從該構造中去除。在此參考圖16A，在本發明的這一實 施方式中，芯片板1610用于為讀取器提供標準接觸界面，但是并沒有傳統的智能
卡微處理器1620附連至該芯片板的背面。用于控制顯示器或其他部件的微處理器
服務于主存用于元件控制的軟件以及通常位于智能芯片內的用于與外部讀取器通 信的軟件的這兩個目的。
參考圖16B，可以使用IC 180來代替目前由現有"智能卡"中的集成電路所 執行的處理。現有智能卡的物理結構通常由ISO標準7810、 7816/1和7816/2所指 定。該結構一般由嵌入卡片內的兩個元件，即印刷電路和集成電路芯片180組成。 參見圖16B,芯片板1610與觸點1650電連接，這就允許IC 180的處理功能或者 來自開關1660的信號在芯片板位于標準讀取器內時到達板1610。
圖16B中所示的印刷電路遵守為電源和數據提供五個連接點的ISO標準 7816/3。該芯片板電路被氣密式固定于提供在卡片上的凹槽內并且被燒入填充有導 電材料并由觸點突起密封的電路芯片中。印刷電路保護電路芯片免于機械應力和靜 電的影響。與芯片的通信通過包括覆蓋在印刷電路上的觸點的"芯片板"完成。
芯片板用作卡片接受器設備(CAD)或讀卡器之間的接觸墊。集成電路芯片 提供邏輯和功能作為卡片和讀取器之間的通信工具。芯片還含有合適的加密程序以 及其他必須的安全程序。
根據本發明，IC 180驅動顯示器170。然而也可以將IC 180的顯示處理功能 與現有"智能卡"集成電路的處理功能相結合。雖然在單張卡片內可以共存兩個芯 片，但是如果要求智能卡與諸如顯示器驅動程序IC 180的其他芯片通信，則各數 據線需要通過一組跡線連接。如上所述，現有的芯片板具有供該芯片使用的6個或 8個連接，并且它們包括電源或其他通信線。
為了避免兩個單獨IC的缺點，可以將顯示器驅動程序IC 180設計為包括與現 有智能卡芯片相同的功能和存儲器。目前智能卡芯片上所有的編程都可被包括在 IC180內，由此去除第二微處理器。為了實現這一目的，在柔性頂片110中的開口 內安裝符合智能卡接觸要求的芯片板，ffi^是并不存在相關聯的IC。除了IC180之 外不再需要其他的處理器。可以在層145、第二覆蓋層130和/或柔性電路層140
的表面上印刷從芯片板到IC 180和電池組190的合適連接，以允許用于標準智能 卡協議的信號流入流出IC 180。 磁條仿真器
如上所述，在本發明的核芯結構內可以包括多種電部件。 一種合適部件可以 是諸如在美國專利第4,701，601號中所述設備的磁條仿真器。帶有磁條仿真器的卡 片可與帶有用以讀取并與接磁條接口的傳感器的事務處理終端一并使用。卡片可以 包括生成與通常編碼在磁條上的信息相對應的變化磁場的變換器。在本發明的情況 下，IC 180提取存儲在存儲器中的事務處理數據并且將輸出信號提供給變換器。變 換器生成與該事務處理信息相對應的變化磁場，其中該事務處理信息是由事務處理
終端內的傳感器讀取的。這樣就生成了包括用于卡片應用的磁條仿真器的核芯結 構。
生物傳感器
可以集成入本發明的另一種電部件是各種生物傳感器中的任何一種。在一個 實施方式中，生物傳感器是設計用于支持指紋圖像捕捉的微壓力傳感器。這一種合 適傳感器的示例是由加州Milpitas的Fidelica Microsystems公司生產的Fidelica Image Sensor模型3002,該傳感器可以嵌入基于微處理器的設備。當與可應用的主 機部件集成時，傳感器允許用戶執行多種電子認證安全功能。同樣地，本發明的核 芯結構在卡片應用需要或者期望的情況下可以包括這一特性。
緩沖層
因為不同部件和膜各不相同的空間特性并且因為各獨立部件和用于所得卡片 平坦度的ISO要求在不同示例中產生的變化，結構100的組裝包括緩沖層。這些 可成形的層在各種部件之中提供均衡并且允許在電子核芯結構中實現如從基片 150外部到頂片110外部測得的特定"H"的尺寸(參見圖2A)。
將諸如粘合劑的可流動緩沖材料應用于結構100中兩層或多層之間。如下所 述，緩沖層調節在每種部件和膜的任何生產批次內出現的變化。例如，IC180的高 度可能是不統一的或者位于期望的公稱尺寸內，但是該變化可由緩沖層補償。期望 的高度尺寸H可以通過在多層處的緩沖實現；因為結構100的每一層都如下所述 被層疊在一起，可流動的粘合劑層為各種部件和層的每一個吸收超過的尺寸并且填 充未達到的尺寸。在緩沖應用之后使用的軋輥幫助建立期望的尺寸。每個沖切層的 網格內的空腔吸收來自超尺寸元件的可流動粘合劑。這些空腔通常被設計用來拉平 各元件。諸如IC、電池組和顯示單元。因為各空腔可能沒有被形成為精確適應各
元件變化的尺寸，所以它們的大小稍微大一些會導致各元件周圍的小空腔。這些可 流動緩沖材料填充這些空腔并且提供統一的結構。
在熱層疊期間，用于組成核芯結構各膜層的環氧樹脂也流動。在各元件周圍 形成的空腔可由在熱層疊工藝中流動的環氧樹脂填充。因為該環氧樹脂填充由預先 形成的空腔所造成的空洞，所以結果可能是由于流動過程中的體積損失而導致卡片 表面不可接受的表面缺陷，諸如裂縫、裂紋或者凹陷。于是就使用可流動緩沖材料 預填充在核芯形成過程中產生的空腔，由此去除會導致這些缺陷的體積缺乏。
如下將描述兩個緩沖層，主緩沖層和次緩沖層。這些緩沖層分別可以具有1.0
至3.0密爾的厚度以及0.25至1.0密爾的厚度。主緩沖層的優選厚度為2.5密爾而 次緩沖層的優選厚度為0.5至1.0密爾。
首先描述主緩沖層。參考圖6，在結構100的組裝過程中，將柔性頂片110 層疊至第一覆蓋層120并將第一覆蓋層120層疊至第二覆蓋層130，由此形成頂組 裝層210。基組裝層220通過將諸如圖6所示的基片150、帶有顯示器170和IC 180 的顯示單元160之類的多個元件和層層疊在一起形成。使用常規層疊技術將這些元 件層疊在一起，并使用軋輥實現頂組裝層210和基組裝層220的期望厚度。
正如討論的那樣，不希望的尺寸變化會在這些層內的層疊元件中出現。參見 圖7，主緩沖層230被放置在頂組裝層210和基組裝層220之間以基本上拉平各變 化并實現可接受的尺寸。主緩沖層如圖8所示可以用在頂組裝層210上流動的層疊 粘合劑形成。主緩沖層230可以通過包括絲網、刻版、壓印或苯胺印刷術在內的各 種方法而應用于頂組裝層210。這些印刷工藝使用以頂組裝層210輪廓為鏡像輪廓 的板來完成。該板與頂組裝層210上相應的位置相匹配，以便提供粘合劑對頂組裝 層210凹槽的充分覆蓋。于是，雖然圖7處于簡明的考慮僅示出了統一厚度的緩沖 層230。但是由上述方法應用的該層將具有材料厚度和體積的圖案，這一圖案被選 擇用以向需要大量可流動材料移入空腔的位置提供更多的材料。主緩沖層提供充足 的緩沖材料來確保在核芯形成期間所形成的尺寸差異和空洞被抵償并填充。
參見圖9，頂組裝層210和基組裝層220被合并，并且圖案化的主緩沖層230 吸收各部件內超過的尺寸并填充不足的尺寸，由此填補高度變化以完成由軋輥所確 定的期望高度尺寸。允許任何多余的緩沖材料從覆蓋片的邊緣滲出并在隨后被修整 以形成期望的形狀。
使用緩沖層還可以為最后得到的電子核芯結構提供期望的機械強度。通過提 供基木為固體的構造來組裝各種元件和空腔，最后得到的核芯結構就會呈現出非常
令人滿意的硬度和機械完整性。此外，使用緩沖層來將各層鎖定在一起增加了互連 電子電路的電完整性。合適的緩沖層材料應該具有合適的粘性或者其他物理特性以 允許其應用于印刷工藝，并且它應該是可流動且可固化的，從而有助于將各核芯結 構層結合在一起。然而，緩沖材料不必是永久粘合劑。緩沖層材料在熱層疊過程中 還可以與PVC或其他層以及任何額外的印刷材料相混合，以使得該緩沖材料與熔 化態的各膜層和電部件的樹脂相兼容。多種材料族都適于作為緩沖材料，諸如丙烯 酸鹽、聚氨酯橡膠、增塑溶膠、聚酯或者具有合適的粘性以實現印刷和固化后強度 的其他類似材料。
除了粘附至柔性電路層140的主緩沖層230之外，還可以如圖10和11所示 在其他各層之間流動并粘附多個次緩沖層240。這樣通過在結構100中的多層處補 償緩沖來實現期望的高度尺寸。次緩沖層還用于在制造期間將各層粘合在一起。最 后，次緩沖層和中間軋輥使得給定結構被可再生產地放置在與基底頂部或底部相隔 已知距離的位置上。這在終端用戶期望使用磨銑或者其他工藝以連接嵌入核芯結構 中的任何元件的情況下將會十分重要。
除了能夠均衡各部件和層的高度尺寸之外，主緩沖層230和次緩沖層240還 可以糾正其他尺寸問題。例如，在要層疊的層被沖切以適用于IC 180的情況下， 可能需要"過切割"來允許該結構輕易地容納IC。出現在一個個電子核芯結構中 的"過切割"變化與IC大小的變化不同。雖然可以形成具有可接受尺寸的IC形狀， 但是它們在結構100上的放置會有所變化，這就會導致需要補償的位置變化。因此， 在一芯片被安裝至該結構并且在其周圍應用了沖切層之后，可能會在其周圍形成空 腔。在此情況下，緩沖層如圖11所示，不僅將填補IC的高度變化，還將填充IC 180 周圍的空腔容積290。
實施例l一分離部件的放置和成多層的電路
與上述教示相一致，本發明現將在帶有兩合成層的構造中示出，這兩個層在 圖6中示出為基層220和覆蓋層210，它們隨后被層疊在一起以形成電子核芯結構。
電子核芯通過在基片150上以用于零件布局的合適配置放置必須的部件而構 造。基片可以是將通過熱層疊工藝與各外部層層疊的PVC或其他膜。基片厚度的 較佳范圍在0.001至0.005英寸之間，優選厚度為0.002英寸。使用壓敏粘合劑將 各部件固定就位。
放置在基片150上的部件包括膜片開關圓頂、電池組和顯示單元。最初的部 件放置決定了減輕區(relief area)的間隔以及需要拉平的各種高度。期望但不要求
預層疊沖切層145，以便與顯示單元和電池組接頭的基底厚度相匹配。基底的表面 可以包含將在其上放置圓頂的開關基電路。
優先的層疊方法是使用將通過UV輻照、EB輻照或者加熱固化的永久性層疊 粘合劑。基層層疊可以通過設置該層高度并降低該層潛在高度變化的咬入點(nip point)來加壓。
核芯現在由在同一平面上且面朝上的顯示單元觸點、電池組接頭和開關觸點 組成。可以將圓頂放置在開關上并且使用本領域內周知的粘合技術粘合。這樣就完 成了將在隨后層疊至覆蓋層210的基層220。
覆蓋層210在其底部印刷有所需的全部連接電路，這些電路將連接固定在基 層220上的開關、電池組和顯示單元的電接觸。覆蓋層被設計用以匹配顯示器高度、 芯片組、電池組和開關圓頂的輪廓。覆蓋層通過層疊帶沖切以匹配基層或"部件層" 的膜而以三維形式建立。覆蓋層基于放置在基層上高度不同的元件數而具有最小數 目的亞層。覆蓋層可由透明薄膜構造，從而允許嵌入核芯的顯示器可見。
最后的組裝步驟是使用永久性層疊粘合劑層疊基層220和覆蓋層210。可流動 粘合劑為0.001至0.002英寸的緩沖層230用于將覆蓋層粘合至基層，并且整個結 構在熔融粘合劑之前通過設置在0.018英寸處的固體咬入點。該粘合劑可以通過絲 網印刷、壓印、分配或者噴霧中任一種方法施加。三維結構應該被完全覆蓋而電接 觸區域則不應有粘合劑。
最后層疊粘合劑是永久性的并且能夠從通過透明覆蓋層固化的諸如UV或EB 的輻照固化粘合劑族中選出。可選地，可以施加在通過咬入點時已冷的永久性熱熔 物。該熱熔物在生產完成卡片的熱層疊步驟期間具有回流的額外益處。所有的緩沖 層都應該由通過避免各層永久性熔融而不干擾熱層疊工藝的粘合劑組成，并且最終 得到的卡片必須通過ISO規范。適于該應用的一種粘合劑是Radcure UV-170-SP。
基片150和頂膜110的材料由PVC或者適于熱層疊的其他塑料構成。可選地， 諸如聚乙烯醇(PVA)或其他商用熱密封涂層的熱密封能夠被涂覆在最外層表面上 以確保熱層疊期間完成表面的恰當粘合。
實施例2 —平面電路和電連接
在另一個實施例中，基層220的構造通過在該結構頂上印刷整個連接電路而 被修改，該連接電路將與顯示單元和電池組部件的連接點相配并且含有用于開關的 基座。在連接電路和部件之間的電連接隨后由向每個連接提供傳導路徑的針頭分配 (needle dispensing)提供。其余的結構保持與實施例1相同。
實施例1和2示出了在電子核芯內印刷電路的固有柔性。電子核芯通常具有5 至7個用以在最終組裝之前印刷電路元件的分立表面。本發明的這一實施方式提供 了在核芯內成層各電路并且使用所有可用表面來適合必須電路的能力。這在可用于 智能卡的區域內必須含有精制電路的情況下很有用。這一實施方式比起常規單個表 面，能夠有效提供5至7倍的容量。
在核芯各層之間的電連接可以通過引入貫穿各層的單獨過孔而獲取。這一實 踐通過鉆出或者沖出貫穿每一期望層且對準要連接的電路的孔并且用導電環氧樹 脂或其他材料填充這些孔以提供過孔電路路徑來實現。
實施例3 —嵌入式碳/鋅電池組
如上所述，適于智能卡內使用的電池組通常具有0.012至0.016的總厚度。在 此總厚度中，有0.006至0.010英寸是由用于密封該電池組的封裝膜組成。這一實 施例舉例說明了使用核芯層作為電池組封裝的一部分以節省該核芯的總厚度并降 低其復雜度。
這一構造是基于圖1所述的基層220/覆蓋層210。在基層上，電池組陽極和集 電器被沉積在第二膜PVC層150的頂上。在同一層上還分別印刷了陰極和集電器。 電池組層的總厚度是與顯示器高度相匹配的0.006英寸。需要兩個分隔的電池以實 現系統所需的3V電壓。附著電路將電池組串聯連接至其他元件。
構造覆蓋層210具有位于電池組電極之上的排空區以提供層疊時的減輕。在 最終層疊之前，將電池組電解液加入阱中以完成電池組構造。 一旦層疊，電解液就 濕潤各電池單元以激活各電池單元。
實施例4一嵌入式鋰電池組
使用鋰電池組化學性質具有每電池單元2.8V電壓的優點，從而能夠簡化核芯 的構造。然而，由于鋰會與水起反應的這一化學性質，因而要求在干燥室環境內組 裝電池。
因此，這就需要在集成入核芯結構之前預先形成電池組部件。這可以通過將 具有鋰金屬在前已濺射其上以形成陽極的銅箔集電器層疊至厚約0.010英寸的核芯
膜上而得以完成。該核芯膜被沖切成電池組的形狀并且形成一阱。該阱隨后用電解 液和陰極材料填充并且用形成陰極集電器的銅箔密封。最后得到的結構厚度為
0.010英寸并且比總厚度為0.014英寸的分離的電池具有更大的容量。
上述電池組層現在其一個表面上具有陽極連接而在其相對側上具有陰極連
接。對底部電極的電連接通過將電路帶到底部電極而產生。對頂部電極的電連接通
過提供貫穿該膜的過孔并使用過孔技術連接至背板而產生。
與其他的實施例一樣，使用如實施例1中所述的0.001至0.002英寸粘合劑的 緩沖層來層疊覆蓋層和基層。
實施例5 — PVC層
核芯結構可以使用各種膜來構造。通過選擇合適的層疊粘合劑，成功的熱層 疊不要求所有的層在層疊工藝期間都達到該膜的熔點。可選地，各層可由其中選出 的膜在層疊工藝期間達到熔點并熔融的各膜構成。諸如聚氯乙烯和聚丙烯的合適膜
為本領域內周知。該層疊工藝保持不變，除了層疊粘合劑被印刷成華夫(waffle) 圖案或者被印刷成其他合適的圖案以允許各層流動并提供合適的表面用于熔入之 外。該層疊工藝還用于拉平各層，但是粘合劑的主要目的是在層疊之前將各層結合 在一起。在印刷電池組的情況下，將緩沖層粘合劑印刷成圍繞該電池組的連續層以 確保在最終層疊之前形成包含電池電解液的密封墊。這一印刷即使在圖案用于卡片 其他區域的情況下也可執行。 結論
所述實施例舉例說明了本發明的被印刷且被層疊的結構的范圍和柔性。更具 體地，本發明可用于有效地生產一種提供各種金融卡和其他應用指定的電子功能的 電子核芯結構，該結構具有所需的結構完整性并且在保持與由標準和/或用戶要求 指定的具體應用的尺寸要求、柔性和其他物理要求相一致的同時允許應用完成的各 層。本領域普通技術人員將會認識到可以實踐其他的部件和構造并且它們仍然位于 本發明的范圍內。
附錄A
智能卡規范
ISO 7810-用于描述在定義條款中定義的識別卡特性及這種卡在國際交換中
使用的一系列標準之一。國際標準指定識別卡的物理特性包括卡材料、構造、特性、
以及卡的四種大小的尺寸。用于銀行卡的公稱尺寸包括邊緣去毛刺不超過0.008 mm (0.003英寸)、表面扭曲和簽名條的各標準。
IS0/IEC 7811-1識別卡-紀錄技術-第1部分凸字。ISO/IEC7811的這一
部分是用于描述在定義條款中定義的識別卡參數及這種卡在國際交換中使用的一 系列標準之一。ISO/IEC7811的這一部分指定了用于識別卡上凸印字符的要求。凸 印字符旨在通過使用印刷機或者通過視覺或機器讀取來傳送數據。它考慮了人和機
器兩個方面并陳述了最低要求。
IS0/IEC 7811-3識別卡-紀錄技術-第3部分ID-1卡上凸印字符的位置 ISO 7812 & 7814-磁條材料的位置和表面輪廓
ISO 7813識別卡-金融交易卡。指定金融交易卡的外殼尺寸應該為0.76± 0,08 mm (0.030±0003英寸)厚，85.47 mm (3.375英寸)寬以及54.03 mm (2.127
英寸)高。
ISO 7816-1識別卡-帶觸點的集成電路卡-第1部分物理特性。指定帶 觸點的集成電路卡的物理特性。它適用于美國國家標準為識別指定的可能包括有凸 字和/或磁條的ID-1卡型的識別卡
IS0/IEC 7816-2信息技術-帶觸點的集成電路卡-第2部分觸點的尺寸和 位置。為ID-1卡型的集成電路卡上的每個觸點指定尺寸、位置和分配。要結合 IS0/IEC 7816-1使用。
IS0/IEC 7816-3信息技術-帶觸點的集成電路卡-第3部分電子信號和傳 輸協議。指定功率和信號結構，以及集成電路卡和諸如終端的接口設備之間的信息 交換。它還覆蓋了信號速率、電壓電平、電流數值、奇偶轉換、操作過程、傳輸機 制以及與卡的通信。
ISO 14443 - 1識別卡-接近式(RF)集成電路卡的演化標準。-第1部分 物理特性。指定接近式卡(PICC)的物理特性。它適用于在耦合設備附近工作的
卡型ID-1的識別卡，該標準應該結合ISO/IEC 14443隨后部分使用。電子稿可從 以下獲取Global Engineering Documents, Inc, http:〃www.global.ihs.com。
ISO 14443 -2識別卡-接近式集成電路卡的演化標準。-第2部分射頻接 口和參數。描述了接近式卡和接近式耦合設備之間兩種無觸點接口的電特性。此外， 還包括功率和雙向通信。指定提供用于功率以及接近式耦合設備(PCD)和接近式 卡(PICC)之間的雙向通信的電磁場特性。ISO/正C 14443這一部分應該結合 ISO/IEC 14443其他部分使用。ISO/IEC 14443這一部分不指定生成耦合電磁場的途 徑，也不指定會隨國家變化的遵守電磁輻射和人體照射規則的途徑。
ISO 14443 - 3識別卡-接近式集成電路卡的演化標準。-第3部分電子信 號和傳輸協議
ISO 14443 - 3識別卡-接近式集成電路卡的演化標準。-第4部分安全特 性。描述(a)進入接近式耦合設備(PCD)電磁場的接近式卡(PICC)的輪詢； (b)在PCD和PICC之間通信的初始階段所使用的字節格式、幀和定時；(c) 初始請求以及對請求命令內容的回答；(d)在各PICC之中檢測一個PICC并與其 通信的方法(防碰撞)；(e)初始化PICC和PCD之間通信所需的其他參數；以 及(f)基于應用準則來便利并加速在各PICC之中選擇一個PICC的可任選的途徑。
ISO/IEC 10373識別卡-測試方法
ISO/IEC 7816-4信息技術-識別卡-帶觸點的集成電路卡-第4部分用 于交換的行業間命令。指定以無觸點環境的特定需要為特征的半雙工分組傳輸協 議。ISO/IEC 14443這一部分旨在結合ISO/IEC 14443其他部分使用并且可用于類 型A和類型B的接近式卡。
ISO/IEC 7816-5識別卡 - 帶觸點的集成電路卡-第5部分用于應用識別者 的編號系統和登記過程
ISO/IEC 7816-6識別卡-帶觸點的集成電路卡-第6部分行業間數據元素
ISO 8583:1987銀行卡始發消息-交換消息規范-用于金融交易的內容
ISO 8583:1993金融交易卡始發消息-交換消息規范
ISO/IEC 8825-1信息技術-ASN.1編碼規則基本編碼規則(BER)、經典 編碼規則(CER)和區分編碼規則(DER)的規范
ISO/IEC 8859信息技術-8比特單字節編碼圖形字符集 ISO 9362銀行業務-銀行電信信息-銀行識別碼
ISO 9564-1銀行業務-PIN管理和保密-第1部分ATM和POS系統中聯 機PIN處理的基本原則和要求
ISO 9564-3銀行業務-PIN管理和保密-第3部分ATM和POS系統中離 線PIN處理的要求
ISO/正C 9796-2:2002信息技術-保密技術-具有消息恢復功能的數字簽名 方案-第2部分基于整數因子分解的機制
ISO/IEC 9797-1信息技術-保密技術-電文認證碼-第1部分使用分組 密碼的機制
ISO/IEC 10116信息技術-保密技術-n比特分組密碼算法的操作模式
ISO/IEC 10118-3信息技術-保密技術-散列函數-第3部分專用的散 列函數
ISO 11568-2:1994銀行業務-密鑰管理設備(零售)-第2部分對稱密碼 的密匙管理技術
ISO 13491-1銀行業務-安全加密設備(零售)-第1部分概念、要求和
評估方法
ISO 13616銀行業務和相關金融服務-國際銀行賬號(IBAN) ISO 16609銀行業務-使用對稱技術的消息認證要求
ISO 639-1語種名稱的表示碼-第1部分Alpha-2碼。注意該標準由ISO 不斷更新。對ISO 639- 1:1988的附加/改變語種名稱的表示碼可從該網址獲取 http:〃lcweb.loc.gov/standards/iso639-2/codechanges.html
ISO 3166國家及其地區的名稱表示碼
ISO 4217表示貨幣和資金的表示碼
FIPS 180-2保密散列標準
權利要求
1.一種薄型分層核芯結構，所述薄型分層核芯結構在層疊單元內提供顯示器以及用于驅動所述顯示器的相關電子器件，所述薄型分層核芯結構包括可層疊材料的基層和頂層；顯示單元，具有與集成電路部件相連的連接點，并具有用于連接至電源的電跡線，所述集成電路部件用于驅動至少一個顯示部件；至少一個預先形成的部件連接層，具有印刷在其一個或多個表面上的電跡線，所述至少一個預先形成的部件連接層被可操作地電連接至顯示單元并被固定在所述基層和頂層之間；以及緩沖層，配置在所述基層和頂層之間，所述緩沖層由可成形材料制成，所述可成形材料在所述基層和頂層之間的部件之間補償厚度差，并且允許用于所述分層核芯結構的期望總厚度被實現。
2. 如權利要求1所述的分層結構，其特征在于，所述至少一個顯示部件 通過印刷多個像素而形成，所述多個像素可操作地電連接至所述集成電路部 件。
3. 如權利要求2所述的分層結構，其特征在于，所述多個像素配合地連 接至顯示器接收連接點。
4. 如權利要求1所述的分層結構，其特征在于，所述基層適于層疊至相 鄰的下覆蓋表面。
5. 如權利要求1所述的分層結構，其特征在于，所述頂層適于層疊至相 鄰的上覆蓋表面。
6. 如權利要求1所述的分層結構，其特征在于，芯片接觸板被至少部分 地安裝在所述核芯結構內，并且所述分層結構內部的電跡線可操作地將所述芯 片板電連接至離開所述芯片板橫向放置的所述集成電路部件。
7. 如權利要求6所述的分層結構，其特征在于，所述芯片接觸板是用于 智能卡的接觸板，并且所述集成電路部件被配置用以執行智能卡的功能。
8. 如權利要求1所述的分層結構，其特征在于，所述部件連接層被預先 形成有孔，用以容納各部件，并有助于補償在所述基層和頂層之間的部件間的 厚度差。
9. 如權利要求1所述的分層結構，其特征在于，所述部件連接層被預先 形成有孔，用以容納各部件，并有助于補償在所述基層和頂層之間的部件間的 厚度差，并且所述緩沖層可成形以填充與所述孔相關聯的空腔。
10. 如權利要求l所述的分層結構，其特征在于，所述部件連接層具有印 刷在其上表面和下表面的電跡線。
11. 一種用于制造帶有顯示器的薄型分層核芯結構的方法，包括 提供適于層疊的基層；提供帶有附連的集成電路部件用以驅動至少一個顯示部件的顯示單元，所 述顯示單元是通過印刷至少一個像素而形成的，所述至少一個像素帶有相應的 電化學墨層以及可操作地電連接所述至少一個像素和所述集成電路部件的跡 線；提供電源部件，用以可操作地電連接至所述集成電路部件； 提供至少一個覆蓋層，被插入鄰近所述顯示單元，并且在其至少一個表面 上帶有印刷的電部件，其中所述印刷的電部件被可操作地連接至所述集成電路 部件、所述電源部件和所述顯示單元中的一個或多個；以及通過在其間插入至少一層緩沖層而把所述基層、顯示單元、電源部件以及 覆蓋層組合成一個層疊單元，所述緩沖層是可成形的，并被有差異地應用，從 而補償所述基層和覆蓋層之間所述部件的厚度尺寸差異，并用其自身的豎向尺 寸提供足以實現用于所述層疊單元所期望的總豎向尺寸的厚度范圍。
12. 如權利要求11所述的方法，其特征在于，印刷至少一個像素的所述 步驟包括印刷被可操作地電連接至所述集成電路部件的多個像素。
13. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，印刷至少一個像素的所述 步驟包括印刷被可操作地電子連接至所述集成電路部件的多個像素，籍此所述 多個像素配合地連接至顯示器接收連接點。
14. 如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括提供被至少部分地 安裝在所述核芯結構內的芯片接觸板，以及可操作地將所述芯片板電連接至被 布置在橫向離開所述芯片板的位置處的所述集成電路部件的所述分層結構內 部的電跡線。
15. 如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述芯片接觸板是用于智 能卡的接觸板，并且還包括配置所述集成電路部件以執行智能卡的功能。
16. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，提供覆蓋層的所述步驟包括提供預先形成有孔以容納部件并有助于補償在所述基層和頂層之間的部件間 的厚度差的層。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，提供覆蓋層的所述步驟包 括提供預先形成有孔，以容納部件并有助于補償在所述基層和頂層之間的部件 間的厚度差的層，并且所述覆蓋層和所述緩沖層是可成形的，以填充與所述孔 相關聯的空腔。
18. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述預先形成有孔的層具 有印刷在其上表面和下表面上的電跡線。
19. 一種用于制造帶有顯示器的薄型分層核芯結構的方法，包括 提供適于層疊的基層；提供帶有附連的集成電路部件用以驅動所述顯示器的顯示單元，所述顯示 單元是通過印刷多個像素而形成的，所述多個像素帶有相應的電化學墨層以及 可操作地電連接所述像素和所述集成電路部件的跡線；提供用以可操作地電連接以將功率輸送給所述集成電路的電源；通過在至少一個覆蓋層的一個以上外部或內部表面上印刷被可操作地電 連接至所述集成電路部件、所述電源部件和所述顯示單元中的一個或多個的電 部件，提供鄰近所述顯示單元被插入所述覆蓋層；以及通過在其間插入至少一層緩沖層，而把所述基層、顯示單元、電源部件以 及覆蓋層組合成一個層疊單元，所述緩沖層可成形并被層疊，用以補償所述基 層和所述覆蓋層外表面之間所述顯示單元和其他部件的厚度的尺寸差異，并用 其自身的豎向尺寸提供足以實現用于所述層疊單元所期望的總豎向尺寸的厚 度范圍。
20. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一個緩沖層由印 刷技術來施加。
21. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述緩沖層在層疊中變得 可流動以填充空腔，并且因為所述緩沖層的所述厚度補償所述尺寸變化從而允 許將所述結構拉平為均勻厚度。
22. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，多個緩沖層被印刷并流動。
23. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，在施加所述緩沖層材料之 后使用軋輥來實現期望尺寸。
24. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述在兩個或多個外部或 內部表面上印刷電部件包括印刷導電跡線、或者電阻性或電介質材料，用以與 其他印刷層一起形成包括天線、電阻器和電容器在內的所述期望部件。
25. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括通過使用印刷技術 施加各層來形成包括所述陽極、陰極、集電器和電解液容積的電池組部件。
26. —種薄型分層核芯結構，所述薄型分層核芯結構在層疊單元內提供用 于信息處理的一個或多個電子部件，所述薄型分層核芯結構包括-可層疊材料的基層和頂層；至少一個電子部件，所述至少一個電子部件具有連接點并且具有用于連接 至電源部件的電跡線；具有印刷在其一個或多個表面上的電跡線的至少一個預先形成的部件連 接層，所述至少一個預先形成的部件連接層被可操作地電連接至所述至少一個 電子部件并被固定在所述基層和頂層之間；以及被配置在所述基層和頂層之間的緩沖層，所述緩沖層由可成形材料制成并 用于補償在所述基層和頂層之間的部件之間的厚度差，并且允許用于所述分層 結構的期望總厚度被實現。
27. 如權利要求26所述的分層結構，其特征在于，所述至少一個電子部件是集成電路部件。
28. 如權利要求26所述的分層結構，其特征在于，所述至少一個電子部件是磁條仿真器。
29. 如權利要求26所述的分層結構，其特征在于，所述至少一個電子部 件是生物傳感器。
30. 如權利要求26所述的分層結構，其特征在于，芯片接觸板被至少部 分地安裝在所述核芯結構內，并且所述分層結構內的電跡線可操作地將所述芯片板電子連接至離開所述芯片板橫向放置的所述集成電路部件。
31.如權利要求30所述的分層結構，其特征在于，所述芯片接觸板是用 于智能卡的接觸板，并且所述集成電路部件被配置用以執行智能卡的功能。
全文摘要
本發明將電子部件并入可由現有工藝輕易熱層疊的電子核芯結構。該結構包括多個期望的電子部件，諸如顯示器、電池組或其他電源、集成電路、開關、磁條仿真器、天線、智能芯片或者其他輸入設備。該結構包括層疊的緩沖層，用以橋接各層并補償電子部件尺寸的變化。該結構還將電池組封裝合并作為該核芯層結構的一部分并且使用印刷電子電路作為該電子核芯層的一部分以影響期望的特性。在該結構內可以合并各種部件。
文檔編號H05K1/14GK101375647SQ200680016692
公開日2009年2月25日 申請日期2006年4月10日 優先權日2005年4月11日
發明者D·G·希彌, J·P·麥克道格爾, S·F·奎德勒恩, T·J·佩納茨 申請人:艾維索股份有限公司