提高物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法及装置制造方法
【专利摘要】一种提高物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法及装置，其特征是所述的方法包括：首先，在PCB板正面用于固定SIM芯片的位置处制作一组SIM芯片焊盘，在PCB板正面的边缘处设置一组接插件焊盘，使SIM芯片焊盘与对应的接插件焊盘实现电气上的串联连接，在PCB板反面与SIM芯片焊盘相对位置设置一组电气连接的相配的金属接触面触点，完成SIM卡的制作；其次，在SIM卡安装座上设置一组金属簧片及一组接插件，金属簧片用于与SIM卡反面的金属接触面触点相接触从而实现电气连接，接插件用于与SIM卡正面的插座相接实现电气连接；所述的SIM卡安装座上设置的各金属簧片与对应的接插件电气串接相连。本发明采用双电气连接，具有安全可靠的优点。
【专利说明】提高物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法及 装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种物联网技术，尤其是一种物联网通信技术，具体地说是一种提高 物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来车联网技术在我国开始推广应用，《道路运输车辆卫星定位系统车载终端 技术要求》、《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》等行业标准及《汽车行驶记录仪》 等国家标准相继修订。车联网技术通常采用2G/3G/4G等广域公用通信网络进行远程通信， 车载通信终端要插入用户身份识别卡（Subscriber Identity Module),通常称为SIM卡 (UIM卡)，对通信终端进行身份识别、鉴权、计费等。SIM卡与物联网通信终端电路可靠连接， 是远程通信的基础。
[0003] 目前物联网通信终端使用的SM卡，使用的是与普通手机中相同的SM卡，常见的 有：2FF 标准的标准 SIM 卡（25. 0mmX15. 0mm);3FF 标准的 Micro SIM 卡（15. 0mmX12. 0mm); 4FF标准的Nano S頂卡（12.3mmX8.8mm)。SM卡由卡基板(一般为软性PVC塑料）和电路 芯片本体粘合而成。SM卡插入后，通过其芯片本体PCB上的金属面与通信终端上SM卡座 的金属簧片接触连接。由于车载通信终端的环境比手机的使用环境不同，存在以下问题： ①物联网通信终端(如车载终端、室外终端）环境温度可能较高，使SIM卡常处于60°C 以上，甚至80°C的环境温度，由于芯片本体和基板PVC塑料膨胀系数不同，SM卡基板的 PVC塑料基板会因高温而软化、膨胀，加之SIM卡座上接触簧片应力的作用，使SIM卡出现变 形，这种变形不可逆且具有累积效应，变形部位一般都集中在接触面部分，变形后接触面向 内凹陷，导致接触不良或接触不上。
[0004] @物联网通信终端环境可能存在潮湿、高温、盐雾、冷热交替等状况，SM卡与物 联网通信终端的SIM卡座接触簧片接触面，长时间后可能出现氧化、锈蚀、疲劳变形等状 况，导致接触不良或接触不上。
[0005] 为了解决上述SM卡在物联网通信终端中出现的问题，中国移动公司曾发行一种 内部功能与SM卡相同的集成电路芯片（5. 0mmX6. 0mm)，8个引脚(其中有效引脚6个)，直 接焊接在通信终端电路板上，以下简称SIM芯片。采用这种SIM芯片可以解决上述问题，但 是由于芯片是直接焊接在电路板上，机卡绑定，最终用户无法自主选择和更换通信运营服 务商；同时物联网通信终端从生产调试到售出，往往有一段时间(有时半年以上)，这段时间 的SM芯片的号码维持费、数据流量费，需生产企业向通信运营商支付，增加了企业产品成 本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有的物联网车载SIM易受环境影响而导致接触不良影响 正常通信，导致可靠性不高的问题，发明一种能明显提高物联网通信终端用户身份识别卡 连接可靠性的方法，同时提供一种相配套的装置。
[0007] 本发明的技术方案之一是： 一种提高物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法，其特征是它包括以下步 骤： 首先，在PCB板正面用于固定SM芯片的位置处制作一组SM芯片焊盘，在PCB板正面 的边缘处设置一组接插件焊盘，使SM芯片焊盘与对应的接插件焊盘实现电气上的串联连 接，在PCB板反面与SIM芯片焊盘相对位置设置一组电气连接的相配的金属接触面触点，然 后将SM芯片焊接固定在SM芯片焊盘上，将一组插座与对应的接插件焊盘相连，完成SM 卡的制作； 其次，在SIM卡安装座上设置一组金属簧片及一组接插件，金属簧片用于与SIM卡反面 的金属接触面触点相接触从而实现电气连接，接插件用于与SIM卡正面的插座相接实现电 气连接；所述的SM卡安装座上设置的各金属簧片与对应的接插件电气串接相连； 当SM卡安装到SM卡安装座上后，即能实现两组电气连接，一组为PCB板反面的金 属接触面触点与金属簧片的电气连接，另一组为PCB板正面的插座与SIM卡安装座上的接 插件的电气连接，两种电气连接中任一组或任一组中的一个电气连接点损坏不会影响整个 SM卡的正常工作，进而提高连接可靠性50%以上。
[0008] 所述的PCB电路板为高温(不低于150°C )下不易变形的FPC柔性绝缘基材板，所 述的FPC柔性绝缘基材板的厚度为0. 10mm-0. 20mm。
[0009] 所述的SM卡的外形尺寸与手机中的2FF标准SM相匹配。
[0010] 所述的SM卡为QFN5*6-8封装。
[0011] 本发明的技术方案之二是： 一种高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，包括SIM卡（1)和SIM卡座（2)，其 特征是所述的SM卡由SM芯片和PCB板组成，在PCB板上设有第二连接接口，第二连接接 口的各接点与SM芯片对应的触点串连连接，所述的SM卡座（2)上设有与SM芯片相接 触的金属簧片和与第二连接接口相连的接插件插针，所述的金属簧片与对应的接插件插针 电气连接。
[0012] 所述的PCB板采用FPC柔性绝缘基材，厚度0· 10mm至0· 20mm。
[0013] 所述的SM芯片为QFN5*6-8封装。
[0014] 所述的第二连接接口为金手指或接插件。
[0015] 所述的SM卡外形尺寸与手机中2FF标准的SM卡相同。
[0016] 本发明的有益效果： 本发明选用FPC柔性绝缘基材制作PCB板，使之在高温环境下不易变形；SM卡上的电 路芯片与SIM卡座采用双电气接口连接；比现有技术提高了连接可靠性；同时保持了与标 准SIM卡兼容，有利于推广普及。
[0017] 本发明结构简单，可靠性高，易于实现和普及，性价比高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的双面PCB板顶面及焊盘位置示意图。
[0019] 图2是本发明的双面PCB板底面金属接触面示意图。
[0020] 图3是本发明的双电气接口 SM卡座示意图。
[0021] 图4是本发明的SIM卡与SIM卡座实物示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0023] 实施例一
[0024] 如图1-4所示。
[0025] -种提高物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法，它包括以下步骤： 首先，利用厚度为〇. l〇mm-〇. 20mm，在高温(不低于150°C)下不易变形的FPC柔性绝缘 基材板作为PCB板，在PCB板正面用于固定SM芯片的位置处制作一组六个SM芯片焊盘 31-34,如图1所示，在PCB板正面的边缘(可为任意一边，图1中是长度方向的一边)处设置 一组6个接插件焊盘41-46,使每个SM芯片焊盘31-36与对应的接插件焊盘41-46实现电 气上的串联连接，在PCB板反面与SIM芯片焊盘相对位置设置一组电气连接的相配的金属 接触面触点21-26,如图2所示，然后将SM芯片焊接固定在SM芯片焊盘上，将一组插座与 对应的接插件焊盘相连，完成SIM卡的制作； 其次，在SIM卡安装座上设置一组6个金属簧片61-66及一组接插件71-76,金属簧片 61-66用于与SM卡反面的金属接触面触点21-26相接触从而实现电气连接，接插件71-76 用于与SM卡正面的接插件焊盘41-46上对应的插座相接实现电气连接；所述的SM卡安 装座上设置的各金属簧片61-66与对应的接插件71-76电气串接相连，如图3所示； 当SM卡安装到SM卡安装座上后，即能实现两组电气连接，一组为PCB板反面的金 属接触面触点与金属簧片的电气连接，另一组为PCB板正面的插座与SIM卡安装座上的接 插件的电气连接，两种电气连接中任一组或任一组中的一个电气连接点损坏不会影响整个 SM卡的正常工作，进而提高连接可靠性50%以上，如图4所示。
[0026] 本发明的SM卡的外形尺寸可采用与手机中的2FF标准SM相匹配的尺寸，也可 根据车载需要自行设置。所述的SIM卡可采用QFN5*6-8封装或其它适合的形式封装。
[0027] 详述如下： 图1为本发明的双面PCB板顶面及焊盘位置示意图，图中31 - 36,为焊接SM芯片的 焊盘，在焊盘31 - 36上焊接SM芯片，SM芯片为QFN5*6-8封装；图1中41 一46为焊接 接插件插座的焊盘,在焊盘41 一46上焊接6P接插件插座，图1中焊盘31 - 36分别与焊盘 41 一46串联连接。
[0028] 图2本发明的双面PCB板反底面金属接触面示意图，图中21- 26为6个金属接触 面触点，它们分别与PCB板正面的焊盘31 - 36连接，金属接触面触点表面镀金。
[0029] 具体实施时，还应将焊接好SM芯片和接插件的PCB板用环氧多组分硬性封装胶 封装成与2FF标准SM卡外形相同的SM卡，厚度不超过0.9mm。
[0030] 图3是本发明的双电气接口 SM卡座示意图，图中61-66为SM卡座的6个金属 簧片，71 - 76为接插件插针；当按上述步骤制作好的SM卡插入后卡座后，SIM卡的6个反 面的六个金属接触面触点21 - 26分别与SIM卡座的金属簧片61-66接触；SIM卡一端的 6个6P接插件插座（即焊接在41-46上的接头）与SM卡座上的接插件插针71 - 76连接， 实现了电气双接口。
[0031] 图3中18为SM卡座的定位扣，19为防退扣，SM插入到位时，定位扣18将与SM 卡上的定位槽啮合，同时防退扣19与SM卡上防退槽啮合，防止终端振动时SM卡发生移 位。
[0032] 图4为本发明的SM卡和卡座的立体分解结构示意图，将SM卡插入SM卡卡座 中后，通过定位扣18和防退扣19的作用，实现两者的可靠连接，使用中如果任一(或若干） 金属簧片（61-66中的任一)与SM卡底面的金属接触面（21-26中对应的一个接触面)发生 不良接触，由于与该金属簧片串接的接插件插针（71-76中对应的插针）仍然与SIM卡上对 应的插座（41-46中对应的一个)保持接触，而插座41-46与固定SM芯片的焊盘（31-36中 对应的一个）是串连的，因此接触不良的金属簧片实际仍然与SIM芯片保持电气连接，不会 影响通信。这就大大提高了通信的可靠性。
[0033] 实施例二
[0034] 如图1-4所示。
[0035] 一种高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，包括SIM卡1 (图1、2)和SIM 卡座2 (图3、4)，所述的SM卡由SM芯片和PCB板组成，PCB板可采用FPC柔性绝缘基材 制作，厚度为〇. l〇mm至〇. 20mm之间，在PCB板的正面设有六个用于焊接SM芯片的芯片焊 片31-36,反面相对位置处设有相配的六个金属触点21-26 (如图2)，在PCB板顶上设有作 为第二连接接口和六个焊接接插件插座的插座焊盘41-46,在插座焊盘41-46上焊接有六 个插座或金手指，第二连接接口中的插座焊盘41-46与固定SM芯片的芯片焊片31-36电 气上串连连接。SM卡座2上设有与SM芯片相接触的6个金属簧片61-66和与第二连接 接口相连的6个接插件插针71-76,所述的6个金属簧片61-66与对应的六个接插件插针 71-76电气上串接连接。
[0036] 详述如下： 图1为本发明的双面PCB板顶面及焊盘位置示意图，图中31 - 36为焊接SM芯片的 焊盘，在焊盘31 - 36上焊接SM芯片，SM芯片为QFN5*6-8封装。图1中41 一46为焊接 接插件插座的焊盘(或设置6个金手指)，在焊盘41 一46上焊接6P接插件插座，图1中焊盘 31-36分别与焊盘41 一46串联连接；所述的PCB板采用FPC柔性绝缘基材，厚度0. 10mm至 0.20mm。图2本发明的双面PCB板底面金属接触面示意图，图2中21- 26为6个金属接触 面，它们分别与PCB板顶面的焊盘31-焊盘36连接，金属接触面表面镀金：实施时，将焊接 好SIM芯片和接插件的PCB板用环氧多组分硬性封装胶封装成与2FF标准SIM卡外形相同 的SM卡，厚度不超过0. 9mm。图3是与本发明配合的SM卡座示意图，图中61-66为SM 卡座的6个金属簧片，71 -76为接插件插针；当上述SIM卡插入后，SIM卡的6个金属接触 面21- 26分别与SM卡座的金属簧片61-66接触；SM卡的6P接插件插座，与SM卡座 的接插件插针71 - 76连接，实现了电气双接口。图3中18为SIM卡座的定位扣，19为防 退扣，SM插入到位时，定位扣18将与SM卡上的定位槽啮合，同时防退扣19与SM卡上 防退槽啮合，防止终端振动时SM卡发生移位。
[0037] 图4为本发明的SM卡和卡座的立体分解结构示意图，将SM卡1插入SM卡卡座 2中后，通过定位扣18和防退扣19的作用，实现两者的可靠连接，使用中如果任一(或若干） 金属簧片（61-66中的任一)与SM卡底面的金属接触面（21-26中对应的一个接触面)发生 不良接触，由于与该金属簧片串接的接插件插针（71-76中对应的插针）仍然与SIM卡1上 对应的插座（41-46中对应的一个）保持接触，而插座41-46与固定SM芯片的焊盘（31-36 中对应的一个）是串连的，因此接触不良的金属簧片实际仍然与SIM芯片保持电气连接，不 会影响通信。这就大大提高了通信的可靠性。
[0038] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1. 一种提高物联网通信终端用户身份识别卡连接可靠性的方法，其特征是它包括以下 步骤： 首先，在PCB板正面用于固定SM芯片的位置处制作一组SM芯片焊盘，在PCB板正面 的边缘处设置一组接插件焊盘，使SM芯片焊盘与对应的接插件焊盘实现电气上的串联连 接，在PCB板反面与SIM芯片焊盘相对位置设置一组电气连接的相配的金属接触面触点，然 后将SM芯片焊接固定在SM芯片焊盘上，将一组插座与对应的接插件焊盘相连，完成SM 卡的制作； 其次，在SIM卡安装座上设置一组金属簧片及一组接插件，金属簧片用于与SIM卡反面 的金属接触面触点相接触从而实现电气连接，接插件用于与SIM卡正面的插座相接实现电 气连接；所述的SM卡安装座上设置的各金属簧片与对应的接插件电气串接相连； 当SIM卡安装到SIM卡安装座上后，即能实现两组电气连接的双电气接口连接，一组为 PCB板反面的金属接触面触点与金属簧片的电气连接，另一组为PCB板正面的插座与SIM卡 安装座上的接插件的电气连接，两种电气连接中任一组或任一组中的一个电气连接点损坏 不会影响整个SM卡的正常工作，进而提高连接可靠性50%以上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的PCB电路板为高温下不易变形的FPC 柔性绝缘基材板，所述的FPC柔性绝缘基材板的厚度为0. lmm-0. 20mm。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的SIM卡的外形尺寸与手机中的2FF 标准SIM相匹配。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的SM芯片为QFN5*6-8封装。
5. -种高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，包括SIM卡（1)和SIM卡座（2)， 其特征是所述的SM卡由SM芯片和PCB板组成，在PCB板上设有第二连接接口，第二连接 接口的各接点与SM芯片对应的触点串连连接，所述的SM卡座（2)上设有与SM芯片相 接触的金属簧片和与第二连接接口相连的接插件插针，所述的金属簧片与对应的接插件插 针电气连接。
6. 根据权利要求5所述的高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，其特征是所述 的PCB板采用FPC柔性绝缘基材，厚度0· 10mm至0· 20mm。
7. 根据权利要求5或6所述的高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，其特征是 所述的SM芯片为QFN5*6-8封装。
8. 根据权利要求5所述的高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，其特征是所述 的第二连接接口为金手指或接插件。
9. 根据权利要求5所述的高可靠性物联网通信终端用户身份识别装置，其特征是所述 的SM卡外形尺寸与手机中2FF标准的SM卡相同。
【文档编号】H01R13/24GK104158010SQ201410401570
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】林万才, 姚金尹, 朱锡锋, 李耀 申请人:江苏都万电子科技有限公司