具有三維通信接口的電子模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子模塊，其包括被連接到尤其是具有射頻天線的三維通信接口的集成電路芯片。
[0002]本發(fā)明尤其涉及電子媒介的領(lǐng)域，諸如具有接觸和/或沒(méi)有接觸的芯片卡、或混合卡、射頻票券或標(biāo)簽、射頻發(fā)射應(yīng)答器、集成或構(gòu)成這樣的模塊的插入物(或嵌入物)。
[0003]這樣的電子媒介可以尤其符合ISO/IEC 14443或ISO 78016標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]在優(yōu)選的應(yīng)用中，模塊可以是混合類型的，其具有:具有電接觸和具有射頻天線的接口。本發(fā)明的模塊可以僅僅是具有天線的模塊。其還可以包括無(wú)源或中繼(relais)天線，以用于增大射頻通信的范圍。無(wú)源天線和/或模塊可以優(yōu)選地被置于芯片卡的主體中，而且還有任何其它的設(shè)備中，例如以可移動(dòng)或接合形式的電話。
【背景技術(shù)】
[0005]已知通過(guò)與權(quán)利要求1的前序相對(duì)應(yīng)的步驟來(lái)制造芯片卡的模塊。這樣的模塊在專利FR 2743649 BI中進(jìn)行了描述。平面螺旋類型的天線被實(shí)現(xiàn)在絕緣基底的一面上，而另一面可以包括具有電接觸的接口。
[0006]文檔DE-A-43 11 493描述了用于制造以卡的格式的標(biāo)識(shí)單元的組裝單元。根據(jù)第一實(shí)施例，芯片卡的模塊包括支撐(support)，所述支撐承載了集成電路芯片。有線線圈置于芯片之上，在具有接觸的模塊的后方，以使得給予模塊沒(méi)有接觸的標(biāo)識(shí)能力。天線很可能地被實(shí)現(xiàn)在(卷繞在)模塊的外部，然后被聯(lián)系在其上。天線的表面非常有限并且并不看似使得能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的通信。有線的天線、其轉(zhuǎn)移(report)和其連接的實(shí)施沒(méi)有被解釋并且并不看似容易。
[0007]摶術(shù)問(wèn)題。
[0008]如在專利FR 2 743 649中描述的標(biāo)準(zhǔn)雙面類型的模塊或基底，在其相對(duì)的兩面上承載了具有接觸和具有天線的通信接口并且具有互連的導(dǎo)體通路，是復(fù)雜的并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)是繁重的。
[0009]此外，為了最優(yōu)的性能，每個(gè)射頻芯片需要特定設(shè)計(jì)的天線和因此的專用于其的特定雙面基底。有必要為每個(gè)芯片開(kāi)發(fā)不同的雙面基底，并且因此不同模塊或基底的儲(chǔ)備要根據(jù)每個(gè)芯片來(lái)管理。
[0010]本發(fā)明的目的是減少制造的成本或步驟，而同時(shí)使得能夠?qū)崿F(xiàn)用于根據(jù)可用芯片來(lái)調(diào)整射頻通信范圍的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明在于向可以是單面或雙面的標(biāo)準(zhǔn)模塊添加天線或螺旋圈。優(yōu)選地，附加的螺旋圈通過(guò)導(dǎo)體材料的印刷、材料的噴射等等被添加。
[0012]本發(fā)明的目的因此在于一種電子模塊(16)的制造方法，所述電子模塊(16)包括連至天線的集成電路芯片，所述方法包括以下步驟: -實(shí)現(xiàn)一種模塊，其包括電互連區(qū)、連接到互連區(qū)的芯片和至少覆蓋芯片和部分地覆蓋所述互連區(qū)的保護(hù)物、連至芯片并且被布置在芯片之上的射頻天線；
所述方法的不同之處在于，其包括這樣的步驟:將天線的全部或部分或者其到互連區(qū)的連結(jié)軌跡(piste)以三維直接實(shí)現(xiàn)在保護(hù)物上。
[0013]根據(jù)值得注意的其它特征:
-天線通過(guò)材料的印刷、尤其是噴射(導(dǎo)體墨的噴射)而被實(shí)現(xiàn)；
-天線部分地在保護(hù)物(尤其是涂層的材料)上以第一水平伸展并且部分地在保護(hù)物的至少一個(gè)側(cè)面上伸展直到位于與第一水平不同的第二水平處的互連區(qū)段(plage)/軌跡；
-互連軌跡連至被布置在絕緣基底上的補(bǔ)充的天線螺旋圈；
-軌跡被連至三維天線或者構(gòu)成對(duì)三維天線進(jìn)行補(bǔ)充的天線螺旋圈；
-三維天線尤其是相對(duì)于至少部分地被包含在涂層材料中的發(fā)射應(yīng)答器而構(gòu)成中繼天線；
本發(fā)明的目的還在于包括或構(gòu)成根據(jù)所述方法所獲得的模塊的射頻設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0014]-圖1-2圖示了分別通過(guò)俯視圖和按照A-A的剖視圖的現(xiàn)有技術(shù)的芯片卡的模塊；
-圖3是根據(jù)本發(fā)明的模塊的俯視圖；
-圖4是圖3的部分剖視圖；
-圖5是基本上如圖3但是圖示了另一實(shí)施例的部分剖視圖，所述另一實(shí)施例具有金屬化的雙面模塊以及具有補(bǔ)充的螺旋圈。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在附圖中，相同的參考標(biāo)記指示等同或類似的元件。
[0016]圖1圖示了通過(guò)俯視圖和通過(guò)A-A剖面圖的現(xiàn)有技術(shù)的集成電路芯片卡的模塊I。其包括在介電或絕緣(尤其是LFCC (層壓的引線框)類型的或蝕刻類型的)支撐3上的天線2、轉(zhuǎn)移在絕緣支撐上或接觸區(qū)段上的至少一個(gè)集成電路芯片7。由螺旋圈26形成的天線2此處在支撐上并且基本上在相同平面中被卷成螺旋形。
[0017]模塊還包括連接15，以用于通過(guò)焊接的線而將芯片接點(diǎn)連接到由支撐所承載的互連區(qū)(尤其是電接觸的導(dǎo)體軌跡或區(qū)段)；模塊包括通過(guò)以滴的形式而沉積的涂層樹(shù)脂的芯片和/或其連接的涂層(未表示)。芯片的連接通過(guò)穿過(guò)支撐中的穿孔23的有線連接而實(shí)現(xiàn)。
[0018]在圖3中，本發(fā)明預(yù)備了電子模塊16的制造方法，所述電子模塊16包括集成電路芯片7，所述集成電路芯片7連至由螺旋形的螺旋圈4所形成的天線2。
[0019]所述方法預(yù)備實(shí)現(xiàn)模塊16的第一步驟，所述模塊16包括電互連區(qū)26 (區(qū)段/軌跡)、連接到互連區(qū)的芯片7和機(jī)械保護(hù)物12，所述機(jī)械保護(hù)物12至少覆蓋芯片和部分地覆蓋所述互連區(qū)。
[0020]互連區(qū)可以構(gòu)成或形成由模塊所承載的電軌跡或區(qū)段的部分。絕緣基底此處在本示例中在與保護(hù)物相對(duì)的外面上承載了電接觸區(qū)段26。互連區(qū)此處形成這些區(qū)段的部分。其穿過(guò)基底3中的挖空部分而顯現(xiàn)。
[0021]保護(hù)物是機(jī)械類型的并且尤其可以包括或構(gòu)成罩，“壩和填充(dam and fill)”類型的樹(shù)脂，尤其是UV硬化的并且呈現(xiàn)樹(shù)脂環(huán)以及通過(guò)另一樹(shù)脂對(duì)環(huán)的填充。保護(hù)物可以包括被布置在涂層上的絕緣圓片(pastille)。
[0022]為了獲得螺旋圈或軌跡的最佳形式，優(yōu)選的封裝方法可以是頂上置有加強(qiáng)的平坦圓片的樹(shù)脂滴或復(fù)制模型(surmoulage)，以便獲得平坦的頂峰。然而，三維3D印刷使得能夠在標(biāo)準(zhǔn)頂峰上形成天線，所述頂峰以圓頂、通過(guò)樹(shù)脂來(lái)填充環(huán)(壩&填充)的類型的樹(shù)脂滴或者保護(hù)物/封裝的形式。
[0023]在本示例中，通過(guò)涂層12而獲得機(jī)械保護(hù)，所述涂層12優(yōu)選地通過(guò)以下而獲得:通過(guò)復(fù)制模型和/或以使得具有基本上平面的S涂層的上表面。
[0024]為了使得能夠?qū)崿F(xiàn)天線2與互連區(qū)的連接，保護(hù)物的傾斜角可以被正確地限定。利用復(fù)制模型，該參數(shù)由模型的形式來(lái)限定。
[0025]根據(jù)方法的第二步驟，實(shí)現(xiàn)一種射頻天線2，其連至芯片和布置在芯片之上(與接觸區(qū)段相對(duì))，這根據(jù)圖3的坐標(biāo)系XYZ中的Y，以使得具有在天線2和接觸區(qū)段26之間的芯片。
[0026]根據(jù)該實(shí)施例的特性，所述方法包括一個(gè)步驟，其將三維天線(2)的全部或部分或者其到互連區(qū)34A、34B的連結(jié)軌跡(32)直接實(shí)現(xiàn)在芯片7的保護(hù)物12上。
[0027]通過(guò)三維天線2 (以三維的)，理解到以下事實(shí):在根據(jù)垂直于接觸區(qū)段的縱坐標(biāo)Y的若干水平N1、N2上實(shí)現(xiàn)天線的全部或部分，這優(yōu)選地通過(guò)導(dǎo)體材料的印刷或分布，尤其是通過(guò)連續(xù)噴射的噴墨頭的噴嘴或開(kāi)口或者通過(guò)根據(jù)壓電、熱學(xué)技術(shù)的按需滴注，又或通過(guò)閥。
[0028]天線的一部分可以直接實(shí)現(xiàn)在模塊上(例如通過(guò)噴濺，而一部分可以被聯(lián)系(例如在圓片或罩上))。
[0029]在本示例中，天線2部分地在保護(hù)物12的材料上以第一水平NI伸展，并且部分地伸展在保護(hù)物材料的至少一個(gè)側(cè)面上直到互連區(qū)段/軌跡34A、34B，其位于按照高程差h而不同于第一水平的第二水平N2處。
[0030]在極端水平N1、N2之間的差(或高程差h)例如被包括在0.2和0.6mm之間。在圖3的實(shí)施例中，該高程差在現(xiàn)實(shí)中將可以是0.55mm(針對(duì)0.58mm厚度的模塊減去大約為0.030mm的接觸面的銅制金屬化厚度)。并且在圖5的實(shí)施例中，該高程差在現(xiàn)實(shí)中將可以是0.38mm (針對(duì)0.58mm厚度的模塊減去大約0.2mm的雙面膜的厚度)。
[0031]仍然在圖3上，在本示例中，天線2的螺旋圈4被實(shí)現(xiàn)在保護(hù)物12的涂層的平坦頂峰(S)上并且天線的連結(jié)軌跡伸展在涂層(或涂層的側(cè)面)的橫向斜面上，直到天線的互連區(qū)/區(qū)段/軌跡34A、34B、26。然而，頂峰(S)可以不是平坦的，諸如圓形部分或以火山口的形式。
[0032]天線的互連區(qū)34A、34B在此通過(guò)位于模塊的接觸區(qū)段(諸如區(qū)段26)的反面的表面的一部分實(shí)現(xiàn)。該部分通過(guò)支撐膜3中的開(kāi)口或穿孔可到達(dá)。
[0033]芯片連接到接觸區(qū)段/互連區(qū)，這通過(guò)支撐膜3中的開(kāi)口 /穿孔23。這尤其避免具有雙面類型(雙金屬化)的支撐膜。
[0034]模塊的外側(cè)/外觀側(cè)此處仍然是不變的，于是使得能夠保留良好的外形并且具有良好的機(jī)械/侵蝕抗性?！耙€框”裸露模塊是傳統(tǒng)/標(biāo)準(zhǔn)類型的。
[0035]接觸部是通過(guò)沖壓和軋制在介電基底上的銅或銅片材的蝕刻形成的。接觸部通過(guò)Ni/Cu、Ni/Au或Ni/Pd或無(wú)論什么等同物類型的表面涂層而被處理。
[0036]于是，根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)明在于向芯片的保護(hù)物上的單面標(biāo)準(zhǔn)模塊添加天線或螺旋圈。所述方法因此預(yù)備預(yù)先借助于標(biāo)準(zhǔn)操作(尤其是通過(guò)焊接線的連接15)實(shí)現(xiàn)芯片的傳統(tǒng)連接和轉(zhuǎn)移、尤其通過(guò)涂層(樹(shù)脂滴或必要時(shí)頂上置有絕緣圓片/加固件的樹(shù)脂滴)或復(fù)制模型或罩或等同物實(shí)現(xiàn)芯片的保護(hù)物。
[0037]根據(jù)該實(shí)施例的特征，天線的實(shí)現(xiàn)通過(guò)印刷，尤其是材料的噴射、導(dǎo)體墨的噴射，必要時(shí)通過(guò)絲網(wǎng)印刷、移印(tampographie)在平面部分(S)上，可能地通過(guò)材料的噴射來(lái)補(bǔ)充，以用于到互連區(qū)34A、34B的聯(lián)結(jié)。印刷優(yōu)選地是三維類型的以用于在表面的不同水平上實(shí)現(xiàn)圖案。
[0038]必要時(shí)，可以使用印刷墨，其包括導(dǎo)體微粒。其可以包括絮狀物或納米微粒。導(dǎo)體微?？梢园ú煌慕饘?Ag、Cu、Au、Al、Ni。
[0039]在印刷之后，墨可以被干燥以用于消除全部溶劑并且然后被聚合化。該硬化步驟使得能夠達(dá)成最佳的電導(dǎo)率值。在納米微粒的情況下，所選的方法使得微粒能夠達(dá)到燒結(jié)。這憑借紅外爐、熱空氣隧道、微波處理或脈沖光系統(tǒng)而是可能的。
[0040]為了獲得所期望的電導(dǎo)率和機(jī)械抗性，印刷和干燥操作可以被應(yīng)用若干次以用于增大厚度。
[0041 ] 如此形成的天