專利名稱：一種帶線圈的智能卡模塊及其實(shí)現(xiàn)方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電子半導(dǎo)體封裝技術(shù)以及集成電路封裝技術(shù)，特別涉及一種雙界面智能卡模塊以及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方式。
背景技術(shù)：
隨著集成電路封裝技術(shù)的不斷進(jìn)步,集成電路的集成度日益提高，功能越來越豐富，對(duì)于不斷出現(xiàn)新的應(yīng)用需求，要求集成電路封裝企業(yè)能設(shè)計(jì)出新型的載帶來配合新的需求。例如在智能卡封裝領(lǐng)域，尤其是雙界面智能卡的使用量非常大。目前，智能卡行業(yè) 正朝著技術(shù)創(chuàng)新的路線發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新功能也越來越多，許多老的功能也不斷改 進(jìn)和加強(qiáng)，今后的支付平臺(tái)應(yīng)用將不斷擴(kuò)大，在這些發(fā)展的同時(shí)，智能卡的功能和性能的提升也不可避免?，F(xiàn)有的雙界面智能卡生產(chǎn)制程比較復(fù)雜，需要先進(jìn)行智能卡模塊生產(chǎn)，再進(jìn)行外加線圈，生產(chǎn)成本以及材料成本較高。因此，特別需要一種高可靠性、低生產(chǎn)成本的集成接觸式與非接觸式功能的新型智能卡，滿足當(dāng)今用戶的消費(fèi)需要?；谏鲜鲂枨?，急需一種具有自帶線圈的智能卡模塊來達(dá)到以上要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有雙界面智能卡的生產(chǎn)所存在的各種不足，而提供了一種帶線圈的智能卡模塊，其能夠?qū)崿F(xiàn)智能卡直接集成接觸式功能和非接觸式功能，并能夠大大降低了載帶原料成本、生產(chǎn)成本、整體生產(chǎn)時(shí)間。同時(shí)針對(duì)帶線圈的智能卡模塊，本發(fā)明還提供了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方式。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種帶線圈的智能卡模塊，所述智能卡模塊包括芯片，用于承載芯片的載帶以及用于封裝的模塑體，所述智能卡模塊還包括線圈，所述線圈設(shè)置在載帶內(nèi)，所述芯片具有接觸式功能和非接觸式功能，安置在所述載帶上，并與所述線圈相配合，所述芯片和載帶由模塑體封裝成模塊。在本發(fā)明的一實(shí)例中，所述芯片為雙界面芯片或封裝好的半導(dǎo)體器件。在本發(fā)明的另一實(shí)例中，所述智能卡模塊中還包括用于頻率調(diào)整的電容器，所述電容器設(shè)置在所述載帶上。進(jìn)一步的，所述電容器與載帶上的非接觸式焊盤電連接。作為本發(fā)明的第二發(fā)明，一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，所述實(shí)現(xiàn)方式通過模塑封裝方式、倒裝焊方式或表面貼裝方式形成智能卡模塊。在該方案的一實(shí)施例中，所述模塑封裝方式包括如下步驟(I)用芯片裝載設(shè)備將芯片安裝到載帶上；
(2)用焊線設(shè)備將芯片的功能焊盤和載帶上的相應(yīng)焊盤牢固地進(jìn)行電性能連接；(3)用封裝設(shè)備對(duì)完成步驟(2)的模塊進(jìn)行封裝。進(jìn)一步的，所述步驟(I)中通過粘結(jié)劑將芯片安置在載帶上。再進(jìn)一步的，所述步驟(3)通過UV膠封裝或模塑料封裝。在該方案的另一實(shí)例中，所述倒裝焊方法包括如下步驟(2. I)在芯片上相應(yīng)的接觸式功能焊盤與非接觸式功能焊盤上設(shè)置焊料凸點(diǎn)；(2. 2)再將設(shè)置好焊料凸點(diǎn)的芯片倒扣于載帶上，使焊料與載帶上的相應(yīng)接觸式功能焊盤與非接觸式功能焊盤進(jìn)行電性能連接。在該方案的又一實(shí)例中，所述表面貼裝方式包括如下步驟 (3. I)先在載帶上相應(yīng)的焊盤上用錫膏進(jìn)行印刷；(3. 2)將封裝好的半導(dǎo)體器件的功能焊盤貼附于錫膏上，與載帶上相應(yīng)的焊盤進(jìn)行電性能連接。根據(jù)上述方案得到的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)智能卡直接使用于接觸式環(huán)境與非接觸式環(huán)境；(2)本發(fā)明的性能穩(wěn)定，可靠性強(qiáng)；(3)生產(chǎn)本發(fā)明可沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝，無需購(gòu)買或設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)備(4)大大降低了原材料成本、生產(chǎn)成本、整體生產(chǎn)時(shí)間。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖I為本發(fā)明模塊封裝內(nèi)部示意圖。圖2為本發(fā)明模塊焊盤面UV膠封裝示意圖。圖3為本發(fā)明模塊焊盤面模塑料封裝示意圖。圖4為本發(fā)明模塊接觸面示意圖。圖5為本發(fā)明模塊UV膠封裝橫截面示意圖。圖6為本發(fā)明模塊模塑料封裝橫截面示意圖。圖7為本發(fā)明模塊倒裝焊方式橫截面示意圖。圖8為本發(fā)明模塊表面貼裝方式橫截面示意圖。圖9為本發(fā)明連片圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有智能卡常用的生產(chǎn)工藝，所存在的不僅能耗高，而且制造工藝繁瑣，使用中可靠性相對(duì)較差等問題，而提供的解決技術(shù)方案的實(shí)施具體如下參見圖I和圖4，本發(fā)明提供的帶線圈的智能卡模塊，其中包括芯片I、載帶2以及相應(yīng)的模塑體10、11 (如圖5和6)。為了使模塊既具有接觸式功能又具有非接觸式功能，本發(fā)明在選用芯片時(shí)可選用雙界面芯片或封裝好的半導(dǎo)體器件。
載帶2用于承載芯片1，其上設(shè)置相應(yīng)連接電路、芯片承載區(qū)、調(diào)節(jié)電容器承載區(qū)以及與芯片進(jìn)行電性能連接用的焊盤5、7。進(jìn)一步的，為使得智能卡模塊在完成后直接具有非接觸式功能，本發(fā)明在載帶2內(nèi)部安裝有進(jìn)行電感耦合的線圈3，并且該線圈3與載帶2上的非接觸焊盤7相連接。本發(fā)明通過線圈3讓模塊在最終使用時(shí)具有電磁感應(yīng)，并在使用時(shí)能夠與讀卡器進(jìn)行電感耦合。常規(guī)的高頻耦合頻率為13. 56MHz，但僅通過此線圈3上的電磁感應(yīng)進(jìn)行耦合可能達(dá)不到13. 56MHz的使用頻率，因此本發(fā)明還通過增加相應(yīng)的電容器6來配合此線圈3，并達(dá)到13. 56MHz的使用頻率。為了實(shí)現(xiàn)智能卡模塊在完成后同時(shí)具有接觸式功能和非接觸式功能，本發(fā)明還需將芯片I上的接觸式功能焊盤4與載帶2上的接觸式功能焊盤5進(jìn)行電性能連接，將芯片I上的非接觸式功能焊盤16與載帶上的非接觸式功能焊盤7進(jìn)行電性能連接?！ち硗?，為了使線圈3的電感耦合達(dá)到最佳狀態(tài)，可根據(jù)需要安裝相應(yīng)容值的電容器6。對(duì)于電容器6，其容值的選擇是通過頻率計(jì)算公式，將頻率與電感代入公式得出的，也可通過掃頻儀與網(wǎng)絡(luò)分析儀來測(cè)量得出。一般通過計(jì)算可選擇最適合的一至兩個(gè)電容器6來配合所需要的使用頻率，從而通過電容器進(jìn)行頻率調(diào)整使得線圈的耦合達(dá)到最佳狀態(tài)。進(jìn)一步的，本發(fā)明在安裝電容器6時(shí)，將其安置在載帶上相應(yīng)的承載區(qū)，并與載帶
2上的非接觸式焊盤7相并聯(lián)連接。如圖I所示，芯片I、線圈3、電容器6三者形成一個(gè)并聯(lián)電路，并通過載帶上的線路和金絲對(duì)三者進(jìn)行電性連接，從而使得模塊在使用時(shí)達(dá)到電感耦合效果。安裝好芯片的載體再由模塑體10、11封裝成相應(yīng)的智能卡模塊。根據(jù)上述方案形成的智能卡模塊，其具體應(yīng)用過程如下接觸式信息的傳輸過程如下將智能卡插入接觸式讀卡器，使智能卡上的觸點(diǎn)與讀卡器卡槽內(nèi)的觸點(diǎn)相接觸，通過讀卡器來讀取卡內(nèi)信息，如超市消費(fèi)卡等。非接觸式信息的傳輸過程如下將智能卡接近非接觸讀卡器，使智能卡與讀卡器進(jìn)行電磁感應(yīng)耦合，達(dá)到數(shù)據(jù)交換的效果，如公交卡、二代身份證等(前提是智能卡的工作頻率與讀卡器的工作頻率相一致)。為實(shí)現(xiàn)上述方案，本發(fā)明還提供一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其具體實(shí)現(xiàn)過程如下(參見圖2、3、5、6)(I)在載帶上相應(yīng)的芯片承載區(qū)設(shè)有相應(yīng)的粘結(jié)劑8 (參見圖5或8)，再用芯片裝載設(shè)備將芯片安裝到載帶上相應(yīng)的承載區(qū)，通過粘結(jié)劑8進(jìn)行連接固定。其中所使用的粘結(jié)劑8為導(dǎo)電粘結(jié)劑或者非導(dǎo)電粘結(jié)劑。(2)通過金線9進(jìn)行打線，由打線設(shè)備利用金線連接芯片I上接觸式功能焊盤4與載帶2上的接觸式功能焊盤5，以及芯片I上的非接觸式功能焊盤16與載帶上的非接觸式功能焊盤7，再用焊線設(shè)備通過超聲波方式將芯片的功能焊盤和載帶上相應(yīng)的功能焊盤牢固地連接在一起，為了使導(dǎo)電性能達(dá)到最佳，本發(fā)明使用金絲9作為連接線路。(3)在連接完畢后，用封裝設(shè)備對(duì)由步驟2完成電性能連接的芯片進(jìn)行封裝，可使用UV膠10封裝或者模塑料11封裝。在上述智能卡模塊實(shí)現(xiàn)方式的方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供進(jìn)一步的該方案
第一種方案如圖7所示，該圖所示的帶線圈的智能卡模塊采用倒裝焊技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)。與上述方案相比，倒裝焊方案為完全不同的封裝方案，無步驟I的芯片粘貼、無步驟2的打線連接、無步驟3的UV或模塑封裝。采用的倒裝焊步驟如下步驟I，在硅芯片上相應(yīng)的接觸式功能 焊盤與非接觸式功能焊盤上設(shè)置焊料凸點(diǎn)，即設(shè)置相應(yīng)的金球12 ；步驟2，再將設(shè)置好焊料凸點(diǎn)的芯片倒扣于載帶上，使焊料與載帶上的相應(yīng)接觸式功能焊盤與非接觸式功能焊盤進(jìn)行電性能連接，金球起到的作用是連接芯片上的焊盤與載帶上的焊盤，使他們直接具有電性能連接。第二種方案，如圖8所示，該圖所示的帶線圈的智能卡模塊采用表面貼裝技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)。表面貼裝技術(shù)貼裝的是半導(dǎo)體器件，其主要指已經(jīng)封裝完成的CFN模塊及電容等。上述方案貼裝的均為硅芯片，表面貼裝技術(shù)與以上兩種方案生產(chǎn)過程均不同，其具體過程如下步驟I，將載帶2放入表面貼裝設(shè)備；步驟2，使用已開窗的鋼網(wǎng)(鋼網(wǎng)為一塊鋼制的網(wǎng)板，將載帶需要印刷錫膏的地方開窗露出，其余部分均遮擋住載帶)套于載帶上，并對(duì)載帶2上相應(yīng)的接觸式與非接觸式功能焊盤5進(jìn)行錫膏印刷，這樣就能在載帶上的相應(yīng)焊盤涂上錫膏，待后續(xù)的器件安裝；步驟3，利用表面貼裝機(jī)的機(jī)械手將半導(dǎo)體器件14拾取，并將器件上的功能焊盤貼附于載帶上已印刷錫膏的焊盤，通過錫膏對(duì)器件與載帶進(jìn)行電性能連接。參見圖9，上述方案在實(shí)際生產(chǎn)中，為了增加生產(chǎn)效率，載帶采用連片的方式進(jìn)行每個(gè)單元的連接，并且采用卷狀的入料和出料方式生產(chǎn)。在生成完畢后，通過切割裝置將連片狀得模塊切割成單獨(dú)的模塊。每個(gè)單元最后成品尺寸可為標(biāo)準(zhǔn)智能卡模塊尺寸11. 4mmX 12. 6mm，此尺寸的智能卡模塊可應(yīng)用于任何形式的智能卡中。用此方法制作的智能卡模塊，在完成后無需再外加天線，可直接使用非接觸式功倉(cāng)泛。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種帶線圈的智能卡模塊，所述智能卡模塊包括芯片，用于承載芯片的載帶以及用于封裝的模塑體，其特征在于，所述智能卡模塊還包括線圈，所述線圈設(shè)置在載帶內(nèi)，所述芯片具有接觸式功能和非接觸式功能，安置在所述載帶上，并與所述線圈相配合，所述芯片和載帶由模塑體封裝成模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶線圈的智能卡模塊，其特征在于，所述芯片為雙界面芯片或封裝好的半導(dǎo)體器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶線圈的智能卡模塊，其特征在于，所述智能卡模塊中還包括用于頻率調(diào)整的電容器，所述電容器設(shè)置在所述載帶上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶線圈的智能卡模塊，其特征在于，所述電容器與載帶上的非接觸式焊盤電連接。
5.一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)方式通過模塑封裝方式、倒裝焊方式或表面貼裝方式形成智能卡模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，所述模塑封裝方式包括如下步驟 (1)用芯片裝載設(shè)備將芯片安裝到載帶上； (2)用焊線設(shè)備將芯片的功能焊盤和載帶上的相應(yīng)焊盤牢固地進(jìn)行電性能連接； (3)用封裝設(shè)備對(duì)完成步驟(2)的模塊進(jìn)行封裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，所述步驟(I)中通過粘結(jié)劑將芯片安置在載帶上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，所述步驟(3)通過UV膠封裝或模塑料封裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，所述倒裝焊方法包括如下步驟 (2. I)在芯片上相應(yīng)的接觸式功能焊盤與非接觸式功能焊盤上設(shè)置焊料凸點(diǎn)； (2. 2)再將設(shè)置好焊料凸點(diǎn)的芯片倒扣于載帶上，使焊料與載帶上的相應(yīng)接觸式功能焊盤與非接觸式功能焊盤進(jìn)行電性能連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶線圈的智能卡模塊的實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，所述表面貼裝方式包括如下步驟 (3. I)先在載帶上相應(yīng)的焊盤上用錫膏進(jìn)行印刷； (3. 2)將封裝好的半導(dǎo)體器件的功能焊盤貼附于錫膏上，與載帶上相應(yīng)的焊盤進(jìn)行電性能連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶線圈的智能卡模塊及其實(shí)現(xiàn)方式，智能卡模塊包括線圈，線圈設(shè)置在載帶內(nèi)，芯片為雙界面芯片，安置在所述載帶上，并與所述線圈相配合，所述芯片和載帶由模塑體封裝成模塊。其實(shí)現(xiàn)方式通過模塑封裝方式、倒裝焊方式或表面貼裝方式形成智能卡模塊。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)智能卡直接使用于接觸式環(huán)境與非接觸式環(huán)境。
文檔編號(hào)H01L23/498GK102842565SQ20111016887
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者楊輝峰, 蔣曉蘭, 唐榮燁, 馬文耀 申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)豐智能卡有限公司