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接触式LB彩票 下载 LB彩票平台智能卡及制造方法与流程
发布时间:2023-07-15 10:19:07

  本发明涉及一种接触式智能卡及制造方法,特别涉及一种降低贵金属消耗的制造方法。

  目前,接触式智能卡(或智能卡模块)存在两种基本制造方式,以将集成电路芯片设置在基板接触面的相反面:引线键合方式和倒装芯片方式。制造这样的智能卡的问题在于基板的对立面之间需要设置导电通孔。

  对于引线键合方式,基板(典型如FR-4阻燃剂材料)上设置通孔。基板的第一端面通过刻蚀和表面处理方式设置铜金属层以形成电路。集成电路芯片贴附在基板第二端面上,以金线键合方式通过通孔连接集成电路芯片的端部和第一端面的铜电路。

  引线键合方式的问题在于,金线易断,这样整个键合后的集成电路芯片需要通过树脂物质封装以防止引线的损坏或氧化。还有,为了组装引线和铜层接口,需要使用大量的金材料,这导致成本高昂。

  引线键合的替换方式是使用倒装芯片方式。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成的基板两个端面均设置铜层,并通过激光钻得通孔。整个基板设置镀铜使得导体铜经过通孔。铜表面经过刻蚀和表面处理,在基板两侧形成电路。集成电路芯片通过凸点技术设置其中一侧并在该位置接触电路。

  通过弃用模块中的引线,倒装芯片组件比同等引线键合模块更加坚固,金材料的消耗数量也随之减少。但是,形成组件时需要消耗大量的铜,同时激光钻制通孔时会损坏刻蚀电路,提高电路故障率。

  还有,由于聚对苯二甲酸乙二醇酯材料的弹性不如FR-4材料,使用凸点技术的集成电路芯片会在基板ISO标准规定的接触面形成凸痕。由于倒装芯片组件的接触盘位置预先确定,使用不同类型的芯片意味着不同的设计方案。相对而言引线键合方式的智能卡模块可以允许一定程度的个性修改。

  图1示出了现有技术中一种方案下的接触式智能卡110,该方案使用引线键合技术。

  接触式智能卡110包括电路基板112。该方案中,基板由FR-4级别的环氧树脂玻璃层制成的印刷电路板制成。电路基板112包括第一和第二端面114和116。

  电路基板112的第一端面114设置铜铺设的电导体层118,电导体层118表面设置内表面镀层122和外表面镀层120,各为镍镀层和金镀层。内外表面镀层120和122保护底面铜层118,并在第一端面形成高性能的导体表面124。表面处理过的导体层118从而形成智能卡110的读卡器接触元件126。

  电路基层112设置多个通孔128,通孔128在基板112的第一和第二端面114和116之间贯通,露出电导体层118的底面130朝向基板112的第二端面116。在每个通孔128内,电导体层118的每个底面130通过镀层132(例如镀金)进行表面处理。

  电路基板112的第二端面116的通孔128附近位置贴附集成电路芯片134。芯片134包括多个设置在集成电路芯片134的上表面138位置的芯片端子136。每个通孔128内的镀层132和芯片端子136之间固定设置一个电导线,此处设置为金线之间提供电性连接。

  为了保护电导线不被破坏和固定电导线,用树脂密封材料封住芯片134和导线电性绝缘,以防止电路基板112的第二端面116出现短路。

  这种现有技术中的智能卡110出现如下问题:集成电路芯片134和导线必须密封以防止脆弱的导线的厚度。还有,电路基板112的第二端面116没有电导体层,集成电路芯片134必须设置为芯片端子136背向电路基板112,使得引线示出了现有技术中另一种方案下的接触式智能卡210,类似前一技术方案中的结构或功能的元件将用相同或相似的元件符号表示,以减少细节描述。

  电路基板212包括第一和第二端面214和216,及多个通孔228。接触式智能卡210使用倒装芯片工艺。电路基板212使用溅射PET板制成,这与上述引线键合的树脂玻璃工艺相比,牢固程度降低。LB彩票 LB彩票官网

  本方案中,电路基板第一和第二电导体层218和244各自设置在第一和第二端面214和216上,较佳地使用电子沉积方式制成的溅射电导体层218和244以达到需要的厚度,比如1到2微米。然后使用激光制成通孔228。电路基板212用铜镀层以使得孔228内形成电导体材料246。

  对第一和第二电镀层218和244进行刻蚀,以形成电路基板212上的电路。再在第一和第二内外表面镀层222、220、248和250上分别电镀镍层和金层,这样就在第一端面214上制成了读卡器接触元件226。

  该方案中,电路基板212上的第二端面上的电路可以独立于通孔228的位置。电路基板212的第二端面216上形成芯片安装区域252以用来安装芯片。

  集成电路芯片234设置芯片端子236,端子236与凸点254直接接触,这就在芯片安装区域252与基板212的第二端面的第二电导体层244上的表面镀层250发生了接触。使用倒装芯片工艺使得芯片端子236朝向电路基板212。集成电路芯片234可以用粘合剂256粘在所处位置。

  倒装芯片工艺制成的智能卡210的高度低于引线,但有其它的问题。PET电路基板212的硬度显著低于FR-4电路基板112,集成电路芯片214的安装可能破坏电路基板212,导致第一端面214凸起,影响智能卡210的性能。还有,特定集成电路芯片234的尺寸和形状设计要求特定形状的芯片安装区域252,这意味着不同的电路基板为不同的集成电路芯片设计,即使底层电路是相同的。

  上述引线键合和倒装芯片方式制成的智能卡均耗费大量的贵金属,才能与其它金属一起防止腐蚀和氧化,如用镍和铜进行镀层。在引线中,第一端面和第二端面214和216需要铺设贵金属以防止氧化。

  技术实现要素:本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中,贵金属耗费巨大,尺寸过大,型号限制多的问题。提供一种新型接触式智能卡及制造方法。

  根据本发明第一个构思,提供一种接触式智能卡,包括智能卡接触盘和集成电路芯片,所述智能卡接触盘包括:电路基板,其上设置多个通孔;所述电路基板的第一端面设置读卡器接触元件;所述电路基板的第二端面设置多个芯片连接元件,每个芯片连接元件与所述基板上的通孔对应;所述读卡器接触元件包括一个电导体表面;所述多个芯片连接元件形成在所述第二端部形成芯片安装区域;所述集成电路芯片安装在所述芯片安装区域并通过通孔与读卡器接触元件电性连接。

  通过使用直接贴附在电路基板表面的芯片连接元件,智能卡的集成电路芯片能够使芯片端子直接与芯片连接元件接触,形成牢固而小巧的设备。

  使用粘合剂将集成电路芯片粘帖在智能卡接触盘可防止智能卡的意外短路事故,这种事故在导电工具接触时时有发生。

  FR-4级环氧玻璃薄片材料是一种成熟的材料,相对PET材料基板而言,电路能够以很低的错误率安装在环氧玻璃基板上,这就增加了接触式智能卡的成品率。

  与脆弱的引线键合技术相比,进入通孔连接基板的第一和第二端面使得电连接更加牢固。

  较佳地,所述电路基板的第一端面设置电导体层,所述第二端面不设置电导体层。其中所述电导体层是铜材料,形成读卡器接触元件。理想地,LB彩票 LB彩票官网所述接触式智能卡是单边接触智能卡模块。

  根据本发明第二个构思,提供一种接触式智能卡的制造方法,包括如下步骤:a)设置一电路基板,其第一端面铺设电导体层,其第二端面不铺设电导体层;b)在所述基板上制造通孔,连接所述第一端面和第二端面;c)将电导体芯片连接元件与电路基板的第二端面在通孔位置直接连通,使得电导体芯片连接元件通过通孔与所述电导体层电性连接;d)将集成电路芯片粘贴于所述电路基板的第二端面,使得所述集成电路芯片与所述电导体层通过所述电导体芯片连接元件电性连接。

  较佳地,设置多个通孔和芯片连接元件,所述多个芯片连接元件形成能够安装集成电路芯片的芯片安装区域。可选地,所述通孔使用机械冲击方式制成。集成电路芯片使用粘合剂粘贴在电路基板的第二端面。所述电路基板可以使用FR-4级环氧玻璃薄片材料。

  通过使用引线键合和倒装芯片的替换工艺,减少了贵金属(例如金、银或铂)的浪费和贵金属(如钌、铑、钯、银、锇、铱、铂和金)的使用,同时提供了牢固而小巧同时具备优良的导电性能的设备。

  根据本发明第三个构思,提供一种接触式智能卡,包括智能卡接触盘和集成电路芯片,所述智能卡接触盘包括:电路基板,包括相反设置的第一端面和第二端面,其上设置多个通孔;所述电路基板的第一端面设置读卡器接触元件;所述电路基板的第二端面设置多个导电性芯片连接元件,每个芯片连接元件伸入所述基板上的对应的通孔;所述读卡器接触元件由电导体材料制成并包括一个电导体表面,其中读卡器接触元件使用与芯片连接元件不同的导电材料制成;所述多个芯片连接元件形成在所述第二端部形成芯片安装区域;所述集成电路芯片粘贴在所述芯片安装区域并通过通孔与读卡器接触元件电性连接。

  较佳地,所述电路基板使用FR-4级环氧玻璃薄片材料。每个芯片连接元件伸入对应的通孔中。

  可选地,所述接触式智能卡是单边接触智能卡模块。这样电导体薄层据此形成铜制读卡器接触元件。

  本发明中,上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合,即得本发明各较佳实施例。

  图1是现有技术中第一种接触式智能卡的截面示意图,其中芯片使用引线是现有技术中第二种接触式智能卡的截面示意图,其中芯片使用倒装芯片方式设置。

  本发明将参照附图以各种实施例的方式进行说明。在说明书附图中,具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。附图中的部件大小和特点只是为了便于说明和揭示本发明的各个实施例,并不是要对本发明进行穷尽性的说明,也不对本发明的范围进行限制。

  图3和图4根据本发明一个实施例示出了单面智能卡模块10,该模块克服了引线键合技术和倒装芯片技术的缺陷。同样的元件符号代表相同或类似的元件,以省略了不必要的细节描述。

  在该实施例中,电路基板12较佳地使用环氧树脂玻璃材料制成,这样避免了倒装芯片工艺出现的凸痕。当凸痕问题不予考虑时,其它任何电路基板都可以适用。通孔28可以通过在环氧树脂玻璃材料上机械冲压、穿刺、钻孔或其它方式制成。激光制孔可能导致电路瑕疵。

  电路基板12的第一端面14上设置电导体层18,这里设置为一个铜层。此处电导体层仅显示为铜,其它实施例可以使用金或镍进行表面处理,以防止铜的腐蚀和氧化。电导体层18形成读卡接触元件26。

  电路基板12的第二端面16电导体层。该电导体层不是层铺方式制成,而是设置多个芯片连接元件58,贴附在基板12的第二端面16上。

  本实施例中,电路基板的第二端面16并不铺设任何层铺电导体层。减少层铺层的程度而非彻底舍弃的方案同样可行。例如,仅在芯片设置区域不铺设电导体层,这样在其它一些方案中可以在芯片设置区域相邻的其它位置部分地铺设电导体层,而使得芯片区域不出现层铺。

  芯片连接元件58由电导体材料制成,例如镍,可以通过焊接或其它方式设置在电路基板12的表面。可选地,芯片连接元件可以通过电镀而非焊接的方式设置在电LB彩票 网站 LB彩票网路基板12上。在一个较佳实施例中,芯片连接元件58通过在基板12上印刷导电油墨方式制成。银基导电油墨材料较为理想,但是其它导电油墨在特定需求下同样适用。丝网印刷方式是一个较佳方案。

  每个芯片连接元件58延伸进入(或者注入)对应的通孔28,从而与电导体层18的后表面30电性连接。芯片连接元件58作为整体形成芯片安装区域52。

  集成电路芯片34包括芯片端部36,芯片端部36可以方便地连接凸点54。这样集成电路芯片34通过粘合剂56设置在芯片安装区域52,从而与读卡器接触元件26形成电性连接。芯片连接元件58使通孔28形成导电通路。

  这样,组装后的接触式智能卡10就同时具备了倒装芯片技术的牢固性和引线键合技术的灵活性,同时相对其它技术减少了电导体元件中贵金属的损耗数量。芯片连接元件58可以通过任何合适的电导体层制成,例如铜、镍、金、银、碳、石墨、石墨烯或LB彩票 网站 LB彩票网合金。

  图5根据本发明一个实施例示出了智能卡的组装流程300。设置电路基板12。在步骤S310中在基板上冲击形成通孔。通孔形成后,在基板的第一端面14处设置电导体层18,以封住通孔的一端并形成读卡器接触元件。

  此处通孔通过机械冲压制成,可以理解地,通孔可以通过穿刺、钻孔或其它方式制成。

  在步骤S320中,在电路基板12的第二端面16设置电导体连接原件58,形成可放置芯片安装区域52,在步骤S330中将集成电路芯片34贴附在芯片安装区域52,使得集成电路芯片34与电导体层18电性连接。这样就制成了本发明所叙述的接触式智能卡10。

  可以理解地,虽然本发明中的智能卡使用多个通孔和芯片连接元件,智能卡模块使用一个通孔和芯片连接元件也是可行的,可以与其它集成电路贴附工艺各自或合并使用。

  进一步地,虽然本发明的目的是在较为成熟的FR-4工艺上优化倒装芯片工艺,实际上电路基板并不限定。例如,可以使用PET基板来设置芯片连接元件。

  这样,本发明对智能卡进行了充分的描述,该智能卡包括单面电路基板,基板的第一电导体端面设置读卡器接触元件,基板第二端面直接贴附多个芯片连接元件。芯片连接元件将基板的第一端面和第二端面电性连接,并将智能卡的集成电路芯片设置在第二端面。

  至此,本发明公开了一种坚固小巧而又电路布置先进的智能卡,相比其它智能卡工艺,减少了贵金属的使用。当设置通孔以导通对立端面电的导体层时减少了开路的几率。

  本说明书和权利要求书中,“包括”、“包含”、“具有”等动词仅用于表述具体的特征、组件或步骤,并不排除其它特征、组件或步骤及其组合的附加方案。

  虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。说明书和权利要求书中的用词仅出于陈述内容的目的进行描述,并不排斥其它附加的涵义。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。