CN101562160B - 一种ic卡封装件及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种IC卡封装件及其生产方法，在卡体左下角设一斜角，卡体正面相对的两个直角上设有顶针孔，卡体背面设有两排镀金凸触点，每排各有4个镀金凸触点组成。IC卡体基材料为铜合金引线框架，引线框架采用多排矩阵式，材料厚度0.127mm～0.15mm。经过晶圆减薄、划片、上芯、压焊、塑封及后固化、打印、冲切(或切割)分离、检验、包装、入库的工艺生产而成。本发明卡体厚度小，价格低，采用环保封装，结构简捷合理，免除电镀，有利于环境保护和使用者身体健康，并且使用多排矩阵式引线框架，材料厚度比普通覆铜PCB板薄，生产效率比覆铜PCB板高，成本低，封装良率也高。

Description

一种IC卡封装件及其生产方法

技术领域

本发明涉及电子信息自动化元器件制造技术领域，尤其涉及到一种IC卡芯片集成电路封装，具体说是一种接触式IC卡封装件，本发明还包括该封装件的生产方法。

背景技术

集成电路卡(Integrated circuik Corde简称IC卡)是近年来传入中国的一项新技术。它是把具有存储、运算等功能的集成电路芯片压制在塑料片上，使其成为能存储、转载、传递、处理数据的载体数据的载体。IC卡与磁卡是有区别的，IC卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但容量大，体积小，重量轻，抗干扰能力强，便于携带，可一卡多用，易于使用，保密性更好，使用寿命长。近几年，行业市场增速每年都维持在20％～30％，由于其具有信息存储量大，安全保密性好、读卡简单快捷等优点、已在电信、金融、商贸、交通、社会保障、卫生保健、体育、税务、公安、海关、工商、电力、组织机构代码和城市公共事业管理等众多领域得到广泛应用，并取得了初步的社会效益和经济效益。

现有的IC卡一般采用PCB覆铜板材料，不仅材料成本较高，而且由于铜箔是通过压力与PCB板粘接在一起，因此覆铜版的凸触点有脱层隐患。采用普通含铅材料封装，铅锡电镀封装良率相对低一些，并且铅锡电镀和使用普通材料封装会造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用环保封装，并且免除电镀，生产工艺先进、有利于环境保护和使用者身体健康的一种IC卡封装件及其生产方法，并且封装良率高，生产成本低。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种IC卡封装件，包括卡体、塑封体，其特征在于：

在卡体左下角设一斜角；

所述卡体正面相对的两个直角上设有顶针孔；

所述卡体背面设有两排镀金凸触点，每排各有4个镀金凸触点组成，所述镀金凸触点之间被塑封体包围，镀金凸触点高出塑封体0.07mm～0.10mm；

所述IC卡体基板材料为镍钯金电镀引线框架，引线框架采用多排矩阵式，材料厚度0.127mm～0.15mm。

所述斜角为3×3mm，IC卡背面两排镀金凸触点的行距是7.62BSC，每排四个镀金凸触点之间的间距是2.54mmBSC。

本发明的第一种实施方式是所述斜角上方宽度方向的边上开有2个凹形缺口，其余每条边开有4个凹形缺口。所述凹形缺口为1/4圆的凹形缺口。

所述IC卡体的多排矩阵式引线框架为多排冲压型镍钯金电镀引线框架。

本发明的第二种实施方式是所述卡体的四条边均为直线。

所述卡体的多排矩阵式引线框架为蚀刻单元型镍钯金电镀引线框架。

所述IC卡封装件按下述步骤生产：

a.减薄

用减薄机减薄，晶圆最终厚度150μm～170μm，粗磨速度≤35μm/min；精度速度≤10μm/min；

b.划片

采用划片机，划片进刀速度控制在≤10mm/s，并及时清洗烘干；

c.上芯

采用集成电路卡冲压式镍钯金电镀框架，背面粘贴有防溢料胶膜；上芯机上芯，粘接材料为环保型导电胶或绝缘胶，采用防分层烘烤；

d.压焊

压焊实施金丝键合低弧度控制技术，采用平弧、反打与正打相结合，及尖锐拐角的高级线弧形状和平拐角的高级线弧形状，控制弧高≤120μm；

e.塑封

选用CEL9220系列环保型塑封料，采用超薄型防翘曲和减小、消除离层的工艺，降低冲丝率＜5％，减少反包或回包，固化时间比正常增加10S～30S；后固化时IC卡框架料条在175℃烘箱老化5小时，逐渐变软，并在IC夹具上压板重力下变平。70℃以下从烘箱取出，在IC卡夹具上压板重力下经完全冷却后，IC卡塑封体的翘曲度满足打印、冲压和切割工艺要求。

f.打印

采用夹具式固定，双激光头，连续送料定位打印方式；

g.冲切分离

采用冲切式分离方法，将冲切刀片到塑封体的距离控制在0.15mm，塑封体上下固定压实，冲切分离，及时清理模具内残胶碎片。

本发明第二种实施方式为蚀刻型的IC卡生产工艺，其中的步骤g为切割分离，半成品IC卡料条放在橡胶IC卡专用夹具上方，通过夹具上的真空吸孔，将上面的半成品IC卡料条吸住，然后切割成单个的IC卡产品，自动吸附放入料盘。

本发明卡体厚度小，价格低，结构简捷合理，使用多排矩阵式引线框架，材料厚度0.127mm～0.15mm，比普通覆铜PCB板薄0.023mm～0.06mm，生产效率比覆铜PCB板高，封装良率也高。生产采用环保材料，冲切型的生产工艺采用低成本IC卡用冲压型镍钯金(NiPaAu)电镀专用引线框架，免除电镀；而蚀刻型的IC卡生产工艺采用矩阵型蚀刻镍钯金(NiPaAu)电镀专用引线框架，也免除电镀。生产效率高，成本低，并且有利于环境保护和使用者身体健康。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明背面结构示意图；

图3为本本发明第二种实施方式示意图；

图4为第二种实施方式背面示意图。

具体实施方式

本发明集成电路卡即IC卡的外形一般为25mm×15mm×0.82mm，根据客户需要，适当调整大小，在卡体左下角有一斜角1，卡体正面相对的两个直角上有顶针孔3；正面其余部分是塑封体4。IC卡背面有两排行距是7.62BS的镀金凸触点5，每排有间距2.54mmBSC的四个镀金凸触点5，镀金凸触点5之间被塑封体4隔离，背面其余部分是塑封体4，并且镀金凸触点5要比塑封体4高0.07mm～0.11mm。本发明IC卡体基板材料为镍钯金电镀引线框架，引线框架采用多排矩阵式，材料厚度0.127mm～0.15mm。

如图1所示，本发明的第一种实施方式是与斜角1相连的宽度方向的短边上开有2个1/4圆的凹槽2，其余每边各有4个1/4圆的凹槽2。IC卡体的多排矩阵式引线框架为多排冲压型镍钯金电镀引线框架。

如图3所示，本发明的第二种实施方式就是集成电路卡(IC卡)四条边都设计为直边，没有凹槽设计。卡体的多排矩阵式引线框架为蚀刻单元型镍钯金电镀引线框架。

本发明第一种实施方式为冲切型生产工艺，流程为：晶圆减薄→划片→上芯→压焊→塑封及后固化→打印→冲切分离→检验→包装→入库。

第二种为蚀刻型生产工艺，流程为：晶圆减薄→划片→上芯→压焊→塑封及后固化→打印→切割分离→检验→包装→入库。

按下述工艺流程生产：

1、减薄

减薄用的设备是VG502MK II 8B全自动减薄机(德国产)，晶圆最终厚度150μm～170μm，由于IC卡芯片较大、厚度薄，容易翘曲，所以减薄是工艺控制重点。粗磨厚度范围是从原始晶圆片厚度+胶膜厚度开始，到最终厚度+胶膜厚度+50μm结束，粗磨速度≤35μm/min；精度厚度范围是从最终厚度+胶膜厚度+50μm开始，到晶圆最终厚度+胶膜厚度结束，精度速度≤10μm/min，采用防止芯片翘曲工艺。

2、划片

采用DiSC 3350或双刀划片机，划片进刀速度控制在≤10mm/s，并及时清洗烘干。

3、上芯

上芯使用专用的IC卡2515冲压式多排镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架或矩阵型蚀刻镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架，背面粘贴有防溢料胶膜。上芯机采用通用AD 829/898上芯机，粘接选择粘度(粘度＞9000CP)低应力、低吸水的ABLESTIK环保型导电胶(或绝缘胶)，该产品芯片较大，选用5mm×5mm芯片吸咀及点胶头。上芯后选用排风量好、内部温度均匀的烘箱，采用防粘接胶中的挥发物污染和框架氧化的防分层烘烤。

4、压焊：

由于IC卡产品厚度薄，压焊采用金丝键合低弧度控制技术，该技术是采用平弧、反打与正打相结合，以及尖锐拐角和平拐角的高级线弧形状，达到控制弧高≤120μm的目的。

5、塑封

选择粘度＞8500CP、低应力、低吸水性-吸水性＜0.3％，CEL9220系列等环保型塑封料。

工艺上采用超薄型防翘曲和减小、消除离层的工艺，控制不同注塑速度，达到降低冲丝率＜5％，减少反包或回包，固化时间比正常增加10S～30S，达到减小翘曲度的目的。

后固化采用防翘曲“2515IC卡专用夹具”。在后固化时，由于夹具上压板和下底座都是平面，且IC夹具上压板比IC卡框架料条大，IC卡夹具材料是经镀铬的厚钢板。IC卡框架料条在175℃烘箱老化5小时，IC卡框架料条逐渐变软，在IC卡夹具上压板重力下变平。IC卡框架料条在70℃以下从烘箱取出，并在IC夹具上压板重力下经完全冷却后，IC卡塑封体的翘曲度满足打印、冲压和切割工艺要求，防止温度急速下降的二次翘曲。

6、打印

采用夹具式固定，双激光头，连续送料定位打印方式；

7、冲切(或切割)分离

冲切型生产工艺采用冲切分离方法，本方法冲压式多排镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架采用冲切分离式入盘或入管方法，为了避免冲切分离时冲切刀片伤及塑封体，在满足产品质量要求前提下，将冲切刀片到塑封体的距离控制在0.15mm，模具使塑封体上下固定压实，避免悬空，在生产中及时清理模具内残胶碎片，防止残留异物造成产品偏移，由于多余物挤压导致塑封体产生破裂的隐患。

蚀刻型生产工艺适用切割分离。本方法矩阵型蚀刻镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架采用切割分离入盘或入管方法，应用“1525IC卡专用防翘曲切割夹具”和工艺，该夹具是一种硅橡胶材料，在IC卡四边切割位置有槽，中间有真空吸孔，已封装好的IC卡框架放在夹具上被真空吸住，由于硅橡胶有一定弹性，在真空吸附的过程可以把翘曲的IC卡框架矫正，满足了批量切割生产和质量要求。

实施例1

1、减薄

减薄用的设备是VG502MK II 8B全自动减薄机(德国)，晶圆最终厚度150μm，粗磨厚度范围是从原始晶圆片厚度550μm～800μm+胶膜厚度120μm开始，到最终厚度150μm+胶膜厚度120μm+50μm结束，粗磨速度为35μm/min；精度厚度范围是从最终厚度150μm+胶膜厚度120μm+50μm开始，到晶圆最终厚度150μm+胶膜厚度120μm结束，精度速度为10μm/min，采用防止芯片翘曲工艺。

2、划片

采用DiSC 3350机，根据客户芯片尺寸、划道宽度等数据，设置防碎片、防裂纹的划片优化参数，划片进刀速度为10mm/s，并及时清洗烘干。

3、上芯

使用专用IC(2515)冲压式多排镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架，背面粘贴有防溢料胶膜。上芯机采用通用AD 829/898上芯机，粘接选择粘度为9001CP低应力、低吸水的ABLESTIK公司环保型导电胶，选用5mm×5mm芯片吸咀及点胶头。上芯后选用排风量好、内部温度均匀的烘箱，采用防粘接胶中的挥发物污染和框架氧化的防分层烘烤工艺。

4、压焊：

由于本IC卡产品厚度薄，压焊选用适合焊点要求的劈刀，金丝键合低弧度控制技术。采用平弧、反打与正打相结合，及尖锐拐角的高级线弧形状和平拐角的高级线弧形状，控制弧高为120μm。

5、塑封

选择粘度为8600CP、低应力、吸水性0.28％)，CEL9220系列等环保型塑封料。

工艺上采用超薄型防翘曲和消除离层的工艺，控制不同注塑速度，达到降低冲丝率＜5％，减少反包或回包，固化时间比正常增加10S，达到减小翘曲度的目的。

后固化采用防翘曲“2515IC卡专用夹具”，在后固化时，由于夹具上压板和下底座都是平面，且IC卡夹具上压板比IC卡框架料条大，IC卡夹具材料是经镀铬的厚钢板。IC卡框架料条在175℃烘箱老化5小时，IC卡框架料条逐渐变软，在IC卡夹具上压板重力下变平。IC卡框架料条在70℃以下从烘箱取出，并在IC夹具上压板重力下经完全冷却后，IC卡塑封体的翘曲度满足打印、冲压和切割工艺要求，防止温度急速下降的二次翘曲。

6、打印

采用夹具式固定，双激光头，连续送料定位打印方式；

7、冲切分离

冲切型生产工艺采用冲切分离方法，本方法冲压式多排镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架采用冲切分离式入盘或入管方法，为了避免冲切分离时冲切刀片伤及塑封体，在满足产品质量要求前提下，将冲切刀片到塑封体的距离控制在0.15mm，模具使塑封体上下固定压实，避免悬空，在生产中及时清理模具内残胶碎片，防止残留异物造成产品偏移，由于多余物挤压导致塑封体产生破裂的隐患。

冲切分离入盘或入管后的产品经外观检验后，按客户要求包装入库。

实施例2

1、减薄

减薄。

减薄用的设备是VG502MK II 8B全自动减薄机(德国)，晶圆最终厚度170μm，由于IC卡芯片较大、厚度薄，容易翘曲，所以减薄是工艺控制重点。粗磨厚度范围是从原始晶圆片厚度550μm～800μm+胶膜厚度120μm开始，到最终厚度170μm+胶膜厚度120μm+50μm结束，粗磨速度为35μm/min；精度厚度范围是从最终厚度170μm+胶膜厚度120μm+50μm开始，到晶圆最终厚度170μm+胶膜厚度120μm结束，精磨速度为10μm/min，采用防止芯片翘曲工艺。

2、划片

采用DiSC 3350或双刀划片机，根据客户芯片尺寸、划道宽度等数据，设置防碎片、防裂纹的划片优化参数。划片进刀速度控制在9mm/s，并及时清洗烘干。

3、上芯

上芯使用专用IC(2515)矩阵型蚀刻镍钯金NiPaAu电镀引线框架，背面粘贴有防溢料胶膜。上芯机采用通用AD 829/898上芯机，粘接选择粘度为10000CP低应力、低吸水的ABLESTIK的环保型绝缘胶，选用5mm×5mm芯片吸咀及点胶头。上芯后选用排风量好、内部温度均匀的烘箱，采用防粘接胶中的挥发物污染和框架氧化的防分层烘烤工艺。

4、压焊：

由于IC卡产品厚度薄，选用适合焊点要求的劈刀，采用金丝键合低弧度控制技术，用平弧、反打与正打相结合，及较尖锐拐角的高级线弧形状和较平拐角的高级线弧形状，控制弧高为120μm。

5、塑封

新型IC卡塑封，选择9000CP、低应力、吸水性为0.1％的CEL9220系列等环保型塑封料。

工艺上采用超薄型防翘曲和消除离层的工艺，控制不同注塑速度，达到降低冲丝率＜5％，减少反包或回包，固化时间比正常增加30S，达到减小翘曲度的目的。

后固化采用防翘曲“2515IC卡专用夹具”，在后固化时，由于夹具上压板和下底座都是平面，且IC卡夹具上压板比IC卡框架料条大，IC卡夹具材料是经镀铬的厚钢板。IC卡框架料条在175℃烘箱老化5小时，IC卡框架料条逐渐变软，在IC卡夹具上压板重力下变平。IC卡框架料条在70℃以下从烘箱取出，并在IC夹具上压板重力下经完全冷却后，IC卡塑封体的翘曲度满足打印、冲压和切割工艺要求，防止温度急速下降的二次翘曲。

6、打印

采用夹具式固定，双激光头，连续送料定位打印方式；

7、切割分离

蚀刻型生产工艺适用切割分离方法，采用矩阵型蚀刻镍钯金(NiPaAu)电镀引线框架，用切割分离入盘或入管方法。

应用“1525IC卡专用防翘曲切割夹具”，该夹具是一种硅橡胶材料，在IC卡四边切割位置有槽，中间有真空吸孔，已封装好的IC卡框架放在夹具上被真空吸住。由于硅橡胶有一定弹性，在真空吸附的过程可以把翘曲的IC卡框架矫正，满足了批量切割生产和质量要求。

切割分离入盘或入管后的产品经外观检验后，按客户要求包装入库。

Claims (8)

1.一种IC卡封装件，包括卡体、塑封体，其特征在于：

在卡体左下角设一斜角(1)；

所述卡体正面相对的两个直角上设有顶针孔(3)；

所述卡体背面设有两排镀金凸触点(5)，每排各有4个镀金凸触点(5)组成，所述镀金凸触点(5)之间被塑封体(4)包围，镀金凸触点(5)高出塑封体(4)0.07mm～0.10mm；

所述IC卡体基板材料为镍钯金电镀引线框架，引线框架采用多排矩阵式，材料厚度0.127mm～0.15mm。

2.根据权利要求1所述的一种IC卡封装件，其特征在于所述斜角(1)上方宽度方向的边上开有2个凹槽(2)，其余每条边开有4个凹槽(2)。

3.根据权利要求2所述的一种IC卡封装件，其特征在于所述凹槽(2)为1/4圆形凹槽。

4.根据权利要求1或2所述的一种IC卡封装件，其特征在于所述IC卡体的多排矩阵式引线框架为多排冲压型镍钯金电镀引线框架。

5.根据权利要求1所述的一种IC卡封装件，其特征在于所述卡体的四条边均为直线。

6.根据权利要求1或5所述的一种IC卡封装件，其特征在于所述卡体的多排矩阵式引线框架为蚀刻单元型镍钯金电镀引线框架。

7.一种如权利要求1所述IC卡封装件的生产方法，其特征在于按下述步骤生产：

a.减薄

用减薄机减薄，晶圆最终厚度150μm～170μm，粗磨速度≤35μm/min；精度速度≤10μm/min；

b.划片

采用划片机，划片进刀速度控制在≤10mm/s，并及时清洗烘干；

c.上芯

采用集成电路卡冲压式镍钯金电镀框架，背面粘贴有防溢料胶膜；上芯机上芯，

粘接材料为环保型导电胶或绝缘胶，采用防分层烘烤；

d.压焊 

压焊实施金丝键合低弧度控制技术，采用平弧、反打与正打相结合，及尖锐拐角的高级线弧形状和平拐角的高级线弧形状，控制弧高≤120μm；

e.塑封

选用CEL9220系列环保型塑封料，采用超薄型封装防翘曲和减小、消除离层的工艺，降低冲丝率＜5％，减少反包或回包，固化时间比正常增加10S～30S；后固化时IC卡框架料条在175℃烘箱老化5小时，逐渐变软，并在IC夹具上压板重力下变平；70℃以下从烘箱取出，在IC卡夹具上压板重力下经完全冷却后，IC卡塑封体的翘曲度满足打印、冲压和切割工艺要求；

f.打印

采用夹具式固定，双激光头，连续送料定位打印方式；

g.冲切分离

采用冲切式分离方法，将冲切刀片到塑封体的距离控制在0.15mm，塑封体上下固定压实，冲切分离，及时清理模具内残胶碎片；

h.检验、包装入库。

8.根据权利要求7所述的一种IC卡封装件的生产方法，其特征在于所述步骤g为切割分离，半成品IC卡料条放在橡胶IC卡专用夹具上方，通过夹具上的真空吸孔，将上面的半成品IC卡料条吸住，然后切割成单个的IC卡产品，自动吸附放入料盘。 

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