CN101707195A - 一种用于生产接触式智能卡模块的引线框架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不采用传统卷带式的用于生产接触式智能卡模块的引线框架及其制备方法，不仅能够大大提高生产效率，而且降低了生产成本。接触式智能卡模块的引线框架包括：绝缘层，第一铜层，设置在所述绝缘层的上表面，在所述第一铜层上形成有接触手指构图；第二铜层，设置在所述绝缘层的下表面，在所述第二铜层上形成有与所述接触手指构图相适配的焊接盘；在所述绝缘层上还设置有用于连接所述接触手指构图和焊接盘的导电通道。

Description

一种用于生产接触式智能卡模块的引线框架及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产智能卡模块的引线框架及其制备方法。
背景技术
如图1所示，传统的接触式智能卡引线框架1a是双排模块单元1b排列成长条状的产品，在加工过程中采用导轮卷对卷的入料和出料方式。
传统接触式智能卡模块引线框架是采用35mm宽的标准模块条带以卷对卷方式生产。生产成接触式模块的主要包括步骤：1、贴片，贴片是将wafer上的单个硅芯片贴装在智能卡引线框架上。载带被点上粘合胶、芯片被拾取、贴装、贴装后经固化烘干都是通过一台专用自动化设备完成。2、压焊，压焊是将芯片上的触点和智能卡上的手指接触点采用金属导线联通。3、包封，包封是采用UV胶或者黑胶将装载在卷状条带上经过贴片和压焊后的芯片包封起来，起到防水、防尘等等的保护作用。4、测试，包封后的智能卡模块要经过电性能测试，确认智能卡模块加工后是否合格。上述的每一步骤都是采用智能卡专用设备生产，设备价格贵，设备可靠性低。
COB基板形式的引线框架，制造技术成熟，能使用通用的半导体封装设备实现智能卡模块的生产。
传统的接触式智能卡模块制备工艺效率低，成本高，对引线框架精度要求高，包封后的模块外形尺寸精度不高，而且引线框架制备工艺难度大，国内能加工的厂家少，此材料几乎全部进口。国外技术垄断严重，市场售价高昂。
发明内容
本发明提供一种不采用传统的卷带式的用于生产接触式智能卡模块的引线框架及其制备方法。
本发明提供的一种用于生产接触式智能卡模块的引线框架，包括：绝缘层，
第一铜层，设置在所述绝缘层的上表面，在所述第一铜层上形成有接触手指构图；
第二铜层，设置在所述绝缘层的下表面，在所述第二铜层上形成有与所述接触手指构图相适配的焊接盘；
在所述绝缘层上还设置有用于连接所述接触手指构图和焊接盘的导电通道。
优选地，所述接触手指构图沿所述基板的宽度方向并排设置有3个以上。
优选地，在第一铜层和第二铜层上还设置有用于切割识别的T-MARK图案、用于装卡的定位孔和用于方向识别的光学孔。
本发明提供了一种制备上述的用于生产接触式智能卡模块的引线框架的制备方法，包括如下步骤：
1)在双面电路形式的基板上开设相应的定位孔、光学孔和连接导通孔，所述双面电路板包括绝缘层、设置在绝缘层上表面的第一铜层和设置在绝缘层下表面的第二铜层；
2)在双面电路板上镀铜，使连接导通孔中填充上连接第一铜层和第二铜层的导电通道；
3)通过蚀刻在第一铜层上形成接触手指构图，在第二铜层上形成与接触手指构图相适配的焊接盘，接触手指构图和焊接盘通过所述导电通道相连接；
4)在接触手指构图和焊接盘的表面分别镀金。
本发明提供的另一种用于生产接触式智能卡模块的引线框架，包括：绝缘层，
铜层，设置在所述绝缘层的上表面，在所述铜层上形成有接触手指构图；
在所述绝缘层上形成有与所述接触手指相适配的孔，在所述孔内露出铜层的背面，作为接触手指相连接的焊接盘。
优选地，所述接触手指构图沿所述基板的宽度方向并排设置有3个以上。
优选地，在第一铜层上还设置有用于切割识别的T-MARK图案、用于装卡的定位孔和用于方向识别的光学孔。
本发明提供的一种制备上述的用于生产接触式智能卡模块的引线框架的制备方法，包括如下步骤：
1)在绝缘层上开设相应的定位孔、光学孔、连接导通孔和焊盘孔，再在绝缘层的表面上粘接一层第一铜层；
2)通过蚀刻在第一铜层上形成接触手指构图；
3)在第一铜层暴露在焊盘孔中的表面上镀金，以形成焊接盘，在接触手指构图上也镀金。
本发明具有如下优点：
1、通过片式基板方式生产接触式智能卡模块，不仅生产成本低，而且摈弃了传统的卷带式的引线框架生产方式，打破IC卡模块生产原料条带的国外垄断；
2、生产效率高，在基板形式的引线框架上单元模块排列紧凑，数量多，便于高效生产；
3、产品可靠性好，不怕水泡，耐高低温冲击；
4、直接成型，产品外形尺寸精确高。
5、基板形式的引线框架可采用通用的半导体封装设备加工接触式智能卡模块
附图说明
图1为传统的载带式引线框架的结构示意图；
图2a为实施例1步骤1的示意图；
图2b为实施例1步骤2的示意图；
图2c为实施例1步骤3的示意图；
图2d为实施例1步骤4的示意图；
图2e为实施例1步骤5的示意图；
图2f为实施例1步骤6的示意图；
图2g为实施例1步骤7的示意图；
图3为实施例1基板形式的引线框架正面的示意图；
图4为实施例1基板形式的引线框架背面的示意图；
图5a为实施例1制备出的接触式智能卡模块的立体示意图；
图5b为图5a的剖面示意图；
图6a为实施例2步骤1的示意图；
图6b为实施例2步骤2的示意图；
图6c为实施例2步骤3的示意图；
图6d为实施例2步骤4的示意图；
图6e为实施例2步骤5的示意图；
图6f为实施例2步骤6的示意图；
图6g为实施例2步骤7的示意图；
图7为实施例2基板形式的引线框架正面的示意图；
图8为实施例2基板形式的引线框架背面的示意图；
图9a为实施例2制备出的接触式智能卡模块的立体示意图；
图9b为图9a的剖面示意图。
具体实施方式
实施例1(双面电路板加工方式的引线框架基板)
本实施例的基板形式的引线框架主要有三层料组成，上下两面都是导电铜层，中间层是绝缘层，基本材料为聚酯纤维布。上层的铜层经过蚀刻方式得到接触式智能卡模块的接触手指构图，接触手指构图与下层的焊接盘采用电镀铜充满导电孔连接导通，这个工艺在智能卡引线框架加工中为新工艺。整个基板形式的引线框架上有很多这样单元的接触式智能卡模块矩阵排列，同时在基板形式的引线框架上下两面的铜层还有：通过蚀刻方式加工出来的T-MARK图案(后道切割设备切割道识别标记)，每道工序中精确定位用的定位孔，基板形式的引线框架在自动入料方向识别的光学孔等等细节图案。具体的制备工艺过程如下：
1.加工孔
如图2a、图4所示，预先将双面电路形式的基板1加工出定位孔151、光学标识孔152、切割标识孔153、模块单元中心位置标识孔154和连接导通孔14。双面电路形式的基板1包括绝缘层12、设置在绝缘层12的上表面的第一铜层11和设置在绝缘层下表面的第二铜层。
2.电镀铜
如图2b所示，在整个双面电路形式的基板1上电镀铜料，主要目的是在模块工作接触手指面和焊接盘的导通孔14中填充铜材，使连接导通孔14形成为导电通道16。
3.涂抹曝光涂料
如图2c所示，在第一铜层11和第二铜层13上涂抹曝光涂料17，为蚀刻图案做准备，涂抹易紫外线感光后固化的树脂曝光涂料17。
4.覆盖曝光PCB图案挡板
如图2d所示，将需要蚀刻预定的图案(包括在第一铜层11上形成的接触手指构图111和在第二铜层13上形成的与接触手指构图111相适配的焊接盘131，如图2g所示)先做成曝光层的PCB图案挡板18，欲保留铜的地方挖空，即后续的紫外光照射能照射到.不保留铜的地方挡板挡住.
5.紫外光照射，固化要保留铜线上的曝光涂料覆膜
如图2e所示，紫外线光照射在曝光涂料17上，使曝光涂料17产生固化反应。PCB图案挡板18挡住的地方没有被紫外线照射，故就没有发生固化反应。曝光固化后要进行清洗，洗去没有固化的曝光涂料。
6.化学蚀刻，去除不需要的铜层
如图2f所示，在具有腐蚀铜作用的化学溶液槽里，蚀刻电路板1。由于固化后的曝光涂料17具有耐腐蚀作用，故能保护其下层的铜料不被化学腐蚀溶液溶解。这样在化学蚀刻后，把需要保留的电路就保留下来了，从而形成如图2g所示的在第一铜层11上形成的接触手指构图111和在第二铜层13上形成的与接触手指构图111相适配的焊接盘131。
7.焊接处和接触铜层镀金处理
如图2g所示，在接触手指构图111和焊接盘131的表面镀金。
经过上述步骤，即形成用于生产接触式智能卡模块的基板形式的引线框架。
采用这样的基板制备接触式智能卡模块具体是：贴片，即将芯片112贴在绝缘层12上；然后再压焊，即在芯片112和焊接盘131之间压焊上金丝113。最后是包封和测试。
制备出来的接触式智能卡模块如图5a、b所示。接触式智能模块包括：绝缘层12、第一铜层11、第二铜层13和芯片112，第一铜层11设置在绝缘层12的上表面，在第一铜层11上形成有接触手指构图111。第二铜层13设置在绝缘层12的下表面，在第二铜层13上形成有与接触手指构图111相适配的焊接盘131；在绝缘层12上还设置有用于连接接触手指构图111和焊接盘131的导电通道16。芯片112设置在绝缘层12上，芯片112通过金丝113与焊接盘131相连接，芯片112和金丝113塑封在塑封体114中。
实施例2(单层电路板加工方式的引线框架基板)
此基板主要有两层料组成，上层都是导电铜层，下层是绝缘层，基本材料为聚酯纤维布。上层的铜层经过蚀刻方式得到接触式智能卡模块的接触手指图案，焊接盘是在上层铜层的背面形成的镀金层，绝缘层对应的位置有焊盘孔。整个基板上有很多这样单元的接触式智能卡模块矩阵排列，每一个模块在后期完成加工后切割出来都是一个完整的接触式智能卡模块。同时在基本上层的铜层还有：通过蚀刻方式加工出来的T-MARK图案(后道切割设备切割道识别标记)，每道工序中装卡用的定位孔，基板在自动入料机构中方向识别的光学孔等等细节图案。具体的制备工艺过程如下：
1.绝缘层(聚酯纤维布)单独加工孔
如图6a、7、8所示，预先将绝缘层22加工出定位孔251、光学标识孔252、切割标识孔253、模块单元中心位置标识孔254和焊盘孔24。
2.复合铜层和绝缘层
如图6b所示，采用粘结剂将第一铜层21和绝缘层22复合在一起。
3.涂抹曝光涂料
如图6c所示，在第一铜层21和绝缘层22的下表面上涂抹易紫外线感光后固化的树脂感光涂料27。
4.覆盖曝光PCB图案挡板
如图6d所示，将需要蚀刻电路板上的图案(即在第一铜层11上形成的接触手指构图211，如图6g所示)先做成曝光层的PCB图案挡板28，欲保留铜的地方挖空，即后续的紫外光照射能照射到.不保留铜的地方挡板挡住.
5.紫外光照射，固化要保留第一铜层21上的曝光涂料覆膜
如图6e所示，紫外线光照射在曝光涂料27上，使曝光涂料27产生固化反应。PCB图案挡板28挡住的地方没有被紫外线照射，故就没有发生固化反应。曝光固化后要进行清洗，洗去没有固化的曝光涂料。
6.化学蚀刻，去除不需要的铜层
如图6f所示，在具有腐蚀铜作用的化学溶液槽里进行蚀刻。由于固化后的曝光涂料27具有耐腐蚀作用，故能保护其下层的铜料不被化学腐蚀溶液溶解。这样在化学蚀刻后，把需要保留的电路就保留下来了。
7.焊接处和接触铜层镀金处理
如图6g所示，在第一铜层21的表面镀金，在第一铜层21暴露在焊盘孔24中的背面也镀金，形成与接触手指构图211相适配的焊接盘231。镀金的目的是使电路的导电性能更好，尤其是接触式智能卡模块的接触手指构图211处。另一方面也为后道压焊工序提供很好的压焊基体，更容易使金丝压焊在模块的焊接盘231上。
经过上述步骤，即形成用于生产接触式智能卡基板形式的引线框架。
采用这样的基板制备智能卡模块具体是：贴片，即将芯片212贴在绝缘层22上；然后再压焊，即在芯片和焊接盘231之间压焊上金丝213。最后是包封和测试。
制备出来的智能卡模块如图9所示。接触式智能模块包括：绝缘层22、铜层21和芯片212；铜层21设置在绝缘层22的上表面，在铜层21上形成有接触手指构图211。在绝缘层22上形成有与接触手指构图211相适配的焊盘孔24，在焊盘孔24内露出铜层22的背面，作为接触手指构图211相连接的焊接盘231。芯片212设置在绝缘层22上，芯片212通过金丝213与焊接盘231相连接，芯片212和金丝213塑封在塑封体214中。表一：条带式引线框架和基板式引线框架生产接触式智能卡模块对比
  工艺名称   条带式引线框架   基板式引线框架   说明
  贴片、压焊   智能卡专用设备   半导体通用封装设备生产可靠性高   基板方式定位准确，生产效率高
  工艺名称   条带式引线框架   基板式引线框架   说明
  包封   智能卡专用设备，UV胶或者黑胶包封，采用点胶方式塑造包封体，外形尺寸不稳地，精度不高。包封后的模块强度差。   半导体通用封装设备，采用塑封方式包封芯片，由于是腔体注塑成型，故包封体外观统一，尺寸精度高，且包封后的模块强度高   COB塑封设备加工，基板方式包封一次出模数量多，生产效率高。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于生产接触式智能卡模块的引线框架，其特征在于，包括：绝缘层，
第一铜层，设置在所述绝缘层的上表面，在所述第一铜层上形成有接触手指构图；
第二铜层，设置在所述绝缘层的下表面，在所述第二铜层上形成有与所述接触手指构图相适配的焊接盘；
在所述绝缘层上还设置有用于连接所述接触手指构图和焊接盘的导电通道。
2.如权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述接触手指构图沿所述基板的宽度方向并排设置有3个以上。
3.如权利要求1或2所述的引线框架，其特征在于，在第一铜层和第二铜层上还设置有用于切割识别的T-MARK图案、用于装卡的定位孔和用于方向识别的光学孔。
4.一种用于生产接触式智能卡模块的引线框架，其特征在于，包括：绝缘层，
铜层，设置在所述绝缘层的上表面，在所述铜层上形成有接触手指构图；
在所述绝缘层上形成有与所述接触手指相适配的孔，在所述孔内露出铜层的背面，作为接触手指相连接的焊接盘。
5.如权利要求4所述的引线框架，其特征在于，所述接触手指构图沿所述基板的宽度方向并排设置有3个以上。
6.如权利要求4或5所述的引线框架，其特征在于，在第一铜层上还设置有用于切割识别的T-MARK图案、用于装卡的定位孔和用于方向识别的光学孔。
7.一种制备权利要求1至3任一所述的用于生产接触式智能卡模块的引线框架的制备方法，包括如下步骤：
1)在双面电路形式的基板上开设相应的定位孔、光学孔和连接导通孔，所述双面电路板包括绝缘层、设置在绝缘层上表面的第一铜层和设置在绝缘层下表面的第二铜层；
2)在双面电路板上镀铜，使连接导通孔中填充上连接第一铜层和第二铜层的导电通道；
3)通过蚀刻在第一铜层上形成接触手指构图，在第二铜层上形成与接触手指构图相适配的焊接盘，接触手指构图和焊接盘通过所述导电通道相连接；
4)在接触手指构图和焊接盘的表面分别镀金。
8.一种制备权利要求4至6任一所述的用于生产接触式智能卡模块的引线框架的制备方法，包括如下步骤：
1)在绝缘层上开设相应的定位孔、光学孔、连接导通孔和焊盘孔，再在绝缘层的表面上粘接一层第一铜层；
2)通过蚀刻在第一铜层上形成接触手指构图；
3)在第一铜层暴露在焊盘孔中的表面上镀金，以形成焊接盘，在接触手指构图上也镀金。
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