CN103440520A - 双界面卡的封装工艺方法及其不干胶带粘起机构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种双界面卡的封装工艺方法及其不干胶带粘起机构，该工艺方法是在卡基上铣外槽以漏出双界面卡的天线；通过激光对天线轨迹或天线区域进行加热，使天线在卡基上游离出来，然后通过不干胶带粘起机构将天线拉起；在拉起天线的卡基上铣出内层槽；将模块的外焊盘与拉起的天线焊接。该工艺利用激光的瞬间聚焦高温，将天线周围的卡基气化，可以在很短的时间内将天线游离出卡基，极大提高双界面卡的封装速度，保证双界面卡的封装顺利进行，并且可避免挑线工艺中出现断线和挑线效率低等问题；解决了目前国内外智能卡行业没有高速、稳定的自动化封装设备的现状，简化了加工过程，提高了生产效率，提升了产品性能，大大节省了加工成本。

Description

双界面卡的封装工艺方法及其不干胶带粘起机构

技术领域

本发明是关于一种双界面卡的封装技术，尤其涉及一种双界面卡的封装工艺方法及其不干胶带粘起机构。

背景技术

目前，随着科技的发展，智能卡己经应用到各个领域中，智能卡主要包括接触式智能卡、非接触式智能卡以及双界面卡。双界面卡是指同时具备接触式智能卡和非接触式智能卡两种功能的智能卡；双界面卡以其功能全面的特点，越来越受到人们的青睐。

双界面卡的封装是将卡基上的天线与智能卡芯片连接，以构成双界面卡成品。现有双界面卡的封装工艺主要有以下四种：

第一种是手动挑起天线后，将双界面模块与卡基天线直接采用锡焊焊接的封装方法。该方法首先在卡基上铣外槽，以漏出双界面卡的天线线头；然后，由人工采用刀子将漏出的双界面天线挑出，并用镊子将挑起的天线拉起；在拉起天线的卡基上铣出内层槽，为后期封装模块做好避空准备；将拉起的天线焊接端点进行上锡去除天线表面的绝缘层；通过碰焊或激光将模块焊盘点上预设定的锡熔化与拉起的天线焊接端点形成焊接；整线并点焊，将模块放入槽内进行初步固定；之后进行热焊封装和电性能测试，形成最终产品。该方法是最合理的双界面卡封装工艺，封装时只有两个焊接点，封装后的产品质量可靠，而且原材料成本最低，工序流程最短。但是，在挑线工序环节不能自动化，挑线时废品率高，经常出现挑不起线、挑断线的现象，生产效率较低；一个熟练的操作工一小时最多不超过200张卡。

第二种是采用加热夹子机构自动挑起天线后，将双界面模块与卡基天线直接采用锡焊焊接的封装方法，该方法采用带有加热的夹头将线头从卡基上挑出，同时夹子的力量控制装置能够控制夹子力度，可以保证挑线工序的顺利进行，并且避免挑线过程中断线的问题，此方式对机械加工精度要求较高，而且要求控制精确，夹子在夹线时易导致卡基背面有印，相对手动挑线效率大大提升；但是，每小时1000张左右的产能效率仍然较低。此方式对卡基中线圈精度要求高，且设计复杂，效率难以提升。

第三种是双界面模块与卡基天线采用锡片转接焊接的方式封装。该方法首先在双界面卡基植入天线的同时，植入（预埋）两个锡片，两个锡片与双界面天线进行焊接形成改良的双界面卡基；在卡基上直接铣出预计的槽位，在内外槽中间铣出双界面卡基预埋的两个锡片；在两个锡片上分别焊接一根铜线，以代替第一种方法中人工挑线并拉起的两根天线；通过碰焊或激光将模块焊盘点上预设定的锡熔化与两根铜线（代替天线）形成焊接；之后的步骤与第一种方法基本相同。该方法解决了第一种方法中挑线工序易断线、废品率高的问题。但是，该方法由原有的两点焊接增加为六点焊接，提高了焊接天线的难度和焊接时间，产品出现虚焊和质量隐患的风险加大；同时生产中增加两个锡片的原材料成本及植入锡片的人工及设备成本。

第四种是双界面模块与卡基天线采用导电胶连接的方式封装。该方法是采用高分子的导电材料使模块与天线形成连接；虽然其生产效率高，设备实现简单，但是，在后期使用中会出现因导电胶本身导电特性衰减，导致产品使用周期短，无法满足产品质量要求的问题；再者，因导电胶只是跟焊点接触，并没有很牢的连接，如果卡片弯曲，就会导致导电胶跟焊点接触不良，另外，随着卡片使用时间的增加，导电胶老化后接触效果就会更差。

上述现有封装方法中，前两种将双界面模块与卡基天线直接采用锡焊焊接的封装方法仍然是最合理的双界面卡封装工艺，其具有产品质量可靠、封装成本低、工序流程短的优点；但是，在该方法中挑线工序为其重要环节，挑线的效果直接影响到后续工序的生产；目前，挑线过程中容易断线、废品率高、生产效率低的问题一直困扰着国内外厂家。通过分析得知，在挑线时由于天线是嵌设在卡基中，天线与卡基之间具有较大的连接力（或粘接力），操作者在用刀子或镊子挑线时，是直接将天线拽出，由于天线较细和连接力较大，极易将天线拽断。即使采用加热的夹子机构其效率明显优于手动挑线，但其生产速度每小时也只有1000张左右，并且该方式对卡基中线圈精度要求高，设计复杂，效率难以提升。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种双界面卡的封装工艺方法及其不干胶带粘起机构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双界面卡的封装工艺方法及其不干胶带粘起机构，以简化现有双界面卡的封装工艺，克服现有技术中挑线效率低的缺点，进而提升产品性能，提高生产效率，降低原材料成本和加工成本。

本发明的目的是这样实现的，一种双界面卡的封装工艺方法，该封装工艺方法至少包括以下步骤：

A.在卡基上铣外槽，以漏出双界面卡的天线线头；

B.通过激光机构对天线位置进行循环扫描，激光的高温将天线周围的卡基灼烧气化，将天线与卡基分离，使天线游离出卡基；

C.通过不干胶带粘起机构粘起天线；或者通过夹子机构拉起天线；

D.在拉起天线的卡基上铣出内层槽；

E.将模块的外焊盘与拉起的天线焊接。

在本发明的一较佳实施方式中，在步骤B中，所述激光机构包括一激光发射器和控制激光轨迹的控制器。

在本发明的一较佳实施方式中，在步骤C中，所述不干胶带粘起机构包括有设置在一机架上的安装板，安装板上一侧呈水平方向间隔设有两个转轮，一个为不干胶带传送主动轮，另一个为不干胶带传送从动轮；在安装板上与转轮同侧且位于两个转轮之间的位置上竖直设有一气缸，气缸的活塞杆向下伸出，活塞杆端部设有一推头，推头对应设置在两个转轮之间的不干胶带上方。

在本发明的一较佳实施方式中，所述不干胶带带轮安装在从动轮上，不干胶带绕设在主动轮上。

所述主动轮通过轮轴和联轴器与一驱动电机连接。

在本发明的一较佳实施方式中，在步骤D之后，还包括有整线并点焊步骤、热焊封装步骤和电性能测试步骤。

本发明的目的还可以这样实现，一种用于双界面卡封装工艺的不干胶带粘起机构，该机构包括有设置在一机架上的安装板，安装板上一侧呈水平方向间隔设有两个转轮，一个为不干胶带传送主动轮，另一个为不干胶带传送从动轮；在安装板上与转轮同侧且位于两个转轮之间的位置上竖直设有一气缸，气缸的活塞杆向下伸出，活塞杆端部设有一推头，推头对应设置在两个转轮之间的不干胶带上方。

在本发明的一较佳实施方式中，所述不干胶带带轮安装在从动轮上，不干胶带绕设在主动轮上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述主动轮通过轮轴和联轴器与一驱动电机连接。

由上所述，本发明的封装工艺采用激光分离天线的方式，由于激光扫描具有温度高，扫描速度快等优点，通过置于卡基天线上方的激光发射器对天线位置进行灼烧，由于天线为金属线，而卡基为ABS材料，选择对金属无加热功能的激光发射器，通过控制激光发射器的功率，可以将卡基的ABS材料融化，而金属天线不受影响；从而分离双界面卡基中的天线，使天线游离出卡基，通过不干胶带可以轻松将分离后的天线粘起。激光扫描的速度很快，可以提高挑线速度，保证挑线工序的顺利进行。由于天线已经与卡基分离，在天线粘起过程中可以避免出现断线问题。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1～图6：为本发明双界面卡的封装工艺方法的流程示意图。

图7：为本发明中不干胶带粘起机构的结构示意图。

图8：为图7的俯视结构示意图。

图9：为图7的侧视结构示意图。

图10：为所述不干胶带粘起机构中不干胶带下移时的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1～图6所示，本发明提出一种双界面卡的封装工艺方法，该封装工艺方法包括以下步骤：

（1）提供一已植入天线的双界面卡基9，在卡基1上的预定位置铣外槽91，漏出双界面卡的天线线头92（如图1所示）；

（2）通过激光机构对天线位置进行循环扫描，所述激光机构包括一激光发射器和控制激光轨迹的控制器；所述天线位置为天线轨迹或天线区域；由控制器控制激光发射器对卡基上天线轨迹（如图2所示）或天线区域8（如图3所示）进行扫描；激光的高温将天线周围的卡基灼烧气化，将天线与卡基分离，使天线游离出卡基；

（3）通过不干胶带粘起机构将分离的天线粘起（如图4所示）；

（4）在拉起天线的卡基上铣出内层槽93（如图5所示），为后续封装模块做好避空准备；

（5）通过碰焊或激光将模块94的焊盘点941上预设定的锡熔化与拉起的天线92形成焊接（如图6所示）；

（6）整线并点焊；整理天线与模块焊接在一起的线路；采用非接触测试设备对卡片进行非接触功能测试，以判断焊接效果；将模块放入槽内进行加热点焊并进行初步固定；

（7）将卡片进行模块热焊封装粘接；

（8）电性能测试；进行非接触、接触功能测试，确认加工后的双界面卡电性能合格；形成最终产品。

在步骤（2）中，通过激光机构直接对天线区域进行扫描，由于激光扫描速度快，扫描周期远小于步骤（4）中铣出内层槽动作的时间或周期，可以通过控制灼烧温度及扫描次数等方式，将扫描区域直接烧出内层槽，可以省略步骤（4），从而减少一道工序，缩短工艺流程。

由上所述，本发明的封装工艺采用激光分离天线的方式，由于激光扫描具有温度高，扫描速度快等优点，通过置于卡基天线上方的激光发射器对天线位置进行灼烧，由于天线为金属线，而卡基为ABS材料，选择对金属无加热功能的激光发射器，通过控制激光发射器的功率，可以将卡基的ABS材料融化，而金属天线不受影响；从而分离双界面卡基中的天线，使天线游离出卡基，通过不干胶带可以轻松将分离后的天线粘起。激光扫描的速度很快，可以提高挑线速度，保证挑线工序的顺利进行。由于天线已经与卡基分离，在天线粘起过程中可以避免出现断线问题。该工艺可以融入原有卡的生产设备中进行集成，可以大大减少设备投入，效率方面有很大提升，速度为手动挑线速度20倍以上，为自动夹子机构挑线效率的5倍以上；由于激光的高温在将天线从卡基中游离出来的同时，可以将天线表面的绝缘层剥离掉，减少原有工艺焊接前需要去除天线表面的绝缘层的工作，提高后续天线焊接的牢固性；本发明的双界面封装工艺方法解决了目前国内外智能卡行业没有成熟自动化双界面设备、设备生产效率较低的现状，简化了加工过程，提高了生产效率，提升了产品性能，大大节省了加工成本。

本实施方式还提出一种用于双界面卡封装工艺的不干胶带粘起机构100，该不干胶带粘起机构使用在步骤C中，如图7、图8和图9所示，所述不干胶带粘起机构100包括有设置在一机架（图中未示出）上的安装板1，安装板1上一侧呈水平方向间隔设有两个转轮，一个为不干胶带传送主动轮21，另一个为不干胶带传送从动轮22；在安装板1上与所述两个转轮同侧且位于两个转轮之间的位置上竖直设有一气缸3，气缸3的活塞杆向下伸出，活塞杆端部设有一推头4，推头4对应设置在两个转轮之间的不干胶带5上方。

在本实施方式中，所述不干胶带的带轮安装在从动轮22上，不干胶带5绕设在主动轮21上。所述主动轮21通过轮轴6和联轴器7与一驱动电机（图中未示出）连接。

当激光将卡基的ABS材料融化，使天线游离出卡基后，机架带动所述不干胶带粘起机构100运动至卡基上方，控制所述气缸3的活塞杆向下移动（如图10所示），通过推头4使不干胶带5下移并粘住所示分离出卡基的天线，在活塞杆上移的同时，控制主动轮21转动，使不干胶带5向上运动并将天线粘起（拉起）。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.激光扫描灼烧速度快，通过此方式可以将设备速度提升至6000张/小时以上，速度是目前挑线夹子挑线速度的5倍以上；

2.该不干胶带粘起机构比现有挑线夹子机构结构简单，控制容易，稳定性更好；

3.对卡基天线精度要求降低，适应性更广，成品率更高；

4.由于激光温度高，可以将天线外的漆包线烧掉，减少天线焊接过程中虚焊的风险；

5.减少了相机拍照及图像处理等相关成本，简化了设备制造工艺；

6.激光灼烧的位置正好是卡的内槽，可简化铣出内层槽的工序；

7.通过上述更优化的方案可以缩短生产流程，节约成本。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种双界面卡的封装工艺方法，该封装工艺方法至少包括以下步骤：

A.在卡基上铣外槽，以漏出双界面卡的天线线头；

B.通过激光机构对天线位置进行循环扫描，激光的高温将天线周围的卡基灼烧气化，将天线与卡基分离，使天线游离出卡基；

C.通过不干胶带粘起机构粘起天线；或者通过夹子机构拉起天线；

D.在拉起天线的卡基上铣出内层槽；

E.将模块的外焊盘与拉起的天线焊接。

2.如权利要求1所述的双界面卡的封装工艺方法，其特征在于：在步骤B中，所述激光机构包括一激光发射器和控制激光轨迹的控制器。

3.如权利要求1所述的双界面卡的封装工艺方法，其特征在于：在步骤C中，所述不干胶带粘起机构包括有设置在一机架上的安装板，安装板上一侧呈水平方向间隔设有两个转轮，一个为不干胶带传送主动轮，另一个为不干胶带传送从动轮；在安装板上与转轮同侧且位于两个转轮之间的位置上竖直设有一气缸，气缸的活塞杆向下伸出，活塞杆端部设有一推头，推头对应设置在两个转轮之间的不干胶带上方。

4.如权利要求3所述的双界面卡的封装工艺方法，其特征在于：所述不干胶带带轮安装在从动轮上，不干胶带绕设在主动轮上。

5.如权利要求3所述的双界面卡的封装工艺方法，其特征在于：所述主动轮通过轮轴和联轴器与一驱动电机连接。

6.如权利要求1所述的双界面卡的封装工艺方法，其特征在于：在步骤D之后，还包括有整线并点焊步骤、热焊封装步骤和电性能测试步骤。

7.一种用于双界面卡封装工艺的不干胶带粘起机构，其特征在于：该机构包括有设置在一机架上的安装板，安装板上一侧呈水平方向间隔设有两个转轮，一个为不干胶带传送主动轮，另一个为不干胶带传送从动轮；在安装板上与转轮同侧且位于两个转轮之间的位置上竖直设有一气缸，气缸的活塞杆向下伸出，活塞杆端部设有一推头，推头对应设置在两个转轮之间的不干胶带上方。

8.如权利要求7所述的不干胶带粘起机构，其特征在于：所述不干胶带带轮安装在从动轮上，不干胶带绕设在主动轮上。

9.如权利要求7所述的不干胶带粘起机构，其特征在于：所述主动轮通过轮轴和联轴器与一驱动电机连接。

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