CN103534715B - 用于制造芯片卡插件的半成品、用于制造半成品的方法以及用于制造芯片卡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造芯片卡模块的半成品（11）以及用于制造这样的半成品（11）的方法和用于制造芯片卡（32）的方法，其中该半成品（11）由衬底（12）和/或补偿层（24）组成，该衬底和该补偿层通过附着相互连接，该附着包括至少两个附着位置（28）。

Description

用于制造芯片卡插件的半成品、用于制造半成品的方法以及 用于制造芯片卡的方法

技术领域

本发明涉及用于制造芯片卡模块的半成品以及用于制造用于芯片卡模块的半成品的方法和用于利用这样的半成品制造芯片卡的方法。

背景技术

由DE 699 29 981 T2得知用于制造无接触式芯片卡的方法，该方法在制造方法的第一阶段中在于，提供薄膜，该薄膜包括至少一种可热激活的粘合材料，并且该薄膜的面积至少与所要制造的卡的面积相等。电子单元被置于由热激活的粘合材料构成的薄膜的表面上。另一薄膜随后被热层压到该面上，以便使该电子单元至少部分地沉没到该热激活的材料中。在该第一层压过程后，至少在制造方法的最后阶段中跟随另一热层压，用于将构成卡的主体的层相互不可分离地连接。在此使用由可热激活的粘合材料构成的薄膜，该薄膜特别是由PE、PU或PP组成。分别构成外部层的和包围位于中间的电子单元的载体薄膜由PVC、PC或PET组成。

由于在制造这样的芯片卡期间至少两次层压薄膜和载体层，特别是由聚碳酸酯构成的载体材料承受强热负荷。这可能导致提前损害（Vorschädigungen）和寿命减少。此外，大量的过程步骤是必需的，这些过程步骤提高生产成本。

由DE 10 2009 032 678 A1 公开了一种用于制造用于薄膜复合体的插件的方法，在该方法中多个有效件（Nutzen）被施加在衬底上，该有效件由天线和微芯片组成。给该衬底供应补偿薄膜，凹处被引入到该补偿薄膜中，该凹处根据微芯片在衬底上的相应的位置被适配。在补偿层和衬底结合后，该补偿层和该衬底利用附着装置被逐点地相互固定，其中附着的插件被制造。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于，提出用于制造芯片卡模块的半成品以及用于制造该半成品的方法和用于利用这样的半成品制造芯片卡的方法，在该方法中，在各个过程步骤期间产生对所使用的材料的最小热负荷。

该任务根据本发明通过用于制造芯片卡模块的半成品被解决，在该半成品中衬底和补偿层通过附着（Heftung）相互连接，该附着包括至少两个将衬底和补偿层相互连接的附着位置（Heftstelle），该附着位置被设置成远离多个有效件。由于补偿层与衬底通过附着位置远离相应的有效件的这样的定位的连接，实现有效件没有热和/或机械负荷。由此提前损害能够在该过程步骤中被避免。同时实现补偿层到衬底的预固定，而无需整个面积的层压被制造。然而，补偿层相对于微芯片或相对于衬底的精确的正好适合的（passergenau）定位保持直到半成品的最终加工。

半成品的优选的扩展方案规定，该附着位置在衬底的边缘和邻接衬底的边缘的有效件的行列之间被引入。由此不仅能够在最外部的边缘区域中简单地引入附着，而且在紧接着在半成品的冲压后作为副产品被去除的区域中简单地引入附着。此外，在凸起或轨道制品（Bahnware）的最外部的边缘区域中很少的附着位置足以维持补偿层中的凹处向有效件的微芯片的、正好合适的对准。

在一种替代的实施方式中规定，在衬底和补偿层之间的附着位置包括平面区域，该平面区域小于在补偿层和衬底之间的被天线包括的平面区域的30％，特别是小于在补偿层和衬底之间的被天线包括的平面区域的20％以及优选地小于在补偿层和衬底之间的被天线包括的平面区域的10％。由此衬底和补偿层的连接的热和/或机械负荷被减小到在空间尺寸和/或热输入（Eintrag）方面的最小值。

该半成品有利地包括具有显示器的微芯片。替代地，也可以使用没有显示器的微芯片。该微芯片包括至少一个存储器和/或优选地具有协调布局的加密处理器芯片，这意味着，该芯片适配于绕阻的数量。

为了减小半成品的层厚，该微芯片优选地作为变薄的和/或未封装的和/或柔性的微芯片被构造。由此可以与其它层一起实现半成品，该半成品具有例如150μm的层厚。

该衬底和/或该补偿层优选地由PC（聚碳酸酯）、PVC（聚氯乙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）或PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）制造。这些层特别适用于具有高寿命的半成品。

此外优选地规定，在天线的两个被固定在衬底上的、被分配给补偿层的凹处的连接端之间，天线的至少一个绕阻被引导通过，以及微芯片作为桥越过至少一个在连接端之间被引导通过的绕阻被定位，并且与连接端接触。由此半成品的简化的和成本低的制造可以被实现，因为取消了用于随后定位微芯片的绝缘层到至少一个绕阻上的附加施加。

此外，本发明所基于的任务通过用于制造用于芯片卡的半成品的方法被解决。在该方法中，在衬底上至少一个天线并且接着至少一个与该天线通信的IC芯片被施加，以便将有效件构成到该衬底上，其中多个有效件在该衬底上被构成，并且随后分别具有凹处的补偿层相对于相应的IC芯片被定位并且被施加到该衬底上，以及该补偿层与该衬底通过附着连接，其中该附着包括至少两个远离多个有效件被定位的附着位置。因此这样的半成品的制造可以在无需层的层压的情况下以简单的方式实现。由此形成小的制造成本。此外，在关于微芯片和天线的布局改变的情况下，特别是在具有显示器的微芯片的情况下，可以进行简单的适配。此外，通过附着出现最小的热和机械负荷，该最小的热和机械负荷特别是通过各个附着位置的优选的定位并且远离功能组件被实现。

该方法的有利的扩展方案规定，该补偿层和该衬底通过点状的、线状的或条状的附着相互连接。因此可以在预定义的点或区域处实现局部附着，以便维持补偿层向衬底的精确的对准。

衬底和补偿层之间的附着位置优选地通过钎焊、熔焊、超声波或粘合被制造，其中特别是可以设置热粘合。同样，两个层的连接可以借助热反应的粘合剂或通过激光加工实现。

为了在衬底上制造天线，优选地使用借助丝网印刷被施加的导电膏。替代地，为了制造天线，可以设置湿化学处理，例如金属层的无外电流的沉积，以便实现小的天线电阻或替代地实现电镀制造的天线。

此外，天线薄膜可以优选地被施加到衬底上并且通过附着与衬底连接。由此实现天线薄膜到衬底的定位和固定。随后可以施加补偿层，其中然而事先微芯片相对于天线被定位。替代地，可以将天线薄膜施加到衬底上，并且随后将补偿层定位到该衬底上，以及将这两个层通过附着连接到该衬底。

该方法的另一种有利的扩展方案规定，作为裸片（bare-die）被构造的微芯片利用倒装芯片粘合方法被施加，并且与天线的连接端接触。该工作步骤同样又可以在补偿层中在没有衬底的机械负荷的情况下进行。

此外优选地规定，天线的连接端之间的至少一个绕阻成锥形地被构造在微芯片的范围中，并且该微芯片跨越至少一个绕阻被施加到衬底上。在此，在施加微芯片之前将芯片粘合剂涂敷到天线的连接端上。通过随后施加微芯片，可以一方面实现与天线的连接端的接触，并且另一方面能够实现至少一个被布置在连接端之前的绕阻到粘合剂中的嵌入以及同时微芯片到接触位置的固定。

另外的替代的扩展方案规定，具有芯片天线的微芯片被施加到衬底上，该芯片天线与被施加到衬底上的天线通信。在此，已经被施加到衬底上的天线作为印刷的天线被构造。

该方法的另一有利的扩展方案规定，通过激光切割或冲压引入补偿层的凹处。

此外，本发明所基于的任务通过用于制造由具有至少一个微芯片和至少一个天线的多个层组成的芯片卡的方法通过下述方式被解决，即半成品和至少一个载体层和/或至少一个薄膜相叠地被放置为堆叠，并且该堆叠在层压步骤中被层压为卡主体。由此各个层和半成品一起构成单片的卡主体，使得各个层和/或卡主体不可分离地相互连接。此外，该层压步骤是导致完成了的芯片卡的唯一的层压步骤，这意味着，产生对载体材料和/或卡主体的其它部件的最小的热应力和/或提前损害。因此在制造这样的芯片卡时不使用预层压，这意味着，在根据本发明的方法中在准备的过程步骤中的层压直到最后的层压步骤都不出现。因此使用未层压的半成品来用于制造芯片卡。

附图说明

本发明以及其它有利的实施方式及其改进方案在下面借助在附图中示出的实例进一步被描述和被解释。可从说明书和附图中提取的特征可以根据本发明本身单独地或多个以任意的组合被应用。

图1示出用于制造用于芯片卡模块的半成品的第一工作步骤的示意性截面图，

图2示出给衬底装配微芯片的示意性视图，

图3示出用于在补偿层中制造凹处的示意性视图，

图4示出半成品的示意性截面视图，

图5示出半成品的示意性俯视图，

图6示出具有多有效件的凸起的示意性俯视图，以及

图7示出芯片卡的卡主体的示意性截面视图。

具体实施方式

在图1中示出了用于制造在图4和5中示出的用于制造芯片卡模块的半成品11的第一过程步骤。在该第一过程步骤中具有一个或多个绕阻16的天线14被施加到衬底12上或载体材料上。在衬底12上的绕阻16的连接端17同时构成用于随后要施加到其上的微芯片19的接触位置，该微芯片例如在图2中被示出。

根据第一实施方式，通过天线印刷制造天线。优选地通过丝网印刷施加导电膏。在半成品11中该绕阻16在连接端17之间延伸，如也从根据图5的俯视图中得知的。在该装置中该绕阻16优选地成锥形地被构造在连接端17之间。这样的绕线设计特别适配于稍后要施加的微芯片19，如在图2中所示的。替代于通过印刷方法来施加天线14，可以设置其它的替代的方法、例如湿化学方法。

在图2中示出了用于给衬底12装配微芯片19的随后的过程步骤。首先施加粘合剂21，该粘合剂完全覆盖连接端17和位于连接端中间的绕阻16。接着借助倒装芯片粘合技术施加微芯片19，该微芯片优选地作为变薄的和/或未封装的和/或柔性的微芯片被构造。微芯片19的接触位置与天线14的连接端17接触。同时该微芯片19构成桥，该桥跨越连接端17之间的成锥形的绕阻16。构成桥的微芯片19在此通过粘合剂21相对于绕阻16被隔离。这样的装置具有小于300μm、优选地小于200μm的结构高度。

在图3中示意性地示出了具有凹处24的补偿层23的制造，该凹处通过激光切割或冲压来制造。在此，凹处24的大小对应于用于将微芯片19容纳在其中的面积。该微芯片19可以被构造为没有显示器或根据一种优选的实施方式具有显示器。该补偿层23被构造为具有对应于变薄的和/或未封装的和/或柔性的微芯片19的结构高度的厚度，该微芯片借助倒装芯片技术被施加到连接端17或天线14的接触位置上。例如层厚可以被设置在50μm和100μm之间。

图4示出沿在图5中以俯视图示出的有效件26的I-I线的示意性部分截面。在图6中示例性地示出了具有多个根据图5的有效件26的凸起27。

在根据图2装配了微芯片19并且根据图3制造了具有凹处24的补偿层23后，该补偿层23和衬底12被结合，使得该凹处24正好合适地包围该微芯片19。通过利用至少两个附着位置28的附着，该补偿层23暂时地被连接到衬底或被附着到一起。在图6中所示出的实施例中，在凸起27的边缘区域29中在外部边缘30和以间隔被分配给该边缘30的有效件26的列之间设置有至少一个附着位置28。在该凸起27中例如仅仅两个附着位置28、即各一个在外部边缘区域29中设置的附着位置28可能就足以将该补偿层23固定到衬底12。例如也可以设置四个附着位置28，即在每个边缘区域29中各两个附着位置28，如在图6中所示的。根据凸起27或材料的尺寸可以选择附着位置28的数量。优选地规定，附着位置28位于由两行有效件26构成的平面区域之间，该平面区域在边缘区域29中延伸并且与该边缘区域相交。由此可以遵循与各个有效件26的最大间隔。通过引入优选地点状的附着位置28，该补偿层23可以被预固定并且暂时被结合到衬底12，直到用于制造半成品11或卡主体31的随后的或最后的过程步骤被执行。

通过引入附着，产生衬底12和补偿层23的最小的热和/或机械应力以及提前损害。

在各个区域中，代替点状的附着位置28，也可以设置条状或线状或局部地平面状的附着位置28。总体上看，该附着位置28具有表面延伸，该表面延伸优选地与衬底12和补偿层23的总的表面延伸相比位于1%和10%的范围内，衬底12和补偿层23优选地以对准的方式相叠地被布置。

例如通过钎焊、粘合、超声波或熔焊来生成该附着位置28。例如可以通过激光点实现附着位置28。替代地，层之间的热反应的粘合剂可以建立粘合连接。必要时也可以附加地在预先确定的区域中安放粘合点，以便通过粘合连接将该补偿层23与该衬底12固定。此外，仅局部加热也可以足够用于将该补偿层23和该衬底12相互连接并构成附着位置28。

为了完成半成品11，该有效件26从凸起27被冲压出，并且可以例如堆叠地为了随后的加工步骤而被存储和被提供。

这样的半成品11因此在不需要层压的情况下被制造。这些半成品适用于所谓的厂内生产（Inhouse-Produktion）并且以小的投资成本而出众。在这样的用于半成品的制造方法中，可以以高的通过量实现辊到辊（Rolle-zu-Rolle）过程，即代替凸起27，该衬底12和该补偿层23作为轨道制品（Bahnware）被提供。

为了根据图7制造用于芯片卡32的卡主体31，该半成品11和至少一个上层和下层34和/或至少一个上薄膜和/或下薄膜33互相被分配并且上下被堆叠，以便随后借助仅仅一次层压来制造完成了的芯片卡32，使得在过程步骤中在层压期间制造单片的卡主体31。

在制造这样的卡主体31时，优选地所有层34和/或薄膜33和该衬底12以及该补偿层23由相同的材料、特别是聚碳酸酯制造，使得形成整体。替代地，至少一个层34和/或至少一个薄膜33以及该衬底12和该补偿层23也可以由彼此不同的合成材料组成。其它的层可以涉及补偿层、载体层、具有和没有安全特征的覆盖或保护层。可以设置至少一个薄膜33作为安全薄膜或其它的补偿层。

Claims (20)

1.用于制造芯片卡模块的半成品，

-具有衬底（12），多个有效件（26）被设置在该衬底上，其中每个有效件（26）包括至少一个具有至少一个绕阻（16）的天线（14）和至少一个用于与所述天线（14）通信的微芯片（19）；

-具有补偿层（23），所述补偿层具有至少一个凹处（24），所述微芯片（19）被布置在所述凹处中，其中所述补偿层（23）具有与所述衬底（12）上的所述微芯片（19）的结构高度对应的厚度；

-其中所述衬底（12）和所述补偿层（23）通过附着相互连接，

其特征在于，所述附着包括至少两个将所述衬底（12）和所述补偿层（23）相互连接的附着位置（28），所述附着位置被设置成远离所述多个有效件（26），

所述附着位置（28）在所述衬底（12）的边缘（30）和邻接所述衬底（12）的所述边缘（30）的所述有效件（26）的列之间被引入。

2.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，所述附着位置（28）被设置在形成在两行有效件（26）之间的平面区域中，所述平面区域在所述衬底（12）的宽度上延伸并且与边缘区域（29）相交。

3.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，用于连接所述衬底（12）和所述补偿层（23）的附着位置（28）包括平面区域，所述平面区域相对于由所述天线（14）包括的平面区域小于30%。

4.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，用于连接所述衬底（12）和所述补偿层（23）的附着位置（28）包括平面区域，所述平面区域相对于由所述天线（14）包括的平面区域小于20%。

5.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，用于连接所述衬底（12）和所述补偿层（23）的附着位置（28）包括平面区域，所述平面区域相对于由所述天线（14）包括的平面区域小于10%。

6.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，所述微芯片（19）被构造为具有或没有显示器并且包括存储器或加密处理器芯片。

7.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，所述微芯片（19）作为变薄的和/或未封装的和/或柔性的微芯片被构造。

8.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，所述衬底（12）和/或所述补偿层（23）由PC（聚碳酸酯）、PVC（聚氯乙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）或PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）制造。

9.根据权利要求1所述的半成品，其特征在于，在被布置在所述补偿层（23）的所述凹处（24）中的所述天线（14）的连接端（17）之间，所述天线（14）的至少一个绕阻（16）被引导通过，并且所述微芯片（19）作为桥越过至少一个在所述连接端（17）之间被引导通过的绕阻（16）被定位，并且与所述连接端（17）接触。

10.用于制造用于芯片卡（32）的根据上述权利要求之一所述的半成品（11）的方法，

-其中至少一个天线（14）被施加到所述衬底（12）上；

-其中至少一个用于与所述至少一个天线（14）通信的微芯片（19）被施加到所述衬底（12）上，其中在衬底（12）上构造多个有效件（26）；

-其中在补偿层（23）中凹处（24）被引入；以及

-其中所述补偿层（23）的所述凹处（24）相对于所述微芯片（19）的位置被对准，以及所述衬底（12）和所述补偿层（23）通过附着相互连接，

其特征在于，

-用于所述衬底（12）和所述补偿层（23）的附着的至少两个附着位置（28）远离多个有效件（26）被引入，

-所述附着位置（28）在所述衬底（12）的边缘（30）和邻接所述衬底（12）的所述边缘（30）的所述有效件（26）的列之间被引入。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述补偿层（23）通过点状、线状或条状的附着位置（28）与所述衬底（12）连接。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述衬底（12）和所述补偿层（23）通过钎焊、熔焊、粘合、或借助热反应的粘合剂或通过激光点被附着。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述粘合是热粘合。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述天线（14）通过导电膏借助丝网印刷或通过金属层的无外电流的沉积或通过电镀沉积被施加到所述衬底（12）上。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，天线薄膜被施加到所述衬底（12）上，并且利用至少两个附着位置（28）被附着。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，作为裸片被构造的微芯片（19）利用倒装芯片粘合方法被施加到所述天线（14）的连接端（17）上并且被接触。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述天线（14）的在连接端（17）之间被引导通过的至少一个绕阻（16）成锥形地被构造，以及所述微芯片（19）跨越所述至少一个绕阻（16）并且与所述天线（14）的所述连接端（17）接触。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，具有芯片天线的微芯片（19）被施加到所述衬底（12）上，所述芯片天线与被施加到所述衬底（12）上的天线（14）通信。

19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述补偿层（23）的所述凹处（24）通过激光切割或冲压被引入。

20.用于制造芯片卡（32）的方法，所述芯片卡至少由多个层组成，其特征在于，

-至少一个根据权利要求1所述的半成品（11）与至少一个层（34）和/或至少一个其它的薄膜（33）被结合并且相叠地被定位为堆叠，以及

-所述堆叠通过层压步骤被制造为卡主体（31）。