CN104636793A - 一种智能卡及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能卡，包括智能卡模块和卡基，智能卡模块包括芯片和载带；载带上设有与芯片功能焊盘对应的载带功能焊盘以及与载带功能焊盘电性导通的载带焊盘；芯片的芯片功能焊盘通过凸点焊料与载带的载带功能焊盘一一对应焊接，组成智能卡模块；智能卡模块设于卡基内。本发明还提供上述智能卡的制作方法，包括以下步骤：a、芯片与载带焊接；b、底面冲胶；c、贴敷热熔胶；d、智能卡模块冲切；e、连片密封包装；f、智能卡模块热压制卡。本发明的智能卡可靠性高，通用性强；制作方法剔除了传统的引线键合工艺，降低了载带原料成本、生产成本、整体生产时间，因此本发明的智能卡生产工艺简单，生产效率高。

Description

一种智能卡及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种微电子半导体以及集成电路的封装技术，特别是涉及一种智能卡及其制作方法。

背景技术

随着集成电路封装技术的不断进步，集成电路的集成度日益提高，功能也越来越丰富，而且对于产品应用领域的要求也越来越苛刻，这就要求集成电路封装企业能开发出新型的封装形式来配合新的需求。

例如在智能卡封装领域，国内及国外市场对智能卡的需求量都非常大，目前，智能卡行业正朝着技术创新的路线发展，新技术不断涌现，新型制造技术也越来越多，许多老的制造技术也不断改进和加强，从而对智能卡的功能和性能的提升要求也不可避免。

传统的智能卡的封装方法（即制作方法）是：首先，用芯片贴装设备将芯片贴装在智能卡的载带上，然后，使用引线键合设备将芯片的功能焊盘与载带的焊盘进行电性连接，之后再对引线键合完的智能卡模块进行注胶或者模塑封装，再将封装好的智能卡模块进行冲切，最后采用制卡设备将智能卡模块制成卡片形式。但是这种封装方法存在许多缺点：如生产成本高，材料成本高，生产工艺复杂，产品可靠性差，生产效率低下等。

因此，提供一种可靠性高、生产成本低的智能卡，及其制作方法成为所属技术领域亟需解决的技术难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种生产成本低、可靠性高的智能卡，以及生产工艺简单、生产效率高的智能卡的制作方法，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种智能卡，包括智能卡模块和卡基，所述智能卡模块包括芯片和载带；

所述芯片上设有多个芯片功能焊盘；

所述载带包括载带接触面和载带焊盘面，所述载带焊盘面上设有与所述芯片的多个芯片功能焊盘对应的多个载带功能焊盘，所述载带接触面上设有与多个所述载带功能焊盘对应且电性导通的多个载带焊盘；

所述芯片的多个芯片功能焊盘分别通过凸点焊料与所述载带上的载带功能焊盘一一对应焊接在一起；

所述智能卡模块设于所述卡基的一腔体内。

优选地，所述凸点焊料的材料为金属焊接材料。

进一步地，所述凸点焊料的材料为金合金、镍合金或锡合金材料。

优选地，所述载带功能焊盘的表面设有一层金属镀膜。

优选地，所述芯片与所述载带之间的空隙内填充有芯片底部填充材料。

优选地，所述智能卡模块与所述卡基之间设有一层热熔胶。

优选地，所述热熔胶的厚度为0.05mm～0.40mm。

优选地，所述卡基选用聚氯乙烯塑料膜绝缘基板、聚对苯二甲酸乙二酯塑料膜绝缘基板、聚酰亚胺塑料膜绝缘基板或聚醚酰亚胺塑料膜绝缘基板。

本发明还提供一种上述智能卡的制作方法，包括以下步骤：

a、将供与大批量芯片焊接在一起的载带备好，在载带的所述载带功能焊盘的表面涂敷一层导电粘结剂，把所述芯片的芯片功能焊盘与所述载带功能焊盘对应，使所述芯片功能焊盘的凸点焊料与所述载带功能焊盘的表面涂敷的导电粘结剂贴合，通过自动焊接设备加热，先使所述凸点焊料熔化后与所述导电粘结剂结合，再继续加热，使所述导电粘结剂固化，使芯片功能焊盘与载带功能焊盘实现电性连接；从而实现大批量芯片与载带的焊接；

b、采用底面冲胶设备对焊接好的所述芯片和所述载带之间的空隙进行芯片底部填充材料的注入，使大批量所述芯片和所述载带组成连接在一起的一块块智能卡模块；

c、对一块块所述智能卡模块进行背面贴敷热熔胶，即为一块块所述智能卡模块的芯片所在的一侧面贴敷一层热熔胶；

d、采用冲切设备对已贴敷热熔胶的连接在一起的一块块所述智能卡模块进行冲切分离，生成一块块独立的智能卡模块；

e、对已完成冲切分离的一块块独立的智能卡模块进行包装；

f、采用自动拾取设备对已完成包装的智能卡模块进行拾取，并且采用热压工艺将智能卡模块通过热熔胶固定于所述卡基的腔体内。

优选地，所述芯片底部填充材料为环氧基液体填充材料，所述环氧基液体填充材料要进行固化，所述环氧基液体填充材料的固化温度为60℃～250℃。

优选地，所述热压工艺中对热熔胶的加工温度为100℃～250℃。

如上所述，本发明的一种智能卡及其制作方法，具有以下有益效果：

本发明采用焊接的方式将智能卡芯片进行封装，并制成成品智能卡，制成的成品智能卡比传统工艺制作的智能卡有更高的可靠性和较强的通用性，并且剔除了传统工艺中的引线键合工艺，生产成本低。本发明的制作方法不但能够延用大部分半导体封装生产设备，而且还能够大大降低了载带原料成本、生产成本、整体生产时间，因此本发明的智能卡的生产工艺简单，生产效率高。

附图说明

图1显示为本发明的智能卡的结构示意图。

图2显示为本发明的智能卡的智能卡模块在未进行冲切分离前芯片在载带上的排布示意图。

图3显示为本发明的智能卡的制作方法的流程图。

图4显示为本发明的智能卡的制作方法的连片密封包装方式示意图。

元件标号说明

10     智能卡模块

1      芯片

11     凸点焊料

2      载带

21     载带功能焊盘

22     载带焊盘

3      导电粘结剂

4      芯片底部填充材料

5      热熔胶

6      卡基

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种智能卡，包括智能卡模块10和卡基6，所述智能卡模块10包括芯片1和载带2。

所述芯片1上设有多个芯片功能焊盘（图中未示出），多个所述芯片功能焊盘上分别设有凸点焊料11；所述载带包括载带接触面（图中未示出）和载带焊盘面（图中未示出），所述载带焊盘面上设有与所述芯片1的多个芯片功能焊盘对应的多个载带功能焊盘21，所述载带接触面上设有与多个所述载带功能焊盘21对应且电性导通的多个载带焊盘22。

所述芯片1的多个芯片功能焊盘分别通过凸点焊料11与所述载带2上的载带功能焊盘21一一对应焊接在一起，组成所述智能卡模块10。

所述智能卡模块10设于所述卡基6的一腔体内。

由于所述凸点焊料11的作用是让所述芯片1的多个芯片功能焊盘与所述载带2上的载带功能焊盘21实现电性导通，所以所述凸点焊料11的材料应选用电性传导率较优的金属焊接材料；进一步地，所述凸点焊料11的材料可选用具有优良的导电性能和焊接连接性的金合金或镍合金材料；而由于材料成本的限制，凸点焊料11的材料往往采用成本较低的锡合金材料。

优选地，本发明的所述载带2为以高分子复合材料为基材的双面敷金属板载带。其中，所述高分子复合材料的基材可选用聚对苯二甲酸乙二酯（简称PET）塑料膜绝缘基板，也可以选用聚酰亚胺（简称PI）塑料膜绝缘基板、陶瓷薄板或玻璃纤维环氧树脂（简称FR4）薄板中任何一种。所述金属板的材料选用铜材料，所述载带2的双面敷金属板即所述载带焊盘面上的载带功能焊盘21和所述载带接触面上的载带焊盘22。所述载带功能焊盘21与所述载带焊盘22的电性导通是通过在所述载带2的基板上设置过孔实现的：在过孔内壁也设有金属板，过孔内壁的金属板与所述载带功能焊盘21的金属板连接在一起，同时，也和所述载带焊盘22的金属板连接在一起，从而使所述载带功能焊盘21和所述载带焊盘22实现电性导通。

为了使载带2在后期使用时表面抗氧化以及增加表面的可靠性，所述载带功能焊盘21采用镀金工艺进行表面处理，使所述载带功能焊盘21的表面形成一层金属镀膜。

参见图2，为了在生产过程中达到生产效率最优的效果，所述载带2为供与大批量芯片1焊接在一起的载带，所述芯片1在所述载带2上以阵列式排布，以达到一次性可以封装多个产品的目的。

为了加固所述芯片1与所述载带2之间的结构，所述芯片1与所述载带2之间的空隙内填充有芯片底部填充材料4。所述芯片底部填充材料4不但能够保护所述芯片1与所述载带在使用中不被外力损坏，而且还能使所述芯片1表面与空气绝缘，以免造成不必要的氧化或者短路现象，也避免了在后续使用中出现分层、空洞等现象。

为了使所述智能卡模块10与所述卡基6固定的可靠牢固，避免所述智能卡模块10从所述卡基6的腔体内脱落，所述智能卡模块10与所述卡基6之间设有一层既有牢固性又有韧性的热熔胶5。所述热熔胶的厚度为0.05mm～0.40mm，以使所述智能卡模块10与所述卡基6进行比较平整的粘合。

为了使本发明的智能卡适合在任何环境下使用，所述卡基6的材料可选用聚氯乙烯（简称PVC）塑料膜绝缘基板、聚对苯二甲酸乙二酯（简称PET）塑料膜绝缘基板、聚酰亚胺（简称PI）塑料膜绝缘基板、聚醚酰亚胺（简称PEI）塑料膜绝缘基板等。

参见图1至图4，本发明还提供一种上述智能卡的制作方法，包括以下步骤：

a、将供与大批量芯片1焊接在一起的载带备好，在载带的所述载带功能焊盘21的表面涂敷一层导电粘结剂3，把所述芯片1的芯片功能焊盘与所述载带功能焊盘21对应，使所述芯片功能焊盘的凸点焊料11与所述载带功能焊盘21的表面涂敷的导电粘结剂3贴合，通过自动焊接设备加热，先使所述凸点焊料熔化后与所述导电粘结剂结合，再继续加热，使所述导电粘结剂3固化，使芯片功能焊盘与载带功能焊盘实21现电性连接；从而实现大批量芯片1与载带的焊接；

b、采用底面冲胶设备对焊接好的所述芯片1和所述载带之间的空隙进行芯片底部填充材料4的注入，使大批量所述芯片1和所述载带组成连接在一起的一块块智能卡模块；

c、对一块块所述智能卡模块10进行背面贴敷热熔胶，即为一块块所述智能卡模块10的芯片所在的一侧面贴敷一层热熔胶5；

d、采用冲切设备对已贴敷热熔胶5的连接在一起的一块块所述智能卡模块10进行冲切分离，生成一块块独立的智能卡模块10；

e、如图4所示，采用连片密封包装方式对已完成冲切分离的一块块独立的智能卡模块10进行包装；本发明的连片密封包装方式即采用圈状编带方式进行包装，这样有利于下一步骤的智能卡模块制卡时进行圈状入料并用机械臂自动拾取产品；

f、采用自动拾取设备对已连片密封包装的智能卡模块10进行拾取，并且采用加温加压的热压工艺将热熔胶5融化，使热熔胶5产生粘结力，将智能卡模块10粘结在所述卡基6的腔体内，实现智能卡模块10与所述卡基6的固定。

其中，在步骤b中，为了保证所述芯片1与所述载带2之间的电性连接不受干扰，同时，为了便于所述芯片1与所述载带2之间的空隙内的芯片底部填充材料4的注入，所述芯片底部填充材料4可选用环氧基液体填充材料，填充后需要将所述环氧基液体填充材料进行固化处理，为了使固化不对所述芯片1和所述载带2造成严重的温度影响，从而影响到所述芯片1和所述载带2的性能，所述芯片底部填充材料4的固化温度范围为60℃～250℃。

在步骤f中，所述热熔胶5的加工温度为100℃～250℃，以保证所述智能卡模块10与所述卡基6在粘合的过程中不会受到严重的温度影响，进而影响到所述智能卡模块10的性能。

综上所述，本发明采用焊接的方式将智能卡芯片进行封装，并制成成品智能卡，制成的成品智能卡比传统工艺制作的智能卡有更高的可靠性和较强的通用性，并且剔除了传统工艺中的引线键合工艺，生产成本低。本发明的制作方法不但能够延用大部分半导体封装生产设备，而且还能够大大降低了载带原料成本、生产成本、整体生产时间，因此本发明的智能卡的生产工艺简单，生产效率高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能卡，其特征在于，包括智能卡模块和卡基，所述智能卡模块包括芯片和载带；

所述芯片上设有多个芯片功能焊盘；

所述载带包括载带接触面和载带焊盘面，所述载带焊盘面上设有与所述芯片的多个芯片功能焊盘对应的多个载带功能焊盘，所述载带接触面上设有与多个所述载带功能焊盘对应且电性导通的多个载带焊盘；

所述芯片的多个芯片功能焊盘分别通过凸点焊料与所述载带上的载带功能焊盘一一对应焊接在一起；

所述智能卡模块设于所述卡基的一腔体内。

2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于：所述凸点焊料的材料为金属焊接材料。

3.根据权利要求2所述的智能卡，其特征在于：所述凸点焊料的材料为金合金、镍合金或锡合金材料。

4.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于：所述载带功能焊盘的表面设有一层金属镀膜。

5.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于：所述芯片与所述载带之间的空隙内填充有芯片底部填充材料。

6.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于：所述智能卡模块与所述卡基之间设有一层热熔胶。

7.根据权利要求6所述的智能卡，其特征在于：所述热熔胶的厚度为0.05mm～0.40mm。

8.一种如权利要求1所述的智能卡的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将供与大批量芯片焊接在一起的载带备好，在载带的所述载带功能焊盘的表面涂敷一层导电粘结剂，把所述芯片的芯片功能焊盘与所述载带功能焊盘对应，使所述芯片功能焊盘的凸点焊料与所述载带功能焊盘的表面涂敷的导电粘结剂贴合，通过自动焊接设备加热，先使所述凸点焊料熔化后与所述导电粘结剂结合，再继续加热，使所述导电粘结剂固化，使芯片功能焊盘与载带功能焊盘实现电性连接；从而实现大批量芯片与载带的焊接；

b、采用底面冲胶设备对焊接好的所述芯片和所述载带之间的空隙进行芯片底部填充材料的注入，使大批量所述芯片和所述载带组成连接在一起的一块块智能卡模块；

c、对一块块所述智能卡模块进行背面贴敷热熔胶，即为一块块所述智能卡模块的芯片所在的一侧面贴敷一层热熔胶；

d、采用冲切设备对已贴敷热熔胶的连接在一起的一块块所述智能卡模块进行冲切分离，生成一块块独立的智能卡模块；

e、对已完成冲切分离的一块块独立的智能卡模块进行包装；

f、采用自动拾取设备对已完成包装的智能卡模块进行拾取，并且采用热压工艺将智能卡模块通过热熔胶固定于所述卡基的腔体内。

9.根据权利要求8所述的智能卡的制作方法，其特征在于：所述芯片底部填充材料为环氧基液体填充材料，所述环氧基液体填充材料要进行固化，所述环氧基液体填充材料的固化温度为60℃～250℃。

10.根据权利要求8所述的智能卡的制作方法，其特征在于：所述热压工艺中对热熔胶的加工温度为100℃～250℃。