CN106250970A - 单面非接触式代币卡及其制作方法 - Google Patents

单面非接触式代币卡及其制作方法 Download PDF

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朱海林
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    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07745—Mounting details of integrated circuit chips

Abstract

本发明公开了一种单面非接触式代币卡及其制作方法，包括单面电路PCB板和COB芯片，单面电路PCB板的表面上由内向外印刷有多圈天线后形成天线线圈；天线线圈的起始点位于天线线圈的最内圈，天线线圈的终止点位于天线线圈的最外圈，且终止点和起始点上均覆盖有天线焊盘；COB芯片包括位于中部的芯片、覆盖着芯片的绝缘层和裸露在绝缘层两端且与对应的天线焊盘形状大小相适配的焊接层，COB芯片贴在天线线圈上，且对应的焊接层与天线焊盘相贴合后天线两端形成射频回路。本发明在单面电路PCB板上安装天线线圈，再将表面覆盖有绝缘层的COB芯片固定连接在天线线圈的两端形成闭合回路，有效避免了传统代币卡双面电路的使用与背面过桥工艺的实施，成本低、工艺简单以及环保。

Description

单面非接触式代币卡及其制作方法
技术领域
本发明涉及电子器件领域，尤其涉及一种单面非接触式代币卡及其制作方法。
背景技术
COB中文全称为芯片直接贴装技术。其工艺过程首先是在基底表面用导热环氧树脂覆盖硅片安放点，然后将硅片直接安放在基底表面，热处理至硅片牢固地固定在基底为止，随后再用丝焊的方法在硅片和基底之间直接建立电气连接；虽然COB是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度比较小。这种技术和工艺广泛应用于全世界各种代币卡里面。现有的代币卡的结构和工艺存在以下问题：
1、现有的代币卡所使用的双面电路都是通过过孔的方式导通上下层电路，而过孔基本都要经过沉铜和电镀等工序，工艺十分复杂，复杂的工艺又直接导致耗费更多的机器成本和时间成本；
2、由于过孔是为了上下层电路不短路而实施背面过桥的连接方式做准备，双面板背面过桥的实施中只有一条铜线用于过桥，其他铜皮都会蚀刻掉，这样的方式在造成巨大浪费的同时，也对环境造成了不小的压力。
3、现有的代币卡制作中要用到电镀工艺，电镀的时间长短和电解质浓度高底都会对电路铜厚产生影响，即使同一家PCB生产厂家生产的PCB电路板也会因为批次不同电镀时间有差别，导致铜厚也会不一样，这不能满足高频技术中对天线Q值（品质因素）一致性的要求。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明设计一种使用单面电路避免过孔工艺从而简化工艺、节约成本、环保的单面非接触式代币卡及其制作方法。
为实现上述目的，本发明提供的单面非接触式代币卡及其制作方法，包括单面电路PCB板和COB芯片，所述单面电路PCB板的表面上由内向外印刷多圈天线后形成天线线圈，且该天线线圈在单面电路PCB板上呈同心环状；所述天线线圈的起始点位于天线线圈的最内圈，所述天线线圈的终止点位于天线线圈的最外圈，且终止点和起始点上均覆盖有天线焊盘；两个天线焊盘的中心点与单面电路PCB板的中心点在同一条直线上；所述COB芯片包括位于中部的芯片、覆盖着芯片的绝缘层和裸露在绝缘层两端且与对应的天线焊盘形状大小相适配的焊接层，所述COB芯片贴在天线线圈上，且对应的焊接层与天线焊盘相贴合后天线两端形成射频回路。
其中，所述两个天线焊盘之间的天线弯折为水平状且均与两个天线焊盘平行设置。
其中，该代币卡还包括底座，安装有COB芯片的单面电路PCB板通过注塑的方式与底座结合形成一个封闭的代币卡。
其中，所述单面电路PCB板上设置有多个用于与底座固定连接的通孔，所述底座内部设置有多个与通孔相匹配的凸起，所述通孔与凸起相配适连接后再对单面电路PCB板与底座进行注塑，从而实现单面电路PCB板与底座的固定连接。
其中，所述底座为硬质塑料制成。
为实现上述目的，本发明提供的单面非接触式代币卡的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，将天线由内而外印刷在单面电路PCB板上形成天线线圈，使天线线圈在单面电路PCB板上呈同心环状；
步骤二，先将天线线圈的起始点焊接在一个天线焊盘上，再将天线线圈的终止点焊接在另一个天线焊盘上；
步骤三，将两个焊盘平行安装于单面电路PCB板上，使得两个焊盘的中心均在PCB板的中心的一侧，且三者在一条直线上；
步骤四，在COB芯片的晶元绑定部位覆盖上绝缘层，且将COB芯片的两端加工成与其对应的天线焊盘形状大小相适应的焊接层；
步骤五，将COB芯片的两端分别焊接在单面电路PCB板上与其对应的两个天线焊盘上，实现COB芯片贴合在天线线圈两端后形成射频回路；
步骤六，将安装有COB芯片的单面电路PCB板与底座一体化成型为代币卡。
其中，步骤二中所述天线线圈位于两个天线焊盘之间的部分均折弯成水平状且该部分与两个天线焊盘平行设置。
其中，步骤四中绝缘层为橡胶或树脂。
其中，步骤六中COB芯片和单面电路PCB板通过注塑的方式一体成型为代币卡。
本发明的优势在于：
1、本发明在制作工艺上采用单面电路，比传统的双面电路少了沉铜与电镀等工序，简化工艺的同时也提高了生产效果；
2、本发明使用表面覆盖有绝缘层的COB芯片直接桥接在天线线圈两端的天线焊盘上，结合形成射频回路，避免了传统代币卡中背面过桥工艺的使用，简化了工艺，节约成本，而且克服了现有技术中由于使用电镀加工产生的铜厚一致性不高的问题，提升了天线的品质及工作效率；
3、现有的电镀工艺是一项污染特别严重的生产环节，本发明的改进减少了电镀工艺的使用，有利于保护环境，缓解环境的压力；
4、由于代币卡的适用范围十分广泛，在地铁、公交、轻轨、娱乐、考勤管理、门票、城市一卡通、校园等领域都有使用，所以本发明所做的改进实用价值十分高。
附图说明
图1为本发明单面非接触式代币卡制作方法的流程图；
图2为本发明单面非接触式代币卡单面电路PCB板与COB芯片结合前的结构图；
图3为本发明单面非接触式代币卡单面电路PCB板与COB芯片结合后的结构图；
图4为本发明单面非接触式代币卡底座的结构图。
主要元件符号说明如下：
1、单面电路PCB板 2、COB芯片
3、天线线圈 4、底座
11、天线焊盘 12、通孔
21、绝缘层 22、焊接层
41、凸起。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图2-4，本发明提供的单面非接触式代币卡，包括单面电路PCB板1和COB芯片2，单面电路PCB板1的表面上由内向外印刷有多圈天线后形成天线线圈3，且该天线线圈3在单面电路PCB板1上呈同心环状；天线线圈3的起始点位于天线线圈3的最内圈，天线线圈3的终止点位于天线线圈3的最外圈，且终止点和起始点上均覆盖有天线焊盘11；两个天线焊盘11的中心点与单面电路PCB板1的中心点在同一条直线上；COB芯片2包括位于中部的芯片、覆盖着芯片的绝缘层21和裸露在绝缘层21两端且与对应的天线焊盘11形状大小相适配的焊接层22，COB芯片2贴在天线线圈3上，且对应的焊接层22与天线焊盘11相贴合后天线两端形成射频回路。
在本实施例中，两个天线焊盘11之间的天线弯折为水平状且均与两个天线焊盘11平行设置。这样的设置能够更好地实现两个天线焊盘11之间的平行设置，同时缩短两个天线焊盘11之间的距离，便于COB芯片2的两个焊接层22焊接在两个天线焊盘11上；缩短两个天线焊盘11之间的距离也能进一步减小COB芯片2与天线线圈3直接接触发生短路的可能。
在本实施例中，该代币卡还包括底座4，安装有COB芯片2的单面电路PCB板1通过注塑的方式与底座4结合形成一个封闭的代币卡。单面电路PCB板1通过注塑的方式与底座4结合形成一个封闭的代币卡有利于防止单面电路PCB板1直接裸露在空气中，也能在单面电路PCB板1受到撞击的时候起到缓冲作用，延长代币卡的使用寿命；当然，本发明中并不局限于设置底座4与单面电路PCB板1注塑成型，也可以设置底座等其他保护单面电路PCB板1的结构。
在本实施例中，单面电路PCB板1上设置有多个用于与底座4固定连接的通孔12，底座4内部设置有多个与通孔12相匹配的凸起41，通孔12与凸起41相配适连接后再对单面电路PCB板1与底座4进行注塑，从而实现单面电路PCB板1与底座4的固定连接。本发明中通孔12与凸起41的设置，一方面，将通孔12与凸起41匹配连接后，方便接下来的注塑工艺的实施；另一方面，通孔12与凸起41的连接能够起到一个双重固定的作用，进一步强化代币卡整体结构的稳定性。
在本实施例中，底座4为硬质塑料制成。硬质塑料的使用能够对单面电路PCB板1等内部结构起到很好的保护作用，也能防止金属材料的使用对代币卡信号的影响；本发明底座4的材料并不局限于硬质塑料，其他能够对单面电路PCB板1、COB芯片2等结构起到保护作用且不影响代币卡信号发出的材料都落入本发明的保护范围内。
请参阅图1，本发明提供的单面非接触式代币卡及其制作方法，包括以下步骤：
S1，将天线由内而外印刷在单面电路PCB板上形成天线线圈，使天线线圈在单面电路PCB板上呈同心环状；同心环的缠绕方式能够增强回路的射频信号，有利于代币卡的使用。
S2，先将天线线圈的起始点焊接在一个天线焊盘上，再将天线线圈的终止点焊接在另一个天线焊盘上；将天线线圈的两端分别焊接在与其对应的焊盘上，能够使天线线圈更好地与COB芯片电连接形成闭合回路。
S3，将两个焊盘平行安装于单面电路PCB板上，使得两个焊盘的中心均在PCB板的中心的一侧，且三者在一条直线上；两个焊盘的分布方式能够尽可能地缩短两个焊盘之间的距离，更容易实现两个焊盘与COB芯片两端的焊接层焊接时的位置对应，节省工艺和材料。
S4，在COB的芯片绑定部位覆盖上绝缘层，且将COB芯片的两端加工成与其对应的天线焊盘形状大小相适应的焊接层；COB芯片的绝缘层能够防止COB芯片的内部电路与天线线圈接触，从而导致短路，其两端的焊接层用焊接的方式与天线焊盘焊接能够更好地提高两者之间的电连接性能，防止瞬断等情况的发生。
S5，将COB芯片的两端分别焊接在单面电路PCB板上与其对应的两个天线焊盘上，实现COB芯片贴合在天线线圈两端后形成射频回路。
S6，将安装有COB芯片的单面电路PCB板与底座一体化成型为代币卡；底座的使用可以避免单面电路PCB板裸露在空气中加剧单面电路PCB板的损坏，延长单面电路PCB板的使用寿命。
在本实施例中，步骤二中所述天线线圈位于两个天线焊盘之间的部分均折弯成水平状且该部分与两个天线焊盘平行设置。这样的位置关系的设置能够进一步缩短两个天线焊盘之间的距离，节省单面电路PCB板的空间，同时能够更好地实现两个天线焊盘之间的平行，有利于提高单面电路PCB板与COB芯片结合形成射频电路后的射频信号。
在本实施例中，步骤四中绝缘层为橡胶或树脂，橡胶或树脂等软质材料的使用可以对天线线圈和PCB板都起到保护作用。
在本实施例中，步骤六中单面电路PCB板山固设置有通孔，底座上设置有与通孔相匹配的凸起，所述通孔与凸起相配适连接后再对单面电路PCB板与底座进行注塑，从而实现单面电路PCB板与底座的一体化成型。本发明中通孔与凸起的设置，一方面，将通孔与凸起匹配连接后，方便接下来的注塑工艺的实施；另一方面，通孔与凸起的连接能够起到一个双重固定的作用，进一步强化代币卡整体结构的稳定性。
本发明的优势在于：
1、本发明在制作工艺上采用单面电路，比传统的双面电路少了沉铜与电镀等工序，简化工艺的同时也提高了生产效果；
2、本发明使用表面覆盖有绝缘层的COB芯片直接桥接在天线线圈两端的天线焊盘上，结合形成射频回路，避免了传统代币卡中背面过桥工艺的使用，简化了工艺，节约成本，而且克服了现有技术中由于使用电镀加工产生的铜厚一致性不高的问题，提升了天线的品质及工作效率；
3、现有的电镀工艺是一项污染特别严重的生产环节，本发明的改进减少了电镀工艺的使用，有利于保护环境，缓解环境的压力；
4、由于代币卡的适用范围十分广泛，在地铁、公交、轻轨、娱乐、考勤管理、门票、城市一卡通、校园等领域都有使用，所以本发明所做的改进实用价值十分高。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种单面非接触式代币卡，其特征在于，包括单面电路PCB板和COB芯片，所述单面电路PCB板的表面上由内向外印刷有多圈天线后形成天线线圈，且该天线线圈在单面电路PCB板上呈同心环状；所述天线线圈的起始点位于天线线圈的最内圈，所述天线线圈的终止点位于天线线圈的最外圈，且终止点和起始点上均覆盖有天线焊盘；两个天线焊盘的中心点与单面电路PCB板的中心点在同一条直线上；所述COB芯片包括位于中部的芯片、覆盖着芯片的绝缘层和裸露在绝缘层两端且与对应的天线焊盘形状大小相适配的焊接层，所述COB芯片贴在天线线圈上，且对应的焊接层与天线焊盘相贴合后天线两端形成射频回路。
2.根据权利要求1所述的单面非接触式代币卡，其特征在于，所述两个天线焊盘之间的天线弯折为水平状且均与两个天线焊盘平行设置。
3.根据权利要求1所述的单面非接触式代币卡，其特征在于，该代币卡还包括底座，安装有COB芯片的单面电路PCB板通过注塑的方式与底座结合形成一个封闭的代币卡。
4.根据权利要求2所述的单面非接触式代币卡，其特征在于，所述单面电路PCB板上设置有多个用于与底座固定连接的通孔，所述底座内部设置有多个与通孔相匹配的凸起，所述通孔与凸起相配适连接后再对单面电路PCB板与底座进行注塑，从而实现单面电路PCB板与底座的固定连接。
5.根据权利要求1所述的单面非接触式代币卡，其特征在于，所述底座为硬质塑料制成。
6.一种单面非接触式代币卡的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将天线由内而外印刷在单面电路PCB板上形成天线线圈，使天线线圈在单面电路PCB板上呈同心环状；
步骤二，先将天线线圈的起始点焊接在一个天线焊盘上，再将天线线圈的终止点焊接在另一个天线焊盘上；
步骤三，将两个焊盘平行安装于单面电路PCB板上，使得两个焊盘的中心均在PCB板的中心的一侧，且三者在一条直线上；
步骤四，在COB芯片的晶元绑定部位覆盖上绝缘层，且将COB芯片的两端加工成与其对应的天线焊盘形状大小相适应的焊接层；
步骤五，将COB芯片的两端分别焊接在单面电路PCB板上与其对应的两个天线焊盘上，实现COB芯片贴合在天线线圈两端后形成射频回路；
步骤六，将安装有COB芯片的单面电路PCB板与底座一体化成型为代币卡。
7.根据权利要求6所述的单面非接触式代币卡的制作方法，其特征在于，步骤二中所述天线线圈位于两个天线焊盘之间的部分均折弯成水平状且该部分与两个天线焊盘平行设置。
8.根据权利要求6所述的单面非接触式代币卡的制作方法，其特征在于，步骤四中绝缘层为橡胶或树脂。
9.根据权利要求6所述的单面非接触式代币卡的制作方法，其特征在于，步骤六中COB芯片和单面电路PCB板通过注塑的方式一体成型为代币卡。
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