CN106599979A - 一种载板式csp倒贴装耦合双界面模块及具有其的智能卡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种载板式CSP倒贴装耦合双界面模块及具有其的智能卡，涉及智能卡技术领域。所述载板式CSP倒贴装耦合双界面模块包含载板基层、触点层、金属连接轨、线圈及焊接管脚；所述载板基层的一面定义为载板正面，与所述载板正面相对的另一面定义为载板反面；所述触点层设置在载板基层的载板正面，用于进行接触式数据传输；所述线圈与焊接管脚均设置在载板基层的载板反面，所述线圈与焊接管脚及金属连接轨连接，芯片以倒贴装方式与焊接管脚连接，用于实现非接触式数据传输；所述焊接管脚与芯片之间设置有填充胶。金属连接轨将线圈外端点与焊接管脚电连接，工艺简单，稳定性好；焊接管脚与芯片之间设置有填充胶，增强模块稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及智能卡技术领域，具体涉及一种载板式CSP倒贴装耦合双界面模块及具有其的智能卡。
背景技术
双界面卡是在一张IC(Integrated Circuit，集成电路)智能卡上，基于单芯片同时提供了“接触式”和“非接触式”两种与外界接口的方式。这种卡大多都具有触点模块，模块射频通信接口与天线线圈的端子相连接，天线线圈在塑料卡基上而不是模块上。因此，现有技术的双界面IC智能卡包括：含有芯片的双界面模块、塑料卡基(包括天线线圈)、能够在双界面模块与天线线圈之间进行连接的导电材料。这种结构由于天线线圈尺寸大，通常在运行中能得到良好的通信范围，但也导致了天线线圈与双界面模块电气连接制造中的一系列问题，造成了双界面卡可靠性和制造效率的下降。这种卡通常按以下步骤制造：制造含天线线圈的塑料卡基；在塑料卡基上加工出安放双界面模块的空腔；将天线线圈的连接点加工裸露；使用飞线键合的方式将芯片引脚和载板正面触点导通完成双界面模块封装；粘合双界面模块并将双界面模块上的非接触触点与卡基天线线圈的裸露连接点焊接。
这类卡目前存在如下问题：
1.需要对埋有天线的塑料卡基进行加工，将天线线圈的两个连接点加工并裸露，加工方法复杂，降低了制造的效率；
2.常规的飞线键合方式将芯片各引脚与双界面模块触点连接，工艺复杂，双界面模块可靠性差。
3.使用专用的方法将双界面模块粘在专用塑料卡基上，一般需将双界面模块的非接触触点与卡基内天线端点手工连接，使得模块与天线线圈间能够互连。但对双界面模块进行天线焊接比较困难，天线焊接会导致生产效率低，双界面卡可靠性低，生产成本高。
特殊的结构导致上述非接触智能卡与接触式智能卡的生产方法相比非常复杂低效，双界面模块与天线线圈间所用的这些互连结构也大大限制了成品卡的可靠性。这是因为在使用过程中这种连接的电阻显著增大，进而导致了使用时卡的性能下降，甚至卡应用时卡上受到的机械和热应力会引起连接中出现断裂。因此不能保证这种卡有非常长的使用寿命，这就限制了这种卡的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。
为了减轻这些制造问题，将天线线圈直接集成在双界面模块上，然后模块无需焊接直接装入塑料卡基内，从而降低了加工成本并提高了可靠性。另外，区别于传统的载带式模块，本发明提供了一种集成了天线线圈的载板式CSP倒贴装耦合的双界面模块。
本发明采用的技术方案是：提供一种载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，包含载板基层、触点层、线圈以及焊接管脚；
所述载板基层的一面定义为载板正面，与所述载板正面相对的另一面定义为载板反面；
所述触点层设置在所述载板基层的载板正面，用于进行接触式数据传输；
所述线圈与焊接管脚均设置在所述载板基层的载板反面，所述线圈与焊接管脚连接，芯片以倒贴装方式与所述焊接管脚连接，用于实现非接触式数据传输；
所述焊接管脚与所述芯片之间设置有填充胶。
优选地，所述载板式CSP倒贴装耦合双界面模块还包含金属连接轨及孔；所述金属连接轨设置在所述载板基层的载板正面；所述孔连通所述载板基层的载板正面与载板反面，孔的孔壁经过电镀处理，用于实现所述载板基层的载板正面与载板反面的电连接；所述线圈的线圈外端点通过孔与金属连接轨电连接，所述焊接管脚包含外端点焊接管脚，所述外端点焊接管脚通过孔与金属连接轨电连接，外端点焊接管脚与线圈的外端点连接。
优选地，所述载板基层、触点层、金属连接轨、线圈、焊接管脚以及孔均设置为一种双面覆金属的整体板式材料。
优选地，所述孔至少设置有1个，所述孔的数量与所述孔的直径成反比。
优选地，所述孔的直径至少为228μm。
优选地，所述孔采用机械加工、或者激光雕刻技术加工、或者过孔技术加工。
优选地，所述焊接管脚及孔的内部填充有锡膏；所述焊接管脚还包含内端点焊接管脚，所述内端点焊接管脚与线圈的内端点连接，所述芯片的对应管脚通过回流焊接方式与所述焊接管脚连接。
优选地，所述载板基层的材料为FR-4材料、BT料、CEM-3材料、CEM-1材料的一种或多种的组合。
优选地，所述触点层与金属连接轨为厚度相同的金属，所述焊接管脚与线圈为厚度相同的金属。
优选地，所述线圈是透过由照相制版限定的图案将预先电沉积的铜层进行蚀刻而形成的金属导轨，所述线圈的匝数至少为1匝。
优选地，所述焊接管脚至少7个，每个所述焊接管脚通过孔连接至所述触点层上不同的电触点。
本发明还提供了一种智能卡，所述智能卡包含如上所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块。
本发明的有益效果在于：
1.集成线圈的双界面模块利用电磁耦合原理与塑料卡基内的线圈进行非接触式数据传输，无需手工焊接双界面模块非接触触点与卡基内天线线圈，增加了双界面模块的可靠性，同时简化了生产工艺流程，可实现大规模全自动化生产。
2.双界面模块的线圈外端点通过金属连接轨直接与线圈外端点焊接管脚电连接，使芯片直接连接焊接管脚实现芯片与线圈外端点的连接，工艺简单，稳定性好。
3.本发明使用载板式芯片倒贴装工艺，相比传统的飞线键合工艺，电气连接性能好，生产效率提高，质量稳定性好。
4.芯片倒贴装在载板反面后，使用底部填充胶填充至芯片与载板反面之间，进一步增加了双界面模块的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施例的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块的结构示意图。
图2是图1所示的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块的载板正面的结构示意图。
图3是图1所示的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块的载板反面的结构示意图。
图4是图1所示的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块中载板正面与载板反面结合的结构示意图。
图5是图1所示的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块安装有芯片时的平面结构示意图。
图6是图1所示的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块安装有芯片时的截面结构示意图。
其中，1-载板基层，2-触点层，3-金属连接轨，4-线圈，41-线圈外端点，5-焊接管脚，51-外端点焊接管脚，52-内端点焊接管脚，6-孔，9-芯片。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1至图6所示，一种载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，包含载板基层1、触点层2、线圈4、焊接管脚5以及芯片9。载板基层1的一面定义为载板正面(图1中所示的下表面)，与所述载板正面相对的另一面定义为载板反面；触点层2设置在载板基层1的载板正面，用于进行接触式数据传输；线圈4与焊接管脚5均设置在载板基层1的载板反面，线圈4与焊接管脚5连接，芯片9以倒贴装方式与焊接管脚5连接，用于实现非接触式数据传输；焊接管脚5与芯片9之间设置有填充胶，以增强模块的可靠性。
在本实施例中，所述载板式CSP倒贴装耦合双界面模块还包含金属连接轨3及孔6；金属连接轨3设置在载板基层1的载板正面；孔6连通载板基层1的载板正面与载板反面，并且孔6的轴线与载板基层1的载板正面与载板反面垂直。孔6的孔壁经过电镀处理，用于实现载板基层1的载板正面与载板反面的电连接。线圈4的线圈外端点41通过孔6与金属连接轨3电连接，焊接管脚5包含外端点焊接管脚51，外端点焊接管脚51通过孔6与金属连接轨3电连接，外端点焊接管脚51与线圈4的外端点连接。
在本实施例中，载板基层1、触点层2、金属连接轨3、线圈4、焊接管脚5以及孔6均设置为一种双面覆金属的整体板式材料。
孔6至少设置有1个，孔6的数量与孔6的直径成反比，以增加焊接管脚5与触点层2的电连接稳定性。孔6的直径至少为228μm。例如，在本实施例中，孔6的直径设置为250μm，孔6的数量设置为2个；在另一个备选实施例中，孔6的直径设置为235微米，孔6的数量设置为6个。
在本实施例中，孔6采用机械加工。可以理解的是，孔6还可以采用激光雕刻技术加工、或者过孔技术加工、或者模具加工。
在本实施例中，所述焊接管脚5及孔6的内部填充有锡膏；焊接管脚5还包含内端点焊接管脚52，内端点焊接管脚52与线圈4的内端点连接，芯片9的对应管脚通过回流焊接方式与焊接管脚5连接。
可以理解的是，载板基层1的材料可以选用FR-4材料、BT料、CEM-3材料、CEM-1材料的一种或多种的组合。
在本实施例中，触点层2与金属连接轨3为厚度相同的金属，焊接管脚5与线圈4为厚度相同的金属。线圈4是透过由照相制版限定的图案将预先电沉积的铜层进行蚀刻而形成的金属导轨，所述线圈4的匝数至少为1匝；所述焊接管脚5至少7个，每个所述焊接管脚通过孔连接至所述触点层2上不同的电触点。
本发明还提供了一种智能卡，所述智能卡包含如上所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块。由于双界面智能模块中集成了线圈，集成线圈的双界面模块利用电磁耦合原理与塑料卡基内的线圈进行非接触式数据传输，无需手工焊接双界面模块非接触触点与卡基内天线线圈，增加了双界面模块的可靠性，同时简化了生产工艺流程，可实现智能卡大规模全自动化生产。
双界面模块的线圈外端点通过金属连接轨直接与线圈外端点焊接管脚电连接，使芯片直接连接焊接管脚实现芯片与线圈外端点的连接，工艺简单，稳定性好。
载板式CSP倒贴装耦合双界面模块使用载板式CSP倒贴装工艺，相比传统的飞线键合工艺，电气连接性能好，生产效率提高，质量稳定性好。
芯片倒贴装在载板反面后，使用底部填充胶填充至芯片与CSP载板反面之间，进一步增加了双界面模块的可靠性，增强了智能卡的可靠性。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于，包含载板基层(1)、触点层(2)、线圈(4)以及焊接管脚(5)；
所述载板基层(1)的一面定义为载板正面，与所述载板正面相对的另一面定义为载板反面；
所述触点层(2)设置在所述载板基层(1)的载板正面，用于进行接触式数据传输；
所述线圈(4)与焊接管脚(5)均设置在所述载板基层(1)的载板反面，所述线圈(4)与焊接管脚(5)连接，芯片(9)以倒贴装方式与所述焊接管脚(5)连接，用于实现非接触式数据传输；
所述焊接管脚(5)与所述芯片(9)之间设置有填充胶。
2.如权利要求1所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于：所述载板式CSP倒贴装耦合双界面模块还包含金属连接轨(3)及孔(6)；所述金属连接轨(3)设置在所述载板基层(1)的载板正面；所述孔(6)连通所述载板基层(1)的载板正面与载板反面，孔(6)的孔壁经过电镀处理，用于实现所述载板基层(1)的载板正面与载板反面的电连接；所述线圈(4)的线圈外端点(41)通过孔(6)与金属连接轨(3)电连接，所述焊接管脚(5)包含外端点焊接管脚(51)，所述外端点焊接管脚(51)通过孔(6)与金属连接轨(3)电连接，外端点焊接管脚(51)与线圈(4)的外端点连接。
3.如权利要求2所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于：所述载板基层(1)、触点层(2)、金属连接轨(3)、线圈(4)、焊接管脚(5)以及孔(6)均设置为一种双面覆金属的整体板式材料。
4.如权利要求3所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于：所述孔(6)至少设置有1个，所述孔(6)的数量与所述孔(6)的直径成反比。
5.如权利要求4所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于，所述孔(6)的直径至少为228μm。
6.如权利要求5所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于，所述孔(6)采用机械加工、或者激光雕刻技术加工、或者过孔技术加工。
7.如权利要求6所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于，所述焊接管脚(5)及孔(6)的内部填充有锡膏；所述焊接管脚(5)还包含内端点焊接管脚(52)，所述内端点焊接管脚(52)与线圈(4)的内端点连接，所述芯片(9)的对应管脚通过回流焊接方式与所述焊接管脚(5)连接。
8.如权利要求7所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于：所述载板基层(1)的材料为FR-4材料、BT料、CEM-3材料、CEM-1材料的一种或多种的组合。
9.如权利要求8所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块，其特征在于：所述触点层(2)与金属连接轨(3)为厚度相同的金属，所述焊接管脚(5)与线圈(4)为厚度相同的金属。
10.一种智能卡，其特征在于，所述智能卡包含如权利要求1至9任一项所述的载板式CSP倒贴装耦合双界面模块。
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