CN108701248B - 集成电路卡的电路层 - Google Patents

Abstract

用于集成电路卡的电路层，包括嵌入在基板中的电子电路以及覆盖基板和电路的涂层。为了能够允许基板中电路的位置的更大容差，电子电路具有四边形形状的接触焊垫，并且接触焊垫由具有圆形形状的孔通过涂层而暴露。

Description

集成电路卡的电路层

技术领域

本发明涉及用于集成电路卡的电路层，集成电路卡诸如IC卡、智能卡、芯片卡、sim卡以及诸如动态MAG条纹卡和显示卡等这样的其他众所周知的卡。卡典型地包括载有电路的基板，例如包括芯片。卡用于各种目的，例如，用于身份验证或者识别，作为支付卡，或者一般地用于安全数据交换。卡典型地为匹配特定电子设备的通信插槽的标准大小，特定电子设备应当例如根据ISO7810 ID-1格式与卡通信。

特别地，本发明涉及电路层，电路层包括基板，基板具有相对的第一表面和第二表面，在垂直于第一表面和第二基板的方向上限定电路层的厚度方向，嵌入在基板中和/或装配在基板上的电子电路，以及覆盖第一表面的涂层。电子电路包括在第一表面上暴露的多个接触焊垫(contact pad)，并且涂层形成揭露相应接触焊垫的至少一部分的至少一个区段。

背景技术

这种卡以非常大的数量使用并且它们在制造成本低的非常高效的制造设施中生产。制造包括许多处理步骤，并且预期x方向和y方向的一定容差。在下文中，我们将这个称作“指标误差”。

典型地，具有电子电路和接触焊垫的基板由第一机器在第一生产处理中制造。随后，基板移动到第二机器并且涂层涂覆到第一表面。

在涂覆涂层之后，将卡切割成适合于应用的格式，例如ID-1格式。该处理贡献指标误差的增加。

在涂层固化并且卡切割成恰当格式之后，应用机器揭露接触焊垫以使得能够从电路层外部与接触焊垫接触。接触焊垫的揭露经常由切割处理执行，诸如通过打钻(drilling)和/或碾磨到涂布层中以去除接触焊垫之上区段处的涂层。

由于高度关注制造成本，并且由于许多随后的制造步骤，通常期望允许x方向上+/-0,4-0,8mm和y方向上+/-0,4-0,8mm范围内的指标误差。特别地，当x方向和y方向都存在误差时，总体指标误差增加，并且存在区段偏移接触焊垫太远以至于无法建立导电性的风险。

对于这个问题的一种解决方案可以是增加接触焊垫的大小。然而，这将导致与卡的大小以及需要在小的区域内包括许多接触焊垫有关的另一个问题。大小的一般改变也可与指定接触焊垫的位置的标准相冲突。

因此，在非常小尺寸的电路卡、期望的低制造成本与增加的复杂度，例如，由于对于增加数量的接触焊垫的需求或者一般来说卡的增加的复杂度之间存在冲突。

发明内容

由于关注上面提及的问题，在第一方面，本发明的实施例提供一种电路层，其中接触焊垫具有四边形形状。

由于接触焊垫的四边形形状，经常为圆形的区段将更可能重叠接触焊垫，即使当指标误差在x方向和y方向上都达到极限时。同时，接触焊垫可以与相邻的接触焊垫以相同的距离排列，并且因此可以保持接触焊垫的必需的相互位置和布局。因此，本发明能够允许更大的容差，而不限制定位接触焊垫彼此接近的能力。

特别地，基板可以是一张塑料，例如，聚氯乙烯、基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、FR4或者所提及材料的组合，例如，包括PVC背板和聚酰亚胺PCB层等。基板和涂层可以具有小于几毫米的厚度，亦即，厚度方向上的维度，特别地500-2000μm范围内或者更特别地600-1200μm范围内的厚度。涂层可以特别地构成百分之40-60范围内的厚度。

其他维度，亦即，宽度和长度，在本文中称作x维度和y维度。这些是电路层表面中的维度。x维度和y维度可以大于厚度，例如，至少大20-100倍。

除了电子电路之外，基板可以包含不同的其他特征，例如磁性可读标签、不同种类的表面结构，例如，浮雕字母或者表面装饰，例如，包括使得层难以复制的全息图或者其他特征。

除了接触焊垫之外，电子电路可以包括电子连接器、处理器、指纹读取器和其他计算机相关特征。“嵌入”在本文中意思是电子电路铸模到基板中或者附属到基板的表面，典型地随后涂布的第一表面。

第一表面和第二表面可以特别地彼此平行。

接触焊垫暴露在第一表面上并且它们可以从第一表面向上延伸。接触焊垫由此形成三维结构，基座在第一表面并且主体朝向顶部向上延伸，在顶部接触焊垫具有远离第一表面的最长距离。

接触焊垫具有四边形形状。在本文中，这意思是每个接触焊垫的至少基座是四边形并且可选地，主体具有四边形横截面。四边形意思是基座具有两组基本上平行的侧表面，第一组优选地与第二组基本上平行的侧表面基本上垂直。

基本上平行意思是平行表面之间的距离从侧表面的一端到另一端差别小于百分之10，例如百分之0。

第一组侧表面的侧表面优选地以基本上垂直于第二组侧表面的侧表面的角度延伸。基本上垂直在本文中特别地在彼此成80-100度的范围内，诸如彼此成90度。

在第一组侧表面的侧表面与第二组侧表面的侧表面相交的拐角中，基座可以具有形态尖锐的锐利拐角，或者具有一定曲率半径的拐角，例如，侧表面的最短长度的百分之1-50，诸如百分之2-25，诸如百分之3-15范围内的半径。四边形基座中的全部四个拐角可以具有相同的曲率半径或者它们可以具有不同的曲率半径。

第一组侧表面的侧表面可以具有与第二组侧表面的侧表面相比较相同的长度或者不同的长度，由此使得四边形形状为正方形或者矩形。在一个实施例中，第一组侧表面的侧表面具有第二组侧表面的侧表面的长度的百分之100-150，诸如百分之100-125，诸如百分之100-115范围内的长度。

在优选的实施例中，两个相邻的接触焊垫具有面向彼此的边，那些边至少基本上平行并且其间的距离为10-250μm，诸如50-200μm，诸如75-150μm。在此环境下，边具有15°或者更小，诸如10°或者更小，诸如5°或者更小的相互角度。

接触焊垫的基座可以由平面导电表面形成，并且接触焊垫的主体可以通过例如通过焊接将导电材料涂覆到平面导电基座上而形成。主体可以具有平滑圆尖的圆锥体形状。在与第一表面平行的横截面中，主体可以例如具有四边形形状或者圆形形状或者椭圆形形状或者长方椭圆形状，直边部分连接每个构成半圆或者其他形状的两个末端部分。

至少一个或者每个区段可以通过在相应接触焊垫的位置在涂层中钻孔而制成。这可以为区段提供圆形并且形成到涂层中的孔或者“井”。

至少一个或者每个区段可以通过在特定区域，例如覆盖多于一个接触焊垫的区域中碾磨、路由或者刨掉一层涂层而制成，由此由一个且同一个区段揭露几个或者全部接触焊垫的至少一部分。

涂层可以形成电路层的外表面，并且在区段处，电路层可以与电气传导结构结合。

在一个实施例中，电气传导结构是一组至少一个接触盘，每个接触焊垫一个接触盘，并且被配置为与设备中匹配的一组接触通信电气信号。

在一个实施例中，电气传导结构由另一个电路层构成，其中表面层堆叠使得一个电路层的区段和接触焊垫与另一个电路层的区段和/或接触焊垫相邻。通过这种排列，层可以经由相邻接触焊垫交换电气信号。

接触焊垫与导电结构之间良好的电气接触可以由排列在接触焊垫与电气传导结构之间的适当电气接口实现。

在一个实施例中，电气接口可以由导电材料，例如，导电橡胶的一个或多个弹性变形体构成。变形体可以例如具有球形形状。

在另一个实施例中，电气接口由各向异性粘合剂、胶、或者胶带的一层或者多层构成，当涂覆到区段时它们可以仅在厚度方向上传导电力。

基座的四边形形状可以包括具有大于基板厚度的长度的至少两个边，例如，比基板的厚度大至少20、40、60、80或者100倍。

在一个实施例中，基板的厚度比涂层的厚度大，例如大多达两倍。

当接触焊垫包括与第一表面基本上在平面内的基座和从基座突出的主体时，涂层的厚度可以足够大以覆盖主体，亦即，大于主体从第一表面之上突出的高度。突出高度可以例如在300μm至400μm，诸如320-370μm的范围内，诸如350μm的大小。涂层的重叠部分，亦即，主体顶上涂层的厚度，可以在150至220μm的范围内，诸如165-205μm的范围内，诸如180μm的范围内。在一个实施例中，涂层可以是突出高度的1,1-2,5倍。

涂层的厚度可以是主体的突出高度的至少两倍，并且如前所述，主体可以在垂直于第一表面和第二表面的平面中形成圆形或者卵形或者椭圆形形状。

基板可以具有400-1000μm范围内的厚度，并且涂层可以具有300-1000μm范围内的厚度。总体厚度可以在700-1400μm，或者更优选地720-1000μm的范围内。

区段和/或接触焊垫可以排列在至少三个区段和/或接触焊垫的至少一个阵列中，例如，这种阵列的两个或者三个中，由此形成接触焊垫和/或区段的矩阵。

在一个实施例中，涂层形成具有升高和凹陷表面部分的非平面外表面，并且其中凹陷表面部分形成区段的至少一个。

在第二方面，本发明提供一种集成电路，包括至少一个上述这种电路层和排列在第一表面上的导电结构。可以排列电路层和导电结构，其中第一表面面向导电结构。

电气传导结构可以包括一组至少一个接触盘，每个接触焊垫一个接触盘，并且被配置为与设备中匹配的一组接触通信电气信号，或者导电结构可以由另一个电路层，或者诸如开关或者指纹传感器这样的人类接口构成。表面层可以堆叠，使得一个电路层的区段和接触焊垫与另一个电路层的区段和/或接触焊垫相邻。通过这种排列，各层可以经由相邻的接触焊垫交换电气信号。

接触焊垫与导电结构之间良好的电气接触可以由排列在接触焊垫与电气传导结构之间的适当电气接口实现。

在一个实施例中，电气接口可以由导电材料，例如，导电橡胶的一个或多个弹性变形体构成。变形体可以例如具有球形形状。

在另一个实施例中，电气接口由各向异性粘合剂或者各向异性胶带的一层或者多层构成，当涂覆到区段时它们可以仅在厚度方向上传导电力。

在第三方面，本发明提供一种制造用于集成电路卡的电路层的方法，方法包括：

●提供具有接触焊垫的电子电路，接触焊垫具有四边形形状；

●将电子电路嵌入在基板中，使得电子电路的接触焊垫暴露在基板的第一表面上；

●将第一表面和接触焊垫嵌入在涂层材料中；

●去除涂层材料的主去除步骤，由此形成揭露每个接触焊垫的至少一部分的圆形形状的区段。

方法可以包括在主去除步骤之前去除涂层材料的一部分的次去除步骤。因此，可以首先碾磨去除一层涂层，并且其次；可以在碾磨后的区域中朝向接触焊垫向下钻出例如具有圆形形状的井。

特别地，方法可以包括提供具有基座和从基座向上延伸的主体的接触焊垫的步骤，并且其中基座制成有四边形形状。

附图说明

图1例示集成电路卡；

图2例示电路层；

图3例示使用涂层覆盖的第一表面；

图4例示具有分开的接触盘的导电结构；

图5例示接触焊垫；以及

图6和7a、7b、7c例示接触焊垫的基座的四边形形状的效果。

具体实施方式

本发明的适用性的进一步范围将从下面的详细描述和具体示例中变得显然。然而，应当理解，当指示本发明的优选实施例时，详细描述和具体示例仅作为例示而给出，因为本发明范围内的各种改变和修改将从该详细描述中变得对本领域那些技术人员而显然。

图1例示集成电路卡1，导电结构2被排列为与由虚线3例示的集成电路的接触焊垫(未示出)导电接触。集成电路和接触焊垫嵌入在卡中。

图2例示由聚氯乙烯制成并且被配置为形成图1中所例示的这种集成电路卡的部分的电路层4。电路卡包括具有相对的第一表面6和第二表面7的基板5，第一表面6和第一表面7限定由箭头8指示的厚度方向。限定的厚度方向垂直于第一表面和第二表面。在本文中，我们还指称所指示的x方向和y方向箭头处于与第一表面和第二表面平行的平面中。

电路层包括嵌入在基板中的电子电路3。电子电路包括暴露在第一表面6上的多个接触焊垫9。在该实施例中，导电结构2直接排列在电路3的接触焊垫9上方并且与接触焊垫9电气传导接触。导电结构也可以由另一个电子电路构成。

图3例示使用涂层10覆盖第一表面6，涂层10保护由区域11例示的电子电路和接触焊垫。为了在接触焊垫(未示出)与导电结构2之间提供电气通信，涂层形成通过打钻而制成的圆形区段。区段12的每个对应于导电结构2的接触盘13-20，参见图4。作为替代，涂层10可以形成揭露几个或者全部接触焊垫的一个或多个较大的区段。

图4例示具有经由区段12与电子电路的接触焊垫通信的分开的接触盘12、13、14、15、16、17、18、19、20的导电结构，每个接触盘一个区段。接触盘匹配电子设备的相应接触结构，例如，电话中或者用于电子支付的系统中的卡读取器，或者接触盘或者接触焊垫持有像指纹传感器或者开关等这样的用户输入设备。

图5例示接触焊垫21并且尤其示出每个接触焊垫可以包括与第一表面基本上处于平面内的基座22。基座典型地是第一表面上的镀铜或者镀金表面。基座在先前提供的定义内是四边形，亦即，拐角是圆的，并且每对边的边不一定完美地平行，并且边对不一定完美地垂直。

焊料的主体23从基座的上表面突出。由于基座的四边形形状，主体变成非圆形，并且特别地，它更加接近于基座的拐角。

图6和7a、7b、7c例示基座的四边形形状的效果。在图6的横截面中，区段24从接触焊垫25偏移，但是因为接触焊垫的基座是四边形的，接触焊垫的主体更接近基座的拐角，并且尽管偏移，仍然可以经由区段建立充分的接触。线26指示将涂层10向下碾磨至低于上表面27的第一层级。随后，通过进一步向涂层中打钻制成区段24、28、29，或者也可以在单个处理中执行碾磨处理一直到接触焊垫，特别是当与各向异性胶带或者胶组合时。

在图6中，涂层厚度由附图右侧的虚线30指示。这指示涂层厚度大于接触焊垫的主体的突出高度。

图7例示与图6相同的电路层，但是从上面看到并且通过涂层可见，就如同涂层是透明的。在全部三个图7a-7c中，x和y方向上的偏移相对高，在x和y方向偏移的45度角的组合偏移因此更加高。在图7a中，接触焊垫的基座31是圆形，并且基座31与区段33之间的重叠区32非常小并且不足够用于电气通信。在图7b中，接触焊垫的基座34仍然是圆形但是具有较大的直径。在这种情况下，接触焊垫的主体与区段36之间的重叠区35仍然很小并且不足够用于电气通信。在图7c中，接触焊垫的基座37是四边形并且接触焊垫与区段39之间的重叠38大得多并且足够用于电气通信。图7a-c因此例示在相同偏移下四边形基座的效果。

编码实施例

1.一种用于集成电路卡(1)的电路层(4)，电路层包括具有相对的第一表面(6)和第二表面(7)的基板(5)，第一表面(6)和第二表面(7)限定垂直于第一表面和第二表面的方向上电路层的厚度方向，嵌入在基板中的电子电路(3)，以及覆盖第一表面的涂层(10)，电子电路包括在第一表面上暴露的多个接触焊垫(9)，并且涂层形成至少一个区段(12)，每个区段揭露至少一个相应接触焊垫的至少一部分，其中接触焊垫具有四边形形状。

2.根据实施例1所述的电路层，其中至少一个区段具有圆形形状。

3.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中四边形形状包括具有大于基板厚度的长度的至少两个边。

4.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中基板的厚度大于涂层的厚度。

5.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中每个接触焊垫包括与第一表面基本上在平面内的基座(22)和从基座向上突出一定突出高度的主体(23)。

6.根据实施例5所述的电路层，其中涂层的厚度大于主体的突出高度。

7.根据实施例6所述的电路层，其中涂层的厚度为主体的突出高度的至少两倍。

8.根据实施例5-7的任何所述的电路层，其中主体在垂直于第一表面和第二表面的平面中形成圆形、卵形或者椭圆形形状。

9.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中基板具有400-1000μm范围内的厚度。

10.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中涂层具有300-1000μm范围内的厚度。

11.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中区段和接触焊垫排列在至少三个区段和接触焊垫的至少一个阵列中。

12.根据前面实施例的任何所述的电路层，其中涂层形成具有升高和凹陷表面部分的非平面外表面，并且其中凹陷表面部分的至少一个形成至少一个区段。

13.一种集成电路卡，包括根据实施例1-12的任何所述的至少一个电路层，以及导电结构，排列导电结构使得第一表面面向导电结构。

14.根据实施例13所述的集成电路卡，对于每个区段，包括排列在接触焊垫与电气传导结构之间的电气接口。

15.一种制造用于集成电路卡的电路层的方法，方法包括：

●提供具有接触焊垫的电子电路，接触焊垫具有四边形形状；

●将电子电路嵌入在基板中，使得电子电路的接触焊垫暴露在基板的第一表面上；

●将第一表面和接触焊垫嵌入在涂层材料中；

●去除涂层材料的主去除步骤，由此形成揭露每个接触焊垫的至少一部分的圆形形状的区段。

16.根据实施例15所述的方法，还包括在主去除步骤之前去除涂层材料的一部分的次去除步骤。

17.根据实施例15或者16所述的方法，其中提供具有四边形形状的接触焊垫的步骤包括提供基座和从基座向上延伸的主体的步骤，并且其中四边形形状是基座的形状。

Claims (15)

1.一种用于集成电路卡(1)的电路层(4)，所述电路层包括具有相对的第一表面(6)和第二表面(7)的基板(5)、嵌入在所述基板中的电子电路(3)以及覆盖所述第一表面的涂层(10)，所述第一表面(6)和第二表面(7)限定所述电路层的沿垂直于所述第一表面和第二表面的方向的厚度方向，

其中所述电子电路包括在所述第一表面上暴露的多个接触焊垫(9)，并且所述涂层形成至少一个区段(12)，每个区段揭露至少一个相应接触焊垫的至少一部分，其中所述接触焊垫具有四边形形状。

2.根据权利要求1所述的电路层，其中至少一个区段具有圆形形状。

3.根据权利要求1所述的电路层，其中所述四边形形状包括具有大于所述基板的厚度的长度的至少两个边。

4.根据权利要求1所述的电路层，其中所述基板的厚度大于所述涂层的厚度。

5.根据权利要求1所述的电路层，其中每个接触焊垫包括与所述第一表面基本上在平面内的基座(22)和从所述基座向上突出一定突出高度的主体(23)。

6.根据权利要求5所述的电路层，其中所述涂层的厚度大于所述主体的突出高度。

7.根据权利要求6所述的电路层，其中所述涂层的厚度为所述主体的突出高度的至少两倍。

8.根据权利要求5-7任何一项所述的电路层，其中所述主体在垂直于所述第一表面和第二表面的平面中形成圆形、卵形或者椭圆形形状。

9.根据权利要求1所述的电路层，其中所述区段和接触焊垫排列成至少三个区段和接触焊垫的至少一个阵列。

10.根据权利要求1所述的电路层，其中所述涂层形成具有升高和凹陷表面部分的非平面外表面，并且其中所述凹陷表面部分中的至少一个形成至少一个区段。

11.一种集成电路卡，包括：至少一个根据权利要求1-10任何一项所述的电路层；以及导电结构，所述导电结构被排列成使得所述第一表面面向所述导电结构。

12.根据权利要求11所述的集成电路卡，包括：针对每个区段，排列在所述接触焊垫与所述导电结构之间的电气接口。

13.一种制造用于集成电路卡的电路层的方法，所述方法包括：

·提供具有接触焊垫的电子电路，所述接触焊垫具有四边形形状；

·将所述电子电路嵌入在基板中，使得所述电子电路的接触焊垫暴露在所述基板的第一表面上；

·将所述第一表面和所述接触焊垫嵌入在涂层材料中；

·去除涂层材料的主去除步骤，由此形成揭露每个接触焊垫的至少一部分的圆形形状的区段。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：在所述主去除步骤之前去除所述涂层材料的一部分的次去除步骤。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中提供具有四边形形状的所述接触焊垫的步骤包括：提供基座和从所述基座向上延伸的主体的步骤，并且其中所述四边形形状是所述基座的形状。

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