CN108885709B - 制造芯片卡和芯片卡天线支撑件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片卡的制造方法。根据所述方法，提供了天线和芯片卡模块(400)。所述芯片卡模块(400)包括介电基板及在所述基板的至少一面上的导电迹线。连接单元(300)用于在天线与模块(400)的导电迹线之间建立连接。本发明还涉及一种用于制造包括所述连接单元(300)的天线支撑件的方法。本发明还涉及通过上述方法获得的芯片卡和天线支撑件。

Description

制造芯片卡和芯片卡天线支撑件的方法
本发明涉及芯片卡领域。芯片卡是众所周知的，其有很多用途，如支付卡、移动电话的SIM卡、交通卡、身份证等。
芯片卡具有用于将数据从电子芯片(集成电路)传输至读卡器设备(读取)或从所述设备传输至卡内(写入)的传输方式。当组合所述两个传输方式时，这些传输方式可以是“接触式的”、“非接触式的”，或是双接口的。特别的是，本发明使得制造双界面芯片卡成为可能。如果“接触式的”和“非接触式的”模式由单个芯片管理，则双接口芯片卡称为“双”，如果“接触式的”和“非接触式的”模式由两个物理分离的芯片管理，则双接口芯片卡称为“混合”。
双界面芯片卡通常由塑料、聚氯乙烯(PVC)、聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PVC/ABS)、聚对苯二甲酸类塑料(PET)或聚碳酸酯类型的刚性载体组成，形成卡的大部分，其中结合有电子模块和天线。电子模块具有大致上柔性的印刷电路板，其配备有电子芯片和接触台体，所述接触区域与芯片电连接并且暴露于电子模块上和形成卡的载体表面上，用于通过电接触与读卡器设备连接。此外，双接口芯片卡具有至少一个用于在芯片和射频系统之间传输数据的天线，使得能够非接触式地读取或写入数据。
在现有技术中，一方面包括触点和芯片的电子模块，和另一方面可能集成至载体(内嵌层)中的天线，通常是分开制造的，然后天线连接至用于安装和连接芯片的模块。天线和模块使用复杂的方法连接，这些方法对制造率、制造产量和在使用期间卡的可靠性具有负面影响。
本发明的一个目的是简化这种类型的方法并使天线和模块之间的连接更可靠。
所述目的至少部分地通过芯片卡的制造方法来实现，所述方法包括：
-制造具有至少两个端头并且用于与非接触式读卡器设备电磁耦合的天线；
-层压至少两个塑料层，天线位于所述两个塑料层之间；
-在形成于至少一个塑料层中的腔体中置入包括基板的芯片卡模块；所述基板具有第一主面和第二主面，基板至少在第一主面上布置有导电迹线。例如，导电迹线中的至少一个被设置为用于与接触式读卡器设备进行临时电连接。换句话说，第一面(通常称为接触面)包括至少一个导电迹线，所述导电迹线形成用于与读卡器设备建立临时连接的触点。所述迹线通过其一个面，电连接地和永久地，通过粘合孔(孔或通孔)连接于电子芯片，并且当卡插入设备时，通过其另一个面暂时连接至接触式读卡器设备。
所述方法还包括
-提供具有柔性膜的连接单元，所述柔性膜在其至少一个主面上具有导电层，所述导电层包括至少一个焊盘，所述焊盘具有彼此形成电连接的第一部分和第二部分，
-将天线的一个端头连接至焊盘的导电层的第一部分，
以及
-将模块的导电迹线(所述迹线位于模块的基板的第一面上)连接至焊盘的导电层的第二部分，或
-将模块的导电迹线连接至焊盘的导电层的第二部分，所述第二部分具有多个通孔。
当模块的第二主面不具有导电迹线时，第一面的至少一个迹线(但更通常是这些迹线中的两个)可以仅被设置为与天线间接连接(换句话说，所述迹线一方面与芯片电连接，另一方面通过连接单元间接连接至天线)。例如，在层压之前，连接单元与天线一起定位在两个塑料层之间或之内的结构(内嵌层)中。
使用连接单元具有许多优点。连接单元的制造独立于天线和模块。它可以使用卷对卷的制造工艺。它可用于任何天线和模块的镶嵌方法。它使设计和制造具有六个或八个触点台体的模块的过程较为简易。它兼容多种天线格式，特别是ID1和1/2ID1格式。它通过焊盘提供天线和模块之间可靠的连接，所述焊盘提供可能分开的部分并且分别被专门设置用于天线和模块的连接(这些部分的尺寸可以根据连接类型进行调整：热压缩、超声波、焊接等)。它与有线天线和蚀刻天线兼容。两个连接部分位于连接单元的同一面上，从而可以通过蚀刻或引线框架技术简易且连续地制造第一和第二部分。所述连接单元，特别是与第二部分上的焊接材料滴的沉积相结合，可以用于与位于单面模块的接触面上的触点背面或与双面模块背面的导电迹线建立连接。所述连接单元使得可以制造具有相对大尺寸、称为“第二部分”的连接台体。这些连接台体也可以形成通孔，以便限制焊接材料在其上的量，从而减少熔化焊接材料所需的热能输入。
在焊盘上沉积焊接材料或钎焊材料(例如由锡铋合金组成)，例如以液滴形式，使得一旦连接单元已经集成至天线载体中，便可制造可销售的产品(具有天线的内嵌层)，以便镶嵌至塑料层中并连接至随后安装在卡中的模块中。所述产品即可用，且便于卡制造商的操作。实际上，卡制造商现在只需要组装许多元件(具有天线、模块和塑料片的内嵌层)，这些元件可以被单独提供。通过使用已经位于焊盘上的焊接材料，大大简化了将模块连接至天线的操作。此外，仅使用焊接材料本身或使用诸如热可再活化的粘合剂之类的粘合材料，所述操作可以与将模块紧固或粘合在其腔体中的操作同时进行，然后需要单个加热操作将模块连接至天线并将模块紧固在其腔体中。
根据本发明的方法可以包括单独考虑权利要求1至11中的一个或另一个特征，或与一个或多个其他特征组合考虑。
根据本发明的方法还可以包括单独考虑以下特征中的一个或另一个，或与一个或多个其他特征组合考虑：
-为了便于天线和模块之间的连接，并且使所述连接更可靠，在一些塑料层中，沉积在天线的焊盘上的焊接材料在被加热之前，从通过例如铣削所形成的腔体的内表面突出；
-焊接材料由熔点为120℃至230℃之间(更优选为130℃至150℃之间)的材料形成；
-通过向模块的区域施加温度在120℃和250℃之间的热能(例如使用热电极)以将焊接材料加热；
-天线在天线载体上产生，例如通过将天线嵌入由塑料制成的天线载体中；或将天线蚀刻至一层导电材料，所述层与由介电材料制成的天线载体共层压在一起；或天线在转移至后者之前独立于其载体制造；具有天线的天线载体与连接单元和至少一个塑料层层压，以便直接形成对应于芯片卡的结构，或形成随后被镶嵌的中间结构(内嵌层)；
-连接单元在独立于天线载体并且可能与天线载体的性质不同的柔性膜上制造；换句话说，连接单元可以独立于天线和其载体而制造为集成有至少两个焊盘的单元，这些焊盘中的每一个(作为单个且独立的实体，每个实体包括至少两个用于在天线载体上或天线载体中连接至天线的垫)分别在被传送之前被设置为用于连接至天线的一个端头；
-天线载体包括聚氯乙烯(PVC)基板；
-与天线载体和连接单元层压的塑料层由聚氯乙烯(PVC)制成；以及
-在形成于模块的基板的孔中，从单面模块的背面，焊接合金沉积至被设置为用于与天线连接的导电迹线上，天线面向连接单元的导电层的第二部分；因此，焊接材料存在于连接单元和模块上。
作为一个整体，根据本发明的方法可以被连续地实现(卷对卷)。
根据另一方面，本发明包括芯片卡，例如使用上述方法制造的芯片卡，包括天线和芯片卡模块。根据本发明的芯片卡可以包括单独考虑权利要求12至16中的一个或另一个，或与一个或多个其他组合考虑。
根据另一方面，本发明包括用于芯片卡的天线载体。这种用于芯片卡的天线载体包括能够与非接触式读卡器设备电磁耦合的天线。天线至少有两个端头。所述载体还包括连接单元，连接单元具有柔性膜和在柔性膜的一个主面上的导电层。所述导电层包括至少一个焊盘，焊盘具有彼此电连接的第一部分和第二部分。第一部分与天线的端头的其中一个电连接。焊接材料沉积在导电层的第二部分上，其厚度适于与位于芯片卡模块基板的第一主面上的导电迹线建立电连接(所述芯片卡模块基板具体地具有第一主面和第二主面)，当模块位于芯片卡的腔体中时，基板的第一面具有至少一个导电迹线，导电迹线被设置为与接触式读卡器设备电连接，并且基板的第二主面朝向连接单元。
根据另一方面，天线载体包括连接单元，连接单元具有沉积在导电层的第二部分上的焊接材料，并且具有适于与位于芯片卡模块基板的主面中的任一主面上的导电迹线建立电连接的厚度，当模块位于天线载体集成在其中的芯片卡的腔体中时，第二部分具有多个通孔。
天线载体可以包括单独考虑权利要求19至21中的一个或另一个，或与一个或多个其他组合考虑。
天线载体还可以包括单独考虑以下特征中的一个或另一个，或与一个或多个其他特征组合考虑：
-焊接材料由回流点小于、等于或接近200℃的合金形成；例如，合金是锡或铟合金；更具体地，可以是由锡-铋合金、锡铋银(SnBiAg)合金、锡铋镍(SnBiNi)合金、铟铋(InBi)合金形成的列表中所含的合金；以及
-它包括聚氯乙烯(PVC)基板。
根据又一方面，本发明包括一种用于制造这种天线载体的方法，其中连接单元与塑料层层压，天线设置在塑料层上。
通过阅读详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：
-图1是根据本发明的芯片卡的透视示意图；
-图2是形成图1所示芯片卡的叠层的一个示例的示意分解图；
-图3是图2中所示叠层的一部分的示意放大剖视图；
-图4是连接单元在其制造的各个步骤中、进入图2和3中所示的堆叠结构的示意图；
-图5是根据本发明的制造芯片卡的方法的步骤的透视示意图；
-图6是根据本发明的制造芯片卡的方法的另一步骤的透视示意图；
-图7是对应于另一个实施例的多个连接单元的俯视示意图，这些连接单元仍然在制作它们的膜上；
-图8是如图7所示的连接单元的变形的焊盘的俯视示意图，或甚至是图7中所示的单元之一在其制造方法的后续步骤中的示意图；
-图9是在单元化之后对应于图8的焊盘的连接单元的透视示意图；
-图10是芯片卡模块相对于连接单元(例如图7至图9所示的连接单元)的焊盘定位的示例的示意图；
-图11至图13是一组叠层内的连接单元形成内嵌层型的中间结构的布置的示例的示意分解剖视图；
-图14和15分别是在铣削用于接收芯片卡模块的腔体之前和之后，层压在两层芯片卡之间的内嵌层型中间结构的示例的一部分的剖视图；
-图16A和16B分别是具有六个触点(没有芯片、其连接线及其封装树脂)的双面芯片卡模块的示例的仰视及俯视透视示意图；
-图17A和17B分别是具有八个触点(没有芯片、其连接线及其封装树脂)的双面芯片卡模块的示例的仰视及俯视透视示意图；
-图18是在芯片卡中制造、并且用于接收诸如图16A至17B所示的模块的腔体的示例的透视示意图；
-图19是根据本发明在将模块置入诸如图18中所示的腔体之后的芯片卡的示例的透视示意图；
-图20是对应于图19中所示的卡的模块的区域的放大图，其中图8中连接单元的焊盘以透明方式示出；
-图21是示例性实施例的模块的一部分的后视示意图；
-图22是在一方面为覆盖有焊接材料的连接台体部分的各个区域、在另一方面为与焊盘的第二部分之间关系的示意图；
-图23是根据本发明的另一示例性实施例的模块的一部分后视示意图；
-图24是在一方面为覆盖有焊接材料的连接台体部分的各个区域、在另一方面为与焊盘的第二部分之间关系的示意图；以及
-图25是面向焊接材料滴的焊盘的一部分的示意剖视图。
在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
在本申请文件中，“前”、“后”、“之上”、“之下”、“上方”、“下方”等术语，纯粹按照常规的字意引用，并且在适用的情况下以如图所示的方位为参照。
根据图1中所示的芯片卡1的一个实施例，所述芯片卡包括模块400和多层复合体200。
多层复合体200是由例如各种塑料层形成，例如(图2中由下往上)：
-下层205，
-天线载体210，以及
-上层220。
下层205是例如用于装饰(例如，印刷)和保护卡1的层。所述层位于天线载体210下方。由聚氯乙烯(PVC)制成的所述下层205的厚度，例如为层压(lamination)前厚度0.20毫米(mm)，层压后厚度0.18毫米(mm)。所述下层205具有均匀的厚度，并且不包括为了形成用于容纳模块的腔体的切口。
天线载体210具有由聚氯乙烯(PVC)制成的基板212，其在层压之前具有0.43毫米(mm)的厚度，并且在层压之后具有0.40毫米(mm)的厚度。作为示例，天线214被设置并紧固于基板212上(例如，使用称为线嵌入的技术将其嵌入)。所述天线由多个缠绕匝形成，并终止于两个端头216、218。
应注意地，天线载体210可由至少两个子层210A、210B形成(参见图3)。在这种情况下，天线214基本上插入于例如底层210A和顶层210B之间，并且顶层包括用于接收连接单元300的切口，天线214的端头216、218连接于所述连接单元300处(在这种情况下，在连接单元300处，天线214的端头216、218不插入底层210A和顶层210B之间)。
连接单元300具有柔性膜，所述柔性膜包括具有第一主面和第二主面的基板310(也参见图3)。导电层312在这些主面之一上共层压(colaminate)。基板310由例如环氧玻璃布层压板(FR4)或玻璃纤维环氧树脂(GEP)材料形成，厚度为0.075毫米(mm)(更通常地为小于或等于0.1毫米)。导电层312，可由例如片状铜合金形成，厚度为0.03毫米(mm)。因此，柔性膜是为例如铜包层型。
连接单元300具有例如18毫米(mm)的长度和4.5毫米(mm)的宽度。在连接单元300的大致中间处切出例如8毫米(mm)×4毫米(mm)的孔302。连接单元300具有两个焊盘316。每个焊盘316具有第一部分317和第二部分319，第一部分和第二部分彼此电连接(也见图4)。第一部分317基本上呈矩形。第二部分319围绕孔302延伸呈U形，其中U形的基部在其纵向方向上基本上链接(连接)于第一部分317的中部。根据一个变形，每个焊盘呈“H”形，其中“H”的每个平行分支分别对应于金属化区域的第一部分317或第二部分319，第一部分317和第二部分319通过中心分支连接。参考图7至10，进一步描述所述变形的一个示例性实施例。还可以设想用于制造连接单元300的另外其他变形。例如，可通过两个或三个带或甚至更多个以链接第一部分317和第二部分319，而不是使用单个导电带以链接第一部分317和第二部分319(如“H”的两个垂直条之间的水平条)。
如图4所示，连接单元300由柔性膜制成(例如，连续性地、卷对卷(reel to reel)制成)。因此，连接单元300的制造独立于天线载体210或模块400。切割所述柔性膜(例如，通过冲压)以形成用于接收树脂以封装模块400的孔302，以下进一步解释。驱动缺口也被切割。之后，导电层312被蚀刻(例如，使用光刻技术)以形成焊盘316(每个连接单元300具有两个焊盘316)，每个焊盘分别具有其第一部分317和第二部分319。
然后将焊接材料350沉积在焊盘316的每个第一部分317和第二部分319上，例如，沉积0.02至0.5毫米(mm)之间的厚度。然后从第一部分317移除焊接材料350。最后，切割连接单元300以便单元化。或，焊接材料350可以以更具选择性的方式沉积，例如，以焊接材料滴的形式，仅在焊盘316的每个第二部分319上沉积。焊接材料350沉积在焊盘316的导电层的第二部分319上(但是，如上所述，也可能在第一部分317上)，例如通过沉积、丝网印刷或波峰焊接；所述技术使得可以将焊接材料350沉积至100或200微米(μm)或更小量级的厚度，以及沉积至例如3×4平方毫米(mm2)的小面积上。每一焊接材料滴350一旦沉积在第二部分319上，并且在用于在连接单元300和模块400之间进行焊接的加热操作之前，形成高度在0.02和0.5毫米(mm)之间的圆顶。有利地，如在图3中可见，每一滴焊接材料350在加热之前从腔体410的表面突出(或至少在腔体300的位置处，从天线载体的上子层210B的上表面突出)。具体地，在加热过程中，每一焊接材料滴350必须与位于模块400的“正面”或“接触面”的面上的至少一个导电迹线416接触。即使在焊接材料滴350仅与容纳模块400的腔体410的表面齐平的情况下，熔融焊接材料350的润湿性可能足以建立连接。然而，通过调节每一焊接材料滴350的高度，每一焊接材料滴350可以从天线载体210的表面突出，从而避免由润湿性不足引起的接触不充分或缺陷。所述高度可以是近乎或大于卡200的上层220的厚度。
返回至塑料叠层的描述，参考图2和3，上部装饰和保护层220均由例如聚氯乙烯(PVC)制成。层压前的厚度为0.20毫米(mm)，层压后的厚度为0.18毫米(mm)。所述上部装饰和保护层220包括对应于腔体410的切口222。或，不在层中或层压在天线载体210上方的一层或多层形成切口222，而是在模块400连接并紧固在腔体410中之前，先铣削形成腔体410。
下层205和上层220以及天线载体210不一定为单层。每个所述层可以由一个或多个层形成，所有层都在成品卡1中层压在一起。
在层压之后，所有层205、210、220(因此等于卡1)的总厚度实质上为0.8毫米(mm)。
所谓的“单面”模块400，例如以已知的方式，在基板412上制造，基板412的正面(或“接触面”)上具有导电迹线414、416，在另一面(称为“背面”或“粘合面”)上具有电子芯片418(见图3)。电子芯片418使用至少一种已知技术，例如芯片固定技术，紧固在基板412上，并通过至少一种已知技术，例如倒装芯片(flip-chip)技术、引线键合等，与导电迹线414、416电连接。芯片418及其有线连接(如果设有的话)至导电迹线414、416，有利地通过封装在树脂420(球形顶部或坝封装和填充封装，对应于UV封装或热封装)中得以保护。在芯片418位于基板412的背面上或在后者中制造的切口中，封装从所述背面开始执行并且可以相对于其形成多余的厚度。
在将连接单元300定位(可为粘合)在载体210上或载体210中之后，天线214的端头216、218连接(例如，通过热压)至焊盘316的第一部分317。因此，在单次操作期间，可观察到连接单元300的两个焊盘316一起定位在载体210上或载体210中，对应于连接单元300的置入(或，在连接单元300的一个部分上制造的焊盘316，可以通过切割掉所述部分将每一个焊盘单元化-结果是获得均有一个焊盘316的两个单元化部分-并且可以定位在载体210上或载体210中)。由天线214和载体210上的连接单元300形成的所述组件可以用塑料层覆盖，以便形成(中间)结构，所述结构可以与一个或多个其他塑料层一起出售以进行层压，从而制造芯片卡1。
根据本发明方法的一种实施方式，天线载体210层压在塑料(例如，聚氯乙烯(PVC))层205、220之间，同时留下腔体410，其中模块400能够被收纳、不受阻碍。每个腔体410的尺寸使得焊盘316以及其重要的焊接材料滴350保持可接通。或，在上层220不包括切口222的情况下，天线载体210层压在下层205和上层220之间，连接单元300完全被覆盖(图5)，然后通过铣削形成可在其中容纳模块400的腔体410(图6)。根据所述实施例，所述铣削不仅可以形成容纳芯片418和封装树脂420的腔体410，而且还可以从塑料中释放每一焊接材料滴350的一部分，形成层压至载体210上的一个或多个层。具体地，在焊接材料350的周边的至少一部分上进行铣削，以从层压在载体210上方的层中释放焊接材料350，并且以这种方式使焊接材料350(在加热之前)从腔体410(可能是诸如在载体210中制造、没有上层的腔体)的表面上方突出。可能地，在铣削形成腔体410的过程中，每一焊接材料滴350的一部分被切除，以确保被铣削的塑料不会阻止焊接的表面彼此靠近或形成熔化的焊接材料滴350的材料润湿导电迹线416。铣削可以沿环形轨迹进行，完全围绕每一焊接材料滴350。
焊盘316的第一部分317(天线214的端头216、218已经连接在其上)位于铣削区域的外部并且仍然被上层220保护。在铣削形成腔体410之后，只有由焊接材料350覆盖的焊盘316的第二部分319，或所述第二部分的表面的至少一部分可从腔体中与外部连通(参见图6)。
当模块400在腔体410中位于适当位置时，布置在焊盘316的每个第二部分319上的焊接材料350面向基板412中的孔放置，在孔的水平处，导电迹线416是裸露且可接通的。然后，加热位于焊接材料滴350水平处的模块400的区域，以熔化焊接材料350并将焊盘316焊接至导电迹线416(所述加热操作可与热可再活化的粘合剂区域的加热操作同时进行，这些区域非常靠近焊接材料滴，因此可以将每个模块粘合在其腔体中)。应注意地是，位于焊接材料滴350水平处的模块400区域对应于导电台体416下方没有基板412。因此优化由热电极提供给导电台体416的热能的热传导。通过选择熔点在120℃和230℃之间、更优选地在130℃和150℃之间的焊接材料350，可以通过例如，使用热电极在模块400的区域(例如，面对焊接材料350的区域)施加120℃和250℃之间的温度，以对焊接材料350进行加热。
考虑到模块400的厚度和焊接材料滴350的圆顶高度，当焊接材料熔化时，其可润湿相应的导电迹线416。
焊盘316和导电迹线416之间的焊接可以覆盖大约2平方毫米(mm2)的区域，并且使得模块400的拉出力足够大以满足这种类型的产品规格。因此，焊接材料350不仅可以在导电迹线416和焊盘316之间建立电连接，而且可以在不借助粘合剂的情况下将模块400紧固在腔体410中。
图7中示出了连接单元300的实施例的一种变形。所述变形与上面参照图4至6描述的形式的不同之处，主要为在第一部分317的区域，尤其是第二部分319的区域。如前所述，连接单元300由柔性膜(例如，铜包层型)制造(例如，连续性地、卷对卷制造)。柔性膜经过切割(例如，通过冲压)以形成驱动缺口。之后，导电层312被蚀刻(例如，使用光刻技术)以形成焊盘316(每个连接单元300具有两个焊盘316)，每个焊盘分别具有其第一部分317和第二部分319。第二部分319具有比图4至6所示的实施例的情况大的面积。例如，它们的尺寸约为4.25毫米(mm)×4.5毫米(mm)，即19.125平方毫米(mm2)。就其本身而言，第一部分317为，例如2.125毫米(mm)×4.5毫米(mm)，即9.56平方毫米(mm2)。
第二部分319的相对较大的尺寸，允许模块400的导电迹线面向所述第二部分的定位具有更大的公差。可以观察到模块400在芯片卡1中的定位具有大约1.5毫米(mm)的公差。对于具有至少4毫米(mm)的边长的第二部分319，确保彼此面对的区域之间有足够的重叠以进行焊接。如图10所示，在模块400相对于连接单元300的定位的示例中，可以观察至这种相对大的重叠。
此外，覆盖焊盘316的相对大的金属区域(例如,由铜或其合金之一或任何其他适当的导电材料制成)，特别是在第二部分319处，能够在加热和焊接操作期间更好的散热。因此，损坏形成成品芯片卡1的塑料层材料的风险是有限的，甚至为零。具体地，在导电层312中、特别是在第二部分319处更好地散热，可以至少部分地补偿当连接单元300的基板310由玻璃环氧树脂制成时、散热相对较低的事实。因此，限制或甚至消除了损坏芯片卡1能见表面的视觉效果的风险。
焊接材料350仅以选择性方式沉积在焊盘316的每个第二部分319上。焊接材料350沉积在焊盘316的导电层的第二部分319上，例如，通过沉积、丝网印刷或所谓的“波峰焊”技术。
焊接材料350在第二连接部分316的表面上占据约4.5毫米(mm)×3毫米(mm)的面积，厚度在100微米(μm)和250微米(μm)之间，例如，接近150微米(μm)。焊接材料350为熔点接近或等于135℃的合金。
然而，第二部分319的较大区域也意味着较大的焊接材料350区域。
因此，根据图8所示的一个变形，出于经济原因限制焊接材料350量，并且限制为了熔化焊接材料350而供应的热能，可以在第二部分319处在导电层中形成通孔320。
这些通孔320可以在柔性膜中与驱动缺口同时形成，或在后续步骤中形成。它们可通过例如冲压形成。这些通孔320可以制成多种形状(圆形、三角形、等)。例如，当它们为圆形时，它们的直径可以在0.1毫米(mm)和1毫米(mm)之间，并且有利地等于或接近0.5毫米(mm)。通孔可以以梅花形(quincunx)、列形或行形等布置。它们间隔开至少等于其直径的距离，例如0.1至1毫米(mm)，并且间隔有利地等于或接近0.5毫米(mm)。
或，为一示例，通孔可以与焊盘316同时蚀刻至导电层312中。又或，在实施引线框架技术的背景下，例如，在转移至基板412上并且在基板310上层压之前，通孔可以与焊盘316同时在导电层312中制造。
在任何情况下，优选为(但不是必需的)在将焊接材料350沉积在第二部分319上之前切割出通孔。
在将焊接材料350沉积在第二部分319上之后，连接单元300被单元化。单元化的连接单元300在图9中示出。
可以设想到上述实施例的许多变形。因此，可以设想到多种类型的塑料叠层205、210、220，以及所述叠层中的连接单元300的各种位置。
图11示出叠层，其中下层205和上层220是装饰层(也称为覆盖层)。中间层215(例如，由聚氯乙烯(PVC)制成)位于天线载体212的上方和下方。天线载体212包括天线214，天线214的一个端头216或218连接至位于天线载体212上方的连接单元300。切口222形成在中间层215中，以便容纳连接单元300并在天线载体212和上装饰层220之间形成间隔物。在所述示例中，天线位于天线载体的表面上212并朝向上层220。
图12示出了与图11的叠层不同的叠层，其不同基本上在于天线载体212被翻转，以便将天线定位在天线载体212朝向下层205的表面上，其中天线载体212包括切口223，所述切口223在铣削操作过程中使得焊接材料350暴露在外，其包括在上装饰层220中形成腔体，并且连接单元300设置在中间层215上而不是在天线载体212上。
图13示出了与图11的叠层不同的叠层，其不同基本上在于天线载体212被翻转，以便将天线定位在天线载体212朝向下层205的表面上，其中天线载体212包括切口223，所述切口223在铣削操作过程中使得焊接材料350暴露在外，其包括在上装饰层220中形成腔体，并且连接单元300设置在中间层215上而不是在天线载体212上。
在任何情况下，重要的是将连接单元300定位在叠层中尽可能精确的高度处(因此，例如，在由如图13所示的示例中将第二中间层215定位在连接单元300下方)。成品卡中关于所述高度的公差大约为30微米(μm)。
使用焊接材料350可以补偿所述高度有可能的变化。如图14所示，包括中间层、天线载体和连接单元300的中间结构217(内嵌层)以夹层形式层压在上装饰层220和下装饰层205之间。连接单元300上存在的焊接材料350可以使层变形，并且由焊接材料350形成的圆顶的顶部相对于上层220的下部的一般水平可升高。当腔体410被铣削制成时，在焊接材料350上方的上层220局部被去除。然而，如图15示意性所示，可以以切除略微超过上装饰层220的厚度的方式进行铣削，同时保持足够的第二部分319上的焊接材料350用于随后连接至单面或双面模块400的导电迹线。
如前述说明，在具有相对大的连接尺寸的第二部分上使用具有焊接材料350的台体的连接单元300，使得可以补偿卡1中腔体410位置有可能的变化。因此在图15中可看出，第二部分319下面上的焊接材料350的面积可以适应腔体410相对于连接单元300的位置的某些偏移，同时保持第二部分319足够的焊接材料350，用于随后连接至单面或双面模块400的导电迹线。
可以设想到上述实施例的许多其他变形。
例如，实施例中使用一个连接单元300来形成天线214和单面模块400之间的连接，所述连接单元300也可用于形成天线214和双面模块400之间的连接。
图16A和16B中示出了具有六个触点(称为“6个引脚”)的双面模块的一个示例。图17A和17B中示出了具有八个触点(称为“8个引脚”)的双面模块的一个示例。这些模块400，称为“双面”模块，具有六个或八个触点，通常通过例如已知的方式制造(除了下面将概述的细节，例如导电迹线415的形状)。
在双面模块400的情况下，包括焊盘419的导电迹线415位于基板412的背面上。
图18示出了卡的一部分，其中已经通过铣削制成了腔体410。所述腔体410具有两个深度水平。最深层对应于中心部分413A，并且可以容纳用于封装芯片及其连接的树脂。略浅的部分对应于周边部分413B，在铣削腔体410过程中形成一个座，位于第二部分319上的焊接材料350暴露于所述座。图19示出了已经转移、定位和紧固在腔体410中的模块400。当转移诸如图16A、16B、17A和17B所示的模块400时，焊盘419面向暴露在周边部分413B的焊接材料350定位，模块400位于其周边部分的边缘。换句话说，焊盘419各自分别面向连接单元300的焊盘316的第二部分319定位。图20以透明方式示出了第二部分319和相应的焊盘419如何定位。
使用诸如图7至10中所示的连接单元300与双面模块400组合是特别有益的。具体地，第二部分319和覆盖它们的焊接材料350的相对大的面积使得可以使用焊盘419覆盖对应于相对大的面积的区域。所述优点由图21至23中所示的示例性实施例说明。
一旦卡1完成，模块400和天线214可能在使用卡1时相对于彼此略微移动，特别是当卡1受到扭曲时。因此，天线214和模块400之间的连接可能被损坏，甚至被破坏。通过参考图21至23举例说明的实施例至少部分地解决了所述问题。
如图21和23所示，导电迹线415具有焊盘419。这些焊盘419用于焊接焊盘316的第二部分319。因此，天线214的端头216、218本身电连接至第一部分317、连接至第二部分319，所述第二部分自身焊接至焊盘419，所述焊盘通过导电迹线415在模块400的背面上与芯片电连接。
如图22示意性所示，每个焊盘419在区域417(由图22中的虚线绘出)中延伸，覆盖小于第二部分319的区域(在图21至24中，第二部分319以阴影矩形的形状示出，但它们可以具有其他形状，特别是图4至6中所示的“U”形)。区域417可以被定义为包含条418和将条418彼此形成连接的导电迹线的部分的区域。条418在基本垂直于模块400的最大侧的方向L上伸长，所述方向通常旨在与卡1的长度平行。
在图21所示的实施例中(其对应于例如具有八个触点的模块400)，条418的数量为三个。
每个条418相对较薄，以便可从模块400的基板412拆卸和卸下，用以吸收较大外力而不会断裂。例如，其宽度在50微米(μm)和300微米(μm)之间。更具体地，它可以具有接近100微米(μm)的宽度。在所述实施例中，距离模块400中心最远的两个条418具有例如100微米(μm)的宽度，并且最靠近中心的两个杆具有150微米(μm)的宽度。
条418具有例如1至7毫米(mm)的长度。图21和23中所示的杆418基本上是直线的，但它们可以是波纹状、正弦等。
为了能够以尽可能均匀的方式吸收外力，条418在平面P上基本对称，平面P垂直于模块400的基板和纵向L，并且穿过模块400的中央。
条418在每个纵向端头处相互连接，并且连接至导电迹线415。
为了减小在条418的端头处易于积聚的外力，所述条的端头终止于弯曲部分420。弯曲部分的曲率半径可以将外力分布在较长长度和较大面积的部分上。
在图23所示的实施例中(其对应于例如具有六个触点的模块400)，条418的数量为四个，并且条的纵向端头的弯曲部分420朝向模块400的内部。在所述实施例中，离模块400的中心最远的三个条418具有例如100微米(μm)的宽度，并且最靠近中心的三个条具有150微米(μm)的宽度。它们的长度最好为1.5至3毫米(mm)之间；例如，所述长度为2.5毫米(mm)。弯曲部分420呈圆弧形状，其曲率半径在35微米(μm)(在条418的端头的连接处)和350微米(μm)之间(在条418的直线端头)。
图24示出了参照图23描述的焊盘419的一种变形。根据所述变形，条418的数量为三个。杆418的长度朝向模块400的中心(朝向图24中的左侧)增加。条418的端头通过呈圆弧形状的弯曲部分430彼此形成电连接。与图23所示的实施例类似，由焊接材料350覆盖的第二部分319的区域(阴影部分)，覆盖包括条418和弯曲部分420的整个区域417。当在卡1和模块400之间施加外力时，它们倾向于在条418和弯曲部分420的端头处积聚。通过把条418的端头和弯曲部分420在焊接材料中涂覆并密封，这些外力在焊接材料350覆盖的整个表面上更好地、并且以更均匀的方式分散和消散。
为了继续制造芯片卡1，将模块400置入腔体410中，其中焊接材料350面向焊盘419布置在连接台体316的每个第二部分319上。
然后，如上述实施例中所述，使用例如热电极加热位于焊接材料滴350水平的模块400的区域。
此外，如图25所示，条418之间的空间形成凹槽422，凹槽422一方面由对应于条418的厚度的侧面划定，另一方面由模块400的基板412划定。这些凹槽422使得可以引导焊接材料350并防止其大幅度扩散至内接有焊盘419的区域417的外部。
连接台体316和焊盘416之间的焊接可能覆盖至少2平方毫米(mm2)的区域，并且使得模块400的拉出力足够大以满足这种类型的产品规格。因此，焊接材料350不仅可以在焊盘419和连接台体316之间建立电连接，而且可以在不借助粘合剂的情况下将模块400紧固在腔体410中。
在本文中，已经描述了芯片卡1的结构，其中连接单元用于在天线214和模块400之间进行连接。然而，本发明也适用于其中天线和连接台体位于同一个基板上的结构(例如，天线和连接台体被蚀刻至同一个基板上，然后形成天线载体210)。

Claims (24)

1.一种芯片卡的制造方法，其特征在于，包括：
制造用于与非接触式读卡器设备电磁耦合的天线(214)，所述天线(214)具有至少两个端头(216、218)，
层压至少两个塑料层，所述天线(214)定位于所述两个塑料层之间，
在形成于至少一个塑料层中的腔体(410)中置入芯片卡模块(400)，所述芯片卡模块(400)包括具有第一主面和第二主面的基板(412)，其可称为模块基板，所述模块基板(412)至少在第一主面上具有导电迹线(414、416)，模块基板(412)的第一主面具有至少一个用于与接触式读卡器设备建立临时电连接的导电迹线(414)，
其特征在于它还包括：
提供具有柔性膜的连接单元(300)，所述柔性膜通过共层压可称为连接单元基板的基板(310)制成，所述连接单元基板具有第一主面和第二主面，在其一个主面上敷设有导电层(312)，导电层(312)包括至少一个焊盘(316)，焊盘(316)具有彼此形成电连接的第一部分(317)和第二部分(319)，连接单元(300)在被层压于两层塑料之间前，具有至少沉积在第二部分(319)上的焊接材料(350)，其厚度在0.02与0.5毫米(mm)之间，
将天线(214)的一个端头连接于焊盘(316)的导电层(312)的第一部分(317)，
以及
将模块(400)的导电迹线(416)连接于焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)，所述导电迹线位于模块(400)的模块基板(412)的所述第一主面上。
2.一种芯片卡的制造方法，其特征在于，包括：
制造用于与非接触式读卡器设备电磁耦合的天线(214)，天线(214)具有至少两个端头(216、218)，
层压至少两个塑料层，天线(214)定位于所述两个塑料层之间，
在形成于至少一个塑料层中的腔体(410)中置入芯片卡模块(400)，芯片卡模块(400)包括具有第一主面和第二主面的基板(412)，其可称为模块基板，所述模块基板(412)至少在第一主面上具有导电迹线(414、415、416)，模块基板(412)的第一面具有至少一个用于与接触式读卡器设备建立临时电连接的导电迹线(414)，
其特征在于它还包括：
提供具有柔性膜的连接单元(300)，所述柔性膜通过共层压可称为连接单元基板的基板(310)制成，所述基板具有第一主面和第二主面，在其一个主面上敷设有导电层(312)，导电层(312)包括至少一个焊盘(316)，焊盘(316)具有彼此形成电连接的第一部分(317)和第二部分(319)，连接单元(300)在被层压在两层塑料之间前，具有至少沉积在第二部分(319)上的焊接材料(350)，其厚度在0.02与0.5毫米(mm)之间，
将天线(214)的一个端头连接于焊盘(316)的导电层(312)的第一部分(317)，
以及
将模块(400)的导电迹线(415、416)连接至焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)，第二部分(319)具有多个通孔(320)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括将模块(400)的导电迹线(415)连接于焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)上，所述导电迹线位于模块基板(412)的第二面上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在连接单元(300)的导电层(312)层压于所述连接单元基板(310)的其一个主面上之后，在导电层(312)中蚀刻各个连接焊盘(316)。
5.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述天线在载体(210)上制造，连接单元(300)在独立于天线载体(210)的柔性膜上制造。
6.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，天线(214)的端头(216、218)及导电迹线(415、416)在导电层(312)连接于焊盘(316)的同一面上，所述面与导电层(312)敷设于所述连接单元基板(310)的面相对设置。
7.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一旦模块(400)在所述腔体(410)中就位，所述沉积在焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)上的焊接材料(350)被加热，以便将模块(400)的导电迹线(415、416)焊接于焊盘(316)，所述导电迹线被设置为用于天线连接。
8.据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所谓的“波峰焊接”技术将焊接材料(350)沉积在导电层(312)的第二部分(319)上。
9.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，导电迹线(415、416)包括至少一个焊盘，每个焊盘覆盖区域(417)，所述区域的面积小于覆盖有焊接材料(350)的连接部分(319)的面积。
10.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，导电迹线(415、416)包括至少一个焊盘，所述焊盘具有至少两个通过其纵向端头电连接的条(418)，至少一个条具有朝向模块(400)内部弯曲的端头。
11.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在模块基板(412)中形成有孔，焊接合金被沉积至用于与天线(214)连接的导电迹线(416)上，所述天线面对连接单元(300)的导电层(312)的第二部分(319)。
12.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，连接单元(300)布置于在塑料层(210B，215)中形成的切口中。
13.一种芯片卡，其特征在于，包括：
具有至少两个端头(216、218)的天线(214)，
至少两个塑料层，天线(214)位于所述两个塑料层之间，
芯片卡模块(400)，包括具有第一主面和第二主面的基板(412)，其可称为模块基板，所述模块基板(412)至少在第一主面上具有导电迹线(414、416)，模块基板(412)的第一主面具有至少一个用于与接触式读卡器设备建立电连接的导电迹线(414)，
其中模块(400)容纳在腔体(410)中，腔体(410)形成于至少一个塑料层中，
其中，它还包括连接单元(300)，连接单元(300)包括柔性膜，其包括可称为连接单元基板的基板(310)，所述连接单元基板具有第一主面和第二主面，在一个主面上共层压有导电层(312)，导电层(312)包括至少一个焊盘(316)，焊盘(316)具有彼此电连接的第一部分(317)和第二部分(319)，连接单元(300)具有至少沉积在第二部分(319)上的焊接材料(350)，其厚度在0.02与0.5毫米(mm)之间，所述天线的一个端头电连接于导电层(312)的第一部分(317)和模块(400)的导电迹线(416)，所述导电迹线位于模块(400)的模块基板(412)的第一主面上，且所述导电迹线电连接于焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)。
14.一种芯片卡，其特征在于，包括
具有至少两个端头(216、218)的天线(214)，
至少两个塑料层，天线(214)位于所述两个塑料层之间，
芯片卡模块(400)，包括具有第一主面和第二主面的基板(412)，其可称为模块基板，所述模块基板(412)至少在第一主面上具有导电迹线(414、415、416)，模块基板(412)的第一主面具有至少一个用于与接触式读卡器设备建立电连接的导电迹线(414)，
其中，模块(400)容纳在腔体(410)中，腔体(410)形成于至少一个塑料层中，
其中，它还包括连接单元(300)，连接单元(300)包括柔性膜，其包括可称为连接单元基板的基板(310)，所述连接单元基板具有第一主面和第二主面，在一个主面上共层压有导电层(312)，导电层(312)包括位于所述连接单元基板(310)的其一个主面上的面，以及与位于所述连接单元基板(310)的其一个主面上的面相对设置的另一个面，导电层(312)包括至少一个焊盘(316)，焊盘(316)具有位于连接单元基板(300)的同一面上且彼此形成电连接的第一部分(317)和第二部分(319)，连接单元(300)具有至少沉积在第二部分(319)，在与位于所述连接单元基板(310)的其一个主面上的所述面相对设置的所述面上的焊接材料(350)，天线的一个端头电连接于导电层(312)在与位于所述连接单元基板(310)的其一个主面上的面相对设置的所述面上的第一部分(317)，以及模块(400)的导电迹线(415、416)电连接于焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)，第二部分(319)具有多个通孔(320)。
15.根据权利要求14所述的芯片卡，其特征在于，模块(400)的导电迹线(415)连接于焊盘(316)的导电层(312)的第二部分(319)，所述导电迹线位于所述模块基板(412)的第二主面上。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的芯片卡，其特征在于，各个连接焊盘(316)蚀刻于导电层(312)中。
17.根据权利要求13或14所述的芯片卡，其特征在于，所述天线位于载体(210)上，并且连接单元(300)具有独立于天线载体(210)的连接单元基板(310)。
18.根据权利要求13或14所述的芯片卡，其特征在于，模块(400)包括在所述模块基板(412)的第一面上的触点(414)，以及在模块基板(412)的第二面上的焊盘(415、416)，各自覆盖区域(417)，区域(417)的面积小于覆盖有焊接材料(350)的连接部分(319)的面积。
19.一种用于芯片卡的天线载体，其特征在于，具有能够与非接触式读卡器设备电磁耦合的天线(214)，天线(214)具有至少两个端头(216、218)，
其特征在于，还包括连接单元(300)，连接单元(300)具有柔性膜，其包括可称为连接单元基板的基板(310)，所述连接单元基板具有第一主面和第二主面，和共层压于连接单元基板(310)的一个主面上的导电层(312)，导电层(312)包括：
位于所述连接单元基板(310)的其一个主面上的面，以及与所述连接单元基板(310)的其一个主面上的面相对设置的另一个面，该导电层(312)包括：
至少一个焊盘(316)，焊盘(316)具有位于连接单元(300)的同一面上且彼此形成电连接的第一部分(317)和第二部分(319)，第一部分(317)在与所述连接单元基板(310)的其一个主面上的面相对设置的所述面上电连接于天线(214)的其中一个端头(216、218)，以及至少沉积在与所述连接单元基板(310)的其一主面上的面相对设置的所述面上的第二部分(319)的焊接材料(350)，其具有在0.02与0.5毫米(mm)之间的厚度，该第二部分(319)具有多个穿孔。
20.如权利要求19所述的天线载体，其特征在于，各个焊盘(316)蚀刻于导电层(312)中。
21.根据权利要求19或20所述的天线载体，其特征在于，所述天线(214)的端头(216、218)在与所述连接单元基板(310)上敷设的导电体相对设置的面上与连接焊盘(316)连接。
22.根据权利要求19或20所述的天线载体，其特征在于，包括层压在一起的多个塑料层，其中所述连接单元(300)布置在形成于至少一个塑料层中的切口中。
23.根据权利要求19或20所述的天线载体，其特征在于，所述焊接材料(350)由回流点小于或等于200℃的合金制成。
24.一种用于制造根据权利要求19或20所述的天线载体的方法，其特征在于，连接单元(300)与塑料层层压在一起，天线(214)设置在所述塑料层上。
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