CN1971866B - 智能卡主体及其制造方法、智能卡及其装配方法和载体带 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能卡主体、智能卡及其制造方法，具体而言，涉及用作用户身份模块(SIM)卡的智能卡。为了以能够实现简单的、适应性强的智能卡制造方法的方式改进智能卡主体的制造方法和智能卡的装配方法，描述了一种智能卡主体的制造方法，其中，所述方法包括在导电层中形成引线框架，其中，所述引线框架具有位于第一表面上的第一接触，并且可以将所述引线框架连接至位于与所述第一表面相对的第二表面上的半导体芯片，所述方法还包括在所述智能卡主体的第二表面上形成电绝缘外壳层，其中，所述外壳层具有用于结合所述半导体芯片的凹陷。
Description
技术领域
本发明涉及智能卡主体、智能卡及其制造方法，具体而言，涉及用作用户身份模块(SIM)卡的智能卡。
背景技术
根据智能卡的常规制造方法，单独制造智能卡主体和芯片卡模块。通常在对设有芯片卡模块的智能卡主体进行切割之前在智能卡主体内嵌入芯片卡模块。
US6288904示出了包含在智能卡主体内的芯片卡模块。芯片位于电路载体(carrier)上，并且通过丝焊连接至位于电路载体的对立位置上的触点。将芯片包围在一个框架当中，采用填充物围绕所述框架，以保护芯片和丝焊免受机械应力的影响。
US5147982公开了一种在微型模块内封装半导体芯片的方法，其中，可以将所述微型模块结合到卡内。形成预先凿孔的金属层，将预先打孔的塑料层敷设到所述金属层上，半导体芯片通过塑料层的小孔置于金属层的表面上。采用诸如有机硅树脂的保护材料填充包围芯片的保护环。
就已知的制造方法而言，单独制造芯片卡模块和智能卡主体，并且必须将单独制造的芯片卡模块结合到智能卡主体内，以制造智能卡，这样导致了制造方法的复杂化。
欧洲专利申请EP1554754公开了一种数据载体的制造方法，具体而言，所述数据载体用于GSM插头主体，其中，在载体带(carrier strip)上制造数据载体。所述数据载体具有设置了电子元件的数据载体主体，并且所述载体带具有大量的载体元件。所述制造方法包括围绕载体带的载体元件进行注入成型，以制造大量的数据载体主体，还包括将电子组件连接至数据载体主体，以制造出大量数据载体。
在这一数据载体制造方法中，采用包含在数据载体主体内的电子组件制造大量的数据载体，并且在单个载体带上制造数据载体，从而有可能降低制造成本。但是，由于这一制造方法采用电子组件制造数据载体因而不够灵活。
因此，需要与卷到卷(roll-to-roll)方法相兼容的灵活、简单的智能卡主体制造方法和智能卡装配方法。
发明内容
本发明的目的在于对智能卡主体的制造方法进行改进，并通过某种方式对智能卡的装配方法进行改进，从而为智能卡的制造获得一种简单的、适应性强的方法。
这一目的是通过根据独立权利要求1的智能卡主体制造方法和根据独立权利要求7的智能卡装配方法实现的。此外，这一目的是通过独立权利要求9的智能卡主体和根据独立权利要求15的智能卡实现的。
对本发明的有利扩展形成了从属权利要求的主题。
根据本发明，描述了一种用于结合半导体芯片的智能卡主体的制造方法，其中，所述方法包括在导电层内形成引线框架，其中，所述引线框架在第一表面上具有用于连接至诸如移动电话或类似物的外部组件的第一接触，并且可以将所述引线框架连接至位于与所述第一表面相对的第二表面上的半导体芯片。根据本发明，所述方法包括在所述智能卡主体的第二表面上形成由诸如注入成型材料的绝缘材料构成的外壳层，其中，所述外壳层具有用于结合所述半导体芯片的凹陷。
因此，所述方法制造出了适于结合半导体芯片的智能卡主体。直到对包括智能卡主体和结合于其内的半导体芯片的智能卡进行装配时才会进行半导体芯片的结合。因此，根据本发明，描述了一种方法，其中，制造尚未包含半导体芯片的智能卡主体。这样做的优点在于，可以以尤为灵活的方式进行智能卡的制造。
不仅利用卷到卷法制造智能卡主体而且还利用其实施智能卡的装配的可能性也使智能卡的制造尤为简单。将一卷智能卡主体简单地提供给智能卡制造商，他们只需安装半导体芯片，并封闭设有半导体芯片的智能卡主体，这是终结处理步骤。此外，智能卡制造商可以采用卷到卷法通过将个性化载体带层压到设有半导体芯片的智能卡主体上的方式，实现智能卡的个性化。
智能卡制造商不再必须执行涉及智能卡模块的拆卸和将智能卡模块埋入到智能卡主体内的步骤，而这些步骤是常规制造方法所必需的，因而还显著简化了智能卡的制造。根据本发明，利用卷到卷法制造智能卡主体，因而只需安装半导体芯片并封闭智能卡主体，由此制造智能卡。智能卡制造商还可以利用其现有的卷到卷法。
此外，还可以将根据本发明的智能卡主体结合到另一较大的智能卡主体内。在制造根据3FF智能卡规格的智能卡主体时，这样做尤为有利，与1FF和2FF智能卡规格相比，3FF智能卡规格代表一种具有降低的尺寸的智能卡规格。因此，可以将3FF智能卡主体结合到另一1FF或2FF智能卡主体内，这样做甚至为智能卡制造商在智能卡的制造过程中提供了更大的灵活性。
当涉及引线框架的形成的步骤包括对优选由铜构成的导电层凿孔以及优选通过电镀对经过凿孔的导电层进行金属化时，这样做尤为有利。因此，能够利用卷到卷法对一卷铜进行凿孔，并对其金属化，从而以简单的、低成本的方式制造引线框架。
当导电层的第二表面设有优选由金构成的第二接触时，可以将有待结合的半导体芯片容易地电连接至引线框架，其中，所述第二接触用于接触有待结合的半导体芯片。
当外壳层由绝缘注入成型材料形成时，围绕层压的导电层对塑料材料实施注入成型，从而有可能以简单、低成本的方式制造外壳层，其中，将预凿孔的介电层层压到导电层的第二表面上。此外，这样做的好处在于，一旦为了制造智能卡将半导体芯片结合到了外壳层的凹陷内，那么在后面的处理步骤中只需将一个表面层布置在外壳层上。因此简化了智能卡的装配方法。
当在载体带上制造大量智能卡主体时，这样做尤为有利，其中，所述大量智能卡主体可以从所述载体带上拆卸下来。因此，所述的智能卡主体的制造方法与卷到卷法相兼容，这样做提供了一种简单、低成本的制造方法。在卷上制造的大量智能卡主体，并且可以将所述大量智能卡主体提供给智能卡制造商，它们只需将半导体芯片嵌入到智能卡主体内，并封闭智能卡主体，以制造智能卡。
根据本发明，描述了一种智能卡的装配方法，其中，所述方法包括将半导体芯片嵌入到所制造的智能卡主体的外壳层的凹陷内，并封闭所述智能卡主体的外壳层内的凹陷。
因此，以简单、低成本的方式制造了智能卡。此外，所述的智能卡装配方法还为智能卡制造商提供了这样的优点，即可以更为快捷地完成智能卡的制造，由其是在利用卷到卷法制造智能卡时。由于在卷上提供了可供使用的智能卡主体，因此，只需将半导体芯片嵌入到智能卡主体中，并封闭智能卡主体，以制造智能卡。还可以对智能卡主体的表面层进行个性化处理，例如为其提供标签。
当智能卡主体的外壳层的凹陷的封闭包括在凹陷上层压载体带时，这样做尤为有利。因此，有可能以简单、快速、低成本的方式封闭智能卡主体。
附图说明
在下文中将利用附图所示的设计更为详细地解释本发明。在附图中采用相同的附图标记表示根据本发明的智能卡的类似或对应细部。所示内容如下：
图1是在根据本发明的智能卡主体的制造方法的第一步骤中载体带的第一侧面的顶视图；
图2是在根据本发明的智能卡主体的制造方法的第二步骤中载体带的第一侧面的顶视图；
图3是在根据本发明的智能卡主体的制造方法的第三步骤中载体带的第一侧面的顶视图；
图4是图3所示的载体带的第二侧面的顶视图；
图5是沿A-A线贯穿图4所示的载体带的截面图；
图6是图5所示的截面的放大图。
具体实施方式
图1、图2和图3示出了载体带的第一表面的顶视图。图4示出了与第一表面相对的第二表面的顶视图。因此，图1、图2和图3以及图4示出了根据本发明的智能卡主体的两侧的顶视图。
由图1可以看出，在载体带100上制造了大量智能卡主体10。载体带100是由优选由铜片构成的导电层1形成的。但是，也可以采用其他导电材料，例如铝。载体带100优选由一卷导电层1构成，因而利用卷到卷方法能够制作出大量的智能卡主体10。
将借助图1、图2和图3解释包含半导体芯片的智能卡主体10的制造方法。
首先，对导电层1凿孔，并在导电层1内形成引线框架。在如图1所示的导电层1的第一表面上，引线框架具有第一接触2，利用冲孔工具沿所述卷对导电层1凿孔(由图1中的黑色穿凿孔所示)。如图1、图2和图3所示，在导电卷的单幅内制造两个智能卡主体10。当然也可以在所述卷的幅宽内选择制造不同数量的智能卡主体。
一旦完成了对导电层1的穿凿并形成了引线框架之后，就对布置在第一表面上的接触2进行金属化。优选通过电镀工艺以镍和镍-磷涂覆第一接触2。但是，也可以对经过穿凿的导电层1采用其他金属化工艺，例如溅射、气相淀积或诸如此类的方法。导电层1的第二表面(图1、图2和图3未示出)设有优选由金构成的第二接触13。采用这些第二接触13将半导体芯片连接将要与引线框架的第一接触2结合的半导体芯片。优选通过丝焊将半导体芯片连接至第二接触13。
之后将预凿孔的介电层(图1、图2和图3未示出)层压到导电层1的第二表面上。所采取的对介电层进行预凿孔的方式使得第二接触13对应于介电层的穿凿孔。
之后，利用激光处理激活介电层，其中，所述激光处理提高了介电层的表面粗糙度。这一处理步骤是必需的，其目的在于确保在后面的处理步骤中涂覆的注入成型塑料材料附着于介电层的表面。
由图2可以看到，凿孔冲模对载体带100进行穿凿(如黑色穿凿孔所示)，由此形成智能卡主体10的轮廓(form)。
根据本发明的有利实施例，如图2所示，在卷的单幅内制造两个智能卡主体10，冲孔工具穿凿两个第一智能卡主体中的每一个的第一半，而另一冲孔工具则穿凿两个第二智能卡主体中的每一个的第二半。因此，沿卷的移动允许在卷的一个幅宽内穿凿两个智能卡主体的两半，并构建智能卡主体的轮廓。
从图3可以看到，之后在智能卡主体的第二表面上通过绝缘注入成型材料形成外壳层11。这里，围绕层压的导电层1对塑料材料进行注入成型。注入成型外壳层11由此围绕第一和第二接触2和13二者在智能卡主体10的所有侧面形成了边缘，如此形成的智能卡主体10优选对应于3FF智能卡的规格。
图4示出了智能卡主体10的第二表面的顶视图，图5示出了沿图4所示的A-A剖面线得到的贯穿载体带100的截面。图6是图5所示的截面的细部VI的放大图。
由图4可以看出，外壳层11具有用于容纳半导体芯片的凹陷12。在导电层1上布置第二接触13，并对层压到导电层1上的介电层14层进行预凿孔，其采取的方式使得第二接触13易于与将要结合的半导体芯片发生接触。
由图5和图6可以看出，外壳层11和在装配智能卡的后续处理步骤中层压到外壳层11上的表面层(图中未示出)的组合高度对应于根据3FF规格的智能卡的厚度。外壳层11的高度优选具有0.7毫米的值H，而层压的表面层的厚度具有0.1毫米的值。由图6可以看出，外壳层11的高度H包括与导电层1的第一表面布置在同一平面内的注入成型材料的第一表面与将要向其上层压表面层的所述注入成型材料的第二表面之间的距离。
在下文中将更为详细地描述智能卡的装配。
将半导体芯片嵌入到智能卡主体10的外壳层11的凹陷12内。优选将半导体芯片粘合至介电层14。或者，也可以将半导体芯片直接固定至导电层1。之后，封闭处于智能卡主体10的外壳层11内的设有半导体芯片的凹陷12。优选将载体带层压到处于外壳层11内的凹陷12上。
根据本发明的有利实施例，利用卷到卷法在载体带100上制造了大量智能卡主体10。这样可以将载体带提供给智能卡制造商，其只需要执行包括半导体芯片的安装和外壳层11的封闭在内的处理步骤即可，由此简化了智能卡的制造方法。由于所述大量的智能卡主体10可以从载体带100上拆卸下来，因此，只需要在装配之后将所述智能卡分离开来。
根据本发明的智能卡主体的制造方法实现了更为灵活简单地制造用户身份模块(SIM)卡。可以利用卷到卷法在载体带100上制造智能卡主体10，接下来，可以将载体带100提供给智能卡制造商，其只需安装半导体芯片并封闭智能卡主体，由此制造智能卡。
Claims (15)
1.用于结合半导体芯片的智能卡主体(10)的制造方法，其中，所述方法包括下述步骤：
在导电层(1)中形成引线框架，其中，所述引线框架具有位于第一表面上的第一接触(2)，并且可以将所述引线框架连接至位于与所述第一表面相对的第二表面上的所述半导体芯片，
将预凿孔的介电层(14)层压到所述导电层(1)的所述第二表面上，以及
在所述智能卡主体的所述第二表面上的所述介电层(14)上形成电绝缘外壳层(11)，其中，所述外壳层(11)具有用于在形成所述外壳层(11)之后结合所述半导体芯片的凹陷(12)，并且所述凹陷(12)形成来从嵌入所述半导体芯片一侧至所述第二表面延伸穿过所述外壳层(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的涉及引线框架的形成的步骤包括对导电层(1)凿孔以及对所述经过凿孔的导电层(1)进行金属化。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括向所述导电层(1)的所述第二表面设置由金构成的第二接触(13)，其中，所述第二接触(13)用于与将要包含的所述半导体芯片发生接触。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的涉及外壳层(11)的形成的步骤包括围绕所述的层压的导电层(1)进行塑料材料的注入成型。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，在载体带(100)上制造大量智能卡主体(10)，所述大量智能卡主体可以从所述载体带(100)上拆卸下来。
6.一种智能卡的装配方法，其中，所述方法包括下述步骤：
将半导体芯片嵌入到根据权利要求1到5中的任何一项制造的智能卡主体(10)的外壳层(11)中的凹陷(12)内，并且
封闭所述智能卡主体(10)的所述外壳层(11)中的所述凹陷(12)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述的涉及封闭的步骤包括将条带层压到所述智能卡主体(10)的所述外壳层(11)的所述凹陷(12)上。
8.一种用于结合半导体芯片的智能卡主体，其中，所述智能卡主体(10)包括：
导电层(1)，所采取的对其进行构造的方式使得其形成引线框架，所述引线框架具有位于第一表面上的第一接触(2)，并且可以将所述引线框架连接至位于与所述第一表面相对的第二表面上的半导体芯片，所述导电层(1)的所述第二表面上设有预凿孔的介电层(14)
其中，所述智能卡主体(10)在其第二表面上的介电层(14)上具有带有凹陷(12)的电绝缘外壳层(11)，所述凹陷用于在形成所述外壳层(11)之后结合半导体芯片，并且所述凹陷(12)形成来从嵌入所述半导体芯片一侧至所述第二表面延伸穿过所述外壳层(11)。
9.根据权利要求8所述的智能卡主体，其中，对所述导电层(1)进行凿孔。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的智能卡主体，其中，所述导电层(1)的所述第二表面设有由金构成的第二接触(13)，其中，所述第二接触(13)用于与将要结合的所述半导体芯片发生接触。
11.根据权利要求8所述的智能卡主体，其中，所述外壳层(11)包括注入成型的塑料材料。
12.包括大量根据权利要求9所述的智能卡主体(10)的载体带，其中，所述大量智能卡主体(10)可以从所述载体带(100)上拆卸下来。
13.包括半导体芯片的智能卡，所述半导体芯片固定在根据权利要求8到11中的任何一项所述的智能卡主体(10)的外壳层(11)的凹陷(12)内，所述智能卡还包括封闭所述智能卡主体(10)的所述外壳层(11)内的所述凹陷(12)的表面层。
14.根据权利要求13所述的智能卡，其中，所述表面层包括层压体。
15.根据权利要求13或14中的任何一项所述的智能卡，其中，所述智能卡包括用户身份模块卡。
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