TWI405129B - 智慧卡本體、智慧卡及其製程 - Google Patents

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Description

智慧卡本體、智慧卡及其製程
本發明係關於智慧卡本體、智慧卡及其製程，尤其是關於使用於用戶識別模組(SIM)卡之智慧卡。
根據習知的智慧卡製程，智慧卡本體與晶片卡模組係分開製造。晶片卡模組一般係於裁切設有晶片卡模組的智慧卡本體之前，嵌進該智慧卡本體中。
美國第6,288,904號專利顯示一種結合於智慧卡本體中的晶片卡模組。晶片被置於電路載體上且藉由電線接合而連接到於該電路載體的相對位置之接點。該晶片被由填充物所包圍之架包住，以保護該晶片與該電線接合不受機械應力。
根據美國第5,147,982號專利，已知一種將半導體晶片裝入微模組之封裝程序，其中該微模組能接著被結合於卡片中。形成一預衝穿的金屬層、將一預穿孔的塑膠層鋪於該金屬層、及將半導體晶片置於該塑膠層的穿孔中該金屬層之表面上。包圍該晶片的保護環充滿保護材料，例如矽樹脂。
於該已知製程的情形中，晶片卡模組與智慧卡本體係分開製造，且該分開製造的晶片卡模組必須結合於智慧卡本體中以產生智慧卡，有時會導致複雜的製程。
歐洲專利申請案EP 1 554 754說明一種用於資料載體之製程，特別是用於GSM插頭本體，其中資料載體係於載體條上製造。資料載體具有資料載體本體(其設有電子組件)，且載體條具有大量的載體元件。該製程包含於載體條之載體元件周圍注射模製以產生大量的資料載體本體，及連接電子組件至資料載體本體以產生大量的資料載體。
於此關於資料載體之製程中，大量的資料載體係以結合於資料載體本體中的電子組件製成且資料載體係於單一載體條上製造，使之有可能降低製造成本。然而，由於資料載體係以電子組件製成，此關於資料載體之製程不夠彈性。
因此，需要有彈性且簡單的用於智慧卡本體之製程及用於適合捲式製程的智慧卡之裝配程序。
因此，本發明之目的係改善用於製造智慧卡本體之程序與用於裝配智慧卡之程序，以可達成簡單且適合的程序之方式用於智慧卡之製造。
此目的係藉由根據申請專利範圍第1項獨立項的一種用於製造智慧卡本體之程序與根據申請專利範圍第7項獨立項的一種裝配智慧卡之程序而達成。此外，此目的係藉由根據申請專利範圍第9項獨立項的智慧卡本體與根據申請專利範圍第15項獨立項的智慧卡而達成。
本發明之有益的發展形成申請專利範圍附屬項的主題。
根據本發明，說明一種用於製造智慧卡本體以供結合半導體晶片之程序，其中該程序包含形成導線架於導線層，其中該導線架具有第一接點於第一表面上以供連接至外部組件(例如行動電話或類似物品)，且可連接至該半導體晶片於相對該第一表面之第二表面上。根據本發明，該程序包含形成由絕緣材料(例如注射模製的材料)製成之罩層於該智慧卡本體之第二表面上，其中該罩層具有凹部以結合該半導體晶片。
因此，該程序製造適於結合半導體晶片之智慧卡本體。該半導體晶片的結合直到裝配智慧卡(其包含智慧卡本體與結合於其中的半導體晶片)才發生。因此，根據本發明，說明一種製造智慧卡本體之程序，該智慧卡本體尚未包含半導體晶片。此具有下列優點：能以特別彈性的方式來製造智慧卡。
利用捲式製程來製造智慧卡本體及執行智慧卡之裝配的可能性亦使得製造智慧卡特別簡單。一捲的智慧卡本體可簡單地被供應至智慧卡製造者，該智慧卡製造者接著僅需要安裝半導體晶片及封閉該設有半導體晶片之智慧卡本體，以作為最後程序步驟。此外，可藉由該智慧卡製造者使用捲式製程(藉由層壓個人化的帶狀物於設有半導體晶片之智慧卡本體)來實現智慧卡的個人化。
由於智慧卡製造者不再需要涉及分開智慧卡模組與將該智慧卡模組嵌進該智慧卡本體中之步驟(即習知製程中所需者)，智慧卡的製造亦特別地簡化。根據本發明，該智慧卡本體係使用捲式製程來製造，使得僅需要安裝該半導體晶片與封閉該智慧卡本體以產生智慧卡。該智慧卡製造者亦能利用其現有的捲式製程。
此外，根據本發明之智慧卡本體亦能結合於另一較大的智慧卡本體。當該智慧卡本體係根據3FF智慧卡格式(其表示減少的尺寸之智慧卡格式，相較於1FF與2FF智慧卡格式)來製造時，此係特別地有益。因此，3FF智慧卡本體能結合於另一1FF或2FF智慧卡本體中，此提供智慧卡製造者於製造智慧卡時有較大的彈性。
當涉及形成導線架的步驟包含衝穿該導線層及將該經衝穿的導線層金屬化時(其中該導線層較佳者由銅構成，該金屬化較佳者係藉由電鍍)，其係特別有益。因此，可以簡單且低成本的方式使用捲式製程將捲銅衝穿及金屬化，來產生導線架。
當該導線層之第二表面設有第二接點(其較佳者以金製成)時，其中該第二接點係用以接觸該待結合之半導體晶片，其可容易地電連接至該導線架。
當該罩層係由絕緣注射模製材料形成(其中預衝穿的電介質層係層壓於該導線層之第二表面上)且塑膠材料係在該經層壓的導線層周圍被注射模製時，係有可能以簡單且低成本的方式來製造該罩層。此外，具有下列優點：一旦半導體晶片已被結合於該罩層之凹部中時，僅需要在接續的程序步驟將表面層佈置於該罩層上，以產生智慧卡。因此，簡化該裝配智慧卡之程序。
製造大量的智慧卡本體於載體條上係特別有益，其中大量的智慧卡本體能從該載體條分開。因此，用於製造智慧卡本體的程序係適合使用捲式製程，其提供簡單且低成本的製程。大量的智慧卡本體係於捲狀物上製造且可被供應至智慧卡製造者，該智慧卡製造者接著僅需要安裝半導體晶片於該智慧卡本體中且封閉該智慧卡本體以產生智慧卡。
根據本發明，說明一種裝配智慧卡之程序，其中該程序包含將半導體晶片安裝於所製造的智慧卡本體之罩層中的凹部中，及封閉該智慧卡本體之罩層中的凹部。
因此，智慧卡係以簡單且低成本的方式來製造。此外，該裝配智慧卡之程序提供智慧卡製造者下列優點：更快速地製造智慧卡，尤其當使用捲式製程來製造該智慧卡時。當該智慧卡本體以捲狀物被供應以準備使用時，僅需要安裝該半導體晶片於該智慧卡本體中且封閉該智慧卡本體，以製造該智慧卡。該智慧卡本體之表面層亦可被個人化，例如設有標籤。
當封閉該智慧卡本體之罩層中的凹部包含層壓帶狀物於凹部上方時，係特別有益。因此，係有可能以簡單、快速且低成本的方式來封閉該智慧卡本體。
第一圖、第二圖、及第三圖顯示載體條之第一表面的俯視圖。第四圖顯示相對於該第一表面之第二表面的俯視圖。因此，第一圖、第二圖、第三圖、及第四圖顯示根據本發明之智慧卡本體的兩側之俯視圖。
如第一圖所示，大量的智慧卡本體10係被製成於載體條100上。載體條100係藉由導線層1(其較佳者由銅構成)而形成。然而，亦可使用其他導電材料，例如鋁。載體條100較佳者由呈捲狀的導線層1構成，使得可利用捲式製程來製造大量的智慧卡本體10。
用於製造智慧卡本體10以結合半導體晶片之程序係藉由第一圖、第二圖、及第三圖的幫助來說明。
首先，該導線層1被衝穿，且導線架形成於該導線層1中。於該導線層1(顯示於第一圖)之第一表面上，該導線架具有第一接點2，且該導線層1係藉由衝穿工具沿著該捲狀物衝穿(以黑色的衝穿孔顯示於第一圖中)。如第一圖、第二圖、及第三圖所示，於單一寬度的導電捲狀物中製成兩個智慧卡本體10。當然亦可能於該捲狀物的寬度中選擇不同數目的智慧卡本體。
一旦導線層1已被衝穿且該導線架被形成，則將佈置於該第一表面上之接點2金屬化。第一接點2較佳者係使用電鍍程序以鎳與鎳磷塗覆。然而，亦可使用其他金屬化程序(例如噴濺、汽相沈積或類似方法)用於該經衝穿的導線層1。該導線層1之第二表面(未顯示於第一圖、第二圖、及第三圖)設有第二接點13，其較佳者以金製成。這些第二接點13係使用以連接該待結合之半導體晶片至該導線架之第一接點2。該半導體晶片較佳者係透過電線接合連接至第二接點13。
接著預穿孔的電介質層(未顯示於第一圖、第二圖、及第三圖)被層壓於該導線層1之第二表面上。該電介質層係以第二接點13對應該電介質層的衝穿孔之方式來預衝穿孔。
接著，以雷射處理將該電介質層活化，其中該雷射處理增加該電介質層之表面的粗糙度。此程序步驟為確保施加於後續程序之注射模製的塑膠材料黏附至該電介質層之表面所必需者。
如第二圖所示，衝穿模將載體條100衝穿(以黑色的衝穿孔顯示)，因此製成智慧卡本體10之形狀。
根據本發明之有益的具體實施例，於單一寬度的導電捲狀物中製成兩個智慧卡本體10，且衝穿工具將兩個第一智慧卡本體之每一個的第一半衝穿，同時第二衝穿工具將兩個第二智慧卡本體之每一個的第二半衝穿，如第二圖所示。因此，沿著該捲狀物的移動允許兩個智慧卡本體的兩半於一個寬度的導電捲狀物中被衝穿及該智慧卡本體之形狀被製成。
如第三圖所示，罩層11接著被以絕緣注射模製材料形成於該智慧卡本體之第二表面上。於此，將塑膠材料注射模製於該經層壓的導線層1周圍。因此，經注射模製的罩層11形成邊緣於智慧卡本體10的所有側上(第一與第二接點2、13兩者周圍)，且如此形成的智慧卡本體10較佳對應至3FF智慧卡之格式。
第四圖顯示智慧卡本體10的第二表面之俯視圖而第五圖係透過顯示於第四圖中的載體條100沿著剖面線A－A之剖面圖。第六圖顯示第五圖中的VI詳細剖面部分放大圖。
如第四圖所示，罩層11具有凹部12以結合半導體晶片。第二接點13係佈置於導線層1上且經層壓至導線層1之電介質層14係被預衝穿孔，使得第二接點13可供接觸待結合的半導體晶片。
如第五圖與第六圖所示，罩層11與該表面層(其係於接續用於裝配智慧卡之程序步驟中被層壓於罩層11上)(未顯示於圖中)所結合的高度對應至根據3FF格式的智慧卡之厚度。罩層11的高度較佳者具有0.7毫米的值H，同時該經層壓的表面層具有0.1毫米的值。如第六圖所示，罩層11的高度H包含介於該注射模製材料的第一表面(其係被佈置以與導線層1之第一表面同高度)與注射模製材料的第二表面之間的距離，該表面層已被層壓至第二表面。
以下將非常詳細地說明智慧卡之裝配。
半導體晶片係安裝於智慧卡本體10之罩層11的凹部12中。該半導體晶片較佳者係被膠黏至電介質層14。另一選擇係，該半導體晶片亦可被直接固定至導線層1。接著封閉設有該半導體晶片於智慧卡本體10之罩層11的凹部12。較佳者將帶狀物層壓於罩層11的凹部12上。
根據本發明之有益的具體實施例，大量的智慧卡本體10係利用捲式製程而製造於載體條100上。此方式簡化智慧卡之製程，因為載體條能被供應至智慧卡製造者，而智慧卡製造者接著僅需要完成涉及安裝半導體晶片與封閉罩層11之步驟。由於大量的智慧卡本體10能從載體條100分開，該等智慧卡僅需在裝配後分開。
用於製造根據本發明之智慧卡本體的程序使得用戶識別模組(SIM)卡的製造更彈性與簡單。智慧卡本體10可利用捲式製程而製造於載體條100上，而此載體條100可隨後被供應至智慧卡製造者，而智慧卡製造者接著僅需要安裝半導體晶片與封閉該智慧卡本體，以產生智慧卡。
1．．．導線層
2．．．第一接點
10．．．智慧卡本體
11．．．罩層
12．．．凹部
13．．．第二接點
14．．．電介質層
100．．．載體條
本發明藉由顯示於所附圖中的設計來詳細說明。根據本發明之智慧卡本體中相似或對應的細部係以圖式中相同的元件符號來表示，且其中：第一圖係載體條第一側之俯視圖，其係處於根據本發明之用於智慧卡本體之製程的第一步驟；第二圖係載體條第一側之俯視圖，其係處於根據本發明之用於智慧卡本體之製程的第二步驟；第三圖係載體條第一側之俯視圖，其係處於根據本發明之用於智慧卡本體之製程的第三步驟；第四圖係顯示於第三圖中的載體條第二側之俯視圖；第五圖係透過顯示於第四圖中的載體條沿著剖面線A－A之剖面圖；第六圖係顯示於第五圖中的部分放大圖。
1．．．導線層
2．．．第一接點
100．．．載體條

Claims (17)

  1. 一種用於製造智慧卡本體(10)以結合半導體晶片之程序，其中該程序包含下列步驟：形成導線架於導線層(1)，其中該導線架具有第一接點(2)於第一表面上且可連接至該半導體晶片位於相對該第一表面之第二表面上，及形成電絕緣罩層(11)於該智慧卡本體之第二表面上，其中該罩層(11)具有凹部(12)其後用以結合該半導體晶片。
  2. 如申請專利範圍第1項之程序，其中該涉及形成導線架之步驟包含衝穿該導線層(1)及將該經衝穿的導線層(1)金屬化，其中該導線層(1)較佳者由銅構成，該金屬化較佳者係藉由電鍍。
  3. 如申請專利範圍第1項之程序，進一步包含提供第二接點(13)於該導線層(1)之第二表面，該第二接點(13)較佳者以金製成，其中該第二接點(13)係用以接觸該待結合之半導體晶片。
  4. 如申請專利範圍第1項之程序，進一步包含層壓一預衝穿孔的電介質層(14)於該導線層(1)之第二表面上。
  5. 如申請專利範圍第4項之程序，其中該涉及形成罩層(11)之步驟包含注射模製塑膠材料於該經層壓的導線層(1)。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之程序，其中大量的智慧卡本體(10)係於載體條(100)上被製造且可從該載體條(100)分開。
  7. 一種裝配智慧卡之程序，其中該程序包含下列步驟： 將半導體晶片安裝於如申請專利範圍第1至6項中任一項所製造的智慧卡本體(10)之罩層(11)中的凹部(12)，及封閉該智慧卡本體(10)之罩層(11)中的凹部(12)。
  8. 如申請專利範圍第7項之程序，其中該涉及封閉的步驟包含層壓一帶狀物於該智慧卡本體(10)之罩層(11)中的凹部(12)上。
  9. 一種智慧卡本體，用以結合半導體晶片，其中該智慧卡本體(10)包含：導線層(1)，其係以下列方式形成：該導線層(1)形成具有第一接點(2)於第一表面之導線架且可連接至該半導體晶片位於相對該第一表面之第二表面上；其中該智慧卡本體(10)於其第二表面具有電絕緣罩層(11)，該電絕緣罩層(11)具有凹部(12)其後用以結合半導體晶片。
  10. 如申請專利範圍第9項之智慧卡本體，其中該導線層(1)被衝穿，且較佳者以銅製成。
  11. 如申請專利範圍第9項之智慧卡本體，其中該導線層(1)之第二表面設有第二接點(13)，其較佳者以金製成，其中該第二接點(13)係用以接觸該待結合之半導體晶片。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之智慧卡本體，其中該導線層(1)之第二表面設有一預衝穿孔的電介質層(14)。
  13. 如申請專利範圍第12項之智慧卡本體，其中該罩層(11)係以塑膠材料透過注射模製的方式而構成。
  14. 一種載體條，包含大量的如申請專利範圍第10至13項中任一項所製造之智慧卡本體(10)，其中該大量的智慧卡本體(10)可從該載體條(100)分開。
  15. 一種智慧卡，包含半導體晶片與表面層，其中該半導體晶片係固定於如申請專利範圍第9至13項中任一項所製造的智慧卡本體(10)之罩層(11)中的凹部(12)中，而該表面層係封閉該智慧卡本體(10)之罩層(11)中的凹部(12)。
  16. 如申請專利範圍第15項之智慧卡，其中該表面層包含層壓板。
  17. 如申請專利範圍第15或16項中任一項之智慧卡，其中該智慧卡包含用戶識別模組(SIM)卡。
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