TWI606398B

TWI606398B - Chip card and its carrying carrier plate and forming method

Info

Publication number: TWI606398B
Application number: TW103141673A
Authority: TW
Inventors: Da-Lun Song; ze-ming Qu
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2017-11-21
Also published as: TW201621762A

Description

晶片卡及其承載用載板與成型方法

本發明係有關一種晶片卡及其承載用載板與成型方法，尤指一種將一晶片卡所使用之晶片模組形成一片體式晶片基體而能對應嵌置於一承載用載板上所設至少一晶片卡體之範圍區域中之一開口槽中以構成一晶片卡。

一般泛稱之晶片卡係指嵌設有一晶片模組之卡片，如智慧卡(SIM卡)、金融卡或信用卡等，其中智慧卡係指用戶身份模組(Subscriber Identity Module，SIM)，乃是用以保存行動電話服務的用戶身份識別數據的智慧卡，通稱為SIM卡，目前SIM卡分為Mini(迷你)SIM卡、Micro(微)SIM卡及Nano(奈)SIM卡，其分別設具一預定之規格尺寸，如Mini SIM卡為一15mm x 25mm之矩形卡體，Micro SIM卡為一15mm x 12mm之矩形卡體，Nano SIM卡為一8.8mm x 12.3mm之矩形卡體，上述各矩形卡體並非呈現完整的矩形形狀，如其一邊角上設有切角，因非本案之訴求重點故在此不再贅述。以習知SIM卡結構而言，其係利用一具有上述預定規格尺寸之矩形塑質卡體如15mm x 25mm(Mini SIM卡)、15mm x 12mm(Micro SIM卡)或8.8mm x 12.3mm(Nano SIM卡)，並於該矩形卡體上預設一內凹之嵌槽供嵌設一符合該SIM卡功能之晶片模組而構成；此外，依目前SIM卡技術而言，不論是 Mini SIM卡、Micro SIM卡或Nano SIM卡，其上所嵌設之晶片模組的尺寸可設計為相同或約略相同，如此有利於SIM卡晶片模組或晶片卡之製造端的製程，但非用以限制本發明。

以下所述之晶片卡係以SIM卡為例說明，但非用以限制本發明。參考圖1、2，其分別係習知之一卡一芯卡片中SIM卡之晶片模組與承載用載板之組合及分解立體示意圖。該一卡一芯卡片100包含一SIM卡(晶片卡)200及一承載用載板(或稱卡片本體)300。該載板300一般為一85.6mm x 53.98mm之矩形塑質片卡但不限制，由於晶片卡如金融卡或信用卡長久來已是大量製作及使用之物品，故該載板300已成為晶片卡相關業界所認同之規格化片卡，換言之，用以製作該85.6mm x 53.98mm之載板之機械設備及其製程或相關技術等，目前皆相當齊備及成熟，有利於業界大量製作及使用，因此該載板300也被相關業界延伸使用於製作及/或存放具有較小尺寸之SIM卡，如圖1、2所示該SIM卡200可依使用需要而選擇目前已存在之SIM卡種類如Mini SIM卡之規格尺寸為15mm x 25mm、Micro SIM卡之規格尺寸為15mm x 12mm或Nano SIM卡之規格尺寸為8.8mm x 12.3mm中之一種，如圖1、2所示為以Mini SIM卡為例說明但不限制，由於製造端在製作時係在一承載用載板300上只設單一SIM卡200，故稱為一卡一芯，但亦可製成一卡多芯而不限制。

該習知SIM卡200包含一晶片卡體201及一SIM卡晶片模組202嵌置並黏固在該晶片卡體201上所預設之嵌槽(盲槽)203中如圖2所示，其中該晶片模組202更包含一電路板204、一晶片電路圖案層205設在該電路板204之第一面上(如圖所示之上面)及一晶粒206組裝在該電路板204之相對之第二面上(如圖所示之底面)並能對應連通於該晶片電路圖案層205。

以目前SIM卡之製程技術而言，在此以圖1、2所示一卡一芯卡片為例說明，該晶片模組202之製造端一般是使用一連續之長條狀軟性電路板(FPC)當作載板(圖未示)，即一般通稱Roll to Roll FPC或Reel to Reel FPC(捲軸方式)之生產方式，而該長條狀FPC上沿其長度方向(即送料方向)依序形成有一連串以預定間距連續排列之晶片模組202(包含一晶片電路層圖案205及一晶粒206)；之後，再配合載板300之製造端而利用已知的專用機台設備來進行SIM卡之後續製程，包含：由該長條狀FPC上取出單體化之晶片模組202，再將各晶片模組202逐一組裝在相配合之載板300上如圖2所示，以製成該一卡一芯卡片100；其中，在各載板300上須沖製成型該SIM卡200之折裂斷207供使用者方便由該一卡一芯卡片100中取出該SIM卡200，又於該SIM卡200之晶片卡體201表面上須藉刳刨工具(router)以刳刨出該嵌槽203，且該嵌槽203更須刳刨形成有一中央室腔208供容納該晶片模組202底面所設之晶粒206及一階梯槽209供該晶片模組202底面之四周緣能藉黏膠而黏固在該嵌槽203內；更且，上述製程目前皆是利用特殊設計之專用機台設備始能進行製作。

由上可知，習知一卡一芯卡片100(或一卡多芯)之製程技術會受到專用機台設備之限制，以致晶片模組202製造端及載板300製造端之製程也受到限制，故習知製程技術之機台結構不但較煩雜，且製程相對較慢，難以達成量產化效益，而且以軟性電路板(FPC)來當作載板，也相對增加製程及材料成本，更造成晶片模組202與載板300製造端之間生產管制的困擾，不符合經濟效益。因此，針對晶片卡(SIM卡)製程，如何發展一能符合量產化需求並提昇經濟效益的晶片卡製程，乃為本發明亟欲解決的課題，而本發明即是針對上述欲解決的課題，而提出一具有新穎性及進步性之技術方案。

本發明之主要目的乃在於提供一種晶片卡及其承載用載板與成型方法，其包含：提供一片體式晶片基體，其係由一晶片模組及至少一塑料封裝層所結合構成，該晶片模組包含一晶片電路圖案層形成在一電路板之第一面上及一晶粒組裝在相對之第二面上並與該晶片電路圖案層導通；提供一承載用載板，其上開設至少一符合晶片卡如SIM卡尺寸之晶片卡體及其分離線，供使用者可藉由該分離線之分離以使該晶片卡體能由該載板分離而被取出使用，且在該晶片卡體之範圍區域中預設一開口槽；將該片體式晶片基體對應嵌置在該晶片卡體之開口槽中以配合組成一晶片卡；藉此製造端能以分開之製程分別量產化製作該片體式晶片基體及該承載用載板或晶片卡體而再簡易組合成一體，得避免習知晶片卡製程技術必須具備專用機台的限制，又能符合量產化需求，藉以提昇智慧卡製程之經濟效益。

在本發明之一實施例中，該晶片模組係包含符合Mini SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡使用之晶片模組。

在本發明之一實施例中，該片體式晶片基體係包含符合Mini SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡使用之晶片基體。

在本發明之一實施例中，該晶片卡體係包含符合Mini SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡尺寸之晶片卡體。

10‧‧‧晶片基體

20‧‧‧晶片模組

21‧‧‧電路板

22‧‧‧晶片電路圖案層

23‧‧‧晶粒

30‧‧‧塑料封裝層

40‧‧‧承載用載板

40a‧‧‧承載用載板

40b‧‧‧承載用載板

40c‧‧‧承載用載板

40d‧‧‧承載用載板

40e‧‧‧承載用載板

41‧‧‧分離線

50‧‧‧晶片卡體(Mini SIM卡)

51‧‧‧開口槽

52‧‧‧分離線

60‧‧‧晶片卡體(Micro SIM卡)

61‧‧‧開口槽

62‧‧‧分離線

70‧‧‧晶片卡體(Nano SIM卡)

(先前技術)

100‧‧‧一卡一芯卡片

200‧‧‧智慧(SIM)卡

201‧‧‧晶片卡體

202‧‧‧晶片模組

203‧‧‧嵌槽

204‧‧‧電路板

205‧‧‧晶片電路圖案層

206‧‧‧晶粒

207‧‧‧折斷線

208‧‧‧中央室腔

209‧‧‧階梯槽

300‧‧‧載板

圖1-2分別係習知一卡一芯卡片中晶片模組與載板之組合及分解立體示意圖。

圖3-4係本發明之晶片基體一實施例之立體及剖視示意圖。

圖5-6分別係本發明晶片卡(智慧卡)之晶片基體嵌置於一承載用載板上以成為一卡一芯卡片實施例之分解及組合立體示意圖。

圖7-11分別係本發明中晶片基體嵌置於一承載用載板上以成為一卡二芯卡片、一卡四芯卡片、一卡四芯卡片、一卡六芯卡片及一卡九芯卡片實施例之組合立體示意圖。

為使本發明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合下列圖示，將本發明之技術特徵詳述如後。

以下所述之晶片卡係以SIM卡(智慧卡)為例說明，但非用以限制本發明。本發明晶片卡之承載用載板的成型方法，包含下列步驟：

步驟1：參考圖3、4，提供一片體式晶片基體10，其係由一晶片模組20及至少一塑料封裝層30結合成一體所構成，其中該晶片模組20更包含：一電路板21；一晶片電路圖案層22形成在該電路板21之第一面上；及一晶粒23組裝在該電路板21之相對第二面上並與該晶片電路圖案層22導通。

步驟2：參考圖5，提供一承載用載板40，其上開設至少一符合晶片卡如SIM卡尺寸之晶片卡體(如50、60、70)及其分離線(如41、52、62)，供使用者可藉由該分離線之分離以使該晶片卡體能由該載板分離而被取出使用，且在該晶片卡體之範圍區域中預設一開口槽(61)。以圖5、6為例說明，其中該晶片卡體係包含一具較大尺寸之晶片卡體50如一Mini SIM卡、一具居中尺寸之晶片卡體60如一Micro SIM卡及一具較小尺寸之晶片卡體70如一Nano SIM卡，但非用以限制本發明，其中具較大尺寸之晶片卡體50如Mini SIM卡是藉由其分離線41而設置在該承載用載板40上，而具居中尺寸之晶片卡體60如Micro SIM卡是藉由其分離線52而設置在該晶片卡體50上，而具較小尺寸之晶片卡體70(如Nano SIM卡)是藉由其分離線62而設置在該晶片卡體60上，也就是，三種不同尺寸之晶片卡體(50、60、70)依其尺寸由大至小依序設置在該承載用載板40上；此外，如圖5、6所示，其中尺寸最小之開口槽61即可視為在該至少一符合晶片卡如SIM卡尺寸之晶片卡體(50、60、70)之範圍區域中所預設之開口槽，也就是該開口槽61同時可當作晶片卡體50、60、70其中任一晶片卡體之範圍區域中所預設之一共用的開口槽，但非用以限制本發明。

步驟3：參考圖6，將該片體式晶片基體10對應嵌置在該晶片卡體(50、60、70)之開口槽61中以配合組成一晶片卡，如一Mini SIM卡(50)或一Micro SIM卡(60)或一Nano SIM卡(70)；由於在圖5、6所示之實施例中，該開口槽61之尺寸被設計成等於該最小晶片卡體70之尺寸，因此該片體式晶片基體10即設計為一Nano SIM卡(70)。在本發明中，該片體式晶片基體10係一由一晶片模組20及至少一塑料封裝層30所結合構成並具有適當厚度之片體式結構體如圖3、4所示，而藉由該至少一塑料封裝層30所增加之厚度及剛性，使該片體式晶片基體10得具有足夠之機械強度供能以一定的緊密度嵌置於該承載用載板40上所設至少一晶片卡體(如圖5、6所示之50或60 或70)之範圍區域中所設之開口槽61中如圖5、6所示，也就是，該晶片卡(SIM卡)所使用之片體式晶片基體10能穩固嵌置於該承載用載板40上所設至少一晶片卡體(50或60或70)之開口槽61中而不易脫離。

以圖3-6所示之SIM卡為例說明，本發明之主要技術特徵在於：提供一片體式晶片基體10，並提供一承載用載板40，再將該片體式晶片基體10對應嵌置在該承載用載板40上所設至少一晶片卡體(50、60、70)之範圍區域中所設一開口槽61中以配合組成一SIM卡如Mini SIM卡(50)、Micro SIM卡(60)、Nano SIM卡(70)其中之一，供使用者可藉由用以定義該至少一晶片卡體之分離線(如41、52、62)之分離以使該SIM卡(晶片卡體)能由該載板40分離而被取出使用。其中，該片體式晶片基體10之製作係由製造端先指定一種SIM卡型態如Mini SIM卡(50)、Micro SIM卡(60)、Nano SIM卡(70)其中之一，再將該SIM卡所使用之晶片模組20結合至少一塑料封裝層30以結合構成一片體式晶片基體10，以使該片體式晶片基體10能簡易嵌置於該承載用載板40上所設一開口槽61中以構成一所欲之SIM卡，也就是，當該晶片模組20被設計為符合Mini SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡其中之一SIM卡使用之晶片模組時，則所形成之片體式晶片基體10即為符合Mini SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡其中之一使用之晶片基體10，因此當該晶片基體10被嵌置於一承載用載板40上所設之開口槽中時如圖5、6所示之開口槽61，則可構成Mini SIM卡、Micro SIM卡、Nano SIM卡其中之一種SIM卡(晶片卡)如圖5、6所示之Mini SIM卡(50)或Micro SIM卡(60)或Nano SIM卡(70)。

以習知SIM卡技術而言，Mini SIM卡、Micro SIM卡或Nano SIM卡所使用之晶片模組之尺寸可設計為或視為相同或約略相同如圖3、4所示之晶片模組20，因此在如圖5、6所示之實施例中，該晶片基體10之尺寸係符合Mini SIM卡、Micro SIM卡或Nano SIM卡使用之晶片基體。此外，目前已知之SIM卡之規格尺寸是由Mini SIM卡之15mm x 25mm縮小至Micro SIM卡之15rmm x 12mm，再進一步縮小至Nano SIM卡之8.8mm x 12.3mm，因此在如圖5、6所示之實施例中，該晶片基體10係直接以Nano SIM卡之規格尺寸8.8mm x 12.3mm製成，但非用以限制本發明。而該晶片基體10之厚度係以相等於該承載用載板40之厚度為佳(如圖5所示)如0.3mm~0.85mm，也就是當承載用載板40是以習知一卡一芯卡片100(如圖1、2所示)之習用載板300作成時，該晶片基體10之厚度即以相等於該載板40(300)之厚度為佳，且該承載用載板40(300)上之開口槽61(如圖5、6所示)之尺寸及形狀亦配合該晶片基體10之尺寸，以使該晶片基體10在嵌置於該載板40(300)之一開口槽61(如圖5、6所示)內時得穩固嵌合且不會凸出於該載板40(300)之表面如圖6所示。

參考圖4，該至少一塑料封裝層30可利用層壓(lamination)工法或射出成型(injection molding)工法中之一種工法但不限制以與晶片模組20結合構成一晶片基體10。此外，該至少一塑料封裝層30可藉層壓工法以將一膠層、一第一塑料層及一第二塑料層壓合成一由三層結構形成之塑料封裝層30，此外，該至少一塑料封裝層30之材料可為PVC(聚氯乙烯，polyvinyl chloride)或ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，Acrylonitrile Butadiene Styrene)但不限制。

再參考圖5、6所示，其分別係本發明中晶片卡之晶片基體 10嵌置於一承載用載板40上一實施例之立體分解及組合示意圖。如前所述，目前已知之SIM卡之規格尺寸是由Mini SIM卡之15mm x 25mm縮小至Micro SIM卡之15mm x 12mm，再進一步縮小至Nano SIM卡之8.8mm x 12.3mm，因此在如圖5、6所示實施例中，該晶片基體10係直接以Nano SIM卡之規格尺寸8.8mm x 12.3mm製成，即該晶片基體10本身即成為一Nano SIM卡70，但非用以限制本發明。在本實施例中，該承載用載板40係利用習知一卡一芯卡片100(如圖1、2所示)之習用載板300作成但不限制(容後述)，而製造端得在該承載用載板40(300)上藉由預先沖製之分離(折裂)線41而定義並形成一符合Mini SIM卡規格尺寸(15mm x 25mm)之Mini SIM卡之晶片卡體50。本實施例進一步在該Mini SIM卡之晶片卡體50之範圍區域中內再開設一分離線52以定義並形成一較縮小之第一開口槽51及一符合Micro SIM卡規格尺寸(15mm x 12mm)之Micro SIM卡晶片卡體60，使該晶片卡體60能以一定的緊密度嵌置於該第一開口槽51中；本實施例更進一步在該Micro SIM卡晶片卡體60之範圍區域中再開設一分離線62以定義並形成一第二開口槽61及一符合Nano SIM卡規格尺寸(8.8mm x 12.3mm)之Nano SIM卡晶片卡體70如圖5-6所示，使該晶片卡體70能以一定的緊密度嵌置於該第二開口槽61中；在如圖5、6所示實施例中，該晶片基體10係直接以Nano SIM卡規格尺寸8.8mm x 12.3mm製成，故該晶片基體10同時被製成為一Nano SIM卡，但非用以限制本發明。

此外，在如圖5、6所示之實施例中，該一卡一芯模式之載板40(300)上雖然只設有一第二開口槽61供嵌置一晶片基體10，但該一卡一芯模式之載板40(300)卻可由製造端選擇用以承載Mini SIM卡(50)、Micro SIM卡(60)或Nano SIM卡(70)等習知三種不同SIM卡型態中之任一種SIM卡，也就是，當載板40之製造端在製出如圖5、6所示之一卡一芯模式之載板40(300)時，可視實際使用需要而對上述之Mini SIM卡(50)、Micro SIM卡(60)或Nano SIM卡(70)三者加以選擇及組合，例如：在該載板40(300)上只定義並形成一Mini SIM卡之晶片卡體50及一第二開口槽61供嵌置一符合Mini SIM卡使用之晶片基體10(如圖9中一Mini SIM卡50)；或在該載板40(300)上只定義並形成一Micro SIM卡之晶片卡體60及一第二開口槽61供嵌置一符合Micro SIM卡使用之晶片基體10(如圖10中一微SIM卡60)；或在該載板40(300)上只定義並形成一Nano SIM卡之晶片卡體70及一第二開口槽61供嵌置一符合Nano SIM卡使用之晶片基體10(如圖11中一Nano SIM卡70)，在本實施例中該晶片基體10即為一Nano SIM卡70。換言之，不論該承載用載板40(300)被指定用來承載一Mini SIM卡(50)、一Micro SIM卡60、一Nano SIM卡(70)三者中那一種型態之SIM卡，該承載用載板40(300)之製造端皆可在該承載用載板40(300)上所設SIM卡之晶片卡體(50、60)之範圍區域中開設一能共用尺寸之第二開口槽61供嵌置一符合該種型態SIM卡使用且又能共用尺寸之晶片基體10(亦如圖5、6中所示之Nano SIM卡70)。而本發明之晶片卡(SIM卡)所採用晶片基體10之製造端即能先量產化製成該晶片基體10，以使該晶片基體10能當作一共用之晶片單位供嵌置於該載板40(300)所設至少一符合晶片卡如SIM卡尺寸之晶片卡體(50、60、70)之範圍區域中所設之開口槽61中，如此即可形成一種SIM卡(50、60、70)之使用型態。因此，本發明之製造端能以分開二製程分別量產化製作該晶片基體10及承載用載板40，不但可避免受到習知製程技術所必備之專用機台的限制，亦能降低載板層材料成本並符合量產化需求，故得有效提昇智慧卡製程之經濟效益，此乃本發明技術之優勢所在。

本發明之承載用載板40得依使用需要而設計多種不同實施例，如圖5、6所示，該承載用載板40係一卡一芯模式之實施例，但非用以限制本發明，也就是該一卡一芯之載板40可依據圖5、6所示之技術特徵而類推至一卡多芯之載板，分別說明如下：如圖7所示，該載板40a係一承載有二個SIM卡之一卡二芯載板，其中該二SIM卡可為Mini SIM卡(50)、Micro SIM卡60、Nano SIM卡(70)其中之一種，其中所承載之SIM卡數目可依該SIM卡之尺寸而設定。

如圖8所示，該載板40b係一承載有四個SIM卡之一卡四芯載板，其中該四個SIM卡可為Mini SIM卡(50)、Micro SIM卡60、Nano SIM卡(70)其中之一種，其中所承載之SIM卡的數目可依該SIM卡之尺寸而設定。

如圖9所示，該載板40c係一承載有四個SIM卡之一卡四芯載板，其中該四個SIM卡可為Mini SIM卡(50)、Nano SIM卡(70)其中之一種，其中所承載之SIM卡的數目可依該SIM卡之尺寸而設定。

如圖10所示，該載板40d係一承載有六個SIM卡之一卡六芯載板，其中該六個SIM卡可為Micro SIM卡(60)、Nano SIM卡(70)其中之一種，其中所承載之SIM卡的數目可依該SIM卡之尺寸而設定。

如圖11所示，該載板40e係一承載有九個SIM卡之一卡九芯載板，其中該九個SIM卡為奈SIM卡(70)，其中所承載之SIM卡的數目可依該SIM卡之尺寸而設定。

以上所述僅為本發明的優選實施例，對本發明而言僅是說明性的，而非限制性的；本領域普通技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入本發明的保護範圍內。