TWI662480B - 用於製造晶片卡模組之方法及晶片卡 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於製造一晶片卡模組(2)之方法。根據此方法，製造以下各項： -一模組(2)，其擁有具有若干觸點之一基板(13)及連接至至少某些觸點之一電子晶片(17)； -一載體上之一天線，此天線包括兩端，每一端配備有一連接盤； -至少部分地覆蓋該載體的該卡之至少一個層中之一腔，用以裝納該模組(2)且曝露該天線之該等連接盤； -在已將該模組(2)插入至該腔中之後，一導線(18)之一第一端直接連接至該晶片(17)之一連接墊，且另一部分(23)直接連接至該天線之一連接盤。

Description

用於製造晶片卡模組之方法及晶片卡
本發明係關於晶片卡之領域。晶片卡係眾所周知的，此乃因晶片卡具有多個用途：付款卡、手機之SIM卡、交通卡、身份識別卡等。
晶片卡包括用於將資料自一電子晶片(積體電路)傳輸至一讀卡器裝置(讀取)或自此裝置傳輸至該卡(寫入)之傳輸構件。此等傳輸構件可係「接觸式」的、「非接觸式」的或者具有一雙介面，在該雙介面處此等傳輸構件組合兩個前述構件。本發明特定而言允許製造雙介面晶片卡。若「接觸式」及「非接觸式」模式由一單個晶片管理，則雙介面晶片卡稱作「雙重式」的，或若「接觸式」及「非接觸式」模式由兩個實體上分離之晶片(該等晶片中之一者連接至觸點且另一者連接至天線)管理，則雙介面晶片卡稱作「混合式」的。本發明係關於雙介面晶片卡，而非混合式晶片卡。 雙介面晶片卡通常由一剛性載體構成，該剛性載體由形成其中合併單獨製造之電子模組與天線的該卡之主體之PVC、PVC/ABS、PET或聚碳酸酯類型之一塑膠材料製成。電子模組包括一大體撓性印刷電路板，該印刷電路板配備有一電子晶片及電連接至晶片之連接墊之接觸盤。在形成該卡之載體表面上，接觸盤與電子模組齊平，以用於藉由電觸點而與一讀卡器裝置進行連接。此外，雙介面晶片卡進一步包括用於在晶片與一射頻系統之間傳輸資料之至少一個天線，該射頻系統允許資料之非接觸式讀取或寫入。 在先前技術中，通常先單獨製造包括觸點及晶片之電子模組(一方面)與可能整合至一載體中(嵌入)之天線(另一方面)，之後再將天線連接至模組。天線係使用複雜方法而連接至模組，該等複雜方法對生產力、生產良率及(一旦使用)卡之可靠性具有一負面影響。 本發明之一目標係簡化此類型之方法及使此類型之方法更加可靠。
此目標至少部分地藉助於用於製造一晶片卡模組之一方法而達成，其中： - 提供具有一第一主面及一第二主面之一基板，在該基板之該第一面上具有用於與一接觸式讀卡器裝置進行一暫時電連接之觸點； - 將一電子晶片附接至該基板； - 將至少一個導線之一第一端直接連接至該晶片之一連接墊(「直接」意指在該導線之該第一端與該晶片之該連接墊之間不存在其他導體、中間導體或連接盤(connection land))；且 - 將該晶片及該導線之該第一端封裝於一樹脂中，而將該導線之一第二端留在該樹脂外部。 藉助於此等配置，且特定而言由於晶片與天線之間的連接導線之端(上文稱作「第二端」)在製造模組之後未被封裝，因此使用該端來與天線之一連接盤進行一直接(亦即，不具有任何其他導體、中間導體或連接盤)連接係可能的。根據本發明之方法提供關於先前技術之方法之一簡化，在先前技術之方法中，導線之第二端被附接至位於前面(亦稱作「接觸面」)上或位於背面(亦稱作「接合面」)上之一導電跡線，且其中此導電跡線自身必須(舉例而言)藉由焊接及/或藉助另一導線連接至天線之連接盤。 用於製造一晶片卡模組之方法可能包括以下特徵中之任一者，該任一特徵視為係獨立於其他特徵的或與其他特徵中之一或多者組合的： - 該方法包括其中將導線之第二端經由先前穿過基板製成之一連接井而固定至一轉移墊之一步驟，此配置允許導線之第二端被固持，直至第二端可以另一方式(舉例而言，使用一熱熔材料之一層，如下文所提及)被固持為止； - 該方法包括其中圍繞連接至一導線之第一端之一晶片進行切割之一步驟，此切割劃定一模組之界限且界定經單粒化模組之最終尺寸，且其中固定該導線之第二端之連接井在切割後位於模組外部；因此，在此情形中對應於一暫時結構之連接井在成品上不再可見； - 該方法包括其中將一熱熔材料施加至基板之第二面使得導線之一部分係可接達的且另一部分被固持於基板與熱熔材料之間之一步驟；舉例而言，在熱熔材料中製成一窗，從而使該導線經由該窗可接達；且 - 該方法包括其中藉由根據模組之最終尺寸(亦即，當將模組裝納於一卡中時模組之尺寸)對模組進行切粒而將模組單粒化之一步驟，然後保留為可接達的導線之部分位於該經單粒化模組上。 根據另一態樣，本發明係關於一種用於製造一晶片卡之方法。此方法包括： - 製造一模組，該模組包括具有一第一主面及一第二主面之一基板且包括附接至該基板之一電子晶片，在該基板之該第一面上具有用於與一接觸式讀卡器裝置進行一暫時電連接之觸點； - 製造一載體上之一天線，此天線包括兩端，每一端配備有一連接盤； - 製造至少部分地覆蓋該載體的卡之至少一個層中之一腔，此腔用於裝納該模組且曝露該天線之該等連接盤； - 將至少一個導線之一第一端直接連接至該晶片之一連接墊；及 - 可能在已將該模組插入至該腔中後將此導線之一部分直接連接至該天線之一連接盤。 用於製造一晶片卡之此方法可能包括以下特徵中之任一者，該任一特徵視為係獨立於其他特徵的或與其他特徵中之一或多者組合的： - 將導線之第一端封裝於一封裝樹脂中； - 在封裝樹脂外部使用一熱熔材料將導線之一部分至少部分地固持於基板上； - 藉由將一熱電極應用於位於基板之第一面(接觸面)上之一觸點而將連接至晶片之一導線之一部分焊接至天線之一連接盤。 根據另一態樣，本發明係關於一晶片卡模組。此晶片卡模組包括： - 一基板，其具有一第一主面及一第二主面，在該基板之第一面上具有用於與一接觸式讀卡器裝置進行一暫時電連接之觸點； - 一電子晶片，其固定至該基板； - 至少一個導線，其藉由一第一端而連接至晶片之一連接墊，該晶片及該導線之第一端被封裝於一樹脂中。 在此晶片卡模組中，該導線之一部分自樹脂延伸出。 可能地，此晶片卡模組另外包括一熱熔材料層，該熱熔材料層施加至基板之第二面，同時留下導線之至少一部分未被熱熔材料覆蓋。 根據另一態樣，本發明係關於包括具有一晶片之一模組及一天線之一晶片卡。此晶片卡另外包括至少一個導線，該導線具有直接連接至晶片之一連接墊之一第一端及直接連接至天線之一連接盤之一部分。可能地，該導線之第一端與晶片被封裝於一樹脂中，且位於封裝樹脂外部之部分經由在一熱熔片中製成之一開口而焊接至天線之一連接盤。
如圖1中所展示，一晶片卡1包括一模組2。晶片卡1係由彼此上下層壓之多個層3、4、5構成。 舉例而言，圖2中所展示之晶片卡包括一底部終飾層(finishing layer) 3、一天線載體(嵌入) 4及一頂部終飾層5。 底部終飾層3及頂部終飾層5可係(舉例而言) PVC印刷層。 天線載體4自身通常由多個層以一已知方式構成，在該等層之間整合有蝕刻至一金屬片中之一導線天線或一天線(在圖2中，插入於兩個層之間的天線6由虛線表示)。形成天線載體4之各種層亦(舉例而言)由PVC製成。 天線6包括(舉例而言)捲繞成延伸至卡1之周邊之數個環路中之一導電線。該線之兩端中之每一者連接至一連接盤7。連接盤7至少部分地可見於且可接達天線載體4之一頂部層9中製成之一開口8處。連接盤7包括(舉例而言)焊墊10。焊墊10由具有介於120℃與230℃之間且更佳地介於160℃與190℃之間的一熔點之一材料構成。 在實施用於製造晶片卡1之方法期間，底部終飾層3、頂部終飾層5與天線載體4層壓在一起，然後在頂部終飾層5中銑削出一腔11，以將一模組2裝納於該腔中及曝露天線6之連接盤7，每一連接盤配備有一各別焊墊10。 此外，用於製造模組2之方法包括在一撓性基板13上製造金屬觸點12 (參見圖3)。基板13包括一第一主面14及一第二主面15，其中觸點12位於基板13之第一面14 (前面或接觸面)上。 此等觸點12係(舉例而言)藉由以下操作以一已知方式而製成：蝕刻由一介電基板(例如，環氧玻璃)支承之一金屬片(例如，銅合金)，或切割出金屬圖案並將此等圖案轉移至一介電基板上(引線框架技術)。 如圖4中所展示，基板13經穿孔以製造連接井16，連接井16之底部由觸點12封閉。晶片17 (每模組一個)接合至基板13之背面15 (接合面)。每一晶片17係使用導電導線18而連接，導電導線18經由連接井16將觸點12連接至晶片17之連接墊。 另外，晶片之兩個連接墊亦藉由通過連接井16之導線18而各自連接至一各別轉移墊19。每一轉移墊19以類似於觸點12之一方式製造且與觸點12同時製造。因此，用於將晶片17連接至天線6之連接導線18各自藉由一第一端連接至晶片17且藉由一第二端連接至一轉移墊19。 其中製成有開口21、22之一熱熔材料層20隨後被施加至基板13之背面15。此熱熔材料層20允許模組2被固定至在卡1中銑削出之其腔11中。開口21、22為兩種類型：大開口21，其中放置有晶片17及用於將晶片17連接至觸點12之連接導線18；及較小窗22，經由該等較小窗中之每一者，用於將晶片17連接至天線6之一連接導線18保持可見且可接達。用於將晶片17連接至天線6之導線18之一部分23通過此等窗22中之每一者(參見圖5)。導線18之此部分23固持於每一窗22之兩個相對側上位於熱熔材料20與基板13之間。通過每一窗22的導線18之部分23係相對自由的。該部分在基板13之表面上方伸展而不黏附至該表面。 一封裝樹脂25覆蓋晶片17及用於將晶片17連接至觸點12之導線18。封裝樹脂25之團塊受大開口21之邊緣侷限。用於將晶片17連接至天線6之導線18之一部分23通過之窗22不具有樹脂25。 在經加工且經單粒化模組2上，熱熔材料層20圍繞晶片17之整體形成一框架。此框架中僅切出兩個窗22。此等窗22之尺寸係相對小的(舉例而言1 mm × 2 mm)。因此，此等窗22之存在實際上對模組2至邊緣24之黏附無影響，邊緣24係在於卡1中銑削出腔11時所製成(參見圖2)。 在切割模組2從而將模組2單粒化為其最終尺寸之後，用於將晶片17連接至天線6之導線18之第二端所連接至之轉移井19已被移除。 隨後，將模組2插入至在一晶片卡1中銑削出之一腔11中。用於將晶片17連接至天線6之導線18通過之窗22面向天線6之連接盤7而放置，連接盤7在腔11中可見。 將一熱電極(未展示)應用於模組2之接觸面14。由熱電極提供之熱量使位於模組2之背面15上之熱熔材料20恢復活性。熱熔材料20黏附至在腔11之銑削期間腔11中所形成之邊緣24。此外，熱電極使放置於天線6之連接盤7上之焊墊10熔化。熱電極(舉例而言)被加熱至介於120℃與250℃之間的一溫度。熱電極與焊墊10之間的熱傳導在熱量僅經由觸點12 (其係良好導熱體)及基板13而傳遞時尤其高效。 焊墊10之經熔化焊料與通過每一窗22的導線18之部分23接觸。因而部分地塗佈有焊料的導線18之部分23然後電連接至天線6。另外，由於焊料不黏附至基板13或熱熔材料20，因此固持於焊料中的導線18之部分23被剛性地固定至天線6之連接墊7，但相對於模組2保持有相對移動自由度。此相對移動自由度及導線18之伸展性質使得補償模組2相對於卡1之主體之其餘部分之移動以及在卡1之主體之其餘部分處於使用中時吸收模組2與卡1之主體之其餘部分之間所產生之應力從而允許避免在先前技術之卡中有時所觀察到的天線6之意外斷開連接成為可能。
1‧‧‧晶片卡/卡
2‧‧‧晶片卡模組/模組/經加工且經單粒化模組/經單粒化模組
3‧‧‧層/底部終飾層
4‧‧‧層/天線載體/載體
5‧‧‧層/頂部終飾層
6‧‧‧天線
7‧‧‧連接盤/連接墊
8‧‧‧開口
9‧‧‧頂部層
10‧‧‧焊墊
11‧‧‧腔
12‧‧‧金屬觸點/觸點
13‧‧‧基板/撓性基板
14‧‧‧第一主面/第一面/接觸面
15‧‧‧第二主面/背面/第二面
16‧‧‧連接井
17‧‧‧電子晶片/晶片
18‧‧‧導線/導電導線/連接導線
19‧‧‧轉移墊/轉移井
20‧‧‧熱熔材料層/熱熔材料/熱熔片
21‧‧‧開口/大開口
22‧‧‧開口/窗/較小窗
23‧‧‧部分
24‧‧‧邊緣
25‧‧‧封裝樹脂/樹脂
在閱讀詳細說明及附圖後旋即將明瞭本發明之其他特徵及優點，在附圖中： - 圖1係根據本發明之一晶片卡之呈透視圖形式之一示意性表示； - 圖2係圖1之晶片卡之呈分解透視圖形式之一示意性表示； - 圖3係自上方及自前方觀看用於製造晶片卡模組(諸如圖1及圖2中之晶片卡模組)之一基板條之一部分之一示意性表示； - 圖4係自背面觀看圖3之基板條之呈分解透視圖形式之一示意性表示；且 - 圖5係一晶片卡模組(諸如圖1及圖2中之晶片卡模組)之呈透視圖形式之一示意性表示。

Claims (14)

  1. 一種用於製造一晶片卡(1)模組(2)之方法，其中：提供具有一第一(14)主面及一第二(15)主面之一基板(13)，在該基板(13)之該第一面(14)上具有用於與一接觸式讀卡器裝置進行一暫時電連接之觸點(12)；將一電子晶片(17)附接至該基板(13)；將至少一個導線(18)之一第一端直接連接至該晶片(17)之一連接墊，且將該晶片(17)及該導線(18)之該第一端封裝於一樹脂(25)中，其特徵在於該導線(18)之一第二端被留在該樹脂(25)外部，以直接電連接至一天線(6)之一連接盤(land)(7)。
  2. 如請求項1之方法，其包括其中將該導線(18)之該第二端經由先前穿過該基板(13)製成之一連接井(16)而固定至一轉移墊(19)之一步驟。
  3. 如請求項2之方法，其中圍繞連接至一導線(18)之該第一端之一晶片(17)進行切割，此切割劃定一模組(2)之界限且界定該經單粒化模組(2)之最終尺寸，且其中固定該導線(18)之該第二端之該連接井(16)在切割後位於該模組(2)外部。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其包括其中將一熱熔材料(20)施加至該基板(13)之該第二面(15)使得該導線(18)之一部分(23)係可接達的且另一部分被固持於該基板(13)與該熱熔材料(20)之間之一步驟。
  5. 如請求項4之方法，其中將其中已製成有一窗(22)之一熱熔材料(20)施加至該基板(13)之該第二面(15)，從而使該導線(18)經由該窗(22)可接達。
  6. 如請求項4之方法，其包括其中藉由根據該模組(2)之最終尺寸對該模組(2)進行切粒而將該模組(2)單粒化之一步驟，然後保留為可接達的該導線(18)之該部分(23)位於該經單粒化模組(2)上。
  7. 一種用於製造一晶片卡(1)之方法，其包括：製造一模組(2)，該模組(2)包括具有一第一(14)主面及一第二(15)主面之一基板(13)且包括附接至該基板(13)之一電子晶片(17)，在該基板(13)之該第一面(14)上具有用於與一接觸式讀卡器裝置進行一暫時電連接之觸點(12)；製造一載體(4)上之一天線(6)，此天線(6)包括兩端，每一端配備有一連接盤(7)；製造至少部分地覆蓋該載體(4)的該卡(1)之至少一個層(5)中之一腔(11)，以裝納該模組(2)且曝露該天線(6)之該等連接盤(7)；將至少一個導線(18)之一第一端直接連接至該晶片(17)之一連接墊，其特徵在於位於一封裝樹脂(25)外部的該導線(18)之一部分(23)可直接且電連接至該天線(6)之該連接盤(7)。
  8. 如請求項7之方法，其中該導線(18)之該第一端被封裝於該封裝樹脂(25)中。
  9. 如請求項8之方法，其中在該封裝樹脂(25)外部使用一熱熔材料(20)將該導線(18)之一部分(23)至少部分地固持於該基板(13)上。
  10. 如請求項7至9中任一項之方法，其中藉由將一熱電極應用於位於該基板(13)之該第一面(14)上之一觸點(12)而將連接至該晶片(17)之一導線(18)之一部分(23)焊接至該天線(6)之一連接盤(7)。
  11. 一種晶片卡模組，其包括：一基板(13)，其具有一第一(14)主面及一第二(15)主面，在該基板(13)之該第一面(14)上具有用於與一接觸式讀卡器裝置進行一暫時電連接之觸點(12)；一電子晶片(17)，其固定至該基板(13)；至少一個導線(18)，其藉由一第一端而連接至該晶片(17)之一連接墊，其中該晶片(17)及該導線(18)之該第一端被封裝於一樹脂(25)中，其特徵在於該導線(18)之一部分(23)自該樹脂(25)延伸出，以直接電連接至一天線(6)之一連接盤(7)。
  12. 如請求項11之模組，其包括一熱熔材料層(20)，該熱熔材料層(20)施加至該基板(13)之該第二面(15)，同時留下該導線(18)之至少一部分(23)未被該熱熔材料(20)覆蓋。
  13. 一種晶片卡，其包括具有一晶片(17)之一模組(2)及一天線(6)，其特徵在於其包括至少一個導線(18)，該導線具有直接連接至該晶片(17)之一連接墊之一第一端及直接連接至該天線(6)之一連接盤(7)之一部分(23)，該導線(18)之該部分(23)係位於一樹脂(25)外部。
  14. 如請求項13之晶片卡，其中該導線(18)之該第一端與該晶片(17)被封裝於該樹脂(25)中，且位於該樹脂(25)外部之該部分(23)經由在一熱熔片(20)中製成之一開口(22)而焊接至該天線(6)之該連接盤(7)。
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