專利名稱：一種非接觸卡類型的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作電子裝置，該電子裝置具有至少一個(gè)放入支持物并由連接表面連接到接口元件的電路芯片。
這些電子裝置例如構(gòu)成像智能卡這樣的便攜式裝置，特別地構(gòu)成這樣一些卡，其借助集成到該卡中的天線，或電子標(biāo)簽，或包括一個(gè)天線的電子模塊不必接觸就能行使功能。
人們想用這樣的卡來執(zhí)行各種操作，例如銀行操作，電話通信，識(shí)別操作，操作帳戶記入對(duì)方或重新裝入單元，以及能夠在一定的距離上通過在一發(fā)送/接收端和放置在該端作用范圍內(nèi)的卡之間的高頻電磁耦合執(zhí)行的所有類型操作。
這些標(biāo)簽和電子模塊允許所有類型的識(shí)別操作。
在制作這種裝置中必需要解決的主要問題之一是將天線連接到提供裝置電子功能的集成電路芯片。
對(duì)于卡或標(biāo)簽的情況必需要解決的另一個(gè)問題是將裝置的厚度減小到最大可能的程度。
很顯然在制作中必須考慮經(jīng)典的機(jī)械強(qiáng)度限制，可靠性和制作成本。
一種公開在PCT文本W(wǎng)O96/07985中的在天線和集成電路芯片間進(jìn)行連接的現(xiàn)有技術(shù)已知的解決方案包括在芯片上的兩個(gè)接觸襯墊上形成金屬的凸出物，然后將這些凸出物連接到天線導(dǎo)線端。對(duì)于這種情況，天線導(dǎo)線是在一個(gè)基片上形成的銅導(dǎo)線，而凸出物由熱壓施加到該天線導(dǎo)線上。
然而，在連接的牽引力之下，這樣得到的內(nèi)聯(lián)單元的問題是機(jī)械強(qiáng)度和脆性。原因是當(dāng)芯片經(jīng)受機(jī)構(gòu)應(yīng)力時(shí)，凸出物將遭遇到影響電連接質(zhì)量的損傷。這種機(jī)械應(yīng)力能甚至直至引起凸出物的破裂并由此離開芯片。由此按現(xiàn)有方法生產(chǎn)的非接觸智能卡的壽命相對(duì)短。
在現(xiàn)有技術(shù)的另一已知方案中，天線和芯片之間的連接是借助于在該天線和在芯片的兩個(gè)接觸襯墊上形成的金屬凸出物之間施加的導(dǎo)電膠實(shí)現(xiàn)的。然而，對(duì)于這種情況，由于存在膠和凸出物，厚度明顯超出。此外，卡的制作要求分配膠點(diǎn)的附加步驟。
在可應(yīng)用導(dǎo)電膠點(diǎn)的凸出處，附加到天線和芯片的厚度并不明顯，但導(dǎo)電膠增加了所得內(nèi)聯(lián)單元的體積。但是可設(shè)想得到體積很小的內(nèi)聯(lián)單元，以生產(chǎn)超扁平非接觸智能卡，即厚度比標(biāo)準(zhǔn)ISO厚度還薄。標(biāo)準(zhǔn)ISO 7810相應(yīng)于85mm長(zhǎng)，54 mm寬和0.76mm厚的一種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的卡。
此外，在某些情況下在將芯片連接到天線的期間使用導(dǎo)電膠可以使電氣制作芯片中萬一將膠灌注到芯片的側(cè)邊。
本發(fā)明的目的在于緩解現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
為此，本發(fā)明目的在于制作例如非接觸智能卡、標(biāo)簽或電子模塊這樣的電子裝置，其中至少一個(gè)芯片直接通過放在天線厚度中的金屬化凸出物連接到天線，同時(shí)該芯片附著到天線。
此外，按本發(fā)明的方法意圖將芯片轉(zhuǎn)移到一個(gè)絕緣基片并將其包封起來以便將其側(cè)邊絕緣而留下其呈現(xiàn)在表面上的接觸點(diǎn)。
本發(fā)明的目的特別在于制作一種電子裝置的方法，該電子裝置包括至少一個(gè)連接到天線的集成芯片，其特征在于包括下列步驟—將一個(gè)芯片轉(zhuǎn)移到在由絕緣材料制作的一個(gè)支持物中提供的凹口中；—由承載天線的絕緣片的熱疊層將芯片連接到天線，在天線上的連接襯墊放置在芯片上的連接襯墊的相對(duì)面。
按本發(fā)明的一個(gè)特征，凹槽(Impression)由層壓或滾壓在第二絕緣片上的一個(gè)穿孔的絕緣片組成，孔眼的尺寸大于芯片的尺寸。
在一個(gè)改型的實(shí)施例中凹槽是機(jī)械制作在絕緣材料中的。
按照另一特征，按本發(fā)明的方法還包括絕緣芯片側(cè)邊的一個(gè)步驟。
按照一種改型，芯片側(cè)邊的絕緣是通過將絕緣材料分配填充凹槽邊緣和芯片側(cè)邊之間的縫隙來完成的。
按照一種改型的實(shí)施例，芯片側(cè)邊的絕緣是通過噴射一種絕緣材料來完成的。
按照另一種改型，芯片側(cè)邊的絕緣是通過絕緣支持物的材料的熱疊層完成的，由此在凹槽邊緣和芯片側(cè)邊之間的縫隙中形成一種熔化物。
按照該最后的改型，保護(hù)芯片側(cè)邊的步驟和將芯片連接到天線的步驟都是在簡(jiǎn)單的層壓期間進(jìn)行的。
按照另一特征，芯片具有在每個(gè)接觸襯墊上制作的金屬凸出物，天線是由能熱壓軟化的材料制作的。
金屬化的凸出物基本上成錐形。
按照一個(gè)特征，絕緣片的尺寸大于或等于制作的電子裝置的規(guī)格，絕緣片是在將多個(gè)芯片連接到多個(gè)天線的步驟之后切割的，為的是釋放多個(gè)電子裝置。
按照另一特征，絕緣片的尺度等于制作的電子裝置的規(guī)格，芯片連接到天線。
制作的電子裝置是智能卡。
制作的電子裝置是電子標(biāo)簽。
按本發(fā)明的制作方法是優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)聯(lián)期間保護(hù)芯片的側(cè)邊。
此外，按本發(fā)明的方法使得有可能將芯片矩陣內(nèi)聯(lián)到單獨(dú)操作的多個(gè)天線。這是因?yàn)橛锌赡芊胖枚鄠€(gè)芯片和多個(gè)凹槽以便插入內(nèi)聯(lián)步驟之后加以切割的一個(gè)大電路或多個(gè)電路。
此外，由于凸出物放在天線的厚度之中，由芯片和天線形成的內(nèi)聯(lián)組件體積減小，這對(duì)于生產(chǎn)超扁平電子模塊是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)讀由說明性但非限制性例子的方法給出的并結(jié)合所附

圖1a-1f進(jìn)行的說明書，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將是顯見的，這些附圖示意地描繪了制作按本發(fā)明的非接觸電子裝置的步驟。
圖1a-1f說明在芯片10和天線6之間的連接步驟。由芯片10和天線6形成的內(nèi)聯(lián)組件試圖插在比標(biāo)準(zhǔn)IS0厚度還薄的超微厚度的非接觸智能卡中，或任何其他的具有天線的電子裝置中。
為清楚起見，圖和說明書都指的是一個(gè)芯片和一個(gè)天線。但是，本發(fā)明還應(yīng)用到制作一種非接觸內(nèi)置電路的方法，該非接觸內(nèi)置電路包括多個(gè)芯片和多個(gè)天線。
參照?qǐng)D1a，一個(gè)凹槽3制作在一個(gè)絕緣支持物1中，其尺寸稍大于一個(gè)芯片的尺寸。
絕緣基片1可以由例如聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)制成的塑料片所組成。
按照該實(shí)施例，凹槽3可以機(jī)械制作在絕緣支持物1中或由彼此膠粘或?qū)訅簝蓚€(gè)絕緣片1和2而在片1中有一個(gè)凹槽3來產(chǎn)生。片1和2最好切割到欲制作的卡或電路的規(guī)格。
圖1b說明將一個(gè)芯片10移動(dòng)到片1的凹槽中。按照任何已知技術(shù)，以工作面部朝上就完成這種轉(zhuǎn)移。芯片10的接觸點(diǎn)11露面于絕緣片1的表面上。
按本發(fā)明的首步制作方法包括在芯片10的接觸襯墊上形成金屬化的凸出物12。它們用來提供芯片10和天線6之間的電氣接觸。因此它們必需由一種導(dǎo)電材料來制作。例如它們可用金制作，或由帶有金屬微粒的聚合物材料制作。
最好凸出物12制作在芯片10的兩個(gè)接觸襯墊11上，以便能夠在位于其端點(diǎn)處的天線6的導(dǎo)電區(qū)域上實(shí)現(xiàn)連接。
如果想把凸出物12放在天線6的厚度之中，則最好其厚度接近等于或稍小于天線的厚度。此外，為使得凸出物12很好地穿透到天線6的厚度中去，最好它們基本上呈錐形。
如果芯片10的邊沿是導(dǎo)電的，則進(jìn)行其側(cè)邊的絕緣是有利的。當(dāng)使用的一種類型的芯片10其邊沿原來就不是導(dǎo)電的，和因此已經(jīng)是絕緣的情況時(shí)，該步驟不是必要的。
圖1c和1d說明實(shí)現(xiàn)芯片側(cè)邊絕緣的一種具體方法。按該實(shí)施例，片4是熱層壓在由絕緣片和芯片組成的組件上。片4有利地具有一種性質(zhì)，那就是不粘附限定凹槽3的絕緣片1和2。
可以設(shè)想用疊層墊于片4的位置。
按照本發(fā)明的特征，在由絕緣片和芯片組成的組件上的由墊或片4實(shí)現(xiàn)的熱疊層有可能幫助絕緣片4的部分熔化材料的擴(kuò)散從而絕緣芯片10的側(cè)邊。這是因?yàn)槠?材料的傾注(pouring)13有可能阻塞留在芯片10和凹槽3之間的縫隙，傾注13比縫隙稍大。
這樣芯片10被放在由兩片1和2組成的絕緣基片中，具有接觸墊11和其凸出物12露面于片1的表面上。
按照一個(gè)改型實(shí)施例，有可能通過分配或噴射填充凹槽3邊緣和芯片10側(cè)邊之間的縫隙的一種絕緣材料實(shí)現(xiàn)芯片10側(cè)邊的絕緣。
參照?qǐng)D1e，天線6是在絕緣支持物5上制作的。
絕緣支持物5例如由生產(chǎn)智能卡或電路的規(guī)格的塑料片所組成。例如可由聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)組成。
天線6由可軟化的導(dǎo)電材料制作，連接到芯片10，允許凸出物12更好的穿透。其形狀并不重要，并且可以例如表示為螺旋的或任何其他的圖形。
第一實(shí)施例包括由一種包含金屬微粒的熱塑料材料生產(chǎn)天線6。在這種情況下由在基于熱塑料上涂導(dǎo)電油墨形成的屏蔽物形成天線。金屬微粒例如由小銀球組成。
片5是熱層壓在片1和2上。熱添加劑軟化組成天線6的熱塑料材料，和該疊層使凸出物12穿透天線的厚度，其目的在于將芯片10連接到天線6。當(dāng)層壓操作結(jié)束時(shí)，留下所得到內(nèi)聯(lián)組件在周圍空氣中冷卻，以使天線材料恢復(fù)其固態(tài)和初始形狀。在其軟化期間，熱塑料天線一般具有粘附性質(zhì)，其可能使芯片固定。
在一種改型實(shí)施例中，天線6由一種導(dǎo)電熱固聚合物材料制作的，即一種包含金屬微粒的聚合物所制作。對(duì)此情況，將保證在將芯片連接到天線的步驟之前該天線材料不被聚合，以使得這種材料處于粘稠狀態(tài)。
之后熱層壓一方面使凸出物12穿透到該天線6的材料的厚度中，而另一方面聚合構(gòu)成天線6的熱固材料以使其硬化。
圖1f說明由按本發(fā)明方法得到的內(nèi)聯(lián)組件。
由于使用按本發(fā)明的制作方法，有可能制作超微厚度的標(biāo)簽或非接觸智能卡這樣的電子裝置。事實(shí)上所得到的這種裝置的厚度等于三個(gè)塑料片1，2和5以及天線6的厚度和，芯片10放置在片1中，凸出物12放置在天線6的厚度之中。
此外，凸出物12完全放置在天線6的厚度之中，這樣將不存在受損于機(jī)械應(yīng)力的風(fēng)險(xiǎn)。因此所得到的內(nèi)聯(lián)組件具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和增長(zhǎng)的壽命。
此外，使用本發(fā)明方法可能不是單獨(dú)地處理一種卡的規(guī)格，而是處理一種更大規(guī)格的卡并之后切割多個(gè)卡。
這樣有可能用一種單獨(dú)的操作，將一個(gè)芯片矩陣連接到一個(gè)天線矩陣并實(shí)現(xiàn)它們的插入。
按本發(fā)明的使用大絕緣片1，2，5實(shí)施的方法使片相互準(zhǔn)確定位，并由此芯片上的接觸襯墊相對(duì)天線上的連接襯墊準(zhǔn)確定位。
權(quán)利要求
1.一種制作一種電子裝置的方法，該電子裝置包含至少一個(gè)連接到天線(6)的集成電路芯片(10)，其特征在于包括下列步驟—將一個(gè)芯片(10)轉(zhuǎn)移到在由絕緣材料(1)制成的支持物中提供的一個(gè)凹口(3)中；—由承受天線(6)的絕緣片的熱疊層(5)將芯片(10)連接到天線(6)，天線(6)上的連接襯墊相對(duì)芯片(10)上的連接襯墊放置。
2.按權(quán)利要求1的制作方法，其特征在于凹槽(3)由層壓的或粘接到第二絕緣片(2)的穿孔的絕緣片(1)組成，孔眼的大小大于芯片(10)的尺寸。
3.按權(quán)利要求1的制作方法，其特征在于凹槽(3)是由機(jī)械制作在絕緣材料(1)中生產(chǎn)的。
4.按權(quán)利要求1-3之一的制作方法，其特征在于還包括絕緣芯片(10)側(cè)邊的一個(gè)步驟(13)。
5.按權(quán)利要求4的制作方法，其特征在于芯片(10)側(cè)面的絕緣(13)是通過將絕緣材料分配填充凹槽(3)邊緣和芯片(10)側(cè)邊的縫隙來完成的。
6.按權(quán)利要求4的制作方法，其特征在于芯片(10)側(cè)邊的絕緣(13)是通過噴射一種絕緣材料填充凹槽(3)邊緣和芯片(10)的側(cè)邊之間的縫隙來完成的。
7.按權(quán)利要求4的制作方法，其特征在于芯片(10)側(cè)邊的絕緣(13)是通過絕緣支持物(1)的材料的熱層壓完成的，由此在芯片(10)的側(cè)邊和凹槽(3)的邊緣之間的縫隙中形成一種熔化物。
8.按權(quán)利要求4和7的制作方法，其特征在于絕緣芯片(10)的側(cè)邊的步驟和將芯片(10)連接到天線(6)的步驟是在簡(jiǎn)單的層壓期間進(jìn)行的。
9.按前面權(quán)利要求任一的制作方法，其特征在于芯片(10)具有在每個(gè)連接襯墊(11)上制作的金屬凸出物(12)，天線(6)是由能熱壓能軟化的材料制作的。
10.按權(quán)利要求8的制作方法，其特征在于金屬化的凸出物(12)基本上成錐形。
11.按前面權(quán)利要求任一的制作方法，其特征在于絕緣片(1，2，5)的尺寸大于或等于制作的電子裝置的規(guī)格，絕緣片(1，2，5)是在將多個(gè)芯片(10)連接到多個(gè)天線(6)步驟之后被切割的，為的是釋放多個(gè)電子裝置。
12.按權(quán)利要求1-9之任一的制作方法，其特征在于絕緣片(1，2，5)的尺度等于制作的電子裝置的規(guī)格，芯片(10)連接到天線(6)。
13.按權(quán)利要求10和11之一的制作方法，其特征在于生產(chǎn)的電子裝置是一種智能卡。
14.按權(quán)利要求10和11之一的制作方法，其特征在于制作的電子裝置是一種電子標(biāo)簽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制作一種電子裝置的方法,該電子裝置包括至少一個(gè)連接到天線(6)的集成電路芯片(10),其特征在于包括下列步驟:將一個(gè)芯片(10)轉(zhuǎn)移到在由絕緣材料(1)制成的支持物中提供的一個(gè)凹槽(3)中;由承受天線(6)的絕緣片(5)的熱疊層將芯片(10)連接到天線(6)。按本發(fā)明的制作方法提供芯片和天線間的高質(zhì)量電連接,并且用一個(gè)步驟在一個(gè)大電路中實(shí)現(xiàn)芯片矩陣同多個(gè)天線的連接。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1343340SQ00804888
公開日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2000年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者P·帕特里斯, M·扎夫拉尼 申請(qǐng)人:格姆普拉斯公司