專利名稱：一種新型雙界面智能卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能卡領(lǐng)域，特別是接觸式智能卡領(lǐng)域，具體涉及一種新型雙界面智能卡。
背景技術(shù)：
智能卡是21世紀發(fā)展最為迅速的智能電子產(chǎn)品，經(jīng)過多領(lǐng)域的應(yīng)用，已經(jīng)融入社會的各個角落。如銀行卡、門禁卡、公交卡和手機SIM卡等，我們的工作和生活已經(jīng)依賴于智能卡的神奇功能。傳統(tǒng)的智能卡是一張85)(54mm的薄型卡片，其厚度為0. 76mm，符合 IS07816的機械尺寸和電氣特性的要求。其核心部分是嵌于卡體內(nèi)的一個智能卡模塊，由基板、芯片和一些輔助材料組成。銀行卡、門禁卡和公交卡等一般采用大卡的形式來使用，而手機的SIM卡卻無一例外地采用小卡的方式使用，目前有25X15mm的小卡或者15X12mm的微型卡兩種尺寸。在全球的智能卡產(chǎn)品中，手機SIM卡占據(jù)了超過80%的份額，每年的用量超過40億張！在這些小卡的應(yīng)用中，在近年來衍生出的具有射頻支付功能的雙界面SIM卡，不但實現(xiàn)了普通 SIM卡的電信通信功能，又兼有近距離射頻通信的功能，可進行公交手機付費、小額手機支付、手機門禁等等功能，大大擴展了手機的近距離通信的功能。而工廠生產(chǎn)時由于設(shè)備的限制，一直按照大卡的工藝來生產(chǎn)，然后在大卡的相應(yīng)位置沖切出小卡的外形，用戶在購買了卡后，將小卡掰下，剩余的大卡卡基成了廢料，被隨意丟棄導致環(huán)境污染。傳統(tǒng)的智能卡模塊和卡基貼合時，由于黏結(jié)劑貼附的面積較小，當卡被扭曲時容易使模塊和卡基分離，使智能卡失效。某些情況下，采用模塑封裝成小卡的方式，雖然產(chǎn)品可靠性較高，但存在生產(chǎn)成本較高，而且由于模塑料的剛性物理特性，封裝成的小卡無法彎曲，在某些卡槽內(nèi)插拔較困難。本發(fā)明為了解決小卡類雙界面智能卡產(chǎn)品應(yīng)用存在的問題點，從成本、可靠性、環(huán)保等角度考慮，都需要一種新的技術(shù)來突破。我們提出了全新的解決方案，使小型雙界面智能卡的生產(chǎn)工藝簡化、效率提高、可靠性更高、成本更低，并且做到綠色環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，在雙界面智能卡的生產(chǎn)中提出了多張小卡同時制作的概念。這種新型的產(chǎn)品，通過將裸芯片直接安裝到基板上，通過超聲波焊接工藝將芯片的焊盤和基板的電路連接起來，再使用包封膠將芯片包封起來。另外一種途徑是將裸芯片通過薄型封裝工藝封裝成薄型模塊，然后通過普通表面貼裝設(shè)備的貼裝工藝，將模塊的焊盤和基板的線路通過回流焊方式固化并可靠地連接起來。安裝好芯片的基板通過黏結(jié)劑和卡基可靠結(jié)合，最后再將多單元的大卡切割成需要的小卡尺寸，如25X15mm的小卡或者15X12mm的微型卡。本發(fā)明的新型雙界面智能卡，簡化了傳統(tǒng)方式的生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)品可靠性、同時對于小卡應(yīng)用的智能卡避免多余的卡基浪費和造成環(huán)境的污染。為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種新型雙界面智能卡，其特征在于，包括芯片、芯片包封體、基板和具有模塊安裝槽孔的卡基；
所述的芯片設(shè)置在基板的零件面，芯片包封體包圍在芯片外側(cè)，基板的非零件面設(shè)置了符合IS07816標準的觸點，觸點的數(shù)量為6個或8個；基板的零件面設(shè)置了多圈環(huán)繞的射頻天線、匹配電容器焊盤、芯片焊盤和連接的線路；安裝有芯片、電容器和芯片包封體的基板的零件面和卡基貼合，芯片包封體安裝在卡基的槽孔內(nèi)。進一步的，所述的芯片為晶圓經(jīng)過減薄切割后沒有進行封裝的單顆裸芯片；所述的基板為環(huán)氧樹脂敷銅電路板(PCB)、聚酰亞胺(PI)敷銅電路板或聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)電路板；所述的包封體為紫外線固化膠、硅膠或環(huán)氧樹脂膠；所述的卡基為聚氯乙烯 (PVC)或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)。再進一步，所述的芯片和包封體通過預(yù)加工形成了薄型可通過表面貼裝的模塊， 通過焊接劑和基板的線路相連接。再進一步，所述的射頻天線位于基板零件面經(jīng)蝕刻工藝形成的多圈繞線式結(jié)構(gòu)， 其兩個末端和芯片的功能焊盤連接，在某些情況下，需要在天線的抹端并聯(lián)一組匹配電容器，以獲得需要的諧振頻率，諧振頻率為13. 56MHz。再進一步，所述的芯片安裝到基板的零件面，通過超聲波焊線工藝使芯片的焊盤和基板線路相連接，再通過包封體將芯片包圍起來。再進一步，所述的基板設(shè)置了 9組相同的線路單元，同時加工后和卡基貼合。再進一步，所述的卡基設(shè)置了 9組相同的結(jié)構(gòu)單元，和基板貼合加工后切割成單元小卡，小卡的長寬尺寸為25X15mm。再進一步，其特征在于，所述的基板設(shè)置了 15組相同的線路單元，同時加工后和卡基貼合。再進一步，所述的卡基設(shè)置了 15組相同的結(jié)構(gòu)單元，和基板貼合加工后切割成單元微型卡，微型卡的長寬尺寸為15X12mm。根據(jù)上述技術(shù)方案形成的雙界面智能卡，簡化了傳統(tǒng)方式的生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)品可靠性、同時對于小卡應(yīng)用的智能卡避免多余的卡基浪費和造成環(huán)境的污染。本發(fā)明的對于智能卡產(chǎn)業(yè)的進步起到推動的作用。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明8觸點雙界面智能卡9聯(lián)卡示意圖。圖2為本發(fā)明6觸點雙界面智能卡9聯(lián)卡示意圖。圖3為本發(fā)明雙界面智能卡9聯(lián)卡芯片表面貼裝示意圖。圖4為本發(fā)明雙界面智能卡9聯(lián)卡芯片點膠封狀示意圖。圖5為本發(fā)明雙界面智能卡9聯(lián)卡卡基結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明雙界面智能卡9聯(lián)卡卡基剖面示意圖。圖7為本發(fā)明8觸點雙界面智能卡單卡示意圖。圖8為本發(fā)明6觸點雙界面智能卡單卡示意圖。圖9為本發(fā)明6觸點組合式微型雙界面智能卡單卡示意圖。
圖10為本發(fā)明6觸點雙界面智能卡15聯(lián)卡示意圖。圖11為本發(fā)明雙界面智能卡15聯(lián)卡芯片表面貼裝示意圖。圖12為本發(fā)明雙界面智能卡15聯(lián)卡芯片點膠封狀示意圖。圖13為本發(fā)明雙界面智能卡15聯(lián)卡卡基結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為本發(fā)明6觸點微型雙界面智能卡單卡示意圖。圖15為本發(fā)明雙界面智能卡單卡結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖16為本發(fā)明雙界面智能卡單卡結(jié)構(gòu)局部放大剖面示意圖。圖17為本發(fā)明雙界面智能卡單小卡基板的零件面圖形示意圖。圖18為本發(fā)明雙界面智能單小卡復合微型卡基板的零件面圖形示意圖。圖19為本發(fā)明雙界面智能卡單微型卡基板的零件面圖形示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明的具體內(nèi)容。本發(fā)明在雙界面智能卡的生產(chǎn)中采用多張小卡同時制作的方式，通過將裸芯片直接安裝到基板上，采用超聲波焊接工藝將芯片的焊盤和基板的電路連接起來，再使用包封膠將芯片包封起來；也可以將裸芯片通過薄型封裝工藝封裝成薄型模塊，然后通過普通表面貼裝設(shè)備的貼裝工藝，將模塊的焊盤和基板的線路通過回流焊方式固化并可靠地連接起來。安裝好芯片的基板通過黏結(jié)劑和卡基可靠結(jié)合，最后再將多單元的大卡切割成需要的小卡尺寸，如25X15mm的小卡或者15X12mm的微型卡。這種方式簡化了傳統(tǒng)雙界面智能卡的生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)品可靠性、同時對于小卡應(yīng)用的雙界面智能卡避免多余的卡基浪費和造成環(huán)境的污染。如圖17、圖18和圖19所示的基板的零件面圖形示意圖，在基板3的零件面，設(shè)置有多圈繞線式射頻天線36、多個正反面導通孔39、芯片安裝區(qū)域37、芯片焊盤36、電容貼裝焊盤38和連接的線路。首先在基板3的零件焊盤表面通過表面貼裝的絲印工藝將焊接劑放置在需要焊接的區(qū)域，在芯片安裝區(qū)域37的位置采用機械手將經(jīng)過封裝的芯片的焊盤對準基板的焊盤36進行安裝，然后再將安裝好芯片的基板通過回流焊爐加熱將焊接劑固化， 完成芯片焊接的過程；在這個過程中，焊接劑的量根據(jù)焊盤的尺寸選定，以可以充分連接為準。實際操作中可以通過選擇鋼網(wǎng)的厚度以及印刷開窗的尺寸來調(diào)整。鋼網(wǎng)的厚度從25um 到200um之間可以選擇。如圖3和圖11所示的大卡多單元芯片表面貼裝示意圖，在大卡尺寸的基板上分布著若干個小卡單元33，每個小卡單元33中設(shè)置有芯片34，并在大卡基板的空閑位置設(shè)置了定位孔32。在回流焊爐加熱將焊接劑固化的過程中，根據(jù)基板的材質(zhì)來選用不同的焊接劑并配合相應(yīng)的加熱溫度來實現(xiàn)。如環(huán)氧樹脂敷銅電路板(PCB)和聚酰亞胺(PI)敷銅電路板采用以下溫度
第一階段預(yù)熱段溫度先從室溫上升至Tl ；第二階段保溫段溫度在T2之間保持；第三階段回流段溫度從T3-T4-T3期間為回流溫度，第四階段冷卻段溫度從T3下降至室
Tl 為 180°C -200°C ；T2 為 180 °C -230 °C ； T3 為 220 °C -240 °C ； T4 為 240 °C -280 °C ；
如材料是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)電路板采用以下溫度 Tl 為 100-120°C ； T2 為 100-150°C ； T3 為 140-160 0C ； T4 為 160-180°C。對于尺寸較大的芯片焊接的時候，可以選擇對芯片的四個角進行補強固定，并通過固化工序?qū)⒀a強膠固化，起到保護芯片和焊接點的目的。如圖4和圖12所示的芯片點膠封狀示意圖，首先在基板3的零件安裝區(qū)表面通過芯片自動貼裝工藝將黏結(jié)劑放置在需要焊接的區(qū)域，然后采用機械手將裸芯片貼裝在34 的位置，再將安裝好芯片34的基板3通過加熱將焊接劑固化，完成芯片安裝的過程；芯片可以是倒封裝方式，將芯片的焊盤和基板的焊盤直接導通，也可以采用正封裝方式，最后采用引線焊接工藝將芯片的焊盤和基板的焊盤導通。最后，為了有效保護芯片和引線，在芯片區(qū)域加上保護膠體34，使芯片和引線免受外力的損壞。如圖5和圖13卡基結(jié)構(gòu)示意圖及，卡基設(shè)計成9聯(lián)或15聯(lián)的多個小卡拼卡結(jié)構(gòu)， 采用精密注塑成型或精密銑槽加工來實現(xiàn)。模塊安裝區(qū)域為下沉式結(jié)構(gòu)11，根據(jù)模塊的尺寸來確定。在另一面設(shè)計了小卡邊緣識別槽10，在小卡沖切后進行外觀偏位檢查用。通過剖面A-A’的圖6的卡基剖面示意圖，卡基1的厚度為0. 5^0. 7mm之間，根據(jù)基板的厚度來匹配。模塊安裝槽11位于卡基的正面，槽深度取決于模塊的實際安裝厚度，一般在0. 3^0. 5mm 之間，模塊邊界槽10位于卡基的背面，安裝定位孔12突出卡基的表面，便于安裝定位。將安裝好零件的基板零件面貼上黏結(jié)劑，和卡基通過定位孔定位后貼合。如圖15 的結(jié)構(gòu)剖面示意圖和圖16的局部放大剖面示意圖，卡基1位于最底部，基板3的觸點面向上，零件面向下，模塊和基板間通過焊接劑5連接并固定，將模塊4安裝在卡基1的模塊安裝孔6中；基板和卡基間通過黏結(jié)劑2可靠貼合。完成后的產(chǎn)品如圖1、圖2和圖10所示， 定位孔32起到精確的安裝定位；背面單元位置槽33可以為單個產(chǎn)品的外觀偏位起到目檢識別用；符合IS07816接口規(guī)范的6觸點31或8觸點31位于卡體的正面；卡基3的小卡邊緣以外的部分被沖切后集中廢棄。最后完成的小卡3的尺寸可以是符合國際SIM卡標準的25. 0X15. 0mm，如圖7和圖 8所示；也可以是在標準卡上3沖切出微型卡8的兼容體，如圖9所示；也可以是微型卡3 結(jié)構(gòu)，如圖14所示。小卡或微型卡的觸點31的尺寸和位置符合IS07816的相關(guān)要求，觸點的形狀不局限于圖示的方形，在應(yīng)用過程中可以進行美化，只要符合IS07816的要求即可。綜上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型雙界面智能卡，其特征在于，包括芯片、芯片包封體、基板和具有模塊安裝槽孔的卡基；所述的芯片設(shè)置在基板的零件面，芯片包封體包圍在芯片外側(cè)，基板的非零件面設(shè)置了符合IS07816標準的觸點，觸點的數(shù)量為6個或8個；基板的零件面設(shè)置了多圈環(huán)繞的射頻天線、匹配電容器焊盤、芯片焊盤和連接的線路；安裝有芯片、電容器和芯片包封體的基板的零件面和卡基貼合，芯片包封體安裝在卡基的槽孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的芯片為晶圓經(jīng)過減薄切割后沒有進行封裝的單顆裸芯片；所述的基板為環(huán)氧樹脂敷銅電路板(PCB)、聚酰亞胺(PI)敷銅電路板或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)電路板；所述的包封體為紫外線固化膠、硅膠或環(huán)氧樹脂膠；所述的卡基為聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物 (ABS)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的芯片和包封體通過預(yù)加工形成了薄型可通過表面貼裝的模塊，通過焊接劑和基板的線路相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的射頻天線位于基板零件面經(jīng)蝕刻工藝形成的多圈繞線式結(jié)構(gòu)，其兩個末端和芯片的功能焊盤連接，在某些情況下，需要在天線的抹端并聯(lián)一組匹配電容器，以獲得需要的諧振頻率，諧振頻率為 13.56MHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的芯片安裝到基板的零件面，通過超聲波焊線工藝使芯片的焊盤和基板線路相連接，再通過包封體將芯片包圍起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的基板設(shè)置了9組相同的線路單元，同時加工后和卡基貼合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的卡基設(shè)置了9組相同的結(jié)構(gòu)單元，和基板貼合加工后切割成單元小卡，小卡的長寬尺寸為25X15mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，其特征在于，所述的基板設(shè)置了 15組相同的線路單元，同時加工后和卡基貼合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙界面智能卡，其特征在于，所述的卡基設(shè)置了15 組相同的結(jié)構(gòu)單元，和基板貼合加工后切割成單元微型卡，微型卡的長寬尺寸為15X12mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型雙界面智能卡，采用多個雙界面智能卡小卡同時封裝的工藝來實現(xiàn)高效的產(chǎn)品生產(chǎn)，包括芯片、芯片包封體、基板和具有模塊安裝槽孔的卡基；芯片設(shè)置在基板的零件面，芯片包封體包圍在芯片外側(cè)，基板的非零件面設(shè)置了符合ISO7816標準的觸點，觸點的數(shù)量為6個或8個；基板的零件面設(shè)置了多圈環(huán)繞的射頻天線、匹配電容器焊盤、芯片焊盤和連接的線路；安裝有芯片、電容器和芯片包封體的基板的零件面和卡基貼合，芯片包封體安裝在卡基的槽孔內(nèi)。本發(fā)明可以替代傳統(tǒng)的雙界面智能卡，既綠色環(huán)保，又提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品可靠性。
文檔編號G06K19/077GK102426657SQ20111033859
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者楊陽, 陸紅梅 申請人:上海禎顯電子科技有限公司