具有分離的天線的芯片卡模塊以及使用該模塊的芯片卡嵌體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有分離的天線的芯片卡模塊以及使用該模塊的芯片卡嵌體。公開了一種芯片卡模塊。該模塊包括限定天線層的天線載體，該天線層具有置于在該天線載體的表面上的至少一個(gè)天線。芯片封裝限定不同于所述天線層的封裝層，其中該芯片封裝包封與該天線層分離封裝的集成電路芯片。該芯片封裝被附著到天線載體，并且其被電連接至該天線，形成層疊結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】具有分離的天線的芯片卡模塊以及使用該模塊的芯片卡嵌體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的各個(gè)方面一般涉及芯片卡技術(shù)，并且更特別涉及芯片卡模塊以及用于其的天線。
【背景技術(shù)】
[0002]如此構(gòu)造包括具有用于芯片卡應(yīng)用的集成天線的芯片卡模塊的芯片卡，使得該天線是該模塊的集成部件。這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)能夠是，用于無(wú)線芯片卡的芯片卡天線不需要對(duì)該封裝的機(jī)械連接，而是可以在封裝天線和增強(qiáng)天線(booster antenna)之間沒(méi)有直接連接的情況下在封裝天線和增強(qiáng)天線之間實(shí)現(xiàn)芯片或者封裝和卡天線之間的連接。在這種情況下，可以通過(guò)天線之間的諧振接口的調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)該封裝天線和增強(qiáng)天線之間的接口。建立這種諧振可能是該封裝天線的大小和尺寸的問(wèn)題。
[0003]在這種情況下，必須保護(hù)該芯片不受機(jī)械應(yīng)力，諸如通過(guò)捆綁或者壓力所引起的那些機(jī)械應(yīng)力，以便實(shí)現(xiàn)高級(jí)別的堅(jiān)固性并將信號(hào)損失最小化。一種解決方案已經(jīng)將提供使用具有為這個(gè)目的所具體選擇的屬性的材料的分層材料系統(tǒng)。由于隨模塊和封裝尺寸一起已經(jīng)減少了芯片尺寸，所以也設(shè)法減少該材料系統(tǒng)的高成本。
[0004]封裝天線和增強(qiáng)天線之間的接口取決于該天線的覆蓋范圍(footprint)，從而可能限制該芯片卡/天線封裝尺寸上的進(jìn)一步減小。因此，同樣可能限制在該芯片封裝的保護(hù)中的材料的使用方面的進(jìn)一步減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]例如，公開了一種芯片卡模塊，該芯片卡模塊具有被收容在保護(hù)結(jié)構(gòu)上的天線和在分離的防護(hù)結(jié)構(gòu)中的部件。該部件的防護(hù)結(jié)構(gòu)可以被附著至該天線的防護(hù)結(jié)構(gòu)。這形成了一種模塊，其中該部件的防護(hù)結(jié)構(gòu)不取決于天線的表面積。更特別的是，該部件的防護(hù)結(jié)構(gòu)可以具有比一個(gè)或多個(gè)天線更小的表面積。
[0006]該天線防護(hù)結(jié)構(gòu)可以由薄的柔性天線載體材料所制造。在該部件是半導(dǎo)體芯片的情況下，該芯片的防護(hù)結(jié)構(gòu)可以是包括芯片蓋和襯底層的封裝，其中在該芯片蓋和襯底層之間包封了該芯片。
[0007]該天線可以具有兩個(gè)線圈，第一線圈可以被布置在天線載體的一側(cè)上，并且第二線圈可以被布置在另一側(cè)上。該線圈可以與彼此電連接。該線圈本身可以是在該天線載體的表面上形成的金屬噴鍍。該天線載體可以具有比所述第一和第二線圈的彈性更大彈性的模量。
[0008]該天線載體可以具有在其上布置的多個(gè)另外的芯片卡模塊。在這種情況下，該天線載體可以是保持至少多個(gè)另外的天線線圈或者天線線圈對(duì)的載體帶。
[0009]還描述了一種卡嵌體，其可以包括具有頂表面的襯底，并且其可以具有主天線線圈和被連接至所述主天線線圈的增強(qiáng)天線線圈。例如，可以在鄰近該增強(qiáng)天線線圈的襯底的表面中形成腔體。可以將該腔體的尺寸定為容納芯片卡模塊，該芯片卡模塊當(dāng)在該腔體內(nèi)被插入時(shí)，被感應(yīng)耦合至該增強(qiáng)天線線圈。
[0010]可以將芯片卡模塊的防護(hù)結(jié)構(gòu)凹進(jìn)在該腔體內(nèi)，并且將至少一個(gè)模塊天線線圈和天線載體可以放置在頂表面的上方。替換地，可以將該芯片卡模塊完全凹進(jìn)在該腔體內(nèi)，并且可以在該襯底的表面上提供蓋箔(cover foil)。
[0011]公開了制造卡嵌體，例如包括將芯片卡模塊從模塊載體切斷、將芯片卡模塊插入到卡嵌體胚件(card inlay blank)中、和/或?qū)⒃撔酒K翻轉(zhuǎn)并且首先將該半導(dǎo)體芯片防護(hù)結(jié)構(gòu)插入到所述腔體中、并且用箔來(lái)覆蓋頂部和/或表面。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]在附圖中，遍及不同的視圖，同樣的參考字符一般指代相同的部分。附圖不必按比例，而是通常將重點(diǎn)放在說(shuō)明所公開的實(shí)施例的原理上。在下列描述中，參考下列附圖描述本公開的各方面，其中:
圖1a示出了具有多個(gè)芯片卡模塊的載體帶；
圖1b示出了包括CIS封裝的芯片卡模塊的剖視圖；
圖1c示出了包括芯片的CIS封裝的剖視圖；
圖2說(shuō)明了芯片卡嵌體以及用于制造其的方法。
[0013]圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的橫截面。
[0014]圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下列詳細(xì)說(shuō)明涉及附圖，這些附圖通過(guò)圖示的方式示出本公開的具體細(xì)節(jié)和方面，其中可以實(shí)踐本公開的方面。足夠詳細(xì)描述了本公開的這些方面，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)踐?？梢岳帽竟_的其他方面，并且在不偏離本公開的范圍的情況下，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、邏輯和電學(xué)改變。本公開的各方面不一定相互排斥，因?yàn)槟軌驅(qū)⒈竟_的一些方面與本公開的一個(gè)或多個(gè)其他方面相結(jié)合，從而形成本公開的新的方面。因此，沒(méi)有以限制意義進(jìn)行下列詳細(xì)描述，并且本公開的范圍是由所附權(quán)利要求所限定的。
[0016]為裝置提供本公開的各方面，并且為方法提供本公開的各方面。將理解的是，該裝置的基本屬性也適用于該方法，并且反之亦然。因此，為了簡(jiǎn)短起見(jiàn)，可以省略這樣的屬性的重復(fù)描述。
[0017]如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“至少一個(gè)”可以被理解為包括大于或等于一個(gè)的任何整
數(shù)數(shù)目。
[0018]如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”可以被理解為包括大于或等于兩個(gè)的任何整數(shù)數(shù)目。
[0019]如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“耦合”或者“連接”可以被理解為包括直接“耦合”或者直接“連接”以及間接“耦合”或者間接“連接”，或者相應(yīng)地附著。同樣，“附著”可以指示實(shí)際附著，或者可以包括電學(xué)或者其他功能性耦合。
[0020]可與諸如條狀或者卡狀襯底的“頂側(cè)”和“底側(cè)”或者僅“側(cè)面”或者“第一”和“第二”側(cè)面互換使用的術(shù)語(yǔ)“主表面”意思是指示具有基本不上比跨該襯底的厚度延伸的側(cè)表面更多表面積的這種結(jié)構(gòu)的兩個(gè)表面。
[0021]如在本文中連同部件使用的術(shù)語(yǔ)“防護(hù)外殼”或者“防護(hù)結(jié)構(gòu)”意圖包括將部件固定在其內(nèi)部或者其上的任何結(jié)構(gòu)。在這個(gè)意義上，外殼可以為該部件提供橫向或者下方支撐，或者可以部分或完全包圍該部件。
[0022]圖1A-1C說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)方面。特別是，圖1A示出了模塊載體10，其具有置于其上的多個(gè)芯片卡模塊20。如所示的，模塊載體10是由被示為薄的膜狀材料的載體帶形成的。有利地是，載體帶12可以具備自動(dòng)進(jìn)料穿孔(automatic-feed perforation) 14。
[0023]在模塊載體10的制造、存儲(chǔ)和使用期間，諸如在拾取與放置設(shè)備(pick-and-place apparatus)中，載體帶12可以可變地起作用，從而促進(jìn)芯片卡模塊20的有效存儲(chǔ)、放置用于加工的模塊20、保護(hù)模塊20的部件不受破壞、并且為在使用期間的精確進(jìn)料提供牽引。有利地是，在上述功能的一種或多種的支持下，載體帶12可以是柔性的，并且具有足夠的拉伸強(qiáng)度和剛性，從而在模塊載體10的制造、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和使用期間保護(hù)在該載體帶10上的結(jié)構(gòu)不受破壞。適當(dāng)?shù)牟牧系氖纠梢园ň埘啺?、PET、PEN、玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧化物。
[0024]如圖1A中所示，可以以帶的形式提供載體帶12，例如其具有35毫米的標(biāo)準(zhǔn)尺度，并且可以包括穿孔14。載體帶12可以是足夠柔性的，從而在載體帶上形成天線結(jié)構(gòu)22和24之后并且在將CIS [芯片內(nèi)埋(chip-1n-substrate)]封裝30安裝至該載體帶以及將CIS封裝30電連接至天線22和24之后，準(zhǔn)許以卷的形式存儲(chǔ)該帶。因此，穿孔14可以輔助對(duì)載體帶12進(jìn)行進(jìn)料，諸如供完成的芯片卡的生產(chǎn)中使用。
[0025]圖1B以分解形式示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的模塊20的示例性構(gòu)造。特別是，模塊20包括CIS封裝30和天線載體26。分別在天線載體26的相應(yīng)側(cè)面上形成頂部和底部天線22和24。有利地是，天線載體26可以由與該載體帶相同的材料形成。如所示的，天線載體26本身可以由一部分載體帶12形成，在將模塊20從模塊載體10移除時(shí)，該部分載體帶12與模塊載體10分離。
[0026]在使用中，天線載體26為頂部和底部天線22和24的支撐以及為CIS封裝30提供襯底。特別是，天線22和24可以例如使用適當(dāng)?shù)奈g刻技術(shù)而由銅或者鋁形成。因而，可以有利地從包括一種或多種塑料或者類似的合成物質(zhì)的電絕緣材料中選擇天線載體26。就載體帶12由與天線載體26相同的材料形成來(lái)說(shuō)，載體帶12的部分或可以用作天線載體26，所述天線載體是從在其上形成相應(yīng)的天線22和24的載體帶材料所剪切出的。
[0027]天線22和24的金屬結(jié)構(gòu)被示為直接在天線載體26上形成的螺旋或線圈結(jié)構(gòu)化的金屬噴鍍。在天線22和24具有最小有效厚度的地方，并且在同樣使形成線圈配置的金屬噴鍍的寬度最小化的地方，該天線結(jié)構(gòu)可以對(duì)在平面內(nèi)失真特別靈敏。
[0028]例如，在天線載體26上形成的該天線由于該天線載體沿著其長(zhǎng)度或?qū)挾日归_而將特別容易受到破壞。因而，在這種情況下，可以有利地從具有適當(dāng)?shù)馗呃鞆?qiáng)度和/或高彈性模量(剛性)的材料中選擇天線載體26。在至少一個(gè)實(shí)施例中，天線載體26被選擇為具有比在天線載體26上形成的線圈更高的彈性模量。
[0029]就在載體帶12 (諸如，用于模塊載體10的有效存儲(chǔ))或者在天線載體26 (由于當(dāng)在芯片卡中采用時(shí)所預(yù)期的彎曲)中期望柔性來(lái)說(shuō)，還有利地從即使當(dāng)以薄的形式提供時(shí)也保持其強(qiáng)度和剛性的材料中選擇載體帶12/天線載體26。有利地是，薄的形式的載體帶12/天線載體26將會(huì)傾向于在能夠破壞該天線結(jié)構(gòu)22和24的彎曲期間減少表面應(yīng)力。
[0030]CIS封裝30在其電接觸點(diǎn)28處被電連接至頂部天線22。提供直通接觸點(diǎn)29來(lái)穿過(guò)天線載體26在頂部天線22和底部天線24之間建立接觸。如所示的，通過(guò)被有利地置于頂部天線22和底部天線24之間的觸點(diǎn)，在頂部天線22中的天線接觸點(diǎn)23與在底部天線24中的天線接觸點(diǎn)27對(duì)準(zhǔn)。
[0031]在圖1C中的分解圖中示出了 CIS封裝30。根據(jù)本公開的一個(gè)方面，示出了被夾在芯片蓋34和襯底層36之間的芯片32，該芯片32通常被理解為具有在其上形成的多個(gè)電路部件的半導(dǎo)體芯片。如所示的，芯片蓋34和襯底層36具有足以包封芯片32的尺度。芯片蓋34和襯底層36可以分別由例如具有用于芯片蓋34的像Si02之類的集成填充劑的環(huán)氧樹脂以及如在PCB (用于襯底層34和芯片蓋34的印刷電路板制品)處使用的具有玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧化物所形成。這些部件由于填充劑/玻璃纖維增強(qiáng)而比該天線載體顯著地更堅(jiān)硬。一些上面提到的材料是顯著更加昂貴的，但是其因此使得ClS封裝比用于該天線載體的材料更加堅(jiān)固。例如，在將天線和芯片一起包封的先前的單一構(gòu)造中，利用了單個(gè)昂貴的材料。此外，由于CIS封裝30的較小尺寸，能夠有利地采用非常硬質(zhì)的材料來(lái)增加堅(jiān)固性并將CIS封裝尺寸最小化。在襯底層36的相應(yīng)部位提供頂部金屬噴鍍38和底部金屬噴鍍39，并且通過(guò)襯底層36將兩者有利地彼此電連接。頂部金屬噴鍍38選擇地性建立與芯片32的電觸點(diǎn)，由此在芯片32和底部金屬噴鍍39之間提供電接觸點(diǎn)。
[0032]金屬噴鍍39可以被有利地配置為與在天線載體26上放置的頂部天線22的接觸點(diǎn)28對(duì)準(zhǔn)。在被組裝時(shí),模塊20提供了從底部天線24穿過(guò)供給構(gòu)造(provisions) 29直至頂部天線22的電接觸點(diǎn)。CIS封裝30的頂部天線22的觸點(diǎn)28和底部金屬噴鍍39之間的連接可以在芯片32與頂部天線22和底部天線24兩者之間建立接觸。替換地，底部天線24和/或頂部天線22和/或CIS封裝30之間的接觸可以通過(guò)如本文中所描述的直接電連接來(lái)建立，或者可以通過(guò)包括但不限于感應(yīng)耦合的其他手段來(lái)建立。
[0033]由于天線載體26部分地用來(lái)向在其上形成的天線結(jié)構(gòu)提供物理防護(hù)，如本文中所述的，CIS封裝30除其他功能外還用來(lái)向芯片32提供物理防護(hù)。特別是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，芯片32容易受到來(lái)自不同環(huán)境條件的破壞，并且達(dá)到與天線22和24不同的程度。例如，芯片32上的微電子器件可以具有對(duì)磨損、靜態(tài)放電相對(duì)高的靈敏度，并且可以比該天線22和24相對(duì)較不柔性。因而，芯片蓋34和襯底層36可以具體地被設(shè)計(jì)為使CIS封裝30硬化，以對(duì)抗否則將會(huì)破壞芯片32的影響。
[0034]如上所述，限制芯片32的尺寸上的將來(lái)減少的因素可能不同于限制天線22和24的覆蓋范圍上的減少的因素。因而，引起芯片尺寸上的減少的芯片設(shè)計(jì)中的技術(shù)發(fā)展可能沒(méi)有與考慮到更小天線區(qū)域以及因此考慮到模塊20的尺寸上的總體減少的技術(shù)發(fā)展同時(shí)發(fā)生。特別是，芯片尺寸上的減小已經(jīng)產(chǎn)生具有比典型的芯片卡應(yīng)用中的天線所需要的最小表面積顯著更小的最小尺度的典型CIS封裝。在這個(gè)情況下，天線尺度限定了天線載體26的尺寸，從而由模塊20占用并且由天線載體26支持的大部分區(qū)域是天線尺寸的函數(shù)。沒(méi)有天線技術(shù)(或者芯片讀卡機(jī)靈敏度)上的發(fā)展，本公開中所示的示例中的模塊尺寸上的總體減少將被天線物理學(xué)以及所采用的無(wú)線技術(shù)的無(wú)線電頻率規(guī)范所限制。
[0035]然而，將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，取決于所采用的技術(shù)，也可以出現(xiàn)相反的方案。例如，情況可以是，除了最小天線尺寸以外的考慮因素可以規(guī)定模塊20的配置。為了本公開的目的，情況可以是，模塊20的形狀因素由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所限定，或者限制因素可以是CIS封裝30在天線載體26上的適當(dāng)放置，而不是天線對(duì)芯片的相對(duì)覆蓋范圍。事實(shí)上，對(duì)封裝20的一個(gè)部件的不一定同樣施加至其他部件的任何限制將落入本公開的范圍內(nèi)。
[0036]就通過(guò)示例說(shuō)明圖1a-1c中所示的實(shí)施例來(lái)說(shuō)，可能已經(jīng)通過(guò)模塊20的尺寸上的減小(例如允許更大數(shù)目的模塊被放在相同尺寸的載體帶上)所實(shí)現(xiàn)的制造開銷上的減少，能夠改為通過(guò)減少用于載體帶12的材料的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)。就僅僅通過(guò)天線22和24的設(shè)計(jì)要求來(lái)告知這個(gè)選擇來(lái)說(shuō)，適合用于支撐該天線結(jié)構(gòu)并且提供必要的堅(jiān)固性的任何材料都將是適當(dāng)?shù)摹?br> [0037]相反，再次在圖1a-1c中所說(shuō)明的示例內(nèi)，盡管半導(dǎo)體制造技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生逐漸更小的芯片尺寸，但諸如芯片32半導(dǎo)體芯片特別易受到環(huán)境影響。因而，芯片已經(jīng)以不必與堅(jiān)固性上的增加一致的速率變得更小。為此，CIS封裝30包括芯片蓋34和襯底層36，該芯片蓋34和襯底層36被具體選擇為保護(hù)芯片32的當(dāng)與天線22和24相比時(shí)相對(duì)脆弱的電路。
[0038]為此，在為芯片蓋34或襯底層36選擇廉價(jià)的材料方面可能存在相當(dāng)較少的靈活性。在任何情況下，更小的芯片將被認(rèn)為需要較少的任何相對(duì)昂貴的材料來(lái)保護(hù)該芯片。因而，在圖1a-1c中所示的本公開的方面將影響天線堅(jiān)固性的設(shè)計(jì)考慮因素從獨(dú)特地可適用于芯片32的那些考慮因素中分離(decouple)。根據(jù)所示的實(shí)施例中的這種分離的示例，能夠?qū)⒈挥糜谛酒w34和襯底層36的相對(duì)昂貴的材料限于該芯片本身，而能夠從將不單獨(dú)適于或足以保護(hù)芯片32的材料的更廣的范圍選擇天線載體26。
[0039]將理解的是，成本不是選擇天線載體和CIS封裝材料的唯一因素。柔性、強(qiáng)度、化學(xué)性質(zhì)和耐熱性可全部被考慮。然而，不考慮設(shè)計(jì)考慮因素，本公開考慮到將與影響天線構(gòu)造的那些設(shè)計(jì)要求分開處理的芯片特定的設(shè)計(jì)要求，從而能夠?qū)崿F(xiàn)模塊20的堅(jiān)固性、成本上的減少、或者諸如薄度的尺度上的改進(jìn)方面的總體改進(jìn)。同樣，諸如在由不同的制造要求所告知的不同過(guò)程中，可以與天線分開制造CIS封裝30。這個(gè)結(jié)果也可能對(duì)節(jié)約成本或時(shí)間有貢獻(xiàn)。
[0040]以與以上所描述的芯片卡模塊的公開一致的方式，該芯片卡模塊20采取層疊結(jié)構(gòu)的形式，其中該天線載體限定天線層，并且該CIS封裝限定不同于該天線層的封裝層。在層疊結(jié)構(gòu)中的每個(gè)層都可以被獨(dú)立設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。諸如響應(yīng)于技術(shù)上的發(fā)展，對(duì)一層的改變，或者在制造或性能規(guī)范上的改變具有對(duì)另一層的最小影響。
[0041]圖2說(shuō)明了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的制造芯片卡200的方法。如圖1中所示，在圖2中示出了具有置于其上的多個(gè)芯片卡模塊20的載體帶12。每個(gè)芯片卡模塊20都同樣包括頂部天線22、在載體帶12上形成的底部天線24和被連接到該天線且在該載體帶上安裝的CIS封裝30。
[0042]所述模塊20中的每個(gè)與載體帶12上的相鄰模塊隔開，以便可以將這些模塊20從載體帶12中剪切出來(lái)，從而形成包括被安裝至天線載體26或者在天線載體26上形成的一對(duì)頂部和底部天線22和24的模塊20。天線載體26可以由一部分載體帶12以及CIS封裝30形成，如所示的，該CIS封裝30例如被連接到頂部天線22。然后，模塊20可以被翻轉(zhuǎn)180°，從而使底部天線24 —直面向上并且CIS封裝30 —直面向下。
[0043]可以提供具有卡腔體212的卡嵌體胚件210。卡嵌體胚件210通常類似于標(biāo)準(zhǔn)信用卡而被定尺度，并且該卡嵌體胚件210可以由類似的材料制成。卡腔體212可以是卡嵌體胚件210的凹進(jìn)部分，其中該凹進(jìn)處在長(zhǎng)度、寬度和/或深度方面類似于模塊20。更特別的是，卡腔體212可以具有對(duì)應(yīng)于該模塊20的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的深度，例如具有外部凹進(jìn)區(qū)域214和更深入凹進(jìn)的部分216，該外部凹進(jìn)區(qū)域214具有足以容納天線載體26 (以及天線22和24)的深度，該更深入凹進(jìn)的部分216為被安裝卡腔體212上的天線載體26和CIS封裝30提供足夠的空間。
[0044]卡嵌體胚件210可以具備增強(qiáng)天線220，典型的增強(qiáng)天線是由外回路218和內(nèi)回路222形成的。替換地，外回路218可以被稱作主天線，以將其功能與內(nèi)回路222的功能相區(qū)分，該內(nèi)回路222起作用來(lái)將主天線回路218耦合到芯片卡模塊20的天線22和24。在內(nèi)回路222被配置為被感應(yīng)地耦合至芯片卡模塊的天線的情況下，內(nèi)回路222可以被有利地置于卡腔體212的周圍。相反，可以沿著卡嵌體胚件210的這個(gè)圓周找到外回路218，例如，通常提供與讀卡機(jī)的無(wú)接觸耦合的外回路218。
[0045]在組裝完整的芯片卡200中，反向的芯片卡模塊20被插入卡腔體212內(nèi)。根據(jù)凹進(jìn)處214和216的深度，底部天線24的表面以及天線載體26的暴露部分可以與卡嵌體胚件210的表面224齊平。
[0046]圖3和4公開了本公開的芯片卡的進(jìn)一步實(shí)施例。特別是，圖3示出了形成完整的芯片卡嵌體200的卡嵌體胚件210的一部分的橫截面。圖3說(shuō)明了足以接收CIS封裝30的卡腔體212。示出了頂部天線22、天線載體26和底部天線24直接由卡嵌體胚件210的頂表面224所支撐。相反，圖4說(shuō)明了諸如圖2中所公開的雙層卡腔體，其中CIS封裝30被凹進(jìn)腔體212的部分216內(nèi)，而頂部天線22、天線載體26和底部天線24同樣被凹進(jìn)卡嵌體胚件210內(nèi)，從而使底部天線24與卡嵌體胚件210的頂表面224齊平。
[0047]圖3的實(shí)施例以及圖4的實(shí)施例兩者都規(guī)定，可以嵌入或暴露該嵌體，并且可以在諸如模塊天線22和24的相對(duì)靈敏的部件上方提供蓋箔。此外，在該模塊天線22和24的相同和相反部位兩者上都示出增強(qiáng)天線222。完整的嵌體200包含例如無(wú)接觸芯片卡系統(tǒng)的工作部件，其中，在操作期間能夠通過(guò)將增強(qiáng)天線220放在電磁場(chǎng)內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)與芯片32的通信。特別是，該電磁場(chǎng)可以由讀卡設(shè)備選擇性地生成，該電磁場(chǎng)在增強(qiáng)天線220中感生電流，該電流例如包括經(jīng)由增強(qiáng)天線220與芯片卡模塊20的頂部天線22和底部天線24中的一個(gè)或兩個(gè)之間的感應(yīng)接口被傳輸至模塊20的信號(hào)。由模塊天線22和24所接收的信號(hào)兩者都通過(guò)金屬接觸點(diǎn)38和39對(duì)芯片32供電，并且將數(shù)據(jù)信號(hào)運(yùn)送至CIS封裝30內(nèi)部的芯片32。如此供電，芯片32可以響應(yīng)于所接收的該數(shù)據(jù)信號(hào)，并且通過(guò)模塊天線22和24將傳輸返回至增強(qiáng)天線220。然后，由芯片32傳輸?shù)倪@些信號(hào)可以由芯片讀卡機(jī)接收。
[0048]因?yàn)榍扼w200可以本身形成該完整的芯片卡，或者可以在采取例如ID I格式芯片卡的形式之前改為被安放在另外的層內(nèi)。本公開的前述的實(shí)施例和方面的雙封裝結(jié)構(gòu)準(zhǔn)許天線載體26被具體設(shè)計(jì)用于模塊天線22和24的保護(hù)。例如，如果嵌體200被安放在IDl格式芯片卡內(nèi)，那么可以使用由不一定解決由芯片32所呈現(xiàn)的具體堅(jiān)固性問(wèn)題的材料所形成的天線載體26來(lái)使模塊天線22和24可以被適當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)并且可以是堅(jiān)固柔性的。同樣，在芯片32被保護(hù)性地安放在芯片蓋34和襯底層36之間的情況下，能夠不考慮由模塊天線22和24所占用的區(qū)域而將CIS封裝30定尺度。以這樣的方式分離防護(hù)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)許了用于每組設(shè)計(jì)要求的材料的經(jīng)濟(jì)且有效的選擇，CIS封裝30內(nèi)的芯片32幾乎由天線載體26所支撐而不必由天線載體26所保護(hù)。
[0049]在替換的實(shí)施例中，可以將CIS封裝30可選擇地放置于底部天線24下方，由此消除對(duì)于在插入卡嵌體胚件210的卡腔體212內(nèi)之前將模塊20進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的需要。
[0050]在進(jìn)一步的替換實(shí)施例中，可以將CIS封裝30放置于模塊天線22和24之間，從而使CIS封裝30沒(méi)有在天線載體26上直接靜止，而是中途被凹進(jìn)天線載體26內(nèi)。在這種配置中，在卡嵌體210的卡腔體212中插入之前對(duì)模塊20的翻轉(zhuǎn)將是可選的，并且模塊20本身可以具有被減少的總體厚度。
[0051]在進(jìn)一步的替換實(shí)施例中，該模塊20的模塊天線22和24可以被設(shè)計(jì)為占用載體帶12上的更大區(qū)域，可想象地占用足夠的區(qū)域，以便在沒(méi)有增強(qiáng)天線的情況下，可以實(shí)現(xiàn)在模塊20上安裝的芯片和讀卡機(jī)之間的直接通信。如上所述，分離天線和芯片之間的材料考慮因素能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的材料使用，該材料被具體涉及為在不考慮由芯片32所呈現(xiàn)的具體的堅(jiān)固性技術(shù)要求的情況下，提供該天線結(jié)構(gòu)的柔性和堅(jiān)固性。在這種實(shí)施例中，載體帶12能夠可想象地獨(dú)立起到卡嵌體的作用。
[0052]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以形成以上示例性實(shí)施例的結(jié)合。盡管已經(jīng)參考本公開的具體方面特別示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離如由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所指示，并且因此意圖涵蓋在權(quán)利要求的等價(jià)方式的含義和范圍內(nèi)帶來(lái)的全部改變。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片卡模塊，包括: 天線部件，具有第一尺度區(qū)域； 第二部件； 第一防護(hù)結(jié)構(gòu)，其與所述天線部件關(guān)聯(lián)，和 第二防護(hù)結(jié)構(gòu)，其被附著到所述第一防護(hù)結(jié)構(gòu)，所述第二防護(hù)結(jié)構(gòu)與所述第二部件關(guān)聯(lián)， 其中所述第二防護(hù)結(jié)構(gòu)獨(dú)立于所述第一尺度區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片卡模塊，其中所述第一防護(hù)結(jié)構(gòu)包括由薄的柔性材料形成的天線載體。
3.如權(quán)利要求2所述的芯片卡模塊，其中所述第二部件是半導(dǎo)體芯片。
4.如權(quán)利要求3所述的芯片卡模塊，其中所述第二防護(hù)結(jié)構(gòu)是包括芯片蓋和襯底層的封裝，所述芯片被包封在所述芯片蓋和襯底層之間。
5.如權(quán)利要求2所述的芯片卡模塊，其中所述天線部件包括: 第一線圈，其被置于所述天線載體的第一主表面上，和 第二線圈，其被置于所述天線載體的第二主表面上， 其中所述第一和第二線圈被彼此電連接。
6.如權(quán)利要求5所述的芯片卡模塊，其中所述線圈是在所述天線載體的表面上形成的金屬噴鍍。
7.如權(quán)利要求6所述的芯片卡模塊，其中所述天線載體具有的彈性模量大于所述第一和第二線圈的彈性模量。
8.如權(quán)利要求2所述的芯片卡模塊，其中所述天線載體包括載體帶，所述載體帶具有置于其上的多個(gè)另外的芯片卡模塊。
9.如權(quán)利要求2所述的天線線圈，其中所述天線載體包括載體帶，所述載體帶具有置于其上的多個(gè)另外的天線線圈。
10.如權(quán)利要求3所述的芯片卡模塊，其中所述第二防護(hù)結(jié)構(gòu)具有第二尺度區(qū)域，其中所述第二尺度區(qū)域小于所述第一尺度區(qū)域。
11.一種卡嵌體，包括: 襯底，其具有頂表面、主天線線圈和被連接至所述主天線線圈的增強(qiáng)天線線圈； 腔體，其鄰近所述增強(qiáng)天線線圈在所述襯底的所述頂表面中形成； 芯片卡模塊，包括: 天線載體，其由薄的柔性材料形成； 至少一個(gè)模塊天線線圈，其在所述天線載體上形成； 用于半導(dǎo)體芯片的防護(hù)結(jié)構(gòu)，所述防護(hù)結(jié)構(gòu)包封所述半導(dǎo)體芯片； 其中所述芯片卡模塊的至少一部分被凹進(jìn)所述腔體內(nèi)，所述至少一個(gè)模塊天線被感應(yīng)地耦合至所述增強(qiáng)天線線圈。
12.如權(quán)利要求11所述的卡嵌體，其中所述芯片卡模塊的所述防護(hù)結(jié)構(gòu)被凹進(jìn)所述腔體內(nèi)，并且其中所述至少一個(gè)模塊天線線圈和所述天線載體被放置于所述頂表面上方。
13.如權(quán)利要求11所述的卡嵌體，其中所述芯片卡模塊被完全凹進(jìn)所述腔體內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的卡嵌體，其中在所述頂表面和所述芯片卡模塊上提供蓋箔。
15.一種制造卡嵌體的方法，所述方法包括: 從模塊載體剪切出芯片卡模塊，所述模塊載體包括: 載體帶； 多個(gè)天線部件，其被放置于所述載體帶之上；和 多個(gè)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其被附著到所述載體帶，并且其被分別連接至所述多個(gè)天線部件， 其中所述防護(hù)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)都包封半導(dǎo)體芯片； 將所述芯片卡模塊插入卡嵌體胚件中，所述卡嵌體胚件包括: 襯底，其具有頂表面和增強(qiáng)天線線圈；和 腔體，其鄰近所述增強(qiáng)天線線圈在所述襯底的所述頂表面中形成。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括用箔來(lái)覆蓋所述頂表面。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述芯片卡模塊翻轉(zhuǎn)，將所述半導(dǎo)體芯片防護(hù)結(jié)構(gòu)首先插入所述腔體中。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中插入所述芯片卡模塊在所述天線部件和所述增強(qiáng)天線線圈之間建立了感應(yīng)耦合。
19.如權(quán)利要求18所述 的方法，其進(jìn)一步包括用箔來(lái)覆蓋所述卡嵌體胚件的底表面。
20.—種芯片卡模塊,包括: 天線載體，其限定天線層； 第一天線，其被置于所述天線載體的第一主表面上； 芯片封裝，其限定不同于所述天線層的封裝層，所述芯片封裝包封集成電路芯片； 其中所述芯片封裝被附著到所述天線載體，并且其被電連接至所述第一天線，形成具有至少兩個(gè)層的層疊結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求20所述的芯片卡模塊，其進(jìn)一步包括被置于所述天線載體的第二主表面上的第二天線。
22.如權(quán)利要求21所述的芯片卡模塊，其中所述第一天線和所述第二天線是在所述天線載體的相應(yīng)主表面上形成的金屬噴鍍。
23.如權(quán)利要求20所述的芯片卡模塊，其中所述天線載體由薄的柔性材料形成，所述薄的柔性材料具有的彈性模量大于所述金屬噴鍍的彈性模量。
24.如權(quán)利要求22所述的芯片卡模塊，其中所述天線載體包括載體帶，所述載體帶具有置于其上的多個(gè)另外的天線線圈。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK103577872SQ201310345402
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】J.赫格爾, F.皮施納 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司