本發(fā)明涉及一種接觸式智能卡及制造方法，特別涉及一種降低貴金屬消耗的制造方法。

背景技術(shù)：

目前，接觸式智能卡(或智能卡模塊)存在兩種基本制造方式，以將集成電路芯片設(shè)置在基板接觸面的相反面：引線鍵合方式和倒裝芯片方式。制造這樣的智能卡的問題在于基板的對(duì)立面之間需要設(shè)置導(dǎo)電通孔。

對(duì)于引線鍵合方式，基板(典型如FR-4阻燃劑材料)上設(shè)置通孔?；宓牡谝欢嗣嫱ㄟ^刻蝕和表面處理方式設(shè)置銅金屬層以形成電路。集成電路芯片貼附在基板第二端面上，以金線鍵合方式通過通孔連接集成電路芯片的端部和第一端面的銅電路。

引線鍵合方式的問題在于，金線易斷，這樣整個(gè)鍵合后的集成電路芯片需要通過樹脂物質(zhì)封裝以防止引線的損壞或氧化。還有，為了組裝引線和銅層接口，需要使用大量的金材料，這導(dǎo)致成本高昂。

引線鍵合的替換方式是使用倒裝芯片方式。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成的基板兩個(gè)端面均設(shè)置銅層，并通過激光鉆得通孔。整個(gè)基板設(shè)置鍍銅使得導(dǎo)體銅經(jīng)過通孔。銅表面經(jīng)過刻蝕和表面處理，在基板兩側(cè)形成電路。集成電路芯片通過凸點(diǎn)技術(shù)設(shè)置其中一側(cè)并在該位置接觸電路。

通過棄用模塊中的引線，倒裝芯片組件比同等引線鍵合模塊更加堅(jiān)固，金材料的消耗數(shù)量也隨之減少。但是，形成組件時(shí)需要消耗大量的銅，同時(shí)激光鉆制通孔時(shí)會(huì)損壞刻蝕電路，提高電路故障率。

還有，由于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料的彈性不如FR-4材料，使用凸點(diǎn)技術(shù)的集成電路芯片會(huì)在基板ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接觸面形成凸痕。由于倒裝芯片組件的接觸盤位置預(yù)先確定，使用不同類型的芯片意味著不同的設(shè)計(jì)方案。相對(duì)而言引線鍵合方式的智能卡模塊可以允許一定程度的個(gè)性修改。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種方案下的接觸式智能卡110，該方案使用引線鍵合技術(shù)。

接觸式智能卡110包括電路基板112。該方案中，基板由FR-4級(jí)別的環(huán)氧樹脂玻璃層制成的印刷電路板制成。電路基板112包括第一和第二端面114和116。

電路基板112的第一端面114設(shè)置銅鋪設(shè)的電導(dǎo)體層118，電導(dǎo)體層118表面設(shè)置內(nèi)表面鍍層122和外表面鍍層120，各為鎳鍍層和金鍍層。內(nèi)外表面鍍層120和122保護(hù)底面銅層118，并在第一端面形成高性能的導(dǎo)體表面124。表面處理過的導(dǎo)體層118從而形成智能卡110的讀卡器接觸元件126。

電路基板112的第二端面116并不鋪設(shè)這樣的電導(dǎo)體層。

電路基層112設(shè)置多個(gè)通孔128，通孔128在基板112的第一和第二端面114和116之間貫通，露出電導(dǎo)體層118的底面130朝向基板112的第二端面116。在每個(gè)通孔128內(nèi)，電導(dǎo)體層118的每個(gè)底面130通過鍍層132(例如鍍金)進(jìn)行表面處理。

電路基板112的第二端面116的通孔128附近位置貼附集成電路芯片134。芯片134包括多個(gè)設(shè)置在集成電路芯片134的上表面138位置的芯片端子136。每個(gè)通孔128內(nèi)的鍍層132和芯片端子136之間固定設(shè)置一個(gè)電導(dǎo)線140，此處設(shè)置為金線。電導(dǎo)線140為芯片端子136和對(duì)應(yīng)的通孔鍍層132之間提供電性連接。

電導(dǎo)線140通過通孔128為芯片端子136和電路基板112的第一端面114上的電導(dǎo)體層118之間提供電性連接。

為了保護(hù)電導(dǎo)線140不被破壞和固定電導(dǎo)線140與集成電路芯片134，用樹脂密封材料封住芯片134和導(dǎo)線140，并注入通孔128腔內(nèi)。密封物142電性絕緣，以防止電路基板112的第二端面116出現(xiàn)短路。

這種現(xiàn)有技術(shù)中的智能卡110出現(xiàn)如下問題：集成電路芯片134和導(dǎo)線140必須密封以防止脆弱的導(dǎo)線140受到破損，但是密封物142顯著增加了智能卡110的厚度。還有，電路基板112的第二端面116沒有電導(dǎo)體層，集成電路芯片134必須設(shè)置為芯片端子136背向電路基板112，使得引線140不得不凸出。

圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中另一種方案下的接觸式智能卡210，類似前一技術(shù)方案中的結(jié)構(gòu)或功能的元件將用相同或相似的元件符號(hào)表示，以減少細(xì)節(jié)描述。

電路基板212包括第一和第二端面214和216，及多個(gè)通孔228。接觸式智能卡210使用倒裝芯片工藝。電路基板212使用濺射PET板制成，這與上述引線鍵合的樹脂玻璃工藝相比，牢固程度降低。

本方案中，電路基板第一和第二電導(dǎo)體層218和244各自設(shè)置在第一和第二端面214和216上，較佳地使用電子沉積方式制成的濺射電導(dǎo)體層218和244以達(dá)到需要的厚度，比如1到2微米。然后使用激光制成通孔228。電路基板212用銅鍍層以使得孔228內(nèi)形成電導(dǎo)體材料246。

對(duì)第一和第二電鍍層218和244進(jìn)行刻蝕，以形成電路基板212上的電路。再在第一和第二內(nèi)外表面鍍層222、220、248和250上分別電鍍鎳層和金層，這樣就在第一端面214上制成了讀卡器接觸元件226。

該方案中，電路基板212上的第二端面上的電路可以獨(dú)立于通孔228的位置。電路基板212的第二端面216上形成芯片安裝區(qū)域252以用來安裝芯片。

集成電路芯片234設(shè)置芯片端子236，端子236與凸點(diǎn)254直接接觸，這就在芯片安裝區(qū)域252與基板212的第二端面的第二電導(dǎo)體層244上的表面鍍層250發(fā)生了接觸。使用倒裝芯片工藝使得芯片端子236朝向電路基板212。集成電路芯片234可以用粘合劑256粘在所處位置。

倒裝芯片工藝制成的智能卡210的高度低于引線鍵合工藝制成的智能卡110，但有其它的問題。PET電路基板212的硬度顯著低于FR-4電路基板112，集成電路芯片214的安裝可能破壞電路基板212，導(dǎo)致第一端面214凸起，影響智能卡210的性能。還有，特定集成電路芯片234的尺寸和形狀設(shè)計(jì)要求特定形狀的芯片安裝區(qū)域252，這意味著不同的電路基板為不同的集成電路芯片設(shè)計(jì)，即使底層電路是相同的。

上述引線鍵合和倒裝芯片方式制成的智能卡均耗費(fèi)大量的貴金屬，才能與其它金屬一起防止腐蝕和氧化，如用鎳和銅進(jìn)行鍍層。在引線鍵合智能卡110中，導(dǎo)線140由金線制成，而在倒裝芯片210智能卡210中，第一端面和第二端面214和216需要鋪設(shè)貴金屬以防止氧化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，貴金屬耗費(fèi)巨大，尺寸過大，型號(hào)限制多的問題。提供一種新型接觸式智能卡及制造方法。

根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)構(gòu)思，提供一種接觸式智能卡，包括智能卡接觸盤和集成電路芯片，所述智能卡接觸盤包括：電路基板，其上設(shè)置多個(gè)通孔；所述電路基板的第一端面設(shè)置讀卡器接觸元件；所述電路基板的第二端面設(shè)置多個(gè)芯片連接元件，每個(gè)芯片連接元件與所述基板上的通孔對(duì)應(yīng)；所述讀卡器接觸元件包括一個(gè)電導(dǎo)體表面；所述多個(gè)芯片連接元件形成在所述第二端部形成芯片安裝區(qū)域；所述集成電路芯片安裝在所述芯片安裝區(qū)域并通過通孔與讀卡器接觸元件電性連接。

通過使用直接貼附在電路基板表面的芯片連接元件，智能卡的集成電路芯片能夠使芯片端子直接與芯片連接元件接觸，形成牢固而小巧的設(shè)備。

較佳地，智能卡使用粘合劑將所述集成電路芯片固定在所述芯片安裝區(qū)域。

使用粘合劑將集成電路芯片粘帖在智能卡接觸盤可防止智能卡的意外短路事故，這種事故在導(dǎo)電工具接觸時(shí)時(shí)有發(fā)生。

較佳地，所述電路基板使用FR-4級(jí)環(huán)氧玻璃薄片材料。

FR-4級(jí)環(huán)氧玻璃薄片材料是一種成熟的材料，相對(duì)PET材料基板而言，電路能夠以很低的錯(cuò)誤率安裝在環(huán)氧玻璃基板上，這就增加了接觸式智能卡的成品率。

可選地，每個(gè)芯片連接元件伸入對(duì)應(yīng)的通孔中。

與脆弱的引線鍵合技術(shù)相比，進(jìn)入通孔連接基板的第一和第二端面使得電連接更加牢固。

較佳地，所述電路基板的第一端面設(shè)置電導(dǎo)體層，所述第二端面不設(shè)置電導(dǎo)體層。其中所述電導(dǎo)體層是銅材料，形成讀卡器接觸元件。理想地，所述接觸式智能卡是單邊接觸智能卡模塊。

單邊電路基板的使用在制造智能卡時(shí)減少了貴金屬的使用，節(jié)約了成本。

根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)構(gòu)思，提供一種接觸式智能卡的制造方法，包括如下步驟：a)設(shè)置一電路基板，其第一端面鋪設(shè)電導(dǎo)體層，其第二端面不鋪設(shè)電導(dǎo)體層；b)在所述基板上制造通孔，連接所述第一端面和第二端面；c)將電導(dǎo)體芯片連接元件與電路基板的第二端面在通孔位置直接連通，使得電導(dǎo)體芯片連接元件通過通孔與所述電導(dǎo)體層電性連接；d)將集成電路芯片粘貼于所述電路基板的第二端面，使得所述集成電路芯片與所述電導(dǎo)體層通過所述電導(dǎo)體芯片連接元件電性連接。

較佳地，設(shè)置多個(gè)通孔和芯片連接元件，所述多個(gè)芯片連接元件形成能夠安裝集成電路芯片的芯片安裝區(qū)域?？蛇x地，所述通孔使用機(jī)械沖擊方式制成。集成電路芯片使用粘合劑粘貼在電路基板的第二端面。所述電路基板可以使用FR-4級(jí)環(huán)氧玻璃薄片材料。

通過使用引線鍵合和倒裝芯片的替換工藝，減少了貴金屬(例如金、銀或鉑)的浪費(fèi)和貴金屬(如釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉑和金)的使用，同時(shí)提供了牢固而小巧同時(shí)具備優(yōu)良的導(dǎo)電性能的設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)構(gòu)思，提供一種接觸式智能卡，包括智能卡接觸盤和集成電路芯片，所述智能卡接觸盤包括：電路基板，包括相反設(shè)置的第一端面和第二端面，其上設(shè)置多個(gè)通孔；所述電路基板的第一端面設(shè)置讀卡器接觸元件；所述電路基板的第二端面設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電性芯片連接元件，每個(gè)芯片連接元件伸入所述基板上的對(duì)應(yīng)的通孔；所述讀卡器接觸元件由電導(dǎo)體材料制成并包括一個(gè)電導(dǎo)體表面，其中讀卡器接觸元件使用與芯片連接元件不同的導(dǎo)電材料制成；所述多個(gè)芯片連接元件形成在所述第二端部形成芯片安裝區(qū)域；所述集成電路芯片粘貼在所述芯片安裝區(qū)域并通過通孔與讀卡器接觸元件電性連接。

較佳地，所述電路基板使用FR-4級(jí)環(huán)氧玻璃薄片材料。每個(gè)芯片連接元件伸入對(duì)應(yīng)的通孔中。

可選地，所述接觸式智能卡是單邊接觸智能卡模塊。這樣電導(dǎo)體薄層據(jù)此形成銅制讀卡器接觸元件。

本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中第一種接觸式智能卡的截面示意圖，其中芯片使用引線鍵合方式設(shè)置。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中第二種接觸式智能卡的截面示意圖，其中芯片使用倒裝芯片方式設(shè)置。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所示的接觸式智能卡的截面示意圖。

圖4是圖1所示接觸式智能卡的俯視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)構(gòu)思下所示的接觸式智能卡的組裝流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明將參照附圖以各種實(shí)施例的方式進(jìn)行說明。在說明書附圖中，具有類似結(jié)構(gòu)或功能的元件將用相同的元件符號(hào)表示。附圖中的部件大小和特點(diǎn)只是為了便于說明和揭示本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，并不是要對(duì)本發(fā)明進(jìn)行窮盡性的說明，也不對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。

圖3和圖4根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例示出了單面智能卡模塊10，該模塊克服了引線鍵合技術(shù)和倒裝芯片技術(shù)的缺陷。同樣的元件符號(hào)代表相同或類似的元件，以省略了不必要的細(xì)節(jié)描述。

在該實(shí)施例中，電路基板12較佳地使用環(huán)氧樹脂玻璃材料制成，這樣避免了倒裝芯片工藝出現(xiàn)的凸痕。當(dāng)凸痕問題不予考慮時(shí)，其它任何電路基板都可以適用。通孔28可以通過在環(huán)氧樹脂玻璃材料上機(jī)械沖壓、穿刺、鉆孔或其它方式制成。激光制孔可能導(dǎo)致電路瑕疵。

電路基板12的第一端面14上設(shè)置電導(dǎo)體層18，這里設(shè)置為一個(gè)銅層。此處電導(dǎo)體層僅顯示為銅，其它實(shí)施例可以使用金或鎳進(jìn)行表面處理，以防止銅的腐蝕和氧化。電導(dǎo)體層18形成讀卡接觸元件26。

電路基板12的第二端面16電導(dǎo)體層。該電導(dǎo)體層不是層鋪方式制成，而是設(shè)置多個(gè)芯片連接元件58，貼附在基板12的第二端面16上。

本實(shí)施例中，電路基板的第二端面16并不鋪設(shè)任何層鋪電導(dǎo)體層。減少層鋪層的程度而非徹底舍棄的方案同樣可行。例如，僅在芯片設(shè)置區(qū)域不鋪設(shè)電導(dǎo)體層，這樣在其它一些方案中可以在芯片設(shè)置區(qū)域相鄰的其它位置部分地鋪設(shè)電導(dǎo)體層，而使得芯片區(qū)域不出現(xiàn)層鋪。

芯片連接元件58由電導(dǎo)體材料制成，例如鎳，可以通過焊接或其它方式設(shè)置在電路基板12的表面。可選地，芯片連接元件可以通過電鍍而非焊接的方式設(shè)置在電路基板12上。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，芯片連接元件58通過在基板12上印刷導(dǎo)電油墨方式制成。銀基導(dǎo)電油墨材料較為理想，但是其它導(dǎo)電油墨在特定需求下同樣適用。絲網(wǎng)印刷方式是一個(gè)較佳方案。

每個(gè)芯片連接元件58延伸進(jìn)入(或者注入)對(duì)應(yīng)的通孔28，從而與電導(dǎo)體層18的后表面30電性連接。芯片連接元件58作為整體形成芯片安裝區(qū)域52。

集成電路芯片34包括芯片端部36，芯片端部36可以方便地連接凸點(diǎn)54。這樣集成電路芯片34通過粘合劑56設(shè)置在芯片安裝區(qū)域52，從而與讀卡器接觸元件26形成電性連接。芯片連接元件58使通孔28形成導(dǎo)電通路。

這樣，組裝后的接觸式智能卡10就同時(shí)具備了倒裝芯片技術(shù)的牢固性和引線鍵合技術(shù)的靈活性，同時(shí)相對(duì)其它技術(shù)減少了電導(dǎo)體元件中貴金屬的損耗數(shù)量。芯片連接元件58可以通過任何合適的電導(dǎo)體層制成，例如銅、鎳、金、銀、碳、石墨、石墨烯或合金。

圖5根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例示出了智能卡的組裝流程300。設(shè)置電路基板12。在步驟S310中在基板上沖擊形成通孔。通孔形成后，在基板的第一端面14處設(shè)置電導(dǎo)體層18，以封住通孔的一端并形成讀卡器接觸元件。

此處通孔通過機(jī)械沖壓制成，可以理解地，通孔可以通過穿刺、鉆孔或其它方式制成。

在步驟S320中，在電路基板12的第二端面16設(shè)置電導(dǎo)體連接原件58，形成可放置芯片安裝區(qū)域52，在步驟S330中將集成電路芯片34貼附在芯片安裝區(qū)域52，使得集成電路芯片34與電導(dǎo)體層18電性連接。這樣就制成了本發(fā)明所敘述的接觸式智能卡10。

可以理解地，雖然本發(fā)明中的智能卡使用多個(gè)通孔和芯片連接元件，智能卡模塊使用一個(gè)通孔和芯片連接元件也是可行的，可以與其它集成電路貼附工藝各自或合并使用。

進(jìn)一步地，雖然本發(fā)明的目的是在較為成熟的FR-4工藝上優(yōu)化倒裝芯片工藝，實(shí)際上電路基板并不限定。例如，可以使用PET基板來設(shè)置芯片連接元件。

這樣，本發(fā)明對(duì)智能卡進(jìn)行了充分的描述，該智能卡包括單面電路基板，基板的第一電導(dǎo)體端面設(shè)置讀卡器接觸元件，基板第二端面直接貼附多個(gè)芯片連接元件。芯片連接元件將基板的第一端面和第二端面電性連接，并將智能卡的集成電路芯片設(shè)置在第二端面。

至此，本發(fā)明公開了一種堅(jiān)固小巧而又電路布置先進(jìn)的智能卡，相比其它智能卡工藝，減少了貴金屬的使用。當(dāng)設(shè)置通孔以導(dǎo)通對(duì)立端面電的導(dǎo)體層時(shí)減少了開路的幾率。

本說明書和權(quán)利要求書中，“包括”、“包含”、“具有”等動(dòng)詞僅用于表述具體的特征、組件或步驟，并不排除其它特征、組件或步驟及其組合的附加方案。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定。說明書和權(quán)利要求書中的用詞僅出于陳述內(nèi)容的目的進(jìn)行描述，并不排斥其它附加的涵義。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。