專利名稱：一種大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于非接觸智能卡模塊封裝技術(shù)領(lǐng) 域。特別是一種大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶。
背景技術(shù)：
隨著集成電路封裝技術(shù)的不斷進步，集成電路的集成度日益提高，功能越來越豐富， 要求在相對較小的封裝尺寸內(nèi)容納較大的芯片。在集成電路產(chǎn)品的尺寸及厚度保持不變的 前提下，某些芯片的封裝已經(jīng)達到了封裝設(shè)備及工藝的極限。例如，目前傳統(tǒng)的用于非接 觸卡(如公共交通卡、中國第二代身份證和其他大部分應(yīng)用的非接觸智能卡用模塊的外形 尺寸為5.0X8.0mm，模塑封裝體的尺寸是4. 8X5. Omm，根據(jù)目前的材料和工藝，可以容納 的最大芯片尺寸為3.2X3.5mm。但是隨著產(chǎn)品要求的不斷提高，有不少芯片己經(jīng)不能用傳 統(tǒng)的工藝和材料實現(xiàn)封裝。
國外已經(jīng)有人嘗試改變標準，增大封裝體和模塊的尺寸來實現(xiàn)大尺寸芯片的封裝，這在 一定程度上緩解了這種大尺寸芯片的應(yīng)用，但是這種方法改變了大部分生產(chǎn)工藝，需要投 入大量的資金進行設(shè)備的改造和新模具的制作。要獲得大批量的推廣和應(yīng)用是比較困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于為解決上述問題而提供一種大尺寸非接觸模塊封裝用 金屬載帶，該一種大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶在不改變生產(chǎn)設(shè)備和工藝的前提下， 以相同的生產(chǎn)成本進行大尺寸芯片的封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶，包含一可以承載3.9*4.5mm尺寸芯片的芯片 承載區(qū)域。
為了有效提高模塑封裝后模塑體和金屬載帶的結(jié)合強度，本發(fā)明在金屬載帶的芯片承 載區(qū)域左右兩側(cè)各設(shè)置了至少一個以上的T字型的槽孔，并在T字型的槽孔的內(nèi)側(cè)邊緣設(shè) 置了臺階狀結(jié)構(gòu)。另外，在金屬載帶的芯片承載區(qū)域左右兩側(cè)各設(shè)置有一個定位圓孔,并在 定位圓孔的內(nèi)壁邊緣設(shè)置有臺階狀結(jié)構(gòu)。所述定位圓孔位于兩T字型的槽孔之間。
同樣，為了有效提高模塑封裝后模塑體和金屬載帶的結(jié)合強度，本發(fā)明在金屬載帶的芯片承載區(qū)域上下兩側(cè)各設(shè)置有一條長條型的槽孔形成隔離槽，該隔離槽將芯片承載區(qū)域 和焊接區(qū)域分隔開。在隔離槽內(nèi)側(cè)槽壁邊緣設(shè)置了臺階狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計更進一步提 高了模塑封裝后模塑體和金屬載帶的結(jié)合強度。
還有，在金屬載帶的隔離槽外側(cè)各設(shè)置了若干個槽孔，所述槽孔與隔離槽之間設(shè)置有 凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計也更有效提高了模塑封裝后模塑體和金屬載帶的結(jié)合強度。
為了模塊在沖切過程中盡量減小對載帶和內(nèi)部器件的機械損傷，提高產(chǎn)品可靠性，本 發(fā)明在金屬載帶左右兩側(cè)邊緣，每個T字型的槽孔的上下兩側(cè)各設(shè)置有兩個條形缺槽。
為了適合現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)，在金屬載帶的上、下邊緣有標準的定位齒孔，同時進行巻盤狀 包裝。
本發(fā)明將裝有芯片并連接好引線的模塊半成品以連續(xù)盤帶狀送入模塑封裝設(shè)備，通過 注塑工藝將芯片和弓I線部分可靠地包封在模塑體內(nèi)，完成本方案所述的大尺寸非接觸模塊。
采用了上述載帶方法封裝的非接觸模塊經(jīng)過嚴格的測試后，可以廣泛應(yīng)用于電子護照、 金融卡類等大尺寸非接觸產(chǎn)品的生產(chǎn)。
本發(fā)明有效地解決大尺寸芯片的封裝工藝，同時又不改變國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)工廠的生產(chǎn) 工藝，可承載的芯片面積是傳統(tǒng)的載帶的1.5倍。不改變模塊的外形尺寸，也不改變封裝 體的尺寸，所有的生產(chǎn)工藝都和傳統(tǒng)的工藝保持一致。經(jīng)過對產(chǎn)品可靠性的全面測試，完 全達到行業(yè)相關(guān)要求，可以大批量應(yīng)用。本發(fā)明適合各不同使用領(lǐng)域的需求，具有更好的 應(yīng)用前景。


下面結(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)明的大尺寸非接觸模塊單個封裝完成的模塊正面視圖。 圖2為本發(fā)明的大尺寸非接觸模塊單個封裝完成的模塊側(cè)視圖。 圖3為本發(fā)明的大尺寸非接觸模塊單個封裝完成的模塊背面視圖。 圖4為大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶的正面視圖。 圖5為圖4的A-A剖視圖。
圖6為圖4所示結(jié)構(gòu)注塑了模塑體后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖5I處的放大示意圖。
圖8為圖6I處的放大示意圖。
圖9為本發(fā)明另一種凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖10為為本發(fā)明另一種凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11為圖4的B-B剖視圖。
圖12為圖4的C-C剖視圖。
圖13為圖4的D-D剖視圖。
圖14為本發(fā)明巻盤式載帶的外觀示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明實現(xiàn)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 體實例，進一步闡述本發(fā)明。
參看圖14，本發(fā)明的大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶的帶基采用銅或銅合金材料制 備而成，構(gòu)成模塊封裝用的金屬載帶1，厚度為0. 06mm至0. 09mra;成品厚度為0. 065mm至 0.095mra。載帶1的外型是通過精密沖壓成型的。
參看圖4，金屬載帶l中間的芯片承載區(qū)域2通過精密沖壓工藝來實現(xiàn)的，該芯片承載 區(qū)域2可以承載3. 9*4. 5mm尺寸芯片，以滿足電子護照、金融卡類等大尺寸非接觸產(chǎn)品的 要求。
參看圖4、圖12，在金屬載帶1的芯片承載區(qū)域2左右兩側(cè)通過精密沖壓工藝各沖制 有一個定位圓孔3,定位圓孔3位于兩T字型的槽孔4之間，在定位圓孔3的內(nèi)壁邊緣設(shè)置 有臺階狀結(jié)構(gòu)。該定位圓孔3的作用是讓單面模塑封裝時的模塑料可穿越定位圓孔3內(nèi)并 在反面形成擴展型臺階狀加強體。模塑體固化后，模塑料與載帶間就有了足夠的結(jié)合強度。
參看圖4和圖11，金屬載帶1的芯片承載區(qū)域2左右兩側(cè)通過精密沖壓工藝各沖制有 兩個T字型的槽孔4，四個T字型的槽孔4位于模塑體5的邊緣，并在四個T字型的槽孔4 靠芯片承載區(qū)域2的內(nèi)側(cè)邊緣進行臺階狀結(jié)構(gòu)處理。這四個T字型的槽孔4結(jié)構(gòu)的作用是 讓單面模塑封裝時的模塑料穿越T字型的槽孔4并在反面形成包合狀加強體。T字型的槽 孔4的結(jié)構(gòu)使模塑體5邊緣盡可能大地和金屬載帶1形成結(jié)合面，使模塑體5的機械應(yīng)力 降到最小，同時也可以通過沖切進行電極間的隔離；T字型的槽孔4中的臺階狀結(jié)構(gòu)是通過 沖壓形成低于平面的高度為0. 04mm的臺階結(jié)構(gòu)，使模塑封裝時模塑料與載帶有足夠的結(jié)合 力強度。
為了模塊在沖切過程中盡量減小對載帶和內(nèi)部器件的機械損傷，提高產(chǎn)品可靠性，在 金屬載帶1左右兩側(cè)邊緣，每個T字型的槽孔4的上下兩側(cè)通過精密沖壓工藝各沖制有兩 個條形缺槽6。參看圖4和圖13，金屬載帶1的芯片承載區(qū)域2的上下兩側(cè)通過精密沖壓工藝各沖制 有一條長條型的槽孔形成隔離槽7，隔離槽7位于模塑體5邊緣內(nèi)部，芯片承載區(qū)域2的外 側(cè)，在隔離槽7內(nèi)的靠芯片承載區(qū)域2的內(nèi)側(cè)，也就是隔離槽7內(nèi)側(cè)槽壁邊緣進行臺階狀 結(jié)構(gòu)處理。
該隔離槽7是讓單面模塑封裝時的模塑料穿越隔離槽7并在反面形成包合狀加強體。 長條型隔離槽7的結(jié)構(gòu)使模塑體邊緣盡可能大地和載帶形成結(jié)合面，使模塑體的機械應(yīng)力 降到最小，同時也可以通過沖切進行電極間的隔離，將芯片承載區(qū)域2的金屬與兩個電極 完全隔離開和芯片承載區(qū)域2和焊接區(qū)域分隔開。。隔離槽7內(nèi)的臺階狀結(jié)構(gòu)是通過沖壓形 成低于平面的高度為0. 04rarn的臺階狀結(jié)構(gòu)，使模塑封裝時模塑料與金屬載帶1有足夠的結(jié) 合力強度。
參看圖4、圖11、圖5、圖6、圖7、圖8，金屬載帶1的隔離槽7外側(cè)通過精密沖壓 工藝沖制有六個"一"字型槽孔8，六個"一"字型槽孔8位于模塑體5的邊緣。這六個"一" 字型槽孔8結(jié)構(gòu)的作用是讓單面模塑封裝時的模塑料穿越"一"字型槽孔8并在反面形成 包合狀加強體。"一"字型槽孔8的結(jié)構(gòu)使模塑體5邊緣盡可能大地和金屬載帶1形成結(jié)合 面，使模塑體5的機械應(yīng)力降到最小，同時也可以讓電極在受到外力沖擊時在一"字型槽 孔8處釋放應(yīng)力，保護模塑封裝體內(nèi)的器件不受影響。
參看圖5、圖6、圖7、圖8，金屬載帶1的"一"字型槽孔8與隔離槽7之間通過精 密沖壓工藝沖制有兩個對邊的凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)9，該凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)9為凹凸平臺結(jié)構(gòu)。此 凹凸平臺結(jié)構(gòu)的作用是讓單面模塑封裝時的模塑液體穿越凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)9并在反面形成 包合狀加強體，類似局部的雙面包封。
但是傳統(tǒng)的載帶的反面臺階深度為0.04土0.01mm，模塑料特性為硬脆性，由于厚度很 薄，在受到外力沖擊時，很容易形成裂縫甚至斷裂，造成模塑體5與金屬載帶1分離，模 塊失效。通過在此凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)9的區(qū)域沖壓形成凸出平面的高度為0. 04-0. 10mm的凹凸 平臺結(jié)構(gòu)，合理選擇平臺高和寬，使封裝時模塑料與載帶有足夠的結(jié)合強度。參看圖5、圖 6，該凹凸平臺狀結(jié)構(gòu)9的剖面為梯形結(jié)構(gòu)。
參看圖9，凹凸平臺狀結(jié)構(gòu)9的剖面為三角形結(jié)構(gòu)。
參看圖IO，凹凸平臺狀結(jié)構(gòu)9為中間沖斷的凸出倒剌結(jié)構(gòu)。
為了適合現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)，在金屬載帶1的邊緣有標準的定位齒孔10。金屬載帶l采用 巻盤狀包裝以適合目前封裝流水線設(shè)備使用。
通過上述獲得的金屬載帶1的物理特性符合現(xiàn)有的金屬載帶的基本要求。
6通過自動精密滴膠設(shè)備在金屬載帶1的芯片承載區(qū)域2內(nèi)滴銀膠，銀膠可以是導(dǎo)電型 的或非導(dǎo)^型的。再通過自動芯片裝載設(shè)備將需要封裝的芯片裝載到芯片承載區(qū)域2內(nèi)， 利用銀膠的粘合力來固定芯片，通過紅外線固化設(shè)備將銀膠固化，將芯片和金屬載帶1牢 固粘合；通過超聲波焊接設(shè)備將芯片的焊盤和金屬載帶1的焊盤用金線焊接并形成通路， 并作為組件供下一個制程生產(chǎn)。通過模塑封裝設(shè)備將加工好的組件通過注塑方式進行封裝， 起到保護內(nèi)部芯片和引線的作用。最終獲得如圖1、圖2和圖3所示的一種大尺寸非接觸模 塊封裝用金屬載帶，封裝的產(chǎn)品通過在線測試設(shè)備進行電性能測試，其他環(huán)境實驗結(jié)果也 相當(dāng)令人滿意。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同 物界定。
權(quán)利要求
1、一種大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶，其特征在于，包含一可以承載3.9*4.5mm尺寸芯片的芯片承載區(qū)域。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶的芯片承載區(qū)域左右兩 側(cè)各設(shè)置了至少一個以上的T字型的槽孔，并在T字型的槽孔的內(nèi)側(cè)邊緣設(shè)置了臺階狀結(jié) 構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬載帶，其特征在于，所述臺階狀結(jié)構(gòu)是通過沖壓形成低 于平面的高度為0. 04mm的臺階狀結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶的芯片承載區(qū)域左右兩 側(cè)各設(shè)置有一個定位圓孔,并在定位圓孔的內(nèi)壁邊緣設(shè)置有臺階狀結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶的芯片承載區(qū)域左右兩 側(cè)各設(shè)置有一個定位圓孔,并在定位圓孔的內(nèi)壁邊緣設(shè)置有臺階狀結(jié)構(gòu)，所述定位圓孔位于 兩T字型的槽孔之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶的芯片承載區(qū)域上下兩 側(cè)各設(shè)置有一條長條型的槽孔形成隔離槽，該隔離槽將芯片承載區(qū)域和焊接區(qū)域分隔開； 在隔離槽內(nèi)側(cè)槽壁邊緣設(shè)置了臺階狀結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬載帶，其特征在于，所述隔離槽內(nèi)的臺階狀結(jié)構(gòu)是通過 沖壓形成低于平面的高度為0. 04mm的臺階狀結(jié)構(gòu)，
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶的隔離槽外側(cè)各設(shè)置了 若干個槽孔，所述槽孔與隔離槽之間設(shè)置有凹凸狀橋型結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬載帶，其特征在于，所述凹凸平臺狀結(jié)構(gòu)的剖面為梯形 結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬載帶，其特征在于，所述凹凸平臺狀結(jié)構(gòu)的剖面為三 角形結(jié)構(gòu)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬載帶，其特征在于，所述凹凸平臺狀結(jié)構(gòu)為中間沖斷 的凸出倒剌結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶左右兩側(cè)邊緣，每個T 字型的槽孔的上下兩側(cè)各設(shè)置有兩個條形缺槽。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬載帶，其特征在于，在金屬載帶的上、下邊緣有標準的定位齒孔。
全文摘要
一種大尺寸非接觸模塊封裝用金屬載帶，其特征在于，包含一可以承載3.9*4.5mm尺寸芯片的芯片承載區(qū)域。本發(fā)明可承載常規(guī)芯片1.5倍面積的芯片進行封裝，并得到相同機械尺寸的模塊產(chǎn)品。通過在金屬載帶上的改進，使封裝芯片尺寸加大的前提下，模塑封裝后模塑體和金屬載帶的結(jié)合力提高到最大程度，大大地提高了內(nèi)部器件的抗機械力。載帶采用卷盤式包裝，可在不增加投資的前提下利用目前常規(guī)的封裝工藝和現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)出質(zhì)量更好的產(chǎn)品，擴大了智能卡領(lǐng)域高端芯片的應(yīng)用，如非接觸智能電子護照、EMV銀行卡等。
文檔編號H01L23/12GK101447465SQ20071017119
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者楊輝峰, 顧秋華 申請人:上海長豐智能卡有限公司