專利名稱：制造帶有低成本介電質(zhì)的接觸型智能卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜電子設(shè)備的制造，該設(shè)備包括嵌置在支持件中并電連接于由連接終端塊構(gòu)成的接口元件的至少一個(gè)集成電路芯片。
這些便攜電子設(shè)備構(gòu)成例如接觸型智能卡。
智能卡用于執(zhí)行各種操作，如銀行交易或電話通信操作，各種識(shí)別操作，或現(xiàn)金分配型操作。
接觸型卡具有與卡表面齊平的在卡體上的準(zhǔn)確位置處淀積的金屬，該卡體由一般標(biāo)準(zhǔn)ISO7816限定。這些金屬用來(lái)與讀出器的讀出頭接觸，以查看數(shù)據(jù)的電子傳輸。
目前制造的智能卡是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的薄的便攜元件。ISO7810對(duì)應(yīng)于具有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的85mm長(zhǎng)、54mm寬和0.76mm厚的卡。
大部分智能卡制造過(guò)程基于已知為嵌入物的微型組件的部件中的集成電路芯片的組裝，也就是說(shuō)使用本領(lǐng)域的專家所熟知的技術(shù)放置在卡體中設(shè)置的空腔中。
傳統(tǒng)方法表示于

圖1中。這種方法包括通過(guò)將活性面以其接觸墊11朝上設(shè)置來(lái)膠合集成電路芯片10，并且將其相對(duì)的面膠合于介電支持薄層15。介電薄層15自身設(shè)置在接觸柵18上，如鍍鎳和鍍金的銅金屬板。連接井16形成在介電薄層15中來(lái)使連接導(dǎo)線17將芯片10的接觸墊片11與柵18上的連接區(qū)域相連。
根據(jù)某些變形例，可使芯片10活性面朝上直接膠合于接觸柵18，然后通過(guò)硬導(dǎo)線17連接。
在這種變形例中，柵18淀積在介電支持件15上并且所述柵上的接觸和連接區(qū)域通過(guò)化學(xué)蝕刻或一些其他方式限定。
然后保護(hù)和封裝步驟保護(hù)芯片10和焊接的連接導(dǎo)線17。一般使用在英語(yǔ)術(shù)語(yǔ)上叫作“glob top”的技術(shù)，其指定從上方開始涂覆芯片。這個(gè)技術(shù)構(gòu)成為向芯片10和其連接導(dǎo)線17上澆注環(huán)氧基的樹脂滴20，該樹脂例如是熱固性或紫外線下交聯(lián)的。
切割帶有通過(guò)樹脂20膠合和保護(hù)的芯片10的介電支持件15，以構(gòu)成微型模塊100，其被嵌入在前面修整過(guò)的卡體的空腔中。這個(gè)嵌入操作可通過(guò)在添加微型模塊之前將液體膠淀積在卡體的空腔中來(lái)實(shí)施。
圖2表示另一嵌入技術(shù)。卡體110根據(jù)傳統(tǒng)方法制造，例如通過(guò)將塑性材料注入模子中。空腔120通過(guò)碾磨卡體獲得，或通過(guò)在制造卡體同時(shí)在適當(dāng)模子中進(jìn)行注射獲得。
最好在切割微型模塊100之前將熱活化粘結(jié)膜23通過(guò)層疊淀積在介電膜15上。后者被嵌入在卡體110的空腔120內(nèi)并且通過(guò)壓床24進(jìn)行熱壓來(lái)再活化可熱活化粘結(jié)劑23后進(jìn)行膠合。
制造智能卡的已知技術(shù)有很多缺點(diǎn)。
實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)使用昂貴的手段和高質(zhì)量的介電件。使用的介電件通常由環(huán)氧玻璃復(fù)合體或kapton制成。
這是因?yàn)榻殡娺x擇必須具有對(duì)溫度的良好抵抗性能，這樣才可與前面提到的嵌入技術(shù)兼容。
另外，不同接觸和連接區(qū)域的幾何限定通常通過(guò)均勻淀積在介電支持件上的金屬柵的化學(xué)蝕刻獲得。但是，化學(xué)蝕刻是一個(gè)昂貴的操作。
法國(guó)專利No.2632100公開另一制造智能卡的方法。
這種方法在圖3表示，使用把集成電路芯片直接固定的傳導(dǎo)框架(英語(yǔ)叫作引線框架)。該引線框架通過(guò)從連續(xù)金屬帶剪切或沖壓得到，這可免除化學(xué)蝕刻操作。
接觸區(qū)域19a和連接區(qū)域19b在金屬帶18的各個(gè)引線框架中進(jìn)行限定。
該專利公開的方法主要構(gòu)成為在金屬柵18的外表面上層疊第一絕緣帶50，使接觸區(qū)域19a呈自由狀態(tài)，以及在柵18的內(nèi)表面上層疊另外兩個(gè)絕緣帶52和54，其包圍芯片10的連接區(qū)域19b。然后芯片通過(guò)硬導(dǎo)線或根據(jù)翻轉(zhuǎn)芯片(英語(yǔ)術(shù)語(yǔ)叫作“翻裝”)的傳統(tǒng)方法被固定到柵的內(nèi)表面。
這個(gè)技術(shù)必須把3個(gè)絕緣材料條層疊在金屬柵上，這要求轉(zhuǎn)位方面精確。
另外，外絕緣帶50被暫時(shí)固定，并且實(shí)際上在卡使用后去除。
此外，芯片10及其連接導(dǎo)線17通過(guò)涂覆樹脂保護(hù)不容易，因?yàn)閮蓚€(gè)絕緣帶52和54位于芯片10的每一側(cè)上的柵11的內(nèi)表面上。
最后，這個(gè)技術(shù)不能提供一種解決介電質(zhì)選擇問(wèn)題的完好的方案，因?yàn)楹笳弑仨毧偸蔷哂信c傳統(tǒng)嵌入技術(shù)兼容的熱性能。
本發(fā)明的目的是緩解已有技術(shù)的缺點(diǎn)。
結(jié)果，本發(fā)明提出一種制造智能卡的方法，可使用廉價(jià)的材料，并且尤其是低質(zhì)量的介電質(zhì)。
特別是，本發(fā)明提出不把介電支持膜固定在柵的底面，而是固定到柵的頂面，介電膜具有條形形狀，帶有一個(gè)寬度，使得其可被設(shè)置在金屬柵的ISO接觸區(qū)域之間。
本發(fā)明的目的尤其是指一種制造接觸型智能卡的方法，其特征在于它包括下面的步驟-提供條形介電支持膜；-在其頂面上產(chǎn)生限定接觸區(qū)域的金屬柵，并且在其底面產(chǎn)生連接區(qū)域；-將介電支持膜可移動(dòng)地固定于金屬柵的頂面，以便使金屬柵的接觸區(qū)域呈自由狀態(tài)；-將芯片和連接件膠合于金屬柵的連接區(qū)域；-切割金屬柵來(lái)獲得微型組件，并將所述微型組件附接在卡體的空腔中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，金屬柵被作成拱型，介電條被固定在拱型件中，以便將所述條與柵的接觸區(qū)域齊平放置，同時(shí)使后者呈自由狀態(tài)。
根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，介電條具有在室溫下不剝離的、預(yù)定和金屬柵固定一起的粘結(jié)面。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，介電條通過(guò)層疊被固定在金屬柵。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，介電條由聚對(duì)苯二甲酸聚亞乙酯(PET)構(gòu)成。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，介電條由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)構(gòu)成。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，介電條由紙構(gòu)成。
根據(jù)一個(gè)變形例，介電條由聚氯乙烯(PVC)構(gòu)成。
根據(jù)第一實(shí)施例，芯片由硬導(dǎo)線連接于金屬柵，將可再活化粘結(jié)膜層疊在金屬柵上，穿透所述粘結(jié)膜，以便使芯片及其連接導(dǎo)線呈自由狀態(tài)。
根據(jù)第二實(shí)施例，芯片通過(guò)翻轉(zhuǎn)連接于金屬柵，將可再活化粘結(jié)膜層疊在金屬柵上，并且覆蓋芯片的后面。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)活化粘結(jié)膜將微型組件安裝在卡體的空腔中。
本發(fā)明還涉及一種集成電路電子模塊，具有與金屬柵一體固定的介電支持膜，金屬柵在其頂面上限定接觸區(qū)域，其特征在于介電支持膜部分延伸過(guò)柵的頂面，同時(shí)使接觸區(qū)域呈自由狀態(tài)。
根據(jù)一個(gè)特征，介電支持膜是設(shè)置在接觸區(qū)域的分區(qū)之間的中間分區(qū)上的條狀物。
優(yōu)選地，金屬柵具有至少局部地承接介電支持膜的厚度的拱度。
根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，集成電路電子模塊具有附接于介電支持膜并連接于通信接口的集成電路芯片，其特征在于接口由作成拱型來(lái)嵌入介電支持膜的厚度的金屬柵構(gòu)成，所述條固定于金屬柵的頂面并且使柵的接觸區(qū)域呈自由狀態(tài)。
本發(fā)明應(yīng)用于帶有電子芯片的支持件，如卡，包括根據(jù)本發(fā)明的電子模塊。
本發(fā)明可用簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法獲得具有對(duì)潮濕具有良好抵抗性并帶有完全平坦的ISO連接終端塊的薄模塊。
尤其，根據(jù)本發(fā)明的方法使得可使用低質(zhì)量介電質(zhì)，因?yàn)楹笳卟灰笈c通常嵌入技術(shù)兼容的傳統(tǒng)性能。
這是因?yàn)榻殡娰|(zhì)不覆蓋金屬柵的接觸區(qū)域，這一點(diǎn)后面將更準(zhǔn)確地解釋。但是，在嵌入期間，正是這些區(qū)域被施加壓力或與氰基丙烯酸酯型膠合劑膠合。
另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法具有允許在介電條上沿著接觸區(qū)域印刷邊印或序號(hào)或任何其他指示標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，可以使用涂覆在介電條上的粘結(jié)劑將芯片附接上，從而避免另外的膠合步驟。
本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)在閱讀了參考附圖給出的示意性而非限制性實(shí)施例后將顯現(xiàn)出來(lái)，其中圖1是已經(jīng)作了說(shuō)明的制造智能卡的傳統(tǒng)方法的橫斷面圖；圖2是已經(jīng)作了說(shuō)明的根據(jù)已知方法嵌入微型模塊的簡(jiǎn)圖；圖3是已經(jīng)作了說(shuō)明的根據(jù)已有技術(shù)的方法制造智能卡的簡(jiǎn)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第一實(shí)施例的橫斷面圖5是根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第二實(shí)施例的橫斷面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第三實(shí)施例的橫斷面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法嵌入微型模塊的簡(jiǎn)圖；圖8是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法得到的微型模塊在組裝側(cè)從下面看去的簡(jiǎn)圖；圖9是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法得到的微型模塊在接觸側(cè)從上面看去的簡(jiǎn)圖。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法包括下面的步驟低成本絕緣材料以條形提供并且涂覆上單面粘結(jié)劑。介電條60可通過(guò)把介電材料切割到預(yù)定寬度來(lái)得到。
這個(gè)介電質(zhì)60可由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、PEN(nerephthalic polyethlene)、紙、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂)、PVC(聚氯乙烯)或其他已知的低成本絕緣材料構(gòu)成。
另外，金屬柵18基于例如銅合金制造，并且用適合于要求生產(chǎn)的連接類型的電解淀積物來(lái)覆蓋，如金或鎳。
接觸區(qū)域19a和連接區(qū)域19b在柵18的各個(gè)傳導(dǎo)框架中限定。
柵18和介電質(zhì)60通過(guò)層疊或通過(guò)任何其他方式相鄰地集成一體。
介電條60有利地用粘結(jié)劑涂覆，該粘結(jié)劑不剝離，即在室溫下不可移動(dòng)。這個(gè)粘結(jié)劑將介電質(zhì)60與金屬柵18一體固定。
例如粘結(jié)劑可以在爐子中交聯(lián)，在柵18上層疊介電條60后活化。
介電支持膜60優(yōu)選非常好，以便通過(guò)本發(fā)明的方法得到的微型模塊100的最終厚度滿足ISO標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，柵18根據(jù)傳統(tǒng)方法例如通過(guò)鉆穿被作成拱型。
金屬柵18上的拱型件80用于至少局部地嵌入介電條60的厚度臺(tái)階，以得到實(shí)際上在ISO接觸側(cè)平坦的微型模塊100。
優(yōu)選地，介電質(zhì)60在柵19上與接觸區(qū)域19a齊平，同時(shí)把后者保持為自由狀態(tài)，以便確保從電路向外部通信。
此外，彎曲件80促使介電質(zhì)60層疊在柵18上，同時(shí)構(gòu)成介電條的引導(dǎo)件。
芯片10然后被膠合。
圖4中，芯片10以選擇圖案的間距用導(dǎo)電或不導(dǎo)電的膠合劑膠合到柵18。
圖5中，芯片直接膠合到介電質(zhì)60。這個(gè)膠合可加熱進(jìn)行，然后介電條60的粘結(jié)劑被熱活化，或者在室溫下在粘結(jié)劑上冷卻，這叫作“釘住”。根據(jù)使用的芯片10，選擇的膠合劑可以是導(dǎo)電或不導(dǎo)電的。
芯片10通過(guò)硬導(dǎo)線連接，連接導(dǎo)線17將芯片10上的墊片11連接到柵18上的連接區(qū)域19b。
圖6表示一個(gè)變形實(shí)施例，其中，芯片10根據(jù)“翻轉(zhuǎn)芯片”的方法被連接于連接區(qū)域19b，該方法代表一種芯片被反轉(zhuǎn)的公知方法。
在示出的例子中，芯片10通過(guò)帶有各向異性的電傳導(dǎo)性能的膠合劑350連接于金屬柵18，該膠合劑350是公知的并通常用于在表面上安裝無(wú)源組件。芯片10的輸出墊片18與柵18上的連接區(qū)域19b相對(duì)放置。這個(gè)膠合劑350實(shí)際包含可彈性變形的導(dǎo)電粒子，這使得在將其壓在輸出墊片11與連接區(qū)域19b之間時(shí)可沿著z軸(即沿著厚度)建立電傳導(dǎo)，同時(shí)確保在其他方向(x，y)上的絕緣。
在變形實(shí)施例中，芯片10與連接區(qū)域19b之間的電連接可通過(guò)在芯片10上的墊片11上產(chǎn)生的Sn/Pb型熱熔合金或?qū)щ娋酆衔镏瞥傻耐黄?2改善。
在把芯片10附接和連接在金屬柵18上之后，微型模塊100必須被嵌入卡體的空腔中。
如參考已有技術(shù)說(shuō)明的那樣，有利的是通過(guò)層疊或其他方式在柵18的整個(gè)可用寬度上淀積粘結(jié)劑25。
在通過(guò)硬導(dǎo)線把芯片10連接于柵18的情況下，粘結(jié)劑25實(shí)現(xiàn)事先被穿透，以使芯片10及其連接導(dǎo)線17呈自由狀態(tài)。
如果需要，封裝步驟通過(guò)淀積樹脂20來(lái)覆蓋芯片10和導(dǎo)線17來(lái)保護(hù)芯片10的活性面及其連接導(dǎo)線17。
有利地，粘結(jié)劑25可用作限制保護(hù)樹脂20的擴(kuò)散的阻擋件。
在通過(guò)“反轉(zhuǎn)芯片”方法把芯片10連接于柵18的情況下，粘結(jié)劑25被層疊在柵18的整個(gè)表面上并且覆蓋芯片10的后面。
微型模塊100例如通過(guò)沖床或激光束來(lái)切割，然后通過(guò)再活化粘結(jié)劑25或通過(guò)在空腔中淀積滴落例如氰基丙烯酸型膠合劑被附接于卡體的空腔中。
圖7表示通過(guò)熱壓技術(shù)來(lái)活化粘結(jié)劑25在卡體110的空腔120中嵌入微型模塊100的步驟。
該圖清楚地表示熱壓并不被施加于介電質(zhì)60，而只是施加于金屬柵18。
同樣，如果已選擇了用氰基丙烯酸型膠合劑附接的技術(shù)，膠合劑將被應(yīng)用在卡體110的空腔120和金屬柵18之間，用或不用可再活化粘結(jié)劑25覆蓋，并且不應(yīng)用到介電質(zhì)60。
這樣，本發(fā)明使得可不用把介電支持膜放置在金屬柵的下面，因?yàn)槠湓谇度胛⑿湍K期間必須具有的特性而使這種必備膜非常昂貴。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法通過(guò)設(shè)置在柵的頂部并在柵上局部延伸的普通介電支持膜補(bǔ)償了機(jī)械強(qiáng)度的損失。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的方法得到的微型模塊的在卡體的空腔內(nèi)從下面看去的簡(jiǎn)圖。
彎曲件80實(shí)際限定接觸區(qū)域19a和連接區(qū)域19b之間的界線，僅后者由介電質(zhì)60覆蓋。
圖9表示本發(fā)明的方法得到的微型模塊的在ISO接觸側(cè)從上面看去的簡(jiǎn)圖。
優(yōu)選地，介電質(zhì)60在金屬柵18上與接觸區(qū)域19a齊平。這樣得到的智能卡的外側(cè)是完全平坦的。
另外，智能卡上的連接終端塊18具有與介電質(zhì)60對(duì)應(yīng)的中間分區(qū)，在該介電質(zhì)60上印刷上邊印或圖形(優(yōu)選地在把絕緣材料切割成條形期間直接進(jìn)行)。
介電質(zhì)60的這一側(cè)可以有不同顏色和/或帶有不同的卡序號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種制造接觸型智能卡的方法，其特征在于包括下面的步驟-提供條形介電支持膜(60)；-在其頂面上產(chǎn)生限定接觸區(qū)域(19a)的金屬柵(18)，并且在其底面產(chǎn)生連接區(qū)域(19b)；-將介電支持膜(60)可移動(dòng)地固定于金屬柵(18)的頂面，以便使金屬柵(18)的接觸區(qū)域(19a)呈自由狀態(tài)；-將芯片(10)和連接件膠合于柵(18)的連接區(qū)域(19b)；-切割金屬柵(18)來(lái)獲得微型組件(100)，并將所述微型組件(100)附接在卡體(110)的空腔(120)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其特征在于將金屬柵(18)拱起，介電條(60)被固定在拱型件(80)中，以便將所述條(60)與接觸區(qū)域(19a)齊平放置在柵(18)上，同時(shí)使其呈自由狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2之一的制造方法，其特征在于介電條(60)具有在室溫下不剝離的、預(yù)定和金屬柵(18)固定一起的粘結(jié)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的制造方法，其特征在于介電條(60)通過(guò)層疊被固定在金屬柵(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的制造方法，其特征在于介電條(60)由聚對(duì)苯二甲酸聚亞乙酯(PET)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的制造方法，其特征在于介電條(60)由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的制造方法，其特征在于介電條(60)由紙構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的制造方法，其特征在于介電條(60)由聚氯乙烯(PVC)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一的制造方法，芯片(10)由硬導(dǎo)線(17)連接于金屬柵(18)，其特征在于將可再活化粘結(jié)膜(25)層疊在金屬柵(18)上，穿透所述粘結(jié)膜，以便使芯片(10)及其連接導(dǎo)線(17)呈自由狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一的制造方法，芯片(10)通過(guò)反轉(zhuǎn)連接于金屬柵(18)，其特征在于將可再活化粘結(jié)膜(25)層疊在金屬柵(18)上，并且覆蓋芯片(10)的后面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的制造方法，其特征在于通過(guò)活化粘結(jié)膜(25)將微型組件(100)安裝在卡體(110)的空腔(120)中。
12.一種集成電路電子模塊，具有與金屬柵(18)一體固定的介電支持膜(60)，金屬柵(18)在其頂面上限定接觸區(qū)域(19a)，其特征在于介電支持膜(60)部分延伸過(guò)柵(18)的頂面，同時(shí)使接觸區(qū)域(19a)呈自由狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電子模塊，其特征在于介電支持膜(60)是設(shè)置在接觸區(qū)域(19a)的分區(qū)之間的中間分區(qū)上的條狀物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12-13之一的電子模塊，其特征在于金屬柵(18)具有至少局部地承接介電支持膜(60)的厚度的曲率(80)。
15.一種集成電路電子模塊，具有附接于介電支持膜(60)并連接于通信接口(18)的集成電路芯片(10)，其特征在于通信接口(18)由作成拱型來(lái)嵌入介電支持膜(60)的厚度的金屬柵(18)構(gòu)成，所述條(60)固定于金屬柵(18)的頂面并且使柵(18)的接觸區(qū)域(19a)呈自由狀態(tài)。
16.一種電子芯片支持件，如卡，包括權(quán)利要求12-15之一的電子模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造接觸芯片卡的方法,其特征在于包括下列步驟:提供條形介電支持膜(60);在其頂面上產(chǎn)生限定接觸墊(19a)的金屬柵(18),并且在其底面產(chǎn)生連接墊(19b);介質(zhì)支持膜(60)不可移動(dòng)地固定在金屬柵(18)的頂面,使柵(18)的接觸區(qū)域呈現(xiàn)自由狀態(tài);將芯片(10)膠合并連接到柵(18)的連接區(qū)域;切割金屬柵來(lái)獲得卡體(110)的空腔中的微型組件。在一實(shí)施例中,柵是成拱型的,以便包封介質(zhì)(60)的工作。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1351732SQ00807970
公開日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月25日
發(fā)明者L·多塞托 申請(qǐng)人:格姆普拉斯公司