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(wèn)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^(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)樹(shù)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(guò)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(guò)通孔。銅表面經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(pán)位置預(yù)先確定，使用不同類(lèi)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(shù)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(guò)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(guò)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(guò)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(shù)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(wèn)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(méi)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(lèi)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(shù)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(lái)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(wèn)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(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，貴金屬耗費(fèi)巨大，尺寸過(guò)大，型號(hào)限制多的問(wèn)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(pán)和集成電路芯片，所述智能卡接觸盤(pán)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(guò)通孔與讀卡器接觸元件電性連接。

通過(guò)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(pán)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(guò)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(guò)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(guò)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(pán)和集成電路芯片，所述智能卡接觸盤(pán)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(guò)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(shuō)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(shuō)明。在說(shuō)明書(shū)附圖中，具有類(lèi)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(shuō)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(shuō)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(lèi)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(shù)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(wèn)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(guò)在環(huán)氧樹(shù)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(guò)焊接或其它方式設(shè)置在電路基板12的表面?？蛇x地，芯片連接元件可以通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)機(jī)械沖壓制成，可以理解地，通孔可以通過(guò)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(lái)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(kāi)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(kāi)路的幾率。

本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)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(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定。說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)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。