專利名稱：一種新型智能卡模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子零件焊接領(lǐng)域，特別是智能卡芯片焊接領(lǐng)域，具體涉及一種以芯片直接和基板進(jìn)行焊接形成的智能卡模塊。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的智能卡的核心模塊有金線焊接及芯片倒封裝工藝，前者是將裸芯片通過自動(dòng)設(shè)備貼裝到基板上，再通過金線焊接設(shè)備將芯片上的焊盤和基板上的焊盤連接導(dǎo)通，再通過封膠的方式將金線及芯片保護(hù)起來。后者是將特殊功能的黏結(jié)劑涂布于基板的焊盤上，再將裸芯片的焊盤面直接對應(yīng)基板的焊盤，加熱加壓使黏結(jié)劑固化，使芯片焊盤和基板焊盤有效連接。采用金線焊接方式的產(chǎn)品，其基板的成本相對較高，而且金線焊接工藝效率較低， 容易出現(xiàn)斷線，錯(cuò)線等不良，因此生產(chǎn)成本較高。采用倒封裝工藝的原材料單向異性導(dǎo)電膠的價(jià)格昂貴，且產(chǎn)品的性能受外界因數(shù)影響較大，如環(huán)境溫度、空氣灰塵、壓力等條件差異會(huì)造成焊接效果的變化，具有明顯潛在的焊接失效風(fēng)險(xiǎn)。雖然倒封裝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超薄的工藝要求，但是其生產(chǎn)設(shè)備屬于專用設(shè)備，價(jià)格昂貴，且生產(chǎn)效率較低，是傳統(tǒng)表面貼裝設(shè)備的1/3 1/5，因此要實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)，就需要進(jìn)行大量的設(shè)備投資才能實(shí)現(xiàn)表面貼裝技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)今的電子產(chǎn)品組裝業(yè)已經(jīng)普遍使用，是一種生產(chǎn)高效、 設(shè)備通用、自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)技術(shù)。但是，被貼裝的器件都是經(jīng)過二次封裝好的元器件， 元器件封裝成本高，產(chǎn)品體積大，特別在某些如智能卡類產(chǎn)品的應(yīng)用中需要小型超薄的要求，就無法實(shí)現(xiàn)了。本實(shí)用新型為了解決芯片焊接生產(chǎn)中相關(guān)的問題點(diǎn)，從成本角度考慮，單向異性導(dǎo)電膠的成本高昂，傳統(tǒng)焊接劑(如錫膏)是單向異性導(dǎo)電膠的1/10價(jià)格，具有壓倒性的成本優(yōu)勢；從生產(chǎn)設(shè)備來講，傳統(tǒng)表面貼裝設(shè)備屬于行業(yè)通用，設(shè)備和設(shè)備的維護(hù)成本比較低；從焊接的可靠性來講，傳統(tǒng)焊接劑的生產(chǎn)條件和焊接效果穩(wěn)定可靠，符合大批量生產(chǎn)的需求。根據(jù)以上的分析，我們提出了全新的解決方案，使超薄型芯片的生產(chǎn)工藝簡化、效率提高、可靠性更高、成本更低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述問題，在芯片的焊接生產(chǎn)中提出了裸芯片直接錫焊的概念。 這種新型的生產(chǎn)方法，通過將裸芯片的焊盤做非鋁化處理，然后通過普通表面貼裝設(shè)備的貼裝工藝，使焊接劑將芯片焊盤和基板的焊盤通過回流焊方式固化并可靠地連接起來。這種方法是將傳統(tǒng)的表面貼裝工藝延伸并應(yīng)用到裸芯片的焊接過程中，有效降低生產(chǎn)成本、 減小產(chǎn)品體積和厚度，提高生產(chǎn)效率。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種新型智能卡模塊，其特征在于，包括芯片、具有觸點(diǎn)面和零件面雙面線路層的基板和補(bǔ)強(qiáng)膠；所述的芯片設(shè)置在基板的零件面，補(bǔ)強(qiáng)膠設(shè)置在芯片和基板之間。進(jìn)一步的，所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，芯片為晶圓經(jīng)過減薄切割后沒有進(jìn)行封裝的單顆裸芯片；所述的基板為環(huán)氧樹脂敷銅電路板(PCB)、聚酰亞胺(PI)敷銅電路板或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)電路板；所述的補(bǔ)強(qiáng)膠為紫外線固化膠、硅膠或環(huán)氧樹脂膠；所述的卡基為聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)。再進(jìn)一步，所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述的焊接劑設(shè)置在基板的零件面的焊盤表面，是通過鋼網(wǎng)印刷工藝將膠狀的焊接劑在基板焊盤表面形成具有一定厚度的圖形，其厚度在25um-200um之間。再進(jìn)一步，所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述的芯片包裝為圓片型包裝、小盒包裝或編帶包裝。再進(jìn)一步，所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述的芯片的焊盤經(jīng)過非鋁化表工藝處理，使芯片焊盤和焊接劑可以有效浸潤。再進(jìn)一步，所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述回流焊爐加熱將焊接劑固化的過程是第一階段預(yù)熱段溫度先從室溫上升至Tl ；第二階段保溫段溫度在T2之間保持；第三階段回流段溫度從T3-T4-T3期間為回流溫度，第四階段冷卻段溫度從T3下降至室溫；Tl 為 100-120°C、150-170°C或 180°C -200°C ；T2 為 100-150°C、150-200°C或 180°C -230°C ；T3 為 140-160 °C、190-210 °C 或 220 °C -240 °C ；T4 為 160-180"C、210-250°C或 240°C -280°C ；針對不同的材質(zhì)、焊接劑選擇對應(yīng)的溫度范圍。再進(jìn)一步，所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，在芯片的周圍設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)膠， 使焊接可靠，補(bǔ)強(qiáng)膠的位置設(shè)置在芯片的4個(gè)角上、芯片的2個(gè)對邊、4周或把芯片全部包封起來。根據(jù)上述技術(shù)方案形成的智能卡模塊，簡化了傳統(tǒng)方式的生產(chǎn)流程，也可以彌補(bǔ)倒封裝工藝的設(shè)備昂貴、生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品可靠性低的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的方法對于電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步起到推動(dòng)的作用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型智能卡模塊剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型芯片焊接的三維示意圖。圖3為本實(shí)用新型四角補(bǔ)強(qiáng)膠位置示意圖。圖4為本實(shí)用新型圓形周邊填充補(bǔ)強(qiáng)示意圖。圖5為本實(shí)用新型圓形整體填充補(bǔ)強(qiáng)示意圖。圖6為本實(shí)用新型兩邊填充補(bǔ)強(qiáng)示意圖。圖7為本實(shí)用新型四邊填充補(bǔ)強(qiáng)示意圖。圖8為本實(shí)用新型邊緣填充補(bǔ)強(qiáng)剖面示意圖。
4[0032]圖9為本實(shí)用新型整體填充補(bǔ)強(qiáng)剖面示意圖。圖10為本實(shí)用新型智能卡模塊觸點(diǎn)面三維示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的具體內(nèi)容。本實(shí)用新型的目的是通過傳統(tǒng)的表面貼裝工藝對裸芯片的焊盤和基板的焊盤進(jìn)行物理連接，簡化了芯片焊接的生產(chǎn)工藝，增加產(chǎn)品可靠性，并有效降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的。如圖1和圖2所示的示意圖，首先將焊接劑32設(shè)置在基板1的焊盤33表面，然后采用機(jī)械手將芯片1的焊盤31對準(zhǔn)基板1的焊盤33安裝，按箭頭4的方向貼合，再將安裝好芯片1的基板通過回流焊爐加熱將焊接劑固化，完成芯片焊接的過程；在這個(gè)過程中，焊接劑的量根據(jù)焊盤的尺寸選定，以可以充分連接為準(zhǔn)。實(shí)際操作中可以通過選擇鋼網(wǎng)的厚度以及印刷開窗的尺寸來調(diào)整。鋼網(wǎng)的厚度從25um到200um之間可以選擇。在回流焊爐加熱將焊接劑固化的過程中，根據(jù)基板的材質(zhì)來選用不同的焊接劑并配合相應(yīng)的加熱溫度來實(shí)現(xiàn)。如環(huán)氧樹脂敷銅電路板(PCB)和聚酰亞胺(PI)敷銅電路板采用以下溫度第一階段預(yù)熱段溫度先從室溫上升至Tl ；第二階段保溫段溫度在T2之間保持；第三階段回流段溫度從T3-T4-T3期間為回流溫度，第四階段冷卻段溫度從T3下降
至室溫；Tl 為 180°C -200°C ；T2 為 180 °C -230 °C ；T3 為 220°C _240°C ；T4 為 240 °C -280 °C ；如材料是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)電路板采用以下溫度Tl 為 100-120°C ；T2 為 100_150°C ；T3 為 140-160 °C ；T4 為 160-180"C。對于尺寸較大尺寸的芯片焊接的時(shí)候，可以選擇對芯片的四個(gè)角進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)固定。 如圖3所示，在芯片1的4個(gè)角上，將補(bǔ)強(qiáng)膠51、52、53、M分別點(diǎn)在基板上，讓其自由擴(kuò)散， 并通過固化工序?qū)⒀a(bǔ)強(qiáng)膠固化，起到保護(hù)芯片和焊接點(diǎn)的目的。如圖4，圖6，圖7所示，補(bǔ)強(qiáng)膠5或51的形狀可以是圓形的，也可以是雙邊長條形的，或者是四邊方形的，均能有效保護(hù)芯片和焊接點(diǎn)。對于較小尺寸的芯片焊接的時(shí)候，可以選擇對芯片進(jìn)行完整包封補(bǔ)強(qiáng)。如圖5和圖9所示，芯片和焊點(diǎn)完全被補(bǔ)強(qiáng)膠所包圍，經(jīng)過固化后可以獲得更加可靠的產(chǎn)品。如圖8和圖9的剖面圖所示，在補(bǔ)強(qiáng)膠施膠過程中，由于膠體5是半液態(tài)流動(dòng)的物體，膠可滲透到芯片1和基板2的縫隙中，使膠體5和芯片1、基板2融為一體，有效保護(hù)芯片和焊接點(diǎn)，形成一種新型的智能卡模塊。[0051]上述一種新型智能卡模塊可采用環(huán)氧樹脂為介質(zhì)的硬性敷銅基板(PCB)經(jīng)過芯片焊接后實(shí)現(xiàn)。上述一種新型智能卡模塊可采用聚酰亞胺(PI)為介質(zhì)的柔性敷銅電路板經(jīng)過芯片焊接后實(shí)現(xiàn)。上述一種新型智能卡模塊可采用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為介質(zhì)的柔性敷銅電路板經(jīng)過芯片焊接后實(shí)現(xiàn)。綜上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種新型智能卡模塊，其特征在于，包括芯片、具有觸點(diǎn)面和零件面雙面線路層的基板和補(bǔ)強(qiáng)膠；所述的芯片設(shè)置在基板的零件面，補(bǔ)強(qiáng)膠設(shè)置在芯片和基板之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，芯片為晶圓經(jīng)過減薄切割后沒有進(jìn)行封裝的單顆裸芯片；所述的基板為環(huán)氧樹脂敷銅電路板(PCB)、聚酰亞胺 (PI)敷銅電路板或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)電路板；所述的補(bǔ)強(qiáng)膠為紫外線固化膠、硅膠或環(huán)氧樹脂膠；所述的卡基為聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物 (ABS)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述的焊接劑設(shè)置在基板的零件面的焊盤表面，是通過鋼網(wǎng)印刷工藝將膠狀的焊接劑在基板焊盤表面形成具有一定厚度的圖形，其厚度在25um-200um之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述的芯片包裝為圓片型包裝、小盒包裝或編帶包裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，所述的芯片的焊盤經(jīng)過非鋁化表工藝處理，使芯片焊盤和焊接劑可以有效浸潤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型智能卡模塊，其特征在于，在芯片的周圍設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)膠，使焊接可靠，補(bǔ)強(qiáng)膠的位置設(shè)置在芯片的4個(gè)角上、芯片的2個(gè)對邊、4周或把芯片全部包封起來。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型智能卡模塊，包括芯片、具有觸點(diǎn)面和零件面雙面線路層的基板、補(bǔ)強(qiáng)膠；芯片設(shè)置在基板的零件面，補(bǔ)強(qiáng)膠設(shè)置在芯片和基板之間。本實(shí)用新型可以替代傳統(tǒng)的智能卡模塊，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品可靠性。
文檔編號G06K19/077GK202257644SQ20112026430
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者楊陽, 陸紅梅 申請人:上海禎顯電子科技有限公司