專利名稱：一種新型雙界面智能卡模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能卡模塊，特別涉及雙界面智能卡封裝用的模塊，適合應(yīng)用在智能卡封裝領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在智能卡封裝領(lǐng)域，智能卡的封裝量非常大。目前，智能卡行業(yè)正朝著技術(shù)創(chuàng)新的路線發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新功能也越來越多，許多老的功能也不斷改進(jìn)和加強(qiáng)，今后的新型智能卡服務(wù)應(yīng)用將不斷擴(kuò)大，在這些發(fā)展的同時(shí)，智能卡的功能和性能的提升也不可避免。在中國大力發(fā)明金融卡安全化轉(zhuǎn)移的階段，出現(xiàn)了 CPU形式的接觸式金融卡和同時(shí)具有接觸式和非接觸式功能的雙界面金融卡。但是現(xiàn)有的雙界面金融卡生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，需要先進(jìn)行智能卡模塊生產(chǎn)，再進(jìn)行外加線圈，最為復(fù)雜而且影響產(chǎn)品性能的焊接工序，既費(fèi)時(shí)，可靠性又差，生產(chǎn)成本以及材料成本較高。 因此，特別需要一種低生產(chǎn)成本的新型雙界面金融卡，來滿足當(dāng)今用戶的消費(fèi)需要?；谏鲜鲂枨?，迫切需要一種新型的智能卡模塊來實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有雙界面金融卡生產(chǎn)使用的模塊所存在的各種不足，提供了一種集成了射頻天線的模塊，該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)金融卡同時(shí)具有接觸式功能和非接觸式功能，并能夠大大降低了原料成本、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種新型雙界面智能卡模塊，由載帶、雙界面智能卡芯片和匹配電路構(gòu)成
所述的載帶的焊接面設(shè)置有多圈環(huán)繞的射頻天線、適合芯片表面貼裝焊盤和匹配電路表面貼裝的焊盤，焊盤和對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)面通過盲孔進(jìn)行電氣連接；所述的載帶的觸點(diǎn)面設(shè)置有8個(gè)電氣互相獨(dú)立的導(dǎo)電觸點(diǎn)組成，觸點(diǎn)的尺寸符合IS07816規(guī)定的尺寸要求，中間的大面積導(dǎo)電區(qū)域和其中一個(gè)觸點(diǎn)相連接，定義為系統(tǒng)接地極，在獨(dú)立的導(dǎo)電觸點(diǎn)之間以鏤空?qǐng)D形進(jìn)行隔離；焊接面和觸點(diǎn)面的導(dǎo)電層個(gè)附著在絕緣基材的兩個(gè)表面，其材質(zhì)為環(huán)氧樹脂絕緣材料；
所述的雙界面智能卡芯片是經(jīng)過封裝處理并適合表面貼裝工藝進(jìn)行焊接的雙界面智能卡芯片，芯片的焊盤和載帶的芯片表面貼裝焊盤通過焊接劑熱固化相連接導(dǎo)通，芯片的非接觸焊盤和射頻天線的兩個(gè)端口相連接，芯片的接觸式功能焊盤和觸點(diǎn)面的導(dǎo)電觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接；
所述的匹配電路是由一顆或兩顆微型表面貼裝電容器組成的諧振匹配電路。進(jìn)一步的，所述多圈環(huán)繞的射頻天線的工作頻率為13.56MHz。再進(jìn)一步，所述匹配電路的兩個(gè)端口和射頻天線的兩個(gè)斷口并聯(lián)連接。
再進(jìn)一步，所述零件面上設(shè)置有相應(yīng)的盲孔和對(duì)應(yīng)的接觸面觸點(diǎn)進(jìn)行連接，從零件面孔盤開始，沿孔壁形成導(dǎo)電層直到觸點(diǎn)面導(dǎo)電層和絕緣基材結(jié)合面形成電氣連接，從觸點(diǎn)面觀察盲孔處為閉合導(dǎo)電層。再進(jìn)一步，所述芯片和匹配電路的焊接底部和周圍設(shè)置了補(bǔ)強(qiáng)樹脂，增強(qiáng)器件和載帶的結(jié)合強(qiáng)度。再進(jìn)一步,所述絕緣基材采用環(huán)氧樹脂材料,其厚度在0. 05-0. 20mm之間。再進(jìn)一步，所述觸點(diǎn)面導(dǎo)電層的鏤空?qǐng)D形，具有電氣絕緣、釋放機(jī)械應(yīng)力、降低電磁場屏蔽和美化視覺效果的作用。 再進(jìn)一步，若干模塊規(guī)則排列相互連接形成長條形連片結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述方案形成的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)通過該模塊加工的雙界面金融卡具有接觸式功能和非接觸式功能；
(2)在生產(chǎn)雙界面金融卡時(shí)取消進(jìn)行外加線圈，也取消了天線的焊接過程，有效地節(jié)約生產(chǎn)材料和降低生產(chǎn)成本；
(3)可沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝，無需購買或設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)備；
(4)大大降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率；
(5)有效滿足本領(lǐng)域的需求，具有極好的實(shí)用性。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖I為本發(fā)明的模塊簡單示意圖。圖2為本發(fā)明的模塊詳細(xì)示意圖。圖3為本發(fā)明的模塊觸點(diǎn)面示意圖。圖4為本發(fā)明的模塊觸點(diǎn)面延伸設(shè)計(jì)示意圖。圖5為本發(fā)明的零件面示意圖。圖6為本發(fā)明的零件面延伸設(shè)計(jì)示意圖。圖7為本發(fā)明的觸點(diǎn)面連片圖。圖8為本發(fā)明的焊接面連片圖。圖9為本發(fā)明的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)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)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有雙界面金融卡常用的生產(chǎn)工藝，所存在的不僅能耗高，而且制造工藝繁瑣，使用中可靠性相對(duì)較差等問題，而提供的解決技術(shù)方案的實(shí)施具體如下
參見圖2，本發(fā)明提供的一種模塊，其載帶上設(shè)置有芯片表面貼裝焊盤111，該焊盤設(shè)置在載帶的中間位置，其可根據(jù)實(shí)際需要安裝一個(gè)芯片。根據(jù)金融卡的功能，載帶的芯片表面貼裝焊盤111可焊接接觸式芯片、非接觸式芯片或雙界面芯片。為了能夠?qū)⒔佑|式功能與非接觸式功能結(jié)合在一起，芯片表面貼裝焊盤設(shè)置的焊盤包含了接觸式焊盤與非接觸式焊盤，分別用于連接安置在芯片表面貼裝焊盤上的雙界面智能卡芯片2的接觸式引腳和非接觸式引腳，以便實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。為了使制作為成品后的金融卡模塊直接具有非接觸式功能，模塊上設(shè)置了射頻天線110，該區(qū)域設(shè)置在芯片表面貼裝焊盤111的外圍。整個(gè)區(qū)域內(nèi)主要包括射頻天線110，該射頻天線與芯片表面貼裝焊盤111的非接觸式焊盤連接，以實(shí)現(xiàn)芯片的非接觸功能。此處射頻天線110的作用是讓金融卡在使用時(shí)具有電磁感應(yīng)，并在使用時(shí)能夠與讀卡器進(jìn)行電感耦合通信。按目前的使用條件來說，符合金融卡使用的通信頻率為13. 56MHz，但僅通過此射頻天線110和芯片的輸入電容諧振的頻率可能達(dá)不到13. 56MHz，本發(fā)明通過增加相應(yīng)的匹配電路3來補(bǔ)償，該匹配電路為一顆或兩顆微型電容器來匹配此射頻天線工作，并調(diào)整到13. 56MHz的最佳諧振頻率，補(bǔ)償電容器安裝在112的位置。匹配電容器3與射頻天線110進(jìn)行并聯(lián)相接，從而實(shí)現(xiàn)有效匹配。由于標(biāo)稱電容器的電容量是固定的，可以設(shè)置2個(gè)安裝位置，采用雙電容的匹配以達(dá)到最佳效果。芯片表面貼裝的對(duì)應(yīng)焊盤通過相應(yīng)的盲孔113和對(duì)應(yīng)的接觸面導(dǎo)電層進(jìn)行連接，從零件面孔盤開始，沿孔壁形成導(dǎo)電層直到觸點(diǎn)面導(dǎo)電層和絕緣基材結(jié)合面形成電氣連接，從觸點(diǎn)面觀察盲孔處為閉合導(dǎo)電層。參見圖I、圖2和圖5，在具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明提供的雙界面模塊是由載帶I、雙界面智能卡模塊2和匹配電路3組成的整體結(jié)構(gòu)。先將焊接劑5通過絲印的方式印刷到載帶I的焊盤111和112上，然后采用表面貼裝設(shè)備將雙界面智能卡模塊2和匹配電路3放置在載帶I的零件焊接面區(qū)域，經(jīng)過回流焊工藝進(jìn)行加熱，使焊接劑5固化，將雙界面智能卡模塊2和匹配電路3和載帶的焊盤111和112有效連接起來。圖4和圖6是在上述基本的設(shè)計(jì)中進(jìn)行的產(chǎn)品延伸，就觸點(diǎn)面而言，以性能和美觀為設(shè)計(jì)原則，在非接觸應(yīng)用中，鏤空槽的應(yīng)用尤其重要，在模塊邊沿盡量減少導(dǎo)電層的面積，可以有效提高磁通量的透過率，從而提高非接觸的通信效果。參見圖2，在焊接面的焊線區(qū)域內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)的盲孔113，連接到8個(gè)相應(yīng)的接觸面觸點(diǎn)120，使芯片焊接后的功能焊盤可直接與接觸面相應(yīng)焊盤電性連接。采用了盲孔工藝，從焊接面的孔延伸到觸點(diǎn)面的內(nèi)側(cè)，使觸點(diǎn)焊盤和芯片焊接區(qū)的焊盤有效連接起來，因此從觸點(diǎn)面看不到導(dǎo)通孔，使產(chǎn)品更美觀。對(duì)于焊盤面上其他區(qū)域通過蝕刻的方式將焊盤面敷銅箔層蝕刻成相應(yīng)的線圈110、芯片焊線區(qū)域111以及匹配電路安裝區(qū)域112和連接線路。本發(fā)明中的基材層130采用環(huán)氧樹脂材料、聚酯材料或聚酰亞胺材料。為了使產(chǎn)品更美觀耐用，模塊銅箔層采用表面先電鍍鎳再電鍍金的方式進(jìn)行處理。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了增加生產(chǎn)效率，模塊采用連片的方式進(jìn)行每個(gè)單元的連接，并且采用卷狀的入料和出料方式生產(chǎn)。 如圖7和圖8，以上述模塊為一個(gè)單元，根據(jù)實(shí)際需要將若干個(gè)模塊單元相互連接組成一連片狀，從而實(shí)現(xiàn)采用卷狀的入料和出料方式進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率。
在電氣原理上，參見圖9，射頻天線9 (LI)集成在模塊中，不需要象傳統(tǒng)的雙界面模塊一樣進(jìn)行外接，因此有效降低了生產(chǎn)成本。在射頻天線的兩個(gè)端口并聯(lián)了 I個(gè)或兩個(gè)匹配電容器3 (Cl和C2)，使系統(tǒng)可以準(zhǔn)確工作在要求的頻率。雙界面智能卡芯片2 (IC)的各功能腳和接觸式觸點(diǎn)120相連接，同時(shí)和非接觸射頻天線相連接，形成了既有接觸功能又有非接觸功能的一體化模塊。每個(gè)模塊單元最后成品可應(yīng)用于任何形式的智能卡中。以上描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)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(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型雙界面智能卡模塊，其特征在于，所述模塊由載帶(I)、雙界面智能卡芯片(2)和匹配電路(3)構(gòu)成 所述的載帶(I)的焊接面設(shè)置有多圈環(huán)繞的射頻天線(110)、適合芯片表面貼裝焊盤(111)和匹配電路表面貼裝的焊盤(112)，焊盤和對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)面通過盲孔(113)進(jìn)行電氣連接；所述的載帶(I)的觸點(diǎn)面設(shè)置有8個(gè)電氣互相獨(dú)立的導(dǎo)電觸點(diǎn)(120)組成，觸點(diǎn)的尺寸符合IS07816規(guī)定的尺寸要求，中間的大面積導(dǎo)電區(qū)域(121)和其中一個(gè)觸點(diǎn)相連接，定義為系統(tǒng)接地極，在獨(dú)立的導(dǎo)電觸點(diǎn)(120)之間以鏤空?qǐng)D形(122和123)進(jìn)行隔離；焊接面和觸點(diǎn)面的導(dǎo)電層個(gè)附著在絕緣基材(130)的兩個(gè)表面，其材質(zhì)為環(huán)氧樹脂絕緣材料； 所述的雙界面智能卡芯片(2)是經(jīng)過封裝處理并適合表面貼裝工藝進(jìn)行焊接的雙界面智能卡芯片，芯片的焊盤和載帶(I)的芯片表面貼裝焊盤(111)通過焊接劑(5 )熱固化相連接導(dǎo)通，芯片的非接觸焊盤和射頻天線(110)的兩個(gè)端口相連接，芯片的接觸式功能焊盤和觸點(diǎn)面的導(dǎo)電觸點(diǎn)(120 )對(duì)應(yīng)連接； 所述的匹配電路(3)是由一顆或兩顆微型表面貼裝電容器組成的諧振匹配電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，所述多圈環(huán)繞的射頻天線(110)的工作頻率為 13. 56MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，所述匹配電路的兩個(gè)端口和射頻天線(110)的兩個(gè)斷口并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，所述零件面上設(shè)置有相應(yīng)的盲孔(113)和對(duì)應(yīng)的接觸面觸點(diǎn)(120)進(jìn)行連接，從零件面孔盤(114)開始，沿孔壁形成導(dǎo)電層直到觸點(diǎn)面導(dǎo)電層和絕緣基材結(jié)合面形成電氣連接，從觸點(diǎn)面觀察盲孔處為閉合導(dǎo)電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，所述芯片和匹配電路的焊接底部和周圍設(shè)置了補(bǔ)強(qiáng)樹脂(4)，增強(qiáng)器件和載帶的結(jié)合強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，所述絕緣基材(130)采用環(huán)氧樹脂材料，其厚度在0. 05-0. 20mm之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，所述觸點(diǎn)面導(dǎo)電觸點(diǎn)間的鏤空?qǐng)D形(122和123)，具有電氣絕緣、釋放機(jī)械應(yīng)力、降低電磁場屏蔽和美化視覺效果的作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊，其特征在于，若干模塊規(guī)則排列相互連接形成長條形連片結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型雙界面智能卡模塊，由載帶(1)、雙界面智能卡芯片(2)和匹配電路(3)構(gòu)成載帶的焊接面設(shè)置有多圈環(huán)繞的射頻天線和零件焊盤，焊盤和對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)面通過盲孔進(jìn)行電氣連接；載帶的觸點(diǎn)面設(shè)置有8個(gè)電氣互相獨(dú)立的導(dǎo)電觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的尺寸符合ISO7816規(guī)定的尺寸要求，雙界面智能卡芯片是經(jīng)過封裝處理并適合表面貼裝工藝進(jìn)行焊接的雙界面智能卡芯片，匹配電路是由一顆或兩顆微型表面貼裝電容器組成的諧振匹配電路，芯片和電容器均采用表面貼裝工藝一次焊接成型。采用本發(fā)明的雙界面智能卡模塊生產(chǎn)的智能卡直接使用于接觸式環(huán)境與非接觸式環(huán)境，在提高了產(chǎn)品的性能的同時(shí)可沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝，大大降低了生產(chǎn)成本及生產(chǎn)周期。
文檔編號(hào)G06K19/077GK102663481SQ201210080378
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月24日
發(fā)明者陸紅梅 申請(qǐng)人:上海禎顯電子科技有限公司