CN112166440A - 电子芯片卡的制造方法以及通过该方法获得的电子芯片卡 - Google Patents
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Abstract
电子芯片卡的制造方法，其中：‑将金属切割成条带以形成多组接触区(1)，该多组接触区(1)通过至少一个凸片(27)连接到至少一条载体条带，该多组接触区(1)沿该载体条带以预定间距规则地布置，一组接触区(1)对应于旨在与读卡器建立电连接的一个卡连接器；‑电子芯片(30)被固定到该连接器的背面，并且该电子芯片连接到该接触区；‑并且电绝缘塑料材料被注射成型以覆盖该芯片(30)和导线(31)。本发明还涉及通过该方法生产的芯片卡。
Description
本发明涉及一种电子芯片卡的制造方法，并且涉及一种使用该方法制造的芯片卡。
在芯片卡制造的领域中，有两类主要方法。其中一类方法采用介电基板，在该介电基板上生产有接触件(例如，通过蚀刻层压在该介电基板上的导电片制作接触件)。另一种方法采用从一片导电材料切得的接触栅(这对应于引线框架技术)。在两种方法中，都有必要提供电子芯片并且有必要将其电连接到接触件。
根据本发明的方法属于上述方法中的第二类，即，在该方法中生产并使用接触栅，该接触栅从切割金属片制得。
美国专利公开号US 2015/0076240 A1公开的专利申请描述了此类方法，其中执行以下步骤：
-将金属材料切成条带，以形成接触区组的步骤A。这些接触区组通过至少一个凸片连接到至少一条载体条带。这些接触区组沿该载体条带以确定的间距规则布置；一组接触区对应于一个SIM卡连接器(SIM为Subscriber Identification Module–“用户识别模块”的缩写)。该连接器具有正面和背面，该正面用于与读卡器建立电连接。
-在步骤A之后的步骤C中，在至少一组接触区周围注射成型电绝缘塑料材料，以同时覆盖连接器背面的至少一段以及载体条带的一段，并且因此在二者之间形成接头。
在塑料材料的注射成型步骤C中，在塑料材料中形成空腔和连接阱。因此，可以将电子芯片容纳在该空腔中，并通过该连接阱连接到接触区。
从美国专利号US5157475A也可得知芯片卡的制造方法，在该方法中，塑料材料在连接到引线框架的集成电路上注射成型。然而，在该方法中，在卡被单切并且将连接接触件与载体条带的金属凸片被切断之前，无法测试集成电路。
发明人期望找到一种替代现有技术的方法。为此，提供了如权利要求1中所述的方法。因此，根据本发明的方法还包括在步骤A和步骤C之间的步骤B，在步骤B中，将电子芯片固定到连接器的背面，并将该电子芯片连接到该连接器的至少一些接触区。将电子芯片固定到连接器背面的该部分，在步骤C中，该连接器背面的该部分将被第一塑料材料覆盖。
根据本发明的方法，特别是金属材料条带的退绕步骤以及一个或多个塑料材料的注射成型步骤，可以连续地、卷对卷(reel-to-reel)或辊对辊(roll-to-roll)地连续执行，直到将配备有其芯片的芯片卡单切的步骤。
根据本发明的方法还包括权利要求2至权利要求9中提到的特征之一，其被单独地和相互独立地考虑，或者与一个或多个其他特征组合地考虑。
-第一塑料材料选自以下产品族之一：热熔性材料、聚丙烯、液晶聚合物(LCPs)、聚碳酸酯；第二塑料材料选自以下产品族之一：聚丙烯、液晶聚合物、聚碳酸酯。
根据另一方面，本发明涉及一种使用根据本发明的方法制造的芯片卡。因此，该芯片卡特别包括直接固定于接触区的电子芯片。
通过阅读本发明实施例示例的详细描述并结合附图，本发明的其他特征和优点将变得清楚明显。
在附图中：
图1示意性地示出被选择用来说明本发明的方法示例的主要步骤的时间顺序；
图2A和图2B分别示意性地示出在切制和模压步骤结束时的一段带状导电材料的透视图和俯视图。
图3示意性地示出在将芯片固定到该背面并且将芯片连接到接触区之后的一段条带状导电材料的后视图。
图4A和图4B分别示意性地示出在第一塑料材料的注射成型步骤结束时的一段条带状导电材料的后视图和前视图。
图5A和图5B分别示意性地示出在切断将接触区组支持到侧向条带、中央条带和横向条带的金属凸片的步骤之后的一段条带状导电材料的后视图和前视图。
图6A和图6B分别示出在第二塑料材料的注射成型步骤结束时的一段条带状导电材料的后视图和前视图。
图7以透视图和半透图的方式示意性地示出在第二塑料材料的注射成型步骤结束时的一段条带状导电材料；两个区域被放大以更清楚地示出芯片卡如何锚固到侧向载体条带和中央载体条带；
图8A、图8B和图8C分别示意性地示出使用示例方法生产的芯片卡的后视图、透视图和前视半透图，该示例方法被选择以说明本发明。
具体实施方式
以下根据制造SIM卡的方法示例对本发明进行举例说明。然而，本发明可以应用于其他类型芯片卡的制造。
该方法示例是卷对卷(reel-to-reel)连续执行的。如图1所示，其依次包括：
-将金属材料切制成条带的步骤A和使该金属材料变形的步骤A’，从而形成接触区，该接触区通过由金属材料形成的凸片或接头而连接到载体条带，
-固定电子芯片的步骤B，
-第一塑料材料的注射成型步骤C，
-将该接触区保持于该载体条带的接头切断的步骤D，
-第二塑料材料的注射成型步骤E，以及
-将各芯片卡从其分别连接的载体条带分离的步骤F。
步骤A和步骤A’为本领域技术人员所知的技术。它们不一定按时间顺序先执行A然后执行A’。步骤A’可以在步骤A之前执行，或在步骤A之前仅部分地执行步骤A’，或甚至在步骤A的某些子步骤之前或之后执行步骤A’。步骤A的子步骤和步骤A’可以相互穿插。
步骤A和步骤A’在一卷条带状金属材料上执行。该金属材料可以是铜合金、钢、铝合金等。步骤A和步骤A’可以在一个步骤之前或之后执行，该步骤包括沉积(诸如通过电沉积)一层或多层材料，该材料旨在保护该金属材料和/或改善其键合或其接触件的质量。这些层可以局部地沉积(诸如使用选择性掩膜技术)，也可以全部地沉积在金属条带的一个主面、每个主面或两个主面上。
金属条带的宽度为诸如70毫米，因此允许预切两条宽度各为35毫米的条带。这两条35毫米宽的条带中的每一者都允许横跨其宽度生产两组接触区。图中所示为该35毫米宽条带的多个节段。
在图中所示的示例中，每组接触区对应于五个旨在相互电隔离的接触片的连接器。
如图2A和图2B所示，在步骤A和步骤A’结束时，获得五个接触区1的组10(图2B所示为八个组)。这些组10中的每一组都连接到载体条带20、载体条带21、载体条带22、载体条带23。例如，这些载体条带20、载体条带21、载体条带22、载体条带23包括两条有驱动开口25的侧向载体条带20和侧向载体条带21、中央载体条带22，以及接触区1的每组10的每一侧上的横向载体条带23。侧向载体条带20、侧向载体条带21和中央载体条带22沿导电材料卷的退绕方向和前进方向纵向延伸。横向载体条带23基本上在金属材料条带24的整个宽度上纵向延伸，并且在垂直于导电材料卷的退绕方向和前进方向延伸。
通过模压制造出锚固结构26(见图2A)。这些锚固结构26呈舌状形式，其基本上延伸出接触区1的平面之外(诸如垂直于该平面)。这些锚固结构26分布在每个接触区1的***边缘周围，以及侧向载体条带20和中央载体条带22的边缘周围。
如图3所示，在步骤B结束时，将电子芯片30固定到一个接触区1的背面。在该图所示的示例中，将电子芯片30固定到中央接触区1。后者(中央接触区1)具有比其他部分大的面积。此外，每个电子芯片的接触片通过导线31(诸如直径小于或等于25微米的导线)电连接到五个接触区1的每一个。用于将线31附连且键合到接触片和接触区1的技术选自本领域技术人员所知的那些技术(热压接、超声波键合等，即，任何引线键合技术)。
如图4A和图4B所示，在步骤C结束时，预模制通过将第一塑料材料40注射到合适的模具中，从而封装和保护电子芯片30和连接线31。该预模制步骤使用选自以下的第一塑料材料40执行：
-热熔性材料，诸如基于聚烯烃、共聚酯，或共聚酰胺的热熔性材料，
-聚丙烯
-超技术材料，诸如液晶聚合物或聚碳酸酯。
将该塑料材料40注射到合适的模具中，在诸如以下条件下：
也可参考被选择用于第一塑料材料的材料供应商提供的使用条件。
因此，获得了所注射的塑料材料40的粘度，该粘度允许塑料材料40被注射而不会损坏电子芯片30和连接线31，同时保持与连续工业方法兼容的注射速率。上表中给出了注射速率的示例，其中“非常快”对应于约80至85立方厘米/秒的注射速率“注射Q”，并且“中等”对应于约30至50立方厘米/秒的注射速率“注射Q”。
步骤C的预模制允许连接器背面的一部分以及侧向载体条带20、侧向载体条带21和中央载体条带22的一个节段被覆盖。因此，在一个方面，可以在接触区1的每组10之间形成塑料接头41，并且在另一方面，可以在侧向载体条带20、侧向载体条带21和中央载体条带22之间形成塑料接头41。例如，这些接头41的数量是四个：两个接头将每个卡100连接到侧向载体条带20或侧向载体条带21，以及两个接头将每个卡100连接到中央载体条带22。在每个卡100与侧向载体条带20、侧向载体条带21之间，以及在每个卡100与中央载体条带22之间，接头41包括一个无金属材料24的节段，在该节段仅有塑料材料40。
由于每个卡100都被保持到侧向载体条带20或侧向载体条带21中的一者并且都被保持到中央载体条带22，因此可以切割在每个卡100以及侧向载体条带20、侧向载体条带21、中央载体条带22和横向载体条带23之间的所有金属材料24的凸片27。因此，在注射步骤C之后是切断所有金属材料24的凸片27的步骤。该切断步骤也称为去短路步骤。因此，每个接触件1在去短路步骤后相互电隔离。
如图5A和图5B所示，在步骤C和去短路步骤结束时，每个卡100都包括形成连接器的接触区1的组10，电子芯片30通过导线31连接到接触区1，电子芯片30和导线31被封装并因此被保护在第一塑料材料中。
如图7所示，卡100现在仅通过由第一塑料材料制成的接头41附连到侧向条带20、侧向条带21和中央条带22，由第一塑料材料制成的接头41围绕锚固结构26。因此，加强了塑料材料与载体条带20、载体条带21、载体条带22的附连。
如图6A和图6B所示，在步骤D结束时，卡100的整个背面被第二塑料材料42覆盖。该第二塑料材料42被注射到适当形状的模具中。该第二塑料材料42选自：
-聚丙烯
-液晶聚合物，
-聚碳酸酯。
可以看出，第二塑料材料42可以从与第一塑料材料10相似的族中选择。可选地，关于其使用条件，也可以参考上表。也可以参考被选择用于第二塑料材料的材料供应商提供的使用条件。
将该第二塑料材料42注射到模具中。该注射成型使接头41的一个节段裸露。因此仅接头41的该节段将卡100连接于侧向载体条带20、侧向载体条带21和中央载体条带22(因此锚固结构26的重要性)。由于接头的该节段仅包括第一塑料材料40，因此其随后的切割相对容易。在该步骤D结束时，卡100已完成材料加工，余下的工作为对其编程和单切。通过与每个卡的接触件1的连接，可以连续地卷对卷地执行卡100的编程操作。在该步骤之后，通过将接头41切断并将其与侧向载体条带20、侧向载体条带21和中央载体条带22分离将卡100进行单切。图8A和图8C示出如此单切的卡100的两面。该卡的背面(图8A)由第二塑料材料42完全覆盖。该卡的正面(图8C)由第一塑料材料40和第二塑料材料42部分地覆盖，但连接器及其接触区1未被覆盖。
如图8B所示，具有直接固定到接触区1的电子芯片30的卡100通过导线31连接到接触区1。在本文中，应将表述“直接固定”理解为表示接触区本身形成芯片的承载件；相反地，在芯片与支承其的接触区之间可选地***粘合剂或其他材料。第一塑料材料40覆盖电子芯片30、导线31和接触区的大部分背面。第二塑料材料42允许获得卡100的最终形状因数，同时使形成SIM卡100的连接器的接触区1的组10齐平。
Claims (10)
1.一种电子芯片卡的制造方法，其中所述方法执行以下步骤：
-步骤A，将金属材料(24)切成条带，以形成多组(10)接触区(1)，所述多组(10)接触区(1)通过至少一个凸片(27)连接到至少一条载体条带(20、21或22)，所述多组(10)接触区(1)以预定间距沿所述载体条带规则地布置，一组(10)接触区(1)对应于一个连接器，所述连接器具有正面和背面，所述正面旨在与读卡器建立电连接，
-在步骤A之后的步骤C中，在至少一组(10)接触区(1)周围注射成型第一电绝缘塑料材料，从而同时覆盖所述连接器的背面的至少一段和载体条带(20、21或22)的一个节段，以在二者之间形成接头(41)，
其特征在于，在步骤A和步骤C之间还包括步骤B，在步骤B中，将电子芯片(30)固定到连接器的背面，并将所述电子芯片(30)连接到所述连接器的至少一些接触区(1)，将所述电子芯片(30)固定到所述连接器的背面的所述节段，所述节段在步骤C中由第一塑料材料(40)覆盖。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤C之后还执行步骤D，步骤D切断所述金属条带的将至少一组(10)接触区(1)连接于载体条带(20、21或22)的每个凸片(27)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中还执行注射成型第二塑料材料(42)的步骤E以至少部分地覆盖所述第一塑料材料(41)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中还执行步骤A’，步骤A’使制成条带的所述金属材料(24)变形，以形成用于将所述第一注射塑料材料锚固的结构(26)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一塑料材料(40)选自以下产品族之一：热熔性材料、聚丙烯、晶体聚合物，以及聚碳酸酯。
6.根据权利要求3中所述的方法，其中所述第二塑料材料(42)选自以下产品族之一：聚丙烯、液晶聚合物，以及聚碳酸酯。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中在步骤B中，所述电子芯片(30)和至少一些接触区(1)之间的电连接使用导电金属线(31)制作。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中还执行步骤F，在步骤F中，通过切割由所述第一塑料材料(40)形成的至少一个接头(41)，将包括至少一组(10)接触区(1)的卡(100)以及由所述第一塑料材料(40)封装的电子芯片(30)从其所连接的所述载体条带(20、21或22)分离。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在执行步骤F之前对所述电子芯片(30)进行编程。
10.使用前述权利要求中的任一项的方法制造的芯片卡，所述芯片卡包括直接固定于接触区(1)的电子芯片(30)。
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