装有环状天线的芯片卡及附属的微模块制造技术

本发明专利技术在于一个芯片卡，其中有一个多层电绝缘层的基体，在这些层的一层上承载有具有两端的环状天线（６），述及的卡体上有一个腔，其中承纳用来通过两个接头（３１，３２）和述及的开口环状天线连接的微模块（１）。述及的微模块中有一个电绝缘的底板（２），在其第一面上承载半导体组件（３），而在其第二面上有多个电接片，其特征在于两个接片（２２，２３）都是安排在穿过底板中央区的一条带中，述及的接头分别与通过底板的接片连接，两个接片分别与天线的两个端头连接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是装有开口环状天线的芯片卡，特别是一种称为“混合连接”型的芯片卡。后面将对这种卡做出定义。在本专利技术中，应在最广泛的意义上理解术语“卡”带有存储器的卡(CAM)、“芯片”卡，等。从和外界的通讯方式上看，有两大类芯片卡有接触连接芯片卡和无接触连接芯片卡。在第二种情况中，可使用不同的方式，特别要提到的是光学耦合或借助于螺旋环状天线的电磁耦合。在本专利技术中，感兴趣的是第二种耦合方式。大多数芯片卡都是第一种类型的，即接触型的。这些芯片卡都是用“微模块”制成的，就是说是一些含有印刷电路或金属栅的整体，这些印刷电路或金属栅都有一些触头，用粘结和连线与集成电路型的组件存储器、微型处理器、微型控制器等连接然后用树脂将这些组件封包保护，形成可用于最后插入操作的微模块。最后的插入操作是将各个微模块贴在塑料底板上，塑料基底上有一个腔用来装这个微模块。第二种称为无接触的芯片卡是通过电磁感应与外界耦合的。使用的频率分在两个波段一个低频波段，标称频率的典型值为125KHz；另一个为高频波段，标称频率的典型值为13．56MHz。为此，装一天线，通常为螺旋环状，其两端与前述的微模块连接。为了得到足够高的灵敏度，如工作在低频，要使装的天线有几百圈；如工作在高频，则要使天线有2到3圈。现在制造芯片卡的技术能将上述的天线集成装在芯片卡的材料里面，更确切地说，装在两层塑料之间。实际上，各圈都是放在一些“PVC”或“PET”型塑料层上，所有的金属层都是印制在塑料上面(例如丝网印刷)或是金属丝沉积来实现，直接热融在塑料层上。最后，有称为“混合”的芯片卡，这构成了本专利技术的理想的应用领域，这个类型的芯片卡有一优点就是有时能够通过“传统”的接触连接接入，而可以将这些卡用在标准阅读机中，或在适当的发射-接收机构旁边通过，微模块带有高频接口。对于术语“阅读机”应作广义上理解，即为能够在一个芯片卡中读取和／或写入数字信息的装置。后面所述的是在这种最佳的应用中，即“混合”型芯片卡。一般说来，所有的芯片卡都是标准化的，不管是从电学的观点还是机械的观点都要遵守一些标准，特别是下面的标准ISO7816对于各种接触式芯片卡，ISO14443对于各种无接触、近距离芯片卡。在后一种情况下，使用的频率通常等于13．56MHz，这就缩小了天线的尺寸，只有二、三圈。对于“混合”型芯片卡的各组件的布局导致用新的组装方法来构思。由于要使这类产品批量生产的目标，就要求它的成本要尽可能的低。同样，还要有好的可靠性，就如同传统的接触型芯片卡中的情况那样。因为所有的这些原因，就希望尽可能利用已知的并得到证明的组装方法和技术，在这些方法中可以举下面的一些，但并非是全部-将半导体微模块装在印刷电路型的底板上，底板上装有电镀接片；-用对塑料层组进行压模，制造所谓的芯片卡的塑料板基；-用粘接的方法，将微模块插入塑料基板的腔中。于是，剩下的就是将半导体组件，或“集成电路片”接在天线上，更确切地说，接在天线的端头，这就提出了一个特殊的问题；这个连接是通过应该接在前述的端头上的接点片来实现的。在已知的技术中，曾提出用双面印刷电路来实现这种连接，双面印刷电路板就是在绝缘的基底的这面和那面都有一些例如用铜做的金属敷铜的电路。于是底板就是一个双面印刷电路。这种方案有一缺陷就是造价高。因此，这种方案至少有一点不能满足上面讲的要求。另外，即使使用高频(典型值为13．56MHz)，天线是由一个开口的环构成的，一般至少为二、三圈。这就要求在芯片卡表面的这个地方或那个地方有两个导电电路一个与另一个垂直地交叉在一起。由此推出，应该在天线的两个截面之间有一个绝缘区和一个导电“桥”。于是，本专利技术主要目的在于在能将芯片卡的微模块的导电接点片和天线的端头的最优连接上。这种连接特别可使在微型电路处，亦或还在天线处的金属的层数为最少，这种连接最好是用在“混合”型芯片卡上。为此，根据本专利技术的一个重要特征，利用底板的支承集成半导体组件的活性面，即有接触片的那个面，来建立组件的输入输出与天线的端头之间的电连接。在第二种实施方式中，同样是利用底板的活性面的接触片来建立天线的几部分之间的电连接的。因此，本专利技术的目的在于一个芯片卡，其中有一电绝缘层的基体，在这个基体上有一个带有两个端头的开口环状天线，基体上有一腔，腔中装有一块微模块，通过两个接头和开口环状天线连接，这个微模块中有一电绝缘底板，在它的第一个面上支承着半导体组件，而在它的第二个面上有多个电接片，其特征在于两个接片都是安排在一个穿过底板中心区的一条带中，而两个端头分别是和这两个穿过底板的接片连接的，两个接片又分别与天线的两端连接。本专利技术还涉及到一个微模块，用来通过其两个接头和开口环状天线相接。天线在微模块的外边，具有两个端头。述及的微模块有一个电绝缘的底板，在它的第一个面上支承着半导体组件，而在第二面上有多个电接片，其特征在于两个接片是安放在穿过底板中心区的一条带内，而两个端头分别和接在一个穿过底板的接片连接，这两个接片是用来分别与天线的两端连接的。最后，本专利技术还在于制造芯片卡的一种方法，这种芯片卡中有一个天线和一个微模块，从一种至少两层电绝缘材料开始，天线有两个端头，而微模块中有一电绝缘的底板，在底板的第一面的中央区有一半导体组件，而在第一面或第二面的周边区域有两个接片，将半导体组件与天线的输入／输出接头连接。这两个接片的布局使得一旦将微模块应用到卡上，两个接片就都和天线的端头对上。这个方法的步骤如下-制做第一层，这层的一个表面上支承天线；-制做第二层，这一层有两个穿透的孔，安排孔的位置，使得一旦将第二层贴在第一层的承载天线的那个面上，这两个孔便和天线的端头相对；-将第二层贴固在第一层的支承天线的面上；-将微模块贴在卡上，使得其上面的半导体组件装在已在卡上做好的中央凹槽内，且其周边区域装进在这中央凹槽周围做成的周边凹槽内；-将微模块的接片和天线的端头连接。阅读后面的描述将更好地弄懂本专利技术，并看到本专利技术的另外一些特征和优点，后面的描述将参考下列附图-附图说明图1示意性地示出微模块的一个实施例。示出的为组件所在的那一面。-图2A至2C分别示出一个装有与微模块连接的天线的芯片卡，图1所示的类型的微模块的仰视图，以及这同一个芯片卡在图2A中沿AA剖开的侧视图；-图3A和3B分别示出根据一个补充的实施变形的装有与微模块连接的天线的一个芯片卡，以及沿图3A中的AA剖开的同一个芯片卡的侧视图，-图4A和4B分别示出根据第二个补充的实施变形的一个装有与微模块连接的天线的芯片卡，以及沿图4A中AA线剖开的同一个芯片卡的侧视图；-图5A和5B分别示出根据第三个补充的实施变形的一个装有与微模块连接的天线的芯片卡，以及沿图5C中AA线剖开的同一个芯片卡的侧视图；-图5C示出适于第三个补充的实施变形的修改了的微模块的顶视图；而-图6示出微模块的一个实施变形的有接片的那个面。图1示意性地示出在本专利技术范围内可使用的微模块的一个实施例。实际上，这种微模块有两个主要部分，微模块1为仰视图，即为有电接片面的反面。其中的第一部分是由电子“智能”了构成的，或者说是由集成半导体组件，例如微处理器或其等效物构成的，一般说来为矩形平行六边形，厚度很小。这个微处理器3有一些管脚或输入-输出端30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片卡，其中有一个由一些电绝缘层构成的本体，在这些层的一层上面有一个带着两个端头（６００ａ，６１０ａ）的开口环状天线（６），卡的本体上有一个腔（５１），其间装有一个微模块（１），用来通过两个接头（３１，３２）和开口环状天线连接，述及的微模块上有一层电绝缘底板（２），在这底板的第一个面上支承有半导体组件（３），在它的第二面上有多个电接片，其特征在于这两个接片（２２，２３）是放在穿过底板中央区域的一个带内，接头分别与这两个通过底板的接片连接，而这两个接片又分别与天线的两个端头连接。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰卡皮尔，克里斯汀劳维尼尔，艾伦利洛克，
申请(专利权)人：布尔CP八公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]