专利名称：一种超薄非接触模块用载带、非接触模块以及封装方法
技术领域：
本发明涉及微电子半导体封装技术领域，特别涉及用于非接触智能卡模块封装的载带，利用该载带封装形成的模块以及相应的封装方法。
背景技术：
随着集成电路封装技术的不断进步,集成电路的集成度日益提高，功能越来越丰富。用户对产品的需求日渐超薄化、微型化，对于不断出现的新应用需求，要求集成电路封装企业能设计出新型的封装形式来配合新的需求。目前，传统的非接触模块制作时芯片的磨片厚度为O.15mm,条带厚度为O. 075mm-0. 085mm，其模块总厚度为O. 30mm_0. 40mm，其无法满足特殊的应用需要，如护照电子标签、签证电子标签等应用，传统的非接触模块不能有效发挥其作用，势必需要通过新的 超薄的非接触模块形式来实现。因此，超薄的非接触模块的开发迫在眉睫。目前的非接触模块所应用的领域局限于智能卡及普通的智能标签中，而对于超薄的非接触模块可以克服厚度超标的问题，应用于各种高要求的、苛刻的环境中，目前在国际上都是空白。
发明内容
本发明针对现有非接触模块的总厚度过高，无法满足照电子标签、签证电子标签等特殊应用的需要，而提供一种用于封装超薄非接触模块的载带。基于该载带能够封装成满足特殊应用需求的超薄模块。为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案—种超薄非接触模块用载带，所述载带由若干载体阵列相接而成，每个载体上设置有芯片承载区和若干芯片焊线区域，所述载体的厚度为O. 06mm-0. 07mm,由此相接形成厚度为O. 06mm-0. 07mm的载带。在载带方案的优选实例中，所述载带上沿其宽度方向分布的每列载体之间开设有定位孔，同时载带的上下两侧沿其长度方向设置匀距设置有若干定位孔。进一步的，所述载体上若干焊线区域对称分布在芯片承载区域两端。再进一步的，所述芯片承载区域两端的焊线区域呈连续台阶状结构。进一步的，所述芯片承载区域的四周分布有若干封装用通孔。再进一步的，所述通孔上近芯片承载区的边缘为半蚀刻结构。进一步的，所述在载带为连排卷状结构。作为本发明的第二目的，本发明还提供一种超薄非接触模块，所述非接触模块包括非接触芯片、用于承载芯片的载体以及用于封装的模塑体，其中，载体采用上述的载体，所述非接触芯片安置在载体的芯片承载区上，非接触芯片上的功能焊盘通过引线与载体上的芯片焊线区域相接，所述模塑体将非接触芯片封装在载体上形成厚度为O. 24mm-0. 26mm的超薄非接触模块。
在超薄非接触模块方案的优选实例中，所述非接触芯片的厚度为O. 05mm-0. 07mm。进一步的，所述非接触芯片通过粘接剂安置在载体的芯片承载区上。进一步的，所述非接触芯片通过引线与载体相接时通过超声焊接进行电性连接。进一步的，所述模塑体采用注塑工艺实现非接触芯片与载体的封装。进一步的，所述模塑体呈矩形，四个角为圆角，厚度为O. 26mm，封装面积为72mm*75mm,封装面积占载体表面积的55%作为本发明的第三目的，本发明还提供一种超薄非接触模块的封装方法，该方法包括如下步骤(I)用自动芯片装载设备(Die Bonder)将非接触芯片安装到载带上每个载体的芯片承载区内，非接触芯片与载体的芯片承载区之间通过粘结剂粘结；·(2)用自动焊线设备(Wire Bonder)将通过超声波方式将非接触芯片的功能焊盘和用于承载的载体上相应的引脚焊盘牢固地连接在一起；(3)将焊接好的芯片和载体放入到模塑封装设备上的注塑模具中进行模塑封装，模塑封装设备中通过高温高压将模塑料融化后注塑到注塑模具内的模塑腔体内，将非接触芯片、引线以及载体包封在模塑体内，等模塑料冷却固化后脱膜形成的封装品，并多余的模塑料。在模塑封装方法的方案中，所述粘结剂采用导电银胶或者非导电银胶或者芯片粘贴膜。进一步的，所述步骤(3)中模塑封装工艺采用的注塑模具包括上模和下模，所述下模光滑平整用于放置完成芯片与相应载体焊接的载带；所述上模与下模配合形成若干与载带上待封装芯片相对应的模塑腔体，同时上模中开设有若干注塑窗，每个注塑窗对应于每个模塑腔体。再进一步的，所述步骤(3)进行模塑封装时，采用的模塑料填充颗粒尺寸为lum_53um0再进一步的，所述步骤(3)进行注塑封装时，模塑料的温度为175°C _185°C注塑压力为35kg/cm2-45kg/cm2，模塑料冷却固化时的固化压力为60kg/cm2-70kg/cm2，固化时间为35s_45s0根据本发明提供的方案能够封装形成超薄非接触模块，该模块可以克服厚度超标的问题，并且能够应用于各种高要求的、苛刻的环境中。有效解决了由于模块总体厚度过薄，实际生产中关键技术达法达到的问题。同时，本发明提供的非接触模块其性能稳定可靠，并且在总体厚度上可达到
O.26mm,既能够与现有非接触模块标签达到通用标准，又能够满足特殊的应用需要，如护照电子标签、签证电子标签等应用。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。图I为本发明中载带的结构示意图；图2为本发明中单个载体的结构示意图；图3为图2在B-B方向的剖视图4为本发明中非接触模块的结构示意图；图5为图4在A-A方向的剖视图；图6为本发明中模块封装的流程图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。参见
图1，本发明提供的超薄非接触模块用载带100，该载带100由若干载体101采用阵列的方式相接而成。整个载带100为连排卷状，这样便于后续的加工应用，能够有效提高模块封装的速度。如图I所示，本发明中的载带100沿其延伸方向上由上往下分为三排，每排中相应的 载体101等距分布，同时每排之间的间距相等，由此形成的载带在后续的贴片和封装工序中能够保相应操作的精度，减少误差，有效提闻广品的成本率。进一步的，本发明在载带100上沿其宽度方向分布的每列载体之间开设有各道工序制作时所需的套孔和定位孔102，根据设备的需要其尺寸为I. 42mm*I. 42mm。同时载带的上下两侧沿其长度方向匀距设置有若干用于识别载带放入时位置是否正确的方向识别孔103，若载带放入时位置或方向不正确，设备自动识别到这些孔位时，将会报警。图2所示为形成载带100主体结构的载体101，载体101用于承载相应的芯片，其主要包括芯片承载区IOla和若干芯片焊线区域101b。芯片承载区IOla用于承载相应的芯片，芯片焊线区域IOlb用于与安置在芯片承载区IOla内芯片的功能焊盘相接，实现载体与芯片的相关联。为了便于芯片的安装，芯片承载区IOla位于载体101的中间位置，而若干芯片焊线区域IOlb分布在芯片承载区IOla的四周，使芯片上的功能焊盘都能够对应载体上的芯片焊线区域。在本发明中载体101的厚度为O. 06mm-0. 07mm,由此相接形成厚度为
O.06mm-0. 07mm的载带其功能是能够将模塑料与载带更有力地结合起来。为进一步提高载带的性能，本发明中若干焊线区域IOlb对称分布在芯片承载区域IOla的两端，并且芯片承载区域IOla两端的焊线区域呈连续台阶状结构(如图3所示)，通过该连续台阶状结构能够将模塑料与载体更有力地结合起来，由此形成的载体能够保证后续封装形成的模块的稳定性。再进一步的，在芯片承载区域的四周分布有若干封装用通孔101c，并且这些通孔上近芯片承载区的边缘为半蚀刻结构，由此进一步提高封装形成模块的稳定性。由上述载体101形成的载带100在实际中，其材质可采用铜金属或铜合金，并且采用电镀银工艺制作。基于上述的载带100，本发明提高一种利用上述载带封装形成的非接触模块200。如图4和5所示，该模块200包括非接触芯片201、用于承载芯片的载体202 (即如上述的载体101)以及用于封装的模塑体203。如图5所示，非接触芯片201用于信息数据的处理，其安置在在载体202的芯片承载区202a上，同时非接触芯片201上的功能焊盘通过引线204与载体202上的芯片焊线区域202b相接。在本发明中采用金丝作为引线实现载带上的焊盘与芯片焊盘的键合。为保证封装形成模块的超薄型，该非接触芯片的厚度为O. 05mm-0. 07mm。为了保证非接触芯片201与载体202之间相接的可靠性，本发明中非接触芯片201通过粘接剂205安置在载体202的芯片承载区202a上。同时，非接触芯片201通过引线与载体相接时通过超声焊接进行电性连接。模塑体203用于封装芯片201和载体202，其将非接触芯片201封装在载体202上形成厚度为O. 24mm-0. 26mm的超薄非接触模块。在封装形成模块时，可采用注塑工艺实现非接触芯片与载体的封装。为保证模块200的超薄性，本发明中的模塑体203呈矩形，四个角为圆角，厚度为
O.26mm,封装面积为72mm*75mm,封装面积占载体表面积的55%,通过该结构的模塑体203所形成厚度为O. 24mm-0. 26mm的超薄非接触模块其性能稳定,可靠,有效解决现有非接触模块在保证性能稳定和可靠前提下，无法实现非接触模块厚度超薄的问题。针对上述超薄非接触模块，本发明还提供了相应的封装方法，如图6所示，该封装方法主要包括如下步骤(I)用自动芯片装载设备(Die Bonder)将非接触芯片安装到载带上每个载体的芯片承载区内，在安装时现在芯片承载区内确认相应的银胶点胶位置，再在该银胶点胶位置点上相应的银胶，将待安装芯片以一定的压力安装到相应的芯片承载区内。具体操作时通过自动芯片装载设备设置具体银胶点胶位置和银胶点胶量，之后再设置具体芯片安装位置、放置在银胶上的力度，设置完成之后保存程序后即可批量生产。在该步骤中，银胶作为非接触芯片与载体的芯片承载区之间粘结剂，其可以采用导电银胶或者非导电银胶。在实际的操作过程中，还可采用芯片粘贴膜来代替银胶，为了保证模块的超薄性，可采用厚度为10um-20um的芯片粘贴膜。(2)用自动焊线设备(Wire Bonder)将通过超声波方式将非接触芯片的功能焊盘和用于承载的载体上相应的引脚焊盘牢固地连接在一起。该步骤中利用超声波方式进行焊接时，首先在芯片上的功能焊盘上通过超声波方式长出凸点，即采用自动焊线设备中的超声波将金线融化形成球状，再将此金球安装在芯片焊盘上与其电性结合，再将载带的引脚焊盘和芯片的功能焊盘上的凸点通过超声波直接连接，具体操作步骤如下，采用自动焊线设备中的超声波将金线融化形成球状，再将此金球安装在相应载体的焊盘上与其电性结合，并且此时金线与金球未断开，将金线拉至刚才芯片焊盘上的金球处，再通过超声波将金线与芯片焊盘上的金球相电性连接，这样就完成了将芯片的功能焊盘与载体上的相应焊盘相电性连接的工序。(3)将焊接好的芯片和载体放入到模塑封装设备中的注塑模具的模塑腔体中进行模塑封装，模塑封装设备中对模塑料加热，使其熔化，并且继续加热使其温度达到175°C _185°C、以及压力达到35kg/cm2-45kg/cm2，再达到条件后将高温高压的模塑料注塑到模塑腔体内，将非接触芯片、引线以及载体包封在模塑体内；在注塑完成后，进行固化，设备中的机械手将注塑好的载带抓至固化区域，此时利用压块对载带上每个载体的封装区域进行压合，固化压力60kg/cm2-70kg/cm2，并持续固化时间35s_45s，等模塑料冷却固化后脱膜形成的封装品，并多余的模塑料。在该步骤中模塑封装工艺采用的注塑模具与相应的产品相对应，为合金板，受温度影响变形较小，分为上模和下模；下模光滑平整主要用于放置打完金线待注塑的载带；上模与下模配合形成若干与载带上待封装芯片相对应的模塑腔，同时上模中开设有若干注塑窗，每个注塑窗对应于每个模塑腔体。为了保证注塑形成模块的厚度超薄，并且保证芯片性能的稳定和可靠，上模尺寸厚度为177um-203um,同时上模的封装面积为72mm*75mm。由此在注塑封装时，将打完金线的载带放于下模上，上模下模紧密闭合之后，模塑料颗粒在设备中融化并达到相应温度和压力之后通过上模上的注塑窗注入到相应的模塑腔体内，将其内的模块包裹。为了达到较好效果，本发明采用的模塑料填充颗粒尺寸为lum-53um。由此封装形成的模块，总体厚度上可达到O. 26mm,并且其性能稳定可靠，既能够与现有非接触模块标签达到通用标准，又能够满足特殊的应用需要，如护照电子标签、签证电 子标签等应用。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种超薄非接触模块用载带，所述载带由若干载体阵列相接而成，每个载体上设置有芯片承载区和若干芯片焊线区域，其特征在于，所述载体的厚度为O. 06mm-0. 07mm,由此相接形成厚度为O. 06mm-0. 07mm的载带。
2.根据权利要求I所述的一种超薄非接触模块用载带，其特征在于，所述载带上沿其宽度方向分布的每列载体之间开设有定位孔，同时载带的上下两侧沿其长度方向设置匀距设置有若干定位孔。
3.根据权利要求I所述的一种超薄非接触模块用载带，其特征在于，所述载体上若干焊线区域对称分布在芯片承载区域两端。
4.根据权利要求3所述的一种超薄非接触模块用载带，其特征在于，所述芯片承载区域两端的焊线区域呈连续台阶状结构。
5.根据权利要求I所述的一种超薄非接触模块用载带，其特征在于，所述芯片承载区域的四周分布有若干封装用通孔。
6.根据权利要求5所述的一种超薄非接触模块用载带，其特征在于，所述通孔上近芯片承载区的边缘为半蚀刻结构。
7.根据权利要求I所述的一种超薄非接触模块用载带，其特征在于，所述在载带为连排卷状结构。
8.一种超薄非接触模块，所述非接触模块包括非接触芯片、用于承载芯片的载体以及用于封装的模塑体，其特征在于，所述载体采用权利要求I至6中任一项所述的载体，所述非接触芯片安置在载体的芯片承载区上，非接触芯片上的功能焊盘通过引线与载体上的芯片焊线区域相接，所述模塑体将非接触芯片封装在载体上形成厚度为O. 24mm-0. 26mm的超薄非接触模块。
9.根据权利要求8所述的一种超薄非接触模块，其特征在于，所述非接触芯片的厚度为 O.OSmm-Q. 07mm。
10.根据权利要求8所述的一种超薄非接触模块，其特征在于，所述非接触芯片通过粘接剂安置在载体的芯片承载区上。
11.根据权利要求8所述的一种超薄非接触模块，其特征在于，所述非接触芯片通过引线与载体相接时通过超声焊接进行电性连接。
12.根据权利要求8所述的一种超薄非接触模块，其特征在于，所述模塑体采用注塑工艺实现非接触芯片与载体的封装。
13.根据权利要求8所述的一种超薄非接触模块，其特征在于，所述模塑体呈矩形，四个角为圆角，厚度为O. 26mm,封装面积为72mm*75mm,封装面积占载体表面积的55%。
14.一种超薄非接触模块的封装方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1)用自动芯片装载设备(DieBonder)将非接触芯片安装到载带上每个载体的芯片承载区内，非接触芯片与载体的芯片承载区之间通过粘结剂粘结； (2)用自动焊线设备(WireBonder)将通过超声波方式将非接触芯片的功能焊盘和用于承载的载体上相应的引脚焊盘牢固地连接在一起； (3)将焊接好的芯片和载体放入到模塑封装设备上的注塑模具中进行模塑封装，模塑封装设备中通过高温高压将模塑料融化后注塑到注塑模具内的模塑腔体内，将非接触芯片、引线以及载体包封在模塑体内，等模塑料冷却固化后脱膜形成的封装品，并多余的模塑料。
15.根据权利要求14所述的一种超薄非接触模块的封装方法，其特征在于，所述粘结剂采用导电银胶或者非导电银胶或者芯片粘贴膜。
16.根据权利要求14所述的一种超薄非接触模块的封装方法，其特征在于，所述步骤(3)中模塑封装工艺采用的注塑模具包括上模和下模，所述下模光滑平整用于放置完成芯片与相应载体焊接的载带；所述上模与下模配合形成若干与载带上待封装芯片相对应的模塑腔体，同时上模中开设有若干注塑窗，每个注塑窗对应于每个模塑腔体。
17.根据权利要求14所述的一种超薄非接触模块的封装方法，其特征在于，所述步骤(3)进行模塑封装时，采用的模塑料填充颗粒尺寸为lum-53um。
18.根据权利要求14所述的一种超薄非接触模块的封装方法，其特征在于，所述步骤(3)进行注塑封装时，模塑料的温度为175°C _185°C注塑压力为35kg/cm2-45kg/cm2，模塑料冷却固化时的固化压力为60kg/cm2-70kg/cm2,固化时间为35s_45s。
全文摘要
本发明公开了一种超薄非接触模块用载带、非接触模块以及封装方法，载带中载体的厚度为0.06mm-0.07mm，并由此相接形成厚度为0.06mm-0.07mm的载带；非接触模块中非接触芯片安置在载体的芯片承载区上，非接触芯片上的功能焊盘通过引线与载体上的芯片焊线区域相接，模塑体将非接触芯片封装在载体上形成厚度为0.24mm-0.26mm的超薄非接触模块；封装时，先将非接触芯片安装到载体的芯片承载区内，再将非接触芯片的功能焊盘和用于承载的载体上相应的引脚焊盘连接在一起，最后进行模塑封装。由此封装形成的模块，总体厚度上可达到0.26mm，并且其性能稳定可靠，既能够与现有非接触模块标签达到通用标准，又能够满足特殊的应用需要，如护照电子标签、签证电子标签等应用。
文档编号H01L23/498GK102915994SQ201210377059
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者杨辉峰, 蒋晓兰, 唐荣烨, 马文耀 申请人:上海长丰智能卡有限公司