双接口IC卡的制作方法

本公开涉及双接口集成电路(IC)卡。

背景技术：

通常被称为智能卡的IC卡包括可以用于存储信息并执行数据处理的嵌入式IC。例如，此类卡可被用于金融、运输、安全、医疗保健和其它应用以提供识别和验证。IC卡的类型包含经由电接触通信的接触式IC卡、通过天线无线通信的非接触式IC卡，以及也被嵌入在卡中的可以经由电接触通信和通过天线无线通信的双接口IC卡。

典型的双接口IC卡包括包含IC芯片和电接触的模块。此模块可被嵌入到卡体中。卡体可包含感应耦合至模块上的初级天线的次级天线，或可包含被电连接到IC芯片的天线。

与接触式IC卡和非接触式IC卡相比，双接口IC卡允许使用者在接触式读卡器与非接触式读卡器之间切换。然而，因为双接口IC卡包括电接触和天线两者，所以此类卡制造更昂贵。

技术实现要素：

根据本公开的第一方面，提供一种双接口卡，该双接口卡包括：

包含天线的卡体，该天线具有第一天线连接件和第二天线连接件；以及

双接口集成电路卡模块，该双接口集成电路卡模块包括：

具有第一相对表面和第二相对表面的基板；

在基板的第一表面上的接触区，该接触区包括多个接触垫与第一布线连接件和第二布线连接件，每个布线连接件具有第一端和第二端；

在基板的第二表面上的集成电路；

穿过基板的电连接，该电连接将集成电路连接到多个接触垫与第一布线连接件和第二布线连接件中的每个布线连接件的第一端；以及

第一天线连接器和第二天线连接器，该第一天线连接器和第二天线连接器安置在基板中的相应的第一孔和第二孔中，并与相应的第一布线连接件和第二布线连接件的第二端电接触，

其中，卡模块的第一天线连接器和第二天线连接器被电连接到卡体的第一天线连接件和第二天线连接件。

此卡可比目前市场上可获得的双接口卡具有更好的成本效益。在目前的双接口卡中，预制的双面接触基部结构例如双面带通常用于提供具有接触区的基板，该接触区包括在该基板的两个面上的接触垫。该接触垫可被蚀刻或压印以提供正面读取器接触和背面天线接触。根据第一方面的卡可由单面带制成，因为在背面上并不需要用于天线的蚀刻接触，由此降低制造双接口卡模块的成本。

作为额外优点，在根据第一方面的卡中，在集成电路与布线连接件之间的深度被最大化，从而允许使用更长接合线将该布线连接件连接到IC。在该卡经受弯曲时，更长接合线可能不太容易发生断裂。另外，将该布线连接件连接到该IC的接合线被较厚的包封层覆盖，从而提高了机械可靠性。

在一些实施例中，天线连接器可包括焊料和/或导电粘合剂。模块可另外包括跨基板的第二表面上的孔中的一者或两者放置的一个或多个金属插塞。在一些实施例中，天线连接器可包括金属插塞或螺柱凸块。

在一些实施例中，第一布线连接件或第二布线连接件可包括多个接触垫中的一个接触垫。例如，接触垫可根据用于IC卡接触区的ISO 7816标准来布置，以及第一布线连接件或第二布线连接件可包括并不是与读卡器有线通信所需的ISO接触垫。可替换的是，第一布线连接件或第二布线连接件可在接触垫例如ISO 7816标准接触垫周围或之间形成电气路径。

在一些实施例中，天线连接器可在卡模块与卡体之间形成机械接合。可替换的是或另外，粘合剂可被用于将模块附接到卡体。例如，可使用热熔性粘合剂。

在一些实施例中，该卡可另外包括在卡体的每个天线连接件与卡模块的天线连接器之间的补充连接件。例如，该补充连接件可包括在卡模块的天线连接器与卡体的天线连接件之间连接的导线。

根据本公开的第二方面，提供一种制造双接口卡的方法，该方法包括：

提供包含天线的卡体，该天线具有第一天线连接件和第二天线连接件；

提供具有第一相对表面和第二相对表面的基板，在该基板的第一表面上的接触区包括多个接触垫与第一布线连接件和第二布线连接件，每个布线连接件具有第一端和第二端；

形成穿过基板的多个孔；

将天线连接器安置到多个孔中的第一孔和第二孔中，每个天线连接器与布线连接件中的一个布线连接件的第二端电接触；

将集成电路安置在基板的第二表面上；

形成穿过基板中的孔的电连接，以将集成电路连接到多个接触垫，并且连接到第一布线连接件和第二布线连接件中的每个布线连接件的第一端；以及

将模块附接到卡体，从而形成在该卡体上的天线连接件与在该模块上的天线连接器之间的电连接。

在一些实施例中，将天线连接器放置到第一孔和第二孔中的每个孔中可包括：将预先形成的焊料球放置到该第一孔和第二孔中，并在将模块附接到卡体时或之前回焊该焊料球。

在一些实施例中，天线连接器可包括焊料或导电粘合剂，并且该方法可另外包括：

将金属插塞安置在第一孔和第二孔中的每个孔中；以及

在将模块附接到卡体时，在该孔内回焊焊料或固化导电粘合剂。

附图说明

将参考附图仅通过举例来描述实施例，在附图中

图1示出双接口IC卡的例子实施例的剖视图；

图2示出例子双接口IC卡的剖视图；

图3示出双接口IC芯片模块的背面平面视图；

图4a示出双接口IC芯片模块的实施例的接触垫侧视图；

图4b示出双接口IC芯片模块的可替换实施例的接触衬垫侧视图；

图4c示出双接口IC芯片模块的实施例的接触垫侧视图；

图5示出根据可替换例子实施例的双接口IC卡的剖视图；

图6示出可以用于生产图5所示的实施例的过程；

图7示出可以用于生产双接口IC卡的可替换实施例的过程；

图8示出可以用于生产双接口IC卡的可替换实施例的过程；

图9示出根据可替换例子实施例的双接口IC卡的剖视图；以及

图10为制造双接口集成电路卡的示例性方法的流程图。

附图标记

100，200 双接口IC卡

102 接触区

103 孔

104，204 基板

106 布线连接件

108 接触垫

110，210 集成电路(IC)

112-1，212-1 接合线

112-2，212-2 接合线

114 包封物

116 粘合剂

118 天线连接器

120，220 天线

122 卡体

124-1 凹槽线

124-2 凹槽线

227 天线垫

150，250 双接口IC模块

303a，303b 孔

310 集成电路(IC)

312-1，312-2 接合线

350 双接口IC模块

450a，450b，450c 双接口IC模块

402 接触区

406，406′ 布线连接件

408 接触垫

1001 提供卡体

1002 提供基板

1003 在基板中形成多个孔

1004 放置天线连接器

1005 将集成电路安置于基板上

1006 形成穿过孔的连接

1007 包封IC和接合线

1008 将模块附接到卡体

应注意，附图是图解说明且未按比例绘制。为在附图中清楚且便利，这些图的各部分的相对尺寸和比例已示出为在大小上放大或缩小。类似的附图标记一般用于指代在被修改的和不同的实施例中对应的或类似的特征。

具体实施方式

图1为双接口IC卡100的例子实施例的剖视图。双接口IC卡100可被用于金融、运输、安全、医疗保健或其它应用以存储信息和执行数据处理。在一些实施例中，双接口IC卡100能够安全地管理、存储和存取卡上的数据、执行卡上功能(例如加密、验证和授权)，以及与读卡器交互。双接口IC卡100可以通过电接触通信或通过天线无线通信。在实施例中，双接口IC卡100为智能卡，该智能卡可用于近场通信(near field communication，NFC)应用中。在一些实施例中，卡100为被设计成与用于身份证的国际标准ISO/IEC 14443兼容的智能卡。双接口IC卡100的制造成本可以明显低于常规的双接口IC卡，因为双接口IC卡100可以使用预制单面接触基部结构(例如，目前市售的标准单面接触带)，而不是使用更昂贵的预制双面接触基部结构(例如，目前市售的标准双面接触带)来制造，该预制单面接触基部结构用于制造接触式智能卡的模块，该预制双面接触基部结构用于制造双接口智能卡的模块。

在图1所描绘的实施例中，双接口IC卡100包括在基板104的第一表面上的接触区102，该接触区102包括布线连接件106和接触垫108；IC 110；接合线112-1、112-2；包封物114、粘合剂116、天线连接器118、天线120和卡体122。天线连接器118被安置在基板104中的孔103中。虽然图1仅示出一个布线连接件106、孔103和天线连接器118，但是卡100包括第一布线连接件和第二布线连接件、孔和天线连接器，第一天线连接器和第二天线连接器电连接到卡体122上的相应的第一天线连接件和第二天线连接件。

接触区102、基板104、IC芯片110、接合线112、包封物114和天线连接器118形成双接口IC模块150。IC模块150可与卡体122分开制造，并随后在总装过程期间附接到卡体122。例如，装置制造商可以基于预制的单面接触基部结构，例如由Linxens、Interplex、Kinsus、LG Innotek和Possehl提供的预制单面接触带来批量生产双接口IC模块。

虽然图1所示的双接口IC卡100包括特定部件，但是在其它实施例中，双接口IC卡100可包括通常见于常规双接口智能卡中的另外部件。

双接口IC卡模块150的接触区102包括用于制作IC 110的电接触以与读卡器通信的多个接触垫108。在卡体122提供卡100的背面时，接触区102位于双接口IC卡的外部正面上。接触区102可由金属，例如镀金(Au)-镍(Ni)的铜(Cu)箔或电镀铜制成。在双接口IC卡100被插入到可兼容读卡器中时，接触区102提供电连接性。在一些实施例中，接触垫102被设计和生产成与用于具有接触的电子身份卡的国际标准ISO/IEC 7816兼容。接触区102通常包括用于使多个接触垫108彼此电隔离以及与布线连接件106电隔离并且使接触区102更灵活的凹槽/凹部线。在图1所示的实施例中，接触区102具有两条凹槽线124-1、124-2。然而，在其它实施例中，接触垫可具有任何数量的凹槽线。接触区102可通过任何合适的已知方法来制备。例如，接触区102可通过在基板例如单面接触带上选择性蚀刻金属层来形成。

基板104被用于支持双接口IC卡100的其它元件，包括接触区102和IC 110。基板104可由任何合适的基板材料制成。例如，基板104可由环氧树脂玻璃、玻璃纤维或塑料基板(聚萘二甲酸伸乙酯(PEN)等)制成。在图1所示的实施例中，通孔126被设置于基板104中以允许在IC 110与接触区102之间进行线接合。基板104可采用薄片或带的形式。在一些实施例中，接触区102和基板104形成单面接触基部结构，该单面接触基部结构可被封装到单面接触带中。例如，装置制造商可批量生产包括接触区102和基板104(具有通孔)的预制单面接触基部结构。在一些实施例中，可选的粘合剂层(未示出)可位于接触区102与基板104之间。

基板104另外包括孔103，天线连接器118被安置在该孔103中。孔103可在与形成接合孔126的处理步骤相同的处理步骤期间，例如优选地通过从基板104的第二表面冲孔、钻孔或铣削基板104而在基板104中形成。孔103暴露接触区102的下面，并且具体地说，暴露布线连接件106的一部分。天线连接器118与布线连接件106电接触，并且大体可由布线连接件106或接触垫102支持。可替换的是，天线连接器118可被附接到基板104并由该基板104支持。如下所述，天线连接器118可例如包括焊料、导电粘合剂、导电弹性粘合剂(被称为柔性凸块)或金属插塞或螺柱凸块。

双接口IC卡100的IC 110包括安全地管理、存储和提供对卡上数据的存取和/或执行卡上功能，例如加密、验证和授权的电路。IC 110被设计成通过电接触与另一装置(例如，读卡器)通信或通过天线120与该另一装置无线通信。在图1所示的实施例中，双接口IC卡100包括具有接触式接口和非接触式接口两者的单个IC 110，这使得能够以高安全水平使用接触式接口(即，接触区102)或非接触式接口(即，天线120)中的任一者来存取IC 110。可替换的是，双接口IC卡100可包括两个IC，该两个IC包括具有接触式接口的一个IC和具有非接触式接口的另一个分开的IC。可使用任何适当的方法将IC 110附接到基板104。例如，在一些实施例中，使用粘合剂层107将IC 110胶合到基板104上。

双接口IC卡100的接合线112-1、112-2被用于将IC 110电连接到接触区102和电连接到天线120。接合线112-1、112-2可由任何合适的金属(例如，金、铝或铜)制成。在图1所示的实施例中，接合线112-1将IC 110电连接到布线连接件108的第一端，该布线连接件108在第二端经由天线连接器118被电连接到天线120，而接合线112-2将IC 110电连接到接触垫108。接合垫可被用于将接合线112-1、112-2附接到IC 110、接触垫108和/或布线连接件106。

包封物114被用于保护接合线112-1、112-2和IC 110。包封物114可由合适的材料(例如环氧树脂)在例如圆顶封装或模塑的过程中制成。

图2示出双接口卡200的可替换例子的例子，该双接口卡200包括基于单面基板204的双接口IC模块250。与图1的卡100中的那些特征共同的特征通过类似的附图标号来标识。

IC 210经由放置在基板204的表面上的天线垫227连接到天线220。因此，模块250的接合线212-1比模块150的接合线112-1更短，因为在模块250的天线垫227与IC 210之间的距离比图1的布线连接件106与IC 110之间的距离更小。在卡200暴露于机械应力时，例如在卡200被弯曲时，更短的接合线更有可能折断或断裂。这可能导致电气失效。在模块150中的布线连接件106与IC 110之间可用的深度增加将准许使用更长的接合线，在模块250暴露于机械应力时，该更长的接合线不太容易发生断裂。另外，增加的深度允许通过较厚的包封物114层更好地保护在接合线112-1与布线连接件106之间的关键连接。因此，根据本发明的双接口模块(例如图1所示的例子实施例)可在处于机械应力下时比图2的例子模块250更具弹性。

图3描绘例子双接口模块350的背面视图。模块350包括IC 310以及孔303a和303b。接合线312-2将IC 310连接到在基板的另一表面上的多个接触垫。接合线312-1将IC 310连接到在基板的另一表面上的布线连接件，该布线连接件继而连接到孔303a、303b。天线连接器可被放置在孔303a、303b中，以经由在基板的另一表面上的接触区在卡体中的天线与IC 310之间形成电连接。孔303a、303b为孔103的可能实施例，或为与下文所述的卡的实施例中的任一个实施例相关联的孔的可能实施例。

图4a、图4b和图4c示出双接口IC模块450a、450b、450c的可能实施例的正面视图。在图4a、图4b和图4c中示出的正面的特征可同等应用于模块150、350的实施例或下文所述的卡的任何实施例。

在图4a所示的例子实施例中，双接口IC模块450a的正面视图示出接触区402，其包括由凹槽线424分隔开的多个接触垫408(为了清楚起见，不是所有的凹槽线424都在图4a中被标记)。布线连接件406在接触垫408之间形成电气路径。每个布线连接件406包括第一端406a和第二端406b，第一端406a更接近IC(未示出)，该IC在模块450a的背面上居中安置。第一端406a例如通过接合线连接到IC。每个布线连接件406的第二端406b连接到天线连接器，例如天线连接器118(图1)，该天线连接器118被安置在基板中的孔中。布线连接件406提供经由接触区402在IC上的天线连接件到在卡体中的天线之间的电连接。

图4b示出双接口IC模块450b的可替换例子实施例的正视图。在该例子中，天线连接器406中的一个天线连接器406类似于在模块450a中的布线连接件，从而形成围绕接触垫408的路径。然而，另一布线连接件406′为接触垫408中的一个接触垫408。例如，该接触垫可被布置成符合ISO 7816标准。该标准提供在图4b中被标记为C1、C2、C3、C5、C6和C7的六个接触垫408。至读卡器的有线接触并不需要接触垫C6，因此该接触垫C6可供用作布线连接件。

图4C示出IC模块450c的可替换实施例的正面视图。在此实施例中，与在模块450b中一样，多个接触垫408中的一个接触垫408被用作第一布线连接件406——例如在ISO 7816标准中的例子垫C6。另一布线连接件406′由并不是至读卡器的有线连接所需的接触区402的一部分形成——例如，该一部分不是根据ISO 7816标准的所限定的接触垫的一部分。该实施例可能是有利的，因为接触区102的设计可能与常用有线IC卡或目前市场上可获得的双接口卡的设计并无明显不同。

在图4b和图4c两者中，每个布线连接件406、406′包括第一端406a和第二端406b。第一端406a例如通过接合线连接件连接到在模块450b、450c的另一面上的IC。第二端406b连接到安置在基板中的孔中的天线连接器。布线连接件406提供经由接触区402从在IC上的天线引脚到在卡体中的天线的电连接。

图5、图7、图8和图9示出双接口卡的可替换例子实施例，这些附图示出可能的天线连接器。这些附图示出穿过模块截取的横截面，并且仅示出单个布线连接件、孔和天线连接器。在图5中的附图标号类似于上文参考图1和图2所指出的那些附图标号，其中，第一数字相应地改变。所有示出的实施例包括另外的未示出的布线连接件、孔和天线连接器。在图4a到图4c中示出的模块的正面的实施例中的任一实施例或任何其它实施例可与图5、图7、图8和图9的实施例一起使用。

图5示出双接口卡500的例子实施例，其包括由焊料形成的天线连接器518。该实施例另外包括在天线520与天线连接器518之间的补充连接件553。这在例如采用焊料球的形式的天线连接器518并不从孔503中延伸远至足够以物理方式与天线520连接的实施例中可能是必要的。此补充连接器可被用在根据本公开的双接口卡的任何其它实施例中。在所示的实施例中，补充连接件553包括从天线520延伸至天线连接器518的导线。

图6逐步示出可形成例子基板以用于将IC连接到该例子基板的过程。在图6a所示的第一步骤，提供单面基板504，该单面基板504具有接触垫508和在第一面上的布线连接件506以及穿过基板504设置的孔503、526。

作为图6b所示的第二步骤，焊剂554被施加到孔503中。焊剂554可充当在布线连接件506与随后的焊料天线连接器518之间的湿润剂。

作为如图6c所示的第三步骤，焊料球518被放置到孔503中。焊料球518例如可为预先形成的焊料球或焊膏。在图6d所示的第四步骤，热量被施加以回焊焊料518，使得焊料球填充孔503以形成天线连接器518。最后，天线连接器518经由补充连接器553在卡体522中连接天线520以形成卡500，如图5所示。通过在模块550与卡体522之间施加热熔性粘合剂516，模块550和卡体522可被物理连接。在可替换实施例中，天线连接器518可被直接焊接到天线520上，而不是使用补充连接器553焊接。

图7示出用于制作具有可替换焊料天线连接器718的基板的过程。该过程通过如上关于图6a到图6c所述的前三个步骤开始。然而，在回焊焊料之前，金属插塞755跨孔703放置，如图7a所示。然后通过施加热量，该焊料被回焊，如图7b所示。在此情况下，因为存在金属插塞755，所以焊料仅连接布线连接件706和金属插塞，而无需至由基板704形成的孔703的壁的任何连接。这可防止在穿过基板平面的方向上的电短路。在IC的回焊和连接之后，所得模块连接到如上所述的卡体，以及天线连接器718连接到在卡体中的天线，在此情况下经由金属插塞755进行连接。

在一些实施例中，金属插塞755可包括孔以提高机械稳定性。天线连接器718的焊料可部分流入到金属插塞755的孔中。此实施例在图7c中示出。

在使用金属插塞的可替换实施例中，可使用导电粘合剂替代焊料以形成天线连接器。例如，导电粘合剂可通过热电极或在烘炉中来固化。固化热量可例如从模块的接触区面施加。

图8a和图8b示出用于将双接口IC卡800的实施例的卡体822和模块850连接在一起的过程，在该实施例中，天线连接器包括导电粘合剂。附图标号对应于用在图1和图2中的那些附图标号，其中，第一数字相应地改变。

在图8a中，导电粘合剂818被首先施加到卡体822，使得导电粘合剂818与在卡体822中的天线820电接触。层压热熔胶816被施加到模块850的基板804的IC卡面。然后模块850被植入到卡体822的空腔中，使得导电粘合剂818适配到孔803中，并与模块850的接触区802面上的布线连接件806连接。因此，导电粘合剂818充当用于卡800的天线连接器，如图8b所示。

在用于制作卡800的可替换过程中，在卡体822和卡模块850连接在一起之前，导电粘合剂可被沉积到孔803中，而不是施加到卡体822。可替换的是，粘合剂可既被沉积于卡体822上又被沉积于孔803中。该粘合剂随后可被固化。

图9示出可替换双接口IC卡900，其中，螺柱凸块被用作天线连接器918。附图标号与在图1和图2中的那些附图标号对应，其中，第一数字相应地改变。如同其它实施例一样，任何其它金属或导电结构可用作天线连接器918，例如金属插塞。螺柱凸块/导电结构例如可通过导电粘合剂或焊料连接到模块950。可替换的是，螺柱凸块/导电结构可被焊接到布线连接件906。

图10为示出用于生产本文所公开的类型的双接口集成电路卡的制造过程的例子实施例的流程图。该方法在步骤1001开始，其中提供包含天线的卡体，该天线具有第一天线连接件和第二天线连接件。在步骤1002，提供基板，该基板具有第一相对表面和第二相对表面，在该基板的第一表面上具有接触区，该接触区包括多个接触垫与第一布线连接件和第二布线连接件，第一布线连接件和第二布线连接件中的每个布线连接件包括第一端和第二端。在步骤1003，穿过基板形成多个孔。在步骤1004，天线连接器被放置到多个孔中的第一孔和第二孔中，使得每个天线连接器与第一布线连接件或第二布线连接件的第二端电接触。在步骤1005，集成电路被安置于基板的第二表面上。在步骤1006，电连接穿过基板中的孔形成以将集成电路连接到多个接触垫，并且连接到第一布线连接件和第二布线连接件。在步骤1007，IC和接合线为了保护而被包封。在步骤1008，模块被附接到卡体，从而在该卡体上的天线连接件与在该模块上的天线连接器之间形成电连接。

虽然以特定次序示出和描述了本文中的方法的操作，但是可更改该方法的操作次序，以使得可以以不同的次序执行某些操作，或使得可至少部分地与其它操作同时执行某些操作。在另一实施例中，可以间断的和/或交替的方式实施不同操作的指令或子操作。

通过阅读本公开，技术人员将明白其它变化和修改。此类变化和修改可涉及等效和其它特征，该等效和其它特征在双接口卡的领域中已经众所周知，且可用作本文已经描述的特征的替代或补充。

尽管所附权利要求书针对特征的特定组合，但应理解，本发明的公开内容的范围还包括本文中明确地或隐含地公开的任何新颖特征或任何新颖特征组合或其任何一般化形式，而不管其是否涉及与当前在任何权利要求中主张的相同的发明或其是否缓解与本发明所缓解的任一或全部技术问题相同的技术问题。

在分开的实施例的上下文中描述的特征电可以组合地提供于单个实施例中。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分开地或在任何合适的子组合中提供。申请人特此提醒，在审查本申请或由此衍生的任何另外的申请期间，可对此类特征及/或此类特征的组合而规划新的权利要求。

为了完整起见，还指出，术语“包括”并不排除其它要素或步骤，术语“一”或“一个”并不排除多个，并且权利要求书中的附图标记不应被解释为限制权利要求书的范围。