專利名稱：一種超薄非接觸模塊用載帶、非接觸模塊以及封裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微電子半導體封裝技術領域，特別涉及用于非接觸智能卡模塊封裝的載帶，利用該載帶封裝形成的模塊以及相應的封裝方法。
背景技術：
隨著集成電路封裝技術的不斷進步,集成電路的集成度日益提高，功能越來越豐富。用戶對產(chǎn)品的需求日漸超薄化、微型化，對于不斷出現(xiàn)的新應用需求，要求集成電路封裝企業(yè)能設計出新型的封裝形式來配合新的需求。目前，傳統(tǒng)的非接觸模塊制作時芯片的磨片厚度為O.15mm,條帶厚度為O. 075mm-0. 085mm，其模塊總厚度為O. 30mm_0. 40mm，其無法滿足特殊的應用需要，如護照電子標簽、簽證電子標簽等應用，傳統(tǒng)的非接觸模塊不能有效發(fā)揮其作用，勢必需要通過新的 超薄的非接觸模塊形式來實現(xiàn)。因此，超薄的非接觸模塊的開發(fā)迫在眉睫。目前的非接觸模塊所應用的領域局限于智能卡及普通的智能標簽中，而對于超薄的非接觸模塊可以克服厚度超標的問題，應用于各種高要求的、苛刻的環(huán)境中，目前在國際上都是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有非接觸模塊的總厚度過高，無法滿足照電子標簽、簽證電子標簽等特殊應用的需要，而提供一種用于封裝超薄非接觸模塊的載帶?；谠撦d帶能夠封裝成滿足特殊應用需求的超薄模塊。為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案—種超薄非接觸模塊用載帶，所述載帶由若干載體陣列相接而成，每個載體上設置有芯片承載區(qū)和若干芯片焊線區(qū)域，所述載體的厚度為O. 06mm-0. 07mm,由此相接形成厚度為O. 06mm-0. 07mm的載帶。在載帶方案的優(yōu)選實例中，所述載帶上沿其寬度方向分布的每列載體之間開設有定位孔，同時載帶的上下兩側沿其長度方向設置勻距設置有若干定位孔。進一步的，所述載體上若干焊線區(qū)域對稱分布在芯片承載區(qū)域兩端。再進一步的，所述芯片承載區(qū)域兩端的焊線區(qū)域呈連續(xù)臺階狀結構。進一步的，所述芯片承載區(qū)域的四周分布有若干封裝用通孔。再進一步的，所述通孔上近芯片承載區(qū)的邊緣為半蝕刻結構。進一步的，所述在載帶為連排卷狀結構。作為本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明還提供一種超薄非接觸模塊，所述非接觸模塊包括非接觸芯片、用于承載芯片的載體以及用于封裝的模塑體，其中，載體采用上述的載體，所述非接觸芯片安置在載體的芯片承載區(qū)上，非接觸芯片上的功能焊盤通過引線與載體上的芯片焊線區(qū)域相接，所述模塑體將非接觸芯片封裝在載體上形成厚度為O. 24mm-0. 26mm的超薄非接觸模塊。
在超薄非接觸模塊方案的優(yōu)選實例中，所述非接觸芯片的厚度為O. 05mm-0. 07mm。進一步的，所述非接觸芯片通過粘接劑安置在載體的芯片承載區(qū)上。進一步的，所述非接觸芯片通過引線與載體相接時通過超聲焊接進行電性連接。進一步的，所述模塑體采用注塑工藝實現(xiàn)非接觸芯片與載體的封裝。進一步的，所述模塑體呈矩形，四個角為圓角，厚度為O. 26mm，封裝面積為72mm*75mm,封裝面積占載體表面積的55%作為本發(fā)明的第三目的，本發(fā)明還提供一種超薄非接觸模塊的封裝方法，該方法包括如下步驟(I)用自動芯片裝載設備(Die Bonder)將非接觸芯片安裝到載帶上每個載體的芯片承載區(qū)內(nèi)，非接觸芯片與載體的芯片承載區(qū)之間通過粘結劑粘結；·(2)用自動焊線設備(Wire Bonder)將通過超聲波方式將非接觸芯片的功能焊盤和用于承載的載體上相應的引腳焊盤牢固地連接在一起；(3)將焊接好的芯片和載體放入到模塑封裝設備上的注塑模具中進行模塑封裝，模塑封裝設備中通過高溫高壓將模塑料融化后注塑到注塑模具內(nèi)的模塑腔體內(nèi)，將非接觸芯片、引線以及載體包封在模塑體內(nèi)，等模塑料冷卻固化后脫膜形成的封裝品，并多余的模塑料。在模塑封裝方法的方案中，所述粘結劑采用導電銀膠或者非導電銀膠或者芯片粘貼膜。進一步的，所述步驟(3)中模塑封裝工藝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與相應載體焊接的載帶；所述上模與下模配合形成若干與載帶上待封裝芯片相對應的模塑腔體，同時上模中開設有若干注塑窗，每個注塑窗對應于每個模塑腔體。再進一步的，所述步驟(3)進行模塑封裝時，采用的模塑料填充顆粒尺寸為lum_53um0再進一步的，所述步驟(3)進行注塑封裝時，模塑料的溫度為175°C _185°C注塑壓力為35kg/cm2-45kg/cm2，模塑料冷卻固化時的固化壓力為60kg/cm2-70kg/cm2，固化時間為35s_45s0根據(jù)本發(fā)明提供的方案能夠封裝形成超薄非接觸模塊，該模塊可以克服厚度超標的問題，并且能夠應用于各種高要求的、苛刻的環(huán)境中。有效解決了由于模塊總體厚度過薄，實際生產(chǎn)中關鍵技術達法達到的問題。同時，本發(fā)明提供的非接觸模塊其性能穩(wěn)定可靠，并且在總體厚度上可達到
O.26mm,既能夠與現(xiàn)有非接觸模塊標簽達到通用標準，又能夠滿足特殊的應用需要，如護照電子標簽、簽證電子標簽等應用。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。圖I為本發(fā)明中載帶的結構示意圖；圖2為本發(fā)明中單個載體的結構示意圖；圖3為圖2在B-B方向的剖視圖4為本發(fā)明中非接觸模塊的結構示意圖；圖5為圖4在A-A方向的剖視圖；圖6為本發(fā)明中模塊封裝的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參見

圖1，本發(fā)明提供的超薄非接觸模塊用載帶100，該載帶100由若干載體101采用陣列的方式相接而成。整個載帶100為連排卷狀，這樣便于后續(xù)的加工應用，能夠有效提高模塊封裝的速度。如圖I所示，本發(fā)明中的載帶100沿其延伸方向上由上往下分為三排，每排中相應的 載體101等距分布，同時每排之間的間距相等，由此形成的載帶在后續(xù)的貼片和封裝工序中能夠保相應操作的精度，減少誤差，有效提聞廣品的成本率。進一步的，本發(fā)明在載帶100上沿其寬度方向分布的每列載體之間開設有各道工序制作時所需的套孔和定位孔102，根據(jù)設備的需要其尺寸為I. 42mm*I. 42mm。同時載帶的上下兩側沿其長度方向勻距設置有若干用于識別載帶放入時位置是否正確的方向識別孔103，若載帶放入時位置或方向不正確，設備自動識別到這些孔位時，將會報警。圖2所示為形成載帶100主體結構的載體101，載體101用于承載相應的芯片，其主要包括芯片承載區(qū)IOla和若干芯片焊線區(qū)域101b。芯片承載區(qū)IOla用于承載相應的芯片，芯片焊線區(qū)域IOlb用于與安置在芯片承載區(qū)IOla內(nèi)芯片的功能焊盤相接，實現(xiàn)載體與芯片的相關聯(lián)。為了便于芯片的安裝，芯片承載區(qū)IOla位于載體101的中間位置，而若干芯片焊線區(qū)域IOlb分布在芯片承載區(qū)IOla的四周，使芯片上的功能焊盤都能夠對應載體上的芯片焊線區(qū)域。在本發(fā)明中載體101的厚度為O. 06mm-0. 07mm,由此相接形成厚度為
O.06mm-0. 07mm的載帶其功能是能夠將模塑料與載帶更有力地結合起來。為進一步提高載帶的性能，本發(fā)明中若干焊線區(qū)域IOlb對稱分布在芯片承載區(qū)域IOla的兩端，并且芯片承載區(qū)域IOla兩端的焊線區(qū)域呈連續(xù)臺階狀結構(如圖3所示)，通過該連續(xù)臺階狀結構能夠將模塑料與載體更有力地結合起來，由此形成的載體能夠保證后續(xù)封裝形成的模塊的穩(wěn)定性。再進一步的，在芯片承載區(qū)域的四周分布有若干封裝用通孔101c，并且這些通孔上近芯片承載區(qū)的邊緣為半蝕刻結構，由此進一步提高封裝形成模塊的穩(wěn)定性。由上述載體101形成的載帶100在實際中，其材質可采用銅金屬或銅合金，并且采用電鍍銀工藝制作。基于上述的載帶100，本發(fā)明提高一種利用上述載帶封裝形成的非接觸模塊200。如圖4和5所示，該模塊200包括非接觸芯片201、用于承載芯片的載體202 (即如上述的載體101)以及用于封裝的模塑體203。如圖5所示，非接觸芯片201用于信息數(shù)據(jù)的處理，其安置在在載體202的芯片承載區(qū)202a上，同時非接觸芯片201上的功能焊盤通過引線204與載體202上的芯片焊線區(qū)域202b相接。在本發(fā)明中采用金絲作為引線實現(xiàn)載帶上的焊盤與芯片焊盤的鍵合。為保證封裝形成模塊的超薄型，該非接觸芯片的厚度為O. 05mm-0. 07mm。為了保證非接觸芯片201與載體202之間相接的可靠性，本發(fā)明中非接觸芯片201通過粘接劑205安置在載體202的芯片承載區(qū)202a上。同時，非接觸芯片201通過引線與載體相接時通過超聲焊接進行電性連接。模塑體203用于封裝芯片201和載體202，其將非接觸芯片201封裝在載體202上形成厚度為O. 24mm-0. 26mm的超薄非接觸模塊。在封裝形成模塊時，可采用注塑工藝實現(xiàn)非接觸芯片與載體的封裝。為保證模塊200的超薄性，本發(fā)明中的模塑體203呈矩形，四個角為圓角，厚度為
O.26mm,封裝面積為72mm*75mm,封裝面積占載體表面積的55%,通過該結構的模塑體203所形成厚度為O. 24mm-0. 26mm的超薄非接觸模塊其性能穩(wěn)定,可靠,有效解決現(xiàn)有非接觸模塊在保證性能穩(wěn)定和可靠前提下，無法實現(xiàn)非接觸模塊厚度超薄的問題。針對上述超薄非接觸模塊，本發(fā)明還提供了相應的封裝方法，如圖6所示，該封裝方法主要包括如下步驟(I)用自動芯片裝載設備(Die Bonder)將非接觸芯片安裝到載帶上每個載體的芯片承載區(qū)內(nèi)，在安裝時現(xiàn)在芯片承載區(qū)內(nèi)確認相應的銀膠點膠位置，再在該銀膠點膠位置點上相應的銀膠，將待安裝芯片以一定的壓力安裝到相應的芯片承載區(qū)內(nèi)。具體操作時通過自動芯片裝載設備設置具體銀膠點膠位置和銀膠點膠量，之后再設置具體芯片安裝位置、放置在銀膠上的力度，設置完成之后保存程序后即可批量生產(chǎn)。在該步驟中，銀膠作為非接觸芯片與載體的芯片承載區(qū)之間粘結劑，其可以采用導電銀膠或者非導電銀膠。在實際的操作過程中，還可采用芯片粘貼膜來代替銀膠，為了保證模塊的超薄性，可采用厚度為10um-20um的芯片粘貼膜。(2)用自動焊線設備(Wire Bonder)將通過超聲波方式將非接觸芯片的功能焊盤和用于承載的載體上相應的引腳焊盤牢固地連接在一起。該步驟中利用超聲波方式進行焊接時，首先在芯片上的功能焊盤上通過超聲波方式長出凸點，即采用自動焊線設備中的超聲波將金線融化形成球狀，再將此金球安裝在芯片焊盤上與其電性結合，再將載帶的引腳焊盤和芯片的功能焊盤上的凸點通過超聲波直接連接，具體操作步驟如下，采用自動焊線設備中的超聲波將金線融化形成球狀，再將此金球安裝在相應載體的焊盤上與其電性結合，并且此時金線與金球未斷開，將金線拉至剛才芯片焊盤上的金球處，再通過超聲波將金線與芯片焊盤上的金球相電性連接，這樣就完成了將芯片的功能焊盤與載體上的相應焊盤相電性連接的工序。(3)將焊接好的芯片和載體放入到模塑封裝設備中的注塑模具的模塑腔體中進行模塑封裝，模塑封裝設備中對模塑料加熱，使其熔化，并且繼續(xù)加熱使其溫度達到175°C _185°C、以及壓力達到35kg/cm2-45kg/cm2，再達到條件后將高溫高壓的模塑料注塑到模塑腔體內(nèi)，將非接觸芯片、引線以及載體包封在模塑體內(nèi)；在注塑完成后，進行固化，設備中的機械手將注塑好的載帶抓至固化區(qū)域，此時利用壓塊對載帶上每個載體的封裝區(qū)域進行壓合，固化壓力60kg/cm2-70kg/cm2，并持續(xù)固化時間35s_45s，等模塑料冷卻固化后脫膜形成的封裝品，并多余的模塑料。在該步驟中模塑封裝工藝采用的注塑模具與相應的產(chǎn)品相對應，為合金板，受溫度影響變形較小，分為上模和下模；下模光滑平整主要用于放置打完金線待注塑的載帶；上模與下模配合形成若干與載帶上待封裝芯片相對應的模塑腔，同時上模中開設有若干注塑窗，每個注塑窗對應于每個模塑腔體。為了保證注塑形成模塊的厚度超薄，并且保證芯片性能的穩(wěn)定和可靠，上模尺寸厚度為177um-203um,同時上模的封裝面積為72mm*75mm。由此在注塑封裝時，將打完金線的載帶放于下模上，上模下模緊密閉合之后，模塑料顆粒在設備中融化并達到相應溫度和壓力之后通過上模上的注塑窗注入到相應的模塑腔體內(nèi)，將其內(nèi)的模塊包裹。為了達到較好效果，本發(fā)明采用的模塑料填充顆粒尺寸為lum-53um。由此封裝形成的模塊，總體厚度上可達到O. 26mm,并且其性能穩(wěn)定可靠，既能夠與現(xiàn)有非接觸模塊標簽達到通用標準，又能夠滿足特殊的應用需要，如護照電子標簽、簽證電 子標簽等應用。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實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)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種超薄非接觸模塊用載帶，所述載帶由若干載體陣列相接而成，每個載體上設置有芯片承載區(qū)和若干芯片焊線區(qū)域，其特征在于，所述載體的厚度為O. 06mm-0. 07mm,由此相接形成厚度為O. 06mm-0. 07mm的載帶。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種超薄非接觸模塊用載帶，其特征在于，所述載帶上沿其寬度方向分布的每列載體之間開設有定位孔，同時載帶的上下兩側沿其長度方向設置勻距設置有若干定位孔。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種超薄非接觸模塊用載帶，其特征在于，所述載體上若干焊線區(qū)域對稱分布在芯片承載區(qū)域兩端。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種超薄非接觸模塊用載帶，其特征在于，所述芯片承載區(qū)域兩端的焊線區(qū)域呈連續(xù)臺階狀結構。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種超薄非接觸模塊用載帶，其特征在于，所述芯片承載區(qū)域的四周分布有若干封裝用通孔。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種超薄非接觸模塊用載帶，其特征在于，所述通孔上近芯片承載區(qū)的邊緣為半蝕刻結構。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種超薄非接觸模塊用載帶，其特征在于，所述在載帶為連排卷狀結構。
8.一種超薄非接觸模塊，所述非接觸模塊包括非接觸芯片、用于承載芯片的載體以及用于封裝的模塑體，其特征在于，所述載體采用權利要求I至6中任一項所述的載體，所述非接觸芯片安置在載體的芯片承載區(qū)上，非接觸芯片上的功能焊盤通過引線與載體上的芯片焊線區(qū)域相接，所述模塑體將非接觸芯片封裝在載體上形成厚度為O. 24mm-0. 26mm的超薄非接觸模塊。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種超薄非接觸模塊，其特征在于，所述非接觸芯片的厚度為 O.OSmm-Q. 07mm。
10.根據(jù)權利要求8所述的一種超薄非接觸模塊，其特征在于，所述非接觸芯片通過粘接劑安置在載體的芯片承載區(qū)上。
11.根據(jù)權利要求8所述的一種超薄非接觸模塊，其特征在于，所述非接觸芯片通過引線與載體相接時通過超聲焊接進行電性連接。
12.根據(jù)權利要求8所述的一種超薄非接觸模塊，其特征在于，所述模塑體采用注塑工藝實現(xiàn)非接觸芯片與載體的封裝。
13.根據(jù)權利要求8所述的一種超薄非接觸模塊，其特征在于，所述模塑體呈矩形，四個角為圓角，厚度為O. 26mm,封裝面積為72mm*75mm,封裝面積占載體表面積的55%。
14.一種超薄非接觸模塊的封裝方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1)用自動芯片裝載設備(DieBonder)將非接觸芯片安裝到載帶上每個載體的芯片承載區(qū)內(nèi)，非接觸芯片與載體的芯片承載區(qū)之間通過粘結劑粘結； (2)用自動焊線設備(WireBonder)將通過超聲波方式將非接觸芯片的功能焊盤和用于承載的載體上相應的引腳焊盤牢固地連接在一起； (3)將焊接好的芯片和載體放入到模塑封裝設備上的注塑模具中進行模塑封裝，模塑封裝設備中通過高溫高壓將模塑料融化后注塑到注塑模具內(nèi)的模塑腔體內(nèi)，將非接觸芯片、引線以及載體包封在模塑體內(nèi)，等模塑料冷卻固化后脫膜形成的封裝品，并多余的模塑料。
15.根據(jù)權利要求14所述的一種超薄非接觸模塊的封裝方法，其特征在于，所述粘結劑采用導電銀膠或者非導電銀膠或者芯片粘貼膜。
16.根據(jù)權利要求14所述的一種超薄非接觸模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(3)中模塑封裝工藝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與相應載體焊接的載帶；所述上模與下模配合形成若干與載帶上待封裝芯片相對應的模塑腔體，同時上模中開設有若干注塑窗，每個注塑窗對應于每個模塑腔體。
17.根據(jù)權利要求14所述的一種超薄非接觸模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(3)進行模塑封裝時，采用的模塑料填充顆粒尺寸為lum-53um。
18.根據(jù)權利要求14所述的一種超薄非接觸模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(3)進行注塑封裝時，模塑料的溫度為175°C _185°C注塑壓力為35kg/cm2-45kg/cm2，模塑料冷卻固化時的固化壓力為60kg/cm2-70kg/cm2,固化時間為35s_45s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超薄非接觸模塊用載帶、非接觸模塊以及封裝方法，載帶中載體的厚度為0.06mm-0.07mm，并由此相接形成厚度為0.06mm-0.07mm的載帶；非接觸模塊中非接觸芯片安置在載體的芯片承載區(qū)上，非接觸芯片上的功能焊盤通過引線與載體上的芯片焊線區(qū)域相接，模塑體將非接觸芯片封裝在載體上形成厚度為0.24mm-0.26mm的超薄非接觸模塊；封裝時，先將非接觸芯片安裝到載體的芯片承載區(qū)內(nèi)，再將非接觸芯片的功能焊盤和用于承載的載體上相應的引腳焊盤連接在一起，最后進行模塑封裝。由此封裝形成的模塊，總體厚度上可達到0.26mm，并且其性能穩(wěn)定可靠，既能夠與現(xiàn)有非接觸模塊標簽達到通用標準，又能夠滿足特殊的應用需要，如護照電子標簽、簽證電子標簽等應用。
文檔編號H01L23/498GK102915994SQ201210377059
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2012年9月28日
發(fā)明者楊輝峰, 蔣曉蘭, 唐榮燁, 馬文耀 申請人:上海長豐智能卡有限公司