CN101447465B - 一种大尺寸非接触模块封装用金属载带 - Google Patents

Abstract

一种大尺寸非接触模块封装用金属载带，其特征在于，包含一可以承载3.9*4.5mm尺寸芯片的芯片承载区域。本发明可承载常规芯片1.5倍面积的芯片进行封装，并得到相同机械尺寸的模块产品。通过在金属载带上的改进，使封装芯片尺寸加大的前提下，模塑封装后模塑体和金属载带的结合力提高到最大程度，大大地提高了内部器件的抗机械力。载带采用卷盘式包装，可在不增加投资的前提下利用目前常规的封装工艺和现有设备生产出质量更好的产品，扩大了智能卡领域高端芯片的应用，如非接触智能电子护照、EMV银行卡等。

Description

一种大尺寸非接触模块封装用金属载带

技术领域

本发明涉及微电子半导体封装技术领域，尤其涉及用于非接触智能卡模块封装技术领域。特别是一种大尺寸非接触模块封装用金属载带。

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，要求在相对较小的封装尺寸内容纳较大的芯片。在集成电路产品的尺寸及厚度保持不变的前提下，某些芯片的封装已经达到了封装设备及工艺的极限。例如，目前传统的用于非接触卡(如公共交通卡、中国第二代身份证和其他大部分应用的非接触智能卡用模块的外形尺寸为5.0×8.0mm，模塑封装体的尺寸是4.8×5.0mm，根据目前的材料和工艺，可以容纳的最大芯片尺寸为3.2×3.5mm。但是随着产品要求的不断提高，有不少芯片已经不能用传统的工艺和材料实现封装。

国外已经有人尝试改变标准，增大封装体和模块的尺寸来实现大尺寸芯片的封装，这在一定程度上缓解了这种大尺寸芯片的应用，但是这种方法改变了大部分生产工艺，需要投入大量的资金进行设备的改造和新模具的制作。要获得大批量的推广和应用是比较困难的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于为解决上述问题而提供一种大尺寸非接触模块封装用金属载带，该一种大尺寸非接触模块封装用金属载带在不改变生产设备和工艺的前提下，以相同的生产成本进行大尺寸芯片的封装，并获得高可靠性的产品。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种大尺寸非接触模块封装用金属载带，包含一可以承载3.9*4.5mm尺寸芯片的芯片承载区域。

为了有效提高模塑封装后模塑体和金属载带的结合强度，本发明在金属载带的芯片承载区域左右两侧各设置了至少一个以上的T字型的槽孔，并在T字型的槽孔的内侧边缘设置了台阶状结构。另外，在金属载带的芯片承载区域左右两侧各设置有一个定位圆孔，并在定位圆孔的内壁边缘设置有台阶状结构。所述定位圆孔位于两T字型的槽孔之间。

同样，为了有效提高模塑封装后模塑体和金属载带的结合强度，本发明在金属载带的芯片承载区域上下两侧各设置有一条长条型的槽孔形成隔离槽，该隔离槽将芯片承载区域和焊接区域分隔开。在隔离槽内侧槽壁边缘设置了台阶状结构，这种结构设计更进一步提高了模塑封装后模塑体和金属载带的结合强度。

还有，在金属载带的隔离槽外侧各设置了若干个槽孔，所述槽孔与隔离槽之间设置有凹凸状桥型结构，这种结构设计也更有效提高了模塑封装后模塑体和金属载带的结合强度。

为了模块在冲切过程中尽量减小对载带和内部器件的机械损伤，提高产品可靠性，本发明在金属载带左右两侧边缘，每个T字型的槽孔的上下两侧各设置有两个条形缺槽。

为了适合现有设备生产，在金属载带的上、下边缘有标准的定位齿孔，同时进行卷盘状包装。

本发明将装有芯片并连接好引线的模块半成品以连续盘带状送入模塑封装设备，通过注塑工艺将芯片和引线部分可靠地包封在模塑体内，完成本方案所述的大尺寸非接触模块。

采用了上述载带方法封装的非接触模块经过严格的测试后，可以广泛应用于电子护照、金融卡类等大尺寸非接触产品的生产。

本发明有效地解决大尺寸芯片的封装工艺，同时又不改变国内大多数生产工厂的生产工艺，可承载的芯片面积是传统的载带的1.5倍。不改变模块的外形尺寸，也不改变封装体的尺寸，所有的生产工艺都和传统的工艺保持一致。经过对产品可靠性的全面测试，完全达到行业相关要求，可以大批量应用。本发明适合各不同使用领域的需求，具有更好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的大尺寸非接触模块单个封装完成的模块正面视图。

图2为本发明的大尺寸非接触模块单个封装完成的模块侧视图。

图3为本发明的大尺寸非接触模块单个封装完成的模块背面视图。

图4为大尺寸非接触模块封装用金属载带的正面视图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为图4所示结构注塑了模塑体后的结构示意图。

图7为图5I处的放大示意图。

图8为图6I处的放大示意图。

图9为本发明另一种凹凸状桥型结构的示意图。

图10为为本发明另一种凹凸状桥型结构的示意图。

图11为图4的B-B剖视图。

图12为图4的C-C剖视图。

图13为图4的D-D剖视图。

图14为本发明卷盘式载带的外观示意图。

具体实施方式

为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，下面结合具体实例，进一步阐述本发明。

参看图14，本发明的大尺寸非接触模块封装用金属载带的带基采用铜或铜合金材料制备而成，构成模块封装用的金属载带1，厚度为0.06mm至0.09mm；成品厚度为0.065mm至0.095mm。载带1的外型是通过精密冲压成型的。

参看图4，金属载带1中间的芯片承载区域2通过精密冲压工艺来实现的，该芯片承载区域2可以承载3.9*4.5mm尺寸芯片，以满足电子护照、金融卡类等大尺寸非接触产品的要求。

参看图4、图12，在金属载带1的芯片承载区域2左右两侧通过精密冲压工艺各冲制有一个定位圆孔3，定位圆孔3位于两T字型的槽孔4之间，在定位圆孔3的内壁边缘设置有台阶状结构。该定位圆孔3的作用是让单面模塑封装时的模塑料可穿越定位圆孔3内并在反面形成扩展型台阶状加强体。模塑体固化后，模塑料与载带间就有了足够的结合强度。

参看图4和图11，金属载带1的芯片承载区域2左右两侧通过精密冲压工艺各冲制有两个T字型的槽孔4，四个T字型的槽孔4位于模塑体5的边缘，并在四个T字型的槽孔4靠芯片承载区域2的内侧边缘进行台阶状结构处理。这四个T字型的槽孔4结构的作用是让单面模塑封装时的模塑料穿越T字型的槽孔4并在反面形成包合状加强体。T字型的槽孔4的结构使模塑体5边缘尽可能大地和金属载带1形成结合面，使模塑体5的机械应力降到最小，同时也可以通过冲切进行电极间的隔离；T字型的槽孔4中的台阶状结构是通过冲压形成低于平面的高度为0.04mm的台阶结构，使模塑封装时模塑料与载带有足够的结合力强度。

为了模块在冲切过程中尽量减小对载带和内部器件的机械损伤，提高产品可靠性，在金属载带1左右两侧边缘，每个T字型的槽孔4的上下两侧通过精密冲压工艺各冲制有两个条形缺槽6。

参看图4和图13，金属载带1的芯片承载区域2的上下两侧通过精密冲压工艺各冲制有一条长条型的槽孔形成隔离槽7，隔离槽7位于模塑体5边缘内部，芯片承载区域2的外侧，在隔离槽7内的靠芯片承载区域2的内侧，也就是隔离槽7内侧槽壁边缘进行台阶状结构处理。

该隔离槽7是让单面模塑封装时的模塑料穿越隔离槽7并在反面形成包合状加强体。长条型隔离槽7的结构使模塑体边缘尽可能大地和载带形成结合面，使模塑体的机械应力降到最小，同时也可以通过冲切进行电极间的隔离，将芯片承载区域2的金属与两个电极完全隔离开和芯片承载区域2和焊接区域分隔开。。隔离槽7内的台阶状结构是通过冲压形成低于平面的高度为0.04mm的台阶状结构，使模塑封装时模塑料与金属载带1有足够的结合力强度。

参看图4、图11、图5、图6、图7、图8，金属载带1的隔离槽7外侧通过精密冲压工艺冲制有六个“一”字型槽孔8，六个“一”字型槽孔8位于模塑体5的边缘。这六个“一”字型槽孔8结构的作用是让单面模塑封装时的模塑料穿越“一”字型槽孔8并在反面形成包合状加强体。“一”字型槽孔8的结构使模塑体5边缘尽可能大地和金属载带1形成结合面，使模塑体5的机械应力降到最小，同时也可以让电极在受到外力冲击时在一”字型槽孔8处释放应力，保护模塑封装体内的器件不受影响。

参看图5、图6、图7、图8，金属载带1的“一”字型槽孔8与隔离槽7之间通过精密冲压工艺冲制有两个对边的凹凸状桥型结构9，该凹凸状桥型结构9为凹凸平台结构。此凹凸平台结构的作用是让单面模塑封装时的模塑液体穿越凹凸状桥型结构9并在反面形成包合状加强体，类似局部的双面包封。

但是传统的载带的反面台阶深度为0.04±0.01mm，模塑料特性为硬脆性，由于厚度很薄，在受到外力冲击时，很容易形成裂缝甚至断裂，造成模塑体5与金属载带1分离，模块失效。通过在此凹凸状桥型结构9的区域冲压形成凸出平面的高度为0.04-0.10mm的凹凸平台结构，合理选择平台高和宽，使封装时模塑料与载带有足够的结合强度。参看图5、图6，该凹凸平台状结构9的剖面为梯形结构。

参看图9，凹凸平台状结构9的剖面为三角形结构。

参看图10，凹凸平台状结构9为中间冲断的凸出倒刺结构。

为了适合现有设备生产，在金属载带1的边缘有标准的定位齿孔10。金属载带1采用卷盘状包装以适合目前封装流水线设备使用。

通过上述获得的金属载带1的物理特性符合现有的金属载带的基本要求。

通过自动精密滴胶设备在金属载带1的芯片承载区域2内滴银胶，银胶可以是导电型的或非导电型的。再通过自动芯片装载设备将需要封装的芯片装载到芯片承载区域2内，利用银胶的粘合力来固定芯片，通过红外线固化设备将银胶固化，将芯片和金属载带1牢固粘合；通过超声波焊接设备将芯片的焊盘和金属载带1的焊盘用金线焊接并形成通路，并作为组件供下一个制程生产。通过模塑封装设备将加工好的组件通过注塑方式进行封装，起到保护内部芯片和引线的作用。最终获得如图1、图2和图3所示的一种大尺寸非接触模块封装用金属载带，封装的产品通过在线测试设备进行电性能测试，其他环境实验结果也相当令人满意。

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同物界定。

Claims (6)

1.一种大尺寸非接触模块封装用金属载带，其特征在于，包含一可以承载3.9*4.5mm尺寸芯片的芯片承载区域；在金属载带的芯片承载区域左右两侧各设置了至少一个以上的T字型的槽孔，并在T字型的槽孔靠芯片承载区域的内侧边缘设置了台阶状结构；所述金属载带的芯片承载区域左右两侧各设置有一个定位圆孔，所述定位圆孔位于两T字型的槽孔之间；在金属载带的芯片承载区域上下两侧各设置有一条长条型的槽孔形成隔离槽，该隔离槽将芯片承载区域和焊接区域分隔开；在隔离槽内侧槽壁边缘设置了台阶状结构；在金属载带的隔离槽外侧各设置了若干个槽孔，所述槽孔与隔离槽之间设置有凹凸状桥型结构；在金属载带左右两侧边缘，每个T字型的槽孔的上下两侧各设置有两个条形缺槽；在金属载带的上、下边缘有标准的定位齿孔。

2.根据权利要求1所述的金属载带，其特征在于，所述T字型槽孔中的台阶状结构和隔离槽内的台阶状结构是通过冲压形成低于平面的高度为0.04mm的台阶状结构。

3.根据权利要求1所述的金属载带，其特征在于，所述定位圆孔的内壁边缘设置有台阶状结构。

4.根据权利要求1所述的金属载带，其特征在于，所述凹凸状桥型结构的剖面为梯形结构。

5.根据权利要求1所述的金属载带，其特征在于，所述凹凸状桥型结构的剖面为三角形结构。

6.根据权利要求1所述的金属载带，其特征在于，所述凹凸状桥型结构为中间冲断的凸出倒刺结构。

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