智能卡是一種符合IS07810、7816規(guī)范的集成電路芯片卡片。法國人Roland Moreno在1974年發(fā)

明。此后經(jīng)過幾十年的發(fā)展，智能卡已經(jīng)進入我們生活的各個領域。

依據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式智能卡可分為：接觸式智能卡(Contact card)、非接觸式智能卡(Contactless

card)和雙界面式智能卡(Hybridcard或Combi—card)。接觸式智能卡常用的形式為手機SIM卡;非接

觸智能卡常用的形式為公交一卡通;雙界面智能卡現(xiàn)在為剛剛起步階段，未來將主要應用在金融銀行卡方面。

智能卡模塊封裝作為智能卡產(chǎn)業(yè)鏈條中的關鍵一環(huán)，對智能卡產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用。智能卡芯

片由芯片設計公司設計完成后交由芯片制造公司來制作，芯片制作公司先將其加工成一張晶圓(wafer)，

再將其切割成無數(shù)個分離的芯片(die)，用環(huán)氧樹脂膠水將芯片與基材(1eadframe)通過加熱的形式固定

在起(此道工序稱為貼片工序，Die Attaching)。

然后，使用直徑為1mi1的金絲(金含量為99.99%)將芯片上的焊點(pad)與載帶上的第二焊點連接起

來(此道工序稱為焊線工序，Wire Bonding)。而后，使用環(huán)氧樹脂塑封料(EMC)

或者環(huán)氧樹脂填充料(UV—curing encapsulant)將芯片和金絲包裹起來， 起到保護芯片和金絲的作用(

此道工序稱為模封工序Molding或者滴膠工序Encapsulation)，此時的產(chǎn)品即稱之為智能卡模塊。后

封裝后的模塊進行電性能的檢測，將有問題的模塊挑選出來(此道工序稱為電性能測試工序，ElectrICal

Performancetesting)。

智能卡封裝包含上述所述的貼片工序、焊線工序、模封或滴膠工序和電性能測試工序。因產(chǎn)品類型

的不同，接觸式產(chǎn)品和非接觸式產(chǎn)品在模封或滴膠工序?qū)崿F(xiàn)保護芯片和金絲的方式是不相同的。接觸式

產(chǎn)品是使用含有uV(紫外線)感光的環(huán)氧樹脂填充料附著在芯片和金絲表面經(jīng)過UV照射固化為固體后起到

保護作用;非接觸式產(chǎn)片是使用含有熱敏感的環(huán)氧樹脂材料附著在芯片和金絲表面經(jīng)過加熱至175'C后固

化為固體起到保護作用。

2.非接觸模塊封裝趨勢及所面臨的困境

隨著技術的發(fā)展，非接觸式智能卡的應用領域越來越廣，我國第二代居民身份、公交一卡通都為非

接觸式智能卡的實際應用。

按照摩爾定律的發(fā)展， 芯片的尺寸在朝著兩個極端的方向發(fā)展，對于功能固定的應用，芯片尺寸原

來越小(chip slze已經(jīng)低于0.5mm*0.5mm);對于功能越來越復雜的應用，芯片尺寸越來越大(chiP Size已

經(jīng)超過3.5mm*3.5mm)。而基材上放置芯片的chip pad標準尺寸為3.5ram*3.4mm。

面對小尺寸的芯片，存在金絲從芯片上的焊點連接到基材上的第二焊點距離過長的情況，線弧過長

弧高的穩(wěn)定性越差?；「叩牟▌臃秶刂圃?0um~120um之間，對焊線工序是一個很大的挑戰(zhàn)，弧

(Loop)的選擇以及各項工藝參數(shù)之間的配合優(yōu)化必須非常到位。金絲在連接到第二焊點的過程中非常容

易出現(xiàn)金絲和chip pad邊緣垂直距離小于30um的情況，在后續(xù)模封工序中非常容易出現(xiàn)熱敏的環(huán)氧樹

液體沖擊金絲導致其~Uchip pad相觸碰的情況，此情況一旦發(fā)生，會造成非接觸模塊功能失效，造成無

法避免的損失。對于芯片尺寸超過chip pad的情況，在模封完成后，非常容易出現(xiàn)芯片的邊緣因觸碰到

基材導致芯片損傷進而造成非接觸模塊失效的問題，同樣會造成無法避免的損失。

除了上述兩個問題外，非接觸模塊封裝存在一個普遍性的問題就是經(jīng)過模封和電性能測試工序后第

二焊點容易出現(xiàn)和金絲分離的現(xiàn)象。此種情況和基材以及EMC本身的性質(zhì)有很大關系?；氖怯?O或者

80um厚的銅箔經(jīng)過沖壓后，將其表面均勻電鍍一層非常薄的銀構(gòu)成。因基材表面的銀非常容易氧化，

金絲在經(jīng)過加熱、沖擊力和超聲波作用下和基材上的銀進行鍵和的過程中容易出現(xiàn)鍵和不充分，導致虛 斷情況發(fā)生。進而在后道工序的生產(chǎn)加工中因為EMC和基材、金絲之間熱膨脹系數(shù)的巨大差異以及溫

度導致的機械特性變大出現(xiàn)斷裂的情況，造成非接觸模塊失效不合格。

3.非接觸式模塊封裝面臨的問題的解決方法

針對芯片尺寸偏小的情況，可以將芯片放置在chip pad偏向第二焊點一側(cè) 對于芯片尺寸長寬在

0.5mm*O.5mm左右的產(chǎn)品，在貼片工序中將芯片貼至chip pad中心偏向第二焊點一側(cè)約0.3-0.4mm左

右，將線弧的線程縮短就可以在很大程度上解決線弧過長導致弧高不穩(wěn)定的情況，同時也可以在一定程

度上提高金絲和chip pad邊緣之間垂直距離，避免金絲和chippad邊緣觸碰導致模塊失效的情況發(fā)生。

針對芯片尺寸偏大的情況，有兩種解決方案。一種是專門針對此款芯片設計研發(fā)一款相匹配的基材

，但此種方案價格昂貴且周期長，對于常規(guī)小批量應用并不可行 另·種方案，需要在貼片工序使用的膠

水(Die，attachadhesive)上進行調(diào)整。膠水中的間隔粒子的直徑直接控制著膠層的厚度。常規(guī)使用的間

隔粒子的直徑為lO-15um，將其替換為直徑為25-45um的間隔粒子|，可將膠層厚度提高1O-20um，就

可以在很大程度上避免芯片碰觸基材的情況發(fā)生，進而避免出現(xiàn)模塊失效情況的發(fā)生。