[发明专利]装有环状天线的芯片卡及附属的微模块

说明书

本发明涉及的是装有开口环状天线的芯片卡，特别是一种称为“混合连接”型的芯片卡。后面将对这种卡做出定义。

在本发明中，应在最广泛的意义上理解术语“卡”：带有存储器的卡(CAM)、“芯片”卡，等。

从和外界的通讯方式上看，有两大类芯片卡：有接触连接芯片卡和无接触连接芯片卡。在第二种情况中，可使用不同的方式，特别要提到的是光学耦合或借助于螺旋环状天线的电磁耦合。在本发明中，感兴趣的是第二种耦合方式。

大多数芯片卡都是第一种类型的，即接触型的。这些芯片卡都是用“微模块”制成的，就是说是一些含有印刷电路或金属栅的整体，这些印刷电路或金属栅都有一些触头，用粘结和连线与集成电路型的组件：存储器、微型处理器、微型控制器等连接然后用树脂将这些组件封包保护，形成可用于最后插入操作的微模块。最后的插入操作是将各个微模块贴在塑料底板上，塑料基底上有一个腔用来装这个微模块。

第二种称为无接触的芯片卡是通过电磁感应与外界耦合的。使用的频率分在两个波段：一个低频波段，标称频率的典型值为125KHz；另一个为高频波段，标称频率的典型值为13．56MHz。为此，装一天线，通常为螺旋环状，其两端与前述的微模块连接。为了得到足够高的灵敏度，如工作在低频，要使装的天线有几百圈；如工作在高频，则要使天线有2到3圈。

现在制造芯片卡的技术能将上述的天线集成装在芯片卡的材料里面，更确切地说，装在两层塑料之间。实际上，各圈都是放在一些“PVC”或“PET”型塑料层上，所有的金属层都是印制在塑料上面(例如丝网印刷)或是金属丝沉积来实现，直接热融在塑料层上。

最后，有称为“混合”的芯片卡，这构成了本发明的理想的应用领域，这个类型的芯片卡有一优点就是有时能够通过“传统”的接触连接接入，而可以将这些卡用在标准阅读机中，或在适当的发射-接收机构旁边通过，微模块带有高频接口。对于术语“阅读机”应作广义上理解，即为能够在一个芯片卡中读取和／或写入数字信息的装置。

后面所述的是在这种最佳的应用中，即“混合”型芯片卡。

一般说来，所有的芯片卡都是标准化的，不管是从电学的观点还是机械的观点都要遵守一些标准，特别是下面的标准：

ISO7816对于各种接触式芯片卡，

ISO14443对于各种无接触、近距离芯片卡。

在后一种情况下，使用的频率通常等于13．56MHz，这就缩小了天线的尺寸，只有二、三圈。

对于“混合”型芯片卡的各组件的布局导致用新的组装方法来构思。由于要使这类产品批量生产的目标，就要求它的成本要尽可能的低。同样，还要有好的可靠性，就如同传统的接触型芯片卡中的情况那样。

因为所有的这些原因，就希望尽可能利用已知的并得到证明的组装方法和技术，在这些方法中可以举下面的一些，但并非是全部：

-将半导体微模块装在印刷电路型的底板上，底板上装有电镀接片；

-用对塑料层组进行压模，制造所谓的芯片卡的塑料板基；

-用粘接的方法，将微模块插入塑料基板的腔中。

于是，剩下的就是将半导体组件，或“集成电路片”接在天线上，更确切地说，接在天线的端头，这就提出了一个特殊的问题；这个连接是通过应该接在前述的端头上的接点片来实现的。

在已知的技术中，曾提出用双面印刷电路来实现这种连接，双面印刷电路板就是在绝缘的基底的这面和那面都有一些例如用铜做的金属敷铜的电路。于是底板就是一个双面印刷电路。这种方案有一缺陷就是造价高。因此，这种方案至少有一点不能满足上面讲的要求。

另外，即使使用高频(典型值为13．56MHz)，天线是由一个开口的环构成的，一般至少为二、三圈。这就要求在芯片卡表面的这个地方或那个地方有两个导电电路一个与另一个垂直地交叉在一起。由此推出，应该在天线的两个截面之间有一个绝缘区和一个导电“桥”。

于是，本发明主要目的在于在能将芯片卡的微模块的导电接点片和天线的端头的最优连接上。这种连接特别可使在微型电路处，亦或还在天线处的金属的层数为最少，这种连接最好是用在“混合”型芯片卡上。

为此，根据本发明的一个重要特征，利用底板的支承集成半导体组件的活性面，即有接触片的那个面，来建立组件的输入输出与天线的端头之间的电连接。

在第二种实施方式中，同样是利用底板的活性面的接触片来建立天线的几部分之间的电连接的。