ic卡 pcb封装
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好的!IC卡(智能卡)芯片在PCB(印刷电路板)上的封装方式有其特殊性,主要涉及将微型芯片安全可靠地连接到卡片形状的基板上。以下是几种常见的IC卡芯片PCB封装方式和相关技术:
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芯片裸片(Die) + 绑定(Bonding) / 引线框架(Leadframe):
- 核心本质: IC卡芯片的核心是一个极其微小的硅片(称为裸片)。它本身没有传统电子元件的封装外壳。
- 连接方式:
- 引线框架(Leadframe): 裸片被精确地放置在一个金属引线框架上。然后通过极细的金属线(通常是金线或铜线)将裸片上的焊盘(Bond Pads)与引线框架上的相应引脚连接起来,这个过程叫做Wire Bonding(引线键合)。
- 载带(Tape Automated Bonding - TAB): 裸片焊接到柔性载带的特定位置,载带上已预置了连接引线。
- 封装保护: 连接好引线的裸片和引线框架(或载带)部分会被灌封(Encapsulation)一种特殊的黑色环氧树脂(称为“胶封”或”环氧包封“)。这层环氧树脂保护极其脆弱的裸片、键合线和连接点免受物理冲击、湿气、化学腐蚀以及非法窥探。
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模块化封装(Chip Module):
- 概念: 将裸片、引线框架或载带连接部分、以及环氧树脂包封体预先组装并电镀好外部触点(Contact Pad),形成一个独立的、小矩形功能模块(通常是 ISO 7816 标准尺寸的 SMD模块)。
- PCB集成: 这个预制的模块本身就像一个微型SMD元器件,通常有8个ISO标准排列的矩形金触点。在制作IC卡时,这个模块被嵌入到卡体基板的预留槽孔(称为”模块孔”)中,模块的触点朝下。
- PCB连接: 基板(PCB,此时通常是卡片形状的柔性或刚性PCB)内部埋置/印刷的导线通过各向异性导电胶(ACF - Anisotropic Conductive Film)或熔焊(Thermocompression Bonding / Flip Chip when applicable,但这在最终卡片组装中较少直接用在模块和基板间)连接到模块底部的触点。ACF只允许Z方向导电,连接触点与基板线路,而XY方向绝缘。
- 优点: 标准化、方便装配、测试性好(模块可先测试)、适合自动化生产。是当前接触式IC卡最主流的方式。
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板上芯片(Chip-on-Board - COB):
- 概念: 直接将裸片(Die)粘接(Die Attach)到卡片基板(PCB)的指定位置上。
- 连接方式: 在基板上的焊盘与裸片焊盘之间直接进行Wire Bonding。
- 封装保护: 对整个裸片和键合线区域进行点胶或覆盖环氧树脂包封(通常是黑色小球或椭球形)。
- 应用: 相比模块化方式,成本可能更低。在接触式卡、双界面卡(接触+非接触)或某些特定低成本卡中有应用。需要基板有足够的粘接精度和打线能力。
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触点布局(与封装本身相关的重要部分):
- IC卡芯片的最终外部电气接口是其触点(Contact Pad),它们必须严格符合ISO/IEC 7816-2标准(对于接触式卡)。
- 标准定义了8个触点的位置、形状和尺寸(C1到C8:VCC, RST, CLK, RFU, GND, VPP, I/O, RFU)。
- 在封装内部(无论裸片还是模块),芯片的I/O焊盘必须通过这些封装内部的连线(键合线、载带线、基板内部走线)最终连接到这些标准的外部触点上。
总结关键点:
- IC卡芯片的核心是裸片(Die)。
- 主要封装保护技术是环氧树脂包封(Encapsulation)。
- 裸片连接到外部(模块或基板)的主要技术是引线键合(Wire Bonding)。
- 预制的接触模块(Contact Module / SMD Module) 是接触式IC卡最广泛使用的封装集成形式,通过ACF连接到卡片基板。
- 板上芯片(COB)是另一种集成方式,将裸片直接贴在基板上打线并包封。
- 触点布局(Contact Pad) 必须符合ISO标准。
PCB设计(指卡基板)考虑:
- 模块孔设计: 为模块开精确尺寸的孔。
- 焊盘设计: 基板线路末端需设计与模块触点对应(或与COB裸片打线点对应)的连接盘。
- 走线设计: 连接盘需要走线连接到卡片内部的天线线圈(如果是双界面卡)或只连接到触点。
- 材料: 通常使用柔性PCB(聚酯或聚酰亚胺)或刚性复合基材,以满足卡片机械强度和弯曲寿命要求。
- ACF工艺: 设计焊盘尺寸、布局需考虑ACF压合工艺的要求。
选择哪种封装集成方式取决于成本、产量、技术复杂性、卡片类型(纯接触式、双界面、只读存储卡等)以及生产工艺等因素。模块化方式因其标准化和成熟度而最为普遍。
如果需要设计一个读/写IC卡的PCB设备(即读卡器),那么通常只需要在PCB上提供一个符合ISO 7816标准的卡座(Card Connector/Socket)即可。这个卡座在PCB上的封装就是其对应的焊盘/通孔布局图(Footprint),设计时需要参考特定卡座型号的Datasheet或机械图。
PCB设计与封装指导白皮书合集
资料简介: 本书内容为规定公司所有设计PCB板器件封装的命名与设计规范度,保证公司设计的PCB板器件使用的统一性,便于对所有设计的
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elecfans小能手
2022-09-23 16:00:42
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