CFN封裝在智能卡行業(yè)的應用

上海儀電智能電子 蔣曉蘭 洪 斌

CFN封裝為四周無管腳的扁平封裝，管腳設計在封裝體下面，僅傳統(tǒng)智能卡模塊的1/4大小。將傳統(tǒng)智能卡模塊引向小型化，高可靠性化的方向發(fā)展。還可將線圈設計在智能卡模塊里，在模塊工廠生產出來就可以直接使用，不必再添加線圈。

智能卡（Smart Card），通常又稱為集成電路卡或IC卡（Integrated Circuit Card），通常是把集成電路芯片封裝成一個個電性能獨立的模塊，然后由制卡廠把這些模塊嵌入便攜式基片上，這就是我們常見的標準PVC卡如身份證，非磁條銀行卡等，也有各種迷你的智能卡。按結構分，智能卡有接觸式，非接觸式和雙界面卡，相應地，模塊也有接觸式，非接觸式和雙界面模塊。這些模塊，制成卡，就是智能卡；非接觸式模塊制成標簽，就是我們常見的RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識別電子標簽。其核心部分是智能卡芯片，可以用它進行數(shù)據(jù)的寫入、存儲、導出和數(shù)據(jù)處理工作。

本文主要討論智能卡芯片的包封方式，也就是模塊的制作。

傳統(tǒng)的接觸式和雙界面智能卡模塊，大小在8mm*10mm左右，非接觸模塊的外形尺寸通常8mm*6mm左右。參見圖1為我司各種模塊在條帶上的示意圖，有UV膠包封的，也有模塑封裝的。這些模塊，再制卡或放進護照等產品里，應用于金融，通信，社保，電子護照等領域。在我們生活中，隨手拿出一張IC銀行卡，就能辨識出它是采用接觸式的智能卡模塊，我們的身份證，里面就運用了非接觸式模塊，新型的電子護照，就采用了非接觸模塊。

圖1 傳統(tǒng)6pin和8pin智能卡模塊示意圖

現(xiàn)在要討論的是采用一種新型的CFN封裝來制作智能卡模塊，將傳統(tǒng)智能卡模塊引向小型化，高可靠性化的方向發(fā)展。相對于智能卡行業(yè)的智能卡模塊來說，僅有模塊的1/4甚至更小。

圖2 CFN封裝系列

CFN封裝，是一個扁平的正方形或長方形封裝體，N代表No lead，指器件周圍沒有管腳，管腳都在封裝體下面，參見圖2為我司開發(fā)的CFN系列，專門針對RFID非接觸應用而開發(fā)的封裝示意圖，這些都是采用金屬銅材質作為載體。這種CFN封裝形式，結構緊湊，節(jié)省空間，可靠性高。前面四種封裝，以適應不同芯片尺寸需求，封裝體外形尺寸分別對應為1.1mm*1.4mm，1.4mm*1.4mm，2.0mm*2.0mm，3.0mm*2.0mm，可用于非接的ISO 14443 Type A，B芯片和ISO15693芯片。后面三種封裝體尺寸分別為2.0mm*3.0mm，4.0mm*4.0mm，5.0mm*6.0mm（各封裝體之間為非等比例大?。?，可用于ISO 7816芯片的封裝，最后兩種封裝體，還可用于雙界面芯片（接觸和非接觸功能都在同一芯片上）的封裝。可以根據(jù)芯片大小，客戶需求等選用相應的封裝尺寸及管腳分布，即選擇相應的封裝體。這既可以節(jié)省智能卡模塊制作過程中的金線用量（節(jié)省成本），節(jié)省條帶材料，提升生產效率。

CFN封裝都是模塑封裝產品，可靠性高，對于非接觸應用的小芯片，有合適的封裝尺寸可選，生產方便快捷，可廣泛用于RFID行業(yè)。對于后續(xù)的安裝應用，可以有多種方式供選擇，比如傳統(tǒng)的制卡方式仍然可行，智能卡行業(yè)未曾采用過的高效自動化SMT貼裝方式，有的大焊盤封裝還可以手工焊接，電弧焊等。

圖3 帶線圈的電子標簽CFN封裝

我們正在研發(fā)將線圈設計進電子標簽模塊，這樣客戶拿到我們的電子標簽，不再需要線圈，省去了線圈制作，線圈與芯片模塊間的連接等工作。根據(jù)客戶需求，以及所選擇的芯片情況（主要針對低頻的ISO1443或ISO15693芯片），將線圈設計在PCB(Printed Circuit Board)印制線路板上。在電子標簽生產制作過程中，就直接將芯片與線圈連接起來了，參見圖3。線圈是通過做PCB時蝕刻出來的，在智能卡模塊生產中，同樣將芯片放置于PCB的芯片放置區(qū)域，通過金線連接芯片與PCB板子。做出來的CFN封裝產品直接就可以被常規(guī)讀卡器檢測到，無需再額外增加線圈。研發(fā)的關鍵技術在于線圈的設計，根據(jù)芯片信息，內置電容等。為了得到滿意的讀寫距離，線圈設計，PCB基板制作，電子標簽制作等完成后，進行測試，最終才能確定線圈設計方案是否滿足客戶需要。研發(fā)，測試過程較長，一旦成功，就可以大量生產，可靠性高，客戶也省去接線圈的諸多過程。

RFID無線射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它是通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，本公司開發(fā)的各種溯源系統(tǒng)，被追溯的產品上都可以采用相應的CFN封裝產品電子標簽。由于CFN封裝的電子標簽本來可靠性就很高，外面不需要再保護，可以直接貼裝在產品上，由于它體積小，對安裝面積要求也低，使用非常方便。