CFN封装在智能卡行业的应用

上海仪电智能电子 蒋晓兰 洪 斌

CFN封装为四周无管脚的扁平封装，管脚设计在封装体下面，仅传统智能卡模块的1/4大小。将传统智能卡模块引向小型化，高可靠性化的方向发展。还可将线圈设计在智能卡模块里，在模块工厂生产出来就可以直接使用，不必再添加线圈。

智能卡（Smart Card），通常又称为集成电路卡或IC卡（Integrated Circuit Card），通常是把集成电路芯片封装成一个个电性能独立的模块，然后由制卡厂把这些模块嵌入便携式基片上，这就是我们常见的标准PVC卡如身份证，非磁条银行卡等，也有各种迷你的智能卡。按结构分，智能卡有接触式，非接触式和双界面卡，相应地，模块也有接触式，非接触式和双界面模块。这些模块，制成卡，就是智能卡；非接触式模块制成标签，就是我们常见的RFID（Radio Frequency Identification）无线射频识别电子标签。其核心部分是智能卡芯片，可以用它进行数据的写入、存储、导出和数据处理工作。

本文主要讨论智能卡芯片的包封方式，也就是模块的制作。

传统的接触式和双界面智能卡模块，大小在8mm*10mm左右，非接触模块的外形尺寸通常8mm*6mm左右。参见图1为我司各种模块在条带上的示意图，有UV胶包封的，也有模塑封装的。这些模块，再制卡或放进护照等产品里，应用于金融，通信，社保，电子护照等领域。在我们生活中，随手拿出一张IC银行卡，就能辨识出它是采用接触式的智能卡模块，我们的身份证，里面就运用了非接触式模块，新型的电子护照，就采用了非接触模块。

图1 传统6pin和8pin智能卡模块示意图

现在要讨论的是采用一种新型的CFN封装来制作智能卡模块，将传统智能卡模块引向小型化，高可靠性化的方向发展。相对于智能卡行业的智能卡模块来说，仅有模块的1/4甚至更小。

图2 CFN封装系列

CFN封装，是一个扁平的正方形或长方形封装体，N代表No lead，指器件周围没有管脚，管脚都在封装体下面，参见图2为我司开发的CFN系列，专门针对RFID非接触应用而开发的封装示意图，这些都是采用金属铜材质作为载体。这种CFN封装形式，结构紧凑，节省空间，可靠性高。前面四种封装，以适应不同芯片尺寸需求，封装体外形尺寸分别对应为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。后面三种封装体尺寸分别为2.0mm*3.0mm，4.0mm*4.0mm，5.0mm*6.0mm（各封装体之间为非等比例大小），可用于ISO 7816芯片的封装，最后两种封装体，还可用于双界面芯片（接触和非接触功能都在同一芯片上）的封装。可以根据芯片大小，客户需求等选用相应的封装尺寸及管脚分布，即选择相应的封装体。这既可以节省智能卡模块制作过程中的金线用量（节省成本），节省条带材料，提升生产效率。

CFN封装都是模塑封装产品，可靠性高，对于非接触应用的小芯片，有合适的封装尺寸可选，生产方便快捷，可广泛用于RFID行业。对于后续的安装应用，可以有多种方式供选择，比如传统的制卡方式仍然可行，智能卡行业未曾采用过的高效自动化SMT贴装方式，有的大焊盘封装还可以手工焊接，电弧焊等。

图3 带线圈的电子标签CFN封装

我们正在研发将线圈设计进电子标签模块，这样客户拿到我们的电子标签，不再需要线圈，省去了线圈制作，线圈与芯片模块间的连接等工作。根据客户需求，以及所选择的芯片情况（主要针对低频的ISO1443或ISO15693芯片），将线圈设计在PCB(Printed Circuit Board)印制线路板上。在电子标签生产制作过程中，就直接将芯片与线圈连接起来了，参见图3。线圈是通过做PCB时蚀刻出来的，在智能卡模块生产中，同样将芯片放置于PCB的芯片放置区域，通过金线连接芯片与PCB板子。做出来的CFN封装产品直接就可以被常规读卡器检测到，无需再额外增加线圈。研发的关键技术在于线圈的设计，根据芯片信息，内置电容等。为了得到满意的读写距离，线圈设计，PCB基板制作，电子标签制作等完成后，进行测试，最终才能确定线圈设计方案是否满足客户需要。研发，测试过程较长，一旦成功，就可以大量生产，可靠性高，客户也省去接线圈的诸多过程。

RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，本公司开发的各种溯源系统，被追溯的产品上都可以采用相应的CFN封装产品电子标签。由于CFN封装的电子标签本来可靠性就很高，外面不需要再保护，可以直接贴装在产品上，由于它体积小，对安装面积要求也低，使用非常方便。