DE19809073A1 - Semiconductor chip module for chip card - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Chipmodul und ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 bzw. Patentanspruchs 10.The invention relates to a chip module and a method for Production of a chip card according to the preamble of the patent claim 1 or claim 10.
Aus der DE 39 17 707 A1 ist ein Chipmodul und ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte bekannt, bei dem ein Chipele ment mittels Höcker direkt auf eine Rückseite einer auf einer dem Chipelement abgewandten Oberseite eines Trägerelements angeordneten Kontaktfläche aufgesetzt ist. Nachteilig an der bekannten Montiertechnik ist, daß die Ausbildung des Trägere lements, insbesondere die zur Kontaktierung des Chipelements mit den Kontaktflächen erforderlichen Durchbrüche des Trä gerelements, an die Lage der korrespondierenden Anschlußpunk ten des jeweiligen Chipelements angepaßt sein müssen. Dies erfordert für unterschiedliche Chipelementtypen ein Ändern des Layouts des Tragerelements.DE 39 17 707 A1 describes a chip module and a method known for the production of a chip card, in which a chipele with a hump directly on the back of one on one top of a carrier element facing away from the chip element arranged contact surface is placed. Disadvantage of the known assembly technology is that the training of the carrier elements, in particular those for contacting the chip element with the contact surfaces required breakthroughs of the Trä gerelements, to the location of the corresponding connection point th of the respective chip element must be adapted. This requires changing for different types of chip elements the layout of the support element.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein ein Chipmodul und ein Verfahren zur Herstellung einer Chipkarte anzugeben, so daß auf einfache Weise eine flache Form des Chipmoduls gewährlei stet ist und daß eine Anpassung der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktflächen und dem Chipelement an einen Chip elementtyp ermöglicht wird. The object of the invention is therefore a and a chip module Specify method for producing a chip card so that easily guarantee a flat shape of the chip module is constant and that an adaptation of the electrical connection between the contact surfaces and the chip element on a chip element type is enabled.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 10 auf.To achieve this object, the invention has the features of claims 1 and 10.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine elektrisch leitende Verbindung in einer Ebene zwischen dem Trägerelement und dem Chipelement aufgebracht wird, die in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Typ des Chipelements eine elektrische Verbindung herstellt zwischen den jeweiligen Kon taktflächen des Trägerelements und den Anschlußpunkten des Chipelements. Hierdurch können nachträglich die Kontaktie rungswege des Trägerelements geändert werden, wobei standar disierte, mit einem gleichen Layout versehene Trägerelemente verwendet werden können. Damit kann eine elektrische Anbin dung an eine Vielzahl von Chiptypen realisiert werden. Zu sätzlich ist das standardisierte Trägerelement bei fehlender elektrisch leitender Verbindung dazu geeignet, nach der her kömmlichen Bondiertechnik durch Drähte mit dem Chipelement verbunden zu werden.The particular advantage of the invention is that a electrically conductive connection in a plane between the Carrier element and the chip element is applied, which in Depending on the specified type of chip element establishes electrical connection between the respective con tact surfaces of the support element and the connection points of the Chip elements. In this way, the contact can be made later tion paths of the support element are changed, being standard discrete support elements with the same layout can be used. This allows an electrical connection can be implemented on a variety of chip types. To In addition, the standardized support element is missing electrically conductive connection suitable according to the forth conventional bonding technology through wires with the chip element to be connected.
Grundgedanke der Erfindung ist es, nachträglich durch den Verlauf der leitenden Verbindung, vorzugsweise auf dem Trä gerelement, eine elektrische Anpassung des Trägerelements an unterschiedliche Typen von Chipelementen zu erzielen, so daß ein standardisiertes Trägerelement flexibel für unterschied liche Typen von Chipelemente einsetzbar ist.The basic idea of the invention is to subsequently by Course of the conductive connection, preferably on the Trä gerelement, an electrical adaptation of the carrier element to achieve different types of chip elements, so that a standardized carrier element flexible for difference Liche types of chip elements can be used.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Leiterbah nen auf der dem Chipelement zugekehrten Unterseite des Trä gerelements durch Bedrucken aufgebracht. Hierdurch kann auf einfache herstellungstechnische Weise eine Leiteranbindung des Trägerelements an das Chipelement erzielt werden. According to one embodiment of the invention, the conductor track NEN on the underside of the door facing the chip element gerelements applied by printing. This can result in simple manufacturing method of connecting a conductor of the carrier element can be achieved on the chip element.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Chipelement als Versteifungskörper mit auf der Oberfläche desselben ange ordneten Anschlußpunkten ausgebildet sein, in dem ein Chip mit Anschlüssen eingefaßt ist, wobei zwischen den Anschlüssen des Chips und den Anschlußpunkten des Versteifungskörpers ei ne elektrisch leitende Verbindung vorgesehen ist. Hierdurch wird ein vor mechanischer Beanspruchung geschützter Chip zur Montage bereitgestellt, wobei die Anschlußpunkte vorzugsweise fest vorgegeben sind. Die Herstellung eines Chipmoduls läßt sich somit auf einfache Weise nur durch an die Anbindungs stellen der Kontaktflächen und des Chipelements angepaßten Verlauf der Leiterbahnen verwirklichen, so daß wie oben be schrieben ein beliebiges Layout eines Trägerelements mit ei nem beliebigen Layout eines Chipelements elektrisch verbunden werden kann.According to a development of the invention, the chip element as a stiffener with the same on the surface arranged connection points in which a chip is bordered with connections, being between the connections of the chip and the connection points of the stiffening body ne electrically conductive connection is provided. Hereby becomes a chip protected against mechanical stress Assembly provided, the connection points preferably are fixed. The manufacture of a chip module leaves yourself in a simple way just by connecting provide the contact areas and the chip element adapted Realize course of the conductor tracks, so that be as above wrote any layout of a support element with egg electrically connected to any layout of a chip element can be.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention result from the others Subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below of the drawings described in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Chipmoduls in unterschiedlichen Herstellungsphasen, Fig. 1 is a perspective view of a chip module in different stages of manufacture,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Chipmodul entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a cross section through the chip module along the line II-II in Fig. 1 and
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform eines in Fig. 1 und 2 dargestellten Chipelements. Fig. 3 shows an alternative embodiment of a chip element shown in Figs. 1 and 2.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Chipmodul wird üblicherwei se in eine Aussparung einer nicht dargestellten Chipkarte eingesetzt und stoffschlüssig mit dieser verbunden. Solche Chipkarten sind in ihrer Dimension genormt und haben etwa ei ne Dicke von 0,65 mm.The chip module shown in FIGS . 1 and 2 is usually inserted into a recess of a chip card, not shown, and integrally connected to it. Such chip cards are standardized in their dimensions and have a thickness of about 0.65 mm.
Das Chipmodul wird gebildet durch ein Chipelement 1, das auf einer ersten Seite eines Trägerelements 2 mit demselben ver bunden ist. Diese Seite bildet im eingebauten Zustand des Chipmoduls eine Unterseite 3 des Trägerelements 2. Auf einer dem Chipelement 1 abgewandten Seite, nämlich einer Oberseite 4 des Trägerelements 2, sind Kontaktflächen 5 angeordnet. Die Kontaktfläche 5 weisen jeweils eine Goldbeschichtung auf und bilden zusammen ein Kontaktfeld der Chipkarte.The chip module is formed by a chip element 1 , which is connected to the same on a first side of a carrier element 2 . When the chip module is installed, this side forms an underside 3 of the carrier element 2 . Contact surfaces 5 are arranged on a side facing away from the chip element 1 , namely an upper side 4 of the carrier element 2 . The contact surface 5 each have a gold coating and together form a contact field of the chip card.
In einem Bereich der jeweiligen Kontaktfläche 5 weist das Trägerelement 2 Durchbrüche 6 auf zur elektrischen Anbindung der Kontaktfläche 5 an korrespondierende Anschlußpunkte 7 des Chipelements 1. Die Anschlußpunkte 7 sind auf einer dem Trä gerelement 2 zugekehrten Seite des Chipelements 1 angeordnet.In an area of the respective contact area 5 , the carrier element 2 has openings 6 for the electrical connection of the contact area 5 to corresponding connection points 7 of the chip element 1 . The connection points 7 are arranged on a Trä gerelement 2 facing side of the chip element 1 .
Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, erstreckt sich ein elektrische Verbindung als eine Anzahl von Leiterbahnen 8, die sich in einer Ebene zwischen dem Trägerelement 2 und dem Chipelement 1 erstrecken, und zwar im wesentlichen in Querrichtung 9 des Chipmoduls. Somit verbindet die Leiterbahn 8' die Kontaktfläche 5, mit dem korrespondierenden Anschluß punkt 7', die Leiterbahn 8'' die Kontaktfläche 5'' mit dem korrespondierenden Anschlußpunkt 7'' etc. Die Leiterbahnen 8 weisen vorzugsweise jeweils an ihren Enden Leitpunkte 10 auf, die eine sichere elektrische Kontaktierung zu den jeweiligen Kontaktflächen 5 bzw. den Anschlußpunkten 7 gewährleisten. Das dem Trägerelement 2 zugewandte Ende der Leiterbahn 8 weist einen Leitpunkt 10 auf, der sich innerhalb des Durch bruchs 6 erstreckt zur sicheren Kontaktierung an auf der dem Trägerelement 2 zugekehrten Rückseite der Kontaktfläche 5 an geordneten elektrischen Anschlusses desselben.As can be seen in particular from FIG. 2, an electrical connection extends as a number of conductor tracks 8 , which extend in a plane between the carrier element 2 and the chip element 1 , essentially in the transverse direction 9 of the chip module. The conductor 8 'thus connects the contact area 5 with the corresponding connection point 7 ', the conductor 8 '' connects the contact area 5 '' with the corresponding connection point 7 '', etc. The conductor tracks 8 preferably each have guide points 10 at their ends, which ensure reliable electrical contact to the respective contact surfaces 5 or the connection points 7 . The end of the conductor track 8 facing the carrier element 2 has a guide point 10 which extends within the opening 6 for secure contacting on the back of the contact surface 5 facing the carrier element 2 at an orderly electrical connection thereof.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Leiterbah nen 8 durch Bedrucken, insbesondere durch Siebdruck eines elektrisch leitfähigen Lacks, auf das als flexible Folie und aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehende Trägerele ment 2 aufgebracht.According to a preferred embodiment, the conductor tracks 8 are applied by printing, in particular by screen printing of an electrically conductive lacquer, to the element 2 , which is a flexible film and made of a thermoplastic plastic.
Alternativ können die Leiterbahnen 8 durch Auftragen einer Lotpaste in mittels einer Maske gebildeten Aussparungen auf das Trägerelement 2 aufgebracht werden.Alternatively, the conductor tracks 8 can be applied to the carrier element 2 by applying a solder paste in cutouts formed by means of a mask.
Darüber hinaus sind weitere Beschichtungsverfahren anwendbar, die ermöglichen, auf einem standardisierten, mit Kontaktflä chen 5 versehenen Trägerelement 2 leitende Verbindungen auf zubringen, ohne daß das Trägerelement 2 in seinem mechani schen oder chemischen Eigenschaften beeinträchtigt wird.In addition, other coating methods can be used, which make it possible to apply conductive connections to a standardized carrier element 5 provided with contact surface 2 without the carrier element 2 being impaired in its mechanical or chemical properties.
Durch die Ausbildung von Leiterbahnen wird es ermöglicht, daß sich die Durchbrüche 6 in einer Ebene erstrecken können, die in Querrichtung 9 des Trägerelements 2 über den Rand des Chi pelements 1 hinausragt. Auf diese Weise ist eine flexible elektrische Anbindung des Trägerelements 2 an das Chipelement 1 erzielbar. The formation of conductor tracks makes it possible for the openings 6 to extend in a plane which projects in the transverse direction 9 of the carrier element 2 beyond the edge of the element 1 . In this way, a flexible electrical connection of the carrier element 2 to the chip element 1 can be achieved.
Die mechanische Verbindung zwischen dem Trägerelement 2 und dem Chipelement 1 wird durch einen zwischen den Leiterbahnen 8 auf das Trägerelement 2 aufgebrachte Klebschicht 11 ver wirklicht. Danach ist das fertige Chipmodul in die Ausnehmung der Chipkarte einsetzbar.The mechanical connection between the carrier element 2 and the chip element 1 is realized by an adhesive layer 11 applied between the conductor tracks 8 on the carrier element 2 . The finished chip module can then be inserted into the recess of the chip card.
Alternativ können die Leiterbahnen 8 auch auf einer aus Kunststoff bestehenden Zwischenschicht aufgebracht sein, bei spielsweise durch Aufätzen einer leitenden Beschichtung. An den entsprechenden Anschlüssen des Trägerelements 2 einer seits und des Chipelements 1 andererseits weist diese Zwi schenschicht Durchbrüche auf, die eine entsprechende elektri sche Kontaktierung ermögliche. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Trägerelement 2 nicht zusätlich beansprucht wird.Alternatively, the conductor tracks 8 can also be applied to an intermediate layer made of plastic, for example by etching on a conductive coating. At the corresponding connections of the carrier element 2, on the one hand, and the chip element 1, on the other hand, this intermediate layer has openings which enable a corresponding electrical contact. This embodiment has the advantage that the carrier element 2 is not additionally stressed.
Nach einer Ausführungsform des Chipelements gemäß Fig. 3 ist ein Chipelement 15 als Versteifungskörper 16 ausgebildet, der an den gleichen Stellen wie das Chipelement 1 auf der dem Trägerelement 2 zugekehrten Seite Anschlußpunkte 17 aufweist. Der Versteifungskörper 16 besteht aus einem Kunststoffmateri al, in dem ein Chip 18 eingefaßt ist. Der Chip 18 weist An schlüsse 19 auf, die mittels Leiter 20 elektrisch mit den An schlußpunkten 17 verbunden sind. Vorzugsweise wird der Ver steifungskörper 16 durch Umspritzen des Chips 18 gebildet und stellt einen Schutz des Chips 18 vor mechanischer, thermi scher bzw. chemischer Beanspruchung dar.According to one embodiment of the chip element according to FIG. 3, a chip element 15 is designed as a stiffening body 16 , which has connection points 17 at the same locations as the chip element 1 on the side facing the carrier element 2 . The stiffening body 16 consists of a Kunststoffmateri al, in which a chip 18 is enclosed. The chip 18 has connections 19 which are electrically connected to the connection points 17 by means of a conductor 20 . Preferably, the Ver stiffening body 16 is formed by overmolding the chip 18 and represents a protection of the chip 18 against mechanical, thermal or chemical stress.
Claims (13)
- - einem Chipelement (1, 15) mit Anschlußpunkten,
- - einem mit dem Chipelement (1, 15) verbindbaren Trägerele ment (2), wobei das Trägerelement (2) auf einer dem Chipele ment abgewandten Oberseite (4) mehrere Kontaktflächen (5, 5', 5'') mit dazugehörigen Durchbrüchen (6) aufweist und daß
- - Mittel vorgesehen sind zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den jeweiligen Anschlußpunkten (7, 7', 7'') des Chipelements (1, 15) und den zugehörigen Kontaktflächen (5, 5', 5''), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußpunkten (7, 7', 7'') des Chipelement (1, 15) und den korrespondierenden Durchbrüchen (6) eine elektrisch leitende Verbindung ausge bildet ist, die sich im wesentlichen in einer zu dem Trägere lement (2) parallelen Ebene erstreckt.
- a chip element ( 1 , 15 ) with connection points,
- - With the chip element ( 1 , 15 ) connectable Trägerele element ( 2 ), the carrier element ( 2 ) on a side facing away from the Chipele element ( 4 ) a plurality of contact surfaces ( 5 , 5 ', 5 '') with associated openings ( 6 ) has and that
- - Means are provided for establishing an electrically conductive connection between the respective connection points ( 7 , 7 ', 7 '') of the chip element ( 1 , 15 ) and the associated contact surfaces ( 5 , 5 ', 5 ''), characterized in that Between the connection points ( 7 , 7 ', 7 '') of the chip element ( 1 , 15 ) and the corresponding openings ( 6 ) an electrically conductive connection is formed, which is essentially in a plane parallel to the carrier element ( 2 ) extends.
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