DE10200382A1

DE10200382A1 - Chipmodul

Info

Publication number: DE10200382A1
Application number: DE2002100382
Authority: DE
Inventors: Hans Mensch
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: WO2003058713A2; DE10200382B4; CN100380638C; WO2003058713A3; EP1464081A2; CN1613149A

Abstract

Im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Chipmodul und dem Kartenkörper einer Chipkarte ist der Chipträger (1) mit einer als Verstärkung (3) vorgesehenen und gegebenenfalls strukturierten Schicht versehen. Das ermöglicht im Bereich der Verbindung des Chipmoduls mit dem Kartenkörper eine selektive Anpassung des Chipträgers an den Befestigungsrand des Kartenkörpers. Die Schicht auf dem Befestigungsrand des Chipträgers kann insbesondere eine dort auf der dem Kartenkörper zugewandten Seite des Chipträgers aufgebrachte Metallisierung sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Chipmodul für Chipkarten.

Chipkarten wie z. B. Multimediacards oder Smartcards bestehen aus einem Kartenkörper aus Kunststoff und einem darin eingesetzten Halbleiterchip. Dieser Halbleiterchip kann als Chipmodul eingesetzt werden, bei dem der eigentliche Chip auf einem Chipträger befestigt ist, mit dem er in eine Aussparung des Kartenkörpers eingesetzt wird. Der Chipträger kann insbesondere auch Anschlusskontakte für externen Anschluss an ein Lesegerät aufweisen. Der Chipträger weist einen Befestigungsbereich auf, auf dem der Halbleiterchip angebracht und in der Regel mit einer Vergussmasse überdeckt ist. Rings um diese Vergussmasse befindet sich ein überstehender Befestigungsrand des Chipträgers, der an einem von der Oberseite des Kartenkörpers geringfügig zurückgesetzten Befestigungsrand der für den Chip vorgesehenen Aussparung des Kartenkörpers aufgeklebt wird.

Die Verbindung zwischen dem Chipträger und dem Kartenkörper wird vorzugsweise mittels Klebstoff hergestellt. Verwendet werden dabei Kaltklebstoffe, die bei Raumtemperatur verarbeitet werden, oder Heißklebstoffe, bei denen die Klebeverbindung bei höheren Temperaturen und gegebenenfalls erhöhtem Anpressdruck hergestellt wird. Der Chipträger soll dazu eine ausreichende mechanische Stabilität besitzen; daher wird eine Dicke des Chipträgers von mindestens 100 µm bevorzugt. Die Flächen des Befestigungsrandes des Chipträgers und des Befestigungsrandes der Aussparung des Kartenkörpers sollen so beschaffen sein, dass sie als Verbindungsflächen eine möglichst gute Haftung des Klebstoffes gewährleisten. Eine gute Anhaftung des Klebstoffes wird durch eine aufgerauhte Verbindungsfläche verbessert.

Ein epoxidharzgebundenes Glasfasergewebe ist als Trägermaterial besonders geeignet. Bei Verwendung billigerer Materialien und einer geringeren Dicke des Chipträgers ergeben sich Probleme für die Stabilität der Klebeverbindung. Besonders kritisch ist dabei der eigentliche Implantationsprozess, bei dem das Chipmodul in den Kartenkörper eingeklebt wird. Hohe Temperaturen und hoher Anpressdruck können das Material des Chipträgers verformen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige Ausgestaltung eines Chipmoduls für Chipkarten anzugeben, mit der eine ausreichend dauerhafte Klebeverbindung in dem Kartenkörper erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit dem Chipmodul mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Chipmodul und dem Kartenkörper ist der Chipträger mit einer als Verstärkung vorgesehenen und gegebenenfalls strukturierten Schicht versehen. Das ermöglicht im Bereich der Verbindung des Chipmoduls mit dem Kartenkörper eine selektive Anpassung der mechanischen Eigenschaften und der Oberflächeneigenschaften des Chipträgers an den Befestigungsrand des Kartenkörpers. Die Schicht auf dem Befestigungsrand des Chipträgers kann insbesondere eine dort auf der dem Kartenkörper zugewandten Seite des Chipträgers aufgebrachte Metallisierung sein. Eine solche Metallisierung kann zusätzlich zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips vorgesehen sein. Der Chipträger kann einseitig oder beidseitig metallisiert sein, z. B. durch eine aufgebrachte und strukturierte Kupferschicht mit einer eventuell aufgebrachten Nickel-/Gold-Veredelung.

Es folgt eine genauere Beschreibung des Chipmoduls anhand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Beispiele.
Die Fig. 1, 3 und 4 zeigen Aufsichten, die Fig. 2 und 5 Querschnitte durch Ausführungsbeispiele.
In der Fig. 1 ist auf der linken Seite in Aufsicht ein Chipmodul dargestellt, bei dem auf einem Chipträger 1 in einem mittleren Bereich ein Halbleiterchip befestigt ist, der in eine Vergussmasse 6 als Umhüllung oder Gehäuse eingespritzt und verkapselt ist. Die Art und Ausgestaltung des Chips und des Gehäuses ist aber im Prinzip beliebig. Ein äußerer Befestigungsrand des Chipträgers, der für eine Befestigung des Chipmoduls in einem Kartenkörper vorgesehen ist, ist mit einer Verstärkung 3 versehen, die als Schicht aufgebracht ist. Auf der rechten Seite der Fig. 1 befindet sich eine Ausschnittvergrößerung des markierten rechteckigen Ausschnittes. Es ist dort ein Teil des Chipträgers 1 zwischen einem Anteil der Vergussmasse 6 und der Verstärkung 3 dargestellt, die hier den Befestigungsrand 5 bedeckt.
In der Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Chipkarte dargestellt, aus dem erkennbar ist, wie das Chipmodul in den Kartenkörper eingesetzt ist. Das Chipmodul umfasst einen Chipträger 1 mit dem darauf aufgebrachten Halbleiterchip 2, der in die Vergussmasse 6 eingespritzt ist. Am Rand des Chipträgers 1 ist der Befestigungsrand 5 vorhanden, der mit der Verstärkung 3 versehen ist. Mit dieser Verstärkung 3 wird das Chipmodul unter Verwendung einer Klebstoffschicht 4 auf dem Befestigungsrand einer in dem Kartenkörper 7 vorhandenen Aussparung festgeklebt. Die von dem Halbleiterchip 2 abgewandte Seite des Chipträgers 1 ist mit einer Schicht 10 versehen, die eine Abdeckung oder eine Kontaktschicht sein kann.
In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Verstärkung 3 einen gezackten inneren Rand aufweist. Falls nämlich die Verstärkung vollflächig genau in dem Bereich der Klebstoffschicht 4 vorhanden ist, dann kann der Übergang zwischen dem verstärkten und dem inneren Bereich des Chipträgers besonders bruchempfindlich sein. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, den inneren Rand der Verstärkung 3 nicht geradlinig und gleichmäßig auszuführen, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, sondern den inneren, dem Halbleiterchip 2 zugewandten Rand der Verstärkung gezackt, hin und her gekrümmt, in Kurven verlaufend oder unregelmäßig auszubilden. In der Fig. 3 ist eine Ausschnittvergrößerung des rechteckig markierten Ausschnittes auf der rechten Seite dargestellt, in der der in diesem Beispiel gezackte Rand 8 der Verstärkung 3 deutlich erkennbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist in der Fig. 4 dargestellt. In diesem Beispiel ist die Verstärkung 9 so strukturiert, dass sie längs des Befestigungsrandes 5 mehrfach unterbrochen ist. Die zur Verstärkung aufgebrachte Schicht muss nämlich zur Klebstoffschicht 4 hin gute Haftungseigenschaften aufweisen. Falls die Haftungseigenschaften der Oberfläche der Verstärkung 3 dafür noch nicht ausreichend gut sind, kann eine Strukturierung eine Verbesserung ergeben. Durch die Strukturierung vergrößert sich nämlich die Oberfläche der Verbindung zur Klebstoffschicht 4, was die Haftfähigkeit wesentlich verbessern kann.
Im Fall, dass die Verstärkung 9 durch eine aufgebrachte Metallschicht gebildet ist, erfolgt die Strukturierung vorzugsweise mittels einer Fototechnik und einem nachfolgenden Ätzschritt. Dabei vorkommende Unterätzungen sind insbesondere erwünscht. Eine derartige Unterätzung führt dazu, dass die als Verstärkung 9 vorgesehene Schicht Anteile aufweist, deren laterale Abmessung zumindest in einer Richtung unmittelbar auf dem Chipträger 1 geringer ist, als an einer im Abstand zu dem Chipträger vorhandenen Oberfläche der Verstärkung 9. Die Verstärkung wird auf diese Weise mit der Klebstoffschicht 4 verzahnt. In der Fig. 4 ist als Beispiel eine Strukturierung der Verstärkung 9 in einzelne, quer zum Befestigungsrand 5 ausgerichtete Streifen gezeigt.
In der Fig. 5 ist im Querschnitt dargestellt, wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 die gute Hafteigenschaft zustande kommt. Es ist hier angenommen, dass eine gewisse Unterätzung der Anteile der Verstärkung 9 erfolgt ist. Die Anteile der Verstärkung 9 sind daher unmittelbar auf dem Chipträger 1 schmaler als an der dem Kartenkörper 7 zugewandten Oberseite. Bei dem Beispiel der Fig. 5 ist angenommen, dass die Verstärkung 9 direkt auf dem Kartenkörper 7 aufliegt oder sich zumindest zwischen der Verstärkung 9 und dem Kartenkörper 7 nur eine äußerst dünne Klebstoffschicht befindet. Die Klebstoffschicht 4 befindet sich im Wesentlichen nur zwischen den Anteilen der Verstärkung 9 und bewirkt so die Verbindung zwischen dem Chipträger 1 und dem Kartenkörper 7. Bei Vorhandensein einer Unterätzung der Verstärkung 9 ergibt sich so eine Verzahnung zwischen den Anteilen der Verstärkung und den Anteilen der Klebstoffschicht 4. Da die Verstärkung 9 auf dem Chipträger 9 aufgebracht wird, ergibt sich so insbesondere in denjenigen Fällen eine deutliche Verbesserung, in denen der Klebstoff der Klebstoffschicht 4 an dem Material des Chipträgers nicht so gut anhaftet wie an dem Material des Kartenkörpers, der üblicherweise aus einem Kunststoffmaterial besteht.
Die Chipkarte ist im Gebrauch mechanischen Belastungen wie Torsion und Biegewechsel ausgesetzt. Abhängig von der Geometrie aus Kartenkörper und Chipmodul werden in bestimmten Richtungen der Karte erhöhte Anforderungen an die Dauerhaftigkeit der Klebeverbindung gestellt. Eine Strukturierung der aufgebrachten Verstärkung kann daher an die Richtung der erhöhten Belastung angepasst sein. Bezugszeichenliste 1 Chipträger
2 Halbleiterchip
3 Verstärkung
4 Klebstoffschicht
5 Befestigungsrand
6 Vergussmasse
7 Kartenkörper
8 Rand der Verstärkung
9 Verstärkung
10 Schicht

Claims

1. Chipmodul für Chipkarte mit
einem Chipträger (1),
einem auf dem Chipträger befestigten Halbleiterchip (2)und
einem seitlich des Halbleiterchips überstehenden Befestigungsrand (5) des Chipträgers,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Befestigungsrand (5) auf der mit dem Halbleiterchip (2) versehenen Seite des Chipträgers (1) mit einer als Verstärkung (3; 9) vorgesehenen Schicht versehen ist.

2. Chipmodul nach Anspruch 1, bei dem die als Verstärkung (3) vorgesehene Schicht einen gezackten, hin und her gekrümmten, in Kurven verlaufenden oder unregelmäßigen inneren Rand (8) aufweist.

3. Chipmodul nach Anspruch 1, bei dem die als Verstärkung (9) vorgesehene Schicht durch eine Strukturierung längs des Befestigungsrandes (5) mehrfach unterbrochen ist.

4. Chipmodul nach Anspruch 3, bei dem die als Verstärkung (9) vorgesehene Schicht Anteile aufweist, deren laterale Abmessung zumindest in einer Richtung unmittelbar auf dem Chipträger (1) geringer ist als an einer im Abstand zu dem Chipträger vorhandenen Oberfläche.