DE102011115163A1 - Carrier layer structure for smart card, has carrier portion that is provided with recess for retaining smart card module such that side surface of smart card module is attached with side surface of carrier portion - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Chipkarte mit einer Trägerschicht und einem Chipkarten-Modul.The present invention relates to a chip card with a carrier layer and a chip card module.
Allgemein befasst sich die Erfindung mit der Höchstintegration von elektronischen Elementen oder von in einem Package integrierten Schaltkreisen oder von elektronischen Modulen, die in der vorliegenden Erfindung als „Chipkarten-Modul” bezeichnet sind.In general, the invention is concerned with the maximum integration of electronic elements or package integrated circuits or electronic modules referred to in the present invention as a "smart card module".
In vielen Bereichen der Elektronik, Sensorik und der Mikrosystemtechnik ergibt sich aus den Produktionsanforderungen ein Zwang zur steigenden Miniaturisierung und zur Erhöhung der Produktivität durch Zusammenfügen von Teilsystemen in höher integrierten Strukturen. Der Trend zu immer höher integrierten und kompakteren Bauformen, die auch direkt in Chipkarten Verwendung finden können, führt bereits zur Verwendung von Bauelementen, die direkt in Modulen angeordnet sind. Solche Module sind beispielsweise die Kontaktlos-Module der bekannten Baureihen MCC, MOB oder MOA. Bei diesen Modulen ist der Chip mittels sogenannter Wire-Bonds kontaktiert und wird von einer Kunststoff-Ummantelung (Mold) umhüllt. Diese Art der Integration führt baubedingt zu einer großen Gesamtdicke des Moduls und erschwert dadurch eine Integration in eine Chipkarte.In many areas of electronics, sensor technology and microsystems technology, production requirements are compelling to increase miniaturization and increase productivity by integrating subsystems into more integrated structures. The trend towards ever more integrated and compact designs, which can also be used directly in chip cards, already leads to the use of components that are arranged directly in modules. Such modules are for example the contactless modules of the known series MCC, MOB or MOA. In these modules, the chip is contacted by means of so-called wire bonds and is covered by a plastic sheath (Mold). Due to the construction, this type of integration leads to a large overall thickness of the module and thus makes integration into a chip card more difficult.
Ferner sind kontaktlose Chipkarten-Module bekannt, wie zum beispielsweise das MFCC1 Modul. Bei dem MFCC1 ist der Chip mittels NiAu-Kontakten in der sogenannten Flip-Chip Montage kontaktiert. Bei der Flip-Chip Montage wird der Chip mit der aktiven Kontaktierungsseite nach unten direkt zum Substrat bzw. Schaltungsträger hin montiert. Dadurch ist keine Abdeckung des Chips mehr notwendig. Somit ist die Gesamtdicke des Chipkarten-Moduls hauptsächlich durch die Chipdicke bestimmt. Solch ein kontaktloses Chipkarten-Modul ist allerdings sehr anfällig gegen mechanische Belastung und ist auf Grund der geringen Chipdicke wenig biegesteif.Furthermore, contactless chip card modules are known, such as for example the MFCC1 module. In the MFCC1, the chip is contacted by means of NiAu contacts in the so-called flip-chip mounting. In flip-chip mounting, the chip with the active contacting side is mounted directly down to the substrate or circuit carrier. As a result, no coverage of the chip is necessary. Thus, the total thickness of the smart card module is determined mainly by the chip thickness. However, such a contactless chip card module is very susceptible to mechanical stress and is not very rigid due to the small chip thickness.
Ebenfalls bekannt ist ein Verfahren, welches man als Rahmenkleben bezeichnet. Mittels dieses Verfahrens soll die gewünschte Stabilisierung bzw. Versteifung des Moduls gewährleistet werden. Beim Rahmenkleben wird vor der Weiterverarbeitung auf das Leadframe ein Rahmen aufgeklebt. Hierfür ist jedoch ein Klebstoff notwendig, der direkt in die Gesamtdicke des Moduls eingeht. Typische Rahmenhöhen betragen 300 μm, somit sind Modulaufbauten der geforderten Dicke nicht realisierbar. Ferner besteht hier die Gefahr der Delaminierung zwischen Rahmen und Leadframe.Also known is a method which is referred to as frame gluing. By means of this method, the desired stabilization or stiffening of the module should be ensured. For frame gluing, a frame is glued to the leadframe prior to further processing. For this, however, an adhesive is necessary, which goes directly into the total thickness of the module. Typical frame heights are 300 μm, so modular structures of the required thickness can not be realized. Furthermore, there is a risk of delamination between the frame and the leadframe.
Bekannt ist ferner das Aufkleben des Chips auf eine Stahlplatte mit einer Dicke von ca. 120 μm. Hierbei bleibt die aktive Oberfläche des Chips allerdings ungeschützt und bei der Weiterverarbeitung muss die Kontaktierung einer Antenne an das Modul direkt auf den Chip erfolgen.Also known is the sticking of the chip on a steel plate with a thickness of about 120 microns. In this case, however, the active surface of the chip remains unprotected and during further processing, the contacting of an antenna to the module must take place directly on the chip.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trägerschicht für eine Chipkarte bereitzustellen, welche dünn, aber dennoch robust und kostengünstig herstellbar ist.The present invention has for its object to provide a carrier layer for a smart card, which is thin, but still robust and inexpensive to produce.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1, 15 und 20 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This object is solved by the subject matter of independent claims 1, 15 and 20. The dependent claims each describe advantageous embodiments of the present invention.
Eine Trägerschicht für eine Chipkarte weist ein Chipkarten-Modul auf, wobei das Chipkarten-Modul in der Trägerschicht eingelassen ist und wobei eine Seite des Chipkarten-Moduls bündig mit einer Seite der Trägerschicht abschließen kann. Dies gewährt eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Trägerschicht mit Chipkarten-Modul. Dadurch, dass das Chipkarten-Modul in eine Trägerschicht eingelassen ist, ist eine besonders dünne und dennoch robuste Bauart einer Chipkarte gewährleistet. Ferner wird hierdurch eine hohe Robustheit und Biegesteifheit der Trägerschicht gewährleistet und es können dünne Trägerschichten mit einem Chipkarten-Modul mit Gesamtdicken < 200 μm realisiert werden.A carrier layer for a chip card has a chip card module, wherein the chip card module is embedded in the carrier layer and wherein one side of the chip card module can terminate flush with one side of the carrier layer. This ensures a particularly simple and cost-effective production of the carrier layer with chip card module. The fact that the smart card module is embedded in a carrier layer, a particularly thin and yet robust design of a smart card is guaranteed. Furthermore, this ensures a high degree of robustness and flexural stiffness of the carrier layer, and thin carrier layers with a chip card module with overall thicknesses <200 μm can be realized.
In einer Ausführungsform kann die Trägerschicht eine Ausnehmung zur Aufnahme des Chipkarten-Moduls aufweisen. Durch das vorhanden sein einer Ausnehmung in der Trägerschicht, kann das Chipkarten-Modul sehr einfach in die Trägerschicht eingelassen werden. Dabei kann die Ausnehmung vorzugsweise ein Loch oder auch ein Sackloch sein. In einem Loch kann das Chipkarten-Modul derart angeordnet sein, dass das Chipkarten-Modul auf einer ersten Seite mit der Trägerschicht bündig abschliesst. In einem Sackloch kontaktiert das Chipkarten-Modul im unteren Bereich des Sacklochs den noch verbleibenden dünnen Bereich der Trägerschicht. Dadurch kann das Chipkarten-Modul mit der der ersten Seite gegenüber liegenden Seite der Trägerschicht bündig abschließen.In one embodiment, the carrier layer may have a recess for receiving the chip card module. By being present a recess in the carrier layer, the chip card module can be easily embedded in the carrier layer. In this case, the recess may preferably be a hole or a blind hole. In a hole, the chip card module may be arranged such that the chip card module terminates flush with the carrier layer on a first side. In a blind hole, the chip card module contacts the remaining thin region of the carrier layer in the lower region of the blind hole. As a result, the chip card module can terminate flush with the side of the carrier layer opposite the first side.
In einer Ausführungsform kann in der Trägerschicht ein durchgehendes Loch zur Aufnahme des Chipkarten-Moduls ausgebildet sein. Dies bietet den Vorteil, dass das Chipkarten-Modul von beiden Seiten zum Zwecke einer elektrischen Kontaktierung zugänglich ist.In one embodiment, a through hole for receiving the chip card module may be formed in the carrier layer. This offers the advantage that the chip card module is accessible from both sides for the purpose of making electrical contact.
In einer Ausführungsform kann das Chipkarten-Modul mittels Wärmezufuhr insbesondere durch Anwendung von Ultraschall in die Trägerschicht eingebracht werden und mit der Trägerschicht unmittelbar kontaktiert sein. Im Allgemeinen wird diese Art der Verbindung bei Kunststoffsubstraten wie PC, PVC oder PET auch als „verschweißen” bezeichnet. Dadurch ist eine kostengünstige und leicht zu realisierende Verbindung zwischen Trägerschicht und Chipkarten-Modul realisierbar.In one embodiment, the chip card module by means of heat supply in particular by Application of ultrasound are introduced into the carrier layer and be contacted directly with the carrier layer. In general, this type of connection is also referred to as "welding" in plastic substrates such as PC, PVC or PET. As a result, a cost-effective and easy to implement connection between the carrier layer and smart card module can be realized.
In einer Ausführungsform kann das Chipkarten-Modul mittels eines Klebers mit der Trägerschicht verbunden sein. Mittels dieser Methode wird das Chipkarten-Modul mit der Trägerschicht einfach „verklebt”. Hierdurch ist ebenfalls eine kostengünstige und leicht zu realisierende Verbindung zwischen Trägerschicht und Chipkarten-Modul realisierbar.In one embodiment, the smart card module may be connected to the carrier layer by means of an adhesive. By means of this method, the chip card module is simply "glued" to the carrier layer. As a result, a cost-effective and easy-to-implement connection between the carrier layer and the chip card module can likewise be realized.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Trägerschicht wenigstens eine Vertiefung aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass elektrische Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls z. B. an den Seitenwänden des Chipkarten-Moduls zur einfachen elektrischen Kontaktierung bereitgestellt sind. Die Vertiefung kann hierbei beispielsweise als länglicher Graben oder auch als Loch ausgebildet sein. Dadurch und auf Grund der geringen Dicke der Trägerschicht und des Chipkarten-Moduls ist eine leicht zu realisierende und leicht zugängliche elektrische Kontaktierung des Chipkarten-Moduls beispielsweise an den Seitenwänden, gewährleistet.In a further embodiment, the carrier layer may comprise at least one recess which is formed such that electrical contact surfaces of the chip card module z. B. are provided on the side walls of the smart card module for easy electrical contacting. The recess may be formed here, for example, as an elongated trench or as a hole. As a result, and due to the small thickness of the carrier layer and the chip card module is an easy to implement and easily accessible electrical contacting of the chip card module, for example, on the side walls, guaranteed.
In einer Ausführungsform ist die Vertiefung der Trägerschicht derart ausgebildet, dass das Chipkarten-Modul an seinen Seitenwänden elektrisch kontaktierbar ist.In one embodiment, the recess of the carrier layer is designed such that the chip card module is electrically contactable on its side walls.
In einer Ausführungsform können elektrische Kontaktflächen der Trägerschicht mittels eines leitenden Klebers mit den elektrischen Kontakten des Chipkarten-Moduls elektrisch verbunden sein. Dabei kann der leitende Kleber als isotrop leitender oder anisotrop leitender Kleber ausgebildet sein.In one embodiment, electrical contact surfaces of the carrier layer may be electrically connected by means of a conductive adhesive to the electrical contacts of the chip card module. In this case, the conductive adhesive may be formed as an isotropically conductive or anisotropically conductive adhesive.
In einer weiteren Ausführungsform können elektrische Kontaktflächen der Trägerschicht mittels Lötung mit den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls verbunden sein. Hierbei können beispielsweise leitende Drahtenden einer Antenne, welche auf der Trägerschicht aufgebracht sind, beispielsweise mit Hilfe eines Lötdepots, welches auf den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls aufgebracht sein kann, dauerhaft kontaktiert werden.In a further embodiment, electrical contact surfaces of the carrier layer can be connected by means of soldering to the electrical contact surfaces of the chip card module. Here, for example, conductive wire ends of an antenna, which are applied to the carrier layer, for example, by means of a solder depot, which may be applied to the electrical contact surfaces of the chip card module, permanently contacted.
In einer Ausführungsform kann die elektrische Kontaktfläche der Trägerschicht mittels Druck, Temperatur und/oder Ultraschall mit den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls verbunden sein. Eine geeignete Kombination der genannten Parameter zur dauerhaften Kontaktierung der elektrischen Kontaktfläche der Trägerschicht mit den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls ist auch als Thermo-Kompressions-Schweißen bekannt.In one embodiment, the electrical contact surface of the carrier layer can be connected by means of pressure, temperature and / or ultrasound to the electrical contact surfaces of the chip card module. A suitable combination of said parameters for permanent contacting of the electrical contact surface of the carrier layer with the electrical contact surfaces of the chip card module is also known as thermal compression welding.
In einer Ausführungsform können elektrische Kontaktflächen der Trägerschicht als Leiterbahn ausgebildet sein. Die Leiterbahn kann als Aluminiumleiterbahn ausgebildet sein und mit den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls verbunden sein. Aluminium stellt eine kostengünstige Alternative zu anderen bekannten leitenden Metallen in der Verbindungstechnologie in der Halbleiterindustrie dar. Dadurch können die elektrischen Verbindungen zwischen Trägerschichten und Chipkarten-Modulen kostengünstig realisiert werden.In one embodiment, electrical contact surfaces of the carrier layer may be formed as a conductor track. The conductor may be formed as aluminum conductor and be connected to the electrical contact surfaces of the smart card module. Aluminum is a cost-effective alternative to other known conductive metals in interconnect technology in the semiconductor industry. This allows the electrical connections between support layers and smart card modules can be realized inexpensively.
In einer Ausführungsform kann die Aluminiumleiterbahn der Trägerschicht als Aluminiumantenne ausgebildet und mit den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls mittels eines Aluminiumdrahtes verbunden sein. Die Aluminiumantenne kann hierbei mittels applizieren des Aluminiumdrahtes auf die Aluminiumantenne verbunden sein, und dieser Aluminiumdraht kann mit den elektrischen Kontaktflächen des Chipkarten-Moduls verbunden sein. Dies hat den Vorteil, dass die Problematik der Alu Oxid Oberflächenbildung umgangen werden kann.In one embodiment, the aluminum conductor track of the carrier layer may be formed as an aluminum antenna and connected to the electrical contact surfaces of the chip card module by means of an aluminum wire. The aluminum antenna may in this case be connected by means of the aluminum wire to the aluminum antenna, and this aluminum wire may be connected to the electrical contact surfaces of the chip card module. This has the advantage that the problem of aluminum oxide surface formation can be avoided.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Trägerschicht für eine Chipkarte weist folgenden Schritten auf: Bereitstellen eines Chipkarten-Modul, anordnen des Chipkarten-Modul in die Trägerschicht derart, dass das Chipkarten-Modul bündig mit zumindest einer Seite der Trägerschicht abschließt.A method for producing a carrier layer for a chip card comprises the following steps: providing a chip card module, arranging the chip card module in the carrier layer such that the chip card module is flush with at least one side of the carrier layer.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Trägerschicht wird in einem weiteren Schritt eine Ausnehmung zur Aufnahme des Chipkarten-Moduls in der Trägerschicht hergestellt.In the method for producing a carrier layer, a recess for receiving the chip card module in the carrier layer is produced in a further step.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Trägerschicht wird in einem weiteren Schritt das Chipkarten-Modul mit Hilfe von Wärme, vorzugsweise durch Anwendung von Ultraschall mit der Trägerschicht verbunden.In the method for producing a carrier layer, in a further step, the chip card module is connected to the carrier layer with the aid of heat, preferably by using ultrasound.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Trägerschicht wird in einem weiteren Schritt das Chipkarten-Modul mittels eines nichtleitenden Klebers mit der Trägerschicht unmittelbar kontaktiert.In the method for producing a carrier layer, the chip card module is directly contacted with the carrier layer by means of a non-conductive adhesive in a further step.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Trägerschicht wird in einem weiteren Schritt eine Dicke D der schmaleren Seite der Trägerschicht mit einer Dicke der schmaleren Seite des Chipkarten-Moduls verbunden.In the method for producing a carrier layer, in a further step, a thickness D of the narrower side of the carrier layer is connected to a thickness of the narrower side of the chip card module.
Eine Chipkarte weist eine Trägerschicht auf, wobei die Trägerschicht ein Chipkarten-Modul aufweist, und wobei das Chipkarten-Modul in der Trägerschicht eingelassen ist. A chip card has a carrier layer, wherein the carrier layer has a chip card module, and wherein the chip card module is embedded in the carrier layer.
Eine Chipkarte weist eine Trägerschicht auf und wobei auf die Trägerschicht weitere Schichten aufgebracht sind.A chip card has a carrier layer and further layers are applied to the carrier layer.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren, näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in geeigneter Weise modifiziert und abgewandelt werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, einzelnen Merkmale und Merkmalskombinationen einer Ausführungsform mit Merkmalen und Merkmalskombinationen einer anderen Ausführungsform geeignet zu kombinieren, um zu weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen zu gelangen.Embodiments of the invention will be explained in more detail below, reference being made to the accompanying figures. However, the invention is not limited to the specific embodiments described, but may be modified and modified as appropriate. It is within the scope of the invention to suitably combine individual features and feature combinations of one embodiment with features and feature combinations of another embodiment in order to arrive at further embodiments according to the invention.
Bevor im Folgenden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente in den Figuren mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind und dass eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Ferner sind die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht. Der Schwerpunkt liegt vielmehr auf der Erläuterung des Grundprinzips.Before the embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the figures, it is to be noted that the same elements in the figures are given the same or similar reference numerals and that a repeated description of these elements is omitted. Furthermore, the figures are not necessarily to scale. The emphasis is rather on the explanation of the basic principle.
Die
Das Modul
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Claims (21)
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