DE10210606A1 - Portable data carrier with display module and method for its production - Google Patents
Portable data carrier with display module and method for its productionInfo
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Abstract
Ein Displaymodul (32) für eine Chipkarte (1) besitzt ein Displaysubstrat (7) mit einem Display (3) zum Anzeigen von Daten, eine Ansteuerelektronik zum individuellen Ansteuern einzelner Elemente des Displays (3) und elektronische Verbindungsleitungen (13) zwischen den Displayelementen und der Ansteuerelektronik, wobei die Verbindungsleitungen Kontaktbereiche zur Kontaktierung durch die Ansteuerelektronik besitzen. Die Ansteuerelektronik ist als Ansteuerchipmodul (8) ausgebildet, welches eine Leiterbahnanordnung (15) mit voneinander beabstandeten Kontaktbereichen (12) zur Kontaktierung der Kontaktbereiche (12) der Verbindungsleitungen (13), einen mit der Leiterbahnanordnung (15) über elektrische Anschlüsse (18) elektrisch leitend verbundenen Ansteuerchip (9) und einen zumindest den Ansteuerchip (9) und die elektrischen Anschlüsse (18) umgebenden Verguß (16) umfaßt.A display module (32) for a chip card (1) has a display substrate (7) with a display (3) for displaying data, control electronics for individually controlling individual elements of the display (3) and electronic connecting lines (13) between the display elements and the control electronics, the connecting lines having contact areas for contacting by the control electronics. The control electronics is designed as a control chip module (8), which has a conductor track arrangement (15) with spaced-apart contact areas (12) for contacting the contact areas (12) of the connecting lines (13), one with the conductor track arrangement (15) via electrical connections (18) Conductively connected control chip (9) and a potting (16) surrounding at least the control chip (9) and the electrical connections (18).
Description
Die Erfindung betrifft ein Displaymodul für einen tragbaren Datenträger, insbesondere eine Chipkarte wie Kreditkarte, Scheckkarte, Geldkarte und dergleichen, und einen entsprechenden Datenträger mit Displaymodul sowie Verfahren zu deren Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Displaymodul umfassend ein Displaysubstrat mit einem Display zum Anzeigen von Daten und einer Ansteuerelektronik zum individuellen Ansteuern einzelner Elemente des Displays sowie mit elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Displayelementen und der Ansteuerelektronik, wobei die Verbindungsleitungen Kontaktbereiche zur Kontaktierung durch die Ansteuerelektronik besitzen. The invention relates to a display module for a portable data carrier, in particular a chip card such as credit card, check card, cash card and the like, and a corresponding data carrier with display module as well Process for their production. The invention relates in particular to a Display module comprising a display substrate with a display for displaying of data and control electronics for individual control individual elements of the display and with electrical connection lines between the display elements and the control electronics, the Connection lines contact areas for contacting through the Have control electronics.
Die Ansteuerelektronik für Chipkartendisplays ist üblicherweise in einen Chip integriert, der beispielsweise über Wire-Bonding mit den Kontaktbereichen der Verbindungsleitungen elektrisch leitend verbunden ist. Die Ansteuerelektronik hat in erster Linie die Funktion, die für den Betrieb des Displays zahlreichen Verbindungsleitungen auf wenige zu reduzieren, das heißt, ein serielles Eingangssignal in ein paralleles Ausgangssignal zum Display zu verwandeln. Die Ansteuerelektronik bzw. der Ansteuerchip werden ihrerseits von einer separaten CPU der Chipkarte gesteuert. Aus der US 4,797,542 ist beispielsweise eine derartige Chipkarte bekannt, bei der alle elektronischen Bauteile einschließlich des CPU-Chips und des Ansteuerchips auf einer Leiterplatte angeordnet sind, an die auch das Display angeschlossen wird. The control electronics for chip card displays are usually in a chip integrated, for example via wire bonding with the contact areas the connecting lines are electrically conductively connected. The Control electronics primarily has the function necessary for the operation of the display to reduce numerous connecting lines to a few, that is, one serial input signal into a parallel output signal to the display turn. The control electronics or the control chip are in turn from controlled by a separate CPU of the chip card. From US 4,797,542 For example, such a chip card is known in which all electronic Components including the CPU chip and the control chip on one Printed circuit board are arranged, to which the display is also connected.
Heutzutage wird angestrebt, den Ansteuerchip zusammen mit dem Display auf einem gemeinsamen Displaysubstrat anzuordnen. Eine bekannte Lösung für Glasdisplays ist die "Chip-on-Glass-Technologie", bei der elektronische Bauteile für die Displayansteuerung direkt mittels Leitkleber auf das Glassubstrat des Displays aufgebracht werden. Glassubstrate sind aber für die Anwendung in Chipkarten zu unflexibel und bruchempfindlich, da Chipkarten im täglichen Gebrauch erheblichen Biege- und Druckbelastungen ausgesetzt sind. Die Umsetzung der Chip-on-Glass-Technologie auf flexiblere und unempfindlichere Kunststoffsubstrate ("Chip-on-Flex") für Chipkarten ist aber mit einer Reihe von technologischen Schwierigkeiten verbunden, die dazu geführt haben, daß eine kostengünstige und effektive Kontaktierung von Bauteilen auf flexiblen Materialien, die für die Herstellung von Displays geeignet wären, bisher nicht befriedigend gelungen ist. Auch eine Kontaktierung von Bauteilen mittels konventioneller Verfahren, wie Wire-Bonding, ist nicht ohne weiteres auf den flexiblen Kartendisplaymaterialien möglich. Nowadays the aim is to use the control chip together with the display to be arranged on a common display substrate. A well-known solution for glass displays is "chip-on-glass technology", with electronic Components for the display control directly on the Glass substrate of the display can be applied. Glass substrates are for those Application in chip cards too inflexible and fragile, because chip cards exposed to considerable bending and pressure loads in daily use are. Implementation of chip-on-glass technology on more flexible and but less sensitive plastic substrates ("chip-on-flex") for chip cards associated with a number of technological difficulties have resulted in an inexpensive and effective contacting of Components on flexible materials used in the manufacture of displays would have been unsuccessful so far. Also a contact of components using conventional methods such as wire bonding is not easily possible on the flexible map display materials.
Um dennoch ein Displaymodul mit integrierter Ansteuerelektronik zu realisieren, wurde bereits vorgeschlagen, ein auf einem flexiblen Substrat vorgefertigtes Display über eine flexible Leiterbahnfolie mit einer auf einer starren Leiterplatte befindlichen Ansteuerelektronik zu verbinden. Eine Weiterentwicklung dieser Lösung sieht die Anordnung der Ansteuerelektronik direkt auf der flexiblen Leiterbahnfolie vor. Diese Lösungen weisen in Bezug auf die Verwendung für Chipkarten den Nachteil auf, daß die Kontakte für die Leiterbahnen auf einer Seite des Displays linear herausgeführt werden und damit relativ viel Platz zur Kontaktierung der Leiterbahnfolie benötigen. Darüberhinaus steht nach der Montage der Leiterbahnfolie ein Halbzeug zur Verfügung, das in der Chipkartentechnik schwer handhabbar ist und sich nicht auf einfache Weise in den Kartenaufbau einfügen läßt. To still have a display module with integrated control electronics Realize has already been proposed, one on a flexible substrate prefabricated display over a flexible conductor foil with one on a rigid PCB to connect control electronics. A Further development of this solution sees the arrangement of the control electronics directly on the flexible conductor foil. These solutions point to the Use for chip cards has the disadvantage that the contacts for Conductor tracks are led out linearly on one side of the display and thus require a relatively large amount of space for contacting the conductor track foil. In addition, a semi-finished product is available after assembly of the conductor foil Available, which is difficult to handle in chip card technology and not on can be easily inserted into the map structure.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Displaymodul mit integrierter Ansteuerelektronik und einen tragbaren, elektronischen Datenträger, insbesondere Chipkarte, mit einem solchen Displaymodul sowie Verfahren zu deren Herstellung zur Verfügung zu stellen, wobei das Displaymodul als einfach handhabbares Halbzeug mit in einfacher Weise unmittelbar auf dem Displaysubstrat applizierter Ansteuerelektronik vorliegt. The object of the present invention is to provide a display module with an integrated Control electronics and a portable, electronic data carrier, in particular a chip card with such a display module and method to provide their manufacture, the display module being simple manageable semi-finished product with in a simple manner directly on the Display substrate of applied control electronics is present.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Displaymodul, einen tragbaren elektronischen Datenträger mit einem solchen Displaymodul und entsprechende Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. This task is solved by a display module, a portable one electronic data carrier with such a display module and corresponding Manufacturing process with the features of the independent claims. In dependent claims are advantageous embodiments and Developments of the invention specified.
Dementsprechend wird anstelle eines "nackten" Chips ein vorgefertigtes Ansteuer-Chipmodul unmittelbar auf dem Displaysubstrat aufkontaktiert. Anstelle der herkömmlich als "Chip-on-Flex" bezeichneten Technologie kann man die erfindungsgemäße Technologie als "Modul-on-Flex" bezeichnen. Das Ansteuer-Chipmodul beinhaltet die Ansteuerelektronik, d. h. den eigentlichen Ansteuerchip, wobei dieser Chip auf einer Leiterbahnanordnung aufkontaktiert und mit einer Vergußmasse vor Umwelteinflüssen und mechanischen Beanspruchungen geschützt ist, ähnlich den bekannten CPU-Chipmodulen für Chipkarten. Accordingly, a prefabricated chip is used instead of a "bare" chip Control chip module contacted directly on the display substrate. Instead of the technology conventionally referred to as "chip-on-flex" the technology according to the invention is referred to as "module-on-flex". The Control chip module contains the control electronics, i. H. the real one Control chip, this chip on a conductor track arrangement contacted and with a potting compound against environmental influences and mechanical Stress is protected, similar to the known CPU chip modules for Chip cards.
Ein Vorteil gegenüber der Chip-on-Flex-Technik ergibt sich dadurch, daß das Ansteuer-Chipmodul zunächst unter Verwendung konventioneller Verbindungstechniken, beispielsweise Wire-Bonding, TAB und dergleichen, hergestellt und geprüft werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß im Vergleich zur Kontaktierung eines "nackten" Chips unmittelbar auf dem Displaysubstrat das erfindungsgemäße Ansteuer-Chipmodul aufgrund der integrierten Leiterbahnanordnung mit wesentlich größeren Kontaktbereichen sowie größeren Abständen zwischen den Kontaktbereichen zueinander ausgebildet werden kann, wodurch die Kontaktierung des Ansteuerchipmoduls auf dem Displaysubstrat mit wesentlich geringeren technologischen Schwierigkeiten verbunden ist, als dies bei der direkten Kontaktierung eines "nackten" Chips der Fall ist. Insbesondere die Kontaktierung mittels einem anisotrop leitfähigen Kleber stellt hier eine wenig aufwendige und daher kostengünstige Möglichkeit zur Kontaktierung dar. An advantage over chip-on-flex technology arises from the fact that Control chip module initially using conventional Connection techniques, for example wire bonding, TAB and the like, can be manufactured and tested. Another advantage results from the fact that compared to contacting a "bare" chip directly on the Display substrate the drive chip module according to the invention due to integrated interconnect arrangement with much larger contact areas as well as larger distances between the contact areas can be formed, whereby the contacting of the control chip module on the display substrate with much lower technological Difficulties connected than this when contacting one directly "bare" chips is the case. In particular the contacting by means of a anisotropically conductive adhesive here represents a less expensive and therefore cost-effective way to make contact.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die für den Betrieb des Displays erforderlichen Verbindungsleitungen so auf dem Displaysubstrat geführt werden können, daß Richtungsänderungen und Verzweigungen der Verbindungsleitungen nicht innerhalb des Ansteuer-Chipmoduls realisiert werden müssen. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Platzersparnis, da die für die Displaystrukturen verwendete Indium-Zinn-Oxyd-Schicht (ITO-Schicht) wesentlich feiner strukturierbar ist, als die für die Modultechnik verwendeten konventionellen Metallisierungen (z. B. Kupfer, beschichtet oder Kupfer- bzw. Nickel-Legierungen). Another advantage is that it is used to operate the display required connecting lines are guided on the display substrate can that changes of direction and ramifications of the Connection lines do not have to be implemented within the control chip module. This results in a significant space saving, since the for the Indium tin oxide layer (ITO layer) used for display structures can be structured much more finely than those used for the module technology conventional metallizations (e.g. copper, coated or copper or Nickel alloys).
Die Leiterbahnanordnung, auf der der Ansteuerchip plaziert und mit der der Ansteuerchip elektrisch leitend verbunden ist, kann beispielsweise als Trägerfolie mit elektrisch leitfähiger Beschichtung oder vorzugsweise als Leadframe ausgeführt sein. Die Kontaktierung mit dem Chip kann in einfacher, herkömmlicher Weise durch Drahtbonden erfolgen. Der Chipverguß kann aus einem in der Chipvergußtechnik üblichen Polymermaterial bestehen und entweder nur chipseitig oder zur besseren Stabilisierung der Leadframe- Kontaktbereiche auch beidseitig aufgebracht werden. Dazu können die in der Modultechnik verwendeten Vergußvarianten eingesetzt werden, beispielsweise Mouldtechnik, Glob-Top, Dam&Fill und dergleichen. The conductor track arrangement on which the control chip is placed and with which the Control chip is electrically conductively connected, for example as Carrier film with an electrically conductive coating or preferably as a lead frame be executed. The contact with the chip can be done in simple, conventionally done by wire bonding. The chip encapsulation can consist of a polymer material customary in chip encapsulation technology and either only on the chip side or for better stabilization of the leadframe Contact areas can also be applied on both sides. You can do this in the Potting variants used in module technology are used, for example mold technique, glob top, dam & fill and the like.
Eine besonders platzsparende Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Ansteuer-Chipmodul mit dem Chipverguß in eine Vertiefung oder Durchbrechung des Displaysubstrats hineinragt. Dadurch läßt sich die Dicke des Displaymoduls gegenüber der herkömmlichen Chip-on-Flex-Technik reduzieren, bei der der Chip auf der Vorderseite des Steuersubstrats aufgebaut und vergossen wurde, wodurch der Chipverguß über das Decksubstrat des Displays hinausragte. A particularly space-saving embodiment of the invention provides that the control chip module with the chip encapsulation in a recess or Breakthrough of the display substrate protrudes. This allows the thickness of the display module compared to conventional chip-on-flex technology reduce where the chip is built on the front of the control substrate and was encapsulated, whereby the chip encapsulation over the cover substrate of the Displays stood out.
Das erfindungsgemäße Displaymodul kann als selbständig handhabbares Halbzeug anschließend in den Kartenaufbau integriert werden oder in eine Aussparung des vorgefertigten Kartenkörpers von einer Oberfläche der Karte aus eingesetzt werden. The display module according to the invention can be handled independently Semi-finished products can then be integrated into the card structure or into a Cut-out of the prefabricated card body from a surface of the card be used from.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Displaymodul als Steckmodul ausgeführt ist, welches vom Kartenbenutzer jederzeit aus der Karte entfernt und bei Bedarf in die Karte eingesteckt werden kann. Die Ausbildung eines Displaymoduls als selbständig handhabbare, reversibel einsteckbares Modul hat für sich genommen erfinderische Qualität und zwar unabhängig davon, auf welche Art die Ansteuerelektronik in dem Displaymodul integriert ist, und auch unabhängig davon, ob das Display auf einem flexiblen Kunststoffsubstrat oder auf einem bruchempfindlichen Glassubstrat aufgebaut ist: Letzteres ist beispielsweise für eine erste Displaykartengeneration zweckmäßig, bis die Realisierung von Displays auf flexiblen Substraten einsatzreif ist. A special embodiment of the invention provides that Display module is designed as a plug-in module, which the card user can use at any time can be removed from the card and inserted into the card if necessary. The formation of a display module as an independently manageable, reversible plug-in module has inventive quality in itself regardless of the way in which the control electronics in the Display module is integrated, and regardless of whether the display on a flexible plastic substrate or on a fragile glass substrate is built up: The latter is for example for a first one Display card generation expedient until the realization of displays on flexible substrates is ready for use.
Die Ausbildung als Steckmodul bietet den wesentlichen Vorteil, daß das Displaymodul bei Bedarf von der Chipkarte getrennt werden kann. Das Chipmodul kann daher die ISO-Dickenabmessungen einer Standardchipkarte überschreiten, da es im Falle, daß es für die Kartenbenutzung auf die ISO- Normdicke ankommt, ohne weiteres von der Karte getrennt werden kann. Darüber hinaus ist es durch das Steckmodul-Prinzip möglich, für die Chipkarte und für das Displaymodul jeweils die optimalen, rationellsten Fertigungstechniken einzusetzen und die beiden Kartenkomponenten anschließend problemlos zu kombinieren. Das Displaymodul kann beispielsweise auch in einem Kartenetui oder ähnlichem untergebracht sein. Training as a plug-in module has the main advantage that Display module can be separated from the chip card if necessary. The Chip module can therefore the ISO thickness dimensions of a standard chip card exceed, since it is in the event that it is for the card use on the ISO Standard thickness arrives, can be easily separated from the card. In addition, the plug-in module principle makes it possible for Chip card and the optimal, most efficient for the display module Use manufacturing techniques and the two card components then easy to combine. The display module can, for example also be housed in a card case or the like.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen: In the following, the invention is exemplified on the basis of the accompanying Drawings explained. In it show:
Fig. 1 eine Chipkarte mit steckbarem Displaymodul, Fig. 1 is a chip card with a plug-in display module,
Fig. 2 ein Displaymodul mit integriertem Ansteuer-Chipmodul gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is a display module with integrated drive chip module according to a first embodiment of the invention,
Fig. 3 ein Displaymodul mit integriertem Ansteuer-Chipmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 is a display module with integrated drive chip module according to a second embodiment of the invention,
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Chipmoduls aus Fig. 3 in Aufsicht FIG. 4 shows an enlarged detail of the chip module from FIG. 3 in supervision
Fig. 5 ein Ansteuer-Chipmodul im Querschnitt, Fig. 5 is a drive chip module in cross section,
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt des Chipmoduls aus Fig. 3 im Querschnitt, Fig. 6 shows an enlarged section of the chip module in FIG. 3 in cross section,
Fig. 7 eine Schnittansicht des Displaymoduls nach Fig. 6 von oben, Fig. 7 is a sectional view of the display module shown in Fig. 6 from above,
Fig. 8 dieselbe Schnittansicht wie Fig. 7, jedoch von unten, Fig. 8 is the same sectional view as Fig. 7, but from below,
Fig. 9 einen Ausschnitt einer Chipkarte mit integriertem Displaymodul gemäß einer ersten Ausführungsform im Querschnitt, Fig. 9 shows a detail of a smart card with an integrated display module according to a first embodiment in cross-section,
Fig. 10 einen Ausschnitt einer Chipkarte mit implantiertem Displaymodul gemäß einer zweiten Ausführungsform im Querschnitt, Fig. 10 shows a detail of a smart card with an implanted display module according to a second embodiment in cross-section,
Fig. 11 eine Chipkarte mit seitlich einsteckbarem Displaymodul, Fig. 11 is a chip card with laterally insertable display module,
Fig. 12 den Einsteckvorgang eines Displaymoduls in eine Chipkarte ähnlich Fig. 11, perspektivisch, Fig. 12 shows the insertion process of a display module in a smart card, similar to FIG. 11, in perspective,
Fig. 13a, 13b einen Ausschnitt einer Chipkarte mit eingestecktem Displaymodul gemäß einer weiteren Ausführungsform in Aufsicht und im Querschnitt, Fig. 13a, 13b, a section of a chip card with inserted display module according to another embodiment in plan view and in cross section,
Fig. 14a, b einen Ausschnitt einer Chipkarte mit eingestecktem Displaymodul gemäß einer noch weiteren Ausführungsform in Aufsicht und im Querschnitt, und Fig. 14a, b a section of a chip card with inserted Display module according to still another embodiment in plan view and in cross-section, and
Fig. 15 schematisch ein Displaymodul mit Spule zur induktiven Datenübertragung. Fig. 15 schematically shows a display module with a coil for inductive data transmission.
Fig. 1 zeigt einen tragbaren, kartenförmigen, elektronischen Datenträger 1 in Form einer Chipkarte nach ISO-Norm (ID1-Format; Dicke 0,76 mm). Die Karte umfaßt ein übliches Chipmodul 2, ein Display 3, welches über Steckkontakte 6 elektrisch leitend in die Chipkarte 1 integrierbar ist, eine Batterie 4 zur Stromversorgung der elektrischen Bauelemente und einen Schalter 5, z. B. einen Fingerprintsensor, zur Aktivierung des Displays 3. Fig. 1 shows a portable card-shaped electronic data carrier 1 in the form of a smart card according to the ISO standard (ID1 format; thickness 0.76 mm). The card comprises a conventional chip module 2 , a display 3 , which can be integrated into the chip card 1 in an electrically conductive manner via plug contacts 6 , a battery 4 for supplying power to the electrical components and a switch 5 , e.g. B. a fingerprint sensor to activate the display 3 .
Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei alternative Ausführungsformen eines auf einem Displaysubstrat 7 gemeinsam mit einem Ansteuerchipmodul 8 angeordneten Displays 3. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 umfaßt das Ansteuerchipmodul 8 eine Trägerfolie, z. B. aus Glasepoxy oder Polyimid mit einer Leiterbahnstruktur, die beispielsweise im Aufdampfungs- und Ätzverfahren erzeugt sein kann, und einen darauf vergossenen Ansteuerchip. Fig. 2 zeigt eine rückwärtige Ansicht, so daß lediglich die Rückseite der Trägerfolie erkennbar ist. Fig. 3 zeigt demgegenüber eine Ausführung, bei der die Leiterbahnanordnung als Leadframe ausgebildet ist, auf welchem der Ansteuerchip plaziert, kontaktiert und mit Vergußmaterial umgossen ist. Auch die Ansicht gemäß Fig. 3 zeigt das Ansteuerchipmodul 8 in rückwärtiger Ansicht, so daß der Ansteuerchip und der Chipverguß nicht erkennbar sind. Figs. 2 and 3 show two alternative embodiments of a substrate disposed on a display 7, together with a Ansteuerchipmodul 8 displays 3. In the embodiment according to FIG. 2, the control chip module 8 comprises a carrier film, e.g. B. from glass epoxy or polyimide with a conductor structure, which can be generated for example in the vapor deposition and etching process, and a drive chip cast thereon. Fig. 2 shows a rear view, so that only the back of the carrier film can be seen. Fig. 3 shows, in contrast, an embodiment in which the conductor track arrangement is formed as a lead frame, is placed on which the drive chip contacted and is cast around with potting material. Also, the view of FIG. 3 shows the Ansteuerchipmodul 8 in a rear view, so that the drive chip and the chip encapsulation are not discernible.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Vorderansicht des mit dem Displaysubstrat 7 kontaktierten Ansteuerchipmoduls 8 gemäß Fig. 3. Zentral auf der Rückseite des Ansteuerchipmoduls 8 ist der Ansteuerchip 9 angeordnet, von dem lediglich die eng zueinander beabstandeten, vergleichsweise kleinen Kontaktflächen 10 angedeutet sind. Der Ansteuerchip 9 ist mit den Leiterbahnstrukturen des Leadframes durch Draht-Bonden (Wire-Bonding) elektrisch leitend kontaktiert. Die Leadframebeinchen 11 besitzen an ihren Enden Kontaktbereiche §12, die zueinander einen größeren Abstand und jeweils eine größere Ausdehnung besitzen als die Kontaktflächen 10 des Ansteuerchips 9. Die Kontaktbereiche 12 der Leadframe-Beinchen 11 sind elektrisch leitend mit den elektrischen Verbindungsleitungen 13 kontaktiert. Diese Kontaktierung erfolgt mittels einem elektrisch anisotrop leitfähigen Kleber. Die bei der Kontaktierung aufzubringende Sorgfalt kann vergleichsweise gering gehalten werden, da die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses zwischen zwei oder mehr benachbarten Kontaktbereichen 12 wegen der anisotropen Leiteigenschaften des Klebers und der vergleichsweise großzügigen Beabstandung der Kontaktbereiche 12 nicht zu befürchten ist. Die Verbindungsleitungen 13 werden unmittelbar auf dem Displaysubstrat 7 als ITO-Beschichtung (Indium-Zinn-Oxid) erzeugt, mit welcher auch die Displaystrukturen ausgebildet sind. Zusätzlich zu den Verbindungsleitungen 13 sind auf dem Displaysubstrat 7 Displaymodul- Kontaktzonen 14 vorgesehen, über die das Displaymodul mit dem CPU- Chipmodul 2 (Fig. 1) kontaktiert wird. FIG. 4 shows an enlarged front view of the control chip module 8 in contact with the display substrate 7 according to FIG. 3. The control chip 9 is arranged centrally on the back of the control chip module 8 , of which only the closely spaced, comparatively small contact areas 10 are indicated. The control chip 9 is in electrically conductive contact with the conductor track structures of the leadframe by wire bonding (wire bonding). The leadframe legs 11 have at their ends contact areas §12, which are at a greater distance from one another and each have a greater extent than the contact surfaces 10 of the control chip 9 . The contact areas 12 of the leadframe legs 11 are electrically conductively contacted with the electrical connecting lines 13 . This contact is made using an electrically anisotropically conductive adhesive. The care to be taken during contacting can be kept comparatively low, since there is no fear of an electrical short circuit between two or more adjacent contact areas 12 due to the anisotropic conductivity of the adhesive and the comparatively generous spacing of the contact areas 12 . The connecting lines 13 are produced directly on the display substrate 7 as an ITO coating (indium tin oxide), with which the display structures are also formed. In addition to the connecting lines 13 , display module contact zones 14 are provided on the display substrate 7 , via which the display module is contacted with the CPU chip module 2 ( FIG. 1).
Fig. 5 zeigt ein Ansteuerchipmodul 8 in Leadframe-Ausführung mit einem Leadframe 15, auf dem ein Ansteuerchip 9 plaziert und über Wirebonds 18 elektrisch leitend mit dem Leadframe 15 verbunden ist. Der Chip 9 und die elektrischen Anschlüsse 18 sind durch einen Chipverguß 16 aus üblichem Polymermaterial gegen Umwelteinflüsse geschützt. Zur zusätzlichen Stabilisierung des Leadframes 15 ist dieser auf der dem Chipverguß 16 gegenüberliegenden Seite zusätzlich mit einem optionalen unteren Chipverguß 17 versehen. Fig. 5 shows a Ansteuerchipmodul 8 in the lead frame on the execution placed a drive chip 9 and is conductively connected electrically via wire bonds 18 to the leadframe 15 with a leadframe 15. The chip 9 and the electrical connections 18 are protected against environmental influences by a chip encapsulation 16 made of conventional polymer material. For additional stabilization of the lead frame 15 , the latter is additionally provided with an optional lower chip encapsulation 17 on the side opposite the chip encapsulation 16 .
In Fig. 6 ist ein Ausschnitt des Displaymoduls 32 aus Fig. 3 im Querschnitt dargestellt. Das Displaymodul umfaßt ein transparentes Steuersubstrat 19 und, optimal, eine Reflektorfolie 20, die gemeinsam das Displaysubstrat 7 bilden. Auf dem Steuersubstrat 19 liegen die Displaystrukturen vor, welche durch ein transparentes Decksubstrat 21 abgedeckt sind. Das Ansteuerchipmodul 8 ragt mit seinem Verguß 16 in eine Fensterstanzung 22 des Displaysubstrat 7 hinein. Die Fensterstanzung 22 ist in Fig. 6 als Durchbrechung des Displaysubstrats 7 ausgeführt, kann aber auch als einseitig offene Aussparung im Displaysubstrat 7 realisiert sein. Anstelle eines unteren Chipvergusses 17 ist bei dem Ansteuerchipmodul 8 gemäß Fig. 6 eine feste Kontaktplatte 23 zur Stabilisierung des Leadframes 15 vorgesehen. Das Displaymodul gemäß Fig. 6 ist vergleichsweise, dünn, da der vergossene Ansteuerchip 9 nicht über das Decksubstrat 21 hinausragt. FIG. 6 shows a section of the display module 32 from FIG. 3 in cross section. The display module comprises a transparent control substrate 19 and, optimally, a reflector film 20 , which together form the display substrate 7 . The display structures are present on the control substrate 19 and are covered by a transparent cover substrate 21 . The control chip module 8 projects with its potting 16 into a window punch 22 of the display substrate 7 . The windows die cut 22 is implemented in Fig. 6 as an opening of the display substrate 7, but may also be realized as a one-sided open recess in the display substrate 7. Instead of a lower Chipvergusses 17 6 a fixed contact plate 23 is provided for stabilization of the leadframe 15 in the Ansteuerchipmodul 8 of FIG.. The display module of FIG. 6 is comparatively thin, since the drive chip encapsulated 9 does not project beyond the cover substrate 21.
In den Fig. 7 und 8 ist das Displaymodul gemäß der Ausführungsform nach Fig. 6 als Schnittansicht entlang den Linien VII-VII und VIII-VIII in einer Ansicht von oben und in einer Ansicht von unten dargestellt. In Figs. 7 and 8 the display module according to the embodiment of FIG. 6 as a section view taken along lines VII-VII and VIII-VIII in a view from above and a view from below.
Fig. 9 zeigt ein Displaymodul mit Display 3 und Ansteuerchipmodul 8 in einer Chipkarte 1 teilweise im Querschnitt. Die Karte 1 besteht in diesem Falle aus einem Kartenkörper 24 mit einer Aussparung 25, die beispielsweise ausgefräst oder im Falle eines Spritzgußkartenkörpers von Spritzgußmaterial freigehalten wurde. Das Displaymodul wird in die Aussparung 25 eingesetzt und von einer Deckfolie 26 abgedeckt, die gleichzeitig die Funktion der Fixierung des Displaymoduls in der Aussparung 25 übernimmt. Die Displaymodul- Kontaktflächen 14 sind mit einer Leiterbahnschicht 28 der Chipkarte 1 verbunden. Dazu wird die konstruktionsbedingt oben liegende Kontaktebene des Steuersubstrats 19 verwendet, indem die Leiterbahnen der Leiterbahnschicht 28 von oben auf das Steuersubstrat 19 kontaktiert werden, vorzugsweise mittels einem Leitkleber. Das Hineinragen der Leiterbahnen 28 in die das Displaymodul aufnehmende Aussparung 25 kann beispielsweise durch Ablösen und Beiseitebiegen der Leiterbahnenden erfolgen, bevor die Aussparung 25 ausgestanzt oder ausgefräst wird. Fig. 9 shows a display module with a display 3 and Ansteuerchipmodul 8 in a chip card 1, partly in cross-section. In this case, the card 1 consists of a card body 24 with a recess 25 which, for example, has been milled out or, in the case of an injection-molded card body, has been kept free from injection molding material. The display module is inserted into the recess 25 and covered by a cover film 26 , which at the same time assumes the function of fixing the display module in the recess 25 . The display module contact areas 14 are connected to a conductor track layer 28 of the chip card 1 . For this purpose, the contact plane of the control substrate 19 lying at the top is used by contacting the conductor tracks of the conductor track layer 28 onto the control substrate 19 from above, preferably by means of a conductive adhesive. The conductor tracks 28 can protrude into the recess 25 receiving the display module, for example, by detaching and bending the conductor track ends aside before the recess 25 is punched out or milled out.
In Fig. 10 ist eine alternative Ausführungform eines Chipmoduls und dessen Implantation in einen Kartenkörper 24 derart dargestellt, dass das Chipmodul 32 an der Kartenoberfläche liegt. In diesem Falle ist das Ansteuerchipmodul 8 nur teilweise in das Chipmodul 2 integriert. Die Kontaktierung der Leiterbahnschicht 28 der Chipkarte 8 erfolgt hier von oben unmittelbar über die Leiterbahnstrukturen des Ansteuerchipmoduls 8. Dazu sind die Kontaktzonen 14 bzw. die Enden der Leadframe-Beinchen 11 des Ansteuerchipmoduls 8 entsprechend größer ausgebildet als die Kontaktbereiche zur Kontaktierung der Verbindungsleitungen 13 zum Display 32. Zur Schaffung einer optisch geschlossenen Oberfläche des Displaymoduls 2 gemäß Fig. 10 ist das Ansteuerchipmodul 8 mit einer separaten Abdeckschicht 29, beispielsweise als Verguß oder als Folie, versehen. Alternativ kann das Ansteuerchipmodul 8 so gestaltet sein, daß sich nach seiner Montage eine geschlossene Oberfläche mit dem Decksubstrat 21 von selbst ergibt (nicht dargestellt). FIG. 10 shows an alternative embodiment of a chip module and its implantation in a card body 24 in such a way that the chip module 32 lies on the card surface. In this case, the control chip module 8 is only partially integrated into the chip module 2 . The contacting of the conductor track layer 28 of the chip card 8 takes place here from above directly via the conductor track structures of the control chip module 8 . For this purpose, the contact zones 14 or the ends of the leadframe legs 11 of the control chip module 8 are correspondingly larger than the contact areas for contacting the connecting lines 13 to the display 32 . To create an optically closed surface of the display module 2 according to FIG. 10, the control chip module 8 is provided with a separate cover layer 29 , for example as a potting compound or as a film. Alternatively, the control chip module 8 can be designed in such a way that a closed surface with the cover substrate 21 results automatically after its assembly (not shown).
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Displaymodul 32 als Steckmodul ausgeführt sein, wobei die mechanischen Steckelemente vorzugsweise elektrisch leitend als Steckkontakte 6 ausgeführt sind, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Gehäuseform des Displaymoduls in kartengerechtem Design kann optimal im Spritzgießverfahren erzeugt sein. Während Fig. 1 eine Ausführungsform zeigt, in der das Displaymodul 32 in eine Oberfläche der Chipkarte 1 eingesetzt bzw. eingeklipst wird, zeigt Fig. 11 eine alternative Ausführungsform, bei der das Displaymodul 32 als Schiebe-Steckmodul ausgeführt ist und in eine Schmalseite der Chipkarte 1 eingeschoben wird, wobei die elektrische Kontaktierung mit der Leiterbahnschicht der Chipkarte wiederum über Steckkontakte 6 realisiert ist. Die Chipkarte 1 besitzt dazu eine Ausnehmung entsprechend der Größe des Displaymoduls 32, so dass die Chipkartenlängen- und -breitenabmessungen bei eingesetztem Displaymodul 32 den ID1-Normabmessungen entsprechen. According to a special embodiment of the invention, the display module 32 can be designed as a plug-in module, the mechanical plug-in elements preferably being made electrically conductive as plug contacts 6 , as shown in FIG. 1. The housing shape of the display module in a card-compatible design can be optimally produced using the injection molding process. While Fig. 1 shows an embodiment in which the display module is inserted into a surface of the chip card 1 32 or clipped, Fig. 11 shows an alternative embodiment in which the display module 32 is formed as a sliding plug-in module and in a narrow side of the chip card 1 is inserted, the electrical contacting with the conductor layer of the chip card is in turn realized via plug contacts 6 . For this purpose, the chip card 1 has a recess corresponding to the size of the display module 32 , so that the chip card length and width dimensions correspond to the ID1 standard dimensions when the display module 32 is inserted.
In Fig. 12 ist ein alternatives Schiebe-Steckmodul perspektivisch dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird das Displaymodul 32 in eine Schmalseite der Chipkarte 1 über Einschubleisten 34 nach Art einer Schwalbenschwanzführung eingeschoben, wobei die Displaymodul-Kontaktzonen 14 und die Gegenkontakte der Leiterbahnschicht 28 jeweils in der Kontaktebene der Schwalbenschwanzführung liegen. Beim Einschieben des Displaymoduls 32 in die Ausnehmung 30 der Chipkarte 1 wird das Displaymodul 32 somit gleichzeitig kontaktiert. An alternative sliding plug-in module is shown in perspective in FIG . In this embodiment, the display module 32 is inserted into a narrow side of the chip card 1 via insert strips 34 in the manner of a dovetail guide, the display module contact zones 14 and the mating contacts of the conductor track layer 28 each lying in the contact plane of the dovetail guide. When the display module 32 is inserted into the recess 30 of the chip card 1 , the display module 32 is thus contacted simultaneously.
Die Fig. 13a und 13b zeigen eine ähnliche Ausführungsform einer Chipkarte 1 mit einsteckbarem Displaymodul 32 wie Fig. 11 ausschnittsweise in Aufsicht und im Querschnitt. In diesem Falle ist die Ausnehmung 30 in der Chipkarte 1 lediglich als Vertiefung am Rand der Chipkarte 1 ausgeführt, in die das Displaymodul 32 vollständig eingeschoben wird. Das Displaymodul kann dabei durchaus über die Oberfläche der Chipkarte 1 hinausragen. Gemäß einer besonderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Displaymodul 32 in Richtung quer zur Einsteckrichtung verlagerbar ist, um das Displaymodul 32 an- und abzuschalten. FIGS. 13a and 13b show a similar embodiment of a chip card 1 with an insertable display module 32 as in FIG. 11 in a top view and in cross section. In this case, the recess 30 in the chip card 1 is only designed as a depression at the edge of the chip card 1 , into which the display module 32 is completely inserted. The display module may well protrude beyond the surface of the chip card 1 . According to a special development, it is provided that the display module 32 can be displaced in the direction transverse to the insertion direction in order to switch the display module 32 on and off.
Eine entsprechende Ausführungsform ist auch in den Fig. 14a und 14b dargestellt, wobei das Displaymodul 32 in diesem Falle auf eine Chipkarte mit Normabmessungen aufgesteckt wird. Die Chipkarte besitzt somit keinerlei Ausnehmung sondern lediglich Rastpositionen zur Fixierung und gleichzeitigen Kontaktierung des Displaymoduls 32. A corresponding embodiment is also shown in FIGS. 14a and 14b, in which case the display module 32 is plugged onto a chip card with standard dimensions. The chip card thus has no recess, but only latching positions for fixing and simultaneously contacting the display module 32 .
Schließlich ist in Fig. 15 noch eine alternative Ausführungsform gezeigt,
wonach das Displaymodul 32 anstelle der elektrischen Kontaktzonen 14 eine
Antennenspule 31 besitzt, die bei der Applikation des Displaymoduls 32 mit
einer Weiteren Antennenspule 33 in der Chipkarte 1 so in Deckung gebracht
wird, dass eine kontaktlose, induktive Datenübertragung zwischen dem
Displaymodul 32 und den elektronischen Bauelementen innerhalb der Chipkarte
1 möglich ist.
Bezugsziffernliste
1 Tragbarer, elektronischer Datenträger; Chipkarte
2 CPU-Chipmodul
3 Display
4 Batterie
5 Schalter
6 Steckkontakt
7 Displaysubstrat
8 (Ansteuer-)Chipmodul
9 Ansteuerchip
10 Kontaktflächen des Ansteuerchips
11 Leadframe-Beinchen
12 Kontaktbereiche der Leadframe-Beinchen
13 Verbindungsleitungen
14 (Displaymodul-)Kontaktzonen
15 Leiterbahnanordnung; Leadframe
16 (Chip-)Verguß
17 unterer Chipverguß
18 elektrische Anschlüsse; Wirebonds
19 Steuersubstrat
20 Reflektorfolie
21 Decksubstrat
22 Fensterstanzung; Aussparung, Durchbrechung
23 Kontaktplatte
24 Kartenkörper
25 Aussparung
26 Deckfolie
27 Fensterstanzung
28 Leiterbahnschicht
29 Abdeckschicht
30 Ausnehmung
31 Antennenspule
32 Displaymodul
33 Antennenspule
34 Einschubleisten
Finally, an alternative embodiment is shown in FIG. 15, according to which the display module 32 has an antenna coil 31 instead of the electrical contact zones 14 , which, when the display module 32 is applied, is brought into coincidence with a further antenna coil 33 in the chip card 1 such that a Contactless, inductive data transmission between the display module 32 and the electronic components within the chip card 1 is possible. Reference number list 1 Portable, electronic data carrier; smart card
2 CPU chip module
3 display
4 battery
5 switches
6 plug contact
7 display substrate
8 (control) chip module
9 control chip
10 contact areas of the control chip
11 leadframe legs
12 contact areas of the leadframe legs
13 connecting lines
14 (display module) contact zones
15 conductor arrangement; leadframe
16 (chip) potting
17 lower chip encapsulation
18 electrical connections; Wire bonds
19 tax substrate
20 reflector foil
21 cover substrate
22 window punch; Recess, opening
23 contact plate
24 card bodies
25 recess
26 cover film
27 window punching
28 interconnect layer
29 cover layer
30 recess
31 antenna coil
32 display module
33 antenna coil
34 slide-in rails
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