DE3051195C2 - Trägerelement zum Einbau in Ausweiskarten - Google Patents

Trägerelement zum Einbau in Ausweiskarten

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DE3051195C2
DE3051195C2 DE19803051195 DE3051195A DE3051195C2 DE 3051195 C2 DE3051195 C2 DE 3051195C2 DE 19803051195 DE19803051195 DE 19803051195 DE 3051195 A DE3051195 A DE 3051195A DE 3051195 C2 DE3051195 C2 DE 3051195C2
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contact
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card
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DE19803051195
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Joachim Hoppe
Yahya Haghiri-Tehrani
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GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement zum Einbau in Ausweiskarten oder ähnliche Daten­ träger.
In der deutschen Patentanmeldung P 29 20 012 der Anmel­ der in wird eine Ausweiskarte mit eingelagertem integrier­ tem Schaltkreis beschrieben. Zur Herstellung der Karten wird ein sogenanntes Zwischenerzeugnis (Trägerelement) verwendet, das den IC-Baustein mit allen Kontaktelementen aufnimmt und das als fertigungstechnisch abgeschlossene Einheit unabhängig von der Kartenherstellung produziert werden kann.
Das Trägerelement, das einen kreisrunden, kastenförmigen Aufbau haben kann, wird dort unter Verwendung mehrerer Folien im Kaltkaschierverfahren (Klebetechnik) herge­ stellt.
IC-Ausweiskarten oder auch andere mit ähnlichen elektro­ nischen Schaltungen ausgerüstete Datenträger bieten gegenüber herkömmlichen automationsfähigen Karten wesent­ liche Vorteile, die unter anderem in der höheren Spei­ cherkapazität und in ihrer Fähigkeit, sich aktiv an Kommunikationsvorgängen zu beteiligen, begründet sind. Diese gegenüber herkömmlichen Ausweiskarten zusätzlichen Vorteile vergrößern die Zahl der Anwendungsmöglichkeiten für Ausweiskarten zum Teil ganz erheblich und erschließen einige völlig neue Anwendungsgebiete.
Für die Anwendung derartiger Ausweiskartensysteme ist die Herstellung von IC-Ausweiskarten in sehr großen Stück­ zahlen notwendig. Deshalb ist es auch für die Produktion von Trägerelementen von großer Bedeutung, ein für große Stückzahlen wirtschaftliches Verfahren anwenden zu können, wobei zu berücksichtigen ist, daß das Halbleiter­ plättchen mit seinen Anschlußleitungen während der Her­ stellung der Ausweiskarten und ihrer Handhabung großen Belastungen ausgesetzt ist.
Weiter ist zu berücksichtigen, daß bei Ausweiskarten der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art, wie sie z. B. aus der DE-OS 26 59 573 bekannt sind, in den verschiedenen Anwendungsberei­ chen sehr unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit, der Haltbarkeit, der Bestän­ digkeit gegen Umwelteinflüsse und dergleichen gestellt werden. Wegen der aktiven Kommunikationsmöglichkeit be­ trifft dies neben dem mechanischen Aufbau der Karte selbstverständlich auch die Kontaktbereiche des inte­ grierten Schaltkreises.
Es sind im Laufe der Entwicklung der IC-Ausweiskarten mehrere Kontaktabnahmeverfahren bekannt geworden (z. B. galvanisch, kapazitiv, optisch etc.). Welchem Verfahren der Vorzug bei der Herstellung von Trägerelementen gege­ ben wird, ist vom Einsatzbereich der Ausweiskarten, dem technischen Aufwand in der Herstellung, der gewünschten Betriebssicherheit und anderen Faktoren abhängig.
Aus der DE-A-19 09 480 ist ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Im Element befindet sich ein flexibles Substrat auf dem die Leiterbahnen angeordnet sind. Die elektrische Kontaktierung erfolgt über Metallstifte, die aus einer Kunststoffkapsel herausragen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein in Ausweiskarten oder ähnliche Datenträger einbringbares Trägerelement zu schaffen, das wirtschaftlich in hohen Stückzahlen herstellbar ist, einen guten Schutz für das eingelagerte Halbleiterplättchen mit seinen Anschluß­ leitungen bietet und in der Produktion ohne aufwendige Umrüstmaßnahmen den unterschiedlichen Anforderungen be­ züglich der Lebensdauer der Karten und der Art der Kon­ taktnahme anpaßbar ist.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.
In der Vergangenheit sind viele Verfahren bekannt gewor­ den, Halbleiterplättchen zu kontaktieren, d. h. die win­ zigen Kontaktflächen des Siliziumkristalls mit für die spätere Verwendung geeigneten Anschlüssen zu versehen.
So werden beispielsweise in sogenannten Bondier-Automaten die Kontaktflächen des Kristalls durch feine Golddrähte mit den Anschlußbeinen einer Kontaktspinne verbunden, wobei die Kontaktspinne auch als Träger des Halbleiter­ plättchens dient.
Andere Verfahren benutzen als Träger für die Plättchen flexibles Material (siehe dazu DE-AS 24 14 297). Das nichtleitende Material (z. B. in Form eines Super-8-Films) ist in äquidistanten Abständen mit Fenster ver­ sehen, in die freitragend die Enden einer aus leitendem Material geätzten Kontaktspinne ragen. Alle Kontakt flächen des Plättchens werden synchron mit der Kontakt­ spinne verbunden, was die Wirtschaftlichkeit des Kontak­ tierverfahrens gegenüber älteren Verfahren erheblich steigert.
Die Halbleiterplättchen lassen sich in ähnlicher Weise auch auf einem Film, der keine Fenster aufweist, montie­ ren.
Die Erfindung nutzt diese erprobten und rationellen Her­ stellverfahren und gewinnt damit ein Zwischenprodukt, das für die Herstellung von Trägerelementen für große Stück­ zahlen besonders gut geeignet ist und mit geringem Auf­ wand unter Berücksichtigung der in Frage kommenden, oben­ genannten Anforderungen zu den unterschiedlichsten Trägerelementen verarbeitet werden kann.
Aufgrund der Anwendung der Gießtechnik lassen sich Trägerelemente mit den unterschiedlichsten Eigenschaften (Lebensdauer, Kontaktabnahme) ohne kostspielige Umrüst­ maßnahmen realisieren. Außerdem können bei den in Gieß­ technik hergestellten Trägerelementen Halbleiterplätt­ chen und Anschlußleitungen in hervorragender Weise gegen mechanische Belastung geschützt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1a, 1b Aufsicht und Schnitt eines folienkontak­ tierten Halbleiterplättchens,
Fig. 2 ein nach der Gießtechnik hergestelltes Trägerelement, geeignet für die berüh­ rungslose Kontaktabnahme,
Fig. 3 ein nach der Gießtechnik hergestelltes Trägerelement, geeignet für die berührende Kontaktabnahme.
Die Fig. 1a und 1b zeigen ein in ein Folienfenster einge­ lagertes folienkontaktiertes Halbleiterplättchen in Auf­ sicht und im Schnitt.
Das Halbleiterplättchen 1, angeordnet in einem ausge­ stanzten Fenster 2 des Films 3, wird in entsprechenden Automaten mit den Enden einer in einem früheren Arbeits­ gang geätzten Kontaktspinne 4 verbunden. Der Transport des Films 3 während der einzelnen Arbeitsphasen kann sehr exakt mit Hilfe der Perforationslöcher 5 des Films durch­ geführt werden.
Ein sehr einfach herzustellendes Trägerelement unter Ver­ wendung des in den Fig. 1a und 1b gezeigten Zwischenpro­ duktes zeigt die Fig. 2.
Der mit den Halbleiterplättchen 1 kontaktierte Film 3 wird einer Gießstation 6 zugeführt. Die beiden Gießform­ hälften 6a und 6b sind senkrecht zur Filmebene beweglich angeordnet. Über eine Zuflußkanal 7′ wird die Gießstation mit einem geeigneten Gießmaterial gefüllt. Der Abfluß­ kanal 8 vermeidet, daß sich in der Gießstation während des Gießvorgangs Lufteinschlüsse bilden. Gießanordnungen der genannten Art sind bekannt, so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden muß. Durch die Wahl des Gieß­ materials kann die Festigkeit des fertigen Trägerelements in weiten Grenzen variiert werden.
Das entsprechend der Darstellung in Fig. 2 hergestellte Trägerelement, das nach dem Gießvorgang als kompakte Einheit 10 aus dem Trägerfilm ausgestanzt werden kann, ist beispielsweise für eine berührungslose Kontaktabnahme (kapazitiv, optisch) geeignet.
Die Fig. 3 zeigt ein Trägerelement, das für die berüh­ rende, galvanische Kontaktabnahme geeignet ist.
Zur Herstellung dieses Trägerelements werden die Kontakt­ flächen 4a vor dem Gießvorgang zunächst beschichtet, so daß sich über den Kontaktflächen Höcker 7 bilden. Die Beschichtung kann aus leitendem Material bestehen, das beispielsweise galvanisch auf die Kontaktflächen aufge­ bracht wird. Die Beschichtung kann auch aus einem nicht­ leitenden elastischen Material (z. B. Silikon) bestehen, das beispielsweise unter Verwendung einer geeigneten Maske auf die Kontaktflächen gerakelt wird. Die so mit Höckern 7 ausgestattete Anordnung wird schließlich wieder in eine geeignete Gießstation geführt und nach dem Gieß­ vorgang als kompakte Einheit 11 aus dem Trägerfilm aus­ gestanzt. Die Höcker 7 können so ausgebildet sein, daß sie geringfügig aus dem gegossenen Block 11 herausragen. Bei diesem Trägerelement liegen dann die Kontaktober­ flächen nach dem Einbau des Trägerelements in eine Aus­ weiskarte mit deren Deckfolienoberfläche in einer Ebene.
Verwendet man zur Bildung der Höcker leitendes Material, so ist das Trägerelement für eine berührende, galvanische Kontaktabnahme geeignet.
Werden die Höcker aus nichtleitendem Material gebildet, kann man zur Kontaktierung beispielsweise Nadeln verwen­ den, die durch die nichtleitende Material (z. B. Silikon) hindurch auf die eigentlichen Kontaktflächen 4a geführt werden. Die letztgenannte Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Kontaktflächen des Trägerelements vor Umweltein­ flüssen gut geschützt sind.

Claims (1)

  1. Trägerelement zum Einbau in Ausweiskarten oder ähnliche Datenträger mit einem IC-Baustein (1), der in einem Fenster (2) eines Substrats montiert ist, wobei sich auf dem Substrat Kontaktflächen (4a), die um das Fenster (2) angeordnet sind, und Leiterbahnen (4), die an ihren Enden die Kontaktflächen (4a) bilden und die ausgehend von den Kontaktflächen (4a) in das Fenster (2) münden und mit dem IC-Baustein (1) verbunden sind, befinden, wobei das Substrat derart in einem kompakten gegossenen Block (10, 11) vorgegebener Dicke angeordnet ist, daß der IC-Baustein (1) in etwa mittig in dem Block (10, 11) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine flexible Folie (3) ist und die Kontaktflächen (4a) in dem Block (10, 11) liegen, wobei die Kontaktflächen (4a) berührungslos oder über etwa mit der Oberfläche des gegossenen Blockes (10, 11) abschließende Höcker (7) aus leitendem Material beim Abtasten des Datenträgers kontaktiert werden.
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